CN101273550A - 电力线网络中的带宽管理 - Google Patents

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CN101273550A CNA2006800355657A CN200680035565A CN101273550A CN 101273550 A CN101273550 A CN 101273550A CN A2006800355657 A CNA2006800355657 A CN A2006800355657A CN 200680035565 A CN200680035565 A CN 200680035565A CN 101273550 A CN101273550 A CN 101273550A
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Y·M·佩普奈德斯
詹姆士·E·佩特若诺维奇
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斯里尼瓦桑·卡塔尔
D·阿亚伽里
S·L·加韦蒂
W·C·T·陈
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Abstract

本文提供了包括多个站(A、B、C、D)的电力线网络(202、220)，其中站(A、B、C、D)包括用于协调所述站(A、B、C、D)中的每一个的传输的中央协调器(Ccol)。站(A、B、C、D)中的每一个可被配置为生成一个或者多个音调映射，用于与电力线网络(202、220)中的每个其它站(A、B、C、D)进行通信。每个音调映射包括用于在所述站(A、B、C、D)中的两个站之间的通信链路上使用的一组音调。每个音调映射进一步包括用于每个音调的一组唯一的调制方法。站(A、B、C、D)中的每一个进一步可被配置为生成默认音调映射，用于与每个其它站(A、B、C、D)进行通信，其中该默认音调映射对于电力线循环(404)的所有部分都有效。站(A、B、C、D)中的每一个进一步可被配置为监控其带宽要求并且向中央协调器(Ccol)请求额外带宽。

Description

电力线网络中的带宽管理
相关申请
本申请要求于2005年7月27日提交的美国临时申请No.60/702,717的优先权，将其完整地引入本文以供参考。还将以下美国专利申请完整地引入本文以供参考，并且构成本申请的一部分：
与本申请同时提交的名称为“______”，代理案号为No.0120142的美国专利申请序列号No._______；
与本申请同时提交的名称为“______”，代理案号为No.0120143的美国专利申请序列号No._______；
2005年8月2日提交的名称为“Communicating in a Network that includesa Medium having Varying Transmission Characteristics”的美国临时申请No.60/705,720；
2006年1月24日提交的名称为“Time Synchronization in a Network”的美国专利申请序列号No.11/339,293；
2006年1月23日提交的名称为“Communicating in a Network thatincludes a Medium having Varying Transmission Characteristics”的美国专利申请序列号No.11/337,946；
______日提交的名称为“Synchronizing Channel Sharing withNeighboring Networks”，代理案号为SLA1890的美国专利申请序列号No.______，已转让给美国夏普实验室公司(Sharp Laboratories of America，Inc)；
2005年7月27日提交的名称为“Method for Sharing the Channel withNeighbor Networks”的美国临时申请No.60/703,236；
________日提交的名称为“Method for Providing Requested Quality ofService”，代理案号为SLA1891的美国专利申请序列号No._____，已转让给美国夏普实验室公司(Sharp Laboratories of America，Inc)；
2005年7月27日提交的名称为“Method for Providing Requested Qualityof Service”的美国临时申请No.60/703,317；以及
2006年1月23日提交的名称为“Managing Contention-Free TimeAllocation in a Network”的美国专利申请序列号No.11/337,963。
技术领域
本发明通常涉及通过以太网级网络的通信，更具体而言，涉及通过电力线网络的通信。
背景技术
家庭联网的景象推动了许多商业计划，但是到目前为止所提供的产品在能力或者市场潜力方面都非常有限，而不能实现梦想。家庭联网与工作场所的联网不同。应用不同、业务模式不同，并且可用于携带数据的媒体也不同。当然，家庭联网用户可能想要在他们的计算机之间传递文件并且共享诸如打印机之类的外围设备。他们可能想要网关以进行宽带接入，从而他们可以在多个设备之间共享他们的因特网连接。用户还可能想要其它的服务，例如IP语音(VoIP)、流媒体娱乐以及对多用户联网游戏的支持。
尽管一些较新的住房布配了适合于以太网的电缆，但是大多数住房却没有。因此，如果家庭网络物理媒体的选择仅限于电话线、无线以及电力线，则具有混杂的属性。
近些年来，无线联网及相关组件都在增长。然而，无线通信还有范围有限和不能全面覆盖的不足，即，家庭的特定区域不能与其它区域通信。在特定类型的导致信号传播很差的建筑中，例如那些使用钢架和砖墙的结构中，这些问题特别突出。这些问题的解决方案昂贵且复杂，并且需要普通业主所不具备的技术能力。
尽管首先电话线联网看起来似乎是解决方案，但是许多家庭在方便的位置缺少电话插孔来实现家庭联网的可预见益处。例如，一些较老的住房可能仅具有一个位于厨房的电话插孔，以供厨房和其它生活区域(例如，起居室、客厅等等)使用。因此，向远程设备提供网络连接可能会不方便或者很凌乱。在较不发达的国家，这个情景尤其令人不愉快。另一方面，电源插头几乎位于家中的每个房间，并且一些家庭在每个房间的每面墙上都具有多个电源插座。电力线看起来是这三种用于通信的介质中最困难的一种，但是它的确有两个吸引人的属性。首先，如同电话线一样，不需要RF转换硬件，因此，与无线方案相比成本低。但是更重要的是，在家中人们想要使用联网设备的任何地方几乎都有电源插座。
电力线介质是一种恶劣的通信环境。例如，在家中任意两个插座之间的信道具有极其复杂的传输线网络的传递函数，该传输线网络具有许多无端接的短截线，并且某些传输线网络具有阻抗变化的终端负载。这种网络具有随着频率而极大变化的幅度和相位响应。在一些频率上，传输的信号可以相对低损耗地到达接收机，然而在其它频率上其可能低于噪声基准。更糟糕的是，传递函数可能随时间改变。这是可能发生的，因为业主将新的设备插入电力线或者如果网络中所插入的某些设备具有时变阻抗。结果是，插座对之间的信道的传递函数可能会在很大范围内变化。在一些情况下，宽的带宽可能适用于高质量的传输，而在其它情况下，信道可能具有有限的携带数据的能力。
并且，业主对于设备的无计划使用可能导致插座对之间的信道的传递函数随机变化。结果是，在需要使用信道之前，不能预测该信道的带宽对于通过电力线的高质量传输的适合性。此外，在建立了接收器和发送器之间的连接之后，该连接的带宽需求可能改变，这可能显著地影响该连接所提供的服务质量(QoS)。
由于联网的设备对之间的连接可能需要变化的信道容量，所以涉及到信道带宽的可用性的问题引起了对于网络的总吞吐量、每个连接的QoS、对连接需求的监控以及网络资源的适应性的关注。因此，在本技术领域中需要能够有力地并且有效地解决这些关注的管理和监控方案。
发明内容
本发明涉及用于电力线网络中的带宽管理的方法和系统。更具体而言，本发明提供了用于估计信道容量以及监控联网的设备的连接需求，以在电力线网络中实现有效的带宽管理的方法和系统
在一个方面，电力线网络包括多个站，其中所述多个站包括用于协调每个站的传输的中央协调器。每个站可被配置为生成一个或者多个音调映射，用于与电力线网络中的每个其它站进行通信。每个音调映射包括要在所述多个站中的两个站之间的通信链路上使用的一组音调。每个音调映射进一步包括用于每个音调的一组唯一的调制方法。每个站进一步可被配置为生成默认音调映射，用于与每个其它站进行通信，其中该默认音调映射对于电力线循环的所有部分都有效。每个站进一步可被配置为对其带宽要求进行监控以及向中央协调器请求额外带宽。每个站进一步可被配置为在传输的帧控制域中指示带宽要求，其中中央协调器可被配置为监控传输的帧控制域，以便响应带宽要求。所述音调映射中的每一个作为所述多个站中的两个站之间的连接期间的信道估计过程的结果而生成，其中信道估计过程包括测量信道特性。
在查阅以下详细描述和附图之后，本发明的其它特征和优点将对本领域普通技术人员显而易见。
附图说明
在查阅以下详细描述和附图之后，本发明的特征和优点将对本领域普通技术人员显而易见，其中：
图1示出了根据本申请的一个实施例的HPAV(HomePlug Audio Video，家庭插电音频视频)系统的概图；
图2A示出了用于图1中的HPAV系统的示例性电力线网络配置的图。
图2B示出了用于图1中的HPAV系统的另一个示例性电力线网络配置的图。
图2C示出了用于图1中的HPAV系统的另一个示例性电力线网络配置的图。
图3示出了用于图1中的HPAV系统100的示例性HPAV收发器的图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的示例性信标周期的图。
图5示出了用于执行根据本发明的一个实施例的信道估计过程的流程图。
图6A示出了用于图1中的HPAV系统100的示例性MAC协议数据单元的图。
图6B示出了用于图1中的HPAV系统100的另一个示例性MAC协议数据单元的图。
具体实施方式
尽管针对具体的实施例描述了本发明，但是如这里所附的权利要求所定义的，显然可以将本发明的原理应用于这里所述的本发明的具体描述的实施例之外。此外，本发明的描述中省去了某些细节，以免混淆本发明的创造性方面。所省去的细节在本领域普通技术人员的知识范围之内。
本申请中的图以及它们所附的详细描述仅涉及本发明的示例性实施例。为了保持简洁，在本申请中没有具体描述使用本发明的原理的本发明的其它实施例，并且本附图中也没有示出。要记住的是，除非特别指出，可以用相同或者对应的参考标号来指示图中相同或者对应的元件。
图1示出了根据本申请的一个实施例的HPAV(家庭插电音频视频)系统100的概图。如图所示，HPAV系统100包括：PHY(物理)层110、MAC(媒体访问控制)层120以及汇聚层130。当HPAV系统100处于传输模式时，PHY层110执行纠错控制、到OFDM(正交频分复用)符号的映射以及时域波形的生成；MAC层120确定正确的传输位置、将数据帧格式化为固定长度的实体以便在信道上传输，并且通过自动请求重传(ARQ)来确保及时和无差错的发送；汇聚层130执行桥接、连接中的业务分类，以及数据发送平滑功能。反之，当HPAV系统100处于接收模式时，PHY层110、MAC层120和汇聚层130反向地执行对应的功能。
HPAV系统100利用OFDM调制技术，这是由于其在当前频率选择性信道中固有的适应性，其对窄带干扰的弹性，以及其对突发噪声的鲁棒性。通过使用OFDM符号的时域脉冲成形，无需额外的传输陷波滤波器就可以得到深的频率陷波。HPAV系统100采用1155个载波，范围从1.80MHz到30.00MHz。
图2A示出了用于图1中的HPAV系统100的示例性音频视频逻辑网络(Audio Video Logical Network，AVLN)。AVLN包括一组具有相同的网络成员密钥(Network Membership Key，NMK)的站。在本申请通常称为“电力线网络”的AVLN中，所述站中的一个成为中央协调器(Central Coordinator，CCo)设备，其负责协调网络中的所有站的传输，以便为每个连接实现最大的总网络吞吐量和良好的QoS。CCo还负责对希望加入网络的站进行认证、管理加密密钥以及对与邻近网络的资源共享进行协调。可以将CCo预先配置为这样，或者通过指定的选择过程来自动地选择；然而，在AVLN中一次只有一个站可以作为中央协调器(CCo)。注意，AVLN(即电力线网络)中的站可以经由电力线(即交流线)进行通信。
如图2A中所示，AVLN 202包括站A、B、C和D以及CCo1。给定站的物理网络(PhyNet)是至少可以在帧控制(FC)级别和ROBO(鲁棒)模式下与该站进行物理通信的站的集合。PhyNet相对于给定的站，并且物理上临近的多个站的PhyNet有可能不同。在本申请中，注意，双向箭头，如图2A中的双向箭头204，用于指示两个站，如站A和CCo1，有能力在PHY级上进行通信。如图2A中所示，所有站可以互相通信，因此，如表1中所示，所有站的PhyNet是相同集合{A，B，C，D，CCo1}。如果属于一个AVLN的两个站属于彼此的PhyNet，则它们可以互相通信。如图2A中进一步所示，AVLN202与AVLN 202中每个站的PhyNet一致。
表1
  站   图2A   图2B   图2C
  A  {A，B，C，D，CCo1}   {A，B，CCo1}   {A，B，CCo1}
  B  {A，B，C，D，CCo1}   {A，B，CCo1}   {A，B，CCo1}
  C  {A，B，C，D，CCo1}   {C，D，CCo2}   {C，D，CCo1}
  D  {A，B，C，D，CCo1}   {C，D，CCo2}   {C，D}
  CCo1  {A，B，C，D，CCo1}   {A，B，CCo1，CCo1}   {A，B，C，CCo1}
  CCo2  N/A   {C，D，CCo1，CCo1}   N/A
图2B示出了用于图1中的HPAV系统100的两个示例性的AVLN。如图2B中所示，AVLN 210包括站A和B以及CCo1，AVLN 212包括CCo2以及站C和D。表1中示出了图2B中的每个站的PhyNet。
图2C示出了用于图1中的HPAV系统100的示例性的AVLN。如图2C中所示，AVLN 220包括CCo1以及站A、B、C和D。表1中示出了图2C中的每个站的PhyNet。
图3示出了用于图1中的HPAV系统100的示例性HPAV收发器的图。HPAV收发器300包括发送器端310，其使用OFDM调制，以及接收器端360。在发送器端310，PHY层(即图1中的PHY层110)从MAC层(即MAC层120)接收其输入。图3中示出了对分别由1.0.1FC编码器320、AV FC编码器330和AV有效载荷数据编码器340所处理的HomePlug 1.0.1帧控制(FC)数据312、HomePlug AV帧控制数据314和HomePlug AV有效载荷数据316进行不同编码的三个独立的处理链。这三个编码器的输出引入到公共的OFDM调制结构中，包括映射器350、快速傅立叶反变换(IFFT)处理器352、循环前缀插入、符号窗和重叠模块354，以及前同步码插入356，该OFDM调制结构最终馈入用于将信号耦合到电力线介质390的模拟前端(AFE)模块358。
在接收器端360，AFE 365用自动增益控制器(AGC)368和时间同步模块370来进行操作，以馈入独立的帧控制和有效载荷数据恢复电路。通过利用用于HomePlug 1.0.1限定器的384点FFT 372和用于HomePlug AV的3072点FFT 374对所接收的采样流进行处理，并且使其通过分别用于HomePlug 1.0.1和HomePlugAV模式的独立的帧控制解码器380和382，来恢复帧控制数据。通过3072点FFT 374、解调器375、并且通过AV有效载荷数据解码器384的解交织器385、turbo卷积解码器386和解扰器387来处理采样的时域波形的有效载荷部分，以恢复AV有效载荷数据，其中该有效载荷部分仅包含HomePlug AV格式的符号。
在本发明中，网络的CCo(例如图2A中的AVLN 202的CCo1)对称为信标的特殊信号进行发送，该信标包含系统范围内的信息，如网络ID、与其进行协调的邻近网络的编号、传输的当前调度表(例如，何时允许哪个站进行发送)，以及网络模式(例如，是处于HPAV模式还是HPAV混合模式)。信标还可以包含对于来自特定站的消息的响应，其中所述特定站请求资源、请求加入网络，或者传递了加密密钥，等等。如以下结合图4所述，CCo可以以规律的时间间隔来发送信标，其中所述时间间隔与电力循环的特定相位相关联。所述信标以所谓的ROBO(鲁棒)模式发送，其中ROBO模式用于由其它站来可靠地接收该信标，其中每个站从CCo到该站经历不同的信道特性。在ROBO模式中，调制独立于信道特性，并且通过低速率编码、低密度调制和有效载荷的接收和交织来实现鲁棒性。
每个HPAV站(例如图2A中的站A、B、C和D)监视信道中HP1.0设备的出现。当站检测到HP1.0设备的出现时，通知CCo(例如图2A中的CCo1)，CCo将网络(例如图2A中的AVLN 202)切换到HPAV混合模式。在混合模式操作中，HPAV网络通过使得HP1.0站仅在信标周期的CSMA/CA区域内进行发送来避免来自HP1.0站的干扰。从而HPAV站和HP1.0站可以在同一介质上共存，而在该周期的无竞争部分，HPAV站保持所有已调度的传输的优点。
图4根据本发明的一个实施例，示出了与示例性电力线循环同步的示例性的信标周期。如图4中所示，信标周期402(即两个连续的信标传输之间的时间)基本等于电力线循环404的两个周期。例如，对于频率为60Hz的电力线(即对于60Hz系统)，信标周期标称等于33.33毫秒(ms)。例如，对于频率为50Hz的电力线(即对于50Hz系统)，信标周期402标称等于40ms。在一个实施例中，信标周期402可以精确地等于电力线循环404的两个周期。如图4中进一步所示，信标周期402的开始可以从电力线循环的开始处偏移一段固定的时间。
如图4中所示，信标周期402包括信标区域406、CSMA(Carrier SenseMultiple Access，载波侦听多路访问)区域408以及保留区域410。信标区域406包括由CCo所生成的信标，并且可以包括前同步码、帧控制和信标有效载荷。CCo确保信标与电力线循环保持同步，并且不依赖于CCo本地时钟频率。
通过使用一个或者多个信标项，在信标有效载荷中对描述信标周期402中的分配的信息进行广播。信标区域406还包括关于CSMA区域408以及保留区域410的持续时间的信息。CSMA区域408包括持久共享的CSMA分配区域416，该区域被分配给使用CSMA信道接入机制的连接(即发送和接收站之间的会话)。CSMA区域408是竞争周期(CP)，也称为CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/contention access，载波侦听多路访问/竞争访问)周期。保留区域410是信标周期402的片段，在该片段期间仅允许一个站进行发送，保留区域410进一步被划分成持久分配区域412和非持久分配区域414。将持久分配区域412分配给需要QoS(服务质量)的连接(即，发送和接收站之间的会话)。持久分配区域412是无竞争周期(CFP)并且可以利用TDMA(时分多址)信道接入。将非持久分配区域414分配给以下中的一个或者多个：
(a)分配到持久分配区域412中的、可能因为信道恶化一段短或者长的时间段或者因为特定应用的需求增加(例如在视频或者音频快进期间)而需要额外能力的活动连接；
(b)附加的CSMA周期(例如，当CCo在常规CSMA周期中感测到高级冲突时)；以及
(c)特殊的系统需要，例如发现信标(discover beacon)，其目的是发现不能检测或者听到CCo的隐藏节点(即，站)。
在本发明的HPAV系统(即，图1中的HPAV系统100)中，信道估计是对电力线信道的特性进行测量的过程，其中利用该电力线信道来适配PHY(即图1中的PHY层110)的操作以提供最佳性能。在一个站加入电力线网络之后，并且在其(即，该站)与其它站进行广泛的数据交换之前，该站对其自身与其所希望通信的其它站之间的信道进行估计。作为信道估计的结果，对于信标周期(例如图4中的信标周期402)中的不同的时间间隔，选择一个或者多个音调映射(tone map)，所述音调映射是用于指示能够可靠地在不同音调(频谱的部分)中携带的信息量的列表。通常，在同一对站之间需要多个音调映射，因为在电力线循环的不同部分，信道相当不同。音调映射包括将要在电力线网络中的两个站之间的特定单播通信链路上使用的一组(或一列)音调。音调映射进一步包括用于该组音调中的所有音调的一组唯一的调制方法。
信道估计可以包括：对每个载波(即音调)上所使用的调制方法进行选择，对FEC(前向纠错)码率进行选择，对保护时间间隔长度进行选择，以及对采用了特定的音调映射设置的交流线循环(即，电力线循环)内的时间间隔进行选择。FEC码率和保护时间间隔长度可以随着电力线循环周期而变化，但是它们对于任意给定时间的所有载波都是相同的。
电力线网络中的所有站都建立默认音调映射，其在所有CSMA和CFP周期(即，站可以发送的整个信标周期)中对于特定站的接收有效。此外，站还可以建立适用于音调映射的交流线循环，即，对于部分信标周期和潜在的交流线循环有效的音调映射。
信道估计过程使发送站能够获得可以在电力线循环的各种时间间隔使用的音调映射，同时与特定的接收站进行通信。电力线信道在每个发送站和接收站之间是唯一的。结果是，在每个发送站和接收站之间必须独立地执行信道估计过程。信道估计过程还包括用于对可以使用的音调映射的数量进行协商、对有效音调映射的列表进行保持、以及对可以使用每个音调映射的电力线循环内的时间间隔的列表进行保持的机制。可以将信道估计过程划分成初始信道估计过程和动态信道估计过程。当发送站需要向特定的接收站发送数据并且不具有有效的音调映射时，其调用初始信道估计过程。
现在参考图5，其示出了示例性流程图500，其描述了在根据本发明的一个实施例的电力线网络中用于在发送和接收站之间执行初始信道估计过程的方法。图5的流程图500中省去了对于本领域普通技术人员来说显而易见的特定细节和特征。例如，如本领域所公知的，一个步骤可由一个或者多个子步骤组成或者可以涉及专用设备。尽管流程图500中所示的步骤502到510足以描述本发明的一个实施例，但是本发明的其它实施例可以利用与流程图500中所示出的不同的步骤。
从步骤502开始，具有要向接收站发送的数据的发送站确定其(即发送站)没有有效音调映射。在步骤504，发送站通过发送具有SRC(Sound ReasonCode，声音原因码)的声音MPDU(MAC Protocol Data Unit，MAC协议数据单元)集合以指示用于初始信道估计的声音来开始信道估计过程。这个MPDU，在本申请中又称为“初始传输”，对发送站可以分配给这个“链路”的最大音调映射数量进行指定。在MAC中，将连接分解为一个或者多个称为“链路”的单向数据流。在信道估计期间使用声音MPDU以对信道的特性进行估计。初始信道估计可以发生在CP或者CFP中。
在步骤506，接收站发送在FC(帧控制)域中适当地设置了SAF(SoundACK Flag，声音ACK标志位)比特的声音MPDU，以确定接收到来自发送站的声音MPDU。在步骤508，发送站继续向接收站发送声音MPDU，直到接收站指示其具有足够的数据来生成音调映射为止。例如，接收站可以向发送站发送适当地设置了SAF和SCF(Sound Complete Flag，声音完成标志位)的声音MPDU，以指示其(即接收站)具有足够的数据来生成音调映射。在步骤510，接收站生成新的音调映射，并且将其发送到发送站作为默认音调映射。可以在CEI(Channel Estimation Indication，信道估计指示)消息中发送所述新的音调映射，其中CEI具有响应类型域，用于指示该消息包括初始信道估计过程所生成的默认音调映射。在生成默认音调映射之后，接收站还可以生成一个或者多个适合电力线循环的音调映射。
如果在CP中执行初始信道估计过程，则发送站必须在向接收站发送声音MPDU之前竞争信道。在CP中执行初始信道估计过程可以阻碍发送站在电力线循环的特定部分期间发送声音MPDU。类似地，如果在CFP中执行初始信道估计过程，则发送站可能缺少足够的分配以跨越完整的电力线循环。在任一种情况下，都需要接收站提供称为默认音调映射的音调映射，该默认音调映射对于信标周期(或者电力线循环)的所有部分都有效。
可以在执行了初始信道估计过程之后，由接收站来执行动态信道适配过程。动态信道适配过程可以导致默认音调映射的动态更新(即，用新的默认音调映射来替换现有的默认音调映射)。这个过程可以导致生成与在电力线循环的各种时间间隔都有效的适合电力线循环的音调映射，其中部分适合电力线循环的音调映射可以替换现有的音调映射。与默认音调映射相反，适合电力线循环的音调映射针对电力线循环的具体时间间隔内的信道特性进行了微调。因此，每当可以获得一个适合电力线循环的音调映射并且可以使用时(基于CEI域中的CPF)，发送站就应该使用该音调映射。音调映射需要有规律地更新和刷新，除非它们已被申明失效，并且不能用在连接中。例如，需要用这种适配来捕获由于接收或者发送站的邻居去除或者添加设备所导致的信道改变。
在连接期间，接收和发送站都对活动链路的健康状况进行经常监控(发送站可以利用选择性ACK机制从接收站接收反馈)。当一个站感测到需要更多资源来满足连接的QoS需求时，该站可以从CCo请求更多资源。例如，可能由于信道恶化或者由于应用带给发送站的业务量增加，而需要更多资源。
除了该连接所涉及的站对于额外资源的明确请求之外，所述站还可以通过每个传输的FC(帧控制)域的特定域来向CCo指示它们的资源要求。信道上的每个传输从称为帧控制(FC)的特定部分开始，FC向接收站提供特定信息(例如，在有效载荷的调制中使用什么音调映射，或者对于纠错使用什么码率)。FC中的一个域提供指示以指示在发送站中有多少个块正在等待传输。如果等待传输的块的数量过大(即，如果发送站发生拥塞)，则CCo可以向该连接分配更多资源，其中该CCo可以监控来自电力线网络中的所有传输的FC。额外的分配可以是暂时的(例如在非持久分配中告知的分配)以处理PHY层成功适配的信道特性的改变所导致的短期链路恶化。分配改变还可以是长期的以处理PHY层不能简单地适配的信道的改变，或者处理由特定应用所导致的业务负载的改变。
图6A示出了供图1中的HPAV系统100使用的示例性MPDU格式。在图6A中，长MPDU 602包括帧控制块604和MPDU有效载荷606。长MPDU 602是指除了帧控制信息之外还携带了有效载荷信息的MPDU，其用于仅有AV的模式。帧控制块604例如可以包括128个比特，包括帧控制信息，并且MPDU有效载荷606包括有效载荷信息。
图6B示出了供图1中的HPAV系统100使用的示例性MPDU格式。在图6B中，短MPDU 650仅包括帧控制块，其包括帧控制信息。在短MPDU650中，帧控制块可以包括128个比特。
因此，如上所述，本发明提供的HPAV系统包括经由电力线网络中的电力线来进行通信的站，其中每个站可以被配置来生成一个或者多个音调映射，用于与每个其它站进行通信，并且其中音调映射指示可以在不同音调中可靠地携带的信息的数量。每个站可以进一步被配置为监视其带宽要求，并且将其带宽要求告知到CCo(中央协调器)以便分配额外资源。结果是，本发明实现的HPAV系统有利地提供了电力线网络环境中的有效带宽管理。
本发明的以上描述表明，在不脱离本发明的范围的前提下，可以用各种技术来实现本发明的概念。此外，尽管通过具体参考某些实施例来描述了本发明，但是本领域的普通技术人员将会认识到，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以在形式和细节方面进行改变。例如，可以构想，可以用软件和/或硬件来实现这里所公开的电路，并且可以将软件存储在任何存储介质或者存储器中。所述实施例仅应被视为是示例性的而不是限制性的。应该理解，本发明并不局限于这里所描述的特定实施例，而是在不脱离本发明的范围的前提下能够具有多种重新配置、修改和替换。

Claims (25)

1、一种电力线网络，包括：
包括中央协调器的多个站，所述中央协调器用于对所述多个站中的每一个的传输进行协调；
其中所述多个站中的每一个可被配置来生成一个或者多个音调映射，用于与所述多个站中的每个其它站进行通信。
2、如权利要求1所述的电力线网络，其中，所述一个或者多个音调映射中的每一个包括：在所述多个站中的两个站之间的通信链路上使用的一组音调。
3、如权利要求2所述的电力线网络，其中，所述一个或者多个音调映射中的每一个进一步包括：用于所述组音调中的每一个音调的一组唯一的调制方法。
4、如权利要求1所述的电力线网络，其中，所述多个站中的每一个进一步可被配置为：规律地更新所述一个或者多个音调映射，以适合信道中的改变。
5、如权利要求1所述的电力线网络，其中，所述多个站中的每一个进一步可被配置为：生成默认音调映射，用于与所述多个站中的每个其它站进行通信，并且其中所述默认音调映射对于电力线循环的所有部分有效。
6、如权利要求1所述的电力线网络，其中，所述多个站中的每一个进一步可被配置为：监控其带宽要求，并且向所述中央协调器请求额外带宽。
7、如权利要求1所述的电力线网络，其中，所述多个站中的每一个进一步可被配置为：在传输的帧控制域中指示带宽要求，并且其中，所述中央协调器可被配置为监控所述传输的所述帧控制域，以便响应所述带宽要求。
8、如权利要求1所述的电力线网络，其中，所述一个或者多个音调映射中的每一个作为所述多个站中的两个站之间的连接期间的信道估计过程的结果而生成，并且其中，所述信道估计过程包括测量信道特性。
9、如权利要求1所述的电力线网络，其中，所述一个或者多个音调映射中的每一个针对电力线循环的特定时间间隔内的信道特性而进行微调。
10、如权利要求1所述的电力线网络，其中，所述多个站中的每一个进一步可被配置为：生成默认音调映射，并且其中，所述默认音调映射进一步用于整个信标周期中。
11、一种用于对在电力线网络中进行通信的多个站中的两个之间的信道进行估计的方法，所述方法包括：
所述多个站中的一个从所述多个站中的另一个接收初始传输；
所述多个站中的所述一个生成一个或者多个音调映射，用于经由电力线与所述多个站中的所述另一个进行通信。
12、如权利要求11所述的方法，其中，所述一个或者多个音调映射中的每一个包括：在所述多个站中的两个站之间的通信链路上使用的一组音调。
13、如权利要求12所述的方法，其中，所述一个或者多个音调映射中的每一个进一步包括：用于所述组音调中的每一个音调的一组唯一的调制方法。
14、如权利要求11所述的方法，进一步包括：所述多个站中的所述一个更新所述一个或者多个音调映射，以适合信道中的改变。
15、如权利要求11所述的方法，其中，所述一个或者多个音调映射包括默认音调映射，并且其中所述默认音调映射对于电力线循环的所有部分有效。
16、如权利要求11所述的方法，进一步包括：
监控所述多个站中的所述一个的带宽要求，其中所述多个站包括中央协调器，所述中央协调器用于对所述多个站中的每一个的传输进行协调；以及
所述多个站中的所述一个向所述中央协调器请求额外带宽，其中所述中央协调器。
17、如权利要求11所述的方法，进一步包括：
所述多个站中的所述一个在传输的帧控制域中指示带宽要求；以及
所述中央协调器监控所述传输的所述帧控制域，以便响应所述带宽要求。
18、如权利要求11所述的方法，其中，作为信道估计过程的结果生成所述一个或者多个音调映射，并且其中，所述信道估计过程包括测量信道特性。
19、如权利要求15所述的方法，其中，所述多个站中的所述两个站包括接收站和发送站，并且其中通过以下方法来生成所述默认音调映射：
所述接收站接收所述发送站所发送的声音数据单元；以及
所述接收站利用所述声音数据单元来生成所述默认音调映射。
20、如权利要求19所述的方法，进一步包括：所述接收站在信道估计指示消息中向所述发送站发送所述默认音调映射。
21、一种包括接收设备、发送设备和中央协调器的电力线网络，所述中央协调器用于对所述接收和发送设备的传输进行协调，所述接收设备包括：
其中所述接收设备与所述发送设备进行通信；以及
其中所述接收设备可被配置为生成一个或者多个音调映射，用于与所述发送设备进行通信。
22、如权利要求21所述的接收设备，其中，所述一个或者多个音调映射中的每一个包括：在所述发送和接收设备之间的通信链路上使用的一组音调。
23、如权利要求22所述的接收设备，其中，所述一个或者多个音调映射中的每一个进一步包括：用于所述组音调中的每一个音调的一组唯一的调制方法。
24、如权利要求21所述的接收设备，其中，所述接收设备进一步可被配置为：在传输的帧控制域中，向所述中央协调器告知带宽要求。
25、如权利要求21所述的接收设备，其中，所述接收设备进一步可被配置为：生成默认音调映射，用于与所述发送设备进行通信，并且其中，所述默认音调映射对于电力线循环的所有部分有效。
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