基于电力线和无线的双模多频组网方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电力线和无线的双模多频组网方法及系统，涉及通信工程技术领域，解决了多频与双模组网没有结合而使网络通信受单频时隙资源制约的技术问题，其技术方案要点是通过次级主站的灵活部署，结合双模通信的优势，在不增加上级网络负荷的情况下就增强了网络覆盖；根据实际的通信效果，可以通过配置或自动切换便捷地切换到合适的频段上，避开噪声的频率选择影响。噪声的频率选择影响。噪声的频率选择影响。

【技术实现步骤摘要】
基于电力线和无线的双模多频组网方法及系统


[0001]本申请涉及通信工程
，尤其涉及一种基于电力线和无线的双模多频组网方法及系统。

技术介绍

[0002]在传统的单频电力线载波通信网络中，组网规模扩大需要多级的代理中继节点，由于多级中继引入更高的时延以及占用更多的TDMA（Time Division Multiple Access，时分多址接入）时隙，另外更多的网络站点在CSMA（Carrier Sense Multiple Access，载波监听多址接入）时隙上竞争发送引入更多的冲突拥塞和信道利用率下降，这些因素反过来对组网规模有很大的限制。另外单频电力线载波通信上的噪声分布和信道衰减具有频率选择性，可能在某些地理位置上无法正常通信。
[0003]电力线和无线双模载波通信技术出现后，虽然无线通信能够解决部分区域因为频率选择因素无法接入电力线载波的孤岛问题，但是网络拓扑仍然是与传统的电力线载波通信统一的，即站点间的通信链路选择是二选一的，要么选择电力线载波，要么选择无线，仍然是CCO（Central Coordinator，主站）统一规划电力线无线的TDMA、CSMA时隙。即便是增加了无线通信链路能够在一定程度上缓解电力线CSMA时隙的拥塞，当组网规模扩大到一定程度后还是会受到前述因素的制约。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种基于电力线和无线的双模多频组网方法及系统，其技术目的是将多频与双模组网结合起来，使得网络通信将不再受单频时隙资源的制约，并根据实际情况更加灵活地选择最佳频段避免噪声频率选择效应，提高通信网络的可靠性和稳定性。同时，也可以容纳更多的中继站点，提高组网规模，扩大网络覆盖范围。
[0005]本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于电力线和无线的双模多频组网方法，包括：S1：主站支持电力线和无线双模通信，对主站进行初始化，确定主站的网络ID、电力线工作频段F1和无线信道C1；S2：第一叶子从站加入主站的主网络后，在第一叶子从站的下一级通过无线路由接入至少一个第一次级主站，所述第一次级主站通过无线信道C1完成与主站间的入网；其中，第一叶子从站包括第一中继站点；S3：第一次级主站入网后，对第一次级主站进行初始化，确定第一次级主站的电力线工作频段F2和无线信道C2，第一次级主站的网络ID与主站的网络ID相同；S4：根据步骤S2和步骤S3，在第二叶子从站加入第一次级主站的第一次级网络后，在第二叶子从站的下一级通过无线路由接入至少一个第二次级主站，所述第二次级主站通过无线信道C2完成与第一次级主站间的入网；第二次级主站入网后，对第二次级主站进行初始化，确定第二次级主站的电力线工作频段F3和无线信道C3，第二次级主站的网络ID与
第一次级主站的网络ID相同；依次类推，实现多级网络的扩展，完成双模多频组网；其中，第二叶子从站包括第二中继站点。
[0006]一种基于电力线和无线的双模多频组网系统，包括：主站，支持电力线和无线双模通信，初始化后，确定网络ID、电力线工作频段F1和无线信道C1；第一叶子从站，加入到主站的主网络后，在下一级通过无线路由接入至少一个第一次级主站，所述第一次级主站通过无线信道C1完成与主站间的入网；其中，第一叶子从站包括第一中继站点；至少一个第一次级主站，初始化后，确定电力线工作频段F2和无线信道C2，且网络ID与主站的网络ID相同；第二叶子从站，加入到第一次级主站的第一次级网络后，在下一级通过无线路由接入至少一个第二次级主站，所述第二次级主站通过无线信道C2完成与第一次级主站间的入网；其中，第二叶子从站包括第二中继站点；至少一个第二次级主站，初始化后，确定电力线工作频段F3和无线信道C3，且网络ID与第一次级主站的网络ID相同。
[0007]上述第一中继站点泛指主网络上的全部中继站点，第二中继站点则泛指第一次级网络上的全部中继站点。
[0008]本申请的有益效果在于：（1）本申请兼容目前国家电网的双模规范要求，不需要对现有网络拓扑和报文结构以及设备、芯片做大的修改升级就可以实现网络规模的扩展。
[0009]（2）通过次级主站的灵活部署，结合双模通信的优势，在不增加上级网络负荷的情况下就增强了网络覆盖；根据实际的通信效果，可以通过配置或自动切换便捷地切换到合适的频段上，避开噪声的频率选择影响。
[0010]（3）扩展性好，只要应用时延允许，理论上网络规模可以无限扩展。
[0011]（4）各级网络自主管理（如白名单管理），各级系统又紧密关联，降低了主站管理负担，也提高了网络的容灾鲁棒能力，任何一级次级网络异常（同频干扰除外）不会影响全网通信。
[0012]（5）对网络覆盖范围的提升可以进一步增强电力线无线双模通信技术的竞争力，适用更多的应用场景。
附图说明
[0013]图1为本申请所述多频组网方法的流程图；图2为本申请所述多频组网系统的网络拓扑图；图3为现有技术中双模时隙调度的示意图；图4为次级主站工作的流程图。
具体实施方式
[0014]下面将结合附图对本申请技术方案进行详细说明。
[0015]图1为本申请所述多频组网方法的流程图，如图1所示，基于电力线和无线的双模
多频组网方法包括：步骤S1：主站支持电力线和无线双模通信，对主站进行初始化，确定主站的网络ID、电力线工作频段F1和无线信道C1。
[0016]具体地，主站对电力线和无线的信标时隙进行规划（图3即为双模时隙调度的示意图），并在电力线工作频段F1和无线信道C1上分别发送电力线标准信标和无线标准信标。
[0017]第一叶子从站对电力线工作频段F1和无线信道C1进行监听，在已接收信标的电力线工作频段F1或无线信道C1上发起入网请求。
[0018]主站接受入网请求后，向第一叶子从站发送入网确认消息；然后主站重新对电力线和无线的信标时隙进行规划，并给已入网的第一叶子从站分配信标时隙。
[0019]第一叶子从站与主站建立通信后，根据新规划的信标时隙转发主站的信标。
[0020]进一步地，若有新的站点收到第一叶子从站上转发的信标，并根据该转发信标向主站发送入网请求，则已入网的第一叶子从站自动升级为中继站点，并进行主站与下一级从站之间的消息转发。中继站点转发下一级叶子从站的入网请求，直至发送给主站；主站接受入网请求，把入网确认消息经过各级中继站点最终发送给最后一级叶子从站。
[0021]步骤S2：第一叶子从站加入主站的主网络后，在第一叶子从站的下一级通过无线路由接入至少一个第一次级主站，所述第一次级主站通过无线信道C1完成与主站间的入网。
[0022]这里，第一叶子从站可以是从站，也可以是一个中继站点，也就是说可以在从站的下一级通过无线路由接入次级主站，也可以在中继站点的下一级通过无线路由接入次级主站。
[0023]通过无线路由接入次级主站主要是因为无线路由的频点较多，也可以通过电力线接入次级主站，但电力线的频点没有无线路由频点多，因此不是主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电力线和无线的双模多频组网方法，其特征在于，包括：S1：主站支持电力线和无线双模通信，对主站进行初始化，确定主站的网络ID、电力线工作频段F1和无线信道C1；S2：第一叶子从站加入主站的主网络后，在第一叶子从站的下一级通过无线路由接入至少一个第一次级主站，所述第一次级主站通过无线信道C1完成与主站间的入网；其中，第一叶子从站包括第一中继站点；S3：第一次级主站入网后，对第一次级主站进行初始化，确定第一次级主站的电力线工作频段F2和无线信道C2，第一次级主站的网络ID与主站的网络ID相同；S4：根据步骤S2和步骤S3，在第二叶子从站加入第一次级主站的第一次级网络后，在第二叶子从站的下一级通过无线路由接入至少一个第二次级主站，所述第二次级主站通过无线信道C2完成与第一次级主站间的入网；第二次级主站入网后，对第二次级主站进行初始化，确定第二次级主站的电力线工作频段F3和无线信道C3，第二次级主站的网络ID与第一次级主站的网络ID相同；依次类推，实现多级网络的扩展，完成双模多频组网；其中，第二叶子从站包括第二中继站点。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一次级主站的工作频段还包括电力线工作频段F1和无线信道C1；所述第二次级主站的工作频段还包括电力线工作频段F2和无线信道C2。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一次级主站与所述主站间通过无线信道C1进行通信，与第一次级网络的其他站点通过电力线工作频段F2通信；或所述第一次级主站与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏程，汤颢，邹其军，
申请(专利权)人：南京杰思微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：