一种基于双模网络的信道接入方法技术

本发明专利技术公开了一种基于双模网络的信道接入方法，包括：集中器CCO节点在网络运行前，基于白名单机制获取节点MAC地址清单，以使得CCO节点在网络运行过程中时所述MAC地址清单内的双模节点入网；通过短地址标识每个双模节点在网络中的身份；根据双模网络节点的短地址，按照预设分配使用机制对载波信道和无线信道上的信标周期的时隙结构进行使用权的分配，以根据使用权的分配进行信号的传输；其中，双模网络指载波信道和无线信道，所述信标周期包含N+1个子帧，N为所述MAC地址清单内的双模节点的数量，每个子帧的时隙结构一致，每个子帧的时隙结构包括双功能时隙和CSMA时隙区。本发明专利技术能够降低信道开销，鲁棒性强，可在复杂的信道环境下维持整个网络的平稳运行。境下维持整个网络的平稳运行。境下维持整个网络的平稳运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双模网络的信道接入方法


[0001]本专利技术涉及电力物联网
，并且更具体地，涉及一种基于双模网络的信道接入方法。

技术介绍

[0002]作为国家基础设施的重要组成部分，高速载波通信技术因为优秀的通信性能，以及电力线通信之间的天然联系，成为了该系统中使用最为广泛的一种通信技术。而随着微电子技术的不断发展，通信芯片的功耗和体积正在不断减少，双模芯片的量化生产已经具备工程可行性，从而让高速载波+高速无线的双模通信技术成为了下一代电力物联网通信技术的主要发展方向。截止到2021年8月，国家电网公司已经完成双模的物理层标志的制定工作，但仍未确定链路层的标准制定工作。
[0003]信道接入机制作为链路层协议的核心内容之一，其机制决定了网络节点在公共信道中的信号发送时序和接入过程，是影响整个网络综合通信性能的关键技术。因此，需要一种基于双模通信的新的物理层通信模式，研究一套新的高效综合信道接入协议，以最大化双模网络的综合通信性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种基于双模网络的信道接入方法，以解决如何高效综合信道接入协议，最大化双模网络的综合通行性能的问题。
[0005]为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于双模网络的信道接入方法，所述方法包括：
[0006]集中器CCO节点在网络运行前，基于白名单机制获取节点MAC地址清单，以使得CCO节点在网络运行过程中时所述MAC地址清单内的双模节点入网；
[0007]通过短地址标识每个双模节点在网络中的身份；其中，CCO节点的短地址默认为0，其余节点MAC地址清单上的从节点在入网时，CCO节点为其分配一个短地址，取值范围为[1,N]；
[0008]根据双模网络节点的短地址，按照预设分配使用机制分别对载波信道和无线信道上的信标周期的时隙结构进行使用权的分配，以根据使用权的分配进行信号的传输；
[0009]其中，双模网络指载波信道和无线信道，所述信标周期包含N+1个子帧，N为所述MAC地址清单内的双模节点的数量，每个子帧的时隙结构一致，每个子帧的时隙结构包括双功能时隙和CSMA时隙区。
[0010]优选地，其中所述方法根据双模网络节点的短地址，按照预设分配使用机制对载波信道上的信标周期的时隙结构进行使用权的分配，以根据使用权的分配进行信号的传输，包括：
[0011]针对载波信道上的新信标周期的时隙结构，短地址为n的网络节点对子帧n的载波双功能时隙有优先使用权；
[0012]对于载波子帧0，其载波双功能时隙固定分配给CCO节点，用于发送中央信标信号，且设载波双功能时隙的长度为T，其后续的CSMA时隙区的前2T长度的时隙只允许CCO进行中央信标信号的发送；
[0013]对于载波子帧n，如果短地址为n的节点在载波侧为代理节点PCO，则该时隙固定分配给节点n，用于其发送代理信标信号；如果该节点为从站点STA，则该时隙固定分配给节点n，让其根据自身业务需要，自主选择进行任何类型的信号发送，无业务时则空闲；如果该节点尚未入网，则该时隙固定分配给CCO，让其根据自身业务需要，自主选择进行任何类型的信号发送，无业务时则空闲；1≤n≤N。
[0014]优选地，其中所述方法还包括：
[0015]CCO节点在CSMA时隙区进行信号接收时，根据子帧的编号进行接收相位的调整，其中设子帧的编号为k，则k模除3的余数为0、1和2时，对应的接收相位依次为A相、B相和C相，当存在节点在CSMA时隙区里向CCO节点发送信号时，则基于自身相位，选择CCO节点的接收相位和与自身相位相同的子帧的CSMA时隙区进行信号发送。
[0016]优选地，其中针对载波信道上的新信标周期的时隙结构，载波双功能时隙的具体长度等于帧载荷信号中的信令内容长度达到规定上限时的信标信号的发送长度。
[0017]优选地，其中所述方法根据双模网络节点的短地址，按照预设分配使用机制对无线信道上的信标周期的时隙结构进行使用权的分配，以根据使用权的分配进行信号的传输，包括：
[0018]针对无线信道上的信标周期的时隙结构，短地址为n的网络节点对子帧n的无线双功能时隙有优先使用权；
[0019]对于无线子帧0，其无线双功能时隙固定分配给CCO节点，用于发送中央信标信号；
[0020]对于无线子帧n，如果短地址为n的节点在无线侧为代理节点PCO，则该时隙固定分配给节点n，用于其发送代理信标信号；如果该节点为从站点STA，则该时隙固定分配给节点n，让其根据自身业务需要，自主选择进行任何类型的信号发送，无业务时则空闲；如果该节点尚未入网，则该时隙固定分配给CCO，让其根据自身业务需要，自主选择进行任何类型的信号发送，无业务时则空闲；1≤n≤N。
[0021]优选地，其中针对无线信道上的新信标周期的时隙结构，无线双功能时隙的具体长度等于信标信号信令内容长度达到规定上限时的信标信号的发送长度。
[0022]优选地，其中所述方法采用如下三种代理节点消息格式最小化信标信号中的信令内容长度，包括：
[0023]第一代理节点消息格式：信标条目头+代理节点消息编号+代理节点数量+代理节点全名单；第二代理节点消息格式：信标条目头+代理节点消息编号；第三代理节点消息格式：信标条目头+代理节点消息编号+新增代理节点数量+新增代理节点名单+新减代理节点数量+新减代理节点名单；
[0024]其中，信标条目头用于标识信标消息的类型；代理节点消息编号用于标识该消息内容的时序；在网络的运行过程中，在网络业务比较空闲的时段，CCO节点使用第一代理节点消息格式，在中央信标信号携带全部的代理节点的短地址；在网络业务负荷较大的时段，则CCO节点使用第二代理节点消息格式或第三代理节点消息格式，从而最小化信标信号中的信令内容长度。
[0025]优选地，其中所述方法还包括：
[0026]如果一个节点收到信标信号后，其中的代理节点消息采用第一代理节点消息格式且消息编号高于自身保持的消息编号，则进行代理节点信息更新；如果是第二代理节点消息格式且消息编号等于自身保持的消息编号，则无需变动；如果是第三代理节点消息格式且消息编号仅仅比自身保持的消息编号大1,则根据其内容进行代理节点名单更新；如果收到一个消息编号仅仅比自身保持的消息编号大于等于2，且格式为第二代理节点消息格式或第三代理节点消息格式的代理节点消息，则在CSMA时隙区向自己的代理节点发送请求，要求其向自己单独发送最新编号的代理节点名单，其代理节点收到请求后，则会在下一个信标周期中使用第一代理节点消息格式来进行代理节点名单的发送。
[0027]优选地，其中所述方法还包括：
[0028]编号为n的子帧的CSMA时隙区只允许短地址为n的节点和其1跳邻居节点使用，如果编号为n的节点未入网，则替代者为CCO节点；1跳邻居节点将从该子帧的起始时间位置开始，监听同步信号头，如果同步成功，则接收后续信号，且完成信号接收后，本子帧剩余的时隙资源都将为CSMA时隙区；而如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双模网络的信道接入方法，其特征在于，所述方法包括：集中器CCO节点在网络运行前，基于白名单机制获取节点MAC地址清单，以使得CCO节点在网络运行过程中时所述MAC地址清单内的双模节点入网；通过短地址标识每个双模节点在网络中的身份；其中，CCO节点的短地址默认为0，其余节点MAC地址清单上的从节点在入网时，CCO节点为其分配一个短地址，取值范围为[1,N]；根据双模网络节点的短地址，按照预设分配使用机制分别对载波信道和无线信道上的信标周期的时隙结构进行使用权的分配，以根据使用权的分配进行信号的传输；其中，双模网络指载波信道和无线信道，所述信标周期包含N+1个子帧，N为所述MAC地址清单内的双模节点的数量，每个子帧的时隙结构一致，每个子帧的时隙结构包括双功能时隙和CSMA时隙区。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法根据双模网络节点的短地址，按照预设分配使用机制对载波信道上的信标周期的时隙结构进行使用权的分配，以根据使用权的分配进行信号的传输，包括：针对载波信道上的新信标周期的时隙结构，短地址为n的网络节点对子帧n的载波双功能时隙有优先使用权；对于载波子帧0，其载波双功能时隙固定分配给CCO节点，用于发送中央信标信号，且设载波双功能时隙的长度为T，其后续的CSMA时隙区的前2T长度的时隙只允许CCO进行中央信标信号的发送；对于载波子帧n，如果短地址为n的节点在载波侧为代理节点PCO，则该时隙固定分配给节点n，用于其发送代理信标信号；如果该节点为从站点STA，则该时隙固定分配给节点n，让其根据自身业务需要，自主选择进行任何类型的信号发送，无业务时则空闲；如果该节点尚未入网，则该时隙固定分配给CCO，让其根据自身业务需要，自主选择进行任何类型的信号发送，无业务时则空闲；1≤n≤N。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：CCO节点在CSMA时隙区进行信号接收时，根据子帧的编号进行接收相位的调整，其中设子帧的编号为k，则k模除3的余数为0、1和2时，对应的接收相位依次为A相、B相和C相，当存在节点在CSMA时隙区里向CCO节点发送信号时，则基于自身相位，选择CCO节点的接收相位和与自身相位相同的子帧的CSMA时隙区进行信号发送。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，针对载波信道上的新信标周期的时隙结构，载波双功能时隙的具体长度等于帧载荷信号中的信令内容长度达到规定上限时的信标信号的发送长度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法根据双模网络节点的短地址，按照预设分配使用机制对无线信道上的信标周期的时隙结构进行使用权的分配，以根据使用权的分配进行信号的传输，包括：针对无线信道上的信标周期的时隙结构，短地址为n的网络节点对子帧n的无线双功能时隙有优先使用权；对于无线子帧0，其无线双功能时隙固定分配给CCO节点，用于发送中央信标信号；对于无线子帧n，如果短地址...

【专利技术属性】
技术研发人员：任毅，祝恩国，刘宣，张海龙，李然，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：