[发明专利]高速工业总线系统的频率资源和功率分配的方法及装置

说明书

本申请提出一种用于高速工业总线系统的频率资源和功率分配的方法、装置、电子设备及计算机可读介质，高速工业总线系统采用正交频分复用OFDM通信机制，所述方法包括：将频率资源分成N段；从低频段向高频段进行频率资源分配，将频率资源依次分配给终端节点，按照从信道衰减最大至信道衰减最小。根据本申请的技术方案适应于不同传输距离场景，在给定编码调制方式和传输容量的约束下使发射功率尽量小。

技术领域

本申请涉及工业控制总线通信领域，具体而言，涉及一种用于高速工业总线系统的频率资源和功率分配的方法、装置、电子设备及计算机可读介质。

背景技术

当前流程工业现场总线的通信速率以低速为主。HART通信速率是1.2kbps。FFH1总线和PROFIBUS PA的通信速率是31.25kbps。MODBUS RTU和PROFIBUS DP的物理层是RS-485，其通信速率不会超过12Mbps。这些广泛应用于流程工业现场的总线通信技术起源于上个世纪九十年代，反映了当时的数据通信的技术水平。而由于流程工业的自身原因，工业现场总线发展缓慢，却占据了工业现场通信的主流地位。现有工业总线系统大都采用基带传输，没有采用OFDM通信体制。这些技术都没能解决现场仪表信号高效大容量传输的问题。智能工厂和工业4.0要求的现场数据越来越多，目前工业现场总线技术已不能满足要求。将高速现场总线应用于工业现场成为目前技术发展的迫切要求。

新型高速工业现场总线AUTBUS是一种采用两线非桥接媒介，具有多节点、高带宽、高实时、可远距离传输的工业现场总线。总线数据带宽达到100Mbps，最大传输距离500米，最小循环周期8微秒，最大节点数256个。AUTBUS用于过程控制和离散控制等自动化控制工业现场的实时数据和非实时数据的传输与应用，兼容ISO/IEC/IEEE 802.3以太网、IPv6等应用。

物理层是基于OFDM技术实现了在两线上创建基于共享介质的现场总线，完成物理信号的转换以保障高可靠性传输；在OFDM时域及频域上进行物理资源的划分与管理，以承载数据链路层的数据。物理层向数据链路层提供了时钟管理服务、数据传输服务和物理层管理服务三大类接口。

发明人发现，现有工业总线系统的频率资源和功率分配方法不能满足不同传输距离场景，且发射功率不能有效减小，关于新型高速工业现场总线AUTBUS的相关频率资源和功率分配也是空白。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

基于此，本申请提供了一种用于高速工业总线系统的频率资源和功率分配的方法、装置、电子设备及计算机可读介质，通过高速工业总线系统的频率资源和功率分配方法，此方法适应于不同传输距离场景，在给定编码调制方式和传输容量的约束下使发射功率有效减小。

本申请技术方案的特征和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

据本申请的一方面，提出一种用于高速工业总线系统的频率资源和功率分配的方法，所述高速工业总线系统采用正交频分复用OFDM通信机制，所述方法包括：

根据系统上终端节点的个数，将频率资源分成N段；

将频率资源按照从低频段到高频段的顺序，依次分配给终端节点，终端节点按照从信道衰减最大至信道衰减最小的顺序被依次分配频段。

频率资源根据一些实施例，将频率资源分成N段，包括：将频率资源均分成N段；从低频段向高频段分配，依次分配给终端节点，按照从信道衰减最大至信道衰减最小。

根据一些实施例，将频率资源分成N段，包括：设置信道增益门限值；信道增益门限值与终端节点的信道衰减曲线相交；信道增益门限值与终端节点的信道衰减曲线的各交点将频率资源分成N段。

根据一些实施例，信道增益门限值范围在5dB至15dB。