用于電力線通信網(wǎng)絡(luò)的先進交換節(jié)點選擇的制作方法
【專利摘要】本申請涉及用于電力線通信網(wǎng)絡(luò)的先進交換節(jié)點選擇。一種用于在PLC網(wǎng)絡(luò)中將終端節(jié)點提升到交換節(jié)點的方法降低總網(wǎng)絡(luò)開銷和沖突，同時確保交換節(jié)點的適當選擇并且使PLC網(wǎng)絡(luò)中的層級數(shù)目最小化。其也確保具有適當信噪比（SNR）的終端節(jié)點被提升。具有包含較少層級的網(wǎng)絡(luò)是合乎期望的。所公開的方案支持更靠近DC的節(jié)點從而將它們提升為交換節(jié)點。這通過與更遠離DC的節(jié)點相比為更靠近DC的節(jié)點等待較小數(shù)目的PNPDU來實現(xiàn)。
【專利說明】用于電力線通信網(wǎng)絡(luò)的先進交換節(jié)點選擇
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及電力線通信網(wǎng)絡(luò)，并且更具體地涉及將終端節(jié)點提升到交換節(jié)點。
【背景技術(shù)】
[0002]電力線通信或電力線載體(PLC)是用于在也用于電力傳輸?shù)膶w上承載數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。范圍從家庭自動化到互聯(lián)網(wǎng)接入的不同應用都需要寬范圍的電力線通信技術(shù)。
[0003]電力使用高壓傳輸線經(jīng)過長距離傳輸，經(jīng)由中等電壓配電，并且在較低電壓下在建筑物內(nèi)使用。因此，電網(wǎng)允許經(jīng)過長距離的相對低成本通信。全雙工和半雙工系統(tǒng)(單路和雙路系統(tǒng))已為了例如自動遠程儀表讀數(shù)等目的成功使用數(shù)十年。
[0004]電力線通信系統(tǒng)通過在布線系統(tǒng)上施加調(diào)制載波信號來進行操作。不同類型的電力線通信使用不同的頻段，這取決于所使用的電力布線的信號傳輸特性。由于配電系統(tǒng)初始意圖用于在50Hz或60Hz的典型頻率下傳輸AC電力，因此電力線路僅具有有限的承載較高頻率的能力。傳播問題是每種類型的電力線通信的限制因素。數(shù)據(jù)速率和距離限制在許多電力線通信標準上廣泛變化。在高壓傳輸線上施加的低頻(約100-200kHz)載波可以用每秒幾百比特的等效數(shù)據(jù)速率承載一個或兩個模擬語音電路或遙測和控制電路；然而這些電路可能是許多英里長。更高的數(shù)據(jù)速率一般意味著更短的范圍；以每秒數(shù)百萬比特的速率操作的局域網(wǎng)可能僅覆蓋辦公大樓的一層，但消除了對安裝專用網(wǎng)絡(luò)電纜的需求。
[0005]窄帶電力線通信在電力供應變得廣泛之后不久開始。在1922年左右第一個載頻系統(tǒng)開始為遙測目的以15到500kHz的頻率經(jīng)由高壓線進行操作，并且這繼續(xù)發(fā)展。消費類產(chǎn)品例如嬰兒報警器已至少自從1940年可用。在1930年代，脈動載波信令被引入到中等電壓(10-20kV)和低電壓(240/415V)配電系統(tǒng)上。多年來，繼續(xù)針對適用于例如遠程儀表讀數(shù)等應用的低成本雙向技術(shù)進行研究。EDF (法國電力)將被稱為“擴展頻移鍵控”或S-FSK的系統(tǒng)原型化并標準化(見于IEC61334)。該系統(tǒng)現(xiàn)在是有長期歷史的簡單低成本系統(tǒng)。然而，其具有在每秒200和800比特之間的非常低的傳輸速率。在1970年代，東京電力公司進行了試驗，該試驗報導了具有幾百個單元的成功的雙向操作。自從1980年代中期以來，已出現(xiàn)對使用數(shù)字通信技術(shù)和數(shù)字信號處理的潛在性的高漲興趣。驅(qū)動力是產(chǎn)生足夠便宜以便于廣泛安裝并且能夠用無線解決方案進行成本有效地競爭的可靠系統(tǒng)。
[0006]干線通信的應用變化巨大，因為可以預期到如此廣泛可用的媒介。窄帶電力線通信的一個自然應用是電氣設(shè)備例如計量表、開關(guān)、加熱器和家用電氣的控制和遙測。數(shù)個有效的發(fā)展從系統(tǒng)的視角考慮了這樣的應用，例如需求側(cè)管理，其中家用電氣將智能地協(xié)調(diào)它們的資源使用，例如限制峰值負載。控制和遙測應用包括涉及屬于公共設(shè)施公司的設(shè)備直到家庭計量表的“公共設(shè)施側(cè)”應用以及涉及在消費者的房屋中的設(shè)備的“消費者側(cè)”應用。可能的公共設(shè)施側(cè)應用包括自動計量表讀數(shù)(AMR)、動態(tài)收費控制、負載管理、負載分布記錄、信貸控制、預付款、遠程連接、詐騙檢測和網(wǎng)絡(luò)管理，并且可以延伸到包括煤氣和水。法國EDF的一個項目包括需求管理、街道照明控制、遠程計量和記賬、消費者專用收費最優(yōu)化、合同管理、費用估計和煤氣應用安全性。也存在在家里使用市電供電作為用于遙測的常規(guī)數(shù)據(jù)鏈路的許多專用壁櫥應用。例如在英國和歐洲，電視觀眾監(jiān)控系統(tǒng)在家里不同房間中監(jiān)控電視觀看活動的裝置和連接到電話調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)集中器之間使用電力線通信作為常規(guī)數(shù)據(jù)路徑。
[0007]若干競爭組織具有已開發(fā)的規(guī)范，包括家庭插電電線聯(lián)盟(HomePlug PowerlineAlliance)、通用電力線協(xié)會(Universal Power line Association)和HD-PLC聯(lián)盟。在2008年12月，ITU-T采納建議G.hn/G.9960作為高速電力線、同軸電纜和電話線通信的標準。國家能源營銷者協(xié)會也涉及倡導標準。IEEE P1901是為高速電力線通信開發(fā)全球標準的IEEE工作組。在 2009 年 7 月，該工作組批準其“ IEEE1901Draft Standard for Broadband overPower Line Networks:Medium Access Control and Physical Layer Specifications，，作為用于經(jīng)由電力線的寬帶的IEEE草案標準，該草案標準定義媒體訪問控制和物理層規(guī)范。IEEE1901草案標準由IEEE在2010年I月公開，并且最終標準在2010年9月30日批準并在2011年2月I日公開。NIST已包括IEEE1901，HomePlug AV和ITU-T G.hn作為在美國的智能電網(wǎng)的“經(jīng)過進一步檢查的由NIST確認的附加標準”。PRME是已在西班牙由公共設(shè)施例如Iberdrola和Uni0n Fenosa廣泛采納的窄帶PLE技術(shù)中的一種。具體來說，PRIMEPLC系統(tǒng)操作在通過引用合并于此的電力線智能計量演進規(guī)范草案中定義。
[0008]PLC系統(tǒng)的增加使用已產(chǎn)生從所有計量點規(guī)則地獲得數(shù)據(jù)以便更好地控制并操作系統(tǒng)的需求。具體來說，具有在數(shù)據(jù)集中器中有效選擇交換節(jié)點且同時也確保挑選最優(yōu)可能節(jié)點提升為交換節(jié)點的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本文公開的實施例通過為PLC系統(tǒng)中的最優(yōu)交換節(jié)點選擇提供有效算法來解決上述需求。
[0010]根據(jù)一個方法實施例，通過由新終端節(jié)點發(fā)起加入PLC網(wǎng)絡(luò)的請求，由鄰近終端節(jié)點向基礎(chǔ)節(jié)點發(fā)送要提升到交換節(jié)點的請求，并且由基礎(chǔ)節(jié)點選擇新的最優(yōu)交換節(jié)點，來選擇電力線通信(PLC)系統(tǒng)中的交換節(jié)點。新交換節(jié)點的選擇由概率算法根據(jù)所生成的隨機數(shù)并且通過由基礎(chǔ)節(jié)點向所選擇的終端節(jié)點傳輸提升消息來確定，然后所選擇的終端節(jié)點變成用于新終端節(jié)點的新交換節(jié)點。新交換節(jié)點傳輸請求新節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)的信標。
[0011]根據(jù)一個系統(tǒng)實施例，一種系統(tǒng)包括將在電力線通信(PLC)系統(tǒng)中選擇的交換節(jié)點。該系統(tǒng)包括請求加入PLC網(wǎng)絡(luò)的新終端節(jié)點和具有用于選擇新最優(yōu)交換節(jié)點的數(shù)據(jù)集中器的基礎(chǔ)節(jié)點。由概率算法根據(jù)所生成的隨機數(shù)并且通過向新最優(yōu)交換節(jié)點傳輸提升消息來確定新交換節(jié)點的選擇。鄰近終端節(jié)點向基礎(chǔ)節(jié)點發(fā)送要提升到交換節(jié)點的請求并且傳輸請求新節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)的信標。
[0012]根據(jù)算法實施例，電力線通信(PLC)網(wǎng)絡(luò)中的最優(yōu)交換節(jié)點被選擇。該算法進行操作以在具有數(shù)據(jù)集中器的基礎(chǔ)節(jié)點處接收來自終端節(jié)點的請求，該終端節(jié)點要求提升到交換節(jié)點以服務(wù)于嘗試加入網(wǎng)絡(luò)的新節(jié)點。該算法由終端節(jié)點驗證所接收的提升需要協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PNPDU)請求具有可接受的信噪比(SNR)。該算法為減小網(wǎng)絡(luò)擁塞的目的生成隨機數(shù)退避(back-off)，并且由終端節(jié)點根據(jù)延遲基于概率函數(shù)向基礎(chǔ)節(jié)點傳輸上提過程消息，該延遲基于節(jié)點的層級和所生成的隨機數(shù)乘以節(jié)點PNPDU的層級?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0013]圖1是示出在其中可以使用先進交換節(jié)點選擇的電力線通信網(wǎng)絡(luò)的示例的圖示；
[0014]圖2是示出先進交換節(jié)點選擇的示例性概略流程圖；
[0015]圖3是示出在先進交換節(jié)點選擇期間的示例性上提傳輸過程的詳細流程圖；以及
[0016]圖4是示出在先進交換節(jié)點選擇期間的示例性下提選擇過程的狀態(tài)圖。
[0017]在附圖的各圖中，相同的參考數(shù)字用來表示相同或相似的部分。
【具體實施方式】
[0018]單詞“示例性”在此用來意味著“用作示例、實例或圖示說明”。在此描述為“示例性”的任何實施例不必需解釋為比其他實施例更優(yōu)選或更有利。
[0019]本發(fā)明公開了用于減小總體網(wǎng)絡(luò)開銷且同時確保交換節(jié)點的適當選擇并使PLC網(wǎng)絡(luò)中的層級數(shù)目最小化的算法。該算法確保在節(jié)點提升過程期間減輕流量開銷。其也確保提升具有適當信噪比(SNR)的終端節(jié)點。該算法描述了終端節(jié)點到交換節(jié)點的提升過程。
[0020]圖1是示出在其中可以使用先進交換節(jié)點選擇的電力線通信網(wǎng)絡(luò)100的示例的圖示。電力從發(fā)電站102向升壓變壓器104傳輸，在升壓變壓器104中電壓被提高以便使用高壓傳輸線106b經(jīng)過長距離傳輸。電壓可以在到達配電分站110之前在升壓變壓器104或者一個或更多傳輸分站108中被升高到在765kV-230kV138kV之間的值。在配電分站110處，可以使用分站降壓變壓器112降低電壓以便經(jīng)由配電傳輸線106b輸送到消費者。例如，26kV和69kV電力可以被分配給二次傳輸消費者114例如大型工廠。13kV電力可以被分配給一級消費者例如中等規(guī)模工廠。120V和240V電力可以被分配給二級消費者或居民消費者。配電分站110通常是含有數(shù)據(jù)集中器(未示出)的基礎(chǔ)節(jié)點。因此，圖1示出了可以用于電力線通信的從發(fā)電站到消費者的示例性格狀網(wǎng)絡(luò)。
[0021]圖2是示出先進交換節(jié)點選擇200的示例性概略流程圖。先進交換節(jié)點算法可以按照電力線智能計量演進規(guī)范草案進行詳細描述。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到先進交換節(jié)點算法可應用于任何PLC標準。
[0022]當新終端節(jié)點嘗試加入網(wǎng)絡(luò)時，其在步驟202中發(fā)起請求消息。例如，在PRME標準中，如果終端節(jié)點不能檢測到來自現(xiàn)有交換節(jié)點的任何信標，則以數(shù)據(jù)幀的形式發(fā)出PNPDU (提升需要協(xié)議數(shù)據(jù)單元)請求。該數(shù)據(jù)幀實質(zhì)上請求通常位于配電分站110處的數(shù)據(jù)集中器或基礎(chǔ)節(jié)點(BN)將鄰近新終端節(jié)點的終端節(jié)點之一提升為交換節(jié)點。
[0023]PNPDU是潛在可以由鄰近的多個終端節(jié)點收聽的單跳(one-hop)廣播。在步驟204中，鄰近終端節(jié)點向BN發(fā)送PROMOTION UP PROCESS (PR0_REQ_S)幀，該幀請求將該節(jié)點提升到交換節(jié)點以服務(wù)于嘗試在步驟204中加入新網(wǎng)絡(luò)的新節(jié)點。控制流程進行到步驟206。
[0024]在步驟206中，數(shù)據(jù)集中器或基礎(chǔ)節(jié)點將基于專有算法確定需要提升為交換節(jié)點的適當終端節(jié)點，該專有算法包含在圖3和圖4中分別詳述的上提和降級過程?？刂屏鞒踢M行到步驟208。
[0025]在步驟208中，數(shù)據(jù)集中器向?qū)⒈惶嵘秊榻粨Q節(jié)點的終端節(jié)點傳輸PR0_DN (PR0_REQ_B)消息。控制流程進行到步驟210。
[0026]在步驟210中，新提升的交換節(jié)點為將要加入網(wǎng)絡(luò)的新終端節(jié)點傳輸信標。以此方式，新節(jié)點可以加入網(wǎng)絡(luò)，即使其初始不能收聽到任何信標。
[0027]圖3是示出在先進交換節(jié)點選擇206期間的示例性上提傳輸過程的詳細流程圖。該上提傳輸過程減少網(wǎng)絡(luò)中的總體層級以及交換節(jié)點的數(shù)目，同時確保交換節(jié)點是充分魯棒的，即在與新節(jié)點通信時具有大于預定閾值的信噪比(SNR)。其也確保減輕在該過程期間的流量開銷，并且網(wǎng)絡(luò)在節(jié)點提升過程期間是穩(wěn)定的。
[0028]上提傳輸在基礎(chǔ)節(jié)點接收到來自終端節(jié)點的請求之后在步驟302開始，該終端節(jié)點要求被提升到交換節(jié)點以便服務(wù)于嘗試加入網(wǎng)絡(luò)的新節(jié)點?？刂七M行到步驟304。
[0029]在步驟304中，當終端節(jié)點接收到PNPDU時，其將該PNPDU與PNA或擴展唯一標識符(ΕΠ)地址一起添加到PNPDU列表?？刂屏鞒踢M行到步驟306。
[0030]在步驟306中，如果終端節(jié)點已經(jīng)參與該請求終端節(jié)點或任何其他請求終端節(jié)點的上提過程，則不需要發(fā)起上提過程，并且控制流程因此進行到步驟308，其中不需要提升并且控制流程進行到步驟310。否則，控制流程進行到步驟322。
[0031]在步驟322中，終端節(jié)點首先檢驗所接收的PNPDU的SNR。如果SNR低于預定閾值(例如10dB)，則不為該節(jié)點執(zhí)行上提進程，并且控制流程進行到步驟308，其中不需要提升并且控制流程進行到步驟310。否則，對于與新節(jié)點進行有效通信來說SNR是可接受的，并且控制流程進行到步驟316。
[0032]在步驟316中，終端節(jié)點首先為了減小網(wǎng)絡(luò)擁塞的退避目的而生成隨機數(shù)?？刂屏鞒踢M行到步驟314。
[0033]在步驟314中，終端節(jié)點根據(jù)在步驟316中生成的隨機數(shù)基于概率函數(shù)向基礎(chǔ)節(jié)點傳輸上提過程消息，并且控制流程進行到步驟310。根據(jù)延遲傳輸上提請求，該延遲基于在接收乘以節(jié)點PNPDU的層級的隨機數(shù)之后的節(jié)點的層級。期望具有較少層級的網(wǎng)絡(luò)，并且該方案支持更靠近DC的節(jié)點以將它們提升為交換節(jié)點。這通過與更遠離DC的節(jié)點相比為更靠近DC的節(jié)點等待較小數(shù)目的PNPDU來實現(xiàn)。
[0034]上提請求僅在該延遲之后生成，并且將在PRME中按照CSMA/CA程序進行傳輸。由于PNPDU在PRME中由每個節(jié)點以相當高的速率生成，因此應注意到因為PNPDU的產(chǎn)生將自動觸發(fā)由相同節(jié)點多次傳輸，所以與其他控制幀不同，上提過程幀不需要任何重傳輸。
[0035]在步驟310中，為更多的唯一 ΕΠ地址檢查PNPDU列表。如果在列表中沒有更多的唯一地址，則控制流程在步驟312結(jié)束。否則控制流程進行到步驟318。
[0036]在步驟318中，如果預定超時時段已經(jīng)期滿，則節(jié)點可以接受來自相同請求節(jié)點或任何其他節(jié)點的任何PNPDU以執(zhí)行上提程序，并且控制返回到步驟304。否則，控制流程進行到步驟320，其中在隨后返回到步驟304之前，節(jié)點為任何正在進行的提升(ongoingpromotion)過程等待來自DC的響應(PR0_REQ_B幀)。
[0037]圖4是示出先進交換節(jié)點選擇的示例性下提選擇程序400或降級過程的狀態(tài)圖?；A(chǔ)節(jié)點402或交換節(jié)點(404，408，410)可以在任何時間中斷新節(jié)點406的交換功能。降級機制使用PRO控制數(shù)據(jù)包為所有降級事務(wù)提供該過程。PRO控制數(shù)據(jù)包的PR0.NSID字段含有作為降級事務(wù)的一部分的被降級節(jié)點的SID。PR0.PNA字段不用在任何降級過程事務(wù)中，并且其內(nèi)容不在任一端解釋。在成功完成降級過程之后，交換節(jié)點應立即停止信標的傳輸并且從交換功能狀態(tài)改變成終端功能狀態(tài)。基礎(chǔ)節(jié)點可以在(macMaxCtlReTx+1)^macCtlReTxTimer秒之后向請求提升的其他終端節(jié)點重分配由降級交換節(jié)點使用的SID和信標時隙。
[0038]以此方式，本發(fā)明公開了用于提升交換節(jié)點且同時也確保最優(yōu)可能節(jié)點被選擇以便提升為交換節(jié)點的有效算法。防止收聽到請求消息以便同時開始提升過程的所有終端節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中泛濫而干擾控制(ALV消息)和數(shù)據(jù)(短周期和長周期計量表讀數(shù))流量到已經(jīng)是該網(wǎng)絡(luò)一部分的節(jié)點的傳輸。因為提升請求與鄰近節(jié)點內(nèi)的不同節(jié)點隔開，因此該過程允許較少的流量并維持網(wǎng)絡(luò)中的連通性以及計量表讀數(shù)和其他操作的可用性。
[0039]本領(lǐng)域技術(shù)人員進一步認識到，結(jié)合在此公開的實施例描述的各種圖示邏輯塊、模塊、線路和算法步驟可以實施為電子硬件、計算機軟件或兩者的組合。為說明硬件和軟件的這種可交換性，各種圖示部件、區(qū)塊、模塊、線路和步驟已在上面按照它們的功能性一般地描述。這樣的功能性是否實施為硬件或軟件取決于特定應用和在整體系統(tǒng)上施加的設(shè)計約束。技術(shù)人員可以用變化的方式為每個特定應用實施所描述的功能性，但這樣的實施決策不應解釋為導致背離本發(fā)明的保護范圍。
[0040]結(jié)合在此公開的實施例描述的各種圖示邏輯塊、模塊和線路可以用通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或被設(shè)計為執(zhí)行在此描述的功能的其他可編程邏輯器件、分立門或晶體管邏輯、分立硬件部件或其任何組合來實施或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，但在替換實施例中，該處理器可以是任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器也可以實施為計算裝置的組合，例如DSP和微處理器的組合、多個微處理器、結(jié)合DSP核心的一個或更多微處理器或者任何其他此類配置。
[0041]結(jié)合在此公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接在硬件、由處理器執(zhí)行的軟件模塊或兩者 的組合中實施。軟件模塊可以位于RAM存儲器、閃存存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可移除磁盤、CR-ROM或本領(lǐng)域中已知的任何其他形式的存儲介質(zhì)中。示例性存儲介質(zhì)被耦合到處理器，以使處理器可以從該存儲介質(zhì)讀取信息并且將信息寫入到該存儲介質(zhì)。在替換實施例中，存儲介質(zhì)可以與處理器是一體的。處理器和存儲介質(zhì)可以位于ASIC中。ASIC可以位于用戶終端中。在替換實施例中，處理器和存儲介質(zhì)可以作為分立部件位于用戶終端中。
[0042]在一個或更多示例性實施例中，所描述的功能可以在硬件、軟件、固件或其任何組合中實施。如果在軟件中實施，則這些功能可以作為一個或更多指令或代碼存儲在計算機可讀介質(zhì)上或者在計算機可讀介質(zhì)上傳輸。計算機可讀介質(zhì)包括計算機存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)，該通信介質(zhì)包括有利于將計算機程序從一處傳遞到另一處的任何介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以是可由計算機訪問的任何可用介質(zhì)。例如并非限制地，此類計算機可讀介質(zhì)可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盤存儲裝置、磁盤存儲裝置或其他磁性存儲裝置或者可以用來以指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式承載或存儲期望的程序代碼并且可以由計算機訪問的任何其他介質(zhì)。
[0043]同樣，任何連接被適當?shù)胤Q為計算機可讀介質(zhì)。例如，如果使用同軸電纜、光纜、雙絞線對、數(shù)字用戶線路(DSL)或無線技術(shù)例如紅外、無線電和微波從網(wǎng)站、服務(wù)器或其他遠程來源傳輸該軟件，則該同軸電纜、光纜、雙絞線對、DSL或無線技術(shù)例如紅外、無線電和微波被包括在介質(zhì)的定義中。如本文所用，磁盤和光盤包括高密度光盤(CD)、激光盤、光盤、數(shù)字通用光盤(DVD)、軟盤和藍光光盤，其中磁盤通常磁性地復制數(shù)據(jù)，而光盤用激光光學地復制數(shù)據(jù)。上面的組合也應包括在計算機可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。
[0044]已經(jīng)針對各種裝置或元件描述了電氣連接、耦合與連接。連接與耦合可以是直接的或間接的。在第一和第二電氣裝置之間的連接可以是直接電氣連接或者可以是間接電氣連接。間接電氣連接可以包括插入元件，該插入元件可以處理從第一電氣裝置到第二電氣裝置的信號。
[0045]盡管已經(jīng)以某種程度的特殊性描述并圖示說明了本發(fā)明，但應理解本公開僅作為示例，并且可以在不背離如在隨附權(quán)利要求中要求保護的本發(fā)明的精神和范圍的情況下存在各部分的組合與布置的眾多變化。
【權(quán)利要求】
1.一種在電力線通信網(wǎng)絡(luò)即PLC網(wǎng)絡(luò)中選擇交換節(jié)點的方法，其包含: 由新終端節(jié)點發(fā)起加入所述PLC網(wǎng)絡(luò)的請求； 由鄰近終端節(jié)點向基礎(chǔ)節(jié)點發(fā)送要提升到交換節(jié)點的請求； 由所述基礎(chǔ)節(jié)點選擇新最優(yōu)交換節(jié)點，其中根據(jù)生成的隨機數(shù)通過概率算法確定所述新交換節(jié)點的選擇； 由所述基礎(chǔ)節(jié)點向所選擇的終端節(jié)點傳輸提升消息，其中所選擇的終端節(jié)點變成所述新終端節(jié)點的新交換節(jié)點；以及 由所述新交換節(jié)點傳輸請求所述新節(jié)點加入所述網(wǎng)絡(luò)的信標。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述概率算法支持選擇最靠近數(shù)據(jù)集中器的節(jié)點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中與更遠離數(shù)據(jù)集中器的節(jié)點相比，所述概率算法為更靠近所述數(shù)據(jù)集中器的節(jié)點等待較小數(shù)目的提升請求，以便產(chǎn)生較少的網(wǎng)絡(luò)層級。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中加入所述網(wǎng)絡(luò)的所述新終端請求是提升需要協(xié)議數(shù)據(jù)單元請求即PNPDU請求。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中來自鄰近終端節(jié)點的請求是到所述基礎(chǔ)節(jié)點的PROMOTION UP PROCESS (PR 0_REQ_S)幀，所述幀請求將這些節(jié)點提升到交換節(jié)點以服務(wù)于嘗試加入所述網(wǎng)絡(luò)的所述新節(jié)點。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中向所選擇的終端節(jié)點傳輸?shù)乃鎏嵘⑹荘R0_DN (PR0_REQ_B)消息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述新終端在初始時沒有收聽到任何信標的情況下加入網(wǎng)絡(luò)。
8.一種用于在電力線通信網(wǎng)絡(luò)即PLC網(wǎng)絡(luò)中選擇交換節(jié)點的系統(tǒng)，其包含: 請求加入所述PLC網(wǎng)絡(luò)的新終端節(jié)點； 基礎(chǔ)節(jié)點，其具有用于新最優(yōu)交換節(jié)點的選擇的數(shù)據(jù)集中器，其中根據(jù)生成的隨機數(shù)通過概率算法并且向所述新最優(yōu)交換節(jié)點傳輸提升消息來確定所述新交換節(jié)點的選擇；以及 鄰近終端節(jié)點，其用于向所述基礎(chǔ)節(jié)點發(fā)送提升到交換節(jié)點的請求并且傳輸請求所述新節(jié)點加入所述網(wǎng)絡(luò)的信標。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述概率算法支持選擇最靠近數(shù)據(jù)集中器的節(jié)點。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中與更遠離數(shù)據(jù)集中器的節(jié)點相比，所述概率算法為更靠近所述數(shù)據(jù)集中器的節(jié)點等待較小數(shù)目的提升請求，以便產(chǎn)生較少的網(wǎng)絡(luò)層級。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中加入所述網(wǎng)絡(luò)的所述新終端請求是提升需要協(xié)議數(shù)據(jù)單元請求即PNPDU請求。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中來自鄰近終端節(jié)點的請求是到所述基礎(chǔ)節(jié)點的PROMOTION UP PROCESS (PR0_REQ_S)幀，所述幀請求將這些節(jié)點提升到交換節(jié)點以服務(wù)于嘗試加入所述網(wǎng)絡(luò)的所述新節(jié)點。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中向所選擇的終端節(jié)點傳輸?shù)乃鎏嵘⑹荘R0_DN (PR0_REQ_B)消息。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述新終端在初始時沒有收聽到任何信標的情況下加入網(wǎng)絡(luò)。
15.一種用于在電力線通信網(wǎng)絡(luò)即PLC網(wǎng)絡(luò)中選擇最優(yōu)交換節(jié)點的算法，其包含: 在具有數(shù)據(jù)集中器的基礎(chǔ)節(jié)點處接收來自終端節(jié)點的請求，所述終端節(jié)點要求提升到交換節(jié)點以服務(wù)于嘗試加入所述網(wǎng)絡(luò)的新節(jié)點； 由終端節(jié)點驗證所接收的提升需要協(xié)議數(shù)據(jù)單元請求即PNPDU請求具有可接受的信噪比即SNR ； 為了減少網(wǎng)絡(luò)擁塞的退避目的而生成隨機數(shù)；以及 由終端節(jié)點根據(jù)延遲基于概率函數(shù)向所述基礎(chǔ)節(jié)點傳輸上提過程消息，所述延遲基于所述節(jié)點的層級和所生成的隨機數(shù)乘以節(jié)點PNPDU的層級。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的算法，其中通過支持更靠近所述數(shù)據(jù)集中器的節(jié)點而將它們提升為交換節(jié)點來創(chuàng)建較少的層級。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的算法，其中與更遠離數(shù)據(jù)集中器的節(jié)點相比，所述算法為更靠近所述數(shù)據(jù)集中器的節(jié)點等待較小數(shù)目的提升請求，以便產(chǎn)生較少的網(wǎng)絡(luò)層級。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的算法，其中如果所述終端節(jié)點已經(jīng)參與該請求終端節(jié)點或任何其他請求終端節(jié)點的上提過程，則不需要發(fā)起上提過程。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的算法，其中如果所述SNR低于預定閾值，則不為該節(jié)點執(zhí)行上提過程。`
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的算法，其中當終端節(jié)點接收PNPDU時，所述終端節(jié)點將所述PNPDU與擴展唯一標識符即ΕΠ地址一起添加到PNPDU列表。
【文檔編號】H04B3/54GK103825628SQ201310421282
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月15日
【發(fā)明者】R·為丹特姆, K·維亞雅三克爾, X·陸 申請人:德克薩斯儀器股份有限公司