[发明专利]一种应用于电力线高速载波通信的快速组网方法

说明书

本发明涉及一种应用于电力线高速载波通信的快速组网方法，通过软硬件相结合，结合频偏值所在范围和信噪比，对硬件频偏值的可靠性进行判定，结合频偏值所在范围和最近连续多个频偏值的两两差值，对软件频偏值的可靠性进行判定，可确保使用的频偏值足够可靠、有效，在没有改变现有协议规约的条件下，通过连续频偏值的判断，提高了频偏调整的准确性、可靠性及鲁棒性。通过增加硬件频偏值，使节点能够在只接收到一个信标帧的情况下加入网络，可提高组网效率及大部分节点的入网速度。通过对软件频偏值的精准调节，节点在信标帧个数不多的情况下也可积极快速入网，不但提高了接收报文的能力，也提高了组网速度，使网络能够快速收敛。

技术领域

本发明涉及电力载波通信技术领域，特别是一种应用于电力线高速载波通信的快速组网方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，物联网的广泛应用，促使着信息技术产业的一次次重大发展。电力物联网是物联网在智能电网中的应用，它有效整合通信和电力系统的基础设施资源，实现电力系统核心信息采集、感知、处理、通信、存储、加密等新型化信息化功能，赋予了新型电力系统更广阔的发展空间。

电力线高速载波通信（High Power line communication，HPLC）,是智能电网通信技术的一个重要分支，它利用现有的公用电力网电源线作为物理媒介进行信息的传输。相比于其他通信技术，电力线高速载波通信具有无需额外布线、不受阻挡的特点，被称为物联网“最后1公里”接入技术。

电力线高速载波通信现场环境最常见的一种拓扑类型——树形网络，如图1所示，主要由主节点、父节点和子节点组成。主节点上电后会周期性地发送信标帧，信标帧中包含了主节点分配的信标周期内的信标时隙、TDMA时隙、CSMA时隙、绑定CSMA时隙等时隙的规划信息。节点加入网络之后，也会根据主节点的安排周期性地发送信标帧，信标帧用于网络的管理，高速载波通信的信道访问机制也是基于信标帧。主节点周期性的发送信标帧，下面的子节点在接收信标帧后会选择加入网络，加入网络后根据主节点的时隙安排，也会周期性地发送信标帧，未加入网络的节点侦听到信标帧后，会选择主节点或者其他的节点作为父节点加入网络，此时被选作为父节点的节点角色也变成了父节点。最终，形成以主节点为核心，若干父节点和若干子节点的树形网络拓扑。

目前HPLC常用的组网方式是一种基于洪泛网络的动态路由组网技术，组网方式具有自形成和自组织等特点，网络维护过程中还能够自调整、自恢复。然而，在自组网过程中，由于各节点之间的晶体时钟频率不尽相同，或多或少存在不同大小的频率偏值，从而导致相互之间接收不到完整的报文数据，所以组网之前需要根据情况做一定的频偏调整。频偏值可以根据发送和接收信标中的时间戳进行计算，从而知道自己的与其他节点之间的频率偏差。在组网完成网络维护过程中，为提高信道的使用率，减少信道冲突，使全网站点对时隙分配有统一的理解和使用，各节点会实时的进行时钟同步，使整个网络的网络基准时间（Network Time Base， NTB）达到统一。由于时钟同步的存在，容易导致某一时刻信标中携带的信标时间戳与上一次的存在较大差异，从而使计算得到的频偏值失真，不是两节点之间真正的频偏值。

由于节点之间频偏的存在，大多数厂家通过接收多次信标的方式，使计算的频偏值更加可靠，频偏调整更加精准。但是，这种方式会导致组网效率大大降低，组网速度太慢，不能很好的进行网络收敛，业务报文也不能及时的进行传输。

发明内容

本发明的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种可提高频偏调整的准确性、可靠性及鲁棒性，提高组网效率及组网速度，实现快速入网，使网络能够快速收敛的应用于电力线高速载波通信的快速组网方法。

本发明采用如下技术方案：

一种应用于电力线高速载波通信的快速组网方法，包括以下步骤：

步骤1，主节点周期性的发送信标帧，待入网的节点接收信标帧，准备加入网络；

步骤2，判断接收到的信标帧个数是否为1，若为1，则进入步骤3，否则，进入步骤4；