[发明专利]一种应用于电力线高速载波通信的快速组网方法

权利要求书

1.一种应用于电力线高速载波通信的快速组网方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，主节点周期性的发送信标帧，待入网的节点接收信标帧，准备加入网络；

步骤2，判断接收到的信标帧个数是否为1，若为1，则进入步骤3，否则，进入步骤4；

步骤3，获取硬件频偏值，并结合硬件频偏值所在范围和信噪比是否大于对应信噪比阈值，判断硬件频偏值是否可靠；若硬件频偏值在允许的合理范围内，且信噪比大于与允许的合理范围相对应的第一信噪比阈值，则无需调节频偏值，直接进入步骤8；否则，继续判断硬件频偏值是否在设定的有效范围内，若在设定的有效范围内，且信噪比大于与有效范围相对应的第二信噪比阈值，则判定为频偏值可靠，进入步骤7，否则，判定为频偏值不可靠，返回步骤1，继续侦听信标帧；

步骤4，判断收到的信标帧个数是否大于1，若大于1，根据接收到的信标帧携带的时间戳信息，计算软件频偏值，并记录最近计算得到的N个频偏值，然后进入步骤5；否则，返回步骤1，继续侦听信标帧；

步骤5，判断软件频偏值是否在允许的合理范围内，若软件频偏值在允许的合理范围内，则无需调节频偏值，直接进入步骤8；否则，进入步骤6；

步骤6，判定N个软件频偏值的两两差值是否不超过设定的差值阈值，N≥2，若不超过设定的差值阈值，则判定为计算的软件频偏值可靠，进入步骤7；否则返回步骤1，继续侦听信标帧；

步骤7，调节频偏值，节点根据当前有效的频偏值进行调节，使自身的时钟频率与网络同步，然后进入步骤8；

步骤8，选择父节点，节点根据收到的信标帧情况，按照设定的条件选择合适的父节点，作为入网请求报文的下一跳路由节点，然后进入步骤9；

步骤9，申请入网，节点发送入网请求报文至选择的父节点，父节点根据自身的上行路由表，逐级将入网请求传输至主节点，然后进入步骤10；

步骤10，主节点允许此节点加入网络，发送入网确认报文给待加入网络的节点，然后进入步骤11；

步骤11，待入网节点收到入网回复，入网成功；

所述硬件频偏值根据底层报文的收、发时间计算获得，然后写入寄存器中，通过读取寄存器值获取硬件频偏值；

所述软件频偏值是根据连续接收的两个信标帧中携带的时间戳进行计算获得，计算公式如下：

其中，Fd为计算得到的软件频偏值，RxClk为节点物理层接收到信标帧时的时间戳，LastRxClk为节点接收的相同节点上一个信标的RxClk，Bts为信标时间戳，LastBts为上一个信标中的Bts。

2.如权利要求1所述的一种应用于电力线高速载波通信的快速组网方法，其特征在于，所述步骤3中，硬件频偏值的允许的合理范围为[-2，2]ppm，第一信噪比阈值为60dB。

3.如权利要求1或2所述的一种应用于电力线高速载波通信的快速组网方法，其特征在于，所述步骤3中，硬件频偏值的设定的有效范围为[-60，60]ppm，第二信噪比阈值为80dB。

4.如权利要求1所述的一种应用于电力线高速载波通信的快速组网方法，其特征在于，所述步骤5中，软件频偏值的允许的合理范围为[-2，2]ppm。

5.如权利要求1或4所述的一种应用于电力线高速载波通信的快速组网方法，其特征在于，所述步骤6具体包括以下步骤：

步骤6.1，判断最近的两个软件频偏值的差值是否不超过相对应的第一差值阈值，若满足条件，则判定为频偏值可靠，进入步骤7；否则进入步骤6.2；

步骤6.2，判断最近的三个软件频偏值的两两差值是否不超过相对应的第二差值阈值，若满足条件，则判定为频偏值可靠，进入步骤7；否则，返回步骤1，继续侦听信标帧。

6.如权利要求5所述的一种应用于电力线高速载波通信的快速组网方法，其特征在于，所述第一差值阈值为1～3ppm，第二差值阈值为4～6ppm。

7.如权利要求1所述的一种应用于电力线高速载波通信的快速组网方法，其特征在于，所述步骤8中，节点选择父节点的设定的条件综合节点与周围节点的信噪比、层级、通信率信息设定。

8.如权利要求1所述的一种应用于电力线高速载波通信的快速组网方法，其特征在于，已入网的节点实时与自己的父节点进行时钟同步，以实现整个网络的时钟同步。