[發明專利]一種基于融合通信體系的異構網絡系統的構建方法及其抄表方法

有效

• 申請號: 202111457313.6
• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN114143250B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 王升亮;張國軍;鄭德官
• 申請（專利權）人: 蘇州卓智創芯電子科技有限公司
• 主分類號: H04L45/12
• 分類號: H04L45/12;H04L47/12;H04W28/02
• 代理公司: 蘇州通途佳捷專利代理事務所(普通合伙) 32367
• 代理人: 翁德億

本發明公開了一種基于融合通信體系的異構網絡系統的構建方法，所述異構網絡系統以寬帶載波協議棧為主，微功率無線協議棧為輔，并加以混合Mesh路由協議構建而成；所述異構網絡系統在寬帶載波方式未能成功入網，或者在代理變更未完成時，通過寬帶載波與無線形成的混合拓撲路徑進行通信，在節點以載波方式重新入網或者代理變更完成后，繼續使用寬帶載波路徑進行通信。本發明依托寬帶載波協議棧為主，融合低速微功率無線協議棧為輔，將寬帶載波通信方案與低速微功率無線通信方案中的物理層形成優劣勢互補，并結合混合Mesh路由協議，提高了網絡的容錯性，減輕了網絡擁塞，最終形成一條穩定的通信鏈路，達到任意節點在任意時刻都能正常通信。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，涉及了通信融合體系結構和異構網絡的混合路由算法。

背景技術

在新興業務場景下，對通信可靠性、通信速率提出更高要求。典型的雙向互動服務包括大客戶業務、居民用戶業務、移動營銷業務、分布式發電和儲能業務和電動汽車運營業務等。雙向互動服務的基礎是電網中廣泛分布的智能終端設備，包括智能電表、電能信息采集終端、電動汽車充電樁和分布式發電監測系統等。雙向互動業務信息通信的需求既包括用戶側設備“向上”的數據采集信息，也包括雙向互動服務平臺“向下”的負荷控制和需求側管理等信息。

目前，最常用的本地通信方案有電力線載波通信方案、微功率無線通信方案、RS-485通信方案、M-Bus通信方案、CAN通信方案等。載波通信方案與微功率無線通信方案目前是市場上的主流方案。

一、載波通信方案

1、電力線載波通信是一種使用電力線進行數據傳輸的通信技術，利用現有的電網作為信號的傳輸介質，使電網在傳輸電力的同時可以進行數據傳輸。根據所使用頻段的不同低壓電力線載波通信一般分為窄帶電力線載波通信和寬帶電力線載波通信，兩者主要體現在通信速率、抗噪聲干擾和通信距離等幾個方面的差異。

寬帶載波通信參數如下：

載波頻段：0.7～12MHz(支持頻段可調)

通信速率：PLC速率最高達2Mbps

調制方式：BPSK/QPSK/8QAM/16QAM/64QAM/256QAM

接收動態范圍：-70dBm～25dBm

窄帶載波通信參數如下：

載波頻段：303.13kHz～357.81kHz

通信速率：5.6kbps～45kbps(forG3-PLC)

調制方式：OFDM

輸入信號的動態范圍：10uVrms～1Vrms

2、載波通信方案在實際應用中的常見問題

低壓電力線噪聲在低頻區域的噪聲幅度較高，而隨著頻率的升高，噪聲幅度有降低的趨勢，但頻率繼續升高到中頻400Khz之后，降低的趨勢將變緩。同時由于各類電力、電器設備的工作頻率覆蓋幾乎全載波通信頻帶(10khz到20Mhz)，即窄帶、寬帶載波通信均可能出現相同通信頻率的干擾噪聲，導致實際應用通信效果受影響。載波通信同時也受到電設備負載變化的影響，由于阻抗的變化，進而影響載波通信距離及穩定性，最終導致個別時間段載波通信單元通信不暢。

在傳輸距離方面，目前窄帶電力線載波通信技術常用FSK技術進行模擬信號調制，寬帶通信技術一般使用OFDM技術進行模擬信號調制。通信單元的功耗在有限情況下，FSK將發射功率集中到單點頻率上，OFDM技術將發射功率分散到各頻率上，在高噪聲環境下，多頻點發送降低了點對點的有效通訊距離。當窄帶電力線載波通信點對點傳輸的相同位置，寬帶電力線載波通信可能需要一甚至多級轉發。

二、微功率無線通信方案