[发明专利]一种输变电设备物联网节点设备无线通信方法与系统

权利要求书

1.一种输变电设备物联网节点设备无线通信方法，其特征在于，输变电设备物联网中主设备与从设备之间的通信信道设有广播信道、下行控制信道、多播信道、下行共享信道、上行随机竞争信道和上行共享信道，不同信道通过MAC层帧头的信道类型字段进行区分；其中广播信道用于消息广播和时间同步，下行控制信道用于调度信息和应答，下行共享信道用于下行点对点的数据或信令传输，上行随机竞争信道用于上行随机接入和资源请求，上行共享信道用于上行点对点的数据或信令传输；输变电设备物联网中主设备与从设备分别为汇聚节点与传感终端，或，接入节点与汇聚节点；主设备与从设备之间的通信过程包括节点广播过程、随机接入过程、预分配注册过程、上行共享控制信道的调度通信过程、非连续接收DRX调度通信过程、下行共享控制信道的通信过程和组包分片过程；

所述节点广播过程为主设备周期性向从设备发送广播信息；

所述随机接入过程包括：从设备发送上行随机竞争信道随机接入请求进行随机接入，主设备成功接收后进行从设备注册，并在后续的下行控制信道内发布该从设备的通信地址；

所述预分配注册过程用于主设备具备从设备的设备标识和通信地址的映射关系，并已经在接入节点完成注册，预分配注册过程包括：主设备通过下行控制信道发送预分配结果，从设备获取对应的通信地址后根据主设备指定的时隙位置通过上行共享信道发送注册确认消息；

所述上行共享控制信道的调度通信过程包括：主设备发送下行控制信道消息；从设备读取上行时隙配置获取上行共享信道的时隙位置，并根据主设备指定时隙位置发送上行共享信道消息；主设备发送下行控制信道进行上行共享信道消息的确认应答；

所述DRX调度通信过程包括：从设备接收主设备发送的DRX休眠指令，并开始唤醒时间计时；从设备根据本地工作状态，决定是否休眠；若要休眠，则等本次数据收发处理完毕后，自动进入休眠状态；当唤醒计时结束后，从设备自动唤醒，并进入对主设备的接收状态；

所述下行共享控制信道的通信过程包括：主设备发送下行控制信道消息，从设备读取上行时隙配置；主设备发送下行共享控制信道消息，从设备读取下行数据或指令，并根据下行数据类型决定是否反馈；

所述组包分片过程用于下行共享信道或者上行共享信道，包括：数据包队列根据调度资源的大小，进行数据组包分片，其长度小于等于可用的资源；分片传输数据；当收到所有数据包后，复原数据。

2.根据权利要求1所述的一种输变电设备物联网节点设备无线通信方法，其特征在于，MAC层帧头包括MAC类型和负载长度，MAC类型包括信道类型以及网络层指示、应答指示、MIC指示、加密指示；所述网络层指示用于说明数据帧负载内容是否为网络层数据；应答指示中广播信道和多播信道无需应答。

3.根据权利要求1所述的一种输变电设备物联网节点设备无线通信方法，其特征在于，所述下行控制信道用于上行数据的应答、上行时隙资源的调度、DRX休眠指令下发以及随机接入应答，同一子类型的消息，必须落在同一个下行控制信道内；下行控制信道的消息的子类型包括USCH调度、DRX调度、注册成功应答和上行接收应答。

4.根据权利要求1所述的一种输变电设备物联网节点设备无线通信方法，其特征在于，所述下行共享信道的MAC负载内容包括主设备地址和多个从设备地址及对应的数据长度和数据内容，其中数据内容包括信息类型、通信指令和通信数据，信息类型包括通信指令长度和通信数据组包分片指示，通信指令的类型包括从设备通信参数查询、从设备工作信道配置、从设备通信速率配置、从设备发送功率配置和从设备业务上报周期配置；通信数据字段用于承载网络层数据或业务数据，支持组包分片。

5.根据权利要求1所述的一种输变电设备物联网节点设备无线通信方法，其特征在于，所述上行随机竞争信道的MAC负载内容包括主设备地址、信息类型和数据内容，其中信息类型包括上行资源请求、随机接入请求和突发短数据。