【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高实时宽带端到端自组网无线通信方案设计和应用，特别涉及一种全自主可控的分布式配电终端自适应互连通讯方法。
技术介绍
1、构建以新能源为主体的新型电力系统，对当前电力系统加快数字化转型提出了更高要求。
2、传统电网构建在终端与主站间的树形通信架构基础上，在集中调度控制和节点安全防护下，各类应用自成系统。系统间缺乏信息共享和协同面对未来电网高比率分布式电源、储能以及实时电力市场的快速变化时难以适应。以继电保护为例，由于没有保护设备间的广泛互联，当单一甚至整站保护设备失效后，需要相邻保护装置提供备用保护功能。当前采用的方式是在故障判别定值和设置动作延时的方式进行相互配合，随着电网的发展，其配合关系日益复杂，且相互关联需要及时调整，存在大量的配合矛盾无法解决。电网多次出现因为备用保护系统的僵化特性，跳闸延时过长或者无法扩大化完整切除故障或者扩大化切除导致电网蒙受巨大损失。这些问题可以通过保护装置的广泛互联后的实时信息交互得以有效地解决。
3、电力系统具备对电力系统保护、稳定控制、实时电力市场、终端安全等核心业务进行分布式重构技术条件，能够实现以分布式智能为支撑的智能电网。现有电力系统无线宽带通信技术主要为wifi和4g/5g技术，wifi技术基于通用的csma物理层，通信的安全性、稳定性、实时性和可靠性都难以保证，网络拓扑灵活性差；4g/5g技术基站建设成本高，网络信号覆盖有限、受运营商管控，自主可控性差。而且，这些技术通常不支持可持续演进、基于场景深度定制的能力。难以支撑新型配电系统分布式保护、稳
4、自组网通信的底层波形从窄带到宽带再到基于5g技术；数据链的接入方式从简单的轮询到tdma到dtdma再到spma；路由从简单的表驱动到混合式路由。自组网宽带化、低时延、qos保障、多业务优先级、抗干扰是未来的发展趋势。在无线宽带自组织网络中，所有通信节点都是对等的，每个节点都可以与其他节点进行通信，网络架构与传统的蜂窝网络完全不同。相应地，传统蜂窝网络中的同步技术、调度技术等不再适用，同时新的网络架构也带来了新的问题，例如拓扑控制、路由选择、安全性等，因此需要制定新的技术方案来保障自组织网络的安全运行。人们迫切希望能够获得一种技术效果更优的全自主可控的分布式配电终端自适应互连通讯方法。
技术实现思路
1、本专利技术提供了全自主可控的分布式配电终端自适应互连通讯方法；其技术关键是：
2、所述全自主可控的分布式配电终端自适应互连通讯方法具体涉及以下功能单元构成：拓扑控制功能；路由选择功能；复杂场景下的节点同步功能；公平高效的资源调度功能；
3、全自主可控的分布式配电终端自适应互连通讯方法主要工作是：基于5g nr架构的高实时宽带端到端自组网无线通信方法、设计分布式终端与其不同层级内终端的信息交互及路由机制、设计支撑分布式终端间自适应互连通信的全自主可控的通信设备；其中：
4、所述基于5g nr架构的高实时宽带端到端自组网无线通信方法满足下述要求：
5、使用物理层类5g nr(new radio)架构，实现带宽的灵活配置，支持多种传输带宽；使用mac层分层tdma多址接入方式，使网络兼具自组网的分布式竞争的灵活、鲁棒、可扩展性，又具备中心调度的高效性；使用mac层分层混合式路由协议，同时结合两层网络架构分层的特点，保证网络的实时性；研究了基于射频环境认知的多级自适应跳频机制，提高复杂电磁环境下的通信可靠性；
6、设计分布式终端与其不同层级内终端的信息交互及路由机制时满足下述要求：
7、设计分布式终端与其不同层级内终端的信息交互机制，提出基于拓扑层级划分的信息交互规则；设计按需轻量化路由设计方法，降低路由开销，进一步保证通信带宽和实时性；设计多环境自适应网络拓扑技术，针对不同的业务场景，在传输业务发生变化时，通过设计的星型、链型、网状、以及双层网络进行网络拓扑自由切换和设置，保证时隙分配快速响应；
8、设计支撑分布式终端间自适应互连通信的全自主可控的通信设备满足下述要求：
9、设计基于ip化的全自主可控无线宽带自组网通信协议架构，从硬件驱动层、mac层、网络层和应用处理层4个方面详细描述协议的构成与软件实现；
10、设计通信终端设备，设计基于cpu+fpga+trasiver架构的装置硬件方案，采用软件无线电的模块化设计方法，研制满足多种发射功率等级的通信终端设备，灵活应用，方便集成。
11、本专利技术基于5g nr架构的高实时宽带端到端自组网无线通信方法，优选满足下述要求：
12、基于自主物理层的技术构成如下所述(参见图1)：
13、(1)宽带及窄带结合的技术：宽带传输需要具备高阶调制、高码率、mimo、高吞吐率；窄带传输需要具备低控制信道开销、高解调灵敏度；结合宽带及窄带二者优点设计一种宽带及窄带结合的技术，具体内容满足下述要求：
14、a)灵活的帧结构设计：每一种帧结构都有其应用场景与局限性；比如较长的ofdm符号具有较小的子载波间隔，具备高吞吐率传输的能力，但面对高速移动导致的多普勒频偏时解调性能就很差。所以，面对复杂的组网场景，只能采用一种合理的灵活帧结构设计，主要包括：导频设计，子载波间隔设计，帧结构设计；导频的密度、位置与解调性能息息相关；导频设计需要考虑相干时间、相干带宽，所以，需要根据不同的移动速度、多径时延扩展来设计不同的导频；子载波间隔对多普勒频偏敏感，所以需要根据移动速度来设计不同的子载波间隔；帧结构设计需要考虑控制信道开销不能太大，数据信道负载需要适配业务需求，tdd收发时隙的转化需要适应发送与接收业务的比例；以时隙为基本单元，使用级联的帧结构设计；时隙长度为4ms～0.25ms；子载波间隔为3.75khz～60khz；最大传输带宽为5mhz～80mhz；参见表1；
15、表1帧结构
16、 子载波间隔[khz] 3.75 7.5 15 30 60 时隙长度[ms] 4 2 1 0.5 0.25 最大传输带宽[mhz] 5 10 20 40 80 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.全自主可控的分布式配电终端自适应互连通讯方法；其特征在于：
2.按照权利要求1所述全自主可控的分布式配电终端自适应互连通讯方法；其特征在于：所述基于5G NR架构的高实时宽带端到端自组网无线通信方法满足下述要求：
3.按照权利要求1所述全自主可控的分布式配电终端自适应互连通讯方法；其特征在于：
4.按照权利要求1所述全自主可控的分布式配电终端自适应互连通讯方法；其特征在于：
【技术特征摘要】
1.全自主可控的分布式配电终端自适应互连通讯方法；其特征在于：
2.按照权利要求1所述全自主可控的分布式配电终端自适应互连通讯方法；其特征在于：所述基于5g nr架构的高实时宽带端到端自组网无线通...
【专利技术属性】
技术研发人员：李谏谋，张云旭，苗永新，关永宝，代子阔，于同伟，蔡玉朋，崔世界，王忠锋，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司营口供电公司，
类型：发明
国别省市：
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