电力线载波通信路由方法与电力线载波通信系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力线载波通信领域，具体涉及一种电力线载波通信路由方法与电力 线载波通信系统。
【背景技术】
[0002] 近年来，对于低压电力线载波通信的研究取得了较大进展，该技术已被成功地应 用于远程抄表及路灯控制等工程项目中。现电力线载波通信系统正在向复杂化、智能化方 向发展，例如一套集照明、空调、安检、消防为一体的智能系统，既可以用于家庭、也可用于 大型企业的内部管控。
[0003] 电力线载波通信系统包括1台主机和大量分布的电力线调制解调器。由于安装终 端时并不清楚电力线的走线路径，且终端间的通信距离易受电力线上噪声的影响，所以虽 然每个终端都连接在电力线上，但哪些终端间可以建立传输路径是未知的。电力线上的负 载会根据时间的变化而变化，而这样的变化可能会破坏部分终端间的传输路径，这时系统 就必须寻找新的传输路径。许多传统的针对固定网络的路由算法并不适用于在具有未知和 时变特征的电力线信道中寻找能到达所有节点的传输路径。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种电力线载波通信路由方法，包括：
[0005] 系统中除节点0之外有N个节点，根据所有节点的物理I D建立传输矩阵 J = k~iw+_，传输矩阵初始为零矩阵，其中i是广播节点的物SID，j是应答节点的物S ID，广播节点广播，当广播节点接收到应答节点的应答信号，广播节点更新传输矩阵，将 ai+i, j更新为1，初始的广播节点为节点0;
[0006] 广播节点收到应答信号后，将应答后的节点设置为沉默状态，该节点不再对以后 收到的广播信号进行应答；
[0007] 广播节点还设置应答节点的逻辑ID(x，y)，具体为：
[0008]节点0的逻辑ID为(0，1)，应答节点逻辑ID中的X等于广播节点的逻辑ID中的X加1， 每个应答节点逻辑ID中的y根据应答节点应答的先后顺序依次设置；
[0009] 等待30 Xm毫秒后，其中m为更新后的传输矩阵中列元素全为0的最大列号，广播节 点将广播权交还给主机；
[0010] 传输矩阵更新完毕之后，主机检查传输矩阵，如果传输矩阵中为1的元素少于N个， 更新广播节点，更新后的广播节点为当前逻辑ID(x，y)中y最小的节点，重复执行广播节点 更新传输矩阵的过程，直至传输矩阵中有N个元素为1;
[0011] 设目标节点的集合为集合A，节点0在集合A中找出逻辑ID的X值最大的节点组成集 合B;
[0012] 节点〇搜索传输矩阵，找出集合B中每个目标节点的中继节点，将路径压入堆栈，并 将集合A中且与集合B重合的目标节点用中继节点替代，从而生成集合A、
[0013] 若在集合中有相同的节点，则根据集合的无重复性对相同的节点进行合并；
[0014] 判断合并节点本身是否为目标节点，若是则对该节点进行标示，所述标示用于说 明此节点需要向多个节点进行信号中继；
[0015] 将集合A更新为集合A7,重复上述主机生成集合A7以及更新集合A的过程，直到集合 A成为{0};
[0016] 从堆栈中弹出所有路径并根据节点的标示确定节点0向目标节点群体发送的传输 路径。
[0017] 本发明还提供一种电力线载波通信系统，包括：用于执行所述电力线载波通信路 由方法的主机和若干用于执行所述电力线载波通信路由方法的电力调制解调器。
[0018] 在本发明中，通过建立和搜索传输矩阵使得主机能够在未知和时变的电力线信道 环境中找到当前最佳信号传输路径。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明实施例中的一种电力线载波通信路由方法的流程图；
[0020] 图2为本发明实施例中的一种电力线载波通信系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021] 本发明实施例提供一种电力线载波通信路由方法和一种电力线载波通信系统，以 下进行详细说明。
[0022] 实施例一、参见图1，本发明实施例中的一种电力线载波通信路由方法具体如下： [0023]如前所述，电力线载波通信系统包括1台主机和大量分布的电力线调制解调器。为 表述简便，在下文中统一将主机和调制解调器称为节点。
[0024] 101、建立传输矩阵；
[0025] 主机节点编号为0,称为节点0,其余节点依次编号，如编号3的节点就成为节点3， 同时将此编号作为节点的物理ID，系统中除主机节点之外有N个节点，根据所有节点的物理 ID建立传输矩阵4 = Uflixv，传输矩阵初始为零矩阵，其中i是广播节点i的物理ID，j是 应答节点j的物理ID，广播节点i广播，当广播节点i接收到应答节点j的应答信号，广播节点 i更新传输矩阵，将ai+1, j更新为1，初始的广播节点为主机节点。例如，广播节点为节点1，应 答节点为节点3，当广播节点接收到应答节点的应答信号，将a 2,3更新为1。。
[0026] 广播节点收到应答信号后，将应答后的节点设置为沉默状态，该节点不再对以后 收到的广播信号进行应答。
[0027]需要说明的是，在本实施例中，应答节点在延时Td后向主机发送应答信号，其中Td =30 X物理ID，Td的单位为毫秒ms。如节点3在收到广播信号后延时30 X 3ms发送应答信号。 由于信号传播速度较快，可以认为广播节点的广播信号同时到达能接收到此信号的所有节 点，由于每个节点的应答延时不同，所以没有节点会在相同时间发送应答信号，电力线上也 就不会产生信号冲突。
[0028]当广播节点i接收到应答节点j的应答信号，将a1+^更新为1，还要设置应答节点j 的逻辑ID。在本实施例中，将传输矩阵视为一个将所有应答节点连接成一个以节点0为根节 点的树，广播节点为应答节点的父节点，应答节点和广播节点都有一个逻辑ID(x，y)，其中x 表示应答节点在树中的层次数，y表示应答节点在该层中的序号，节点0的逻辑ID默认为(0， 1)，每个应答节点逻辑ID中的X根据广播节点（应答节点的父节点）的逻辑ID中的X设置，应 答节点逻辑ID中的X等于广播节点的逻辑ID中的X加1，即，应答节点逻辑ID中的x =广播节 点的逻辑ID中的x+1，每个应答节点逻辑ID中的y根据应答节点应答的先后顺序依次设置， 如广播节点为节点3,它的逻辑ID是（1，2)，第三个应答的应答节点为节点5,它的逻辑ID是 (2,3)。
[0029] 等待30Xm(ms)后广播节点认为不会再有节点应答(其中m为更新后的传输矩阵中 列元素全为0的最大列号），并将广播权交还给主机。
[0030] 传输矩阵更新完毕之后，主机检查传输矩阵，如果传输矩阵中为1的元素少于N个， 更新广播节点，更新后的广播节点为当前逻辑ID(x，y)中y最小的节点，重复上述广播节点 更新传输矩阵a 1+u和设置应答节点j的逻辑ID的过程，直至传输矩阵中已经有N个元素为1， 则说明已经找到了能到达所有节点的传输路径，本步骤结束。
[0031] 下面以某10节点系统为例（其中节点0为根节点），N = 9,为其建立一个10X9阶传 输矩阵。
[0032] 节点0(主机)为广播节点，节点0依次收到节点1、节点3、节点9的应答，将&1>1、&1, 3、 a1>9更新为1，则传输矩阵为
[0033]
[0034] 将节点1、节点3、节点9设置为沉默状态，节点1、节点3、节点9不再对以后收到的广 播信号进行应答。节点〇的