CN110739987A - 低压电力线宽带载波通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开一种低压电力线宽带载波通信系统，其中系统包括如下组件并执行如下步骤：中央协调器，用于完成组网控制、网络维护管理，通信站，用于接收或发出信号，代理协调器，用于在中央协调器与通信站或通讯站与通讯站之间进行数据中继转发。其中，所述中央协调器、代理协调器以及通讯站之间所传输的通信帧具有的物理块的个数是非确定数，所述非确定数为大于等于1的正整数。采用本发明，通过支持多物理块的信标帧，可以满足通信系统在不同场景的应用，增加网络系统可以支持的设备数。
Description
技术领域
本发明涉及一种通信系统，具体涉及一种低压电力线宽带载波通信系统。
背景技术
现有的低压电力线宽带载波通信系统存在数据结构和拓扑结构不合理的情况。
现在尚没有一种数据结构和拓扑结构较为合理的低压电力线宽带载波通信系统。
发明内容
一种低压电力线宽带载波通信系统，其特征在于，所述系统包括：
中央协调器，用于完成组网控制、网络维护管理；
通信站，用于接收或发出信号；
代理协调器，用于在中央协调器与通信站或通讯站与通讯站之间进行数据中继转发；
其中，所述中央协调器、代理协调器以及通讯站之间所传输的通信帧中的信标帧具有的物理块的个数是非确定数，所述非确定数为大于1的正整数。
进一步地，所述非确定数为大于等于4的正整数。
进一步地，所述信标帧至少包括中央信标帧、代理信标帧和发现信标帧；所述中央协调器用于发送中央信标帧；所述代理协调器用于发送代理信标帧；所述通信站用于发送发现信标帧；所述代理协调器根据接收到的中央信标帧的信标载荷的配置发送所述代理信标帧；所述通信站根据接收到的中央信标帧或代理信标帧的信标载荷的配置发送所述发现信标帧。
进一步地，所述信标载荷的配置包括指示所述代理协调器或所述通信站发送代理信标帧或发现信标帧的时间段。
进一步地，所述中央协调器、所述代理协调器和所述通信站根据所述信标帧中物理块的大小和个数，确定信标载荷的大小。
进一步地，所述中央协调器记录通信站与其所直接通信的代理协调器之间的对应关系。
进一步地，所述代理协调器至少包括一级代理协调器和二级代理协调器，所述一级代理协调器记录通信站与其所直接通信的二级代理协调器之间的对应关系。
进一步地，所述系统根据所述代理协调器所处的使用场景调整所述代理协调器所包括的级数。
进一步地，所述中央协调器、代理协调器以及通讯站之间均能进行端到端的直接通信。
进一步地，当所述通信站未接收到与其直接通信的中央协调器发送的信标帧时，所述通信站选择新的信标帧发送方。
本发明的有益之处在于：
提供了一种数据结构和拓扑结构较为合理的低压电力线宽带载波通信系统，通过支持多物理块的信标帧，满足了通信系统在不同场景的应用，增加了网络系统可以支持的设备数。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明公开的一种低压电力线宽带载波通信系统组网的结构示意图；
图2是本发明公开的一种通信帧的结构示意图；
图3是本发明公开的信标帧载荷划分结构示意图；
图4是本发明公开的另一种低压电力线宽带载波通信系统组网的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都应属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中，中央协调器（Central Coordinator，CCO），代理协调器（ProxyCoordinator，PCO）和通信站（Station，STA）以下分别简称为CCO、PCO和SAT。
请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种低压电力线宽带载波通信系统的结构示意图。如图1所示，本发明实施例的所述通信系统1可以包括中央协调器10、代理协调器11和通信站12。
中央协调器10，用于完成组网控制、网络维护管理。需要说明的是，中央协调器为通信网络中的主节点角色，负责完成组网控制、网络维护管理等功能，其对应的设备实体为集中器本地通信单元。
代理协调器11，用于在中央协调器10与通信站12或通讯站12与通讯站12之间进行数据中继转发，为中央协调器10与通信站12或者通信站12与通信站12之间进行数据中继转发的站点，可以简称代理。
通信站12，用于接收或发出信号，可以称之为站点，通信站12通作为通信网络中的从节点角色，其对应的设备实体为通信单元，包括电能表载波模块、I型采集器载波模块或II型采集器。
需要说明的是，中央协调器10、代理协调器11以及通讯站12之间所传输的通信帧中的信标帧具有的物理块的个数是非确定数，该非确定数为大于等于1的正整数。在本发明实施例中，上述非确定数为大于等于4的正整数。
具体实现中，上述通信帧至少包括信标帧、SOF帧、选择确认帧、网间协调帧，其中，信标帧至少包括中央信标帧、代理信标帧和发现信标帧。SOF帧主要用于中央协调器10，通信站12，代理协调器11之间的数据传输；选择确认帧是接收站用来向发送站反馈SOF帧的接收情况；网间协调帧用于多个网络系统的多个CCO之间的通信的竞争协调。需要说明的是，中央协调器10用于发送中央信标帧，代理协调器11用于发送代理信标帧，通信站12用于发送发现信标帧。在本发明实施例中，信标帧以及SOF帧可以支持4个或4个以上的物理块，物理块个数可以为帧的帧载荷中携带的物理块数量，物理块的大小支持72/136/264/520字节四种规格，例如图2为一种通信帧。
在可选实施例中，中央协调器10、代理协调器11和通信站12可以根据信标帧中物理块的大小和个数，确定信标载荷的大小。可以理解的是，信标帧的载荷含有的内容包括信标类型，组网标志，信标使用标志，组网序列号，信标周期号，CCO的MAC地址，和信标管理信息等。如果信标帧载荷不能嵌入一个物理块，就采用多物理块的信标帧。有效的信标载荷的大小为：（BlockSize-3)xM-4，其中，M=物理块的数目；BlockSize=物理块的大小，具体为72/136/264/520，例如图3为信标帧载荷的划分。
具体实现中，代理协调器11可以根据接收到的中央信标帧的信标载荷的配置发送代理信标帧；通信站12可以根据接收到的中央信标帧或代理信标帧的信标载荷的配置发送发现信标帧。可以理解的是，上述信标载荷的配置包括指示上述代理协调器或通信站发送代理信标帧或发现信标帧的时间段。例如，CCO在一定的时间内（信标周期），发送主信标帧，各PCO，在收到CCO的主信标，将根据主信标载荷的配置指示的相应的时间段内，发送代理信标帧，STA在收到主信标帧或代理信标帧时，在一定的时间段内发送发现信标。上述，信标周期是可变的，可由CCO决定，其范围是一个32位的数，单位是1毫秒，通常信标周期是2秒。
需要说明的是，区别于中央信标帧和代理信标帧在每个信标周期内都必须发送，发现信标帧要求在加入网络后每170秒时间周期内至少发送两次，在本发明实施例中，代理信标帧和发现信标帧不受这些条件的约束，代理信标帧和发现信标帧可以根据中央信标帧的指示，在多个信标周期内只发送一次，以满足不同的应用场景。比如，如果每4个信标周期，CCO和PCO只需要发送一次信标帧，这样就可以减少3/4的信标帧占用的时间，同时可以在不增加信标帧的物理块的数目的同时，支持的设备数乘4。
在可选实施例中，中央协调器10可以记录通信站12与其所直接通信的代理协调器11之间的对应关系。例如，图1中，CCO可以记录STA1与PCO3之间的对应关系。可以理解的是，代理协调器12至少包括一级代理协调器和二级代理协调器，例如图1中，PCO可以包括一级PCO1和PCO2，二级PCO3、PCO4和PCO5，一级代理协调器可以记录通信站与其所直接通信的二级代理协调器之间的对应关系。
需要说明的是，上述包含多级代理协调器的通信系统可以支持无限的中继，可以极大地减少需支持现行的G/GDW11612标准的有限中继方法所需的站点内的存储资源，同时因为中继级数没有限制，整个通信的系统可以支持更多的站点。可以理解的是，在保证通信的可靠性的前提下，组网会以最小的中间级别的代理协调器的级数来优化，这样的传输的效率较高，在有的应用场景下，网络系统的中间级数不得不超出现有的规范。而无限中继提供了在一些特殊场景下的高可靠组网的可能。对于无限中继带来的时效性问题，上述通信系统可以根据代理协调器11所处的使用场景调整代理协调器所包括的级数，达到合理的中继级数。
在可选实施例中，中央协调器10、代理协调器11以及通讯站12之间均能进行端到端的直接通信。当通信站12未接收到与其直接通信的中央协调器10发送的信标帧时，该通信站可以基于上述直接通信选择新的信标帧发送方。可以理解的是，从CCO到某个STA的路径可能有多条，例如图4中，从CCO到SAT1的路径可能为CCO-PCO1-PCO3-STA1、CCO-PCO1-PCO3-STA2-STA1、CCO-PCO1-PCO4-STA2-STA1等多条中的任一条。
作为一种扩展方案，CCO所在服务器设有一个卷积神经系统，将卷积神经系统将整个系统的情况，作为数据输入，将端到端的路径作为输出数据，整个系统在运行时，实时记录发生端到端传输时，整个系统的状态，作为卷积神经系统的学习例，当对该卷积神经系统进行足够的训练后，在发生通信站12未接收到与其直接通信的中央协调器10发送的信标帧时，由卷积神经系统根据即时的系统状态数据，输出优选的端到端通道，从而降低重复尝试的次数，提高通信效率。
在本发明实施例中，通过提供一种数据结构和拓扑结构较为合理的低压电力线宽带载波通信系统，通过支持多物理块的信标帧，满足了通信系统在不同场景的应用，通过修改信标帧的发送时间，减少了发送信标帧的次数，提高了系统的效率，同时增加了网络系统可以支持的设备数。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种低压电力线宽带载波通信系统，包括：
中央协调器，用于完成组网控制、网络维护管理；
通信站，用于接收或发出信号；
代理协调器，用于在中央协调器与通信站或通讯站与通讯站之间进行数据中继转发；
其中，所述中央协调器、代理协调器以及通讯站之间所传输的通信帧中的信标帧具有的物理块的个数是非确定数，所述非确定数为大于1的正整数。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述非确定数为大于等于4的正整数。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述信标帧至少包括中央信标帧、代理信标帧和发现信标帧；
所述中央协调器用于发送中央信标帧；
所述代理协调器用于发送代理信标帧；
所述通信站用于发送发现信标帧；
所述代理协调器根据接收到的中央信标帧的信标载荷的配置发送所述代理信标帧；
所述通信站根据接收到的中央信标帧或代理信标帧的信标载荷的配置发送所述发现信标帧。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：
所述信标载荷的配置包括指示所述代理协调器或所述通信站发送代理信标帧或发现信标帧的时间段。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：
所述中央协调器、所述代理协调器和所述通信站根据所述信标帧中物理块的大小和个数，确定信标载荷的大小。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述中央协调器记录通信站与其所直接通信的代理协调器之间的对应关系。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：
所述代理协调器至少包括一级代理协调器和二级代理协调器，所述一级代理协调器记录通信站与其所直接通信的二级代理协调器之间的对应关系。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：
所述系统根据所述代理协调器所处的使用场景调整所述代理协调器所包括的级数。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述中央协调器、代理协调器以及通讯站之间均能进行端到端的直接通信。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：
当所述通信站未接收到与其直接通信的中央协调器发送的信标帧时，所述通信站选择新的信标帧发送方。
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