[發(fā)明專利]基于HomePlug AV規(guī)范的電力線寬帶載波帶自動中繼組網(wǎng)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410790870.3
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN105763410A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅義釗;俞煌;陳清雷;嚴(yán)琦;徐光年;宓均良;劉群
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)浙江海鹽縣供電公司;福建網(wǎng)能科技開發(fā)有限責(zé)任公司
• 主分類號: H04L12/44
• 分類號: H04L12/44;H04L12/757;H04L29/12;H04B3/58
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司 35208
• 代理人: 王義星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明方法涉及電力及工業(yè)自動化通訊應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，這是一種基于HomePlugAV標(biāo)準(zhǔn)的電力線載波通信技術(shù)，尤其涉及基于低壓電力線的寬帶載波自組網(wǎng)方法，該組網(wǎng)方法提供實現(xiàn)遠(yuǎn)距離高帶寬的電力線載波通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電力載波集中抄表系統(tǒng)中窄帶電力線載波不穩(wěn)定和易受干擾的問題多年來一直未得到很好的解決。主要有兩個因素：一個是電力網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性及其衰減，另一個是噪聲的干擾。第一個因素制約著信號的傳輸距離，第二個因素決定著數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。在窄帶抄表的應(yīng)用中，國內(nèi)廠家生產(chǎn)的載波模塊大部分是基于FSK調(diào)制技術(shù)的，部分廠家使用的是擴(kuò)頻技術(shù)。在實際應(yīng)用中，為適應(yīng)不同電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、不同居民區(qū)、以及不同時間劇烈變化的負(fù)荷的實際要求，不論是FSK調(diào)制，還是擴(kuò)頻調(diào)制的電力線載波系統(tǒng)，都必需針對具體情況，通過接力或加大功率(在允許的范圍內(nèi))等措施延長傳輸距離和提高傳輸可靠性，雖然如此窄帶PLC抄表也難以實現(xiàn)全天候可靠的電表數(shù)據(jù)抄收。

隨著寬帶PLC技術(shù)的成熟，利用OFDM調(diào)制技術(shù)，采用IP協(xié)議等新型組網(wǎng)技術(shù)，用分布式的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表，能可靠的解決困擾抄表領(lǐng)域的兩大難題。對于傳輸距離問題，系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)，各個通信單元之間采用自動中繼組網(wǎng)技術(shù)，大大提高信號覆蓋范圍，進(jìn)而直接減少了傳輸距離的要求。對于數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量問題，由于采用了OFDM的調(diào)制方式，不會發(fā)生碼間互相干擾的現(xiàn)象，從而極大地提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于HomePlugAV規(guī)范的電力線寬帶載波自組網(wǎng)方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，所述的基于HomePlugAV規(guī)范的電力線寬帶載波帶自動中繼組網(wǎng)方法，該方法包括：1)建立一點到多點的雙向樹形網(wǎng)絡(luò)，“一點”指的是載波主節(jié)點，“多點”指的是多個載波節(jié)點；載波主節(jié)點創(chuàng)建并維護(hù)有且僅有一個HomePlugAV載波通訊局域網(wǎng)(簡稱AVLN)，載波主節(jié)點與多個載波節(jié)點進(jìn)行組網(wǎng)的形狀為一個樹形結(jié)構(gòu)；2)載波節(jié)點需要合法的網(wǎng)絡(luò)成員密鑰才能成功注冊到載波主節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)成員密鑰是劃分不同AVLN網(wǎng)絡(luò)的方法；每個注冊上線的載波節(jié)點由載波主節(jié)點分配一個AVLN中唯一標(biāo)識的ID號，稱之為TEI,TEI取值為1～255，其中255為廣播TEI；使用MAC地址標(biāo)識載波節(jié)點，在HomePlugAV中只使用TEI標(biāo)識源STA和目的STA，需根據(jù)源MAC地址和目的MAC地址設(shè)置該AVLN相應(yīng)的源TEI和目的TEI；載波主節(jié)點具有學(xué)習(xí)源地址的能力，維護(hù)一張載波主節(jié)點路由表——即“本地的橋接網(wǎng)絡(luò)目的MAC地址表”，該載波主節(jié)點路由表具有3份相同路由信息，其共具有253*3＝759節(jié)點信息，每份路由信息為：Cco主節(jié)點MAC地址、非葉子節(jié)點信息、中繼級別、葉子節(jié)點信息，非葉子節(jié)點信息有Mac地址,TEI值和信號狀態(tài)，葉子節(jié)點信息有Mac地址,TEI值和信號狀態(tài)；該表需要定期的發(fā)送給AVLN中的其他載波節(jié)點；3)當(dāng)一個載波節(jié)點注冊上線、下線或者更新狀態(tài)時，載波主節(jié)點都需要廣播映射關(guān)系消息，此消息描述AVLN中每個載波節(jié)點的MAC與TEI的映射關(guān)系；所有的載波節(jié)點在收到該消息后需要更新本地可讀寫FLASH參數(shù)區(qū)域中的相應(yīng)信息；每個載波節(jié)點接收維護(hù)一份本地“網(wǎng)絡(luò)目的MAC地址表”，所述“網(wǎng)絡(luò)目的MAC地址表”包括：Cco主節(jié)點MAC地址、非葉子節(jié)點信息、中繼級別，非葉子節(jié)點信息有Mac地址,TEI值和信號狀態(tài)；載波節(jié)點自動選擇路由表中的信號最強(qiáng)的MAC地址作為中繼，通過該地址中繼與網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點進(jìn)行通訊；4)當(dāng)載波節(jié)點不能與載波主節(jié)點注冊上線時，根據(jù)當(dāng)前電力網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與信號條件嘗試從載波主節(jié)點路由表選擇一個載波節(jié)點作為中繼與主節(jié)點通訊，無需人工干預(yù)；當(dāng)通過該中繼地址與主節(jié)點通訊注冊成功后，該載波節(jié)點或載波主節(jié)點都必須通過選定的中繼節(jié)點才能與對方進(jìn)行通訊。

所述的基于HomePlugAV規(guī)范的電力線寬帶載波帶自動中繼組網(wǎng)方法，其解決組網(wǎng)自動中繼尋址及級聯(lián)功能，實現(xiàn)免人工配置干預(yù)和動態(tài)組網(wǎng)，使抄表系統(tǒng)組網(wǎng)智能化；其網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)能快速地自適應(yīng)載波信道阻抗變化及信道干擾，有效通訊距離長。