用于提升HPLC与HRF通信效率的混合通信网络的优化方法与流程

本技术涉及通信，具体而言，涉及一种用于提升hplc与hrf通信效率的混合通信网络的优化方法。

背景技术：

1、hplc是一种电力线载波通信技术，它利用现有的低压电力线作为通信介质，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输。运用该技术因为可以将信号直接耦合到电力线上，所以抗干扰能力强，传输距离远。但是，传输的过程中容易受到电路线的限制。hrf是一种无线通信技术，采用电磁波进行通信。该通信技术虽然对于电力线的要求较少。但是，在信号进行传输时，容易受到干扰，并且出现信号失真的情况，所以传输距离相对较近。

2、因为两种技术都存在一定的缺陷，目前会有一种混合的通信方法。也就是将hplc和hrf相互结合，构建通信网络。在尽量保证信息在传播过程中，不会失真的情况下，实现远距离传输。

3、而目前的网络结构，一般都是采用泛洪式的网络结构。也就是，将需要传递的信息向所有的节点广播，接收到广播的节点继续向后续的所有节点广播，从而将信息传递至所需要的节点。这种传播方式，会导致网络结构内存在很多盈余的信息，网络资源的使用率不高。

4、除此之外，还会采用分布式的网络结构。也就是一部分网络节点，推选出一个簇节点，当两个处于不同簇节点下方的网络节点需要进行通信时，则是将信息发送至自己的簇节点，由簇节点再将信息转发至服务器，再由服务器转发至对应的簇节点，最终由簇节点发送至对应接收信息的节点。在该方案中，大部分的信息都会集中在服务器的收发路径上，所以对于服务器的要求很大，很难很好的利用分布式网络内所有的信息终端，导致通信资源浪费，通信效率不高。

技术实现思路

1、本技术的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本技术的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

2、作为本技术的第一方面，为了解决现有的通信网络，通信效率不高的技术问题，本技术提供了一种用于提升hplc与hrf通信效率的混合通信网络的优化方法，包括如下步骤：

3、步骤1：初始化设置，预先生成所有信息终端的在有线通信网络中的域名和在无线通信网络中的域名；

4、将所有的信息终端采用hplc信道和hrf信道连接在一起，构成有线通信网络和无线通信网络；

5、步骤2：信息终端在接收到传输信息时，解析传输信息中的地址信息，根据地址信息确定传输信息的终点信息；

6、步骤3：信息终端根据传输信息的终点信息生成传输信息下个信息终端的待选列表；

7、步骤4：信息终端基于下个信息终端的信息交换量以及通信效率从待选列表中筛选出下个信息终端，然后将传输信息发送至下个信息终端。

8、本技术所提供的技术方案中，信息终端在接收到了传输信息之后，并不会将信息广播至所有的信息终端，也不会将信息传输至簇节点，而是基于周围信息终端的信息交换量和通信效率，寻找到对应的信息终端，然后完成信息的发送。所以，在信息传递过程中，因为没有向所有的信息终端广播信息，所以避免了通信网络中信息重复率高的问题，同时因为没有明显的集中式分布结构，所以不会存在大量的信息汇聚在同一个节点而出现通信堵塞的情况，进而使得整个通信网络能够均匀的分配通信载荷，增加了通信资源的利用率，增加了通信效率。

9、在通信过程中，需要尽量的增加通信效率，通信效率主要受到信息终端对接收到的信息进行转发时效率的影响。如果，信息终端接收到传输信息之后，花费了较长的时间才能够选择出下一个信息终端，则会导致通信时间增加。而信息终端因为需要考虑有线通信网络和无线通信网络中对应的下个节点，所以会导致计算量大，计算时间长，影响通信效率。针对这一问题，本技术提供了如下技术方案：

10、进一步的，任意两个直接信号连接的信息终端，仅采用hplc信道连接或者hrf信道连接。

11、本技术所提供的技术方案中，在构建有线通信网络和无线通信网络时，让两个直接相连的信息终端只能够选择一种信道连接。所以减少了有线通信网络和无线通信网络合并在一起考虑时的复杂程度，减少了计算量，增加了通信效率。同时，在实际使用中，因为能够直接采用有线通信的两个信息终端，不会选用无线信道通信，所以也不会出现因为能够选择的数量降低，而使得通信效率降低的技术问题。

12、采用有线通信网络和无线通信网络建立混合的通信网络，以完成通信时。无线通信网络在实际通信过程中，可能会因为干扰，而不能准确的完成信号传输。针对这一问题，本技术提供了如下技术方案：

13、进一步的，步骤1包括如下步骤：

14、步骤11：预先获取所有需要参与通信的信息终端，以及各信息终端在配电网中位置生成对应的域名信息，每个信息终端有且只有一个域名；

15、步骤12：将所有采用电力线直接相连的信息终端用hplc信道构建通信连接，以生成有线通信网络；

16、步骤13：对于所有的信息终端，与周围其余非采用电力线直接相连信息终端采用低于额定通信功率的hrf信号进行信息校验，将校验成功的信道作为无线通信网络信道，以生成无线通信网络；

17、步骤14：所有信息终端保存有线通信网络结构和无线通信网络结构。

18、本技术所提供的技术方案中，在建立无线通信网络时，是采用低于额定通信功率的hrf信号进行信息校验，从而以此确定hrf信道。如此，采用该方案创建的无线网络信道，在实践中，因为会采用额定功率进行信号传输，所以相比较于校验时的通信状态，具有更好的抗干扰能力，增加了信号传输的稳定性。同时，采用该方案实际上是降低了每个信息终端无线通信的长度，所以能够减少无线通信网络的复杂程度，增加每个信息终端在计算时的计算效率，减少通信延迟。

19、进一步的，传输信息包括数据信息和地址信息；信息终端发送传输信息时，先发送地址信息。

20、本技术所提供的技术方案中，信息终端在发送传输信息时，先发送地址信息，进而信息终端可以先接收地址信息，从而能够在接收数据信息时就开始计算传输信息的发送方向，尽量减少传输信息在信息终端中等待计算的时间。

21、信息终端在对接收到的信息进行转发处理时，如果将接收到的信息都进行解析和处理，会导致信息终端的负荷增加，减少信息终端对于传输信息下个信息终端的判断效率，增加通信延迟。针对这一问题，本技术提供了如下技术方案：

22、步骤2包括如下步骤：

23、步骤21：信息终端实时接收所有发送过来的传输信息，并对每个当前正在接收的传输信息进行标注，得到传输信息列表；

24、步骤22：信息终端对接收到的传输信息进行实时解析，当解析出传输信息的终点信息后，停止解析后续的传输信息，并持续接收后续的传输信息；

25、步骤23：信息终端将终点信息记录至传输信息列表内。

26、本技术所提供的技术方案中，信息终端只会从传输信息中解析出对应的地址信息，而不会解析出数据信息。所以降低了信息终端解析的数据数量，增加了信息终端对下个信息终端的判断效率。

27、进一步的，步骤3包括如下步骤：

28、步骤31：信息终端读取传输信息列表，得到各传输信息的终点信息；

29、步骤32：信息终端根据终点信息得到传输信息的传输方向；

30、步骤33：信息终端根据传输方向对与信息终端直接相连的信息终端进行筛选，得到下个信息终端的待选列表。

31、本技术所提供的技术方案中，根据传输方向对信息终端进行筛选，能够筛选掉一些不能够直接得到最终目的的信息终端，减少后续对信息终端判断的复杂性。

32、在对信息终端进行筛选时，因为交通网络中各个节点实际上是能够互通的，所以信息终端在接收到传输信息时，实际上周围的每个节点理论上都能够达到最终的目的地，如此在该条件下，实际上很难合理的对信息端的待选列表进行筛选。针对这一问题，本技术提供了如下技术方案：

33、步骤33包括如下步骤：

34、步骤331：信息终端生成与周围信息终端传输对应传输信息时经过信息终端最短的通信路径，得到通信路径序列；

35、步骤332：计算各通信路径的连续重合度，将连续重合度超过预设阈值的通信路径序列合并为一组，并只保留其中信息终端最少的通信路径，以得到下个信息终端的待选列表；

36、连续重合度为任意两条通信路径中，信息终端连续相同部分最长的数量。

37、本技术所提供的技术方案中，通过计算周围各信息终端中最短的通信路径的连续重合度，可以得到周围各信息终端的通信路径的相似情况，采用这种筛选方式，能够将一些并不符合对应传输信息传输的节点直接筛选掉。

38、信息终端在向周围的信息终端发送信息时，实际上相距比较近的几个信息终端之间的通信效率会比较好。如此，在进行传输信息传输信道的选择时，很容易导致信道的选择过于依赖当前的通信效，从而导致整体的通信效率不高。针对这一问题，本技术提供了如下技术方案：

39、步骤4包括如下步骤：

40、步骤41：信息终端i获取与周围各信息终端i-j的通信效率，以及周围各信息终端i-j的信息交换量，其中i表示信息终端i的索引，i-j表示能够与信息终端i直接相连的信息终端的索引；

41、步骤42：信息终端i获取当前时间段内传输信息列表内待发送的传输信息；

42、步骤43：信息终端i获取当前时间段内各待发送的传输信息对应的下个信息终端的待选列表；

43、步骤44：信息终端i-j基于与周围各信息终端的通信效率、周围各信息终端的信息交换量、当前时间段内各待发送的传输信息对应的下个信息终端的待选列表构建蜂群模型；

44、信息终端以全局通信效率为目的求解蜂群模型，得到各传输信息的下个信息终端，然后将传输信息发送至下个信息终端。

45、本技术所提供的技术方案中，通过以全局通信效率为目的求解蜂群模型，能够很好的平衡当前通信效率，与全局通信效率之间的关系，给每个传输信息选择合适的信息终端，所以能够避免在给传输信息选择传输节点时，过于看中当前的传输效率，而导致整体的传输效率降低。

46、信息终端在获取周围各信息终端的信息交换量时，如果实时的与周围的信息终端进行通信，以通过实时更新的方案来得到对应的通信信息，则会导致信息终端与信息终端之间占用太多的带宽，影响整体的通信效率。针对这一问题，本技术提供了如下技术方案：

47、进一步的，步骤41包括如下步骤：

48、步骤411：信息终端i计算周围各信息终端i-j的通信效率vij，vij=mij/tij，mij为信息终端i与信息终端i-j的传输信息的平均容量，tij为信息终端i与信息终端i-j的传输信息的平均传输时间，vij表示信息终端i与信息终端j的通信效率；

49、步骤412：信息终端i计算周围各信息终端i-j的信息交换量qi-j；

50、；其中，mj,i为单位时间内信息终端i-j向信息终端i传送的传输信息的容量；j为信息终端i-j周围的信息终端数量。

51、本技术所提供的技术方案中，并不需要两个信息终端采用实时交互的方式，来获取对方的信息交换情况，而是通过计算已经接收的传输信息，来判断对方的信息交换效率和信息交换量，所以在实践中，可以减少信息终端之间无效信息的交换次数，增加通信效率。

52、本技术的有益效果在于：本技术所提供的技术方案中，信息终端在接收到了传输信息之后，并不会将信息广播至所有的信息终端，也不会将信息传输至簇节点，而是基于周围信息终端的信息交换量和通信效率，寻找到对应的信息终端，然后完成信息的发送。所以，在信息传递过程中，因为没有向所有的信息终端广播信息，所以避免了通信网络中信息重复率高的问题，同时因为没有明显的集中式分布结构，所以不会存在大量的信息汇聚在同一个节点的情况，进而使得整个通信网络能够均匀的分配通信载荷，增加了通信资源的利用率，增加了通信效率。