CN113542343A - 用于混合网络中g3-plc自举的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及用于混合网络中G3‑PLC自举的装置和方法。由代理设备实现的实施例方法包括：由代理设备通过第一通信通道从设备接收自举请求消息；由代理设备向协调设备传送包括自举请求消息和第一通道类型指示符的请求消息，该第一通道类型指示符指示第一通信通道的通道类型；由代理设备从协调设备接收包括自举响应消息和第二通道类型指示符的响应消息，该第二通道类型指示符指示第一通信通道的通道类型；以及由代理设备通过根据第二通道类型指示符的第二通信通道向设备传送自举响应消息。

Description

用于混合网络中G3-PLC自举的装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年3月31日提交的意大利申请No.102020000006739的权益，其申请内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明的实施例总体涉及用于混合网络中G3-PLC自举的装置和方法。特别地，本发明的实施例涉及用于启动在混合电力线通信网络中的设备的装置和过程。

背景技术

G3-PLC是一种使用电力线通信技术在电网上提供可靠通信的协议。它由国际电信联盟(ITU)标准组织(ITU-T G.9903)主办，并且得到国际协会G3-PLC联盟的支持。

Sub-GHz RF是广泛应用于智能电网、智能城市和智能家居应用的技术。

G3-PLC技术采用Sub-GHz RF扩展来建立混合网络。

在PLC网络中，更具体地说，在G3-PLC网络中，一旦设备(如智能电表)通电，它就会尝试访问网络，并且与个人局域网(PAN)协调器(系统的中心设备)通信。

这个过程称为自举(bootstrap)，如图1所示：

获取安全证书；

与PAN协调器相关联；

获取16位短地址；以及

构建IPv6地址。

在自举完成之后，设备成为G3-PLC网络的一部分。然后，该设备可以使用16位短地址到达网络中的其他设备，并且启用路由算法。

在自举完成之前，设备只能通过使用扩展唯一标识符164(EUI64)寻址的点对点通信进行通信(路由和媒体访问控制(MAC)加密不可用)。

图2中的示例仅示出了G3网络PLC中的自举过程。

设备A通电并且需要加入网络；

设备A组成自举消息(LBP)，将其EUI64地址存储在内部；

设备A直接或由代理向PAN协调器传送自举消息，在这种情况下，设备B是代理；

代理是已经是网络的一部分的设备，其能够通信到PAN协调器；

当PAN协调器应答时，它向设备B传送自举消息；以及

设备B将消息传送到最终目的地(设备A)，最终目的地从消息内容中拾取其EUI64地址。

图3中的示例示出了G3混合网络(PLC和RF)中的自举过程。

设备A组成自举消息(LBP)，将其EUI64地址存储在内部；

设备A直接或由代理向PAN协调器传送自举消息，选择可用通道中的一个通道(例如，PLC或RF)；

当PAN协调器应答时，它向代理设备B传送自举消息；以及

设备B需要将消息传送到最终目的地(设备A)。

目标地址是嵌入在自举消息中的EUI64，如图3中所示，但是存在的问题是针对到设备A的传送使用哪个通道。

申请人不知道解决上述问题的现有解决方案。

发明内容

本文提出的实施例与通信有关，特别是与在同一网络中使用不同类型媒体的场景有关，诸如电力线通信(PLC)通道和射频(RF)无线通道。

实施例通常提供PLC协议的扩展，以支持RF通道作为附加媒介，以便创建混合网络。

附图说明

为了更全面地理解本发明及其优点，现结合附图参考以下描述，其中：

图1示出了G3-PLC网络中的设备自举过程；

图2示出了仅带有PLC的G3网络中的自举过程；

图3示出了G3混合网络中的自举过程；

图4示出了实施例LBP消息；

图5示出了LBP通信；

图6示出了智能计量系统架构；

图7示出了LBD地址/通道关联表；

图8示出了LBP通信期间表的更新；

图9示出了通过两个通道传送自举消息响应的代理；

图10示出实施例处理系统；以及

图11示出了收发器。

具体实施方式

下面描述本发明的具体实施例。

图4和图5中所示的第一实施例定义了基于前导的协议(LBP)协议消息中的一个新字段，以指定必须在LBD(自举设备)与LBA(自举代理)之间交换数据的通道类型(或类似的媒介类型或媒体类型)。新字段称为通道类型字段(或类似的媒介类型字段或媒体类型字段)或通道类型指示符(或类似的媒介类型指示符或媒体类型指示符)。尽管讨论的重点是通道类型、通道类型字段和通道类型指示符，但也可以使用其他名称。通道类型、通道类型字段和通道类型指示符的使用不应该被解释为限制于实施例的范围。通道类型字段可以短至1位字段。

根据本公开的实施例的智能计量系统架构如图6中所示。

与已知解决方案相比，本公开的实施例具有许多优点，诸如将G3-PLC技术扩展到在混合网络中使用，甚至在混合网络中提供表征每个链路的能力，以及保持与标准G3-PLC实现方式的兼容性。

本公开的实施例通过修改一些消息的格式以便携带新信息(即，在G3-PLC中修改LBP消息)，来实现这些优点。

下面讨论本公开的第二实施例。

在第二实施例中，代理在其内部易失性存储器中维护表(参见图7和图8)，例如其中每行对应以下关联：

<LBD地址>，<用于TX的LBD通道>

其中LBD地址是由代理自举的设备的地址，LBD通道是用于传送到设备的通道类型(例如，PLC或RF)。

下面参考图9讨论本公开的第三实施例。

在第三实施例中，代理通过两个通道(例如，PLC和RF)传送自举消息响应。

因此，本公开的实施例扩展了当使用其他媒体类型时在混合网络中使用的PLC技术。这允许注册到网络的设备使用任何通道。

图10示出了用于执行本文所述的方法的实施例处理系统600的框图，该实施例处理系统600可以安装在主机设备中。如图所示，处理系统600包括处理器604、存储器606和接口610至614，其可以(也可以不)如图所示布置。处理器604可以是适于执行计算和/或其他处理相关任务的任何部件或部件的集合，并且存储器606可以是适于存储编程和/或由处理器604执行的指令的任何部件或部件的集合。在实施例中，存储器606包括非暂时性计算机可读媒介。接口610、612、614可以是允许处理系统600与其他设备/部件和/或用户通信的任何部件或部件的集合。例如，接口610、612、614中的一个或多个接口可以适用于将数据、控制或管理消息从处理器604通信到安装在主机设备和/或远程设备上的应用。作为另一示例，接口610、612、614中的一个或多个接口可以适于允许用户或用户设备(例如，个人计算机(PC)等)与处理系统600交互/通信。处理系统600可以包括图中未描绘的附加部件，诸如长期存储器件(例如，非易失性存储器等)。

在一些实施例中，处理系统600被包括在正在访问电信网络或其一部分的网络设备中。在一个示例中，处理系统600位于无线或有线电信网络中的网络侧设备中，诸如基站、中继站、调度器、控制器、网关、路由器、应用服务器、数据集中器或电信网络中的任何其他设备。在其他实施例中，处理系统600位于接入无线或有线电信网络的用户侧设备中，诸如移动站、用户设备(UE)、个人计算机(PC)、平板计算机、可穿戴通信设备(例如，智能手表等)、智能仪表或任何其它适用于接入电信网络的设备。

在一些实施例中，接口610、612、614中的一个或多个接口将处理系统600连接到适于通过电信网络传送和接收信令的收发器。图11示出了适于通过电信网络传送和接收信令的收发器700的框图。收发器700可以安装在主机设备中。如图所示，收发器700包括：网络侧接口702、耦合器704、发射器706、接收器708、信号处理器710和设备侧接口712。网络侧接口702可以包括适于通过无线或有线电信网络发射或接收信令的任何部件或部件的集合。耦合器704可以包括适于促进通过网络侧接口702的双向通信的任何部件或部件的集合。发射器706可以包括适于将基带信号转换成适用于通过网络侧接口702传输的调制载波信号的任何部件或部件的集合(例如，上变频器、功率放大器等)。接收器708可以包括适于将通过网络侧接口702接收的载波信号转换为基带信号的任何部件或部件的集合(例如，下变频器、低噪声放大器等)。信号处理器710可以包括适于将基带信号转换为适于通过(一个或多个)设备侧接口712进行通信的数据信号的任何部件或部件的集合，或包括适于将适于通过(一个或多个)设备侧接口712进行通信的数据信号转换为基带信号的任何部件或部件的集合。(一个或多个)设备侧接口712可以包括适于在信号处理器710与主机设备内的部件(例如，处理系统600、局域网(LAN)端口等)之间通信数据信号的任何部件或部件的集合。

收发器700可以通过任何类型的通信媒介传送和接收信令。在一些实施例中，收发器700通过无线媒介传送和接收信令。例如，收发器700可以是适用于根据无线电信协议进行通信的无线收发器，诸如蜂窝协议(例如，长期演进(LTE)等)、无线局域网(WLAN)协议(例如，Wi-Fi等)或任何其他类型的无线协议(例如，蓝牙、近场通信(NFC)、Sub-1 GHz RF等)。在这种实施例中，网络侧接口702包括一个或多个天线/辐射元件。例如，网络侧接口702可以包括单个天线、多个单独的天线、或被配置为用于多层通信的多天线阵列，例如，单输入多输出(SIMO)、多输入单输出(MISO)、多输入多输出(MIMO)等。在其他实施例中，收发器700通过有线介质(例如，双绞线电缆、同轴电缆、光纤、电力线等)传输和接收信令。特定处理系统和/或收发器可以利用所示的所有部件，或仅利用部件的子集，并且集成水平可以因设备而异。

应该理解的是，本文提供的实施例方法的一个或多个步骤可以由对应的单元或模块执行。例如，信号可以由传送单元或传送模块来传送。信号可以由接收单元或接收模块来接收。信号可以由处理单元或处理模块来处理。其它步骤例如可以由配置单元/模块来执行。相应的单元/模块可以是硬件、软件或其组合。例如，一个或多个单元/模块可以是集成电路，诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。

尽管本发明已经参考示例性实施例进行了描述，但本说明书不旨在限制意义上进行解释。通过参考说明书，本发明的说明性实施例以及其他实施例的各种修改和组合将对本领域的技术人员显而易见。因此，所附权利要求旨在包含任何此类修改或实施例。

例如，根据第一方面，一种方法包括：由代理设备通过第一通信通道从第一设备接收自举请求消息；通过所述代理设备向协调设备传送包括所述自举请求消息和第一通道类型指示符的第二请求消息，所述第一通道类型指示符指示所述第一通信通道的通道类型；通过所述代理设备从所述协调设备接收包括自举响应消息和第二通道类型指示符的第一响应消息，所述第二通道类型指示符指示所述第一通信通道的所述通道类型；以及通过所述代理设备通过根据所述第二通道类型指示符的第二通信通道，向所述第一设备传送所述自举响应消息。

根据第二方面，根据所述第一方面的所述方法，所述通道类型为电力线通信通道或射频通道。

根据第三方面，根据所述第一方面的所述方法，所述第一通信通道和所述第二通信通道是相同的通道类型。

根据第四方面，根据所述第一方面的所述方法，所述第一通道类型指示符是1位指示符。

根据第五方面，根据所述第一方面的所述方法，所述第一通道类型指示符和所述第二通道类型指示符是相同的。

根据第六方面，根据所述第一方面的所述方法，其中所述自举请求消息包括第三通道类型指示符，所述第三通道类型指示符指示所述第一通信通道的所述通道类型。

根据第七方面，根据所述第一方面的所述方法，其中所述第一通信通道包括从所述第一设备到所述代理设备的通道，并且所述第二通信通道包括从所述代理设备到所述第一设备的通道。

根据第八方面，一种代理设备包括：存储器，存储程序；以及处理器，被配置为执行所述程序，所述程序包括指令，当由所述处理器执行所述指令时，所述处理器被配置为执行所述第一至第七方面中的任一项所述的方法。

根据第九方面，一种方法包括：由代理设备通过第一通信通道从第一设备接收自举请求消息；通过所述代理设备向协调设备传送包括所述自举请求消息和第一通道类型指示符的第二请求消息；通过所述代理设备存储所述第一设备的所述地址以及所述第一通信通道的通道类型；通过所述代理设备从所述协调设备接收包括自举响应消息和所述第一设备的所述地址的第一响应消息；通过所述代理设备、根据所述第一设备的所述地址相关联的所述第一通信通道的所述通道类型，标识第二通信通道；以及通过所述代理设备通过所述第二通信通道向所述第一设备传送所述自举响应消息。

根据第十方面，根据所述第九方面的所述方法，所述通道类型为电力线通信通道或射频通道。

根据第十一方面，根据所述第九方面的所述方法，所述第一通信通道和所述第二通信通道是相同的通道类型。

根据第十二方面，根据所述第九方面的所述方法，所述第一设备的所述地址和所述第一通信通道的所述通道类型被存储在所述代理设备的存储器中。

根据第十三方面，根据所述第九方面的所述方法，所述第一通信通道的所述通道类型是1位指示符。

根据第十四方面，一种代理设备包括：存储器，存储程序；以及处理器，被配置为执行所述程序，所述程序包括指令，当由所述处理器执行所述指令时，所述处理器被配置为执行权利要求9至13中的任一项所述的方法。

根据第十五方面，一种方法包括：由代理设备通过第一通信通道从设备接收自举请求消息；通过所述代理设备向协调设备传送包括所述自举请求消息和所述设备的地址的请求消息；通过所述代理设备从所述协调设备接收包括自举响应消息和所述设备的所述地址的响应消息；以及通过所述代理设备通过多个通信通道向所述设备传送所述响应消息，所述多个通信通道包括在所述代理设备与所述设备之间的不同通道类型的通信通道。

根据第十六方面，根据所述第十五方面的所述方法，所述通道类型至少包括电力线通信(PLC)通道类型和射频(RF)通道类型。

根据第十七方面，根据所述第十五方面的所述方法，所述多个通信通道包括每个通道类型的至少一个通信通道。

根据第十八方面，一种代理设备包括：存储器，存储程序；以及处理器，被配置为执行所述程序，所述程序包括指令，当由所述处理器执行所述程序时，所述处理器被配置为执行所述第十五至第十七方面中的任一项所述的方法。

尽管本发明已参考示例性实施例进行了描述，但是本说明书不旨在限制意义上进行解释。通过参考说明书，本发明的说明性实施例以及其他实施例的各种修改和组合将对本领域的技术人员显而易见。因此，所附权利要求旨在包含任何此类修改或实施例。

Claims (20)

1.一种方法，包括：

由代理设备通过第一通信通道从第一设备接收自举请求消息；

由所述代理设备向协调设备传送包括所述自举请求消息和第一通道类型指示符的第二请求消息，所述第一通道类型指示符指示所述第一通信通道的通道类型；

由所述代理设备从所述协调设备接收包括自举响应消息和第二通道类型指示符的第一响应消息，所述第二通道类型指示符指示所述第一通信通道的所述通道类型；以及

由所述代理设备通过根据所述第二通道类型指示符的第二通信通道，向所述第一设备传送所述自举响应消息。

2.根据权利要求1所述的方法，所述通道类型为电力线通信通道或射频通道。

3.根据权利要求1所述的方法，所述第一通信通道和所述第二通信通道是相同的通道类型。

4.根据权利要求1所述的方法，所述第一通道类型指示符是1位指示符。

5.根据权利要求1所述的方法，所述第一通道类型指示符和所述第二通道类型指示符是相同的。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述自举请求消息包括第三通道类型指示符，所述第三通道类型指示符指示所述第一通信通道的所述通道类型。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一通信通道包括从所述第一设备到所述代理设备的通道，并且所述第二通信通道包括从所述代理设备到所述第一设备的通道。

8.一种代理设备，包括：

存储器，存储程序；以及

处理器，被配置为执行所述程序，所述程序包括指令，当由所述处理器执行所述指令时，所述处理器被配置为执行：

通过第一通信通道从第一设备接收自举请求消息；

向协调设备传送包括所述自举请求消息和第一通道类型指示符的第二请求消息，所述第一通道类型指示符指示所述第一通信通道的通道类型；

从所述协调设备接收包括自举响应消息和第二通道类型指示符的第一响应消息，所述第二通道类型指示符指示所述第一通信通道的所述通道类型；以及

通过根据所述第二通道类型指示符的第二通信通道，向所述第一设备传送所述自举响应消息。

9.根据权利要求8所述的代理设备，其中所述通道类型为电力线通信通道或射频通道。

10.根据权利要求8所述的代理设备，其中所述第一通信通道和所述第二通信通道是相同的通道类型。

11.根据权利要求8所述的代理设备，其中所述第一通道类型指示符是1位指示符。

12.根据权利要求8所述的代理设备，其中所述第一通道类型指示符和所述第二通道类型指示符是相同的。

13.根据权利要求8所述的代理设备，其中所述自举请求消息包括第三通道类型指示符，所述第三通道类型指示符指示所述第一通信通道的所述通道类型。

14.根据权利要求8所述的代理设备，其中所述第一通信通道包括从所述第一设备到所述代理设备的通道，并且所述第二通信通道包括从所述代理设备到所述第一设备的通道。

15.一种方法，包括：

由代理设备通过第一通信通道从第一设备接收自举请求消息；

由所述代理设备向协调设备传送包括所述自举请求消息和所述第一设备的地址的第二请求消息；

由所述代理设备存储所述第一设备的所述地址以及所述第一通信通道的通道类型；

由所述代理设备从所述协调设备接收包括自举响应消息和所述第一设备的所述地址的第一响应消息；

由所述代理设备根据与所述第一设备的所述地址相关联的所述第一通信通道的所述通道类型，标识第二通信通道；以及

由所述代理设备通过所述第二通信通道向所述第一设备传送所述自举响应消息。

16.根据权利要求15所述的方法，所述通道类型为电力线通信通道或射频通道。

17.根据权利要求15所述的方法，所述第一通信通道和所述第二通信通道是相同的通道类型。

18.根据权利要求15所述的方法，所述第一设备的所述地址和所述第一通信通道的所述通道类型被存储在所述代理设备的存储器中。

19.根据权利要求15所述的方法，所述第一通信通道的所述通道类型是1位指示符。

20.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一通信通道包括从所述第一设备到所述代理设备的通道，并且所述第二通信通道包括从所述代理设备到所述第一设备的通道。

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