[发明专利]基于宽带OFDM电力线通信的载波资源分配方法及装置

说明书

一种基于宽带OFDM电力线通信的载波资源分配方法及装置，包括至少一个簇头结点CL，每个簇头结点连接M个叶子结点LF_m，首先，簇头结点作为载波资源的拍卖人将载波资源出售给所述M个叶子结点，分配给簇头结点的带宽为B_tot；其次，所述M个叶子结点作为投标人通过彼此竞争簇头结点的载波资源来获得传输数据的信道，叶子结点LF_m提交的带宽投标价格为b_m；然后，簇头结点根据叶子结点LF_m提交的带宽投标价格b_m分配给叶子结点LF_m带宽B_m。本发明的分配方法和装置，解决了宽带OFDM电力线通信中载波分配的公平性和资源利用最大化，并且实现簇头结点和叶子结点之间较好的资源共享，使得载波的利用率达到最大。

技术领域

本发明涉及电力线通信领域，具体涉及一种基于宽带OFDM电力线通信的载波资源分配方法及装置。

背景技术

电力线载波(Power Line Carrier,PLC)通信技术是电力系统特有的一种通信方式，即利用现有电力线，通过载波方式进行信号传输的方法。现在，电力线通信是电气建设的主流技术，以此为基础的能源数据采集系统已在中国的很多城市被广泛采用。远程信道采用专用无线网络，GPRS，CDMA，光纤，拨号等多种技术，本地信道采用RS-485，低压窄带PLC，低压宽带PLC，微功耗无线通信等。其中，低压电力线载波通信是以低压配电线作为信息传输媒介进行数据或语音等传输的一种特殊通信方式，电力线网络覆盖范围的广泛决定了其具有相当大的潜在利用价值。而低压宽带电力线通信自其提出开始便受到广泛的关注。

宽带电力线通信工作在1MHz-30MHz频段，主要应用于因特网高速接入、智能家居、视频监控等方面。因此，智能家居、智能电网建设需求的集中释放也大大推动了电力线载波的发展。宽带电力线载波通信网络的最大特点在于，它可以直接使用现有的电力基础设施，无需重新架设网络。但是由于电网的分支结构和结点处阻抗不匹配，使得电力线通信信道具有显著的多径特性，而正交频分复用(Orthogonal Frequency Division MultiplexingOFDM) 技术可有效克服信道多径时延，且频谱利用率高，适用于电力线通信系统。因此，宽带OFDM电力线通信网络可以轻松获得其它数据通信网络无可比拟的优越性。它在继承了电力网络的可靠性高和覆盖率高的基础上，还有投入成本低、维护简单、设备改造简易等优点。所以随着该项技术的普及，挑战随之而来。

现阶段的宽带OFDM电力线通信载波资源分配中，有基于中继拍卖的带宽资源分配，但是该方案只讨论了一个采集器对应一个电表的情况，并没有考虑日益增长的电表需求和有限的载波资源之间的矛盾。还有基于VCG拍卖的带宽资源分配，网络中集中器应当在公平性方面提供一定程度的QoS保证，但是，基于VCG的方法不考虑公平性能，这在资源分配环境中显然是不希望的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于宽带OFDM电力线通信的载波资源分配方法及装置，基于拍卖框架的载波资源共享方法，最大化利用通信网络中的载波资源。

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种基于宽带OFDM电力线通信的载波资源分配方法，包括至少一个簇头结点CL，每个簇头结点连接M个叶子结点LF_m，其中m∈M＝{1,2,...,M}，M为自然数；该分配方法基于拍卖的方法，包括如下步骤：

1)簇头结点作为载波资源的拍卖人将载波资源出售给所述M个叶子结点，分配给簇头结点的带宽为B_tot；

2)所述M个叶子结点作为投标人通过彼此竞争簇头结点的载波资源来获得传输数据的信道，叶子结点LF_m提交的带宽投标价格为b_m，该b_m表示叶子结点LF_m期望用于自己数据传输的最大带宽；