上改善信道利用率；
[0044] (5)多流、時(shí)隙通信方法支持多條虛擬鏈路并行工作，MC層按照時(shí)隙結(jié)構(gòu)來調(diào)度 不同連接的數(shù)據(jù)，解決了因物理層調(diào)制、解碼、處理等信號(hào)處理時(shí)延導(dǎo)致的信道利用率低下 的問題。
【附圖說明】
[0045] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例中電力線載波通信層結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中PLC設(shè)備的層結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中數(shù)據(jù)包包頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中連接狀態(tài)示意圖；
[0049] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例中時(shí)隙MAC幀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例中發(fā)送端工作流程圖；
[0051] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例中接收端工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0053] 本發(fā)明提出一種適用于高丟包率環(huán)境且支持可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)腜LC鏈路層通信方 法，具體來說，本發(fā)明設(shè)計(jì)了電力線載波通信層結(jié)構(gòu)，提出了數(shù)據(jù)包到數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換協(xié)議，即 P2SP (Packet to Stream Protocol)協(xié)議，可將去往同一個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)匯聚成數(shù)據(jù)流，提出 了一種多流、時(shí)隙傳輸方法，采用選擇性重傳機(jī)制，可在丟包率大于等于90%的情況下實(shí)現(xiàn) 可靠的數(shù)據(jù)傳輸，且媒體使用率接近100%。
[0054] 本發(fā)明具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
[0055] (1)可以在高丟包率（大于90% )環(huán)境下保證可靠的數(shù)據(jù)傳輸，能夠適應(yīng)電力線 載波惡劣的通信環(huán)境，為智能配用電業(yè)務(wù)提供可靠的通信服務(wù)。
[0056] (2)電力線載波通信層結(jié)構(gòu)符合基于IP網(wǎng)絡(luò)的層結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的通用性，能夠 適應(yīng)未來網(wǎng)絡(luò)IP化的發(fā)展趨勢(shì)。
[0057] (3)在鏈路層設(shè)計(jì)了 P2SP協(xié)議，將去往同一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包匯聚成數(shù)據(jù)流， 可大大減少通信開銷并提高數(shù)據(jù)包的抗干擾能力，尤其是在數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度不定，短數(shù)據(jù)包較 多的情況下。智能電網(wǎng)監(jiān)測(cè)控制業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)包普遍較短，故當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于智能電網(wǎng)時(shí)，可 以帶來很大的性能增益。
[0058] (4)對(duì)于每一個(gè)虛擬連接來說，采用停止等待、重傳此時(shí)不限的重傳策略，對(duì)于系 統(tǒng)來說，采用選擇重傳策略，不僅可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，還能夠提高媒體利用率。
[0059] (5)涉及一種多流、時(shí)隙通信方式，實(shí)現(xiàn)多流并行傳輸，能夠解決因 OFDM等先進(jìn)調(diào) 制方式的調(diào)制解調(diào)時(shí)間長(zhǎng)及鏈路層重傳策略導(dǎo)致的媒體利用率低下等問題。
[0060] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中電力線載波通信層結(jié)構(gòu)，，它能夠適應(yīng)電力通信網(wǎng)絡(luò)IP化 的發(fā)展趨勢(shì)，具有較強(qiáng)的兼容性和生命力。UDP表示用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，TCP表示傳輸控制協(xié) 議，TLS表不安全傳輸層協(xié)議。
[0061] 圖2為本發(fā)明提出的PLC設(shè)備層結(jié)構(gòu)，其中地址解析模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)IP地址和節(jié)點(diǎn) 物理地址之間的映射。地址映射可以通過管理界面進(jìn)行手動(dòng)配置，也可以通過地址解析協(xié) 議等自動(dòng)完成地址映射。P2SP表示鏈路層的數(shù)據(jù)包到數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換協(xié)議，它將去往同一個(gè)地 址的多個(gè)數(shù)據(jù)包匯聚成數(shù)據(jù)流，可以提高短數(shù)據(jù)包的抗干擾能力，減少不必要的開銷。
[0062] 本發(fā)明提供一種適用于高丟包率環(huán)境的PLC鏈路層通信方法，所述方法包括以下 步驟：
[0063] (1)發(fā)送端接收到數(shù)據(jù)包時(shí)，首先將數(shù)據(jù)包映射到某個(gè)虛擬連接中；所述數(shù)據(jù)包 包括上層應(yīng)用數(shù)據(jù)包和鏈路層控制數(shù)據(jù)包。
[0064] (2)發(fā)送端將每個(gè)虛擬連接中的數(shù)據(jù)包匯聚成數(shù)據(jù)流；所述發(fā)送端采用P2SP協(xié)議 將每個(gè)虛擬連接中的數(shù)據(jù)包匯聚成數(shù)據(jù)流。
[0065] 所述發(fā)送端根據(jù)數(shù)據(jù)包的類型填充P2SP協(xié)議頭，將所有數(shù)據(jù)包串聯(lián)，將數(shù)據(jù)包匯 聚成數(shù)據(jù)流。
[0066] 所述P2SP協(xié)議頭長(zhǎng)度為2個(gè)字節(jié)，其由關(guān)鍵字和碼字構(gòu)成；關(guān)鍵字長(zhǎng)度為12個(gè)比 特，為固定的序列，如0xAC5,表示數(shù)據(jù)包的開始；碼字長(zhǎng)度為4個(gè)比特，表示數(shù)據(jù)包的類型。 12個(gè)比特的關(guān)鍵字意味著每4096個(gè)字節(jié)需要2字節(jié)的填充，開銷相對(duì)較小。碼字的意義如 表1所示：
[0067] 表 1
[0068]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種適用于高丟包率環(huán)境的PLC鏈路層通信方法，其特征在于：所述方法包括以下 步驟： 步驟1 :發(fā)送端接收到數(shù)據(jù)包時(shí)，首先將數(shù)據(jù)包映射到某個(gè)虛擬連接中； 步驟2 :發(fā)送端將每個(gè)虛擬連接中的數(shù)據(jù)包匯聚成數(shù)據(jù)流； 步驟3 :發(fā)送端鏈路層將數(shù)據(jù)流進(jìn)行分段封裝； 步驟4 :發(fā)送端選擇虛擬連接，并進(jìn)行數(shù)據(jù)包傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高丟包率環(huán)境的PLC鏈路層通信方法，其特征在于： 所述步驟1中，數(shù)據(jù)包包括上層應(yīng)用數(shù)據(jù)包和鏈路層控制數(shù)據(jù)包。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高丟包率環(huán)境的PLC鏈路層通信方法，其特征在于： 所述步驟2中，發(fā)送端采用P2SP協(xié)議將每個(gè)虛擬連接中的數(shù)據(jù)包匯聚成數(shù)據(jù)流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的適用于高丟包率環(huán)境的PLC鏈路層通信方法，其特征在 于：所述發(fā)送端采用P2SP協(xié)議將每個(gè)虛擬連接中的數(shù)據(jù)包匯聚成數(shù)據(jù)流的具體過程如下： 所述發(fā)送端根據(jù)數(shù)據(jù)包的類型填充P2SP協(xié)議頭，將所有數(shù)據(jù)包串聯(lián)，將數(shù)據(jù)包匯聚成 數(shù)據(jù)流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于高丟包率環(huán)境的PLC鏈路層通信方法，其特征在于： 所述P2SP協(xié)議頭長(zhǎng)度為2個(gè)字節(jié)，其由關(guān)鍵字和碼字構(gòu)成；關(guān)鍵字長(zhǎng)度為12位，為固定的 序列，表示數(shù)據(jù)包的開始；碼字長(zhǎng)度為4位，表示數(shù)據(jù)包的類型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高丟包率環(huán)境的PLC鏈路層通信方法，其特征在于： 所述步驟3中，發(fā)送端鏈路層將數(shù)據(jù)流進(jìn)行分段封裝，具體是將數(shù)據(jù)流分裝成長(zhǎng)度相同的 數(shù)據(jù)段，并在數(shù)據(jù)段之前添加鏈路層包頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適用于高丟包率環(huán)境的PLC鏈路層通信方法，其特征在于： 所述數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度和系統(tǒng)采用的調(diào)制模式有關(guān)；具體為： 1) 當(dāng)系統(tǒng)采用增強(qiáng)模式時(shí)，數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度是常規(guī)模式時(shí)的二倍； 2) 當(dāng)系統(tǒng)采用魯棒模式時(shí)，數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度是常規(guī)模式的二分之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適用于高丟包率環(huán)境的PLC鏈路層通信方法，其特征在于： 所述鏈路層包頭包括重啟標(biāo)識(shí)、初始標(biāo)識(shí)、連接ID、起始地址、數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度、響應(yīng)標(biāo)識(shí)和發(fā)送 標(biāo)識(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高丟包率環(huán)境的PLC鏈路層通信方法，其特征在于： 所述步驟4中，有數(shù)據(jù)包發(fā)送需求時(shí)，發(fā)送端選擇發(fā)送虛擬連接，被選中的虛擬連接開始進(jìn) 行數(shù)據(jù)包傳輸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的適用于高丟包率環(huán)境的PLC鏈路層通信方法，其特征在 于：?jiǎn)蝹€(gè)虛擬連接包含4種數(shù)據(jù)包傳輸狀態(tài)，分別為：調(diào)制、發(fā)送、解調(diào)、上層數(shù)據(jù)處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的適用于高丟包率環(huán)境的PLC鏈路層通信方法，其特征在 于：所述發(fā)送端選擇虛擬連接時(shí)，確保不同的虛擬連接處于不同的數(shù)據(jù)包傳輸狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的適用于高丟包率環(huán)境的PLC鏈路層通信方法，其特征在 于：被選中的虛擬連接開始發(fā)送數(shù)據(jù)包，若收到確認(rèn)消息，則表明數(shù)據(jù)包發(fā)送成功，重置發(fā) 送標(biāo)識(shí)；否則，等待發(fā)送端再次選擇該虛擬連接時(shí)重傳數(shù)據(jù)包。
13. -種適用于高丟包率環(huán)境的PLC鏈路層通信方法，其特征在于：所述方法包括以下 步驟： 步驟I:接收端接收到物理層數(shù)據(jù)包后，檢驗(yàn)CRC是否正確，若正確，則向發(fā)送端發(fā)送確 認(rèn)消息，進(jìn)入步驟2,否則直接將物理層數(shù)據(jù)包丟棄； 步驟2 :接收端將接收到的物理層數(shù)據(jù)包上傳至鏈路層； 步驟3 :鏈路層去掉鏈路層包頭，并將數(shù)據(jù)包映射到相應(yīng)的虛擬連接中； 步驟4:虛擬連接根據(jù)P2SP協(xié)議對(duì)接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，并根據(jù)數(shù)據(jù)包的類型將 其傳輸至對(duì)應(yīng)的上層。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種適用于高丟包率環(huán)境的PLC鏈路層通信方法，針對(duì)發(fā)送端，包括以下步驟：接收到上層應(yīng)用或鏈路層控制數(shù)據(jù)包時(shí)，將其映射到某個(gè)虛擬連接中；采用P2SP協(xié)議將每個(gè)虛擬連接中的數(shù)據(jù)包匯聚成數(shù)據(jù)流；將數(shù)據(jù)流進(jìn)行分段封裝；選擇虛擬連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)包傳輸。針對(duì)接收端，包括以下步驟：接收到物理層數(shù)據(jù)包且CRC正確時(shí)，向發(fā)送端發(fā)送確認(rèn)消息；將接收到的數(shù)據(jù)包上傳至鏈路層；去掉鏈路層包頭，并將數(shù)據(jù)包映射到相應(yīng)的虛擬連接中；采用P2SP協(xié)議解析出上層應(yīng)用數(shù)據(jù)包或鏈路層控制數(shù)據(jù)包。該方法可提高短數(shù)據(jù)包的抗干擾能力，在時(shí)隙系統(tǒng)中解決因短數(shù)據(jù)包傳輸造成信道利用率低下的問題，在高丟包率環(huán)境下實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸，且傳輸媒體利用率接近100％。
【IPC分類】H04B3-54, H04L1-00
【公開號(hào)】CN104796176
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510213689
【發(fā)明人】劉偉麟, 安春燕, 李建岐, 陸陽, 高鴻堅(jiān), 李超, 趙勇, 趙濤, 禇廣斌
【申請(qǐng)人】中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月29日