電力線通信系統(tǒng)中基于ofdm的多頻組網(wǎng)方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電力線通信系統(tǒng)中基于OFDM的多頻組網(wǎng)方法，其包括：在子節(jié)點(diǎn)中設(shè)定一個或多個主節(jié)點(diǎn)以及中心節(jié)點(diǎn)，物理通信距離相互靠近的子節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個子域，子域內(nèi)設(shè)定一個中心節(jié)點(diǎn)；物理通信距離相互靠近的子域為相鄰子域，子域間通信需通過中心節(jié)點(diǎn)；將通信系統(tǒng)工作頻帶劃分為若干互不相交的子頻段；所述子節(jié)點(diǎn)在通信時采用OFDMA技術(shù)將子域內(nèi)子節(jié)點(diǎn)間通信和子域間中心節(jié)點(diǎn)間通信的子頻段對應(yīng)的OFDM子載波設(shè)置為有效子載波，其余設(shè)置為虛擬子載波。本發(fā)明提出的方法可適應(yīng)多種組網(wǎng)需求，設(shè)備成本和復(fù)雜度低，能克服現(xiàn)有電力線通信系統(tǒng)中組網(wǎng)方法的缺點(diǎn)，減少通信中沖突和網(wǎng)絡(luò)信令開銷，降低設(shè)備間相互干擾，提升網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量和通信性能。
【專利說明】電力線通信系統(tǒng)中基于OFDM的多頻組網(wǎng)方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字信號傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種電力線通信系統(tǒng)中基于OFDM的多頻組網(wǎng)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展，在傳輸便捷、資源豐富的電力線信道中進(jìn)行高效數(shù)字通信得到了廣泛的研究和應(yīng)用。電力線通信(Power LineCommunications, PLC)有許多優(yōu)點(diǎn),例如廣泛分布的電力線網(wǎng)、相對低的通信成本以及隨處即插即用等。
[0003]目前，很多廠商對電力線通信系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行了研究和產(chǎn)品開發(fā)，電力線通信在學(xué)術(shù)界也得到了廣泛關(guān)注，產(chǎn)生了很多標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，例如歐盟的電力線智能電表進(jìn)化標(biāo)準(zhǔn)(PRME)，由德州儀器、意法半導(dǎo)體等全球多家智能電網(wǎng)行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)廠商組建的G3-PLC聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)，國際電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的窄帶電力線通信ITU-T G.9955標(biāo)準(zhǔn)，以及美國電氣與電子工程師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的智能電網(wǎng)窄帶電力線通信IEEE1901.2標(biāo)準(zhǔn)等等。電力線通信在智能電網(wǎng)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展良好，具有規(guī)模化應(yīng)用的廣闊前景。
[0004]電力線通信的信道環(huán)境惡劣，有嚴(yán)重的衰減以及多種噪聲和干擾，例如時域沖激噪聲、頻率選擇性衰落、窄帶噪聲干擾等，最新電力線通信標(biāo)準(zhǔn)均采用正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplex, 0FDM)技術(shù)克服多種不利因素。另外，電力線中的設(shè)備數(shù)量和種類眾多，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、變化頻繁。這些都對電力線通信的質(zhì)量和效率造成顯著影響，給傳統(tǒng)的通信組網(wǎng)方法帶來了許多問題。當(dāng)電力線通信系統(tǒng)的用戶子節(jié)點(diǎn)數(shù)量增多、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大時，傳統(tǒng)的電力線通信系統(tǒng)中固定的、單層的、簡單的組網(wǎng)模式將導(dǎo)致子節(jié)點(diǎn)間通信沖突多發(fā)、網(wǎng)絡(luò)控制開銷大等問題，傳統(tǒng)的頻譜資源分配和接入方法將受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。必須有靈活、合理并且高效的組網(wǎng)方案，以較小的開銷和成本，適應(yīng)電力線系統(tǒng)復(fù)雜多變的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，降低設(shè)備間的干擾，提高系統(tǒng)容量和通信性能。
[0005]現(xiàn)有傳統(tǒng)的電力線通信系統(tǒng)中的組網(wǎng)方案存在許多問題，許多方面有待改進(jìn)。在組網(wǎng)模式方面，傳統(tǒng)的自組織網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)模式(例如無線自組織網(wǎng)絡(luò)Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò))存在諸多問題，例如路由經(jīng)常中斷、控制開銷大等缺點(diǎn)，只適合中小型網(wǎng)絡(luò)；傳統(tǒng)的分級組網(wǎng)模式(即存在不同等級的節(jié)點(diǎn)、有中心節(jié)點(diǎn)和普通節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò))，子節(jié)點(diǎn)之間的通信需要分層級轉(zhuǎn)發(fā)，存在響應(yīng)時間較長的問題，設(shè)備在緊急情況下無法及時將信息上報。另外，這兩種傳統(tǒng)組網(wǎng)模式均使用單頻段通信或固定在一個工作頻段，易于發(fā)生沖突，降低系統(tǒng)效率。
[0006]同時，在頻率分配模式方面，傳統(tǒng)電力線通信系統(tǒng)也存在問題。對于傳統(tǒng)的單頻點(diǎn)工作模式，相近子節(jié)點(diǎn)、相鄰小區(qū)的同頻干擾嚴(yán)重，電力線信道中的沖突嚴(yán)重，影響系統(tǒng)容量和性能。對于多頻點(diǎn)工作模式，目前窄帶電力線通信系統(tǒng)的工作頻帶范圍一般在20?500kHz，對于50kHz左右?guī)挼恼瓗?yīng)用而言，多個頻點(diǎn)的組網(wǎng)模式是切實可行的。然而，當(dāng)前電力線通信系統(tǒng)的子節(jié)點(diǎn)大部分采用模擬變頻的設(shè)計方式，每個子節(jié)點(diǎn)需要設(shè)計制作對應(yīng)多個頻帶的多個變頻單元和模擬前端，導(dǎo)致設(shè)備復(fù)雜度和組網(wǎng)成本很高。另外，如何避免通信距離接近的設(shè)備使用相同或鄰近的頻率而導(dǎo)致相互干擾，也是目前存在的多頻組網(wǎng)需要解決的重要問題。
[0007]為實現(xiàn)電力線通信系統(tǒng)中靈活高效的多頻組網(wǎng)，本專利提出了一種電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用的虛擬子載波技術(shù)進(jìn)行多頻組網(wǎng)的方法。該方法可以利用正交頻分多址接入技術(shù)，每個子節(jié)點(diǎn)僅需一個模擬前端，利用同一個OFDM系統(tǒng)工作頻帶，靈活地進(jìn)行數(shù)字變頻，大大節(jié)約了成本，降低了設(shè)備復(fù)雜度和實現(xiàn)復(fù)雜度。同時，能夠克服上述傳統(tǒng)組網(wǎng)方案中存在的組網(wǎng)模式、頻率分配模式的缺點(diǎn)，可適應(yīng)多種通信環(huán)境和組網(wǎng)需求，有效提升電力線通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量和通信性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008](一)要解決的技術(shù)問題
[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:如何提供一種電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多頻組網(wǎng)方法及裝置，該方法及裝置實現(xiàn)的多頻組網(wǎng)方法可適應(yīng)多種通信環(huán)境和組網(wǎng)需求，具有組網(wǎng)靈活、頻譜利用率高、設(shè)備成本和實現(xiàn)復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)，能克服現(xiàn)有電力線通信系統(tǒng)中組網(wǎng)方法的缺點(diǎn)和不足，有效減少通信沖突和網(wǎng)絡(luò)控制開銷，降低設(shè)備相互干擾，提升電力線通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量和通信性能。
[0010](二)技術(shù)方案
[0011]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種電力線通信系統(tǒng)中基于OFDM的多頻組網(wǎng)方法，包括:在子節(jié)點(diǎn)中設(shè)定一個或多個主節(jié)點(diǎn)以及中心節(jié)點(diǎn)，其中，物理通信距離相互靠近的子節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個子域，子域內(nèi)設(shè)定一個中心節(jié)點(diǎn)；物理通信距離相互靠近的子域為相鄰子域，子域間通信需通過中心節(jié)點(diǎn)；根據(jù)頻譜規(guī)劃要求，將通信系統(tǒng)工作頻帶劃分為若干互不相交的子頻段；所述子節(jié)點(diǎn)在子域內(nèi)通信時采用正交頻分多址(OFDMA)技術(shù)，將子域內(nèi)子節(jié)點(diǎn)間通信占用的子頻段對應(yīng)子載波設(shè)置為有效子載波，其余設(shè)置為虛擬子載波；所述中心節(jié)點(diǎn)間在通信時采用正交頻分多址(OFDMA)技術(shù)，將子域間中心節(jié)點(diǎn)間通信占用的子頻段對應(yīng)子載波設(shè)置為有效子載波，其余設(shè)置為虛擬子載波。
[0012]優(yōu)選地，所述子域的構(gòu)成為:由主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行劃分，主節(jié)點(diǎn)用于網(wǎng)絡(luò)控制和與外界網(wǎng)絡(luò)的信息交互；或者，由所述子節(jié)點(diǎn)根據(jù)物理通信距離自組織劃分。
[0013]優(yōu)選地，當(dāng)所述子節(jié)點(diǎn)中的發(fā)送子節(jié)點(diǎn)和接收子節(jié)點(diǎn)所在的子域是不相鄰子域時，通過所述相鄰子域的子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行中繼和轉(zhuǎn)發(fā)。
[0014]優(yōu)選地，所述子頻段的分配接入模式為:由所述主節(jié)點(diǎn)為各子域預(yù)先分配子域內(nèi)通信子頻段和子域間通信子頻段進(jìn)行通信；或者，由所述子節(jié)點(diǎn)實時自主偵聽能夠使用的子頻段進(jìn)行接入和通信。
[0015]優(yōu)選地，由所述主節(jié)點(diǎn)為各子域預(yù)先分配子域內(nèi)通信子頻段和子域間通信子頻段進(jìn)行通信時，預(yù)先分配的方式為:以正交頻分多址結(jié)合時分多址(TDMA)的方式分配時域、頻域資源，允許不同子節(jié)點(diǎn)通過時分多址的方式同時使用一個或多個子頻段；或者，以正交頻分多址結(jié)合頻分多址(FDMA)的方式分配頻域資源，各個子節(jié)點(diǎn)每次通信僅占用一個子頻段。
[0016]優(yōu)選地，以正交頻分多址結(jié)合頻分多址的方式分配頻域資源時，所述相鄰子域使用的所述子域內(nèi)通信子頻段不同，且在頻譜上不相鄰；每一個子域與不同的相鄰子域間通信使用的子頻段不同，每一個子域與其相鄰子域間通信使用的子頻段與該子域內(nèi)通信使用的子頻段不同。
[0017]優(yōu)選地，由所述子節(jié)點(diǎn)實時自主偵聽能夠使用的子頻段進(jìn)行接入和通信時，時域、頻域資源的偵聽方式為載波偵聽多址接入(CSMA)，或者時分復(fù)用接入(TDMA)。
[0018]優(yōu)選地，所述OFDM 技術(shù)為 TDS-OFDM、CP-OFDM 或 ZP-OFDM 技術(shù)。
[0019]優(yōu)選地，所述子節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號包括:待傳輸信號依次經(jīng)過擾碼、編碼、映射、交織、組幀、后處理、上變頻和濾波處理；所述子節(jié)點(diǎn)接收信號包括:待傳輸信號依次經(jīng)過濾波、下變頻、預(yù)處理、解幀、解交織、解映射、解碼、解擾處理。
[0020]本發(fā)明還提供了一種電力線通信系統(tǒng)中基于OFDM的子節(jié)點(diǎn)多頻組網(wǎng)裝置，包括:子節(jié)點(diǎn)子域識別模塊，用于使子節(jié)點(diǎn)通過主節(jié)點(diǎn)提供的信息或者自主根據(jù)與其他子節(jié)點(diǎn)的物理通信距離，識別所在子域；子域中心節(jié)點(diǎn)設(shè)置模塊，用于使所述子節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述子域的結(jié)構(gòu)模式，與相同子域內(nèi)的子節(jié)點(diǎn)協(xié)同，選擇設(shè)置其所在子域的中心節(jié)點(diǎn)；子節(jié)點(diǎn)子頻段選取模塊，用于使所述子節(jié)點(diǎn)通過所述主節(jié)點(diǎn)預(yù)分配的方式或者自主偵聽的方式，選取其所在子域的子域內(nèi)通信子頻段；子節(jié)點(diǎn)通信模塊，用于將子節(jié)點(diǎn)通信所需的所述子頻段對應(yīng)子載波設(shè)置為有效子載波，其余設(shè)置為虛擬子載波，完成信號的發(fā)送和接收處理。
[0021](三)有益效果
[0022]本發(fā)明電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用技術(shù)及其虛擬子載波技術(shù)，結(jié)合電力線通信系統(tǒng)信道環(huán)境和系統(tǒng)架構(gòu)特點(diǎn)，提供了一種用于電力線通信系統(tǒng)中的基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多頻組網(wǎng)方法及裝置，該方法及裝置實現(xiàn)的多頻組網(wǎng)可適應(yīng)多種通信環(huán)境和組網(wǎng)需求，具有組網(wǎng)靈活、頻譜利用率高、設(shè)備成本和實現(xiàn)復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)，可以充分合理利用工作頻帶，提升通信有效性，減少沖突和控制冗余，降低系統(tǒng)中設(shè)備的相互干擾，提升電力線通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量和通信性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為依照本發(fā)明一種實施方式的電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多頻組網(wǎng)方法流程圖；
[0024]圖2為依照本發(fā)明一種實施方式的電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多頻組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖3為依照本發(fā)明一種實施方式的電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多頻組網(wǎng)子頻帶分配接入示意圖；
[0026]圖4為依照本發(fā)明一種實施方式的電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多頻組網(wǎng)裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖5為依照本發(fā)明實施例1的電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多頻組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖6為依照本發(fā)明實施例1的電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多頻組網(wǎng)子頻帶分配接入示意圖；
[0029]圖7為依照本發(fā)明實施例2的電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多頻組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖8為依照本發(fā)明實施例2的電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多頻組網(wǎng)子頻帶分配接入示意圖；
[0031]圖9為依照本發(fā)明實施例3的電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多頻組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；
[0032]圖10為依照本發(fā)明實施例3的電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多頻組網(wǎng)子頻帶分配接入示意圖；
[0033]圖11為依照本發(fā)明實施例3的電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多頻組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖12為依照本發(fā)明實施例3的電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多頻組網(wǎng)子頻帶分配接入示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0036]如圖1所示，依照本發(fā)明一種實施方式的電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多頻組網(wǎng)方法包括步驟:
[0037]S1、在子節(jié)點(diǎn)中設(shè)定一個或多個主節(jié)點(diǎn)以及中心節(jié)點(diǎn)，其中，物理通信距離相互靠近的子節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個子域，子域內(nèi)設(shè)定一個中心節(jié)點(diǎn)；物理通信距離相互靠近的子域為相鄰子域，子域間通信需通過中心節(jié)點(diǎn)；
[0038]依照本發(fā)明一種實施方式的電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多頻組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。整個網(wǎng)絡(luò)設(shè)定一個主節(jié)點(diǎn)m。網(wǎng)絡(luò)中含有多個子節(jié)點(diǎn)，標(biāo)記為:
`a。，a”a2, a3, b0, b” b2, b3, c0, C1, C2......。若干物理通信距離相互靠近的子節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個子
域，網(wǎng)絡(luò)中一共構(gòu)成N個子域，標(biāo)記為:子域A，子域B，子域C，......。其中，子域A包含的
子節(jié)點(diǎn)為a” i=0, I, 2，…，子域B包含的子節(jié)點(diǎn)為by j=0, I, 2，…，子域C包含的子節(jié)點(diǎn)為ct, t=0, I, 2，...,依此類推。
[0039]子域劃分模式有兩種選擇:D1_由主節(jié)點(diǎn)劃分子域；D2_由各子節(jié)點(diǎn)根據(jù)物理通信距離自組織劃分子域。在Dl模式下，主節(jié)點(diǎn)用于網(wǎng)絡(luò)控制和與外界網(wǎng)絡(luò)的信息交互，主節(jié)點(diǎn)根據(jù)各節(jié)點(diǎn)的位置信息和相互之間的物理通信距離信息，進(jìn)行綜合分析，得出子域劃分方法，并將整個網(wǎng)絡(luò)的所有子節(jié)點(diǎn)劃分為子域A，子域B，子域C，……。在D2模式下，網(wǎng)絡(luò)中各子節(jié)點(diǎn)檢測周圍物理通信距離鄰近的子節(jié)點(diǎn)，通過自組織的方式形成若干子域，即EL1, 1=0, I, 2，…形成子域A, bj, j=0, I, 2，…形成子域B,等等,形成子域后告知主節(jié)點(diǎn)和全網(wǎng)其他子節(jié)點(diǎn)，完成子域的劃分。
`[0040]當(dāng)發(fā)送子節(jié)點(diǎn)和接收子節(jié)點(diǎn)所在子域是不相鄰子域時，通過相鄰子域的中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行中繼和轉(zhuǎn)發(fā)。即當(dāng)子域X與子域Y不相鄰時，在子域X中的子節(jié)點(diǎn)Xi作為發(fā)送端，向子域Y中的接收子節(jié)點(diǎn)Yj傳輸信號，需要經(jīng)過一系列相鄰子域中心節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)，即信號應(yīng)該依次經(jīng)過以下子域發(fā)送:子域X —子域Z1 —子域Z2 —…一子域Zn —子域Y，其中發(fā)送子域序列里相鄰的子域在物理通信距離上必須是相鄰子域。
[0041]子域間子節(jié)點(diǎn)通信需要通過中心節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，每個子域內(nèi)的中心節(jié)點(diǎn)用下標(biāo)O表示，如子域A的中心節(jié)點(diǎn)用a。表示，當(dāng)子域A的子節(jié)點(diǎn)a” i古O需要向子域B的子節(jié)點(diǎn)
b,,j Φ O發(fā)送信號時，需要經(jīng)過子域A的中心結(jié)點(diǎn)％和子域B的中心節(jié)點(diǎn)k轉(zhuǎn)發(fā)，即信號傳輸路徑為Si — aQ — bQ — bj。
[0042]S2、根據(jù)頻譜規(guī)劃要求，將通信系統(tǒng)工作頻帶劃分為若干互不相交的子頻段；
[0043]如圖3所示，依照本發(fā)明一種實施方式的電力線通信系統(tǒng)中基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的多頻組網(wǎng)子頻段劃分和分配方法，包含以下幾個方面內(nèi)容:
[0044]將多頻組網(wǎng)系統(tǒng)工作頻帶劃分為若干個子頻段，如圖3所示的子頻段1、子頻段
2、…子頻段K。多頻組網(wǎng)系統(tǒng)工作頻帶的范圍應(yīng)不大于OFDM系統(tǒng)帶寬，即如圖3中所示的子頻段1、子頻段2、…子頻段K的帶寬之和應(yīng)不大于OFDM系統(tǒng)帶寬；
[0045]子頻段分配接入模式有兩種選擇:M1，即由主節(jié)點(diǎn)為各子域預(yù)先分配子域內(nèi)通信子頻段和子域間通信子頻段進(jìn)行通信；M2，即由各子節(jié)點(diǎn)實時自主偵聽可以使用的子頻段進(jìn)行接入和通信；
[0046]在所述Ml模式下，子頻段的預(yù)先分配方式有兩種:M11，即以正交頻分多址結(jié)合時分多址(TDMA)的方式分配時域、頻域資源，允許不同子節(jié)點(diǎn)通過時分多址的方式同時使用一個或多個子頻段；或者，M12，即以正交頻分多址結(jié)合頻分多址(FDMA)的方式分配頻域資源，各個子節(jié)點(diǎn)每次通信僅占用一個子頻段；
[0047]在所述Mll模式下，不同子節(jié)點(diǎn)可以通過時分多址的方式同時分配使用多個子頻段，即:子域內(nèi)子節(jié)點(diǎn)間通信或子域間中心節(jié)點(diǎn)間通信所使用的子頻段可以為系統(tǒng)工作頻帶中的任意若干個子頻段，當(dāng)某個子頻段同時有超過一個子節(jié)點(diǎn)或中心節(jié)點(diǎn)使用時，通過時分多址的方式對該子頻段進(jìn)行接入復(fù)用；
[0048]在所述M12模式下，各子域預(yù)先分配的子頻段有以下具體要求:
[0049]相鄰子域使用的子域內(nèi)通信子頻段不同，且在頻譜上不相鄰:如圖2所示，子域A和子域B分配的子域內(nèi)通信子頻段分別為子頻段kA和子頻段&，則kA，kB e {1,2, 3,-,K}且 kA 關(guān) kB, |kA-kB|>l ；
[0050]每一個子域與不同的相鄰子域通信使用的子域間通信子頻段不同:例如當(dāng)子域A與子域X相鄰，子域A與子域Y相鄰時(X，Ye {B，C，...}，X古Y)，子域A與子域X、子域A與子域Y通信使用的子域間通信子頻段分別為子頻段kAX和子頻段kAY，kAX, kAY e {1,2, 3，…，K}，
則 kAX 幸 kAY ；
[0051]每一個子域與其相鄰子域通信使用的子域間通信子頻段與該子域使用的子域內(nèi)通信子頻段不同:若子域A與子域X相鄰，Xe {B，C，…}，子域A與子域X通信使用的子域間通信子頻段為子頻段kAX，子域A的子域內(nèi)通信子頻段為子頻段kA，kAX，kA e {I, 2，3，…，K}，則kAX幸kA ；
[0052]每個子域與其他子域的子域間通信子頻段的帶寬之和大于該子域的子域內(nèi)通信子頻段的帶寬:設(shè)與子域A可以互相通信的子域(與子域A相鄰的子域)為子域Xn，Xn e {B, C，D,…}，n=l, 2，…，N,子域A與子域Xn通信使用的子域間通信子頻段為子頻段
kiX>>，子域A的子域內(nèi)通信子頻段為子頻段，kA e {1，2，3，…，K}，則有
[0053]
【權(quán)利要求】
1.一種電力線通信系統(tǒng)中基于OFDM的多頻組網(wǎng)方法，其特征在于，包括: 在子節(jié)點(diǎn)中設(shè)定一個或多個主節(jié)點(diǎn)以及中心節(jié)點(diǎn)，其中，物理通信距離相互靠近的子節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個子域，子域內(nèi)設(shè)定一個中心節(jié)點(diǎn)；物理通信距離相互靠近的子域為相鄰子域，子域間通信需通過中心節(jié)點(diǎn)； 根據(jù)頻譜規(guī)劃要求，將通信系統(tǒng)工作頻帶劃分為若干互不相交的子頻段； 所述子節(jié)點(diǎn)在子域內(nèi)通信時采用正交頻分多址(OFDMA)技術(shù)，將子域內(nèi)子節(jié)點(diǎn)間通信占用的子頻段對應(yīng)子載波設(shè)置為有效子載波，其余設(shè)置為虛擬子載波； 所述中心節(jié)點(diǎn)間在通信時采用正交頻分多址(OFDMA)技術(shù)，將子域間中心節(jié)點(diǎn)間通信占用的子頻段對應(yīng)子載波設(shè)置為有效子載波，其余設(shè)置為虛擬子載波。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述子域的構(gòu)成為:由主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行劃分，主節(jié)點(diǎn)用于網(wǎng)絡(luò)控制和與外界網(wǎng)絡(luò)的信息交互；或者，由所述子節(jié)點(diǎn)根據(jù)物理通信距離自組織劃分。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，當(dāng)通信中的發(fā)送子節(jié)點(diǎn)和接收子節(jié)點(diǎn)所在的子域是不相鄰子域時，通過所述相鄰子域的中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行中繼和轉(zhuǎn)發(fā)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述子頻段的分配接入模式為:由所述主節(jié)點(diǎn)為各子域預(yù)先分配子域內(nèi)通信子頻段和子域間通信子頻段進(jìn)行通信；或者，由所述子節(jié)點(diǎn)實時自主偵聽能夠使用的子頻段進(jìn)行接入和通信。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，由所述主節(jié)點(diǎn)為各子域預(yù)先分配子域內(nèi)通信子頻段和子域間通信子頻段進(jìn)行通信時，預(yù)先分配的方式為:以正交頻分多址結(jié)合時分多址(TDMA)的方式分配時域、頻域資源，允許不同子節(jié)點(diǎn)通過時分多址的方式同時使用一個或多個子頻段；或者，以正交頻分多址結(jié)合頻分多址(FDMA)的方式分配頻域資源，各個子節(jié)點(diǎn)每次通信僅占用一個 子頻段。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，以正交頻分多址結(jié)合頻分多址的方式分配頻域資源時，所述相鄰子域使用的子域內(nèi)通信子頻段不同，且在頻譜上不相鄰；每一個子域與其相鄰子域間通信使用的子頻段與該子域內(nèi)通信使用的子頻段不同；每一個子域與不同的相鄰子域間通信使用的子頻段不同。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，由所述子節(jié)點(diǎn)實時自主偵聽能夠使用的子頻段進(jìn)行接入和通信時，時域、頻域資源的偵聽方式為載波偵聽多址接入(CSMA)，或者時分復(fù)用接入(TDMA)。
8.如權(quán)利要求1、2、4、5、6或7所述的方法，其特征在于，所述OFDM技術(shù)為TDS-0FDM、CP-OFDM 或 ZP-OFDM 技術(shù)。
9.如權(quán)利要求1、2、4、5、6或7所述的方法，其特征在于，所述子節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號包括:待傳輸信號依次經(jīng)過擾碼、編碼、映射、交織、組幀、后處理、上變頻和濾波處理；所述子節(jié)點(diǎn)接收信號包括:待傳輸信號依次經(jīng)過濾波、下變頻、預(yù)處理、解幀、解交織、解映射、解碼、解擾處理。
10.一種電力線通信系統(tǒng)中基于OFDM的子節(jié)點(diǎn)多頻組網(wǎng)裝置，其特征在于，包括: 子節(jié)點(diǎn)子域識別模塊，用于使子節(jié)點(diǎn)通過主節(jié)點(diǎn)提供的信息或者自主根據(jù)與其他子節(jié)點(diǎn)的物理通信距離，識別所在子域； 子域中心節(jié)點(diǎn)設(shè)置模塊，用于使所述子節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述子域的結(jié)構(gòu)模式，與相同子域內(nèi)的子節(jié)點(diǎn)協(xié)同，選擇設(shè)置其所在子域的中心節(jié)點(diǎn)； 子節(jié)點(diǎn)子頻段選取模塊，用于使所述子節(jié)點(diǎn)通過所述主節(jié)點(diǎn)預(yù)分配的方式或者自主偵聽的方式，選取其所在子域的子域內(nèi)通信子頻段； 子節(jié)點(diǎn)通信模塊，用于將子節(jié)點(diǎn)間通信采用的子頻段對應(yīng)子載波設(shè)置為有效子載波，其余設(shè)置為虛擬子 載波，完成信號的發(fā)送和接收處理。
【文檔編號】H04L27/26GK103457900SQ201310395712
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】楊昉, 劉思聰, 宋健, 彭克武 申請人:清華大學(xué)