[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于電力線高速載波通信的快速組網(wǎng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111103715.6
• 申請(qǐng)日: 2021-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN113556151B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張校臣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佳源科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H04B3/54
• 分類號(hào): H04B3/54;H04L7/04;H04J3/06
• 代理公司: 蘇州中合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32266
• 代理人: 趙路路

本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于電力線高速載波通信的快速組網(wǎng)方法，通過軟硬件相結(jié)合，結(jié)合頻偏值所在范圍和信噪比，對(duì)硬件頻偏值的可靠性進(jìn)行判定，結(jié)合頻偏值所在范圍和最近連續(xù)多個(gè)頻偏值的兩兩差值，對(duì)軟件頻偏值的可靠性進(jìn)行判定，可確保使用的頻偏值足夠可靠、有效，在沒有改變現(xiàn)有協(xié)議規(guī)約的條件下，通過連續(xù)頻偏值的判斷，提高了頻偏調(diào)整的準(zhǔn)確性、可靠性及魯棒性。通過增加硬件頻偏值，使節(jié)點(diǎn)能夠在只接收到一個(gè)信標(biāo)幀的情況下加入網(wǎng)絡(luò)，可提高組網(wǎng)效率及大部分節(jié)點(diǎn)的入網(wǎng)速度。通過對(duì)軟件頻偏值的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，節(jié)點(diǎn)在信標(biāo)幀個(gè)數(shù)不多的情況下也可積極快速入網(wǎng)，不但提高了接收?qǐng)?bào)文的能力，也提高了組網(wǎng)速度，使網(wǎng)絡(luò)能夠快速收斂。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力載波通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種應(yīng)用于電力線高速載波通信的快速組網(wǎng)方法。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，促使著信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一次次重大發(fā)展。電力物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，它有效整合通信和電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施資源，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)核心信息采集、感知、處理、通信、存儲(chǔ)、加密等新型化信息化功能，賦予了新型電力系統(tǒng)更廣闊的發(fā)展空間。

電力線高速載波通信（High Power line communication，HPLC）,是智能電網(wǎng)通信技術(shù)的一個(gè)重要分支，它利用現(xiàn)有的公用電力網(wǎng)電源線作為物理媒介進(jìn)行信息的傳輸。相比于其他通信技術(shù)，電力線高速載波通信具有無需額外布線、不受阻擋的特點(diǎn)，被稱為物聯(lián)網(wǎng)“最后1公里”接入技術(shù)。

電力線高速載波通信現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境最常見的一種拓?fù)漕愋汀獦湫尉W(wǎng)絡(luò)，如圖1所示，主要由主節(jié)點(diǎn)、父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)組成。主節(jié)點(diǎn)上電后會(huì)周期性地發(fā)送信標(biāo)幀，信標(biāo)幀中包含了主節(jié)點(diǎn)分配的信標(biāo)周期內(nèi)的信標(biāo)時(shí)隙、TDMA時(shí)隙、CSMA時(shí)隙、綁定CSMA時(shí)隙等時(shí)隙的規(guī)劃信息。節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)之后，也會(huì)根據(jù)主節(jié)點(diǎn)的安排周期性地發(fā)送信標(biāo)幀，信標(biāo)幀用于網(wǎng)絡(luò)的管理，高速載波通信的信道訪問機(jī)制也是基于信標(biāo)幀。主節(jié)點(diǎn)周期性的發(fā)送信標(biāo)幀，下面的子節(jié)點(diǎn)在接收信標(biāo)幀后會(huì)選擇加入網(wǎng)絡(luò)，加入網(wǎng)絡(luò)后根據(jù)主節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙安排，也會(huì)周期性地發(fā)送信標(biāo)幀，未加入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)偵聽到信標(biāo)幀后，會(huì)選擇主節(jié)點(diǎn)或者其他的節(jié)點(diǎn)作為父節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)被選作為父節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)角色也變成了父節(jié)點(diǎn)。最終，形成以主節(jié)點(diǎn)為核心，若干父節(jié)點(diǎn)和若干子節(jié)點(diǎn)的樹形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

目前HPLC常用的組網(wǎng)方式是一種基于洪泛網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)路由組網(wǎng)技術(shù)，組網(wǎng)方式具有自形成和自組織等特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)過程中還能夠自調(diào)整、自恢復(fù)。然而，在自組網(wǎng)過程中，由于各節(jié)點(diǎn)之間的晶體時(shí)鐘頻率不盡相同，或多或少存在不同大小的頻率偏值，從而導(dǎo)致相互之間接收不到完整的報(bào)文數(shù)據(jù)，所以組網(wǎng)之前需要根據(jù)情況做一定的頻偏調(diào)整。頻偏值可以根據(jù)發(fā)送和接收信標(biāo)中的時(shí)間戳進(jìn)行計(jì)算，從而知道自己的與其他節(jié)點(diǎn)之間的頻率偏差。在組網(wǎng)完成網(wǎng)絡(luò)維護(hù)過程中，為提高信道的使用率，減少信道沖突，使全網(wǎng)站點(diǎn)對(duì)時(shí)隙分配有統(tǒng)一的理解和使用，各節(jié)點(diǎn)會(huì)實(shí)時(shí)的進(jìn)行時(shí)鐘同步，使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)時(shí)間（Network Time Base， NTB）達(dá)到統(tǒng)一。由于時(shí)鐘同步的存在，容易導(dǎo)致某一時(shí)刻信標(biāo)中攜帶的信標(biāo)時(shí)間戳與上一次的存在較大差異，從而使計(jì)算得到的頻偏值失真，不是兩節(jié)點(diǎn)之間真正的頻偏值。

由于節(jié)點(diǎn)之間頻偏的存在，大多數(shù)廠家通過接收多次信標(biāo)的方式，使計(jì)算的頻偏值更加可靠，頻偏調(diào)整更加精準(zhǔn)。但是，這種方式會(huì)導(dǎo)致組網(wǎng)效率大大降低，組網(wǎng)速度太慢，不能很好的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)收斂，業(yè)務(wù)報(bào)文也不能及時(shí)的進(jìn)行傳輸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可提高頻偏調(diào)整的準(zhǔn)確性、可靠性及魯棒性，提高組網(wǎng)效率及組網(wǎng)速度，實(shí)現(xiàn)快速入網(wǎng)，使網(wǎng)絡(luò)能夠快速收斂的應(yīng)用于電力線高速載波通信的快速組網(wǎng)方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種應(yīng)用于電力線高速載波通信的快速組網(wǎng)方法，包括以下步驟：

步驟1，主節(jié)點(diǎn)周期性的發(fā)送信標(biāo)幀，待入網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)接收信標(biāo)幀，準(zhǔn)備加入網(wǎng)絡(luò)；

步驟2，判斷接收到的信標(biāo)幀個(gè)數(shù)是否為1，若為1，則進(jìn)入步驟3，否則，進(jìn)入步驟4；