CN115065635A

CN115065635A - 一种双模通信方法、模块和系统

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Publication number: CN115065635A
Application number: CN202210891845.9A
Authority: CN
Inventors: 赵春平; 张锦; 郝登峰; 钱国良; 李巍; 彭海波
Original assignee: State Grid Sigi Ziguang Qingdao Microelectronics Technology Co ltd; Beijing Smartchip Microelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: State Grid Sigi Ziguang Qingdao Microelectronics Technology Co ltd; Beijing Smartchip Microelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2022-07-27
Filing date: 2022-07-27
Publication date: 2022-09-16

Abstract

本发明实施例提供一种双模通信方法、模块和系统，属于信息技术领域。所述双模通信方法包括：获取报文的业务类型，根据业务类型与双发类型对应表，得到所述报文的双发类型信息；将所述双发类型信息存储在所述报文中；根据所述报文中存储的双发类型信息和路由表将所述报文发送到下一跳节点。通过本发明的实施例可以利用双通道进行数据的“双发双收”，以及利用双通道的发送方式进一步提高数据传输的可靠性以及满足带宽的要求。

Description

一种双模通信方法、模块和系统

技术领域

本发明涉及信息技术领域，具体地涉及一种双模通信方法、模块和系统。

背景技术

智能电网是一种通信技术与电力网络进行结合的技术，例如结合HPLC和无线通信的双模系统，即将HPLC（High-speed Power Line Carrier Communication，高速电力线载波）与HRF（High-speed Radio Frequency，高速无线）通信结合得到的双模系统，结合HPLC和无线通信的双模系统可以应用于用户用电信息采集、智能家居、智能楼宇、工业控制、路灯控制、以及物联网等领域。

《双模通信互联互通技术规范》系列标准的数据链路层技术规范规定高速载波和无线信道的工作机制如下：

1）载波和无线具备同时接收的能力，即载波信道接收数据时，无线信道也可以同时接收数据，两者可以并行工作；

2）载波在发送时，无线可以进行接收；无线在发送时，载波可以进行接收；

3）载波和无线两个信道具备同时发送的能力，可以根据通信模块的负载能力，选择分时发送还是同时发送。在本协议中，CCO通信模块可以在载波和无线上同时进行发送，STA通信模块上，载波和无线采用分时发送机制；

4）在路由策略上，两个站点之间的路由链路只能是载波或无线其中之一。

在用电信息采集系统中，上述机制仍然不能满足事件上报、并发抄表等业务的可靠性和带宽要求，于是在上述《双模通信互联互通技术规范》系列标准的基础上提出了“双发双收”的功能需求，即：HPLC与HRF信道同时发送相同的业务报文或者HPLC与HRF信道同时发送不同的业务报文。但是现有技术并没有公开如何利用HPLC和HRF双通道进行数据的“双发双收”，以及如何利用双通道的发送方式进一步提高数据传输的可靠性以及满足带宽的要求。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种双模通信方法、模块和系统，通过本发明的实施例可以利用HPLC和HRF双通道进行数据的“双发双收”，以及利用双通道的发送方式进一步提高数据传输的可靠性以及满足带宽的要求。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种双模通信方法，所述方法包括：

获取报文的业务类型，根据业务类型与双发类型对应表，得到所述报文的双发类型信息；

将所述双发类型信息存储在所述报文中；

根据所述报文中存储的双发类型信息和路由表将所述报文发送到下一跳节点。

优选的，所述根据所述报文中存储的双发类型信息和路由表将所述报文发送到下一跳节点包括：

查询路由表，如果下一跳路由的链路类型为单通道，则启动单通道发送报文；

如果下一跳路由的链路类型为双通道，则启动双通道发送报文。

优选的，如果下一跳路由的链路类型为双通道，则启动双通道发送报文包括：

检测HPLC通道和HRF通道的状态；所述通道的状态包括通道空闲和通道被占用；

根据所述HPLC通道和HRF通道的状态发送报文。

优选的，所述双发类型包括：双备份发送和提高带宽发送。

优选的，当所述双发类型是双备份发送时，所述根据所述HPLC通道和HRF通道的状态发送报文包括：

当HPLC通道和HRF通道都空闲时，同时启动HPLC通道和HRF通道发送报文，若在第一规定时间内接收到HPLC通道和HRF通道中任意一个的反馈应答，则认为报文发送成功，在发送队列中删除所述报文；如果在第一规定时间内没有从任一所述通道中接收到所述报文的反馈应答，则启动报文重发；

当HPLC通道和HRF通道中只有一个通道空闲时，启动空闲通道发送报文，被占用通道进行退避，若在第一规定时间内，接收到所述报文反馈应答之前，被占用通道退避后被检测为空闲，则重新启动所述通道发送报文；若在第一规定时间内从任一通道接收到所述报文的任意一个的反馈应答，则认为所述报文发送成功，在发送队列中删除所述报文；如果在第一规定时间内没有从任一所述通道中接收到所述报文的反馈应答，则启动报文重发；

当HPLC通道和HRF通道都被占用时，则HRF通道和HPLC通道都进行退避，退避后再检测HPLC通道和HRF通道的状态，根据所述HPLC通道和HRF通道的状态发送报文。

优选的，当所述双发类型是提高带宽发送时，所述根据所述HPLC通道和HRF通道的状态发送报文包括：

当HPLC通道和HRF通道都空闲时，第一报文在HPLC通道发送，若在第一规定时间内在HPLC通道接收到第一报文的反馈应答，则认为所述报文发送成功，在发送队列中删除所述报文；如果在第一规定时间内从HPLC通道没有接收到反馈应答，则将第一报文加入到HPLC通道重发队列中，启动HPLC通道的报文重发；第二报文在HRF通道发送，执行与第一报文同样的操作；

当HPLC通道和HRF通道中只有一个通道空闲，启动空闲通道发送报文，若在第一规定时间内空闲通道接收到报文反馈应答，则认为所述报文发送成功，在发送队列中删除所述报文；如果在第一规定时间内从空闲通道没有接收到反馈应答，则将报文加入到空闲通道重发队列中，启动报文重发；

优选的，所述方法还包括：

进行双发类型信息配置，得到业务类型与双发类型对应表；

将业务类型与双发类型对应表发送到已入网节点。

优选的，所述进行双发类型信息配置，得到业务类型与双发类型对应表包括：

扩展关联确认报文信息域，在所述关联确认报文中增加双发类型配置指示字段和业务类型与双发类型对应表字段；所述双发类型配置指示字段用于指示是否携带业务类型与双发类型对应表。

优选的，在根据所述报文中存储的双发类型信息和路由表将所述报文发送到下一跳节点之前，所述方法还包括：

将所述报文加入到发送队列中，将所述报文的属性设置为对应的双发类型。

另一方面，本发明提供一种双模通信模块，所述双模通信模块用于执行所述双模通信方法。

另一方面，本发明提供一种双模通信系统，所述双模通信系统包括中央协调器、代理协调器和站点，其中所述中央协调器、站点经过一个或多个所述代理协调器中转报文进行通信；所述中央协调器、站点执行所述双模通信方法；所述代理协调器用于根据报文中存储的双发类型信息和路由表将报文发送到下一跳节点。

本发明所述的双模通信方法，包括获取报文的业务类型，根据业务类型与双发类型对应表，得到所述报文的双发类型信息，将所述双发类型信息存储在所述报文中，根据所述报文中存储的双发类型信息和路由表将所述报文发送到下一跳节点。通过所述方法可以利用HPLC和HRF双通道进行数据的“双发双收”，通过提高带宽发送方式避免了停电等突发事件、以及实时性要求高的业务传输延迟大的问题，通过双备份发送方式避免了一些重要的控制指令，如开关指令等上报传输成功率低等问题，提高了数据传输的可靠性以及数据传输的速率。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种双模通信方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种双模通信系统的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

需要说明的是，本申请文件中CCO（CentralCoordinator）表示中央协调器、PCO（ProxyCoordinator）表示代理协调器，以及STA（Station）表示站点、HPLC（High-speedPower Line Carrier Communication）表示高速电力线载波通信、HRF（High-speed RadioFrequency）表示高速无线通信。文中的节点可以表示CCO、也可以表示PCO或STA。

参见图1，本发明一实施例中，一种双模通信方法包括：

步骤101：获取报文的业务类型，根据业务类型与双发类型对应表，得到所述报文的双发类型信息；

优选的，在进行数据传输之前，中央协调器可以扩展“关联确认报文”信息域，增加“双发类型配置指示”字段和“业务类型与双发类型对应表”字段，发送给已入网的站点，使站点与中央协调器之间可以按照业务类型与双发类型对应表中描述的业务类型和双发类型对应关系进行数据传输。如表1和表2所示，表1是本发明实施例提供的在“关联确认报文”中增加“双发类型配置指示”字段；表2是本发明实施例提供的在“关联确认报文”中增加“业务类型与双发类型对应表”字段。其中，还包括双发类型配置指示的字节号、比特位以及字段大小，所述双发类型配置指示为1表示携带业务类型与双发类型对应表；0表示不携带业务类型与双发类型对应表。

表1

表2

所述业务类型与双发类型对应表可以包括业务类型个数、报文的业务类型和双发类型；所述报文的业务类型表示各个节点之间传输的报文的种类，可以根据功能分类，也可以根据优先级分类，此处不加以限制。如按照功能分类，报文的业务类型可以包括业务类型1控制指令，如开关的开闭、业务类型2突发事件上报报文、业务类型3信息采集报文等。所述报文的业务类型可以根据实际需要在业务类型与双发类型对应表中添加。所述双发类型对应表中，每个业务类型对应一个双发类型，其中，所述双发类型表示当前的业务类型利用哪种数据传输方式进行数据传输，优选的，所述数据传输方式包括双备份发送和提高带宽发送，如业务类型1控制指令对应的双发类型为双备份发送，业务类型3信息采集报文对应的双发类型为提高带宽发送方式。需要说明的是，对于不需要利用双通道进行数据传输的报文，即不需要双备份发送或者提高带宽方式发送的报文，它们可以出现在业务类型与双发类型对应表中，也可以不出现在业务类型与双发类型对应表中，如果不出现在表中，那么不在表中的业务类型都采用单通道发送。如果出现在业务类型与双发类型对应表中，则将它们标记为非双发类型，按照非双发类型的方式进行数据传输。

通过扩展“关联确认报文”信息域将“业务类型与双发类型对应表”发送给已入网的STA的方式，可以提高数据传输的效率，节省配置。需要说明的是，也可以扩展其它报文的信息域，或者使用新的报文等方式将“业务类型与双发类型对应表”发送给已入网的STA，对含有所述“业务类型与双发类型对应表”的报文的类型，以及所在的字段等不加以限制。

在步骤101中，获取到报文的业务类型后，对比业务类型与双发类型对应表，可以得到所述报文的双发类型信息，之后可以根据所述双发类型信息传输数据。如CCO发送报文给STA时，根据报文的业务类型查询“业务类型与双发类型对应表”确定该报文的双发类型，按照双发类型进行数据传输。

STA发送报文给CCO时，根据报文的业务类型查询“业务类型与双发类型对应表”确定该报文的双发类型，按照双发类型进行数据传输。

步骤102：将所述双发类型信息存储在所述报文中；

优选的，可以将所述双发类型信息存储在数据链路层的帧头中，以便每一个节点都可以通过查询帧头中的双发类型信息得到所述报文的传输方式，并且按照所述传输方式进行数据传输。如CCO发送报文给STA时，通过步骤101获得所述报文的双发类型后，CCO可以在数据链路层的帧头中指示双发类型，并将该报文加入到发送队列中。STA发送报文给CCO时，通过步骤101获得所述报文的双发类型后，STA可以在数据链路层的帧头中指示双发类型，并将该报文加入到发送队列中。优选的，将该报文加入到发送队列中时，可以将该报文的属性设置为对应的“双发类型”，以便按照所述双发类型发送所述报文。

步骤103：根据所述报文中存储的双发类型信息和路由表将所述报文发送到下一跳节点。

所述路由表表示数据传输过程中从开始节点经过哪些中间节点传输到目标节点，表示数据传输的途径。查询路由表，如果下一跳路由的链路类型为单通道，则启动单通道发送报文；如果下一跳路由的链路类型为双通道，则启动双通道发送报文，启动双通道发送报文的方式可以根据双发类型的信息决定，具体可以包括以下两种情形：

情形一：当所述双发类型是双备份发送时，检测HPLC通道和HRF通道的状态；所述通道的状态包括通道空闲和通道被占用；

如控制指令等比较重要的报文，要求数据传输的成功率较高，通过双备份发送方式，即如果一个通道已经确认发送成功，则另一个通道不用再发送该报文的方式，可以保证信息传输的可靠性的同时，避免了重复发送，节省了数据传输的成本，提高了数据传输的效率。

情形二：当所述双发类型是提高带宽发送时，检测HPLC通道和HRF通道的状态；所述通道的状态包括通道空闲和通道被占用；

当HPLC通道和HRF通道都空闲时，第一报文在HPLC通道发送，若在第一规定时间内在HPLC通道接收到第一报文的反馈应答，则认为所述报文发送成功，在发送队列中删除所述报文；如果在第一规定时间内从HPLC通道没有接收到反馈应答，则将第一报文加入到HPLC通道重发队列中，启动HPLC通道的报文重发；第二报文在HRF通道发送，执行与第一报文同样的操作；优选的，如果需要报文重发，可以在这个通道上进行重发，也可以在另外一个通道上重发。例如第一报文在HPLC通道发送，第二报文在HRF通道发送，在第一规定时间内从HRF通道收到了反馈应答，从HPLC通道没有接收到反馈应答，则可能当前HRF通道的通道质量较好，可以启动HRF通道对第一报文进行报文重发。

优选的，可以启动定时器T判断是否在第一规定时间内接收到反馈应答。

其中，报文发送时启动定时器T，定时器T只与报文相关，与通道无关。

通过所述方法可以利用HPLC和HRF双通道进行数据的“双发双收”，通过提高带宽发送方式避免了停电等突发事件、以及实时性要求高的业务传输延迟大的问题，通过双备份发送方式避免了一些重要的控制指令，如开关指令等上报传输成功率低等问题，提高了数据传输的可靠性以及数据传输的速率。

另一方面，本发明提供一种双模通信模块，所述双模通信模块用于执行所述的双模通信方法。

另一方面，本发明提供一种双模通信系统，所述双模通信系统包括中央协调器、代理协调器和站点，其中所述中央协调器、站点经过一个或多个所述代理协调器中转报文进行通信；所述中央协调器、站点执行所述的双模通信方法；所述代理协调器用于根据报文中存储的双发类型信息和路由表将报文发送到下一跳节点。

图2是本发明实施例提供的一种双模通信系统的示意图，包括中央协调器、代理协调器，以及站点，CCO、PCO、和STA之间可以形成树状拓扑结构，从上至下分成四层：CCO为第一层，代理协调器PCO1和代理协调器PCO2为第二层，站点STA1、站点STA2、代理协调器PCO3和代理协调器PCO4为第三层，站点STA3为第四层。CCO、PCO和STA中任意两个节点之间的实线连接线表示载波信道，虚线连接线表示无线信道。需要说明的是，图2仅是本发明实施例提供的一种双模通信系统的示意图，此处对拓扑结构以及拓扑结构的层数，每层节点和节点的类型以及节点和节点之间的信道类型不加以限制，可以根据实际需要做适应性改变。

所述站点可以是通信芯片、传感器或通信终端，例如，移动电话、平板电脑、车载通信设备等，在一个具体实施例中，所述站点是含有通信模块的智能电表，也可以是水表或气表等，CCO接收到抄表平台的抄表指令后，查询“业务类型与双发类型对应表”确定该指令（报文）的双发类型，然后CCO在数据链路层的帧头中指示双发类型，并将该报文加入到发送队列中，并将该报文的属性设置为对应的“双发类型”，根据路由表，通过双备份发送方式或提高带宽发送方式发送到PCO1，所述代理协调器PCO1接收到报文后，判断数据链路层帧头中的目的地址与本代理协调器地址是否相同，如果不同，代表所述代理协调器不是最终的节点，需要发送到下一跳节点，则将报文加入发送队列中，并根据数据链路层帧头中的“双发类型”设置发送队列中该报文的属性，然后代理协调器PCO1根据路由表将报文发送到下一跳节点智能电表STA1。接收到抄表指令的STA1查询“业务类型与双发类型对应表”确定该抄表数据的双发类型，然后STA1在数据链路层的帧头中指示双发类型，并将该报文加入到发送队列中，并将该报文的属性设置为对应的“双发类型”，根据路由表，通过双备份发送方式或提高带宽发送方式将抄表数据发送到CCO，CCO将抄表数据发送到抄表平台。

在另一个具体实施例中，所述站点可以是搭载通信模块的家居设备，如家用电器、照明设备和安防设备等，实现对家庭环境的全面感知，站点将感知到的数据根据双发类型传输到CCO，CCO再将数据上传到相应平台，同时CCO将一些控制指令通过双备份发送方式或提高带宽发送方式发送到家用电器、照明设备和安防设备等站点，实现家电和控制系统之间的信息交互。通过本发明提供的双模通信方法，降低了传输延迟，提高了数据传输的可靠性以及数据传输的速率。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器（CPU）、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器（RAM）和/或非易失性内存等形式，如只读存储器（ROM）或闪存（flash RAM）。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存（PRAM）、静态随机存取存储器（SRAM）、动态随机存取存储器（DRAM）、其他类型的随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能光盘（DVD）或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体（transitory media），如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims

1.一种双模通信方法，其特征在于，所述方法包括：

将所述双发类型信息存储在所述报文中；

2.根据权利要求1所述的双模通信方法，其特征在于，所述根据所述报文中存储的双发类型信息和路由表将所述报文发送到下一跳节点包括：

3.根据权利要求2所述的双模通信方法，其特征在于，如果下一跳路由的链路类型为双通道，则启动双通道发送报文包括：

根据所述HPLC通道和HRF通道的状态发送报文。

4.根据权利要求3所述的双模通信方法，其特征在于，所述双发类型包括：双备份发送和提高带宽发送。

5.根据权利要求4所述的双模通信方法，其特征在于，当所述双发类型是双备份发送时，所述根据所述HPLC通道和HRF通道的状态发送报文包括：

6.根据权利要求4所述的双模通信方法，其特征在于，当所述双发类型是提高带宽发送时，所述根据所述HPLC通道和HRF通道的状态发送报文包括：

7.根据权利要求1所述的双模通信方法，其特征在于，所述方法还包括：

进行双发类型信息配置，得到业务类型与双发类型对应表；

将业务类型与双发类型对应表发送到已入网节点。

8.根据权利要求7所述的双模通信方法，其特征在于，所述进行双发类型信息配置，得到业务类型与双发类型对应表包括：

9.根据权利要求1所述的双模通信方法，其特征在于，在根据所述报文中存储的双发类型信息和路由表将所述报文发送到下一跳节点之前，所述方法还包括：

10.一种双模通信模块，其特征在于，所述双模通信模块用于执行权利要求1-9任一项所述的双模通信方法。

11.一种双模通信系统，其特征在于，所述双模通信系统包括中央协调器、代理协调器和站点，其中所述中央协调器、站点经过一个或多个所述代理协调器中转报文进行通信；所述中央协调器、站点执行权利要求1-9任一项所述的双模通信方法；所述代理协调器用于根据报文中存储的双发类型信息和路由表将报文发送到下一跳节点。