[发明专利]一种电力线通信网的信道接入控制方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力线通信领域，具体地，涉及电力线通信网的信道接入控制方法和系统。

背景技术

低压电力线通信（Low-Voltage Powerline Communications，以下简称LPLC）技术作为电力行业特有的通信技术，拥有覆盖范围广、成本低的巨大优势，广泛用于电力用户用电信息采集系统，在智能配用电领域有着巨大的应用前景。

在LPLC网络的MAC协议中目前广泛采用的仍是CSMA/CA机制。在基于时隙窗口的竞争性CSMA/CA协议中，如果有数据需要发送，通信节点首先在发送窗口内等概率随机选择一个发送时隙；之后通信节点一直侦听信道，直到侦听到该随机选择的发送时隙，如果在此侦听期间内没有其他节点使用电力线信道，节点立即发送数据；否则在信道空闲后重新选择发送时隙。CSMA/CA中定义了3种帧间隔(IFS)，其中DIFS(分布式协调IFS)用于异步帧竞争访问。

CSMA/CA协议的工作流程主要分为两个部分：

1）监听信道状态，等信道空闲维持一段时间后，再等待一段随机的时间后依然信道空闲，才发送数据。如果信道繁忙，则每个节点采用的基于二进制指数的随机规避时间，以减少冲突的机会。

2）送出数据前，先发送一个短帧的请求传送报文(RTS:Request to Send)给目标端，等待目标端回应（CTS:Clear to Send）报文后，才开始传送数据。利用RTS-CTS握手(handshake)程序，确保接下来传送数据帧时，不会被碰撞。

在用电信息采集系统通信应用中，现有的CSMA/CA机制存在一定的问题：当众多节点同时响应主站的查询指令并同时发送数据，容易造成多节点同时忙或闲，导致忙时节点对信道的竞争频繁，需要经过很长时间来调整时间窗口值，重传次数的增加，在较高负荷的网络中重传的增加意味着网络中信道争用的恶性循环，以致网络拥塞。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中LPLC网络中CSMA/CA机制信道竞争频繁导致通信效率差的问题，根据本发明的一个方面，提出一种电力线通信网的信道接入控制方法和系统。

根据本发明的电力线通信网的信道接入控制方法，包括：

主站根据发送数据的各节点的节点数，将各节点发送数据的时间窗口划分为多个时隙；

各节点计算并比较其在各时隙的发送数据概率，由发送数据概率最大的节点在对应的时隙向主站发送数据。

本发明的电力线通信网的信道接入控制方法，通过事件驱动和概率函数相结合的方式，保证每次发送数据竞争时，网络中仅有一个节点发送数据的概率最高，故而能有效抑制或减少信道争用冲突。

本发明的电力线通信网的信道接入控制方法，能有效减少数据重发的次数，故能降低电力线通信网络时延；且实现较为简单，降低系统复杂度。

本发明是为了克服现有技术中LPLC网络中CSMA/CA机制信道竞争频繁导致通信效率和通信质量不高的问题，根据本发明的一个方面，提出一种电力线通信网的信道接入控制系统。

根据本发明的电力线通信网的信道接入控制系统，包括：

主站，包括时隙划分模块，用于根据发送数据的各节点的节点数，将各节点发送数据的时间窗口划分为多个时隙；

节点，包括计算发送模块，用于计算并比较其在各时隙的发送数据概率，由发送数据概率最大的节点在对应的时隙向主站发送数据。

本发明的电力线通信网的信道接入控制的系统，通过事件驱动和概率函数相结合的方式，保证每次发送数据竞争时，网络中仅有一个节点发送数据的概率最高，故而能有效抑制或减少信道争用冲突。

本发明的电力线通信网的信道接入控制的系统，能有效减少数据重发的次数，故能降低电力线通信网络时延；且实现较为简单，降低系统复杂度。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例的电力线通信网的信道接入控制方法的工作流程图；

图2为本发明实施例的电力线通信网的信道接入控制方法的具体步骤流程图；