[发明专利]一种宽带载波通信网络的信标信令协议设计方法

说明书

一种宽带载波通信网络的信标信令协议设计方法，在原有信标信令协议的基础上，在信标信号的管理消息中对组播地址定义消息、组播地址最新序列号信息和组播地址内容请求消息进行定义；节点在入网时，中央协调器为每个节点分配一个网络短地址以及对组播地址进行分配，并将组播地址的内容广播给所有已入网的节点，节点收到信标信号后进行解析，如果包含某个组播地址的内容，则判断自身是否已存有组播地址的内容，如果没有则保存接收到的组播地址的内容，如果有则比较新接收到和已保存的组播地址的序列号，已保存的组播地址的序列号值低于新接收到的组播地址中的序列号值时用新的组播地址的内容覆盖已保存的组播地址的内容，进行信息内容的更新。

技术领域

本发明属于宽带载波通信技术领域，尤指涉及一种宽带载波通信网络的信标信令协议的改进方法。

背景技术

上世纪90年代后，低压电力线载波通信技术在电能表自动抄表系统中逐步得到应用，第一代技术主要是采用70～500KHz频段的窄带通信技术。但随着采集业务的发展，传统的窄带电力线通信技术已经渐渐无法满足电力运营企业对数据采集的不断提高的业务需求。

为更好的满足智能电表自动载波集抄系统的信息采集业务需要，中国的两大电网企业——中国电网公司(简称国网)和中国南方电网公司(简称南网)在2017年先后发布了针对低压电力线宽带高速载波技术的通信标准，文件名称分别为《低压电力线高速载波通信互联互通技术规范》和《低压电力用户集中抄表系统宽带载波通信技术要求》，标准对业务层、数据链路层和物理层进行了详细的协议规定，为相关通信设备的大规模生产和应用奠定了基础。以上两个标准对于数据链路层协议设计在一定程度上均借鉴了IEEE802.15.4标准的MAC协议，因此两者的设计思路和框架基本相同，只是在一些细节上存在一些微小差异。

数据链路层协议负责网络的组网、信道接入和传输路由等诸多功能，因此是决定网络通信性能的关键因素，对整个网络的运行效率起决定性作用。而和信标信号相关的协议内容则是数据链路层协议的核心，该信号的设计方式在很大程度上决定了整个网络的通信性能。在两个标准颁布后，相关的通信产品和系统在国内各地的用电台区中得到了大量部署和应用，且获得了比上一代窄带低速载波通信系统更好的运营性能，信息传输速率和可靠性等都有了明显提升，但也存在着一个明显的问题，即当前运营的网络中，其实际的系统吞吐量与其物理层波形Mbps量级的高速通信能力明显不匹配。例如，目前完成一个含300个节点的典型智能电表抄表网络的全网抄表一般需要几分钟(如5分钟)，一个节点的上行抄表报文长度约为100个字节。假定网络的最大跳数为7跳，上行抄表报文的平均传输跳数设定为4跳，在这5分钟的时间内，网络的上行业务数据传输总量约为300×100×4＝1.2×10⁵字节≈10⁶比特，因此在全网抄表过程中，整个网络的业务吞吐量大概只有10⁶bit/5分钟≈3kbps的水平，对物理层速率的利用效率只有3kbps/1Mbps＝0.3％，显然网络资源综合利用效率还存在很大的改善空间。

由于使用现有通信协议的相关产品已得到了大量部署，大幅修改协议将导致新产品和大量旧产品无法互联互通，如何能在兼容现有协议内容、保持新旧产品互联互通的前提下，提高网络通信性能是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种宽带载波通信网络的信标信令协议设计方法，在兼容现有协议内容，保持与旧产品互联互通的前提下，提高网络综合通信性能。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种宽带载波通信网络的信标信令协议设计方法，包括以下步骤：在原有信标信令协议的基础上，

在信标信号的管理消息中对组播地址定义消息、组播地址最新序列号信息和组播地址内容请求消息进行以下定义：