[发明专利]一种基于OFDM的电力线载波通信方法及通信节点

说明书

本发明涉及一种基于OFDM的电力线载波通信方法及通信节点，方法包括：当节点有业务数据需要发送时，该节点在其网络层将MAC完整帧分成至少两段，再由其物理层将各段分别封入不同的物理块中；并在每个物理块前添加对应的重组拟合码；最后将所述物理块封装成帧发送；当节点接收到业务数据时，根据每个物理块及其重组拟合码进行校验，校验失败时，重传校验失败的物理块；当同一MAC完整帧对应的每个物理块都校验成功时，根据重组拟合码将各物理块重组为MAC完整帧并进行解析。本发明有效提高了电力线载波数据传输的效率和成功率。

技术领域

本发明涉及一种基于OFDM的电力线载波通信方法及通信节点，属于通信技术领域。

背景技术

HPLC是指高速电力线载波通信(也被称为宽带电力线载波)，是在低压电力线上进行数据传输的高速电力线载波技术。HPLC通信网络是以电力线作为通信媒介，实现低压电力用户用电信息的汇聚、传输、交互的通信网络。HPLC主要采用了正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)OFDM技术，频段使用2MHz～12MHz。与传统的低速窄带电力线载波技术相比，HPLC技术具有带宽大、传输速率高，可以满足和实现基于低压电力线载波通信更高的需求。国家电网公司于2017年6月正式发布并实施Q/GDW11612-2016《低压电力线宽带载波通信互联互通技术规范》，是国际上首个面向电力业务应用的宽带载波通信标准。

如图1所示的HPLC的通信网络结构，以主节点(Central Coordinator，中央节点)CCO为中心、以中继节点(Proxy Coordinator，代理节点)PCO为中继代理，连接所有站点(Stattion，普通节点)STA，形成多级关联的树形网络。HPLC通信网络数据传输原理如图2所示。

现有技术中的HPLC高速电力线载波组网管理操作，其中包括：CCO路由参数管理、白名单档案管理、组网通信路由控制、路由状态控制、复杂接口层协议交互控制、复杂应用报文帧协议格式约束等。

现有技术高速载波组网应用业务实现步骤如图3所示，需要通过白名单检索，找到网络中所有允许接入站点的MAC(Media Access Control媒介访问控制)地址，封装入HPLC组网协议数据帧中，由前端机推送至各站点，站点接收后从组网数据帧中解析出白名单站点地址，并进行站点地址过滤。在现有的HPLC组网过程中，在网络管理子层的时隙管理、信标机制、入网过程需要精准匹配所有节点的MAC地址。在多网络共存场景下，即多个CCO距离较近，之间信号相互干扰，每个站点均需从各个CCO发出的组网数据帧中解析出白名单站点地址，并进行地址过滤，此时关联入网的效率较低。每个主节点也仍然需要对邻网子节点进行全流程的关联入网操作，最终完成组网，过程中占用了信标时隙、TDMA(Time DivisionMultiple Access时分多址)时隙和CSMA(Carrier sense multiple access withcollision avoidance带冲突避免的载波侦听多址)时隙，这样时隙管理的网络组建利用率被降低。通信时隙的划分如图5所示。

此外，HPLC进行业务数据传输时以如图4所示长帧的形式进行数据封装，但是，电力线载波通信中，由于电力线通信环境恶劣，信号干扰大，特殊场景数据残差错误重传率达到60％，长帧数据封装结构在校验错误后就需要全帧丢弃，丢包重传时需要全帧重传，进一步影响了组网效率，降低了帧传送成功率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于OFDM的电力线载波通信方法及通信节点，用以解决现有高速电力线载波通信中，数据传输效率低和成功率较低，以及现有的电力线载波中央节点在组网时组网效率低的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

本发明的一种基于OFDM的电力线载波通信方法，步骤如下：