一种基于有线传输媒介的通信节点间的测距方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种基于有线传输媒介的通信节点间的测距方法和装置。该方法利用通信节点的通信功能实现任意两个通信节点间的有线传输媒介长度测量。比如一个网络区，可由主CPU发命令使得通信节点进入测距模式，每个通信节点通过与本网络区所需测距的其他任意通信节点之间进行对已知信号的回环传输，并计算出自身与其他通信节点两两间的净回环传输时间差值，基于此和有线传输媒介的传输速度计算得到待测两个通信节点间的有线传输媒介长度值。本发明专利技术所涉及的测距方法基于通信节点本身具备的通信功能，不增加任何额外功能需求，不增加任何硬件成本。且通信节点传输信号因为经过编码和调制等通信技术，有很强的抗干扰能力，鲁棒性高；且适用于任意基于有线传输媒介的通信节点，具有普适性；基于测距结果可以衍生很多实用的应用。

A Method and Device of Ranging Between Communication Nodes Based on Cable Transmission Medium

The invention proposes a method and device for ranging between communication nodes based on wired transmission media. This method uses the communication function of the communication node to measure the length of the cable transmission medium between any two communication nodes. For example, in a network area, the main CPU can issue commands to make the communication node enter the ranging mode. Each communication node transmits the known signal through the loop between the communication node and any other communication node in the network area, and calculates the net loop transmission time difference between itself and other communication nodes. Based on this and the transmission speed of the cable transmission medium, the transmission speed of each communication node can be calculated. Measure the length of cable transmission media between two communication nodes. The ranging method of the invention is based on the communication function of the communication node itself, and does not increase any additional functional requirements and hardware costs. Because of the communication technology such as encoding and modulation, the transmission signal of communication nodes has strong anti-jamming ability and high robustness, and is suitable for any communication node based on wired transmission media, which has universality. Many practical applications can be derived from the results of ranging.

【技术实现步骤摘要】
一种基于有线传输媒介的通信节点间的测距方法和装置
本专利技术属于通信领域，具体涉及一种基于有线传输媒介的通信节点间的测距方法及其相应装置。
技术介绍
有线传输媒介的通信传输系统中，在应用上往往对各通信节点的传输媒介长度值有需求。比如电力集抄系统中，常用电力线通信单元来实现电表的数据传输。但台区内电力线布线复杂，通信节点很多，网络拓扑繁杂，人工维护困难，如集中器能自动得到台区各通信节点网络拓扑和粗略定位，则可大大减轻人工维护成本。
技术实现思路
为了解决上述问题，本文专利技术了一种基于有线传输媒介的通信节点间的测距方法和装置，该方法和装置利用通信节点的通信功能实现任意两个通信节点间的有线传输媒介长度测量。比如一个网络区，可由主CPU发命令使得通信节点进入测距模式，每个通信节点通过与本网络区所需测距的其他任意通信节点之间进行对已知信号的回环传输，并计算出自身与其他通信节点两两间的净回环传输时间差值，基于此和有线传输媒介的传输速度计算得到待测两个通信节点间的有线传输媒介长度值。具体举例来说，在电力集抄系统中，集中器或中央协调器CCO发命令使得通信节点进入测距模式，待测两两通信节点对已知信号的回环传输，并计算出自身与其他通信节点两两间的净回环传输时间差值，并基于此计算出电力线长度值，并上报中央协调器CCO，由中央协调器CCO上报集中器。若通信节点或中央协调器CCO上报的是净回环传输时间差值，则集中器基于净回环传输时间差值计算得到各节点电力线长度测量值，并进而得到网络拓扑及每个通信节点在电力线上的位置；若通信节点或中央协调器CCO已完成通信节点间净回环传输时间差值到节点间电力线长度测量值的计算转换，则集中器基于台区各通信节点间电力线长度测量值得到网络拓扑及每个通信节点在电力线上的位置。本专利技术所提出的基于有线传输媒介的通信节点间的测距方法包括：所述测距方法包括对至少两个通信节点对已知信号进行回环传输，并基于每待测两个通信节点的回环传输时间差值进行特定运算得到该待测两个通信节点之间的有线传输媒介长度值。所述进行特定运算包含两个步骤：步骤1，基于回环传输时间差值进行特定运算一得到净回环传输时间差值；步骤2，基于净回环传输时间差值进行特定运算二得到待测两个通信节点之间的传输媒介长度值。所述已知信号经过编码或调制，以提高其传输鲁棒性。所述的有线传输媒介长度值，其测量分辨率和有线传输媒介传输速度相关，速度越快，则分辨率越低；所述回环传输包括其中一通信节点A发送一段已知信号S1给另一通信节点B，B节点收到该已知信号S1后将相同的已知信号S1或不同的已知信号S2传回给通信节点A。所述回环传输的时间差值为通信节点A开始发送已知信号S1的时间与通信节点A确认收到通信节点B回传发出的已知信号S1或S2的时间差值。所述特定运算一包括将回环传输的时间差值减去两个通信单元接收/发送的处理延迟，得到净回环传输时间差值。可选地，所述得到净回环传输时间差值的特定运算一还包括：在通信节点内部进行传输时延补偿算法，计算出时间补偿值，并将其补偿，得到分辨率更高的净回环传输时间差值。所述特定运算二包括包括基于净回环传输时间差值以及有线传输媒介传输速度得到两个通信节点之间的有线传输媒介长度值。本专利技术还提出了一种基于有线传输媒介的通信节点的测距装置，所述装置包括一个或多个：通信单元，用于对已知信号进行回环传输。回环传输时间差值计算单元，用于计算待测两个通信节点的回环传输时间差值，并至少基于发送/接收处理延迟进一步计算得到净回环传输时间差值；距离计算单元，基于待测两个通信节点的净回环传输时间差值，并根据传输媒介传输速度进行特定运算得到两个通信节点之间的传输媒介长度值。其中，所述已知信号经过编码或调制，以提高其传输鲁棒性。所述回环传输包括其中一通信节点A发送一段已知信号S1给另一通信节点B，B节点收到该已知信号S1后将相同的已知信号S1或不同的已知信号S2传回给通信节点A。所述回环传输的时间差值为通信节点A开始发送已知信号S1的时间与通信节点A确认收到通信节点B发出的已知信号S1或S2的时间差值。所述计算得到净回环传输时间差值包括将回环传输时间差值减去两个通信单元接收/发送的处理延迟。可选地，所述计算得到净回环传输时间差值还包括：在通信节点内部进行传输时延补偿算法，计算出时间补偿值，并将其补偿，得到分辨率更高的净回环传输时间差值。所述特定运算包括基于净回环传输时间差值以及有线传输媒介传输速度得到两个通信节点之间的有线传输媒介长度值。与现有技术相比，本专利技术所提出的技术方案具有以下有益效果：所述测距方法基于通信节点本身具备的通信功能，不增加任何额外功能需求，不增加任何硬件成本。且通信节点传输信号因为经过编码和调制等通信技术，有很强的抗干扰能力，鲁棒性高，实用性强。该方法适用于任意基于有线传输媒介的通信节点，具有普适性。基于测距结果可以衍生很多实用的应用，比如得到任何基于有线传输媒介的网络拓扑及粗略定位，可大大降低网络人工维护成本。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。在附图中：图1是本专利技术的网络拓扑范例示意图；图2是本专利技术的两通信节点的回环传输示意图；图3是本专利技术的测距装置示意图；具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，下面结合附图，对本专利技术进行进一步的详细说明。在此，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。以下使用的术语“节点”或“单元”可以是实现预定功能的硬件、软件或者两者的结合，当实施例以其中一种实现方式进行描述时，其它两种方式同样可以实现本专利技术构思的意图，因此同样属于本专利技术的贡献范畴。为了便于本专利技术的呈现，下面以电力集抄系统的网络拓扑为例，如图1所示，该网络包含一个中央协调器CCO，三个站点STA，分别为STA1，STA2，STA3。对这四个通信节点进行两两节点间的回环传输，共进行次。比如，按如下顺序进行回环传输：CCO与STA1回环传输；CCO与STA2回环传输；CCO与STA3回环传输；STA1与STA2回环传输；STA1与STA3回环传输；STA2与STA3回环传输；下面以CCO与STA1回环传输为例，具体解释回环传输的过程。回环传输的流程如图2示，在T1时刻，CCO开始向STA1发送已知信号；在T2时刻，STA1确认接收到该已知信号，并切换到发送状态；在T3时刻，STA1开始向CCO回传已知信号；在T4时刻，CCO确认接收到该回传信号。那么从CCO到STA1的CCO-STA1回环传输时间差值Tloop_raw的表达式为Tloop_raw＝(T4-T1)同样，后面继续进行5次回环传输，得到CCO-STA2、CCO-STA3、STA1-STA2、STA1-STA3、STA2-STA3的回环传输时间差值Tloop_raw。得到回环传输时间差值Tloop_raw后，回环传输时间差值减去两个通信单元接收/发送的处理延迟，进而得到净回环传输时间差值Tloop。由于最终的有线传输媒介的长度值测量分辨率和有线传输媒介传输速度相关，速度越快，则分辨率越低，电力线的传输速度接近于光速，属于非常高的速度。此时，进一步地，如果应用所需的距离分辨率要求较高，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于有线传输媒介的通信节点间的测距方法，其特征在于，所述方法包括：所述测距方法包括对至少两个通信节点对已知信号进行回环传输，并基于每待测两个通信节点的回环传输时间差值进行特定运算得到该待测两个通信节点之间的有线传输媒介长度值。

【技术特征摘要】
1.一种基于有线传输媒介的通信节点间的测距方法，其特征在于，所述方法包括：所述测距方法包括对至少两个通信节点对已知信号进行回环传输，并基于每待测两个通信节点的回环传输时间差值进行特定运算得到该待测两个通信节点之间的有线传输媒介长度值。2.如权利要求1所述的基于有线传输媒介的通信节点间的测距方法，其特征在于，所述进行特定运算包含两个步骤：步骤1，基于回环传输时间差值进行特定运算一得到净回环传输时间差值；步骤2，基于净回环传输时间差值进行特定运算二得到待测两个通信节点之间的传输媒介长度值。3.如权利要求1所述的基于有线传输媒介的通信节点间的测距方法，其特征在于，所述已知信号经过编码和/或调制。4.如权利要求1所述的的有线传输媒介长度值，其特征在于，其长度值测量分辨率和有线传输媒介传输速度相关，速度越快，则分辨率越低。5.如权利要求1所述的基于有线传输媒介的通信节点间的测距方法，其特征在于，所述回环传输包括其中一通信节点A发送一段已知信号S1给另一通信节点B，B节点收到该已知信号S1后将相同的已知信号S1或不同的已知信号S2回传给通信节点A。6.如权利要求1、5所述的基于有线传输媒介的通信节点间的测距方法，其特征在于，所述回环传输的时间差值为通信节点A开始发送已知信号S1的时间与通信节点A确认收到通信节点B回传发出的已知信号S1或S2的时间差值。7.如权利要求2所述的基于有线传输媒介的通信节点间的测距方法，其特征在于，所述特定运算一包括将回环传输的时间差值减去两个通信单元接收/发送的处理延迟，得到净回环传输时间差值。8.如权利要求7所述的特定运算一，还包括，在通信节点内部进行传输时延补偿算法，计算出时间补偿值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄戈，李超，王白羽，
申请(专利权)人：上海矽久微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31