[發明專利]高速工業總線系統的頻率資源和功率分配的方法及裝置

在審

• 申請號: 202011618114.4
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112821999A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 邵枝暉;歐春湘;史兢
• 申請（專利權）人: 北京神經元網絡技術有限公司
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00;H04L12/24;H04L12/40;H04L12/911;H04L27/26
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 王月春;張莎莎

本申請提出一種用于高速工業總線系統的頻率資源和功率分配的方法、裝置、電子設備及計算機可讀介質，高速工業總線系統采用正交頻分復用OFDM通信機制，所述方法包括：將頻率資源分成N段；從低頻段向高頻段進行頻率資源分配，將頻率資源依次分配給終端節點，按照從信道衰減最大至信道衰減最小。根據本申請的技術方案適應于不同傳輸距離場景，在給定編碼調制方式和傳輸容量的約束下使發射功率盡量小。

技術領域

本申請涉及工業控制總線通信領域，具體而言，涉及一種用于高速工業總線系統的頻率資源和功率分配的方法、裝置、電子設備及計算機可讀介質。

背景技術

當前流程工業現場總線的通信速率以低速為主。HART通信速率是1.2kbps。FFH1總線和PROFIBUS PA的通信速率是31.25kbps。MODBUS RTU和PROFIBUS DP的物理層是RS-485，其通信速率不會超過12Mbps。這些廣泛應用于流程工業現場的總線通信技術起源于上個世紀九十年代，反映了當時的數據通信的技術水平。而由于流程工業的自身原因，工業現場總線發展緩慢，卻占據了工業現場通信的主流地位。現有工業總線系統大都采用基帶傳輸，沒有采用OFDM通信體制。這些技術都沒能解決現場儀表信號高效大容量傳輸的問題。智能工廠和工業4.0要求的現場數據越來越多，目前工業現場總線技術已不能滿足要求。將高速現場總線應用于工業現場成為目前技術發展的迫切要求。

新型高速工業現場總線AUTBUS是一種采用兩線非橋接媒介，具有多節點、高帶寬、高實時、可遠距離傳輸的工業現場總線。總線數據帶寬達到100Mbps，最大傳輸距離500米，最小循環周期8微秒，最大節點數256個。AUTBUS用于過程控制和離散控制等自動化控制工業現場的實時數據和非實時數據的傳輸與應用，兼容ISO/IEC/IEEE 802.3以太網、IPv6等應用。

物理層是基于OFDM技術實現了在兩線上創建基于共享介質的現場總線，完成物理信號的轉換以保障高可靠性傳輸；在OFDM時域及頻域上進行物理資源的劃分與管理，以承載數據鏈路層的數據。物理層向數據鏈路層提供了時鐘管理服務、數據傳輸服務和物理層管理服務三大類接口。

發明人發現，現有工業總線系統的頻率資源和功率分配方法不能滿足不同傳輸距離場景，且發射功率不能有效減小，關于新型高速工業現場總線AUTBUS的相關頻率資源和功率分配也是空白。

在所述背景技術部分公開的上述信息僅用于加強對本申請的背景的理解，因此它可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

發明內容

基于此，本申請提供了一種用于高速工業總線系統的頻率資源和功率分配的方法、裝置、電子設備及計算機可讀介質，通過高速工業總線系統的頻率資源和功率分配方法，此方法適應于不同傳輸距離場景，在給定編碼調制方式和傳輸容量的約束下使發射功率有效減小。

本申請技術方案的特征和優點將通過下面的詳細描述變得顯然，或部分地通過本申請的實踐而習得。

據本申請的一方面，提出一種用于高速工業總線系統的頻率資源和功率分配的方法，所述高速工業總線系統采用正交頻分復用OFDM通信機制，所述方法包括：

根據系統上終端節點的個數，將頻率資源分成N段；

將頻率資源按照從低頻段到高頻段的順序，依次分配給終端節點，終端節點按照從信道衰減最大至信道衰減最小的順序被依次分配頻段。

頻率資源根據一些實施例，將頻率資源分成N段，包括：將頻率資源均分成N段；從低頻段向高頻段分配，依次分配給終端節點，按照從信道衰減最大至信道衰減最小。

根據一些實施例，將頻率資源分成N段，包括：設置信道增益門限值；信道增益門限值與終端節點的信道衰減曲線相交；信道增益門限值與終端節點的信道衰減曲線的各交點將頻率資源分成N段。

根據一些實施例，信道增益門限值范圍在5dB至15dB。