用于在plc網(wǎng)絡(luò)中中繼消息的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及家庭聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)域，特別地涉及在電力線通信(PLC)網(wǎng)絡(luò)中使用的反饋協(xié)議。
【背景技術(shù)】
[0002]在家庭網(wǎng)絡(luò)(home network)中，尤其是在電力線通信(PLC)網(wǎng)絡(luò)中，諸如根據(jù)HomeGrid標(biāo)準(zhǔn)、HomePlug標(biāo)準(zhǔn)的那些網(wǎng)絡(luò)，或者由ITU-T研發(fā)的建議的G.hn族(參見ITU-T建議G.9961)，已知的是借助轉(zhuǎn)發(fā)器或中繼來擴展網(wǎng)絡(luò)分段之間的通信的范圍。這樣的中繼典型地放大和重復(fù)所接收的信號。
[0003]這個架構(gòu)已經(jīng)限制了可收縮性，并且不允許跨分段或域的真正的雙向交互。這個問題在多點對多點反饋協(xié)議的環(huán)境中是特別地有害的，其中交互的總數(shù)量規(guī)模為所涉及的節(jié)點數(shù)量的平方。
[0004]此外，當(dāng)端點的處理能力受到技術(shù)約束(例如電池壽命)的限制或者自愿地(例如，對自愿的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的服從)受限制時，經(jīng)由中繼的高比特率通信可能變得不可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實施例的目的是提供一種至少部分地克服這些缺陷的方法和裝置。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于在PLC網(wǎng)絡(luò)中中繼消息的方法，該PLC網(wǎng)絡(luò)包括中繼節(jié)點和附接于該中繼節(jié)點的至少兩個端節(jié)點，該方法包括在中繼節(jié)點處:從至少兩個端節(jié)點接收相應(yīng)的第一探測消息；處理相應(yīng)的第一探測消息，以生成相應(yīng)的第一反饋消息；向至少兩個端節(jié)點廣播相應(yīng)的第一反饋消息；其中第一探測消息被形成為正交信號并且在第一時隙中基本上同時被接收，并且其中第一反饋消息被形成為正交信號并且在第二時隙中基本上同時被廣播。
[0007]本發(fā)明通過將處理任務(wù)從端節(jié)點移動朝向中繼并且優(yōu)化端節(jié)點與中繼之間的消息傳遞，而具有使得基于中繼的PLC通信、尤其是屬于這樣的通信的反饋協(xié)議更有效的優(yōu)勢。因此，端節(jié)點可以變得更節(jié)能，允許這些端節(jié)點維持更高的數(shù)據(jù)速率和/或更長的電池壽命O
[0008]在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法進一步包括在中繼節(jié)點處:在第三時隙中向至少兩個端節(jié)點廣播第二探測消息；以及從至少兩個端節(jié)點接收相應(yīng)的第二反饋消息；其中第二反饋消息被形成為正交信號并且在第四時隙中基本上同時被廣播。
[0009]在本發(fā)明的這個變形中，消息傳遞的優(yōu)化被應(yīng)用至兩個方向中的探測/反饋協(xié)議。
[0010]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實施例中，探測消息是導(dǎo)頻消息，并且反饋消息包括比特加載表。
[0011]本發(fā)明對這種類型的消息特別地有用，因為它是現(xiàn)代PLC傳輸標(biāo)準(zhǔn)的基本部分，并且這個過程傳統(tǒng)上在鏈路建立期間占用了大量時間。
[0012]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實施例中，第一探測消息通過應(yīng)用相對的相位/頻率偏移而被形成為正交信號。
[0013]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實施例中，第一反饋消息通過應(yīng)用相對的相位/頻率偏移而被形成為正交信號。
[0014]這些實施例利用特別地有效的方法來在相同的時隙期間將以不同方向行進的消息復(fù)用到相同的介質(zhì)上。
[0015]在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個實施例中，第一反饋消息通過應(yīng)用相應(yīng)的擴頻碼(spreading code)而被形成為正交信號。
[0016]在具體的實施例中，擴頻碼中的各個擴頻碼被指派至兩個端節(jié)點的集合。
[0017]這些實施例允許本發(fā)明的優(yōu)勢擴展至具有多于兩個的端節(jié)點附接于中繼的情況。針對能夠從總集合中選擇出的端節(jié)點的每個配對，該方法基本上被獨立地應(yīng)用?？梢酝ㄟ^碼分復(fù)用來確保涉及不同配對的相應(yīng)傳輸?shù)莫毩⑿?，使得所使用的時隙的總數(shù)量不增加。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種計算機程序產(chǎn)品，該計算機程序產(chǎn)品包括代碼裝置，該代碼裝置被配置為使得處理器執(zhí)行上述方法。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種中繼裝置，該中繼裝置包括用于與PLC網(wǎng)絡(luò)交換消息的接口以及可操作地連接至該接口的處理器，其中該處理器被配置為執(zhí)行上述方法。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種適合于在上述的方法中使用的一種PLC端節(jié)點。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的計算機程序產(chǎn)品、中繼和PLC端節(jié)點的技術(shù)效果和優(yōu)勢對應(yīng)于(細(xì)節(jié)上作必要的修改)根據(jù)本發(fā)明的方法的相應(yīng)實施例的那些技術(shù)效果和優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0022]現(xiàn)在僅通過示例并且參照附圖來對根據(jù)本發(fā)明的實施例的裝置和/或方法的一些實施例進行描述，其中:
[0023]圖1圖示了針對在PLC發(fā)射器中自適應(yīng)比特分配的常規(guī)情景；
[0024]圖2表示了反饋協(xié)議、諸如在圖1的情景中所使用的反饋協(xié)議所需要的信令信道;
[0025]圖3表示了在常規(guī)多節(jié)點通信中反饋協(xié)議所需要的信令信道；
[0026]圖4表示了在本發(fā)明的一個實施例中的常規(guī)多節(jié)點通信中反饋協(xié)議所需要的信令信道；
[0027]圖5示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有在中繼節(jié)點處執(zhí)行的處理的比特分配過程；以及
[0028]圖6提供了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]本文所描述的PLC通信系統(tǒng)被假設(shè)在離散的時隙中進行通信，如在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)說明的。貫穿本申請，消息的“基本上同時”傳輸將被理解為在相同的時隙期間指定這些消息的傳輸。
[0030]許多類型的通信系統(tǒng)都依賴于來自遠(yuǎn)程對等方的反饋信息來建立通信的參數(shù)。這個信息可以包括資源分配信息(比特加載)、信道狀態(tài)信息、編碼策略、調(diào)制等級等。所有這些信息必須被提供至發(fā)射器，以實現(xiàn)有效的雙向通信。用于此目的的反饋協(xié)議必須足夠地有效和強健。在這種情況中，有效要被理解為用最少可能的傳輸來獲得，以便最小化鏈路設(shè)置延遲。伴隨多節(jié)點(中繼輔助的)通信、尤其是多點對多點的通信產(chǎn)生了特定的問題。
[0031]在家庭網(wǎng)絡(luò)中，可用網(wǎng)絡(luò)資源(例如，頻譜)受到所選擇的內(nèi)部介質(zhì)的特征和網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)的限制。在電力線通信的情況下，該介質(zhì)可以被看作是廣播信道，其中所有設(shè)備共享相同的可用網(wǎng)絡(luò)資源。因此，資源必須跨越所有的電力線通信(PLC)設(shè)備被最佳地和有效地分配。
[0032]在(具有中繼的)多跳環(huán)境中，資源分配必須考慮到在中繼與信源/目的地終端之間多信道分段，這在一些信道具有低的平均功率時可以顯著地降低可達到的性能。
[0033]在圖1中圖示了針對自適應(yīng)比特分配的常規(guī)情景，而所需要的信令信道在圖2中被表示。注意到，在圖2和圖3中未圖示確認(rèn)信號，以便保持這些附圖的簡潔。
[0034]常規(guī)的點對點反饋協(xié)議、諸如由如下的比特分配算法(這些比特分配算法判斷針對每個依賴于所估計的信噪比(SNR)或者所估計的噪聲和信道頻率響應(yīng)的子載波的調(diào)制等級)使用的那些反饋協(xié)議可以由參照圖1的以下總結(jié)來例舉:
[0035]1.設(shè)備B向設(shè)備A發(fā)送用于信道估計的請求。
[0036]2.設(shè)備A向設(shè)備B傳輸用于信道估計的導(dǎo)頻信號。
[0037]3.設(shè)備B估計噪聲和信道增益、并且然后計算針對每個子載波
[0038]/頻率的SNR值。所估計的SNR被用于基于預(yù)定義閾值來計算
[0039]針對每個子載波的比特加載。比特加載信息被發(fā)送至設(shè)備A。
[0040]4.設(shè)備A確認(rèn)該信息的正確接收，并且兩個設(shè)備均使用所計算
[0041]的比特加載信息。
[0042]5.從設(shè)備B到設(shè)備A完成相同的處理，以便獲得雙向通信信道。
[0043]在多節(jié)點通信中，常規(guī)的反饋協(xié)議單獨地被應(yīng)用于所有信道鏈路中的各個鏈路。這將引入相當(dāng)大的反饋問題，并且產(chǎn)生較高的延遲。這種情景所需要的信令信道被表示在圖3中。
[0044]本發(fā)明的優(yōu)勢在于，通過在中繼點處雙向地執(zhí)行數(shù)據(jù)中繼來更有效地使用網(wǎng)絡(luò)資源。
[0045]本發(fā)明是基于如下的洞察(除了其他之外):即不同信號的同時傳輸不會必然地模糊消息的內(nèi)容，因為發(fā)射器可以使用它自身的對所傳輸?shù)南⒌母北咀鳛闉V波器，用以從組合的傳輸中提取對等點的消息。
[0046]在本申請?zhí)峤粫r未被公開的、本申請人的歐洲專利申請N0.113055867描述了用于在家庭網(wǎng)絡(luò)的分段之間提供雙向通信的方法和裝置。所描述的用于在家庭網(wǎng)絡(luò)的分段之間提供雙向通信的方法(其可以通過在中繼處實施域間的橋接器的功能而被應(yīng)用于本發(fā)明)包括:在第一時間間隔期間在域間的橋接器的第一接口處接收第一通信信號；在所述第一時間間隔期間在所述域間的橋接器的第二接口處接收第二通信信號；生成所述第一通信信號和所述第二通信信號的疊加信號；以及在第二時間間隔期間通過所述第一接口和所述第二接口傳輸所述疊加信號，所述第二時間間隔在所述第一時間間隔之后發(fā)生。
[0047]本發(fā)明還可以基于發(fā)明人的如下洞察:即在基于中繼的PLC通信過程中的端節(jié)點可以通過在中繼中集中資源密集型過程而得以緩解。這具有如下的效果:在端節(jié)點處保留更多處理功率和/或電池壽命用于用戶數(shù)據(jù)的交換。
[0048]本發(fā)明的實施例基于發(fā)明人的如下進一步洞察:即在跨越給定中繼的多點對多點通信中發(fā)生的交換可以根據(jù)每次交換中涉及的節(jié)點配對來進行分組，而不管每個配對的哪一個成員是發(fā)射器和哪一個成員是接收器。在具有連接到轉(zhuǎn)發(fā)器的N個節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)中，可以標(biāo)識出Ν(Ν-1)/2個這樣的配對(相對于當(dāng)在相同的兩個節(jié)點之間的不同的方向上傳遞的消息有所區(qū)分時需要的N(N-1)個配對)。在中繼處，這些Ν(Ν-1)/2個會話可以通過任何已知的方法(例如，頻分復(fù)用或碼分復(fù)用)在介質(zhì)上被復(fù)用，而不考慮相應(yīng)消息的方向，因為在每個會話內(nèi)，端點具有它們發(fā)送到它們的對等點的消息的全部知識，并且因此能夠從表示所討論的會話的疊加信號中提取到來的消息。
[0049]現(xiàn)在將參照圖4和圖5來描述本發(fā)明的一個實施例。在不失一般性的情況下，本發(fā)明將在比特加載算