[发明专利]一种面向配电网的实时可靠中继部署方法

说明书

一种面向配电网的实时可靠中继部署方法，根据实测信道质量重新估计各部署位置通信半径，重新构建通信拓扑图用于指导部署，每次选取一个满足实时性要求的部署位置进行尝试部署，估计各部署位置通信半径的方法包括分类通信节点步骤；对能测量收包率的通信节点通过路径损耗因数、信噪比相关关系计得；对不能测量收包率的通信节点的通信半径等同于其最近的能测量收包率的通信节点的通信半径。这样有效克服传统离线部署方法准确性差的缺点、保证网络可靠性。

技术领域

本发明涉及无线通信网络构建方法，具体涉及一种面向配电网的实时可靠中继部署方法。

背景技术

无线传感器网络已被各种应用广泛采用，其通常由大规模的无线传感器节点及少量的汇聚节点组成，借助单/多跳路径通信。由于通信、计算、能耗等限制，仅由传感器节点构成的网络存在诸多缺陷，如能耗不均衡、网络寿命短暂、通信距离短、可扩展性差等。为此，国内外学者主张通过部署额外中继节点为整个网络搭建连通的拓扑结构，以增强网络性能。中继节点的部署直接构建网络拓扑连通性，深刻影响无线传感器网络各层协议的性能，因而被广泛而深入地研究。

无线传感器网络以其低成本、安装方便和易维护等优点，正逐步应用于多种工业场景中。配电网检测是无线传感器网络在工业领域的重要应用场景，其主要目的为针对配电网线路、设备实现实时监测、故障预测等功能。配电网覆盖范围大，因此其所在区域地形复杂，如采用传统有线通信系统不仅将大幅增加网络部署费用，甚至严重时难以部署通信网络。无线传感器网络无需铺设线路，因此可以很好适应配电网各种复杂环境，有效降低网络部署成本。

但是配电网部署现场地形复杂，尤其配电网中的各类开关站具有射频环境恶劣、金属遮挡严重等特点，令配电网中的低功耗有损信道具有高度动态性、不确定性，使得离线静态信道模型失去使用价值。因此，无法利用静态信道模型事先准确获得部署区域任意两点间信道质量。另外，配电网覆盖范围较大，无法对部署区域内所有位置进行信道质量检测，这使得全局信道信息缺失。不幸的是，已有研究的基础假设即为全局信道质量信息在中继部署前已知且准确。这意味着已有研究成果、经验不再适用于面向配电网的无线传感器网络。

发明内容

本发明的第一发明目的是提供一种估测通信网络内通信节点的通信半径的方法，以解决受物理阻隔影响，不易获取具体应用场合中通信节点的通信半径的技术问题。

本发明的第二发明目的是提供一种面向配电网的实时可靠中继部署方法，以解决受物理阻隔影响，不易于在无线通信网络快速新增有效中继节点的技术问题。

本发明的第三发明目的是提供一种面向配电网的实时可靠中继部署方法，以解决受物理阻隔影响，不易于快速部署能够满足通信需要的无线通信网络的技术问题。

为解决上述技术问题，可以根据需要选用如下技术方案：

一种估测通信网络内通信节点的通信半径的方法，所述通信节点由网关节点、传感器节点和候选节点构成，用于部署所述通信节点的位置包括网关节点部署位置、n个传感器节点部署位置和m个候选节点部署位置，所述网关节点集合为{g}，所述传感器节点集合为S＝{s₁,s₂,…,s_n}，所述候选节点集合为C＝{c₁,c₂,…,c_m}，包括以下步骤：

步骤1，获取所述通信节点的初始通信半径r、传感器节点跳数约束δ和信道质量约束θ；所有能够测量收包率的通信节点组成集合所有不能够测量收包率的通信节点组成集合

步骤2，获取能够测量收包率的通信节点对应的通信半径，包括以下分步骤，

分步骤2a，取集合内的一个通信节点，记为通信节点u，生成对应于通信节点u的最大通信半径集合