專利名稱：電力線通信系統(tǒng)中用于獲取包括空間和時(shí)間再用的資源共享的方法、系統(tǒng)、集成電路、通 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力線通信網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
電力線纜是到達(dá)幾乎所有家庭和商業(yè)場(chǎng)所的普及介質(zhì)，并且提供了用于向客戶遞 送數(shù)字服務(wù)以及提供局域網(wǎng)(LAN)能力的非常有用的技術(shù)。然而，電力線纜因?yàn)槭枪蚕斫?質(zhì)而不能像雙絞線纜一樣向特定用戶提供專用鏈路。更具體地，從低壓變壓器向一組單獨(dú) 家庭或一組多房屋單元擴(kuò)展的電力線纜被在一組用戶中共享。這意味著由一個(gè)公寓或房子 中的一個(gè)用戶產(chǎn)生的信號(hào)可以干擾相鄰公寓或房子中產(chǎn)生的信號(hào)。由于不可能本地包含 由用戶產(chǎn)生的信號(hào)，因此，使用電力線通信(PLC)的地理上相近的用戶越多，產(chǎn)生的干擾越 多。隨著干擾的增加，因?yàn)閷l(fā)生更多分組沖突，所以每個(gè)用戶都將經(jīng)歷數(shù)據(jù)率的降低。該現(xiàn)象也可能在單個(gè)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生。事實(shí)上，隨著網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加，分組沖突的 概率增長，并且單個(gè)網(wǎng)絡(luò)的總吞吐量降低。因此，帶著提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量的最終目的， 希望為PLC設(shè)備提供一種保持優(yōu)化的性能的技術(shù)，甚至在存在大量節(jié)點(diǎn)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)也一 樣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明被引導(dǎo)到允許單個(gè)網(wǎng)絡(luò)或多個(gè)相鄰網(wǎng)絡(luò)降低互相干擾并提高它們總吞吐 量的協(xié)議。這些協(xié)議將被在兩種具有實(shí)際重要性的情況中定義1)同質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，其中，多個(gè)網(wǎng) 絡(luò)的所有電力線通信(PLC)設(shè)備對(duì)于具有公共PHY(調(diào)制方式、編碼方式、帶寬等)的完整 電力線通信都能協(xié)同工作；2)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，其中，某些PLC網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備對(duì)于完整電力線通信不 能與其它PLC網(wǎng)絡(luò)的PLC設(shè)備協(xié)同工作，因?yàn)檫@些不同網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備不使用公共的PHY。對(duì)于 異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，提供協(xié)議經(jīng)由允許在該多個(gè)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備之間進(jìn)行資源共享的簡(jiǎn)單信令方式 來使得能夠共存。同質(zhì)網(wǎng)絡(luò)是這樣的網(wǎng)絡(luò)，其中，所有節(jié)點(diǎn)都可以使用公共的PHY互相通信，從而關(guān) 于一個(gè)PLC網(wǎng)絡(luò)的信息可以被傳遞到另一 PLC網(wǎng)絡(luò)。異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)是這樣的網(wǎng)絡(luò)，其中，不是所 有網(wǎng)絡(luò)都可以使用它們自己的本地PHY交換信息。這是不同公寓或房子中的用戶使用具有 不同規(guī)格、不同信令能力、調(diào)制方式、編碼方式、帶寬等的不同設(shè)備的情況。在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種通信方法，用于電力線通信系統(tǒng)，該電力線通信系統(tǒng)包 括包括使用第一 PHY用于電力線通信的第一設(shè)備的第一網(wǎng)絡(luò)，以及包括使用第二 PHY用 于電力線通信的第二設(shè)備的第二網(wǎng)絡(luò)，該第一 PHY和該第二 PHY互相不同，以使得該第一設(shè) 備與該第二設(shè)備對(duì)于完整電力線通信非可協(xié)同工作，該第一設(shè)備和該第二設(shè)備使用公共信 令方式(CSS)，以使得互相之間能夠交換有關(guān)它們?cè)谠撾娏€通信系統(tǒng)中出現(xiàn)的信息來允 許資源共享。該方法包括檢測(cè)在第一時(shí)間窗口中從多個(gè)該第一設(shè)備依照該CSS方式傳送 的公共信號(hào)；基于所檢測(cè)的公共信號(hào)判定網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；以及基于所判定的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)選擇具體TDMA結(jié)構(gòu)；該通信方法可以包括由該第二設(shè)備中的一個(gè)執(zhí)行這些步驟中的每個(gè)。該CSS方 式可以是不能操作來傳送和接收分組的簡(jiǎn)單CSS方式或能操作來傳送和接收分組的增強(qiáng) CSS方式。該第一設(shè)備可以依照功率控制協(xié)議以建立期望鏈路所必需的最小功率傳送，并且 傳送該公共信號(hào)的該第一設(shè)備可以是被調(diào)度在下一同步周期傳送數(shù)據(jù)的設(shè)備。在另一實(shí)施例中，提供了一種通信方法，使用空間和時(shí)間再用(STR)協(xié)議用于電 力線通信系統(tǒng)，該電力線通信系統(tǒng)包括包括使用第一 PHY用于電力線通信的第一設(shè)備的 第一網(wǎng)絡(luò)，以及包括使用第二 PHY用于電力線通信的第二設(shè)備的第二網(wǎng)絡(luò)，該第一 PHY和該 第二 PHY互相不同，以使得該第一設(shè)備與該第二設(shè)備對(duì)于完整電力線通信非可協(xié)同工作， 該第一設(shè)備和該第二設(shè)備使用公共信令方式(CSS)，以使得互相之間能夠交換有關(guān)它們?cè)?該電力線通信系統(tǒng)中出現(xiàn)的信息來允許資源共享。該方法包括檢測(cè)在第一時(shí)間窗口中從 多個(gè)該第一設(shè)備依照該CSS方式傳送的公共信號(hào)；基于所檢測(cè)的該公共信號(hào)，由該第二設(shè) 備中的一個(gè)判定該第二設(shè)備中的該一個(gè)是否可以與該第一設(shè)備傳送/接收信號(hào)同時(shí)傳送/ 接收信號(hào)，或者該第二設(shè)備的該一個(gè)是否需要在與該第一設(shè)備傳送/接收信號(hào)的時(shí)間不同 的另一時(shí)間傳送/接收信號(hào)。該第一設(shè)備可以使用MNC/MTA空間時(shí)間再用(STR)協(xié)議來獲 得該第一設(shè)備之間的資源共享。該通信方法可以包括下列的附加步驟。前述步驟被重復(fù)多 次，并且，該第二設(shè)備中的每個(gè)產(chǎn)生與TDMA結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的干擾指數(shù)矢量(IIV)，并且向該第二 網(wǎng)絡(luò)中的主設(shè)備提供該IIV，以及，該主設(shè)備基于從該第二設(shè)備接收的IIV產(chǎn)生共存PHY列 表(CPL)。在另一實(shí)施例中，提供了一種通信方法，使用空間和時(shí)間再用(STR)協(xié)議用于電 力線通信系統(tǒng)，該電力線通信系統(tǒng)包括包括使用第一 PHY用于電力線通信的第一設(shè)備的 第一網(wǎng)絡(luò)，以及包括使用第二 PHY用于電力線通信的第二設(shè)備的第二網(wǎng)絡(luò)，該第一 PHY和該 第二 PHY互相不同，以使得該第一設(shè)備與該第二設(shè)備對(duì)于完整電力線通信非可協(xié)同工作， 該第一設(shè)備和該第二設(shè)備使用公共信令方式(CSS)，以使得互相之間能夠交換有關(guān)它們?cè)?該電力線通信系統(tǒng)中出現(xiàn)的信息來允許資源共享。該方法包括(a)依照該CSS方式，在第 一時(shí)間窗口中從多個(gè)該第一設(shè)備傳送公共信號(hào)；(b)由該第二設(shè)備中的每個(gè)檢測(cè)由該多個(gè) 第一設(shè)備在該第一時(shí)間窗口中傳送的該公共信號(hào)；(c)該第二設(shè)備中的每個(gè)基于所檢測(cè)的 公共信號(hào)具有比第一服務(wù)質(zhì)量(QoS)大還是小的信號(hào)強(qiáng)度來產(chǎn)生與TDMA結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的干擾 指數(shù)矢量(IIV) ； (d)該第二設(shè)備中的每個(gè)選擇對(duì)應(yīng)于在步驟(c)中產(chǎn)生的其干擾指數(shù)矢量 (IIV)的TDMA結(jié)構(gòu)，并且向該第二網(wǎng)絡(luò)中的主設(shè)備通信該IIV;(e)該主設(shè)備基于從該第二 設(shè)備接收的該IIV創(chuàng)建共存PHY列表(CPL) ； (f)該主設(shè)備向所有該第二設(shè)備提供該CPL ； 以及(g)該第二設(shè)備中的每個(gè)基于該CPL創(chuàng)建可用時(shí)隙列表(UST)，并且依照其UST執(zhí)行與 該第二設(shè)備的另一個(gè)的通信。在另一實(shí)施例中，提供了一種通信系統(tǒng)，用于電力線通信，其中，第一網(wǎng)絡(luò)包括使 用第一 PHY用于電力線通信的第一設(shè)備，第二網(wǎng)絡(luò)包括使用第二 PHY用于電力線通信的第 二設(shè)備。該第一 PHY和該第二 PHY互相不同，以使得該第一設(shè)備與該第二設(shè)備對(duì)于完整電 力線通信非可協(xié)同工作，該第一設(shè)備和該第二設(shè)備使用公共信令方式(CSS)，以使得互相之 間能夠交換有關(guān)它們?cè)谠撏ㄐ畔到y(tǒng)中出現(xiàn)的信息來允許資源共享。該第一設(shè)備能操作來依 照該CSS方式在第一時(shí)間窗口中傳送公共信號(hào)；并且，該第二設(shè)備中的每個(gè)能操作來檢測(cè) 由該第一設(shè)備在該第一時(shí)間窗口中傳送的該公共信號(hào)，以基于所檢測(cè)的公共信號(hào)判定網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，以及基于所判定的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)選擇具體的TDMA結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，存儲(chǔ)由用于電力線通信系統(tǒng)的通 信方法中的第二設(shè)備的計(jì)算機(jī)所執(zhí)行的程序，該電力線通信系統(tǒng)包括包括使用第一 PHY 用于電力線通信的第一設(shè)備的第一網(wǎng)絡(luò)，以及包括使用第二 PHY用于電力線通信的第二設(shè) 備的第二網(wǎng)絡(luò)，該第一 PHY和該第二 PHY互相不同，以使得該第一設(shè)備與該第二設(shè)備對(duì)于完 整電力線通信非可協(xié)同工作，該第一設(shè)備和該第二設(shè)備使用公共信令方式(CSS)，以使得互 相之間能夠交換有關(guān)它們?cè)谠撾娏€通信系統(tǒng)中出現(xiàn)的信息來允許資源共享。該被執(zhí)行的 程序包括操作(a)由該第二設(shè)備檢測(cè)在第一時(shí)間窗口中從多個(gè)該第一設(shè)備依照該CSS方 式傳送的公共信號(hào)；(b)由該第二設(shè)備基于在操作(a)中檢測(cè)的該公共信號(hào)判定網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)； 以及(c)基于操作(b)中所判定的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)選擇具體的TDMA結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，提供了一種集成電路，用于使得使用電力線通信的通信系統(tǒng)中 能資源共享，該集成電路包括(a)第一部件，檢測(cè)在第一時(shí)間窗口中從多個(gè)第一設(shè)備依照 公共信令方式(CSS)傳送的公共信號(hào)；(b)第二部件，基于由該第一部件檢測(cè)的該公共信號(hào) 判定網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；以及(c)第三部件，基于所判定的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)選擇具體的TDMA結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，提供了 一種通信模塊(諸如，PLC調(diào)制解調(diào)器)，用于使得使用電 力線通信的通信系統(tǒng)中能資源共享，該通信模塊包括(a)第一部件，檢測(cè)在第一時(shí)間窗口 中從多個(gè)第一設(shè)備依照公共信令方式(CSS)傳送的公共信號(hào)；(b)第二部件，基于由該第一 部件檢測(cè)的該公共信號(hào)判定網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；以及(c)第三部件，基于所判定的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)選擇具 體的TDMA結(jié)構(gòu)。如這里所使用，術(shù)語“TDMA結(jié)構(gòu)”的意思與圖19A-圖25的圖示以及下文所附的討 論一致。本發(fā)明使用TDMA結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)蜂窩信道被分為時(shí)分復(fù)用單元(TDMU)，每個(gè)TDMU 都由多個(gè)時(shí)隙構(gòu)成(見圖20)?？傊?，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)與TDMU中的特定TDMA結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)，并且系統(tǒng) 中的兩個(gè)或更多個(gè)網(wǎng)絡(luò)被分別分配了一個(gè)或多個(gè)TDMU中的時(shí)隙。作為系統(tǒng)中可用的多個(gè) TDMA結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例，圖23示出了具有不同本地信令方式PHY-A、PHY-B和PHY-C的三個(gè) 系統(tǒng)的設(shè)備中的、每個(gè)都與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)關(guān)聯(lián)的模式1-7(TDMA結(jié)構(gòu))以及在域b0和bl中通告 的資源需求。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備都知道TDMA結(jié)構(gòu)，并且在存儲(chǔ)器中預(yù)設(shè)TDMA結(jié)構(gòu)，而 且如果有更新可用，還可以下載它。術(shù)語服務(wù)質(zhì)量(QoS)是指資源預(yù)留控制機(jī)制。一般地，服務(wù)質(zhì)量涉及對(duì)數(shù)據(jù)流保 證特定性能水平、或者對(duì)不同應(yīng)用、用戶或數(shù)據(jù)流提供不同優(yōu)先級(jí)的能力。服務(wù)質(zhì)量可以基 于例如所需求的比特率、信噪比、分組丟失概率和/或比特差錯(cuò)率。例如，QoS可以是被需 要或期望來保證保持最低質(zhì)量水平的確保吞吐量。QoS水平可以由標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置組織設(shè)置。在本發(fā)明中，例如，PLC可以被用在家庭網(wǎng)絡(luò)中用于接入因特網(wǎng)。在這種環(huán)境中， 所期望的QoS典型地應(yīng)該足夠獲得寬帶因特網(wǎng)接入，即，高數(shù)據(jù)率因特網(wǎng)接入。這種數(shù)據(jù)率 典型地在64kbit/s至1. OMbit/s的范圍中。但是，本發(fā)明并不被限定于任何實(shí)際數(shù)據(jù)傳送 率或標(biāo)準(zhǔn)，或者甚至不限定于寬帶或高數(shù)據(jù)率環(huán)境。構(gòu)成足夠的QoS的具體數(shù)據(jù)率將取決 于本發(fā)明被使用的特定應(yīng)用。這里，術(shù)語“滿足特定QoS”意指滿足在給定閾值或高于閾值的QoS。例如，如果數(shù) 據(jù)率閾值是256kbit/s，則如果數(shù)據(jù)率大于或等于256kbit/s，則滿足該特定QoS。術(shù)語“修 改特定QoS”意指，例如，改變閾值的數(shù)值，例如當(dāng)所接收信號(hào)的接收質(zhì)量低時(shí)，將其改變到更低的數(shù)據(jù)率，諸如64kbit/s。


圖IA示出了由四個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備構(gòu)成的電力線通信(PLC)網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)主節(jié)點(diǎn)M和 三個(gè)從屬節(jié)點(diǎn)x、y和ζ。圖IB示出了節(jié)點(diǎn)y使用高傳送功率Pmax (y，z)以最大可能的數(shù)據(jù)率向節(jié)點(diǎn)ζ傳送 的鏈路的干擾覆蓋范圍(IF)。圖IC示出了節(jié)點(diǎn)y以比Pmax(y，ζ)低的功率Pmed(y，ζ)向節(jié)點(diǎn)ζ傳送的鏈路的IF。圖ID示出了節(jié)點(diǎn)y以比Pmed(y，z)低的功率P1ot(y，ζ)向節(jié)點(diǎn)ζ傳送的IF。圖2示出了主節(jié)點(diǎn)M以Pmin傳送信標(biāo)信號(hào)，Pmin是到達(dá)圖IA所示出的所有從屬節(jié) 點(diǎn)所需要的最小傳送功率。圖3示出了主節(jié)點(diǎn)M相對(duì)于圖2中所示出的功率降低其功率，以使用到達(dá)該網(wǎng)絡(luò) 中的剩余節(jié)點(diǎn)y和ζ的最小功率。圖4A示出了節(jié)點(diǎn)χ用其最大傳送功率Pmax向節(jié)點(diǎn)y通信的鏈路。圖4B示出了當(dāng)應(yīng)用最小傳送功率Pmin(X，y)時(shí)，節(jié)點(diǎn)χ的更小IF。圖4C示出了在節(jié)點(diǎn)χ和y通信的同時(shí)通信的節(jié)點(diǎn)ζ和w。圖4D 示出 了對(duì)于 Pmin(w, ζ) > Pack(ζ, w)以及 Pmin(χ, y) > Pack(y，χ)的 IF。圖5A示出了兩個(gè)同時(shí)有效(active)的鏈路(x_>y，w->z)。圖5B 示出了在時(shí)隙 TS(I)中產(chǎn)生 IFmin(X，y)和 IFmin(w, ζ)的鏈路(x->y, w->z) 以及在時(shí)隙TS⑵中產(chǎn)生IFmin(a，b)的鏈路(a_>b)。圖6示出了一個(gè)系統(tǒng)，其中，網(wǎng)絡(luò)1被主節(jié)點(diǎn)Ml定義并包括節(jié)點(diǎn){a，b，c}，網(wǎng)絡(luò)2 被主節(jié)點(diǎn)M2定義并包括節(jié)點(diǎn){x，y，ζ, w}。圖7示出了圖6的改進(jìn)，其中，對(duì)鏈路b_>c的功率的降低導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)w落入IF (b， c)之外，從而節(jié)點(diǎn)w可以可靠地從網(wǎng)絡(luò)2中的任何節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)。圖8示出了圖6的改進(jìn)，其中，鏈路M2_>w可以與干擾鏈路b_>c共存。圖9示出了圖6的改進(jìn)，其中，鏈路w->x干擾節(jié)點(diǎn)b但節(jié)點(diǎn)b不能直接與干擾鏈 路的主節(jié)點(diǎn)M2通信。圖10示出了用于具有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和三個(gè)從屬節(jié)點(diǎn)的自主系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)圖以及節(jié)點(diǎn) 連接性矩陣(MNC)。圖11示出了相鄰自主系統(tǒng)(AS)ASl和AS2。圖12A示出了當(dāng)具有S = 6個(gè)時(shí)分復(fù)用(TDM)基本單元(TEU)并且沒有有效鏈路 時(shí)、用于圖10的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的時(shí)間分配矩陣(MTA)。圖128示出了元素肌六(7，1)、107\(7，2)、10^(2，1)和MTA (z，2)被設(shè)置為1來表示 節(jié)點(diǎn)y和ζ在TEU#1和#2中被禁止傳送/接收(TX/RX)。圖12C示出了通過在目的行(行ζ)上掃描MNC而標(biāo)注TX-禁止。圖12D示出了通過在源行(行y)上掃描MNC而標(biāo)注RX-禁止。圖13A示出了用于圖11的節(jié)點(diǎn)χ請(qǐng)求與節(jié)點(diǎn)ζ建立鏈路的示例的ΜΤΑ。圖13Β示出了用于建立鏈路a_>b的示例的MTA。圖14A示出了當(dāng)節(jié)點(diǎn)χ請(qǐng)求2個(gè)TEU用于圖11所示出的系統(tǒng)中的鏈路x_>y、并完
8成四元(queternary) STR協(xié)議的步驟3時(shí)的MTA。圖14B示出了完成四元STR協(xié)議的步驟4時(shí)的、圖14A的MTA。圖15A示出了當(dāng)節(jié)點(diǎn)a請(qǐng)求1個(gè)TEU用于具有圖14B所示出的MTA的系統(tǒng)中的鏈路a_>b、并完成四元STR協(xié)議的步驟3時(shí)的MTA。圖15B示出了完成四元STR協(xié)議的步驟4時(shí)的、圖15A的MTA。圖16A示出了當(dāng)節(jié)點(diǎn)d請(qǐng)求1個(gè)TEU用于具有圖15B所示出的MTA的系統(tǒng)中的鏈路d_>c、并完成四元STR協(xié)議的步驟3時(shí)的MTA。圖16B示出了完成四元STR協(xié)議的步驟4時(shí)的、圖16A的MTA。圖17A示出了當(dāng)主節(jié)點(diǎn)Ml為具有圖16B所示出的MTA的系統(tǒng)中的鏈路Ml_>w分 配1個(gè)TEU、并完成四元STR協(xié)議時(shí)的步驟3的MTA。圖17B示出了完成四元STR協(xié)議的步驟4時(shí)的、圖17A的MTA。圖18示出了具有不同本地信令方式PHY-A、PHY-B和PHY-C的三個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備傳 送各自S-CSS的示例。圖19A示出了指示存在三個(gè)不同本地信令方式的三個(gè)S-CSS波形的檢測(cè)。圖19B示出了圖19A的改進(jìn)，其中，僅檢測(cè)到三個(gè)S-CSS波形中的兩個(gè)。圖20示出了連續(xù)S-CSS傳送之間的時(shí)間被進(jìn)一步細(xì)分為U個(gè)TDM單元(TDMU)并 且每個(gè)TDMU被細(xì)分為S個(gè)TDM時(shí)隙(TDMS)的實(shí)施例。圖21示出了具有S = 12個(gè)時(shí)隙的時(shí)分多址(TDMA)結(jié)構(gòu)。圖22示出了具有S = 12個(gè)時(shí)隙的TDMA結(jié)構(gòu)。圖23、圖24和圖25示出了，當(dāng)兩個(gè)S-CSS傳送機(jī)會(huì)窗口(域b0和bl)被用于通 告資源需求時(shí)，對(duì)于S = 12和P = 3的TDMA結(jié)構(gòu)。圖26示出了使用時(shí)間共享來正交化它們的通信的異質(zhì)系統(tǒng)。圖27A示出了可以互相干擾的、帶有三個(gè)不同PHY的三個(gè)系統(tǒng)。圖27B示出了由使用圖27A中的PHY-C的系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的共存PHY列表(CPL)。圖27C示出了用于圖27B的CPL的可用時(shí)隙表(UST)。圖28A和圖28B示出了兩個(gè)AS，一個(gè)使用PHY-B，另一個(gè)使用PHY-C。圖29A示出了，對(duì)于圖28A和圖28B的異質(zhì)系統(tǒng)，系統(tǒng)B中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)向主節(jié)點(diǎn)Mw 報(bào)告其干擾指數(shù)矢量(IIV)。圖29B示出了由主節(jié)點(diǎn)Mw基于從節(jié)點(diǎn)x、y和ζ接收的IIV而產(chǎn)生的CPL。圖29C示出了主節(jié)點(diǎn)Mw通過諸如其信標(biāo)的信號(hào)向節(jié)點(diǎn)x、y和ζ廣播所產(chǎn)生的CPL。圖29D示出了依照節(jié)點(diǎn)Mw、χ、y和ζ的IIV所選擇的TDM模式。圖30Α和圖30Β示出了圖28的異質(zhì)系統(tǒng)，其中節(jié)點(diǎn)x、y和ζ傳送IPP{bO，bl}= {1,0},主節(jié)點(diǎn)Mw傳送{1，1}，以及系統(tǒng)C中的節(jié)點(diǎn)根據(jù)所接收的IPPs生成它們的IIV = {B，C，A}。圖30C示出了主節(jié)點(diǎn)Mo基于從節(jié)點(diǎn)a、b和c接收的IIV而產(chǎn)生的CPL。圖30D示出了依照節(jié)點(diǎn)Mo、a、b和c的IIV所選擇的TDM模式。圖31A示出了圖28A的異質(zhì)系統(tǒng)，其中建立鏈路x〈>z和鏈路a<-—>b。圖31B示出了由節(jié)點(diǎn)χ和ζ選擇的用于通信的TDM模式。圖31C示出了由節(jié)點(diǎn)a和b選擇的用于通信的TDM模式。
圖31D示出了圖28A的異質(zhì)系統(tǒng)，其中，建立鏈路x<>y和鏈路a<-—>c。圖31E示出了由節(jié)點(diǎn)χ和y選擇的用于通信的TDM模式。圖31F示出了由節(jié)點(diǎn)a和c選擇的用于通信的TDM模式。圖32示出了用于通過功率控制獲得STR的方法。圖33示出了通過使用MNC/MTA獲得STR的方法。圖34示出了在異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中獲得STR的方法。圖 35A 和圖 35B 示出了 MNC/MTA STR 協(xié)議。圖36示出了用于異質(zhì)PHY的STR協(xié)議。圖37A示出了 PLC功率控制裝置。圖37B示出了具有包括圖37A的PLC功率控制裝置的集成電路的PLC集成電路模 塊。圖38A示出了用于分配通信信道的STR裝置。圖38B示出了具有包括圖38A的STR裝置的集成電路的STR集成電路模塊。圖39A示出了為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分配通信信道的STR裝置。圖39B示出了具有包括圖39A的STR裝置的集成電路的STR集成電路模塊。圖40示出了用于異質(zhì)PHY的STR協(xié)議。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將對(duì)如附圖所示出的本發(fā)明的當(dāng)前非限定的、示例的、優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行詳 細(xì)參考。在考慮了以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述后，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明的本質(zhì)、 概念、目的和優(yōu)勢(shì)將變得更明顯。通過本發(fā)明的各種實(shí)施例的非限定的示出性的示例，以其 中所示的特定特征和細(xì)節(jié)，提供以下描述，以解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。以提供對(duì)本發(fā)明的 原理和概念版本最有用和最易理解的描述為目的，表述這些特定特征和細(xì)節(jié)?？紤]到這一 點(diǎn)，不試圖以比用于對(duì)本發(fā)明的基礎(chǔ)性理解所必需的細(xì)節(jié)更多的細(xì)節(jié)顯示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì) 節(jié)。帶有附圖的詳細(xì)描述是為了讓本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚可以如何在實(shí)際中實(shí)施本發(fā)明的幾 個(gè)形式。雖然電力線纜提供了共享的通信信道給不同的用戶，但設(shè)備對(duì)同一網(wǎng)絡(luò)或另一網(wǎng) 絡(luò)中的其它設(shè)備產(chǎn)生的干擾電平是隨機(jī)變量，其取決于許多因素，諸如傳送功率、電力線配 線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(電纜類型、長度、橋接抽頭(bridgedtaps)的存在和數(shù)目、插入網(wǎng)絡(luò)的裝置 等)、接地實(shí)踐(practice)、遞送到房屋的電源相數(shù)、設(shè)備之間的距離等。在某些情況下，電 力線通信(PLC)設(shè)備對(duì)空間鄰近的其它設(shè)備的干擾比對(duì)位于遠(yuǎn)處(例如，另一層)的更嚴(yán) 重。在其它情況下，甚至在同一公寓中，設(shè)備可以導(dǎo)致非常不同水平的干擾，例如，取決于它 們是否位于交流(AC)電源的相同相中。本發(fā)明通過引入執(zhí)行空間和時(shí)間再用(STR)的能力開發(fā)電力線信道的特性，從 而設(shè)備不論在同一網(wǎng)絡(luò)中還是在不同的相鄰網(wǎng)絡(luò)中都能夠同時(shí)傳送而不導(dǎo)致彼此間的干 擾。目前，迄今沒有已知的PLC系統(tǒng)具有此能力。在同一網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)要么被分配正交資 源(例如，不同的時(shí)分多址(TDMA)時(shí)隙)，要么對(duì)資源進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)(例如，載波偵聽多路訪問 (CSMA))。目前，在迄今已知的系統(tǒng)中，在具有可協(xié)同工作的設(shè)備的不同網(wǎng)絡(luò)之間沒有試圖 進(jìn)行協(xié)調(diào)，或者共享了很少的信息。此外，沒有解決方案出現(xiàn)在迄今已知的系統(tǒng)中用于協(xié)調(diào)
10由非可協(xié)同工作的設(shè)備構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。這里提供了幾個(gè)用于STR的協(xié)議，用于提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量?？梢元?dú)立地或結(jié) 合地實(shí)施這些協(xié)議，并且其可以提供不同程度的網(wǎng)絡(luò)吞吐量，這取決于同一網(wǎng)絡(luò)或不同網(wǎng) 絡(luò)中的設(shè)備之間必須共享的信息量。由這些協(xié)議開發(fā)的PLC信道的特性是電力線信道的廣播性質(zhì)。如果節(jié)點(diǎn)i傳送到 節(jié)點(diǎn)j，則范圍內(nèi)的每個(gè)其它節(jié)點(diǎn)都接收到由節(jié)點(diǎn)i發(fā)送的數(shù)據(jù)分組。因此，范圍內(nèi)的任意 節(jié)點(diǎn)k能夠檢測(cè)到至少由i傳送的分組的定界符(delimiter)(即，前同步碼和幀控制信 息)，并且因此知道⑴鏈路的源地址和目的地址(SA/DA) (i的SA和j的DA)，(2)由i產(chǎn) 生的對(duì)k的干擾電平。在同質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備都可協(xié)同工作，因此可操作來交換數(shù)據(jù)。該能力 提供了有效率的STR協(xié)議，其開發(fā)用于在屬于相鄰網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備之間交換消息的設(shè)備可協(xié)同 工作性。(基于功率控制的STR協(xié)議)在迄今已知的PLC系統(tǒng)中沒有實(shí)現(xiàn)過STR功率控制協(xié)議。這些迄今已知的系統(tǒng)總 是傳送規(guī)則規(guī)定約束(regulatory constraints)所允許的最大功率，即使在節(jié)點(diǎn)很相近時(shí) 也是如此。因此，在相鄰設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生的干擾經(jīng)常使其它設(shè)備不能通信，由此降低網(wǎng)絡(luò) 中的總吞吐量。圖IA示出了由四個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備構(gòu)成的PLC網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)主節(jié)點(diǎn)M和三個(gè)從屬節(jié)點(diǎn) x、y和ζ。主節(jié)點(diǎn)M不一定在網(wǎng)絡(luò)的中心，因?yàn)樗姆秶Q于網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并且該范圍 可能不對(duì)稱。干擾覆蓋區(qū)(IF) 102表示了節(jié)點(diǎn)能夠接收到主節(jié)點(diǎn)的信標(biāo)(beacon)信號(hào)100 的區(qū)域。IF102外的任何節(jié)點(diǎn)都不能夠正確地接收主節(jié)點(diǎn)M的信標(biāo)100，因此，不屬于主節(jié) 點(diǎn)M的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)M。例如，節(jié)點(diǎn)“a”不屬于網(wǎng)絡(luò)M。IF表示傳送節(jié)點(diǎn)的信號(hào)將導(dǎo)致有害干 擾的區(qū)域。IF僅取決于傳送功率。由于節(jié)點(diǎn)之間的不同信道衰減，相同的傳送功率可以在節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生不同的數(shù)據(jù) 率；類似地，鏈路的IF也取決于該鏈路的數(shù)據(jù)率。例如，圖IB示出了節(jié)點(diǎn)y使用高傳送功 率Pmax (y，ζ)以最大可能的數(shù)據(jù)率向節(jié)點(diǎn)ζ進(jìn)行傳送的鏈路106的IF (y) 104。如果節(jié)點(diǎn)y 將它的傳送功率從Pmax (y，ζ)降低到Pmed (y，ζ)，則將可能降低它的IF，并且雖然以較低的數(shù) 據(jù)率，但仍然能夠到達(dá)ζ。圖IC示出了節(jié)點(diǎn)y以比Pmax(y，ζ)低的功率Pmed(y，ζ)向節(jié)點(diǎn)ζ 進(jìn)行傳送的鏈路110的IF(y) 108。傳送功率的進(jìn)一步降低將導(dǎo)致IF(y) 112的進(jìn)一步減小， 并且，同時(shí)，進(jìn)一步降低鏈路y->x 114的數(shù)據(jù)率。圖ID示出了節(jié)點(diǎn)y以比Pmed(y，ζ)低的 功率PlOT(y，z)向節(jié)點(diǎn)ζ進(jìn)行傳送的IF(y) 112。因此，節(jié)點(diǎn)應(yīng)該以支持它們的QoS約束所需 要的最小數(shù)據(jù)率建立鏈路，并且，同時(shí)使用支持該數(shù)據(jù)率所需要的最小傳送功率。一般地，PLC網(wǎng)路中所有迄今已知的設(shè)備都以最大允許的功率傳送，即使沒有必要 也是這樣。例如，如圖IA所示，主節(jié)點(diǎn)M以最大功率Pmax廣播其信標(biāo)100，并且該功率定義 了該信標(biāo)可以被其它節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到的區(qū)域。然而，本發(fā)明認(rèn)識(shí)到使用足夠到達(dá)網(wǎng)路中所有節(jié)點(diǎn)的較小功率是有益的。圖2示 出了主節(jié)點(diǎn)M用Pmin 200傳送其信標(biāo)，Pmin 200是到達(dá)所有從屬節(jié)點(diǎn)所需要的最小傳送功 率。在IFmin(M) 204與IFmin(M) 206的邊界之間的區(qū)域表示浪費(fèi)的功率，并且其中如果主節(jié)點(diǎn) M以最大功率傳送則可能潛在地產(chǎn)生干擾。
可以利用幾個(gè)技術(shù)來允許主節(jié)點(diǎn)估計(jì)到達(dá)所有從屬節(jié)點(diǎn)所必需的最小傳送功率。 例如，在一個(gè)技術(shù)中，當(dāng)從屬節(jié)點(diǎn)S的設(shè)備被插入并且不能接收主節(jié)點(diǎn)的信號(hào)時(shí)，從屬節(jié)點(diǎn) 以最大功率傳送特定分組，以到達(dá)主節(jié)點(diǎn)。如果主節(jié)點(diǎn)M在范圍內(nèi)，并且接收到該分組，則 主節(jié)點(diǎn)M基于所接收到的分組估計(jì)用來向S廣播其信標(biāo)所需要的傳送功率。這種搜尋分組也可以被周期性地或不定期地傳送。在該情況下，主節(jié)點(diǎn)周期性地 或不定期地更新到達(dá)其所有從屬節(jié)點(diǎn)所需要的最小傳送功率。例如，想象圖2中的節(jié)點(diǎn)χ從 主節(jié)點(diǎn)M的網(wǎng)路中退出。這可能在，例如如果該節(jié)點(diǎn)被用戶拔出時(shí)發(fā)生。如果主節(jié)點(diǎn)M — 段時(shí)間內(nèi)接收不到來自節(jié)點(diǎn)χ的信號(hào)，則主節(jié)點(diǎn)M降低其傳送功率，從而減低其干擾覆蓋范 圍至到達(dá)所有剩余節(jié)點(diǎn)所需要的最小值。圖3示出了主節(jié)點(diǎn)M相對(duì)于圖2中所示出的功率 降低其功率，以使用到達(dá)該網(wǎng)路中的剩余節(jié)點(diǎn)y和ζ的最小功率Pmin 300。在降低的功率設(shè) 置中，主節(jié)點(diǎn)M產(chǎn)生IF (M) 302。希望與主節(jié)點(diǎn)或它們之間通信的從屬節(jié)點(diǎn)可以遵循相同的過程。圖4A示出鏈路 400，其中，節(jié)點(diǎn)χ用其最大傳送功率Pmax400向節(jié)點(diǎn)y通信。在該圖中，IFmax(χ) 402顯示M 和ζ接收到干擾，但w接收不到。這是此前已知的傳統(tǒng)設(shè)備通信的方式。如果節(jié)點(diǎn)χ估計(jì)了在鏈路404中與節(jié)點(diǎn)y通信所需要的最小傳送功率Pmin(x，y)， 則節(jié)點(diǎn)χ的IFmin(X，y)406將小得多。圖4B示出了當(dāng)應(yīng)用最小傳送功率Pmin(x，y)時(shí)節(jié)點(diǎn) χ的更小覆蓋范圍。在該情況下，節(jié)點(diǎn)Μ、ζ和w接收不到任何干擾，并且能夠在節(jié)點(diǎn)χ和y 通信時(shí)互相通信。圖4C示出了在節(jié)點(diǎn)χ和y通信的同時(shí)通信的節(jié)點(diǎn)ζ和W。如果節(jié)點(diǎn)χ以 圖4A所示的全功率傳送，則ζ將不能夠可靠地接收來自w的分組，因?yàn)棣茖儆讦值母蓴_覆 蓋范圍408內(nèi)。圖4C示出STR能力的特征兩個(gè)鏈路同時(shí)有效(鏈路x_>y 404，鏈路w->z 410)而不導(dǎo)致相互的有害干擾。換句話說，IFmin(X，y)406和IFmin(w, ζ) 412在節(jié)點(diǎn)χ、y、ζ 或w上不重疊。實(shí)際地，接收節(jié)點(diǎn)還向發(fā)送者傳送應(yīng)答分組(ACK)。因此，當(dāng)鏈路被建立時(shí)，有兩 個(gè)需要考慮的干擾覆蓋范圍，一個(gè)以發(fā)送者為中心，一個(gè)以接收者為中心。然而，因?yàn)橥ǔ?以分集(diversity)模式并且以比傳送者發(fā)送的凈荷分組低的數(shù)據(jù)率傳送ACK分組，所以 由于ACK分組的傳送而由接收者產(chǎn)生的IF通常大大小于以大得多的功率傳送來滿足更高 數(shù)據(jù)率的發(fā)送者的IF。圖4D示出了對(duì)于Pmin(w，z) > Pack(ζ, w)以及Pmin(x，y) >Pack(y, x)的IF。IFack(ζ, w) 414小于IFmin(w, ζ)，但Pack(ζ, w)足夠允許節(jié)點(diǎn)w可靠地檢測(cè)由ζ傳 送的ACK分組。對(duì)于鏈路x_>y 408顯示了類似情況，其中IFACK(z，w)416表示由y傳送的 ACK分組的IF。在前面的示例中，在節(jié)點(diǎn)之間不需要交換數(shù)據(jù)來建立兩個(gè)同時(shí)的鏈路。然而，這不 總是被希望的或可能的。例如，在必須建立大量鏈路的情況下，希望僅給那些真正需要正交 資源的鏈路分配不同的TDMA時(shí)隙。圖5A示出了兩個(gè)同時(shí)有效的鏈路(x_>y 500,w->z 502)。節(jié)點(diǎn)a希望向節(jié)點(diǎn)b通 信，但其干擾覆蓋范圍IF (a) 504將破壞已存在的鏈路w->z 502，因?yàn)棣茖儆贗F (a) 504。在 該情況下，需要正交化資源，并且主節(jié)點(diǎn)M指導(dǎo)兩個(gè)鏈路(x->y 500,w->z 502)使用特定時(shí) 隙TS(1)，而將指導(dǎo)鏈路(a->b)506使用不同時(shí)隙TS(2)。圖5B示出了在時(shí)隙TS(1)中產(chǎn) 生 IFmin (X，y)508 和 IFmin(w, ζ) 510 的鏈路(x->y 500，w->z 502)，以及在時(shí)隙 TS (2)中產(chǎn) 生 IFmin(a, b)512 的鏈路(a->b)506。
主節(jié)點(diǎn)可操作來檢測(cè)IF(a，b)512是否影響任何已存在的鏈路。事實(shí)上，一旦鏈路 a->b 506被建立，被有害地影響的節(jié)點(diǎn)將開始經(jīng)歷更高的分組損耗，并且通知主節(jié)點(diǎn)Μ。該 主節(jié)點(diǎn)基于預(yù)設(shè)策略(例如，優(yōu)先級(jí)機(jī)制等)，將以信標(biāo)信號(hào)的形式廣播一組動(dòng)作或者將通 知所涉及的節(jié)點(diǎn)。動(dòng)作的示例是(1)指示節(jié)點(diǎn)使用不同時(shí)隙，或(2)指示節(jié)點(diǎn)降低其數(shù)據(jù) 率，從而降低其傳送功率和其IF。類似地，由于鏈路的動(dòng)態(tài)本質(zhì)，在一個(gè)實(shí)施例中，如果條件允許，主節(jié)點(diǎn)指示節(jié)點(diǎn) 提高其有效連接的數(shù)據(jù)率，因此提高其傳送功率和IF。如果所有PLC節(jié)點(diǎn)使用上述功率控制特征操作，則網(wǎng)路吞吐量將被大大提高，因 為每個(gè)正進(jìn)行的通信的IF將被降低。PLC網(wǎng)路可以自主地實(shí)現(xiàn)該新穎的策略并且不交換任 何信息。在異質(zhì)PLC網(wǎng)絡(luò)的情況下，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個(gè)PLC網(wǎng)絡(luò)可以操作來實(shí)現(xiàn)該 策略，因?yàn)槊總€(gè)PLC網(wǎng)絡(luò)在不需要在設(shè)備或主設(shè)備之間交換任何數(shù)據(jù)的情況下自主地降低 其鏈路的IF。通過允許一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)與另一網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通信，可以進(jìn)一步提高STR效 率?？紤]存在兩個(gè)同質(zhì)PLC網(wǎng)絡(luò)的示例。圖6示出了一個(gè)系統(tǒng)，其中，帶有IF 600的網(wǎng)絡(luò) 1被主節(jié)點(diǎn)Ml定義并包括節(jié)點(diǎn){a，b，c}，并且?guī)в蠭F 602的網(wǎng)絡(luò)2被主節(jié)點(diǎn)M2定義并包 括節(jié)點(diǎn){x，y，z，w}。在該示例中，主節(jié)點(diǎn)Ml以比M2高的功率傳送其信標(biāo)。節(jié)點(diǎn){M2，a，b， c,z,w}接收主節(jié)點(diǎn)Ml的信標(biāo)，并且節(jié)點(diǎn){χ，y,z,w, c}接收主節(jié)點(diǎn)M2的信標(biāo)。節(jié)點(diǎn){M2， w,z,c}接收兩個(gè)主節(jié)點(diǎn)的信標(biāo)。接收多個(gè)主節(jié)點(diǎn)的從屬節(jié)點(diǎn)為特殊節(jié)點(diǎn)，有時(shí)被稱為代理 節(jié)點(diǎn)。代理節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)將管理分組從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到另一網(wǎng)絡(luò)的主節(jié)點(diǎn)。代理節(jié)點(diǎn) 還負(fù)責(zé)保證相鄰系統(tǒng)的正確再同步。圖6進(jìn)一步示出了在節(jié)點(diǎn)b和c之間存在帶有包括節(jié)點(diǎn)w的相應(yīng)IF(b，c) 606的 有效鏈路604。節(jié)點(diǎn)w可能不能夠以高數(shù)據(jù)率接收數(shù)據(jù)，因?yàn)槠湓贗F(b，c)606中，并因此接 收到來自節(jié)點(diǎn)b的干擾。然而，節(jié)點(diǎn)w(其是代理節(jié)點(diǎn))可以請(qǐng)求主節(jié)點(diǎn)Ml指示節(jié)點(diǎn)b減 低其IF (這是可能的，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)w檢測(cè)到由b傳送的定界符并知道SA = b，DA = c)?；?預(yù)設(shè)策略，Ml可以批準(zhǔn)或拒絕這樣的請(qǐng)求。如果請(qǐng)求被批準(zhǔn)，則主節(jié)點(diǎn)Ml指示b降低其傳 送功率以降低其IF 606。結(jié)果，鏈路b->c 604可以經(jīng)歷吞吐量的降低。圖7示出了圖6的改進(jìn)，其中，對(duì)鏈路b_>c 604的功率的降低導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)w落在 IF(b, c)700之外，從而節(jié)點(diǎn)w可以高速地從網(wǎng)路2中的任何節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)。如果b的QoS 約束不允許數(shù)據(jù)率的降低，則主節(jié)點(diǎn)Ml還可以將鏈路b->c 604指引到另一時(shí)隙，以避免干 擾。還可以的是，節(jié)點(diǎn)即使屬于另一節(jié)點(diǎn)的IF中時(shí)也可以通信和滿足其QoS約束。例 如，再次考慮圖6所示的情況，其中b和c之間的高數(shù)據(jù)率鏈路是有效的，并且節(jié)點(diǎn)w屬于 IF(b, c)606。如果主節(jié)點(diǎn)M2希望與節(jié)點(diǎn)w通信，則它可以在不請(qǐng)求b降低其IF的情況下 進(jìn)行。事實(shí)上，假定M2和w非常接近，它們的鏈路將經(jīng)歷非常小的衰減。在該情況下，M2 可以能夠使用小傳送功率來克服信道衰減和來自b的干擾兩者。如果這可以的話，則鏈路 M2->w800將在不必請(qǐng)求IF (b，c) 606降低的情況下被建立。圖8示出了圖6的改進(jìn)，其中， 鏈路M2->w 800可以與干擾鏈路b->c 600同時(shí)存在。鏈路M2->w 800產(chǎn)生IFmin(M2，w) 802。在前述示例中，代理節(jié)點(diǎn)2接收到干擾并可以直接聯(lián)系另一網(wǎng)路的主節(jié)點(diǎn)Ml。在 一般情況下，被干擾的節(jié)點(diǎn)不是代理節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)將向它自己的主節(jié)點(diǎn)發(fā)送改變另一系統(tǒng)中
13的干擾節(jié)點(diǎn)的IF的請(qǐng)求。然后，該主節(jié)點(diǎn)將轉(zhuǎn)發(fā)這樣的請(qǐng)求給另一系統(tǒng)，如果該主節(jié)點(diǎn)在 范圍內(nèi)將直接轉(zhuǎn)發(fā)，或者如果該主節(jié)點(diǎn)不能直接通信，將經(jīng)由代理節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。圖9示出了圖 6的改進(jìn)，其中，鏈路w->x 900干擾節(jié)點(diǎn)b，但節(jié)點(diǎn)b不能直接與M2通信。如虛線通路902 所示，b發(fā)送請(qǐng)求給M1，M1轉(zhuǎn)發(fā)該請(qǐng)求給代理節(jié)點(diǎn)c，節(jié)點(diǎn)c轉(zhuǎn)發(fā)該請(qǐng)求給主節(jié)點(diǎn)M2。主節(jié) 點(diǎn)Ml和M2可以基于預(yù)設(shè)的策略做出本地決定，決定是否轉(zhuǎn)發(fā)或批準(zhǔn)該請(qǐng)求。類似考慮被應(yīng)用于擴(kuò)展該技術(shù)到超過兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的情況，同質(zhì)的或異質(zhì)的。在異質(zhì) 網(wǎng)絡(luò)的情況下，存在這樣的問題，即，不具有相同PHY和介質(zhì)訪問控制(MAC)的節(jié)點(diǎn)不能彼 此互相通信。在該情況下，本發(fā)明提供了使用對(duì)所有PLC設(shè)備公共的通信設(shè)備、使得可以執(zhí) 行某些數(shù)據(jù)交換的實(shí)施例。該公共的PHY間的通信能力可以是非常初步的或較成熟的，這 取決于在異質(zhì)系統(tǒng)之間將交換什么和多少信息。圖32示出了用于通過功率控制獲取STR的方法。第一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)向第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 通信3202信號(hào)?；谒邮招盘?hào)的接收質(zhì)量或在所接收信號(hào)內(nèi)通信的功率控制信息，第二 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)判定3204用于向第一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信信息的合適功率電平。此后，第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)以 判定的功率電平向第一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳送3206信息。在接收所傳送信息時(shí)，第一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)向第 二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信3208信號(hào)指示是否正確地接收到信號(hào)。該信號(hào)可以是，例如應(yīng)答/無應(yīng)答 (ACK/NACK)信號(hào)，并可以包括控制反饋信息。如果第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有額外信息向第一網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)通信，則第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)基于ACK/NACK信號(hào)的質(zhì)量或ACK/NACK信號(hào)的內(nèi)容判定3204用 于通信該額外信息的合適功率電平。對(duì)于功率電平設(shè)置的每個(gè)判定3204，第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)還 可以考慮3210在其網(wǎng)絡(luò)或相鄰網(wǎng)絡(luò)中存在的其它鏈路的狀態(tài)。圖37A示出了具有接收從PLC節(jié)點(diǎn)通信的信號(hào)的接收部件3702的PLC功率控制 裝置3700。功率判定部件3706基于所接收的信號(hào)判定向PLC節(jié)點(diǎn)通信信息、同時(shí)滿足特定 QoS所需要的功率。傳送部件3708以判定的功率向PLC節(jié)點(diǎn)傳送傳送信號(hào)中的信息。根據(jù)由接收質(zhì)量判定部件3710判定的所接收信號(hào)的接收質(zhì)量，判定向PLC節(jié)點(diǎn)通 信信息、同時(shí)滿足特定QoS所需要的功率?？蛇x地，根據(jù)在所接收的信號(hào)內(nèi)通信的功率控制 信息判定所需要的功率。接收部件3702接收來自PLC節(jié)點(diǎn)的應(yīng)答信號(hào)用作通信信息?；谒邮盏膽?yīng)答 信號(hào)，功率判定部件3706修改向PLC節(jié)點(diǎn)通信后續(xù)信息所需要的功率，并且，傳送部件3708 以所修改的功率向PLC節(jié)點(diǎn)傳送后續(xù)信息。可選地，功率判定部件3706基于在另一鏈路中 通信的信息的接收質(zhì)量，修改用于向PLC節(jié)點(diǎn)通信后續(xù)信息的特定QoS，并且通過傳送部件 3708以與所修改的QoS相當(dāng)?shù)墓β氏騊LC節(jié)點(diǎn)傳送后續(xù)信息。該另一鏈路可以不包括裝置 3700 卩，該鏈路可以在除了裝置3700以外的節(jié)點(diǎn)之間。如果該另一鏈路被PLC功率控制 裝置3700以外的節(jié)點(diǎn)接收，則通過主節(jié)點(diǎn)直接地或間接地經(jīng)由第三節(jié)點(diǎn)將所修改的QoS的 指示通信到PLC功率控制裝置3700。一方面，功率判定部件3706判定其帶有PLC節(jié)點(diǎn)的通信鏈路是否將有害地影響另 一通信鏈路，如果影響，功率判定部件3706向該兩個(gè)鏈路分配正交通信資源，使得可以在 兩個(gè)鏈路上使用正交通信資源通信信息來避免有害影響。圖37B示出了 PLC集成電路模塊3750。PLC集成電路模塊3750具有包括PLC功 率控制裝置3700的集成電路3752。下面描述依賴于相鄰網(wǎng)絡(luò)之間信息的交換的額外STR協(xié)議。下面的協(xié)議不一定要求設(shè)備使用功率控制來限制干擾。然而，可以將這些協(xié)議與功率控制結(jié)合使用來進(jìn)一步提 高預(yù)期的總體網(wǎng)絡(luò)吞吐量。(基于節(jié)點(diǎn)連接性矩陣的STR協(xié)議)考慮所有相鄰PLC網(wǎng)絡(luò)中的所有PLC設(shè)備都是同質(zhì)的情況，即它們可協(xié)同工作并 且可以彼此通信數(shù)據(jù)。PLC網(wǎng)絡(luò)將被稱為自主系統(tǒng)(AS)。在每個(gè)信標(biāo)時(shí)段中，具有競(jìng)爭(zhēng)窗口(CW)和非競(jìng)爭(zhēng)窗口(CFW)。假定可以將CFW分 為多個(gè)時(shí)分復(fù)用(TDM)的時(shí)間基本單元(TEU)。TEU是主節(jié)點(diǎn)可以分配給節(jié)點(diǎn)用于TDMA的 最小時(shí)間量，并且CFW窗口中具有S個(gè)TEU。N表示所有AS中的總節(jié)點(diǎn)數(shù)。在該實(shí)施例中，STR協(xié)議使用(1)節(jié)點(diǎn)連接性矩陣(MNC)，NxN矩陣，以及(2)時(shí) 間分配矩陣(MTA)，NxS矩陣。(節(jié)點(diǎn)連接性矩陣(MNC))如果i和j是兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，SNRij表示它們可以相互接收的SNR。基于SNRij建立MNC。 MNC可以是或者不是二元的。如果MNC是二元的，則3冊(cè)111被定義為有害干擾的閾值電平。如果MNC不是二元的， 則元素MNC(i，j)的值取決于SNRij的電平；這允許在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)可以經(jīng)受的干擾電平的描述 中具有更多的粒度(granularity)。信道衰減一般是對(duì)稱的，因?yàn)殡娏€信道的傳遞函數(shù)是各向同性的。這意味著MNC 是對(duì)稱矩陣MNC(i，j) =MNC(j, i)。雖然傳遞函數(shù)是對(duì)稱的，但電力線信道也可以不對(duì) 稱，因?yàn)橛裳b置產(chǎn)生的噪聲的特點(diǎn)是方位性(locality)。例如，如果節(jié)點(diǎn)i或j處于噪聲 狀態(tài)中(例如附近具有噪聲裝置)，通過遵循MNC(i，j)興MNC(j，i)表示這一點(diǎn)。例如，設(shè) 置MNC(i，j) > MNC(j, i)表示節(jié)點(diǎn)i處于噪聲狀態(tài)中(對(duì)于i > j)或者反之亦然(對(duì)于 i < j)。例如，如果麗C是二元的，則元素麗C (i，j)為如下⑴麗C(i，j) = 1，節(jié)點(diǎn)i和j 在SNR > SNRth的狀態(tài)下互相可靠地通信，以及⑵MNC(i，j) = 0，節(jié)點(diǎn)i和j互相之間幾 乎不干擾，并且不能可靠地互相通信，因?yàn)樗鼈兏髯缘腟NR比SNRth小。如果MNC是三元的，則元素MNC(i，j)可以為如下(l)MNC(i，j) = 0，節(jié)點(diǎn)i和j 在0 < SNR < SNRthi的狀態(tài)下互相接收，即，節(jié)點(diǎn)i和j互相之間基本不干擾，，并且不能可 靠地互相通信，(2)MNC(i, j) = 1，節(jié)點(diǎn)i和j在SNRthi < SNR < SNRth2的狀態(tài)下互相接，以 及(3)NC(i，j) = 3，節(jié)點(diǎn)i和j在SNR > SNRth2的狀態(tài)下互相接收，其中，SNRthx(χ = 1,2) 是不同的閾值。圖10示出了用于具有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)M和三個(gè)從屬節(jié)點(diǎn){x，y，z}的自主系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò) 圖1000以及MNC1002。雖然不必要，但主節(jié)點(diǎn)M使用功率控制，使得用于其信標(biāo)的傳送功率 是到達(dá)所有三個(gè)節(jié)點(diǎn)所需要的最小值。相關(guān)聯(lián)的二元MNC1002具有以下含義(1)主節(jié)點(diǎn)M 可以向/從所有具有SNR > SNRth的節(jié)點(diǎn)傳送(TX) /接收(RX)，(2)節(jié)點(diǎn)y可以向/從具有 SNR > SNRth的節(jié)點(diǎn)ζ傳送(TX)/接收(RX)，以及(3)節(jié)點(diǎn)χ不能向/從具有SNR > SNRth 的節(jié)點(diǎn)y和ζ傳送(TX)/接收(RX)。這意味著節(jié)點(diǎn)y和ζ將始終在IF(χ)之外，反之亦然， χ將總在IF(y)和IF(Z)之外。在圖10中，1表示第一鏈路限定符(qualifier)，0表示第 二鏈路限定符，正如這里所使用。圖11示出了相鄰自主系統(tǒng)ASl 1100和AS2 1102。如圖11所示出(I)ASl =
15{Ml，x，y，z，w}以及(2)AS2= {M2，a，b，c，d}。自主系統(tǒng) ASl 和 AS2 具有代理節(jié)點(diǎn){c，d， w}，并且系統(tǒng) ASl 和 AS2 中的節(jié)點(diǎn)數(shù)為=(I)Nl = 5，(2)N2 = 5，以及(3)N = N1+N2 = 10。 對(duì)該示例，這些節(jié)點(diǎn)不使用功率控制(雖然如這里其它地方所指出，該技術(shù)可以被與功率 控制一起使用)。所關(guān)聯(lián)的二元MNC1104具有以下含義(1)主節(jié)點(diǎn)Ml可以向具有SNR > SNRthWASI中的所有節(jié)點(diǎn)以及AS2的{c，d}傳送(TX)/接收(RX)，(2)主節(jié)點(diǎn)M2可以向 具有SNR > SNRth的AS2中的所有節(jié)點(diǎn)以及ASl的w傳送(TX) /接收(RX)，(3)節(jié)點(diǎn)χ可以 向具有SNR > SNRth的ASl中除w之外的所有節(jié)點(diǎn)傳送(TX) /接收(RX)，(4)節(jié)點(diǎn)χ將不干 擾AS2中的任何節(jié)點(diǎn)，(5)節(jié)點(diǎn)y可以向具有SNR > SNRth的ASl中除ζ之外的所有節(jié)點(diǎn)傳 送(TX) /接收(RX)，以及(6)節(jié)點(diǎn)y將僅僅干擾AS2中的節(jié)點(diǎn){c，d}?？梢砸詭讉€(gè)方法建立和更新矩陣MNC。例如，因?yàn)殡娏€信道是廣播信道，由節(jié)點(diǎn) i向節(jié)點(diǎn)j傳送的分組也被節(jié)點(diǎn)k接收。節(jié)點(diǎn)k可以通過“嗅(sniffing)”分組和測(cè)量接 收分組的功率電平來建立MNC的一部分。更具體地(1)節(jié)點(diǎn)從由其它節(jié)點(diǎn)傳送的分組中 檢測(cè)源地址(SA)，(2)基于該SA，每個(gè)節(jié)點(diǎn)建立一行MNC，以及(3)節(jié)點(diǎn)周期性地向主節(jié)點(diǎn) 發(fā)送它們的MNC行。MNC還可以被主動(dòng)地建立。具體地，節(jié)點(diǎn)可以以規(guī)則時(shí)段(interval)傳送特別分 組來允許其它節(jié)點(diǎn)建立它們的MNC行。可選地，節(jié)點(diǎn)可以以規(guī)則時(shí)段向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送它們的 MNC行，以使主節(jié)點(diǎn)能夠建立完整的MNC，然后用信標(biāo)廣播該完整MNC或者僅需要更新的部 分，從而網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以更新和保持該完整MNC。在分布實(shí)現(xiàn)中，節(jié)點(diǎn)以廣播分組的形式向范圍中的所有其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送它們的MNC 行。范圍內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)然后以該信息更新它們的MNC。不在范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)將接收不到該分 組，而且，因?yàn)樗鼈儾辉诟蓴_范圍內(nèi)而沒有關(guān)系。因?yàn)榘ㄋp的信道特征隨時(shí)間變化，并且與電源的AC周期同步，所以，在一個(gè) 實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)保持多個(gè)MNC，AC周期的每個(gè)相區(qū)間一個(gè)。(時(shí)間分配矩陣(MTA))如果在信標(biāo)時(shí)段的CFW中有S個(gè)時(shí)間TEU，則在可用的情況下，MTA是NxS矩陣，并 且禁止的TEU被標(biāo)注出。例如，在二元標(biāo)注{0，1}的情況下(1)MTA(i，j) =0意味著節(jié)點(diǎn) i對(duì)于鏈路可以使用TEU#j，(2)MTA(i,j) = 1意味著節(jié)點(diǎn)i對(duì)于鏈路不可以使用TEU#j，因 為節(jié)點(diǎn)i在該TEU上已經(jīng)具有了有效的鏈路，或者因?yàn)橛膳c節(jié)點(diǎn)i干擾的另一節(jié)點(diǎn)正在使 用該TEU。在四元標(biāo)注{0，1，T，R}的情況下(l)MTA(i，j) = 0意味著節(jié)點(diǎn)i對(duì)于鏈路可 以使用TEU#j, (2)MTA(i,j) = 1意味著節(jié)點(diǎn)i對(duì)于鏈路不能使用TEU#j, (3)MTA(i,j) = T 意味著節(jié)點(diǎn)i在TEU#j被禁止傳送，以及(4)MTA(i，j) = R意味著節(jié)點(diǎn)i在TEU#j被禁止 接收。四元MTA在某些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中提高了空間再用因子，因?yàn)槠鋮^(qū)分傳送和接收中的禁止。MTA中TEU的標(biāo)注取決于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其由MNC表示。給定鏈路x_>y，存在以下規(guī)則 (1)通過在y行掃描MNC標(biāo)注傳送禁止，以及(2)通過在χ行掃描MNC標(biāo)注接收禁止。圖12A示出了當(dāng)具有S = 6個(gè)TEU，并且沒有有效鏈路時(shí)、用于圖10的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的 MTA。在該MTA中，元素全為0。假定使用TEU#1和#2在節(jié)點(diǎn)y和ζ之間建立鏈路y_>z。圖12B示出了元素MTA (y， 1)、MTA(y，2) ,MTA (ζ 1)和MTA (ζ, 2)被設(shè)置為1來表示節(jié)點(diǎn)y和ζ在TEU#1和#2中被禁止 (即，被禁止或排除)TX/RX。圖12C示出了通過在目的行，行ζ上掃描MNC而標(biāo)注TX禁止。因?yàn)镸NC(z，M) =1，MTA(M，1) = MTA(Μ, 2) = T被標(biāo)注，如圖12C所示。圖12D示出了通過 在源行，行y上掃描MNC而標(biāo)注RX禁止。因?yàn)辂怌(y，M) =1，MTZ(M，1) =MTA (M，2) = R。 然而，因?yàn)檫@兩個(gè)元素已經(jīng)被標(biāo)注為“T”，所以兩者都被標(biāo)注為“ 1 ”來表示TX和RX兩者禁 止，如圖12D中所示。圖12D示出在TEU#1和#2中已建立鏈路y_>z之后的最終MTA。如果MTA(i，j)= 0，則意味著節(jié)點(diǎn)i可以使用TEU#j來建立有效鏈路?？紤]圖11中的系統(tǒng)，其示出了兩個(gè)AS以及它們關(guān)聯(lián)的MNC1104。假定MNC1104已 被知道，S = 4，以及MTA是四元的。圖13A示出了用于圖11的節(jié)點(diǎn)χ請(qǐng)求與節(jié)點(diǎn)ζ的鏈路 的示例的ΜΤΑ。圖13Β示出了用于建立鏈路a->b的示例的MTA。在集中方式中(1)僅主節(jié)點(diǎn)保持和更新MTA，(2)節(jié)點(diǎn)必須向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求來 獲得TDMA分配，(3)主節(jié)點(diǎn)在信標(biāo)中通告(advertise)該TDMA分配，(4)主節(jié)點(diǎn)在信標(biāo)中 通告有關(guān)其自身AS的MTA子矩陣，以及(5)代理節(jié)點(diǎn)向其它主節(jié)點(diǎn)通知在第一主節(jié)點(diǎn)的信 標(biāo)中傳送的MTA子矩陣。在分布方式中(1)所有節(jié)點(diǎn)保持和更新MTA，(2)主節(jié)點(diǎn)可以在信標(biāo)中通告該 MTA, (3)節(jié)點(diǎn)自主決定TEU的分配，并接著向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送管理協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)。主節(jié)點(diǎn) 然后向全網(wǎng)絡(luò)廣播新的TDM分配，以及(4)代理節(jié)點(diǎn)通知相鄰AS。(MNC/MTA STR 協(xié)議的描述)MNC/MTA STR協(xié)議包括以下操作，如圖35A和圖35B中所示(下面將參照?qǐng)D11詳 細(xì)解釋這一點(diǎn))1.節(jié)點(diǎn)χ從其主節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求TEU來向y傳送(步驟3502)；2.主節(jié)點(diǎn)M順序地掃描MTA的列來搜尋可用的TEU，直到滿足以下條件中的任一 個(gè)MTA (X，j) = MTA (y，j) = 0 或者M(jìn)TA (x，j) = R 以及 MTA (y，j) = T (步驟 3504)；3.如果該搜尋成功(步驟3506)，則M設(shè)置MTA (x, j) = 1以及MTA (y，j) = 1 (步 驟3510)；否則，拒絕節(jié)點(diǎn)χ的請(qǐng)求(步驟3508)；4. M在MTA中為每個(gè)節(jié)點(diǎn)k標(biāo)注TX和RX禁止，如下如果MTA(k，j) = 0，則MTA (k，j) = R，如果 MNC (χ，k) = 1MTA (k，j) = T，如果 MNC(y，k) = 1如果MTA(k，j) = T，則MTA (k，j) = 1，如果]\^((1，k) = 1如果MTA(k，j) = R，則MTA (k，j) = 1，如果]\^((7，10 = 1(步驟 3512)5.主節(jié)點(diǎn)M分配TEU# j給鏈路x->y (步驟3514)；6. M在其信標(biāo)上通告鏈路分配，并且傳送x_>y開始(步驟3516)；7. M以更新的MTA的列j向代理節(jié)點(diǎn)發(fā)送管理PDU (步驟3518)；8.代理節(jié)點(diǎn)向其它網(wǎng)絡(luò)的主節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)該管理PDU，并等待ACK(步驟3520)；以及9.代理節(jié)點(diǎn)向它們各自的主節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)其它主節(jié)點(diǎn)的ACK (步驟3522)。
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考慮圖11中的系統(tǒng)，其示出了兩個(gè)AS以及他們的MNC。假定MNC已被知道，S = 4,MTA是四元的，并且僅考慮以上步驟1-5。初始地，沒有TDMA鏈路是有效的，即，對(duì)每個(gè)i 和j，MTA(i，j) =O0圖14A示出了當(dāng)節(jié)點(diǎn)χ請(qǐng)求2個(gè)TEU用于圖11所示出的系統(tǒng)中的鏈 路x_>y、并完成四元STR協(xié)議的步驟3時(shí)的MTA。圖14B示出了完成四元STR協(xié)議的步驟 4時(shí)的、圖14A的MTA?，F(xiàn)在，節(jié)點(diǎn)a請(qǐng)求1個(gè)TEU用于鏈路a_>b。圖15A示出了當(dāng)節(jié)點(diǎn)a請(qǐng)求1個(gè)TEU用 于具有圖14B所示出的MTA的系統(tǒng)中的鏈路a_>b、并完成四元STR協(xié)議的步驟3時(shí)的MTA。 圖15B示出了完成四元STR協(xié)議的步驟4時(shí)的、圖15A的MTA。因?yàn)閮蓚€(gè)鏈路同時(shí)在相同的 TDM時(shí)隙#1中有效，因此獲得了空間/時(shí)間的再用。現(xiàn)在，節(jié)點(diǎn)d請(qǐng)求1個(gè)TEU用于鏈路d_>c。圖16A示出了當(dāng)節(jié)點(diǎn)d請(qǐng)求1個(gè)TEU用 于具有圖15B所示出的MTA的系統(tǒng)中的鏈路d->c、并完成四元STR協(xié)議的步驟3時(shí)的MTA。 圖16B示出了完成四元STR協(xié)議的步驟4時(shí)的、圖16A的MTA。因?yàn)槿齻€(gè)鏈路同時(shí)在相同的 TDM時(shí)隙#1中有效，因此進(jìn)一步獲得了空間/時(shí)間的再用?，F(xiàn)在，節(jié)點(diǎn)Ml請(qǐng)求2個(gè)TEU用于鏈路Ml_>w。圖17A示出了當(dāng)主節(jié)點(diǎn)Ml為具有圖 16B所示出的MTA的系統(tǒng)中的鏈路Ml->w分配1個(gè)TEU、并完成四元STR協(xié)議的步驟3時(shí)的 MTA。圖17B示出了完成四元STR協(xié)議的步驟4時(shí)的、圖17A的MTA。因?yàn)閮H三個(gè)鏈路同時(shí) 在相同的TDM時(shí)隙#1中有效，因此沒有獲得進(jìn)一步的空間/時(shí)間的再用。如以上空間/時(shí)間再用的示例所示，當(dāng)僅有S = 4個(gè)TEU可用時(shí)，同時(shí)使用6個(gè) TEU的4個(gè)有效鏈路提供了總吞吐量50%的平均提高。圖33示出了通過使用MNC和MTA獲得STR的方法。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，諸如主節(jié)點(diǎn)，判定 (3202)在其網(wǎng)絡(luò)中的或其網(wǎng)絡(luò)與相鄰網(wǎng)絡(luò)兩者中的節(jié)點(diǎn)對(duì)的QoS?；诠?jié)點(diǎn)對(duì)的QoS信息， 主節(jié)點(diǎn)為該節(jié)點(diǎn)對(duì)分配(3304)鏈路限定符。主節(jié)點(diǎn)基于請(qǐng)求為節(jié)點(diǎn)對(duì)分配(3306)信道， 但排除(3308)可能干擾所分配的信道的其它節(jié)點(diǎn)對(duì)訪問該信道。此外，主節(jié)點(diǎn)可以為非干 擾節(jié)點(diǎn)分配(3310)該信道。圖38A示出了用于分配通信信道的STR裝置3800。STR裝置3800包括節(jié)點(diǎn)對(duì)通 信判定部件3802，為網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)的每對(duì)，判定該節(jié)點(diǎn)對(duì)是否可以以特定QoS通信。 鏈路限定符分配部件3804向被判定能夠以特定QoS通信的每對(duì)節(jié)點(diǎn)分配第一鏈路限定符， 否則向每對(duì)節(jié)點(diǎn)分配第二鏈路限定符。通信信道分配器3806，為被分配了第一鏈路限定符 的第一和第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)對(duì)，分配通信信道用于從第一節(jié)點(diǎn)向第二節(jié)點(diǎn)的凈荷信息的 通信。通信信道分配器3806部分地或全部地排除另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)同時(shí)被分配該信道，如果該 另一節(jié)點(diǎn)與第一節(jié)點(diǎn)的對(duì)或該另一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)的對(duì)被分配了第一鏈路限定符。圖38B示出了 STR集成電路模塊3850。STR集成電路模塊3850具有包括STR裝 置3800的集成電路3852。(用于異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的空間/時(shí)間再用協(xié)議)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)是具有非可協(xié)同工作設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，諸如當(dāng)不是所有設(shè)備都具有相同 PHY(調(diào)制、編碼、帶寬等)時(shí)。例如，該情況下，一個(gè)AS包含使用PHY-A的設(shè)備，第二個(gè)AS 包含使用與PHY-A不同的PHY-B的設(shè)備。在該情況下，使用它們的本地通信協(xié)議不可能在 使用PHY-A的AS(A)中的設(shè)備與使用PHY-B的AS(B)中的設(shè)備之間進(jìn)行通信。每個(gè)AS可 以仍然使用上述的STR協(xié)議，但僅可以在同質(zhì)的AS之間交換信息，即，具有可協(xié)同工作的節(jié)點(diǎn)。該實(shí)施例通過為設(shè)備提供協(xié)議來使其具有幾分可協(xié)同工作性，而提供用于提高STR增 益的技術(shù)。該實(shí)施例提供了兩種用于在異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備之間提供有限可協(xié)同工作性的技 術(shù)簡(jiǎn)單的公共信令方式(S-CSS)以及增強(qiáng)的公共信令方式(E-CSS)。S-CSS設(shè)備除了其本 地通信協(xié)議外，還裝備有簡(jiǎn)單的公共信令方式，該簡(jiǎn)單的公共信令方式雖然不允許它們交 換數(shù)據(jù)分組，但能使它們交換非?；镜男畔ⅲT如它們出現(xiàn)/不出現(xiàn)在具有特定PHY的AS 網(wǎng)絡(luò)中的信息，或具有相同PHY的特定AS組的帶寬需求；該基本信息接著被STR協(xié)議開發(fā)。 E-CSS設(shè)備除了其本地通信協(xié)議外，還裝備有公共信令方式，該方式比S-CSS信令方式更成 熟，并且能夠交換包含對(duì)STR協(xié)議有用的數(shù)據(jù)的分組。如果設(shè)備裝備有簡(jiǎn)單信令方式，仍然可以使用基于功率控制的STR協(xié)議，如上所 述。雖然可能不能交換用于修改兩個(gè)異質(zhì)AS之間的干擾覆蓋范圍的請(qǐng)求，但經(jīng)由該基本公 共信令方式而傳遞的信息被開發(fā)來修改由每個(gè)AS產(chǎn)生的干擾覆蓋范圍。允許交換數(shù)據(jù)分組的、更成熟的公共信令方式的使用使異質(zhì)節(jié)點(diǎn)能夠使用基于矩 陣的MNC/MTA STR協(xié)議。E-CSS的使用支持上述STR協(xié)議，其關(guān)于同質(zhì)網(wǎng)絡(luò)以一些修改做了 描述。(簡(jiǎn)單的公共信令方式(S-CSS))假定網(wǎng)絡(luò)中的所有PLC設(shè)備除了它們的本地信令方式外，還具有依照簡(jiǎn)單信令方 式(CSS)產(chǎn)生簡(jiǎn)單多載波波形的能力。通過在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)波形的抽樣值，并直接從存儲(chǔ) 器中將這些值提供給數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器而實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。甚至可以在不具有本地多載波信令 方式的設(shè)備中也可以實(shí)現(xiàn)該方法。假定該多載波波形被稱為(designated) “S-CSS”，并且 存在P個(gè)不同S-CSS，其中P是不同本地信令方式的數(shù)目。具有特定PHY的每個(gè)設(shè)備同時(shí)或周期性地傳送S-CSS。具有特定PHY的每個(gè)系統(tǒng) 在從AC電源的零交叉(zero crossing)的固定偏移處以循環(huán)(roundrobin)的方式傳送 S-CSS。圖18示出了具有不同本地信令方式PHY-A、PHY-B和PHY-C的三個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備 傳送它們的S-CSS的示例。所有具有PHY-A的設(shè)備每P = 3個(gè)同步周期TH，傳送一次 S-CSS (A)。類似地，具有PHY-B的所有設(shè)備，以從S-CSS (A)被傳送的時(shí)間偏移TH，每P = 3 個(gè)同步周期TH傳送一次S-CSS (B)。類似地，所有具有PHY-C的設(shè)備，以從S-CSS (A)被傳送 的時(shí)間偏移2 · TH并從S-CSS (B)被傳送的時(shí)間偏移TH，每P = 3個(gè)同步周期TH傳送一次 S-CSS(C)。在CSS方式中，因?yàn)樗刑囟≒HY的節(jié)點(diǎn)使用基帶多載波波形同時(shí)傳送相同的信 息，所以其它節(jié)點(diǎn)可以檢測(cè)到信號(hào)的重疊。節(jié)點(diǎn)通過檢測(cè)哪個(gè)S-CSS波形被傳送而檢測(cè)網(wǎng) 絡(luò)狀態(tài)，即，網(wǎng)絡(luò)上具有不同本地信令方式的系統(tǒng)的數(shù)目。圖19A示出了指示存在三個(gè)不同 本地信令方式的三個(gè)S-CSS波形的檢測(cè)。以從AC零交叉的固定偏移傳送每個(gè)S-CSS信號(hào)。傳送機(jī)會(huì)的窗口被定義，并且系 統(tǒng)在這些窗口中傳送，以發(fā)出它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的信號(hào)。如果沒有特定PHY的設(shè)備，則沒有 傳送發(fā)生在相應(yīng)的傳送機(jī)會(huì)的窗口中。圖19B示出了三個(gè)S-CSS波形中僅檢測(cè)到兩個(gè)的示 例。在一個(gè)實(shí)施例中，同一 S-CSS傳送的周期TH是AC電源周期的整數(shù)倍。圖20示出細(xì)分為U個(gè)TDM單元(TDMU)并且每個(gè)TDMU被細(xì)分 為S個(gè)TDM時(shí)隙(TDMS)的示例?；谔囟ㄒ蛩剡x擇U和S的值。U管理網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)更新的頻 率(或延時(shí))。S管理帶寬粒度與AS的分組所經(jīng)歷的最小延時(shí)之間的折衷。U和S的示例 值在10以及S應(yīng)該是P的整數(shù)倍的范圍中。然而，這些值的選擇取決于應(yīng)用。對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的知曉被用于判定如何基于預(yù)設(shè)的策略共享資源?；靖拍钍蔷W(wǎng)絡(luò)狀 態(tài)與TDMU中的特定TDMA結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)。雖然本發(fā)明是一般性的，與這些策略無關(guān)，但是為了清 晰，這里的示例假定具體的策略，并且不同本地PHY的最大數(shù)目為P = 3。實(shí)際地，市場(chǎng)上 所出現(xiàn)的設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)化的狀態(tài)被考慮來產(chǎn)生P、S和U的優(yōu)化值以及預(yù)設(shè)的策略。不失一般 性，在以下示例中假定遵循以下策略。如果所有三個(gè)PHY都出現(xiàn)(I)PHY-A設(shè)備被授權(quán)最多 使用資源的50%，(2)PHY-B設(shè)備被授權(quán)最多使用資源的25%，以及(3)PHY-C設(shè)備被授權(quán) 最多使用資源的25%。如果僅出現(xiàn)兩個(gè)PHY，每個(gè)系統(tǒng)被授權(quán)最多使用資源的50%。如果 它們的QoS約束允許，每個(gè)系統(tǒng)可以使用更少的資源。而且，如果另一系統(tǒng)放棄它的資源， 則系統(tǒng)可以使用比上述資源更多或更少的資源。該特征被命名為動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)。系統(tǒng)使用S-CSS信號(hào)來向所有其它設(shè)備通告它們對(duì)資源的請(qǐng)求。例如，圖20中示 出了多個(gè)S-CSS的傳送機(jī)會(huì)窗口。第一傳送機(jī)會(huì)窗口，域b0，通告系統(tǒng)出現(xiàn)；第二傳送機(jī)會(huì) 窗口，域bl，通告資源請(qǐng)求。如果S-CSS(A)在域bl中出現(xiàn)，則意味著PHY-A設(shè)備想要所有 對(duì)于它可用的資源(即，策略授權(quán))；如果S-CSS(A)不在域bl中出現(xiàn)，則意味著PHY-A設(shè) 備可以為其它系統(tǒng)的利益而放棄一些資源。也可以出現(xiàn)其它傳送機(jī)會(huì)窗口，并允許幾個(gè)特 征，例如，實(shí)現(xiàn)DBA的更多帶寬粒度、系統(tǒng)的再同步以及對(duì)頻分復(fù)用(FDM)資源共享的請(qǐng)求。 域bx(x= 1，2，3...)的出現(xiàn)并不必要，但其在電力線信道中的多個(gè)系統(tǒng)之間允許更好的資 源共享。作為如何將網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)與特定TDMA結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的示例，假定網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)檢測(cè)所有 三個(gè)PHY的S-CSS波形，如圖19A中所示。圖21示出了滿足上面給出的策略對(duì)于S = 12 的情況的TDMA結(jié)構(gòu)。作為如何將網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)與特定TDMA結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的另一示例，假定網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)檢測(cè) 僅PHY-A和PHY-C的S-CSS波形，如圖19B中所示。圖22示出了滿足上面給出的策略對(duì)于 S = 12的情況的兩個(gè)TDMA結(jié)構(gòu)。這兩個(gè)解決方案在可以對(duì)系統(tǒng)保證的最小延時(shí)方面不同。在這兩個(gè)示例中，系統(tǒng)被分配了交叉(interleaved)的TDMS來減小延時(shí)。可選 地，分配一塊連續(xù)的TDMS。該解決方案簡(jiǎn)化了實(shí)現(xiàn)，但沒有最小化延時(shí)。再次，基于QoS約 束做出合適的選擇，并且該選擇取決于各個(gè)案例的具體情況。圖23-25示出了當(dāng)兩個(gè)S-CSS傳送機(jī)會(huì)窗口，域b0和bl，被用于通告資源需求時(shí)， 對(duì)于S = 12和P = 3的TDMA結(jié)構(gòu)。在該特定示例中，在每個(gè)TDMU開始時(shí)引入兩個(gè)TDM時(shí) 隙，TDMU可以被CSMA中的所有系統(tǒng)使用。對(duì)于可以被使用的具體TDMA結(jié)構(gòu)，要求網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備都知道所有可用的 TDMA結(jié)構(gòu)以及它們與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的關(guān)聯(lián)。在一個(gè)實(shí)施例中，這些TDMA結(jié)構(gòu)在存儲(chǔ)器中被預(yù) 設(shè)。雖然實(shí)際情況對(duì)可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的可用TDMA結(jié)構(gòu)的數(shù)目具有限制，但本發(fā)明可以 以任何數(shù)目的預(yù)設(shè)TDMA結(jié)構(gòu)工作。S-CSS協(xié)議還可以使用下述的功率控制操作。不是所有的節(jié)點(diǎn)都同時(shí)傳送它們的 間斷泊松(Poisson)處理(IPP)波形；而是，僅計(jì)劃在下一同步周期傳送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳
20送IPP。如果節(jié)點(diǎn)不計(jì)劃發(fā)送數(shù)據(jù)，它將不傳送IPP波形。而且，當(dāng)它不足以在Dl和D2中 使用CSMA傳送時(shí)，該節(jié)點(diǎn)不需要傳送IPP波形。在估計(jì)了建立期望鏈路所必需的最小功率 之后，節(jié)點(diǎn)以那個(gè)功率而不是最大功率傳送IPP波形。這具有降低該節(jié)點(diǎn)的干擾覆蓋范圍 的影響。(基于S-CSS的用于異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的STR協(xié)議)以下STR協(xié)議被設(shè)計(jì)來用于異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，并開發(fā)S-CSS的可用性以及一組明確與網(wǎng) 絡(luò)狀態(tài)關(guān)聯(lián)的已知TDMA結(jié)構(gòu)。如前面所述，共享公共本地PHY的每個(gè)節(jié)點(diǎn)周期地或不定時(shí) 地以與其它系統(tǒng)循環(huán)的方式(見圖18和圖19)同時(shí)傳送S-CSS。根據(jù)它們各自的資源需求，系統(tǒng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)在域b0中傳送，有些也在域bl中傳 送。系統(tǒng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)其它系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)的S-CSS的重疊。基于該檢測(cè)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)決定它 是否可以與另一 PHY系統(tǒng)(可以獲得STR增益的獨(dú)立節(jié)點(diǎn))同時(shí)傳送/接收信號(hào)，或者它 是否必須通過使用另一 TDMS正交化它的操作(S卩，時(shí)間共享的情況)。圖26示出了使用時(shí) 間共享來正交化它們的通信的異質(zhì)系統(tǒng)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)自主建立干擾指數(shù)矢量(IIV)。當(dāng)向它們各自的主節(jié)點(diǎn)通信時(shí)，系統(tǒng)的所 有Iiv的集合形成共存PHY列表(CPL)。IIV指示一個(gè)系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)是否可以檢測(cè)到來自 使用不同PHY的其它系統(tǒng)的S-CSS。圖27A示出了帶有三個(gè)不同PHY的三個(gè)系統(tǒng)可以如何 互相干擾。圖27B示出了由使用PHY-C的系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的CPL。圖27B中所示出的CPL指 示主節(jié)點(diǎn)Mc檢測(cè)S-CSS (B)的域b0但不檢測(cè)域bl，這意味著一個(gè)或多個(gè)PHY-B系統(tǒng)節(jié)點(diǎn) 可以干擾主節(jié)點(diǎn)Mc的通信，并且，被主節(jié)點(diǎn)Mc檢測(cè)的PHY-B節(jié)點(diǎn)不請(qǐng)求它們最大可用的資 源。節(jié)點(diǎn)χ沒有檢測(cè)到帶有不同PHY的任何節(jié)點(diǎn)的出現(xiàn)。節(jié)點(diǎn)y檢測(cè)S-CSS(B)和S-CSS(A) 的域b0和bl，指示具有一個(gè)或多個(gè)PHY-B系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)和一個(gè)或多個(gè)PHY-A系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)可以干擾 節(jié)點(diǎn)y的通信，并且這些系統(tǒng)中的每個(gè)的一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)正在請(qǐng)求最大可用的資源。節(jié)點(diǎn) ζ檢測(cè)S-CSS (A)的域b0和bl，指示一個(gè)或多個(gè)PHY-A系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)可以干擾節(jié)點(diǎn)ζ的通信，并 且一個(gè)或多個(gè)被節(jié)點(diǎn)ζ檢測(cè)到的PHY-A節(jié)點(diǎn)正在請(qǐng)求它們最大可用的資源。除了節(jié)點(diǎn)y，使 用PHY-C的系統(tǒng)中的所有節(jié)點(diǎn)傳送它們的出現(xiàn)以及它們對(duì)最大資源的請(qǐng)求，節(jié)點(diǎn)y發(fā)出它 可以接受減少的資源的信號(hào)。如圖23-25 所示，每個(gè) IIV 與 TDMA 結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)。例如，IIV(x) {B，C，A} =“0011 00” 對(duì)應(yīng)于模式6，以及IIV(z) {B，C，A} =“00 11 00”對(duì)應(yīng)于模式4。如果節(jié)點(diǎn)χ希望與節(jié)點(diǎn) ζ通信，則它將通過計(jì)算可用時(shí)隙表(UST)立即知道使用什么TDMS。圖27C示出了用于圖 27Β的CPL的UST。當(dāng)發(fā)送者和接收者的TDMA結(jié)構(gòu)具有公共的TDMS值時(shí)，UST的每個(gè)時(shí)隙 包含1，否則包含0。然后使用UST中的標(biāo)注“1”的TDMS建立鏈路x_>y。例如，鏈路x_>z 可以在TDMS3、4、7、8、11、12中通信信息，因?yàn)閁ST時(shí)隙3、4、7、8、11、12的值全是1。(異質(zhì)STR協(xié)議的描述)用于異質(zhì)PHY的STR協(xié)議具有以下步驟，其在圖36中被示出。1.啟動(dòng)啟動(dòng)，與S-CSS周期的同步，等。(步驟3602)；2.每個(gè)節(jié)點(diǎn)依照資源需求傳送S-CSS (步驟3604)；3.每個(gè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)其它系統(tǒng)的S-CSS并如下設(shè)置IIV 卩，大于閾值，以及2，如果接收到的信號(hào)弱，S卩，小于閾值(步驟3606)；4.每個(gè)節(jié)點(diǎn)選擇對(duì)應(yīng)于其IIV的TDMA結(jié)構(gòu)，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)將只能夠在分配給其系 統(tǒng)的專用TDMS中傳送(步驟3608)；5.每個(gè)節(jié)點(diǎn)向主節(jié)點(diǎn)通信其IIV，并且主節(jié)點(diǎn)更新CPL(步驟3610)；6.每個(gè)主節(jié)點(diǎn)向其系統(tǒng)中的所有節(jié)點(diǎn)通告其CPL，例如，使用信標(biāo)(步驟3612)； 以及7.每個(gè)節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建UST，并且，當(dāng)其希望與另一節(jié)點(diǎn)通信時(shí)，使用在UST中以“ 1”標(biāo) 注的TDMS (步驟3614)。圖40更一般地示出了該新穎STR算法。如在圖40中所示，每個(gè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)(步驟 4002)由其它節(jié)點(diǎn)傳送的公共信號(hào)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)基于所檢測(cè)的信號(hào)判定(步驟4004)網(wǎng)絡(luò)狀 態(tài)，并且基于所判定的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)選擇(步驟4006)具體TDMA結(jié)構(gòu)。圖28A和圖28B示出了兩個(gè)AS，一個(gè)使用PHY-B，另一個(gè)使用PHY-C。每個(gè)系統(tǒng)具 有4個(gè)節(jié)點(diǎn)，1個(gè)主節(jié)點(diǎn)和3個(gè)從屬節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)B 2800中的所有節(jié)點(diǎn)傳送IPP信號(hào){b0， bl} = {1,0} ο對(duì)于系統(tǒng)C 2802中的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)a、b和c傳送{b0, bl} = {1，0}，Μο傳送 {1,1} 0系統(tǒng)B 2800中的節(jié)點(diǎn)接收IPP信號(hào)，并且創(chuàng)建它們的IIV= {B，C，A}。假定(1) 對(duì)于節(jié)點(diǎn)χ和z，IIV = {10，00，00}(來自系統(tǒng)C 2802的所有信號(hào)都弱)_>模式5，如圖23 和圖28A所示，⑵對(duì)于主節(jié)點(diǎn)Mw和節(jié)點(diǎn)y，IIV = {10，11，00}(有強(qiáng)的IPP信號(hào)來自系統(tǒng) C 2802)->模式17，如圖25和圖28B所示。圖29A示出了對(duì)于圖28A和圖28B的異質(zhì)系統(tǒng)，系統(tǒng)B 2800中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)向主 節(jié)點(diǎn)Mw報(bào)告其IIV。圖29B示出了由主節(jié)點(diǎn)Mw基于從節(jié)點(diǎn)x、y和ζ接收的IIV而產(chǎn)生的 CPL0圖29C示出了主節(jié)點(diǎn)Mw通過諸如其信標(biāo)的信號(hào)向節(jié)點(diǎn)χ、y和ζ廣播所產(chǎn)生的CPL。 圖29D示出了依照節(jié)點(diǎn)Mw、χ、y和ζ的IIV所選擇的TDM模式。圖30A和30B示出了圖28的異質(zhì)系統(tǒng)，其中節(jié)點(diǎn)x、y和ζ傳送IPP{bO，bl} = {1， 0}，主節(jié)點(diǎn)Mw傳送{1，1}，以及系統(tǒng)C 2802中的節(jié)點(diǎn)根據(jù)所接收的IPPs創(chuàng)建它們的IIV ={B，C，A}。假定主節(jié)點(diǎn) Mo 的 IIV= {10，11，00}，節(jié)點(diǎn) a 和節(jié)點(diǎn) c 的 IIV = {10，10，00}， 并且節(jié)點(diǎn)b的IIV= {00，10，00}。系統(tǒng)C 2802中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)向主節(jié)點(diǎn)Mo報(bào)告其IIV。圖 30C示出了主節(jié)點(diǎn)Mo基于從節(jié)點(diǎn)a、b和c接收的IIV而產(chǎn)生的CPL。圖30D示出了依照節(jié) 點(diǎn)Mo、a、b和c的IIV所選擇的TDM模式。具體地，為節(jié)點(diǎn)b選擇模式6，為節(jié)點(diǎn)a和c選 擇模式2，并且為主節(jié)點(diǎn)Mo選擇模式17。圖31A示出了圖28A的異質(zhì)系統(tǒng)，其中建立鏈路x<_>z 3100和鏈路a<_>b3102。圖31B示出了由節(jié)點(diǎn)χ和ζ選擇的用于通信的TDM模式。因?yàn)楣?jié)點(diǎn)χ和ζ 使用相同的TDM模式，并且該模式為系統(tǒng)B 2800通信分配所有時(shí)隙，所以節(jié)點(diǎn)χ和ζ可以 在所有時(shí)隙中通信。圖31C示出了由節(jié)點(diǎn)a和b選擇的用于通信的TDM模式。因?yàn)楣?jié)點(diǎn)a 和b的TDM在時(shí)隙4、5、8、9和12中共享公共資源(即，系統(tǒng)C 2802的資源)，所以節(jié)點(diǎn)a 和b可以在TDM時(shí)隙4、5、8、9和12中通信。圖31D示出了圖28A的異質(zhì)系統(tǒng)，其中建立鏈路x<_>y 3104和鏈路a<->c3106。 圖31E示出由節(jié)點(diǎn)χ和y選擇的用于通信的TDM模式。因?yàn)楣?jié)點(diǎn)χ和y的TDM在時(shí)隙3、7、 10和11中共享公共資源(即，系統(tǒng)B 2800的資源)，所以節(jié)點(diǎn)χ和y可以在TDM時(shí)隙3、7、
2210和11中通信。圖31F示出由節(jié)點(diǎn)3和c選擇的用于通信的TDM模式。因?yàn)楣?jié)點(diǎn) 的TDM在時(shí)隙4、5、8、9和12中共享公共資源(S卩，系統(tǒng)C 2802的資源)，所以節(jié)點(diǎn)a和c 可以在TDM時(shí)隙4、5、8、9和12中通信。即使鏈路x<->z 3100和鏈路a<->b 3102同時(shí)通信信息，節(jié)點(diǎn)χ和ζ的IIV也指 示這些節(jié)點(diǎn)沒有接收到來自節(jié)點(diǎn)a和b的顯著干擾，反之亦然。因此，為圖31A所示出的鏈 路獲得了系統(tǒng)B 2800和系統(tǒng)C 2802共用的通信資源的空間正交性以及50%的STR增益。并且，即使鏈路x<->y 3104和鏈路a<->c 3106可能互相產(chǎn)生顯著的干擾，如圖 31D所示，圖31E和31F示出了如何為圖31D所示的鏈路獲得系統(tǒng)B 2800和系統(tǒng)C 2802共 用的通信資源的時(shí)間正交性。更具體地，鏈路x<_>y 3104在TDM時(shí)隙3、7、10和11中通信， 鏈路a<->c 3106在TDM時(shí)隙4、5、8、9和12中通信。圖34示出了以異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)獲得STR的方法。根據(jù)該方法，如果第一時(shí)間周期內(nèi)以 特定QoS接收到第一信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)給第一網(wǎng)絡(luò)分配(3402)第一鏈路限定符，否則分配 (3402)第二鏈路限定符。如果在第二時(shí)間周期內(nèi)接收到該第一信號(hào)，則給該第一網(wǎng)絡(luò)分配 (3404)第三鏈路限定符，否則分配(3404)第四鏈路限定符。如果在第三時(shí)間周期內(nèi)以特 定QoS接收到第二信號(hào)，則給第二網(wǎng)絡(luò)分配(3406)第五鏈路限定符，否則分配(3406)第六 鏈路限定符。如果在第四時(shí)間周期內(nèi)接收到該第二信號(hào)，則給該第二網(wǎng)絡(luò)分配(3408)第七 鏈路限定符，否則分配(3408)第八鏈路限定符。根據(jù)分配給第一網(wǎng)絡(luò)和第二網(wǎng)絡(luò)的第一至 第八鏈路限定符選擇(3410)多個(gè)正交通信資源方式之一，并用于與其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信。第 一、第二、第三和第四時(shí)間周期是非重疊的時(shí)間周期。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)從其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收(3412) 正交通信資源方式，并僅用對(duì)于所選擇和接收的正交通信資源方式公共的資源向其它網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)通信(3414)信息。圖39A示出STR裝置3900，其為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分配通信信道。STR裝置包括接收通信 信號(hào)的接收部件3902。分配部件3904 (1)如果在第一時(shí)間周期以特定QoS接收到第一信 號(hào)，則為第一網(wǎng)絡(luò)分配第一鏈路限定符，如果在沒有特定QoS的情況下接收到第一信號(hào)，則 為第一網(wǎng)絡(luò)分配第二鏈路限定符；(2)如果在第二時(shí)間周期接收到第一信號(hào)，則為第一網(wǎng) 絡(luò)分配第三鏈路限定符，如果在沒有特定QoS的情況下接收到第一信號(hào)，則為第一網(wǎng)絡(luò)分 配第四鏈路限定符；(3)如果在第三時(shí)間周期以特定QoS接收到第二信號(hào)，則為第二網(wǎng)絡(luò)分 配第五鏈路限定符，如果在沒有特定QoS的情況下接收到第二信號(hào)，則為第二網(wǎng)絡(luò)分配第 六鏈路限定符；(4)如果在第四時(shí)間周期接收到第二信號(hào)，則為第二網(wǎng)絡(luò)分配第七鏈路限 定符，如果在沒有特定QoS的情況下接收到第二信號(hào)，則為第二網(wǎng)絡(luò)分配第八鏈路限定符。 第一、第二、第三和第四時(shí)間周期是非重疊的時(shí)間周期。選擇部件3906根據(jù)分配給第一和 第二網(wǎng)絡(luò)的第一至第八鏈路限定符，選擇多個(gè)正交通信資源方式之一，并且傳送部件3908 使用所選擇的正交通信資源方式與另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信。圖39B示出了 STR集成電路模塊3950，其為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分配通信信道。STR集成電 路模塊3950具有包括STR裝置3900的集成電路3952。前面的描述示出和描述了本發(fā)明。然而，該公開僅示出和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí) 施例，但它應(yīng)被理解為，本發(fā)明能夠使用在各種其它組合、修改和環(huán)境中。而且，本發(fā)明能夠 在如這里所表達(dá)的本發(fā)明概念的范圍(即，具有以上教導(dǎo)以及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員的技術(shù)和 知識(shí)的等效物)內(nèi)改變或修改。例如，每個(gè)實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)元素可以被省略或合并到其它實(shí)施例中。已經(jīng)以非限定的示出和描述為目的呈現(xiàn)了前面的本發(fā)明的實(shí)施例和實(shí)現(xiàn)的描述。 雖然這里已經(jīng)參照特定結(jié)構(gòu)、材料和實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明并不試圖被限定于這 里所公開的特定特征和細(xì)節(jié)上。而是，本發(fā)明擴(kuò)展到所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的、所有功能上等 效的結(jié)構(gòu)、方法和應(yīng)用。這里所提供的描述不是窮盡的，并不將本發(fā)明限定于所公開的精確 形式。前面的實(shí)施例示例僅被提供來作為解釋的目的，而絕非被構(gòu)造來限制本發(fā)明的范圍。 這里所用的詞語是描述和示出的詞語，而不是限制的詞語。本教導(dǎo)可以被容易地實(shí)現(xiàn)和應(yīng) 用到其它類型的裝置中。此外，在如當(dāng)前所述和以后補(bǔ)充的所附權(quán)利要求及其等價(jià)物的范 圍(purview)、范圍(scope)和精神內(nèi)的修改和變化可以根據(jù)上述教導(dǎo)進(jìn)行，或者可以從實(shí) 踐本發(fā)明中獲得。另外，雖然可以以單個(gè)的形式描述或請(qǐng)求保護(hù)本發(fā)明的元素，但除非明確 聲明限于單個(gè)形式，也可以考慮多個(gè)的形式。被討論用于突出本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)的可選結(jié)構(gòu)不 構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)，除非明確如此指出。本發(fā)明沒有一個(gè)或多個(gè)特征是必須的或關(guān)鍵的，除非特 別指出。工業(yè)應(yīng)用性根據(jù)本發(fā)明，可以提供協(xié)議，這些協(xié)議，以提高總體網(wǎng)絡(luò)的吞吐量為最終目的，允 許單個(gè)網(wǎng)絡(luò)或多個(gè)相鄰網(wǎng)絡(luò)降低互相干擾并提高它們的總吞吐量，以及保持優(yōu)化的性能， 甚至在存在大量節(jié)點(diǎn)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)也是如此。
權(quán)利要求
一種通信方法，用于電力線通信系統(tǒng)，所述電力線通信系統(tǒng)包括包括使用第一PHY用于電力線通信的第一設(shè)備的第一網(wǎng)絡(luò)，以及包括使用第二PHY用于電力線通信的第二設(shè)備的第二網(wǎng)絡(luò)，所述第一PHY和所述第二PHY互相不同，以使得所述第一設(shè)備與所述第二設(shè)備對(duì)于完整電力線通信非可協(xié)同工作，所述第一設(shè)備和所述第二設(shè)備使用公共信令方式(CSS)，以使得互相之間能夠交換有關(guān)它們?cè)谒鲭娏€通信系統(tǒng)中出現(xiàn)的信息來允許資源共享，所述方法包括(a)檢測(cè)在第一時(shí)間窗口中從多個(gè)所述第一設(shè)備依照所述CSS方式傳送的公共信號(hào)；(b)基于在步驟(a)中檢測(cè)的所述公共信號(hào)判定網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；以及(c)基于步驟(b)中所判定的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)選擇具體的TDMA結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的通信方法，其中，步驟(a)、步驟(b)和步驟(c)由所述第二設(shè) 備中的一個(gè)執(zhí)行。
3.如權(quán)利要求1所述的通信方法，其中，所述CSS方式是不能操作來傳送和接收分組的 簡(jiǎn)單CSS方式和能操作來傳送和接收分組的增強(qiáng)CSS方式中的一個(gè)。
4.如權(quán)利要求1所述的通信方法，其中，傳送所述公共信號(hào)的多個(gè)所述第一設(shè)備是被 調(diào)度在下一同步周期傳送數(shù)據(jù)的設(shè)備。
5.如權(quán)利要求4所述的通信方法，其中，所述第一設(shè)備依照功率控制協(xié)議以建立期望 鏈路所必需的最小功率傳送，所述功率控制協(xié)議包括由所述第一設(shè)備接收從所述第二設(shè)備 中的一個(gè)通信的信號(hào)，基于所接收的信號(hào)判定從所述第一設(shè)備向所述第二設(shè)備通信信息、 同時(shí)滿足特定服務(wù)質(zhì)量(QoS)所需要的功率，以及以所判定的功率從所述第一設(shè)備向所述 第二設(shè)備傳送所述信息。
6.一種通信方法，使用空間和時(shí)間再用(STR)協(xié)議用于電力線通信系統(tǒng)，所述電力線 通信系統(tǒng)包括包括使用第一 PHY用于電力線通信的第一設(shè)備的第一網(wǎng)絡(luò)，以及包括使用 第二 PHY用于電力線通信的第二設(shè)備的第二網(wǎng)絡(luò)，所述第一 PHY和所述第二 PHY互相不同， 以使得所述第一設(shè)備與所述第二設(shè)備對(duì)于完整電力線通信非可協(xié)同工作，所述第一設(shè)備和 所述第二設(shè)備使用公共信令方式(CSS)，以使得互相之間能夠交換有關(guān)它們?cè)谒鲭娏€ 通信系統(tǒng)中出現(xiàn)的信息來允許資源共享，所述方法包括(a)檢測(cè)在第一時(shí)間窗口中從多個(gè)所述第一設(shè)備依照所述CSS方式傳送的公共信號(hào)；以及(b)基于在步驟(a)中檢測(cè)的所述公共信號(hào)，由所述第二設(shè)備中的一個(gè)判定所述第二 設(shè)備中的所述一個(gè)是否可以在所述第一設(shè)備傳送/接收信號(hào)的同時(shí)傳送/接收信號(hào)，或者 所述第二設(shè)備中的所述一個(gè)是否需要在與所述第一設(shè)備傳送/接收信號(hào)的時(shí)間不同的另 一時(shí)間傳送/接收信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的通信方法，其中，所述第一設(shè)備使用MNC/MTA空間時(shí)間再用 (STR)協(xié)議來獲得所述第一設(shè)備之間的資源共享。
8.如權(quán)利要求6所述的通信方法，其中步驟(a)-(b)被重復(fù)多次，所述第二設(shè)備中的每個(gè)基于所述步驟(b)的結(jié)果產(chǎn)生與TDMA結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的干擾指數(shù)矢 量(IIV)，并且向所述第二網(wǎng)絡(luò)中的主設(shè)備提供所述IIV，以及所述主設(shè)備基于從所述第二設(shè)備接收的IIV產(chǎn)生共存PHY列表(CPL)。
9.一種通信方法，使用空間和時(shí)間再用(STR)協(xié)議用于電力線通信系統(tǒng)，所述電力線 通信系統(tǒng)包括包括使用第一 PHY用于電力線通信的第一設(shè)備的第一網(wǎng)絡(luò)，以及包括使用 第二 PHY用于電力線通信的第二設(shè)備的第二網(wǎng)絡(luò)，所述第一 PHY和所述第二 PHY互相不同， 以使得所述第一設(shè)備與所述第二設(shè)備對(duì)于完整電力線通信非可協(xié)同工作，所述第一設(shè)備和 所述第二設(shè)備使用公共信令方式(CSS)，以使得互相之間能夠交換有關(guān)它們?cè)谒鲭娏€ 通信系統(tǒng)中出現(xiàn)的信息來允許資源共享，所述方法包括(a)依照所述CSS方式，在第一時(shí)間窗口中從多個(gè)所述第一設(shè)備傳送公共信號(hào)；(b)由所述第二設(shè)備中的每個(gè)檢測(cè)由所述多個(gè)第一設(shè)備在所述第一時(shí)間窗口中傳送的 所述公共信號(hào)；(c)所述第二設(shè)備中的每個(gè)基于所述檢測(cè)的公共信號(hào)具有比第一服務(wù)質(zhì)量(QoS)大還 是小的信號(hào)強(qiáng)度來產(chǎn)生與TDMA結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的干擾指數(shù)矢量(IIV)；(d)所述第二設(shè)備中的每個(gè)選擇對(duì)應(yīng)于在步驟(c)產(chǎn)生的其干擾指數(shù)矢量(IIV)的 TDMA結(jié)構(gòu)，并且向所述第二網(wǎng)絡(luò)中的主設(shè)備通信所述IIV ；(e)所述主設(shè)備基于從所述第二設(shè)備接收的所述IIV創(chuàng)建共存PHY列表(CPL)；(f)所述主設(shè)備向所有所述第二設(shè)備提供所述CPL;以及(g)所述第二設(shè)備中的每個(gè)基于所述CPL創(chuàng)建可用時(shí)隙列表(UST)，并且依照其UST執(zhí) 行與所述第二設(shè)備的另一個(gè)的通信。
10.一種通信系統(tǒng)，用于電力線通信，所述系統(tǒng)包括第一網(wǎng)絡(luò)，包括使用第一 PHY用于電力線通信的第一設(shè)備；第二網(wǎng)絡(luò)，包括使用第二 PHY用于電力線通信的第二設(shè)備，所述第一 PHY和所述第二 PHY互相不同，以使得所述第一設(shè)備與所述第二設(shè)備對(duì)于完整電力線通信非可協(xié)同工作，所 述第一設(shè)備和所述第二設(shè)備使用公共信令方式(CSS)，以使得互相之間能夠交換有關(guān)它們 在所述通信系統(tǒng)中出現(xiàn)的信息來允許資源共享；所述第一設(shè)備能操作來依照所述CSS方式在第一時(shí)間窗口中傳送公共信號(hào)；以及所述第二設(shè)備中的每個(gè)能操作來檢測(cè)由所述第一設(shè)備在所述第一時(shí)間窗口中傳送的 所述公共信號(hào)，以基于所檢測(cè)的公共信號(hào)判定網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，以及基于所判定的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)選擇 具體的TDMA結(jié)構(gòu)。
11.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，存儲(chǔ)由用于電力線通信系統(tǒng)的通信方法中的第二設(shè)備的計(jì) 算機(jī)所執(zhí)行的程序，所述電力線通信系統(tǒng)包括包括使用第一 PHY用于電力線通信的第一 設(shè)備的第一網(wǎng)絡(luò)，以及包括使用第二 PHY用于電力線通信的第二設(shè)備的第二網(wǎng)絡(luò)，所述第 一 PHY和所述第二 PHY互相不同，以使得所述第一設(shè)備與所述第二設(shè)備對(duì)于完整電力線通 信非可協(xié)同工作，所述第一設(shè)備和所述第二設(shè)備使用公共信令方式(CSS)，以使得互相之間 能夠交換有關(guān)它們?cè)谒鲭娏€通信系統(tǒng)中出現(xiàn)的信息來允許資源共享，所述被執(zhí)行的程 序包括操作(a)由所述第二設(shè)備檢測(cè)在第一時(shí)間窗口中從多個(gè)所述第一設(shè)備依照所述CSS方式傳 送的公共信號(hào)；(b)由所述第二設(shè)備基于在操作(a)中檢測(cè)的所述公共信號(hào)判定網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；以及(c)基于操作(b)中所判定的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)選擇具體的TDMA結(jié)構(gòu)。
12.—種集成電路，用于使得在使用電力線通信的通信系統(tǒng)中能資源共享，所述集成電路包括(a)第一部件，檢測(cè)在第一時(shí)間窗口中從多個(gè)第一設(shè)備依照公共信令方式(CSS)傳送 的公共信號(hào)；(b)第二部件，基于由所述第一部件檢測(cè)的所述公共信號(hào)判定網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；以及(c)第三部件，基于所判定的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)選擇具體的TDMA結(jié)構(gòu)。
13. —種通信模塊，用于使得在使用電力線通信的通信系統(tǒng)中能資源共享，所述通信模 塊包括(a)第一部件，檢測(cè)在第一時(shí)間窗口中從多個(gè)第一設(shè)備依照公共信令方式(CSS)傳送 的公共信號(hào)；(b)第二部件，基于由所述第一部件檢測(cè)的所述公共信號(hào)判定網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；以及(c)第三部件，基于所判定的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)選擇具體的TDMA結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種通信系統(tǒng)，包括允許單個(gè)網(wǎng)絡(luò)或多個(gè)相鄰網(wǎng)絡(luò)提高資源共享、降低互相干擾并提高它們總吞吐量的通信協(xié)議。各種協(xié)議應(yīng)用到同質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中，其中多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的所有電力線通信(PLC)設(shè)備對(duì)于具有公共PHY(規(guī)格、信令能力、調(diào)制方式、編碼方式、帶寬等)的完整電力線通信都能協(xié)同工作；并且應(yīng)用到異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中，其中，某些PLC網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備對(duì)于完整電力線通信不能與其它PLC網(wǎng)絡(luò)的PLC設(shè)備協(xié)同工作，因?yàn)檫@些不同網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備不使用公共的PHY。對(duì)于異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，提供協(xié)議經(jīng)由對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備公共的信令方式來使得共存，該網(wǎng)絡(luò)允許在該多個(gè)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備之間進(jìn)行資源共享。同質(zhì)網(wǎng)絡(luò)是這樣的網(wǎng)絡(luò)，其中，所有節(jié)點(diǎn)都可以使用公共的PHY彼此互相通信，從而關(guān)于一個(gè)PLC網(wǎng)絡(luò)的信息可以被傳遞到另一PLC網(wǎng)絡(luò)。異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)是這樣的網(wǎng)絡(luò)，其中，不是所有PLC網(wǎng)絡(luò)都可以使用它們自己的本地PHY交換信息，例如，不同公寓或房子中的用戶使用具有不同規(guī)格、不同信令能力、調(diào)制方式、編碼方式、帶寬等的不同設(shè)備的情況。
文檔編號(hào)H04B3/54GK101939923SQ200880123998
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月4日
發(fā)明者大浦正登, 斯蒂法諾·加利, 黑部彰夫 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社