利用电力线载波在电力线上传输数据的方法和系统的制作方法

利用电力线载波在电力线上传输数据的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及电力线载波通信，公开了一种用于在电力线上传输数据的方法和系统。该方法包括：获取电力线上的负载相关信息；根据所获取的负载相关信息，确定用于发送数据的电力线的路由选择；以及，根据所确定的电力线的路由选择，从当前设备向下一跳设备发送所述数据。通过本发明的方法和系统，可以有效地提高电力线载波通信的数据的准确性。
【专利说明】利用电力线载波在电力线上传输数据的方法和系统

【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，尤其涉及利用电力线载波在电力线上传输数据的方法和系统。

【背景技术】
[0002]电力线载波通信(也称PLC-Power Line Carrier)是利用高压输电线作为传输通路的载波通信方式，用于电力系统的调度通信、远动、保护、生产指挥、行政业务通信及各种信息传输。电力线路是为输送50Hz强电设计的，线路衰减小，机械强度高，传输可靠，电力线载波通信复用电力线路进行通信不需要通信线路建设的基建投资和日常维护费用，其可广泛用于监控、远程指示、自动抄表等领域，在电力系统中占有重要地位。
[0003]然而，目前的PLC系统存在着低可靠性的问题。例如,对于基于PLC的电表读表(meter reading)应用，在PLC上的实际抄表率(real copy rate) 一般低于90%。该问题是由PLC技术的固有特性所引起的。随着电力线上负荷的增大，电力线阻抗和载波信号上的削减影响相应增大。当电力线上负荷很重时，线路阻抗可高达I欧姆，这会造成对载波信号的高削减。在实际应用中，当电力线空载时，点对点的载波信号可传输几公里，但当电力线上负荷很重时，则只能传输几十米。并且，电力线存在本身固有的脉冲干扰，例如，目前使用的交流电有50HZ和60HZ，其周期分别为20ms和16.7ms，在每一个交流周期中，会出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，这也会对数据传输造成干扰。


【发明内容】

[0004]因此，希望提供一种有效提高电力线载波通信的数据传输的准确性的方案。
[0005]根据本发明的一个方面，提供了一种用于在电力线上传输数据的方法，所述方法包括:获取电力线上的负载相关信息；根据所获取的负载相关信息，确定用于发送数据的电力线的路由选择；以及，根据所确定的电力线的路由选择，从当前设备向下一跳设备发送所述数据。
[0006]根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于在电力线上传输数据的系统，所述系统包括:负载相关信息获取装置，被配置为获取电力线上的负载相关信息；路由选择装置，被配置为根据所获取的负载相关信息，确定用于发送数据的电力线的路由选择；以及，数据发送装置，被配置为根据所确定的电力线的路由选择，从当前设备向下一跳设备发送所述数据。
[0007]通过本发明的方法和系统，可以有效的提高在电力线上传输数据的准确性。

【专利附图】

【附图说明】
[0008]通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0009]图1示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机系统/服务器12的框图。
[0010]图2显示了一个采用电力线载波通信的电力数据采集系统的数据传输示意图。
[0011]图3显示了根据本发明的一个实施例的用于在电力线上传输数据的方法的流程图。
[0012]图4显示了图3中的用于确定数据发送的路由选择的步骤S320的进一步的流程图。
[0013]图5显示了根据本发明的一个实施例的电力线系统的数据传输的示意图。
[0014]图6显示了根据本发明的一个实施例的用于确定数据传输到下一跳的传输时间的步骤的流程图。
[0015]图7显示了根据本发明的一个实施例的切换数据传输时间的示意图。
[0016]图8显示了根据本发明的一个实施例的用于在电力线上传输数据的系统的方框图。

【具体实施方式】
[0017]下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0018]所属【技术领域】的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即:可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。
[0019]可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPR0M或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
[0020]计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
[0021]计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括一但不限于一无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
[0022]可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言-诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言-诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络一包括局域网(LAN)或广域网(WAN)-连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0023]下面将参照本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，这些计算机程序指令通过计算机或其它可编程数据处理装置执行，产生了实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的装置。
[0024]也可以把这些计算机程序指令存储在能使得计算机或其它可编程数据处理装置以特定方式工作的计算机可读介质中，这样，存储在计算机可读介质中的指令就产生出一个包括实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的指令装置(instruct1nmeans)的制造品(manufacture)。
[0025]也可以把计算机程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机或其它可编程装置上执行的指令能够提供实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的过程。
[0026]图1示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机系统/服务器12的框图。图1显示的计算机系统/服务器12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0027]如图1所示，计算机系统/服务器12以通用计算设备的形式表现。计算机系统/服务器12的组件可以包括但不限于:一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
[0028]总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
[0029]计算机系统/服务器12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机系统/服务器12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
[0030]系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM) 30和/或缓存存储器32。计算机系统/服务器12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图1未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图1中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如⑶-ROM，DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
[0031]具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
[0032]计算机系统/服务器12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机系统/服务器12交互的设备通信，和/或与使得该计算机系统/服务器12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口 22进行。并且，计算机系统/服务器12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机系统/服务器12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机系统/服务器12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
[0033]图2显示了一个采用电力线载波通信的电力数据采集系统的数据传输示意图。如图2所示，电力线系统可以包括传感器层、中继器层、集中器层等。传感器层包含非常大量的用于采集相关数据的传感器，例如电表。中继器层包括多个中继器(R1-R22)，用于将传感器所采集的数据传输给集中器层中的集中器C。各个中继器可以直接连接到集中器，如图2中的中继器Rl,也可以通过其他的中继器连接到集中器,如图2中的中继器R8。
[0034]图3显示了根据本发明的一个实施例的用于在电力线上传输数据的方法的流程图。
[0035]在步骤S310，获取电力线上的负载相关信息。
[0036]根据本发明的一个实施例，可以通过周期性地在中继器之间发送信息包来收集该负载相关信息，也可以在接收到数据发送请求时才启动该获取步骤。根据本发明的一个实施例，负载相关信息可以由安装在各个中继器上的负载传感器收集，也可以通过解析电表数据获得。
[0037]根据本发明的一个实施例，为了减少在电力线上的数据传输量，可以仅收集包括当前设备和其在特定跳范围内的邻居在内的多个设备之间的电力线上的负载相关信息。其中，在特定跳范围内的邻居包括与所述当前设备相距不大于特定跳距离的邻居。当前设备可以是中继器层中的任一中继器，同样，其邻居可以是与当前中继器位于同一中继器层或不同中继器层中的另一中继器。当然，本领域技术人员可以了解的是，在不考虑电力线上的数据传输量的情况下，也可以收集更大范围的设备之间的负载相关信息。
[0038]在这里，将从电力线上的一个设备到下一个设备的传输称为“一跳”。例如，以特定跳为两跳为例，在图2中的中继器R8在电力线上的一跳邻居为R3、R9，两跳邻居为Rl (R3为一跳邻居)、R3 (R9为一跳邻居)、RlO (R9为一跳邻居)，因此R8的两跳范围内的邻居则包含中继器 R1、R3、R9、R10。
[0039]根据本发明的一个实施例，可以将特定跳选定为两跳，也可以将该特定跳选择为其他跳数，例如一跳或多于两跳的跳数。跳数越多，则设备的邻居越多，要收集的信息相应地也会增多。另一方面，路由选择的准确性也会更高。因此本领域技术人员可以根据其具体应用，选择合适的跳数。
[0040]在步骤S320，根据所获取的负载相关信息，确定用于发送数据的电力线的路由选择。在电力线载波通信过程中，随着电力线上的负荷增大，电力线阻抗和载波信号上的削减影响会相应增大。从图2所示的电力线系统可以看出，对于电力线系统中的一个中继器，其可以通过多个不同的路径来传输数据到达目的设备，由于不同路径上的负载并不相同，其数据传送的成功率也会相应不同。因此，可以按照所获取的电力线上的负载相关信息，选择合适的传输路径进行载波通信，从而提高数据传输的准确性。例如，根据本发明的一个实施例，可以通过获取负载信息，选择负载较小的传输路径来进行数据传输，也可以通过获取其他负载相关信息，例如数据传输成功率等，选择数据传输成功率较高的传输路径来进行数据传输。
[0041]在步骤S330，根据所确定的电力线的路由选择，从当前设备向下一跳设备发送所述数据。
[0042]可以看出，通过图3所示的数据传输过程，可以有效地提高数据传输的准确性。
[0043]图4显示了图3中的用于确定数据发送的路由选择的步骤S320的进一步的流程图。
[0044]在步骤S410，根据电力线的拓扑信息，获取当前设备及其特定跳邻居分别到目的设备的距离，其中，该特定跳邻居指的是与当前设备相距特定跳距离的邻居。根据本发明的一个实施例，可以通过对电力线中的各个中继器赋予编号的方式，来表示该中继器到目的设备之间的距离。以图2中的电力线系统为例，对于中继器R8来说，如果目的设备是集中器C，则R8到目的设备C之间的距离为三跳，则可以将该中继器R8编号为3。同样的，中继器R9、RlO到目的设备C之间的距离为三跳，则将R9、RlO也可以编号为3。对于中继器R3来说，其到目的设备C之间的距离为两跳，则将该中继器R3编号为2。
[0045]在步骤S420，根据在步骤S310获得的所述多个设备之间的电力线上的负载相关信息，以及在步骤S410获得的当前设备及其所述特定跳邻居分别到目的设备的距离，估计从所述当前设备到所述特定跳邻居的传输路径的数据传输成功率。
[0046]在步骤S430，根据所估计的数据传输成功率，确定用于发送数据的电力线的路由选择。根据本发明的一个实施例，可以通过选择具有最大数据传输成功率的路径，来确定数据包的传输路径。
[0047]根据本发明的一个实施例，所获取的负载相关信息可以是电力线上的多个设备的相邻跳之间的数据传输成功率。此时，在步骤S420，则根据所述多个设备的相邻跳之间的数据传输成功率，以及所述当前设备及其所述特定跳邻居分别到目的设备的距离，确定从所述当前设备到所述特定跳邻居的传输路径的数据传输成功率。
[0048]由于PLC技术的固有特性、即随着电力线上的负荷增大，电力线阻抗和载波信号上的削减相应增大，因此电力线负载与数据传输成功率之间存在着一定的关系，即，电力线负载越大，数据传输成功率越低。因此，根据本发明的一个实施例，在图3中的步骤S310中，可以首先收集多个设备的相邻跳之间的负载信息，并获取电力线上的负载信息与数据传输成功率之间的对应关系，然后，根据所收集的所述多个设备的相邻跳之间的负载信息以及所获取的所述对应关系，确定所述多个设备的相邻跳之间的数据传输成功率。其中，例如可以通过分析历史数据来获得电力线上的负载信息与数据成功传输率之间的对应关系。
[0049]根据本发明的一个实施例，也可以直接收集中继器以及所述特定跳范围内的邻居中的相邻跳之间的数据传输成功率作为负载相关信息。例如，可以通过收集中继器在一段时间内所成功发送的数据包的比率、即成功发送的数据包数目与所发送的数据包总数的比值来获得数据传输成功率。
[0050]根据本发明的一个实施例，可以按照如下方式来确定从当前设备到其特定跳邻居的传输路径的数据传输成功率P:
[0051]P = PgXR,
[0052]其中，N为特定跳的跳数，P1,为从所述当前设备到特定跳邻居的传输路径中的各个相邻跳之间的数据传输成功率之积，R为小于或等于I的加权值，并与(dl-d2)正相关，其中dl为当前设备到目的设备的距离，d2为当前设备的特定跳邻居到目的设备的距离。也就是说，对于一个中继器来说，该中继器与其邻居到目的设备的距离之差越大，表明与该中继器相比，其邻居距离目的设备越近，则加权值R越大。反之，如果该距离之差越小，则加权值R越小。例如，如果距离差为零，则表明邻居与该中继器位于同一层级，如图2中的R8与R9。此时，数据从R8通过R9传输到R3与数据直接从R8传输到R3相比，要多经过一跳。
[0053]根据本发明的一个实施例，所述加权值R可以等于r[N_(dl_d2)]，其中，r为位于所述多个设备的相邻跳之间的数据传输成功率中的最大值和最小值之间的一个特定值。例如，本领域技术人员可以了解，可以将r设为是中继器到特定跳范围内的邻居之间的数据传输成功率的最大值、中间值、最小值、或者位于最大值与最小值之间的任意一个数值。
[0054]需要注意的是，这里参考图4所描述的实施例描述了根据当前设备与其特定跳邻居到目的设备的不同距离来估计数据传输成功率的情况。然而，本领域技术人员可以了解的是，在实际应用中，也可以不考虑当前设备与其特定跳邻居到目的设备的距离，也就是说，仅仅根据从当前设备到特定跳邻居的传输路径中的各个相邻跳之间的数据传输成功率来估计从当前设备到特定跳邻居的传输路径的数据传输成功率，例如，可以等于各个相邻跳之间的数据传输成功率之积。
[0055]下面以当前设备为一个中继器、特定跳为两跳以及目的设备为集中器为例，具体说明如何通过估计数据传输成功率来进行路由选择。
[0056]首先，确定当前中继器与集中器的距离与其两跳邻居与集中器的距离之间的差。与当前的中继器相比，该两跳邻居可以距离集中器要近两跳距离，也可以是近一跳距离，或者距离相同，甚至更远。
[0057]如果其两跳邻居比当前中继器要近两跳距离，则[N-(dl_d2)] = 0，加权值R = r0=1，则将数据传输成功率P估计为等于第一跳数据传输成功率X第二跳数据传输成功率。
[0058]如果其两跳邻居比当前中继器要近一跳距离，则[N-(dl_d2)] = 1，加权值R = r1=r，则将数据传输成功率P估计为等于第一跳数据传输成功率X第二跳数据传输成功率Xr。根据本发明的一个实施例，r可以采用目前已知最大数据传输成功率，即在当前中继器的两跳范围内所知道的最大的数据传输成功率。
[0059]如果其两跳邻居与当前中继器距集中器的距离相同，则[N-(dl_d2)] = 2，加权值R = r2，则将数据传输成功率P估计为等于第一跳数据传输成功率X第二跳数据传输成功率 Xr2。
[0060]在按照上述方式估计出两跳的数据包的数据传输成功率之后，则可以通过选择具有最大数据传输成功率的路径，来确定数据包的传输路径。
[0061]虽然这里以两跳距离为例进行了说明，本领域技术人员可以理解的是，本发明并不仅限于两跳距离，还可以根据具体应用采用其他跳数来进行估算。
[0062]图5是与图2相同的电力线系统的拓扑示意图，其中，在图中示出了所获得的在相应的相邻跳之间的数据传输成功率。下面以图5为例来说明数据传输成功率的计算。
[0063]以中继器R8作为当前中继器为例，从中继器R8到集中器C可以有多条路径，例如R8-R3-R1-C, R8-R9-R3-R1-C, R8-R9-R10-R3-R1-C 等。
[0064]对于路径R8-R3-R1-C，R8的两跳邻居是Rl。Rl到集中器C的距离是一跳，R8到集中器C的距离是三跳，因此Rl比R8近两跳的距离。已知从R8到R3的数据传输成功率是0.7，从R3到Rl的数据传输成功率是0.6。则此时估计的数据传输成功率=0.7X0.6=0.42。
[0065]对于路径R8-R9-R3-R1-C，R8的两跳邻居是R3。R3到集中器C的距离是两跳，R8到集中器C的距离是三跳，因此R3比R8近一跳的距离。已知从R8到R9的数据传输成功率是0.9，从R9到R3的数据传输成功率是0.8，而在源中继器R8的两跳范围内所知道的最大的数据传输成功率是0.9，则此时估计的数据传输成功率=0.9X0.8X0.9 = 0.648。
[0066]而对于路径R8-R9-R10-R3-R1-C来说，R8的两跳邻居是R1。RlO到集中器C的距离是三跳，R8到集中器C的距离是三跳，因此RlO与R8距集中器的距离一样。已知从R8到R9的数据传输成功率是0.9，从R9到RlO的数据传输成功率是0.9，而在源中继器R8的两跳范围内所知道的最大的数据传输成功率是0.9，则此时估计的数据传输成功率=0.9X0.8X0.92 = 0.656。
[0067]比较上面三个路径的数据传输成功率可以看出，第三条路径具有最高的成功率，因此选择该路径来传输数据。
[0068]再以中继器Rll作为源中继器为例，从中继器Rll到集中器C可以有多条路径，例如 R11-R4-R1-C，R11-R13-R4-R1-C, R11-R13-R14-R5-R1-C 等。采用与上面相同的估计方式，所获得的数据传输成功率如下:
[0069]1)町1-1?4-1?1，两跳数据传输成功率=0.7X0.7 = 0.49
[0070]2)尺11-1?13-1?4，两跳数据传输成功率=0.8 X 0.8 X 0.8 = 0.512
[0071]3)尺11-1?13-1?14，两跳数据传输成功率=0.8 X 0.8 X 0.8 X 0.8 = 0.41
[0072]比较上面三个路径的数据传输成功率可以看出，第二条路径R11-R13-R4具有最高的成功率，因此选择该路径来传输数据。
[0073]再以中继器R17作为源中继器为例，从中继器R17到集中器C可以有多条路径，例如 R17-R6-R2-C，R17-R18-R6-R2-C，R17-R18-R21-R7-R2-C 等。采用与上面相同的估计方式，所获得的数据传输成功率如下:
[0074]1)R17-R6_R2，两跳数据传输成功率=0.8X0.7 = 0.56
[0075]2)R17-R18-R6，两跳数据传输成功率=0.7 X 0.7 X 0.8 = 0.393
[0076]3)R17-R18-R21，两跳数据传输成功率=0.7X0.7X0.8X0.8 = 0.314
[0077]比较上面三个路径的数据传输成功率可以看出，第一条路径R17-R6-R2具有最高的成功率，因此选择该路径来传输数据。
[0078]前面已经介绍，电力线存在本身固有的脉冲干扰，在每一个交流周期中，会出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，这也会对数据传输造成干扰。根据本发明的一个实施例，在确定了数据传输的路由选择之后，还可以通过确定数据传输到下一跳的传输时间，避开电力线载波的脉冲干扰，从而进一步提高数据传输的准确性。
[0079]图6显不了根据本发明的一个实施例的用于确定数据传输到下一跳的传输时间的步骤的流程图。在步骤S610，确定一个周期内可用的数据传输时间。在步骤S620，确定需要的数据传输时间。在步骤S630，根据可用的数据传输时间和需要的数据传输时间，确定数据发送到下一跳的发送时间。
[0080]根据本发明的一个实施例，可以首先确定电力线载波的一个周期内的可避开脉冲干扰的单相传输时间，然后根据所确定的单相传输时间，确定在三相之间进行切换以避开脉冲干扰时间的数据传输时间。例如，以图7所示的示意图为例，交流频率为50Hz，一个周期是20ms，对于单相来说，受到干扰的时间分别是4ms，则在一个周期内的单相可用数据传输时间分别如下:
[0081]UA: (tAl-0) + (tA3-tA2) + (20~tA4) = 16ms
[0082]UB:2/3+(tB2-tBl) + (20-tB3) = 16ms
[0083]UC: (tC2-tCl) + (tC4-tC3) +2/3 = 16ms
[0084]而此时如果在三相之间进行切换，则可获得的数据传输时间如下:
[0085](tC2-0) [UC] + (tA3-tC2) [UA] + (20_tA3) [UB] = 20ms
[0086]根据本发明的一个实施例，在步骤S630，根据可用的数据传输时间和需要的数据传输时间，确定数据发送到下一跳的发送时间。如果需要的数据传输时间小于可用的数据传输时间，则可以直接按照步骤S610所确定的三相传输时间对数据进行分段传输。如果需要的数据传输时间大于可用的数据传输时间，则将多余的数据在下一个或多个周期传输，并在每个周期内按照步骤S610所确定的三相传输时间对数据进行分段传输。
[0087]图8显示了根据本发明的一个实施例的用于在电力线上传输数据的系统800的示意性方框图。如图8所示，系统800包括:负载相关信息获取装置810，被配置为获取电力线上的负载相关信息；路由选择装置820，被配置为根据所获取的负载相关信息，确定用于发送数据的电力线的路由选择；以及，数据发送装置830，被配置为根据所确定的电力线的路由选择，从当前设备向下一跳设备发送所述数据。
[0088]根据本发明的一个实施例，负载相关信息获取装置810被配置为:获取多个设备之间的电力线上的负载相关信息，其中，所述多个设备包括所述当前设备以及其在特定跳范围内的邻居，其中，所述在特定跳范围内的邻居包括与所述当前设备相距不大于特定跳距离的邻居。
[0089]根据本发明的一个实施例，路由选择装置820被配置为:获取所述当前设备及其特定跳邻居分别到目的设备的距离，其中，所述特定跳邻居为与所述当前设备相距特定跳距离的邻居；根据所述多个设备之间的电力线上的负载相关信息，以及所述当前设备及其所述特定跳邻居分别到目的设备的距离，估计从所述当前设备到所述特定跳邻居的传输路径的数据传输成功率；以及，根据所估计的数据传输成功率，确定用于发送数据的电力线的路由选择。
[0090]根据本发明的一个实施例，负载相关信息获取装置被配置为:获取所述多个设备的相邻跳之间的数据传输成功率。并且，根据本发明的一个实施例，路由选择装置820被配置为:根据所述多个设备的相邻跳之间的数据传输成功率，以及所述当前设备及其所述特定跳邻居分别到目的设备的距离，确定从所述当前设备到所述特定跳邻居的传输路径的数据传输成功率。
[0091]根据本发明的一个实施例，负载相关信息获取装置810被配置为:收集所述多个设备的相邻跳之间的负载信息；获取电力线上的负载信息与数据传输成功率之间的对应关系；以及，根据所收集的所述多个设备的相邻跳之间的负载信息以及所获取的所述对应关系，确定所述多个设备的相邻跳之间的数据传输成功率。
[0092]根据本发明的一个实施例，路由选择装置820被配置为根据下列方式确定从所述当前设备到所述特定跳邻居的传输路径的数据传输成功率P:
[0093]P = PgXR,
[0094]其中，N为特定跳的跳数，P1,为从所述当前设备到所述特定跳邻居的传输路径上的各个相邻跳之间的数据传输成功率之积，R为小于或等于I的加权值，并与(dl-d2)正相关，其中dl为所述当前设备到所述目的设备的距离，d2为所述当前设备的特定跳邻居到所述目的设备的距离。
[0095]根据本发明的一个实施例，R = r[N_(dl_d2)]，其中，N为特定跳的跳数，r为位于所述多个设备的相邻跳之间的数据传输成功率中的最大值和最小值之间的一个特定值。
[0096]根据本发明的一个实施例，系统800进一步包括:传输时间确定装置840,被配置为确定数据发送到下一跳设备的传输时间，以避开电力线载波的脉冲干扰，其中，数据发送装置830进一步被配置为:根据所确定的传输时间，发送所述数据。
[0097]根据本发明的一个实施例，传输时间确定装置840被配置为:确定电力线载波的一个周期内的可避开脉冲干扰的单相传输时间；以及，根据所述单相传输时间，确定在三相之间进行切换以避开脉冲干扰时间的数据传输时间。
[0098]附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0099]以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本【技术领域】的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本【技术领域】的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
【权利要求】
1.一种用于在电力线上传输数据的方法，所述方法包括: 获取电力线上的负载相关信息； 根据所获取的负载相关信息，确定用于发送数据的电力线的路由选择；以及 根据所确定的电力线的路由选择，从当前设备向下一跳设备发送所述数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述获取电力线上的负载相关信息包括: 获取多个设备之间的电力线上的负载相关信息，其中，所述多个设备包括所述当前设备以及其在特定跳范围内的邻居，其中，所述在特定跳范围内的邻居包括与所述当前设备相距不大于特定跳距离的邻居。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述根据所获取的负载相关信息，确定用于发送数据的电力线的路由选择包括: 获取所述当前设备及其特定跳邻居分别到目的设备的距离，其中，所述特定跳邻居为与所述当前设备相距特定跳距离的邻居； 根据所述多个设备之间的电力线上的负载相关信息，以及所述当前设备及其所述特定跳邻居分别到目的设备的距离，估计从所述当前设备到所述特定跳邻居的传输路径的数据传输成功率；以及 根据所估计的数据传输成功率，确定用于发送数据的电力线的路由选择。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述获取多个设备之间的电力线上的负载相关信息的步骤包括:获取所述多个设备的相邻跳之间的数据传输成功率，以及， 其中，所述估计从所述当前设备到所述特定跳邻居的传输路径的数据传输成功率的步骤包括:根据所述多个设备的相邻跳之间的数据传输成功率，以及所述当前设备及其所述特定跳邻居分别到目的设备的距离，确定从所述当前设备到所述特定跳邻居的传输路径的数据传输成功率。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述获取所述多个设备的相邻跳之间的数据传输成功率包括: 收集所述多个设备的相邻跳之间的负载信息； 获取电力线上的负载信息与数据传输成功率之间的对应关系；以及 根据所收集的所述多个设备的相邻跳之间的负载信息以及所获取的所述对应关系，确定所述多个设备的相邻跳之间的数据传输成功率。
6.如权利要求4或5所述的方法，其中，根据下列方式确定从所述当前设备到所述特定跳邻居的传输路径的数据传输成功率P:
P = P 卜nxr， 其中，N为特定跳的跳数，P1,为从所述当前设备到所述特定跳邻居的传输路径上的各个相邻跳之间的数据传输成功率之积，R为小于或等于I的加权值，并与(dl-d2)正相关，其中dl为所述当前设备到所述目的设备的距离，d2为所述当前设备的特定跳邻居到所述目的设备的距离。
7.如权利要求6所述的方法，其中，R= r[N-(dl-d2)], 其中，N为特定跳的跳数，r为位于所述多个设备的相邻跳之间的数据传输成功率中的最大值和最小值之间的一个特定值。
8.如权利要求1-7中任何一个所述的方法，其中，所述特定跳为两跳。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包括，确定数据发送到下一跳设备的传输时间，以避开电力线载波的脉冲干扰，其中，根据所确定的电力线的路由选择，从当前设备向下一跳设备发送所述数据进一步包括:根据所确定的传输时间，发送所述数据。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述确定数据发送到下一跳设备的传输时间，以避开电力线载波的脉冲干扰时间包括: 确定电力线载波的一个周期内的可避开脉冲干扰的单相传输时间；以及 根据所述单相传输时间，确定在三相之间进行切换以避开脉冲干扰时间的数据传输时间。
11.一种用于在电力线上传输数据的系统，所述系统包括: 负载相关信息获取装置，被配置为获取电力线上的负载相关信息； 路由选择装置，被配置为根据所获取的负载相关信息，确定用于发送数据的电力线的路由选择；以及 数据发送装置，被配置为根据所确定的电力线的路由选择，从当前设备向下一跳设备发送所述数据。
12.如权利要求11所述的系统，其中，所述负载相关信息获取装置被配置为:获取多个设备之间的电力线上的负载相关信息，其中，所述多个设备包括所述当前设备以及其在特定跳范围内的邻居，其中，所述在特定跳范围内的邻居包括与所述当前设备相距不大于特定跳距离的邻居。
13.如权利要求12所述的系统，其中，所述路由选择装置被配置为: 获取所述当前设备及其特定跳邻居分别到目的设备的距离，其中，所述特定跳邻居为与所述当前设备相距特定跳距离的邻居； 根据所述多个设备之间的电力线上的负载相关信息，以及所述当前设备及其所述特定跳邻居分别到目的设备的距离，估计从所述当前设备到所述特定跳邻居的传输路径的数据传输成功率；以及 根据所估计的数据传输成功率，确定用于发送数据的电力线的路由选择。
14.如权利要求13所述的系统，其中，所述负载相关信息获取装置被配置为:获取所述多个设备的相邻跳之间的数据传输成功率，以及， 其中，所述路由选择装置被配置为:根据所述多个设备的相邻跳之间的数据传输成功率，以及所述当前设备及其所述特定跳邻居分别到目的设备的距离，确定从所述当前设备到所述特定跳邻居的传输路径的数据传输成功率。
15.如权利要求14所述的系统，其中，所述负载相关信息获取装置被配置为: 收集所述多个设备的相邻跳之间的负载信息； 获取电力线上的负载信息与数据传输成功率之间的对应关系；以及 根据所收集的所述多个设备的相邻跳之间的负载信息以及所获取的所述对应关系，确定所述多个设备的相邻跳之间的数据传输成功率。
16.如权利要求14或15所述的系统，其中，所述路由选择装置被配置为根据下列方式确定从所述当前设备到所述特定跳邻居的传输路径的数据传输成功率P:
P = P 卜nxr， 其中，N为特定跳的跳数，P1,为从所述当前设备到所述特定跳邻居的传输路径上的各个相邻跳之间的数据传输成功率之积，R为小于或等于I的加权值，并与(dl-d2)正相关，其中dl为所述当前设备到所述目的设备的距离，d2为所述当前设备的特定跳邻居到所述目的设备的距离。
17.如权利要求16所述的系统，其中，R= r[N-(dl-d2)], 其中，N为特定跳的跳数，r为位于所述多个设备的相邻跳之间的数据传输成功率中的最大值和最小值之间的一个特定值。
18.如权利要求11-17中任何一个所述的系统，其中，所述特定跳为两跳。
19.如权利要求11所述的系统，进一步包括，传输时间确定装置，被配置为确定数据发送到下一跳设备的传输时间，以避开电力线载波的脉冲干扰，其中，所述数据发送装置进一步被配置为:根据所确定的传输时间，发送所述数据。
20.如权利要求19所述的系统，其中，所述传输时间确定装置被配置为: 确定电力线载波的一个周期内的可避开脉冲干扰的单相传输时间；以及 根据所述单相传输时间，确定在三相之间进行切换以避开脉冲干扰时间的数据传输时间。
【文档编号】H04B3/54GK104253630SQ201310260946
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月26日 优先权日:2013年6月26日
【发明者】李立, 曲俊媚, 刘亮, 尹文君 申请人:国际商业机器公司