專利名稱：電力線通信系統中用于獲取包括空間和時間再用的資源共享的方法、系統、集成電路、通 ...的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電力線通信網絡。
背景技術：
電力線纜是到達幾乎所有家庭和商業場所的普及介質，并且提供了用于向客戶遞 送數字服務以及提供局域網(LAN)能力的非常有用的技術。然而，電力線纜因為是共享介 質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 家庭或一組多房屋單元擴展的電力線纜被在一組用戶中共享。這意味著由一個公寓或房子 中的一個用戶產生的信號可以干擾相鄰公寓或房子中產生的信號。由于不可能本地包含 由用戶產生的信號，因此，使用電力線通信(PLC)的地理上相近的用戶越多，產生的干擾越 多。隨著干擾的增加，因為將發生更多分組沖突，所以每個用戶都將經歷數據率的降低。該現象也可能在單個網絡中發生。事實上，隨著網絡中節點數的增加，分組沖突的 概率增長，并且單個網絡的總吞吐量降低。因此，帶著提高整個網絡的吞吐量的最終目的， 希望為PLC設備提供一種保持優化的性能的技術，甚至在存在大量節點或多個網絡時也一 樣。
發明內容
本發明被引導到允許單個網絡或多個相鄰網絡降低互相干擾并提高它們總吞吐 量的協議。這些協議將被在兩種具有實際重要性的情況中定義1)同質網絡，其中，多個網 絡的所有電力線通信(PLC)設備對于具有公共PHY(調制方式、編碼方式、帶寬等)的完整 電力線通信都能協同工作；2)異質網絡，其中，某些PLC網絡的設備對于完整電力線通信不 能與其它PLC網絡的PLC設備協同工作，因為這些不同網絡的設備不使用公共的PHY。對于 異質網絡，提供協議經由允許在該多個異質網絡的設備之間進行資源共享的簡單信令方式 來使得能夠共存。同質網絡是這樣的網絡，其中，所有節點都可以使用公共的PHY互相通信，從而關 于一個PLC網絡的信息可以被傳遞到另一 PLC網絡。異質網絡是這樣的網絡，其中，不是所 有網絡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 不同規格、不同信令能力、調制方式、編碼方式、帶寬等的不同設備的情況。在一個實施例中，提供一種通信方法，用于電力線通信系統，該電力線通信系統包 括包括使用第一 PHY用于電力線通信的第一設備的第一網絡，以及包括使用第二 PHY用 于電力線通信的第二設備的第二網絡，該第一 PHY和該第二 PHY互相不同，以使得該第一設 備與該第二設備對于完整電力線通信非可協同工作，該第一設備和該第二設備使用公共信 令方式(CSS)，以使得互相之間能夠交換有關它們在該電力線通信系統中出現的信息來允 許資源共享。該方法包括檢測在第一時間窗口中從多個該第一設備依照該CSS方式傳送 的公共信號；基于所檢測的公共信號判定網絡狀態；以及基于所判定的網絡狀態選擇具體TDMA結構；該通信方法可以包括由該第二設備中的一個執行這些步驟中的每個。該CSS方 式可以是不能操作來傳送和接收分組的簡單CSS方式或能操作來傳送和接收分組的增強 CSS方式。該第一設備可以依照功率控制協議以建立期望鏈路所必需的最小功率傳送，并且 傳送該公共信號的該第一設備可以是被調度在下一同步周期傳送數據的設備。在另一實施例中，提供了一種通信方法，使用空間和時間再用(STR)協議用于電 力線通信系統，該電力線通信系統包括包括使用第一 PHY用于電力線通信的第一設備的 第一網絡，以及包括使用第二 PHY用于電力線通信的第二設備的第二網絡，該第一 PHY和該 第二 PHY互相不同，以使得該第一設備與該第二設備對于完整電力線通信非可協同工作， 該第一設備和該第二設備使用公共信令方式(CSS)，以使得互相之間能夠交換有關它們在 該電力線通信系統中出現的信息來允許資源共享。該方法包括檢測在第一時間窗口中從 多個該第一設備依照該CSS方式傳送的公共信號；基于所檢測的該公共信號，由該第二設 備中的一個判定該第二設備中的該一個是否可以與該第一設備傳送/接收信號同時傳送/ 接收信號，或者該第二設備的該一個是否需要在與該第一設備傳送/接收信號的時間不同 的另一時間傳送/接收信號。該第一設備可以使用MNC/MTA空間時間再用(STR)協議來獲 得該第一設備之間的資源共享。該通信方法可以包括下列的附加步驟。前述步驟被重復多 次，并且，該第二設備中的每個產生與TDMA結構關聯的干擾指數矢量(IIV)，并且向該第二 網絡中的主設備提供該IIV，以及，該主設備基于從該第二設備接收的IIV產生共存PHY列 表(CPL)。在另一實施例中，提供了一種通信方法，使用空間和時間再用(STR)協議用于電 力線通信系統，該電力線通信系統包括包括使用第一 PHY用于電力線通信的第一設備的 第一網絡，以及包括使用第二 PHY用于電力線通信的第二設備的第二網絡，該第一 PHY和該 第二 PHY互相不同，以使得該第一設備與該第二設備對于完整電力線通信非可協同工作， 該第一設備和該第二設備使用公共信令方式(CSS)，以使得互相之間能夠交換有關它們在 該電力線通信系統中出現的信息來允許資源共享。該方法包括(a)依照該CSS方式，在第 一時間窗口中從多個該第一設備傳送公共信號；(b)由該第二設備中的每個檢測由該多個 第一設備在該第一時間窗口中傳送的該公共信號；(c)該第二設備中的每個基于所檢測的 公共信號具有比第一服務質量(QoS)大還是小的信號強度來產生與TDMA結構關聯的干擾 指數矢量(IIV) ； (d)該第二設備中的每個選擇對應于在步驟(c)中產生的其干擾指數矢量 (IIV)的TDMA結構，并且向該第二網絡中的主設備通信該IIV;(e)該主設備基于從該第二 設備接收的該IIV創建共存PHY列表(CPL) ； (f)該主設備向所有該第二設備提供該CPL ； 以及(g)該第二設備中的每個基于該CPL創建可用時隙列表(UST)，并且依照其UST執行與 該第二設備的另一個的通信。在另一實施例中，提供了一種通信系統，用于電力線通信，其中，第一網絡包括使 用第一 PHY用于電力線通信的第一設備，第二網絡包括使用第二 PHY用于電力線通信的第 二設備。該第一 PHY和該第二 PHY互相不同，以使得該第一設備與該第二設備對于完整電 力線通信非可協同工作，該第一設備和該第二設備使用公共信令方式(CSS)，以使得互相之 間能夠交換有關它們在該通信系統中出現的信息來允許資源共享。該第一設備能操作來依 照該CSS方式在第一時間窗口中傳送公共信號；并且，該第二設備中的每個能操作來檢測 由該第一設備在該第一時間窗口中傳送的該公共信號，以基于所檢測的公共信號判定網絡狀態，以及基于所判定的網絡狀態選擇具體的TDMA結構。在另一實施例中，提供了一種計算機可讀介質，存儲由用于電力線通信系統的通 信方法中的第二設備的計算機所執行的程序，該電力線通信系統包括包括使用第一 PHY 用于電力線通信的第一設備的第一網絡，以及包括使用第二 PHY用于電力線通信的第二設 備的第二網絡，該第一 PHY和該第二 PHY互相不同，以使得該第一設備與該第二設備對于完 整電力線通信非可協同工作，該第一設備和該第二設備使用公共信令方式(CSS)，以使得互 相之間能夠交換有關它們在該電力線通信系統中出現的信息來允許資源共享。該被執行的 程序包括操作(a)由該第二設備檢測在第一時間窗口中從多個該第一設備依照該CSS方 式傳送的公共信號；(b)由該第二設備基于在操作(a)中檢測的該公共信號判定網絡狀態； 以及(c)基于操作(b)中所判定的網絡狀態選擇具體的TDMA結構。在另一實施例中，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中 能資源共享，該集成電路包括(a)第一部件，檢測在第一時間窗口中從多個第一設備依照 公共信令方式(CSS)傳送的公共信號；(b)第二部件，基于由該第一部件檢測的該公共信號 判定網絡狀態；以及(c)第三部件，基于所判定的網絡狀態選擇具體的TDMA結構。在另一實施例中，提供了 一種通信模塊(諸如，PLC調制解調器)，用于使得使用電 力線通信的通信系統中能資源共享，該通信模塊包括(a)第一部件，檢測在第一時間窗口 中從多個第一設備依照公共信令方式(CSS)傳送的公共信號；(b)第二部件，基于由該第一 部件檢測的該公共信號判定網絡狀態；以及(c)第三部件，基于所判定的網絡狀態選擇具 體的TDMA結構。如這里所使用，術語“TDMA結構”的意思與圖19A-圖25的圖示以及下文所附的討 論一致。本發明使用TDMA結構，其中每個蜂窩信道被分為時分復用單元(TDMU)，每個TDMU 都由多個時隙構成(見圖20)。總之，網絡狀態與TDMU中的特定TDMA結構關聯，并且系統 中的兩個或更多個網絡被分別分配了一個或多個TDMU中的時隙。作為系統中可用的多個 TDMA結構的一個示例，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 系統的設備中的、每個都與網絡狀態關聯的模式1-7(TDMA結構)以及在域b0和bl中通告 的資源需求。對于網絡中的所有設備都知道TDMA結構，并且在存儲器中預設TDMA結構，而 且如果有更新可用，還可以下載它。術語服務質量(QoS)是指資源預留控制機制。一般地，服務質量涉及對數據流保 證特定性能水平、或者對不同應用、用戶或數據流提供不同優先級的能力。服務質量可以基 于例如所需求的比特率、信噪比、分組丟失概率和/或比特差錯率。例如，QoS可以是被需 要或期望來保證保持最低質量水平的確保吞吐量。QoS水平可以由標準設置組織設置。在本發明中，例如，PLC可以被用在家庭網絡中用于接入因特網。在這種環境中， 所期望的QoS典型地應該足夠獲得寬帶因特網接入，即，高數據率因特網接入。這種數據率 典型地在64kbit/s至1. OMbit/s的范圍中。但是，本發明并不被限定于任何實際數據傳送 率或標準，或者甚至不限定于寬帶或高數據率環境。構成足夠的QoS的具體數據率將取決 于本發明被使用的特定應用。這里，術語“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 據率閾值是256kbit/s，則如果數據率大于或等于256kbit/s，則滿足該特定QoS。術語“修 改特定QoS”意指，例如，改變閾值的數值，例如當所接收信號的接收質量低時，將其改變到更低的數據率，諸如64kbit/s。
圖IA示出了由四個網絡節點設備構成的電力線通信(PLC)網絡，一個主節點M和 三個從屬節點x、y和ζ。圖IB示出了節點y使用高傳送功率Pmax (y，z)以最大可能的數據率向節點ζ傳送 的鏈路的干擾覆蓋范圍(IF)。圖IC示出了節點y以比Pmax(y，ζ)低的功率Pmed(y，ζ)向節點ζ傳送的鏈路的IF。圖ID示出了節點y以比Pmed(y，z)低的功率P1ot(y，ζ)向節點ζ傳送的IF。圖2示出了主節點M以Pmin傳送信標信號，Pmin是到達圖IA所示出的所有從屬節 點所需要的最小傳送功率。圖3示出了主節點M相對于圖2中所示出的功率降低其功率，以使用到達該網絡 中的剩余節點y和ζ的最小功率。圖4A示出了節點χ用其最大傳送功率Pmax向節點y通信的鏈路。圖4B示出了當應用最小傳送功率Pmin(X，y)時，節點χ的更小IF。圖4C示出了在節點χ和y通信的同時通信的節點ζ和w。圖4D 示出 了對于 Pmin(w, ζ) > Pack(ζ, w)以及 Pmin(χ, y) > Pack(y，χ)的 IF。圖5A示出了兩個同時有效(active)的鏈路(x_>y，w->z)。圖5B 示出了在時隙 TS(I)中產生 IFmin(X，y)和 IFmin(w, ζ)的鏈路(x->y, w->z) 以及在時隙TS⑵中產生IFmin(a，b)的鏈路(a_>b)。圖6示出了一個系統，其中，網絡1被主節點Ml定義并包括節點{a，b，c}，網絡2 被主節點M2定義并包括節點{x，y，ζ, w}。圖7示出了圖6的改進，其中，對鏈路b_>c的功率的降低導致節點w落入IF (b， c)之外，從而節點w可以可靠地從網絡2中的任何節點接收數據。圖8示出了圖6的改進，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，其中，鏈路w->x干擾節點b但節點b不能直接與干擾鏈 路的主節點M2通信。圖10示出了用于具有一個主節點和三個從屬節點的自主系統的網絡圖以及節點 連接性矩陣(MNC)。圖11示出了相鄰自主系統(AS)ASl和AS2。圖12A示出了當具有S = 6個時分復用(TDM)基本單元(TEU)并且沒有有效鏈路 時、用于圖10的拓撲結構的時間分配矩陣(MTA)。圖128示出了元素肌六(7，1)、107\(7，2)、10^(2，1)和MTA (z，2)被設置為1來表示 節點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而標注TX-禁止。圖12D示出了通過在源行(行y)上掃描MNC而標注RX-禁止。圖13A示出了用于圖11的節點χ請求與節點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示出了當節點χ請求2個TEU用于圖11所示出的系統中的鏈路x_>y、并完
8成四元(queternary) STR協議的步驟3時的MTA。圖14B示出了完成四元STR協議的步驟4時的、圖14A的MTA。圖15A示出了當節點a請求1個TEU用于具有圖14B所示出的MTA的系統中的鏈路a_>b、并完成四元STR協議的步驟3時的MTA。圖15B示出了完成四元STR協議的步驟4時的、圖15A的MTA。圖16A示出了當節點d請求1個TEU用于具有圖15B所示出的MTA的系統中的鏈路d_>c、并完成四元STR協議的步驟3時的MTA。圖16B示出了完成四元STR協議的步驟4時的、圖16A的MTA。圖17A示出了當主節點Ml為具有圖16B所示出的MTA的系統中的鏈路Ml_>w分 配1個TEU、并完成四元STR協議時的步驟3的MTA。圖17B示出了完成四元STR協議的步驟4時的、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的三個系統的設備傳 送各自S-CSS的示例。圖19A示出了指示存在三個不同本地信令方式的三個S-CSS波形的檢測。圖19B示出了圖19A的改進，其中，僅檢測到三個S-CSS波形中的兩個。圖20示出了連續S-CSS傳送之間的時間被進一步細分為U個TDM單元(TDMU)并 且每個TDMU被細分為S個TDM時隙(TDMS)的實施例。圖21示出了具有S = 12個時隙的時分多址(TDMA)結構。圖22示出了具有S = 12個時隙的TDMA結構。圖23、圖24和圖25示出了，當兩個S-CSS傳送機會窗口(域b0和bl)被用于通 告資源需求時，對于S = 12和P = 3的TDMA結構。圖26示出了使用時間共享來正交化它們的通信的異質系統。圖27A示出了可以互相干擾的、帶有三個不同PHY的三個系統。圖27B示出了由使用圖27A中的PHY-C的系統的節點產生的共存PHY列表(CPL)。圖27C示出了用于圖27B的CPL的可用時隙表(UST)。圖28A和圖28B示出了兩個AS，一個使用PHY-B，另一個使用PHY-C。圖29A示出了，對于圖28A和圖28B的異質系統，系統B中的每個節點向主節點Mw 報告其干擾指數矢量(IIV)。圖29B示出了由主節點Mw基于從節點x、y和ζ接收的IIV而產生的CPL。圖29C示出了主節點Mw通過諸如其信標的信號向節點x、y和ζ廣播所產生的CPL。圖29D示出了依照節點Mw、χ、y和ζ的IIV所選擇的TDM模式。圖30Α和圖30Β示出了圖28的異質系統，其中節點x、y和ζ傳送IPP{bO，bl}= {1,0},主節點Mw傳送{1，1}，以及系統C中的節點根據所接收的IPPs生成它們的IIV = {B，C，A}。圖30C示出了主節點Mo基于從節點a、b和c接收的IIV而產生的CPL。圖30D示出了依照節點Mo、a、b和c的IIV所選擇的TDM模式。圖31A示出了圖28A的異質系統，其中建立鏈路x〈>z和鏈路a<-—>b。圖31B示出了由節點χ和ζ選擇的用于通信的TDM模式。圖31C示出了由節點a和b選擇的用于通信的TDM模式。
圖31D示出了圖28A的異質系統，其中，建立鏈路x<>y和鏈路a<-—>c。圖31E示出了由節點χ和y選擇的用于通信的TDM模式。圖31F示出了由節點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示出了在異質網絡中獲得STR的方法。圖 35A 和圖 35B 示出了 MNC/MTA STR 協議。圖36示出了用于異質PHY的STR協議。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示出了為網絡節點分配通信信道的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PHY的STR協議。
具體實施例方式現在將對如附圖所示出的本發明的當前非限定的、示例的、優選的實施例進行詳 細參考。在考慮了以下結合附圖的詳細描述后，對于本領域技術人員而言，本發明的本質、 概念、目的和優勢將變得更明顯。通過本發明的各種實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節，提供以下描述，以解釋本發明的優選實施例。以提供對本發明的 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節。考慮到這一 點，不試圖以比用于對本發明的基礎性理解所必需的細節更多的細節顯示本發明的結構細 節。帶有附圖的詳細描述是為了讓本領域技術人員清楚可以如何在實際中實施本發明的幾 個形式。雖然電力線纜提供了共享的通信信道給不同的用戶，但設備對同一網絡或另一網 絡中的其它設備產生的干擾電平是隨機變量，其取決于許多因素，諸如傳送功率、電力線配 線的拓撲結構(電纜類型、長度、橋接抽頭(bridgedtaps)的存在和數目、插入網絡的裝置 等)、接地實踐(practice)、遞送到房屋的電源相數、設備之間的距離等。在某些情況下，電 力線通信(PLC)設備對空間鄰近的其它設備的干擾比對位于遠處(例如，另一層)的更嚴 重。在其它情況下，甚至在同一公寓中，設備可以導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。本發明通過引入執行空間和時間再用(STR)的能力開發電力線信道的特性，從 而設備不論在同一網絡中還是在不同的相鄰網絡中都能夠同時傳送而不導致彼此間的干 擾。目前，迄今沒有已知的PLC系統具有此能力。在同一網絡中，節點要么被分配正交資 源(例如，不同的時分多址(TDMA)時隙)，要么對資源進行競爭(例如，載波偵聽多路訪問 (CSMA))。目前，在迄今已知的系統中，在具有可協同工作的設備的不同網絡之間沒有試圖 進行協調，或者共享了很少的信息。此外，沒有解決方案出現在迄今已知的系統中用于協調
10由非可協同工作的設備構成的網絡。這里提供了幾個用于STR的協議，用于提高整個網絡的吞吐量。可以獨立地或結 合地實施這些協議，并且其可以提供不同程度的網絡吞吐量，這取決于同一網絡或不同網 絡中的設備之間必須共享的信息量。由這些協議開發的PLC信道的特性是電力線信道的廣播性質。如果節點i傳送到 節點j，則范圍內的每個其它節點都接收到由節點i發送的數據分組。因此，范圍內的任意 節點k能夠檢測到至少由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 生的對k的干擾電平。在同質網絡中，網絡中的所有設備都可協同工作，因此可操作來交換數據。該能力 提供了有效率的STR協議，其開發用于在屬于相鄰網絡的設備之間交換消息的設備可協同 工作性。(基于功率控制的STR協議)在迄今已知的PLC系統中沒有實現過STR功率控制協議。這些迄今已知的系統總 是傳送規則規定約束(regulatory constraints)所允許的最大功率，即使在節點很相近時 也是如此。因此，在相鄰設備或網絡上產生的干擾經常使其它設備不能通信，由此降低網絡 中的總吞吐量。圖IA示出了由四個網絡節點設備構成的PLC網絡，一個主節點M和三個從屬節點 x、y和ζ。主節點M不一定在網絡的中心，因為它的范圍取決于網絡的拓撲結構并且該范圍 可能不對稱。干擾覆蓋區(IF) 102表示了節點能夠接收到主節點的信標(beacon)信號100 的區域。IF102外的任何節點都不能夠正確地接收主節點M的信標100，因此，不屬于主節 點M的網絡，網絡M。例如，節點“a”不屬于網絡M。IF表示傳送節點的信號將導致有害干 擾的區域。IF僅取決于傳送功率。由于節點之間的不同信道衰減，相同的傳送功率可以在節點之間產生不同的數據 率；類似地，鏈路的IF也取決于該鏈路的數據率。例如，圖IB示出了節點y使用高傳送功 率Pmax (y，ζ)以最大可能的數據率向節點ζ進行傳送的鏈路106的IF (y) 104。如果節點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 據率，但仍然能夠到達ζ。圖IC示出了節點y以比Pmax(y，ζ)低的功率Pmed(y，ζ)向節點ζ 進行傳送的鏈路110的IF(y) 108。傳送功率的進一步降低將導致IF(y) 112的進一步減小， 并且，同時，進一步降低鏈路y->x 114的數據率。圖ID示出了節點y以比Pmed(y，ζ)低的 功率PlOT(y，z)向節點ζ進行傳送的IF(y) 112。因此，節點應該以支持它們的QoS約束所需 要的最小數據率建立鏈路，并且，同時使用支持該數據率所需要的最小傳送功率。一般地，PLC網路中所有迄今已知的設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，主節點M以最大功率Pmax廣播其信標100，并且該功率定義 了該信標可以被其它節點檢測到的區域。然而，本發明認識到使用足夠到達網路中所有節點的較小功率是有益的。圖2示 出了主節點M用Pmin 200傳送其信標，Pmin 200是到達所有從屬節點所需要的最小傳送功 率。在IFmin(M) 204與IFmin(M) 206的邊界之間的區域表示浪費的功率，并且其中如果主節點 M以最大功率傳送則可能潛在地產生干擾。
可以利用幾個技術來允許主節點估計到達所有從屬節點所必需的最小傳送功率。 例如，在一個技術中，當從屬節點S的設備被插入并且不能接收主節點的信號時，從屬節點 以最大功率傳送特定分組，以到達主節點。如果主節點M在范圍內，并且接收到該分組，則 主節點M基于所接收到的分組估計用來向S廣播其信標所需要的傳送功率。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，主節點周期性地 或不定期地更新到達其所有從屬節點所需要的最小傳送功率。例如，想象圖2中的節點χ從 主節點M的網路中退出。這可能在，例如如果該節點被用戶拔出時發生。如果主節點M — 段時間內接收不到來自節點χ的信號，則主節點M降低其傳送功率，從而減低其干擾覆蓋范 圍至到達所有剩余節點所需要的最小值。圖3示出了主節點M相對于圖2中所示出的功率 降低其功率，以使用到達該網路中的剩余節點y和ζ的最小功率Pmin 300。在降低的功率設 置中，主節點M產生IF (M) 302。希望與主節點或它們之間通信的從屬節點可以遵循相同的過程。圖4A示出鏈路 400，其中，節點χ用其最大傳送功率Pmax400向節點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設備通信的方式。如果節點χ估計了在鏈路404中與節點y通信所需要的最小傳送功率Pmin(x，y)， 則節點χ的IFmin(X，y)406將小得多。圖4B示出了當應用最小傳送功率Pmin(x，y)時節點 χ的更小覆蓋范圍。在該情況下，節點Μ、ζ和w接收不到任何干擾，并且能夠在節點χ和y 通信時互相通信。圖4C示出了在節點χ和y通信的同時通信的節點ζ和W。如果節點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，因為ζ將屬于χ的干擾覆 蓋范圍408內。圖4C示出STR能力的特征兩個鏈路同時有效(鏈路x_>y 404，鏈路w->z 410)而不導致相互的有害干擾。換句話說，IFmin(X，y)406和IFmin(w, ζ) 412在節點χ、y、ζ 或w上不重疊。實際地，接收節點還向發送者傳送應答分組(ACK)。因此，當鏈路被建立時，有兩 個需要考慮的干擾覆蓋范圍，一個以發送者為中心，一個以接收者為中心。然而，因為通常 以分集(diversity)模式并且以比傳送者發送的凈荷分組低的數據率傳送ACK分組，所以 由于ACK分組的傳送而由接收者產生的IF通常大大小于以大得多的功率傳送來滿足更高 數據率的發送者的IF。圖4D示出了對于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)足夠允許節點w可靠地檢測由ζ傳 送的ACK分組。對于鏈路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，在節點之間不需要交換數據來建立兩個同時的鏈路。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時隙。圖5A示出了兩個同時有效的鏈路(x_>y 500,w->z 502)。節點a希望向節點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，因為ζ屬于IF (a) 504。在 該情況下，需要正交化資源，并且主節點M指導兩個鏈路(x->y 500,w->z 502)使用特定時 隙TS(1)，而將指導鏈路(a->b)506使用不同時隙TS(2)。圖5B示出了在時隙TS(1)中產 生 IFmin (X，y)508 和 IFmin(w, ζ) 510 的鏈路(x->y 500，w->z 502)，以及在時隙 TS (2)中產 生 IFmin(a, b)512 的鏈路(a->b)506。
主節點可操作來檢測IF(a，b)512是否影響任何已存在的鏈路。事實上，一旦鏈路 a->b 506被建立，被有害地影響的節點將開始經歷更高的分組損耗，并且通知主節點Μ。該 主節點基于預設策略(例如，優先級機制等)，將以信標信號的形式廣播一組動作或者將通 知所涉及的節點。動作的示例是(1)指示節點使用不同時隙，或(2)指示節點降低其數據 率，從而降低其傳送功率和其IF。類似地，由于鏈路的動態本質，在一個實施例中，如果條件允許，主節點指示節點 提高其有效連接的數據率，因此提高其傳送功率和IF。如果所有PLC節點使用上述功率控制特征操作，則網路吞吐量將被大大提高，因 為每個正進行的通信的IF將被降低。PLC網路可以自主地實現該新穎的策略并且不交換任 何信息。在異質PLC網絡的情況下，根據本發明的實施例，每個PLC網絡可以操作來實現該 策略，因為每個PLC網絡在不需要在設備或主設備之間交換任何數據的情況下自主地降低 其鏈路的IF。通過允許一個網絡中的節點與另一網絡中的節點通信，可以進一步提高STR效 率。考慮存在兩個同質PLC網絡的示例。圖6示出了一個系統，其中，帶有IF 600的網絡 1被主節點Ml定義并包括節點{a，b，c}，并且帶有IF 602的網絡2被主節點M2定義并包 括節點{x，y，z，w}。在該示例中，主節點Ml以比M2高的功率傳送其信標。節點{M2，a，b， c,z,w}接收主節點Ml的信標，并且節點{χ，y,z,w, c}接收主節點M2的信標。節點{M2， w,z,c}接收兩個主節點的信標。接收多個主節點的從屬節點為特殊節點，有時被稱為代理 節點。代理節點負責將管理分組從一個網絡的主節點轉發到另一網絡的主節點。代理節點 還負責保證相鄰系統的正確再同步。圖6進一步示出了在節點b和c之間存在帶有包括節點w的相應IF(b，c) 606的 有效鏈路604。節點w可能不能夠以高數據率接收數據，因為其在IF(b，c)606中，并因此接 收到來自節點b的干擾。然而，節點w(其是代理節點)可以請求主節點Ml指示節點b減 低其IF (這是可能的，因為節點w檢測到由b傳送的定界符并知道SA = b，DA = c)。基于 預設策略，Ml可以批準或拒絕這樣的請求。如果請求被批準，則主節點Ml指示b降低其傳 送功率以降低其IF 606。結果，鏈路b->c 604可以經歷吞吐量的降低。圖7示出了圖6的改進，其中，對鏈路b_>c 604的功率的降低導致節點w落在 IF(b, c)700之外，從而節點w可以高速地從網路2中的任何節點接收數據。如果b的QoS 約束不允許數據率的降低，則主節點Ml還可以將鏈路b->c 604指引到另一時隙，以避免干 擾。還可以的是，節點即使屬于另一節點的IF中時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之間的高數據率鏈路是有效的，并且節點w屬于 IF(b, c)606。如果主節點M2希望與節點w通信，則它可以在不請求b降低其IF的情況下 進行。事實上，假定M2和w非常接近，它們的鏈路將經歷非常小的衰減。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將在不必請求IF (b，c) 606降低的情況下被建立。圖8示出了圖6的改進，其中， 鏈路M2->w 800可以與干擾鏈路b->c 600同時存在。鏈路M2->w 800產生IFmin(M2，w) 802。在前述示例中，代理節點2接收到干擾并可以直接聯系另一網路的主節點Ml。在 一般情況下，被干擾的節點不是代理節點，節點將向它自己的主節點發送改變另一系統中
13的干擾節點的IF的請求。然后，該主節點將轉發這樣的請求給另一系統，如果該主節點在 范圍內將直接轉發，或者如果該主節點不能直接通信，將經由代理節點轉發。圖9示出了圖 6的改進，其中，鏈路w->x 900干擾節點b，但節點b不能直接與M2通信。如虛線通路902 所示，b發送請求給M1，M1轉發該請求給代理節點c，節點c轉發該請求給主節點M2。主節 點Ml和M2可以基于預設的策略做出本地決定，決定是否轉發或批準該請求。類似考慮被應用于擴展該技術到超過兩個網絡的情況，同質的或異質的。在異質 網絡的情況下，存在這樣的問題，即，不具有相同PHY和介質訪問控制(MAC)的節點不能彼 此互相通信。在該情況下，本發明提供了使用對所有PLC設備公共的通信設備、使得可以執 行某些數據交換的實施例。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 取決于在異質系統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。第一網絡節點向第二網絡節點 通信3202信號。基于所接收信號的接收質量或在所接收信號內通信的功率控制信息，第二 網絡節點判定3204用于向第一網絡節點通信信息的合適功率電平。此后，第二網絡節點以 判定的功率電平向第一網絡節點傳送3206信息。在接收所傳送信息時，第一網絡節點向第 二網絡節點通信3208信號指示是否正確地接收到信號。該信號可以是，例如應答/無應答 (ACK/NACK)信號，并可以包括控制反饋信息。如果第二網絡節點具有額外信息向第一網絡 節點通信，則第二網絡節點基于ACK/NACK信號的質量或ACK/NACK信號的內容判定3204用 于通信該額外信息的合適功率電平。對于功率電平設置的每個判定3204，第二網絡節點還 可以考慮3210在其網絡或相鄰網絡中存在的其它鏈路的狀態。圖37A示出了具有接收從PLC節點通信的信號的接收部件3702的PLC功率控制 裝置3700。功率判定部件3706基于所接收的信號判定向PLC節點通信信息、同時滿足特定 QoS所需要的功率。傳送部件3708以判定的功率向PLC節點傳送傳送信號中的信息。根據由接收質量判定部件3710判定的所接收信號的接收質量，判定向PLC節點通 信信息、同時滿足特定QoS所需要的功率。可選地，根據在所接收的信號內通信的功率控制 信息判定所需要的功率。接收部件3702接收來自PLC節點的應答信號用作通信信息。基于所接收的應答 信號，功率判定部件3706修改向PLC節點通信后續信息所需要的功率，并且，傳送部件3708 以所修改的功率向PLC節點傳送后續信息。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量，修改用于向PLC節點通信后續信息的特定QoS，并且通過傳送部件 3708以與所修改的QoS相當的功率向PLC節點傳送后續信息。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以外的節點之間。如果該另一鏈路被PLC功率控制 裝置3700以外的節點接收，則通過主節點直接地或間接地經由第三節點將所修改的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節點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向該兩個鏈路分配正交通信資源，使得可以在 兩個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絡之間信息的交換的額外STR協議。下面的協議不一定要求設備使用功率控制來限制干擾。然而，可以將這些協議與功率控制結合使用來進一步提 高預期的總體網絡吞吐量。(基于節點連接性矩陣的STR協議)考慮所有相鄰PLC網絡中的所有PLC設備都是同質的情況，即它們可協同工作并 且可以彼此通信數據。PLC網絡將被稱為自主系統(AS)。在每個信標時段中，具有競爭窗口(CW)和非競爭窗口(CFW)。假定可以將CFW分 為多個時分復用(TDM)的時間基本單元(TEU)。TEU是主節點可以分配給節點用于TDMA的 最小時間量，并且CFW窗口中具有S個TEU。N表示所有AS中的總節點數。在該實施例中，STR協議使用(1)節點連接性矩陣(MNC)，NxN矩陣，以及(2)時 間分配矩陣(MTA)，NxS矩陣。(節點連接性矩陣(MNC))如果i和j是兩個節點，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；這允許在兩個節點可以經受的干擾電平的描述 中具有更多的粒度(granularity)。信道衰減一般是對稱的，因為電力線信道的傳遞函數是各向同性的。這意味著MNC 是對稱矩陣MNC(i，j) =MNC(j, i)。雖然傳遞函數是對稱的，但電力線信道也可以不對 稱，因為由裝置產生的噪聲的特點是方位性(locality)。例如，如果節點i或j處于噪聲 狀態中(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。例如，設 置MNC(i，j) > MNC(j, i)表示節點i處于噪聲狀態中(對于i > j)或者反之亦然(對于 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，節點i和j 在SNR > SNRth的狀態下互相可靠地通信，以及⑵MNC(i，j) = 0，節點i和j互相之間幾 乎不干擾，并且不能可靠地互相通信，因為它們各自的SNR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，節點i和j 在0 < SNR < SNRthi的狀態下互相接收，即，節點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，節點i和j在SNRthi < SNR < SNRth2的狀態下互相接，以 及(3)NC(i，j) = 3，節點i和j在SNR > SNRth2的狀態下互相接收，其中，SNRthx(χ = 1,2) 是不同的閾值。圖10示出了用于具有一個主節點M和三個從屬節點{x，y，z}的自主系統的網絡 圖1000以及MNC1002。雖然不必要，但主節點M使用功率控制，使得用于其信標的傳送功率 是到達所有三個節點所需要的最小值。相關聯的二元MNC1002具有以下含義(1)主節點M 可以向/從所有具有SNR > SNRth的節點傳送(TX) /接收(RX)，(2)節點y可以向/從具有 SNR > SNRth的節點ζ傳送(TX)/接收(RX)，以及(3)節點χ不能向/從具有SNR > SNRth 的節點y和ζ傳送(TX)/接收(RX)。這意味著節點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 ASl 和 AS2 具有代理節點{c，d， w}，并且系統 ASl 和 AS2 中的節點數為=(I)Nl = 5，(2)N2 = 5，以及(3)N = N1+N2 = 10。 對該示例，這些節點不使用功率控制(雖然如這里其它地方所指出，該技術可以被與功率 控制一起使用)。所關聯的二元MNC1104具有以下含義(1)主節點Ml可以向具有SNR > SNRthWASI中的所有節點以及AS2的{c，d}傳送(TX)/接收(RX)，(2)主節點M2可以向 具有SNR > SNRth的AS2中的所有節點以及ASl的w傳送(TX) /接收(RX)，(3)節點χ可以 向具有SNR > SNRth的ASl中除w之外的所有節點傳送(TX) /接收(RX)，(4)節點χ將不干 擾AS2中的任何節點，(5)節點y可以向具有SNR > SNRth的ASl中除ζ之外的所有節點傳 送(TX) /接收(RX)，以及(6)節點y將僅僅干擾AS2中的節點{c，d}。可以以幾個方法建立和更新矩陣MNC。例如，因為電力線信道是廣播信道，由節點 i向節點j傳送的分組也被節點k接收。節點k可以通過“嗅(sniffing)”分組和測量接 收分組的功率電平來建立MNC的一部分。更具體地(1)節點從由其它節點傳送的分組中 檢測源地址(SA)，(2)基于該SA，每個節點建立一行MNC，以及(3)節點周期性地向主節點 發送它們的MNC行。MNC還可以被主動地建立。具體地，節點可以以規則時段(interval)傳送特別分 組來允許其它節點建立它們的MNC行。可選地，節點可以以規則時段向主節點發送它們的 MNC行，以使主節點能夠建立完整的MNC，然后用信標廣播該完整MNC或者僅需要更新的部 分，從而網絡中的每個節點都可以更新和保持該完整MNC。在分布實現中，節點以廣播分組的形式向范圍中的所有其它節點發送它們的MNC 行。范圍內的所有節點然后以該信息更新它們的MNC。不在范圍內的節點將接收不到該分 組，而且，因為它們不在干擾范圍內而沒有關系。因為包括衰減的信道特征隨時間變化，并且與電源的AC周期同步，所以，在一個 實施例中，節點保持多個MNC，AC周期的每個相區間一個。(時間分配矩陣(MTA))如果在信標時段的CFW中有S個時間TEU，則在可用的情況下，MTA是NxS矩陣，并 且禁止的TEU被標注出。例如，在二元標注{0，1}的情況下(1)MTA(i，j) =0意味著節點 i對于鏈路可以使用TEU#j，(2)MTA(i,j) = 1意味著節點i對于鏈路不可以使用TEU#j，因 為節點i在該TEU上已經具有了有效的鏈路，或者因為由與節點i干擾的另一節點正在使 用該TEU。在四元標注{0，1，T，R}的情況下(l)MTA(i，j) = 0意味著節點i對于鏈路可 以使用TEU#j, (2)MTA(i,j) = 1意味著節點i對于鏈路不能使用TEU#j, (3)MTA(i,j) = T 意味著節點i在TEU#j被禁止傳送，以及(4)MTA(i，j) = R意味著節點i在TEU#j被禁止 接收。四元MTA在某些拓撲結構中提高了空間再用因子，因為其區分傳送和接收中的禁止。MTA中TEU的標注取決于拓撲結構，其由MNC表示。給定鏈路x_>y，存在以下規則 (1)通過在y行掃描MNC標注傳送禁止，以及(2)通過在χ行掃描MNC標注接收禁止。圖12A示出了當具有S = 6個TEU，并且沒有有效鏈路時、用于圖10的拓撲結構的 MTA。在該MTA中，元素全為0。假定使用TEU#1和#2在節點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)被設置為1來表示節點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而標注TX禁止。因為MNC(z，M) =1，MTA(M，1) = MTA(Μ, 2) = T被標注，如圖12C所示。圖12D示出了通過 在源行，行y上掃描MNC而標注RX禁止。因為麗C(y，M) =1，MTZ(M，1) =MTA (M，2) = R。 然而，因為這兩個元素已經被標注為“T”，所以兩者都被標注為“ 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，則意味著節點i可以使用TEU#j來建立有效鏈路。考慮圖11中的系統，其示出了兩個AS以及它們關聯的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的節點χ請求與節點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)僅主節點保持和更新MTA，(2)節點必須向主節點發送請求來 獲得TDMA分配，(3)主節點在信標中通告(advertise)該TDMA分配，(4)主節點在信標中 通告有關其自身AS的MTA子矩陣，以及(5)代理節點向其它主節點通知在第一主節點的信 標中傳送的MTA子矩陣。在分布方式中(1)所有節點保持和更新MTA，(2)主節點可以在信標中通告該 MTA, (3)節點自主決定TEU的分配，并接著向主節點發送管理協議數據單元(PDU)。主節點 然后向全網絡廣播新的TDM分配，以及(4)代理節點通知相鄰AS。(MNC/MTA STR 協議的描述)MNC/MTA STR協議包括以下操作，如圖35A和圖35B中所示(下面將參照圖11詳 細解釋這一點)1.節點χ從其主節點請求TEU來向y傳送(步驟3502)；2.主節點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MTA (X，j) = MTA (y，j) = 0 或者MTA (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設置MTA (x, j) = 1以及MTA (y，j) = 1 (步 驟3510)；否則，拒絕節點χ的請求(步驟3508)；4. M在MTA中為每個節點k標注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.主節點M分配TEU# j給鏈路x->y (步驟3514)；6. M在其信標上通告鏈路分配，并且傳送x_>y開始(步驟3516)；7. M以更新的MTA的列j向代理節點發送管理PDU (步驟3518)；8.代理節點向其它網絡的主節點轉發該管理PDU，并等待ACK(步驟3520)；以及9.代理節點向它們各自的主節點轉發其它主節點的ACK (步驟3522)。
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考慮圖11中的系統，其示出了兩個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，對每個i 和j，MTA(i，j) =O0圖14A示出了當節點χ請求2個TEU用于圖11所示出的系統中的鏈 路x_>y、并完成四元STR協議的步驟3時的MTA。圖14B示出了完成四元STR協議的步驟 4時的、圖14A的MTA。現在，節點a請求1個TEU用于鏈路a_>b。圖15A示出了當節點a請求1個TEU用 于具有圖14B所示出的MTA的系統中的鏈路a_>b、并完成四元STR協議的步驟3時的MTA。 圖15B示出了完成四元STR協議的步驟4時的、圖15A的MTA。因為兩個鏈路同時在相同的 TDM時隙#1中有效，因此獲得了空間/時間的再用。現在，節點d請求1個TEU用于鏈路d_>c。圖16A示出了當節點d請求1個TEU用 于具有圖15B所示出的MTA的系統中的鏈路d->c、并完成四元STR協議的步驟3時的MTA。 圖16B示出了完成四元STR協議的步驟4時的、圖16A的MTA。因為三個鏈路同時在相同的 TDM時隙#1中有效，因此進一步獲得了空間/時間的再用。現在，節點Ml請求2個TEU用于鏈路Ml_>w。圖17A示出了當主節點Ml為具有圖 16B所示出的MTA的系統中的鏈路Ml->w分配1個TEU、并完成四元STR協議的步驟3時的 MTA。圖17B示出了完成四元STR協議的步驟4時的、圖17A的MTA。因為僅三個鏈路同時 在相同的TDM時隙#1中有效，因此沒有獲得進一步的空間/時間的再用。如以上空間/時間再用的示例所示，當僅有S = 4個TEU可用時，同時使用6個 TEU的4個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。網絡節點，諸如主節點，判定 (3202)在其網絡中的或其網絡與相鄰網絡兩者中的節點對的QoS。基于節點對的QoS信息， 主節點為該節點對分配(3304)鏈路限定符。主節點基于請求為節點對分配(3306)信道， 但排除(3308)可能干擾所分配的信道的其它節點對訪問該信道。此外，主節點可以為非干 擾節點分配(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包括節點對通 信判定部件3802，為網絡中的多個節點對的每對，判定該節點對是否可以以特定QoS通信。 鏈路限定符分配部件3804向被判定能夠以特定QoS通信的每對節點分配第一鏈路限定符， 否則向每對節點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 的第一和第二網絡節點的節點對，分配通信信道用于從第一節點向第二節點的凈荷信息的 通信。通信信道分配器3806部分地或全部地排除另一網絡節點同時被分配該信道，如果該 另一節點與第一節點的對或該另一節點與第二節點的對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。(用于異質網絡的空間/時間再用協議)異質網絡是具有非可協同工作設備的網絡，諸如當不是所有設備都具有相同 PHY(調制、編碼、帶寬等)時。例如，該情況下，一個AS包含使用PHY-A的設備，第二個AS 包含使用與PHY-A不同的PHY-B的設備。在該情況下，使用它們的本地通信協議不可能在 使用PHY-A的AS(A)中的設備與使用PHY-B的AS(B)中的設備之間進行通信。每個AS可 以仍然使用上述的STR協議，但僅可以在同質的AS之間交換信息，即，具有可協同工作的節點。該實施例通過為設備提供協議來使其具有幾分可協同工作性，而提供用于提高STR增 益的技術。該實施例提供了兩種用于在異質網絡中的設備之間提供有限可協同工作性的技 術簡單的公共信令方式(S-CSS)以及增強的公共信令方式(E-CSS)。S-CSS設備除了其本 地通信協議外，還裝備有簡單的公共信令方式，該簡單的公共信令方式雖然不允許它們交 換數據分組，但能使它們交換非常基本的信息，諸如它們出現/不出現在具有特定PHY的AS 網絡中的信息，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協議開發。 E-CSS設備除了其本地通信協議外，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STR協議有用的數據的分組。如果設備裝備有簡單信令方式，仍然可以使用基于功率控制的STR協議，如上所 述。雖然可能不能交換用于修改兩個異質AS之間的干擾覆蓋范圍的請求，但經由該基本公 共信令方式而傳遞的信息被開發來修改由每個AS產生的干擾覆蓋范圍。允許交換數據分組的、更成熟的公共信令方式的使用使異質節點能夠使用基于矩 陣的MNC/MTA STR協議。E-CSS的使用支持上述STR協議，其關于同質網絡以一些修改做了 描述。(簡單的公共信令方式(S-CSS))假定網絡中的所有PLC設備除了它們的本地信令方式外，還具有依照簡單信令方 式(CSS)產生簡單多載波波形的能力。通過在存儲器中存儲波形的抽樣值，并直接從存儲 器中將這些值提供給數模(D/A)轉換器而實現這一點。甚至可以在不具有本地多載波信令 方式的設備中也可以實現該方法。假定該多載波波形被稱為(designated) “S-CSS”，并且 存在P個不同S-CSS，其中P是不同本地信令方式的數目。具有特定PHY的每個設備同時或周期性地傳送S-CSS。具有特定PHY的每個系統 在從AC電源的零交叉(zero crossing)的固定偏移處以循環(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的三個系統的設備 傳送它們的S-CSS的示例。所有具有PHY-A的設備每P = 3個同步周期TH，傳送一次 S-CSS (A)。類似地，具有PHY-B的所有設備，以從S-CSS (A)被傳送的時間偏移TH，每P = 3 個同步周期TH傳送一次S-CSS (B)。類似地，所有具有PHY-C的設備，以從S-CSS (A)被傳送 的時間偏移2 · TH并從S-CSS (B)被傳送的時間偏移TH，每P = 3個同步周期TH傳送一次 S-CSS(C)。在CSS方式中，因為所有特定PHY的節點使用基帶多載波波形同時傳送相同的信 息，所以其它節點可以檢測到信號的重疊。節點通過檢測哪個S-CSS波形被傳送而檢測網 絡狀態，即，網絡上具有不同本地信令方式的系統的數目。圖19A示出了指示存在三個不同 本地信令方式的三個S-CSS波形的檢測。以從AC零交叉的固定偏移傳送每個S-CSS信號。傳送機會的窗口被定義，并且系 統在這些窗口中傳送，以發出它們在網絡中出現的信號。如果沒有特定PHY的設備，則沒有 傳送發生在相應的傳送機會的窗口中。圖19B示出了三個S-CSS波形中僅檢測到兩個的示 例。在一個實施例中，同一 S-CSS傳送的周期TH是AC電源周期的整數倍。圖20示出細分為U個TDM單元(TDMU)并且每個TDMU被細分 為S個TDM時隙(TDMS)的示例。基于特定因素選擇U和S的值。U管理網絡狀態更新的頻 率(或延時)。S管理帶寬粒度與AS的分組所經歷的最小延時之間的折衷。U和S的示例 值在10以及S應該是P的整數倍的范圍中。然而，這些值的選擇取決于應用。對網絡狀態的知曉被用于判定如何基于預設的策略共享資源。基本概念是網絡狀 態與TDMU中的特定TDMA結構關聯。雖然本發明是一般性的，與這些策略無關，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的最大數目為P = 3。實際地，市場上 所出現的設備和標準化的狀態被考慮來產生P、S和U的優化值以及預設的策略。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PHY都出現(I)PHY-A設備被授權最多 使用資源的50%，(2)PHY-B設備被授權最多使用資源的25%，以及(3)PHY-C設備被授權 最多使用資源的25%。如果僅出現兩個PHY，每個系統被授權最多使用資源的50%。如果 它們的QoS約束允許，每個系統可以使用更少的資源。而且，如果另一系統放棄它的資源， 則系統可以使用比上述資源更多或更少的資源。該特征被命名為動態帶寬分配(DBA)。系統使用S-CSS信號來向所有其它設備通告它們對資源的請求。例如，圖20中示 出了多個S-CSS的傳送機會窗口。第一傳送機會窗口，域b0，通告系統出現；第二傳送機會 窗口，域bl，通告資源請求。如果S-CSS(A)在域bl中出現，則意味著PHY-A設備想要所有 對于它可用的資源(即，策略授權)；如果S-CSS(A)不在域bl中出現，則意味著PHY-A設 備可以為其它系統的利益而放棄一些資源。也可以出現其它傳送機會窗口，并允許幾個特 征，例如，實現DBA的更多帶寬粒度、系統的再同步以及對頻分復用(FDM)資源共享的請求。 域bx(x= 1，2，3...)的出現并不必要，但其在電力線信道中的多個系統之間允許更好的資 源共享。作為如何將網絡狀態與特定TDMA結構關聯的示例，假定網絡中的節點檢測所有 三個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于S = 12 的情況的TDMA結構。作為如何將網絡狀態與特定TDMA結構關聯的另一示例，假定網絡中的節點檢測 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于 S = 12的情況的兩個TDMA結構。這兩個解決方案在可以對系統保證的最小延時方面不同。在這兩個示例中，系統被分配了交叉(interleaved)的TDMS來減小延時。可選 地，分配一塊連續的TDMS。該解決方案簡化了實現，但沒有最小化延時。再次，基于QoS約 束做出合適的選擇，并且該選擇取決于各個案例的具體情況。圖23-25示出了當兩個S-CSS傳送機會窗口，域b0和bl，被用于通告資源需求時， 對于S = 12和P = 3的TDMA結構。在該特定示例中，在每個TDMU開始時引入兩個TDM時 隙，TDMU可以被CSMA中的所有系統使用。對于可以被使用的具體TDMA結構，要求網絡中的所有設備都知道所有可用的 TDMA結構以及它們與網絡狀態的關聯。在一個實施例中，這些TDMA結構在存儲器中被預 設。雖然實際情況對可以存儲在存儲器中的可用TDMA結構的數目具有限制，但本發明可以 以任何數目的預設TDMA結構工作。S-CSS協議還可以使用下述的功率控制操作。不是所有的節點都同時傳送它們的 間斷泊松(Poisson)處理(IPP)波形；而是，僅計劃在下一同步周期傳送數據的節點同時傳
20送IPP。如果節點不計劃發送數據，它將不傳送IPP波形。而且，當它不足以在Dl和D2中 使用CSMA傳送時，該節點不需要傳送IPP波形。在估計了建立期望鏈路所必需的最小功率 之后，節點以那個功率而不是最大功率傳送IPP波形。這具有降低該節點的干擾覆蓋范圍 的影響。(基于S-CSS的用于異質網絡的STR協議)以下STR協議被設計來用于異質網絡，并開發S-CSS的可用性以及一組明確與網 絡狀態關聯的已知TDMA結構。如前面所述，共享公共本地PHY的每個節點周期地或不定時 地以與其它系統循環的方式(見圖18和圖19)同時傳送S-CSS。根據它們各自的資源需求，系統的每個節點在域b0中傳送，有些也在域bl中傳 送。系統的每個節點檢測其它系統的節點的S-CSS的重疊。基于該檢測，每個節點決定它 是否可以與另一 PHY系統(可以獲得STR增益的獨立節點)同時傳送/接收信號，或者它 是否必須通過使用另一 TDMS正交化它的操作(S卩，時間共享的情況)。圖26示出了使用時 間共享來正交化它們的通信的異質系統。每個節點自主建立干擾指數矢量(IIV)。當向它們各自的主節點通信時，系統的所 有Iiv的集合形成共存PHY列表(CPL)。IIV指示一個系統中的節點是否可以檢測到來自 使用不同PHY的其它系統的S-CSS。圖27A示出了帶有三個不同PHY的三個系統可以如何 互相干擾。圖27B示出了由使用PHY-C的系統的節點產生的CPL。圖27B中所示出的CPL指 示主節點Mc檢測S-CSS (B)的域b0但不檢測域bl，這意味著一個或多個PHY-B系統節點 可以干擾主節點Mc的通信，并且，被主節點Mc檢測的PHY-B節點不請求它們最大可用的資 源。節點χ沒有檢測到帶有不同PHY的任何節點的出現。節點y檢測S-CSS(B)和S-CSS(A) 的域b0和bl，指示具有一個或多個PHY-B系統節點和一個或多個PHY-A系統節點可以干擾 節點y的通信，并且這些系統中的每個的一個或多個節點正在請求最大可用的資源。節點 ζ檢測S-CSS (A)的域b0和bl，指示一個或多個PHY-A系統節點可以干擾節點ζ的通信，并 且一個或多個被節點ζ檢測到的PHY-A節點正在請求它們最大可用的資源。除了節點y，使 用PHY-C的系統中的所有節點傳送它們的出現以及它們對最大資源的請求，節點y發出它 可以接受減少的資源的信號。如圖23-25 所示，每個 IIV 與 TDMA 結構關聯。例如，IIV(x) {B，C，A} =“0011 00” 對應于模式6，以及IIV(z) {B，C，A} =“00 11 00”對應于模式4。如果節點χ希望與節點 ζ通信，則它將通過計算可用時隙表(UST)立即知道使用什么TDMS。圖27C示出了用于圖 27Β的CPL的UST。當發送者和接收者的TDMA結構具有公共的TDMS值時，UST的每個時隙 包含1，否則包含0。然后使用UST中的標注“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，因為UST時隙3、4、7、8、11、12的值全是1。(異質STR協議的描述)用于異質PHY的STR協議具有以下步驟，其在圖36中被示出。1.啟動啟動，與S-CSS周期的同步，等。(步驟3602)；2.每個節點依照資源需求傳送S-CSS (步驟3604)；3.每個節點檢測其它系統的S-CSS并如下設置IIV 卩，大于閾值，以及2，如果接收到的信號弱，S卩，小于閾值(步驟3606)；4.每個節點選擇對應于其IIV的TDMA結構，并且每個節點將只能夠在分配給其系 統的專用TDMS中傳送(步驟3608)；5.每個節點向主節點通信其IIV，并且主節點更新CPL(步驟3610)；6.每個主節點向其系統中的所有節點通告其CPL，例如，使用信標(步驟3612)； 以及7.每個節點創建UST，并且，當其希望與另一節點通信時，使用在UST中以“ 1”標 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，每個節點檢測(步驟 4002)由其它節點傳送的公共信號。每個節點基于所檢測的信號判定(步驟4004)網絡狀 態，并且基于所判定的網絡狀態選擇(步驟4006)具體TDMA結構。圖28A和圖28B示出了兩個AS，一個使用PHY-B，另一個使用PHY-C。每個系統具 有4個節點，1個主節點和3個從屬節點。系統B 2800中的所有節點傳送IPP信號{b0， bl} = {1,0} ο對于系統C 2802中的節點，節點a、b和c傳送{b0, bl} = {1，0}，Μο傳送 {1,1} 0系統B 2800中的節點接收IPP信號，并且創建它們的IIV= {B，C，A}。假定(1) 對于節點χ和z，IIV = {10，00，00}(來自系統C 2802的所有信號都弱)_>模式5，如圖23 和圖28A所示，⑵對于主節點Mw和節點y，IIV = {10，11，00}(有強的IPP信號來自系統 C 2802)->模式17，如圖25和圖28B所示。圖29A示出了對于圖28A和圖28B的異質系統，系統B 2800中的每個節點向主 節點Mw報告其IIV。圖29B示出了由主節點Mw基于從節點x、y和ζ接收的IIV而產生的 CPL0圖29C示出了主節點Mw通過諸如其信標的信號向節點χ、y和ζ廣播所產生的CPL。 圖29D示出了依照節點Mw、χ、y和ζ的IIV所選擇的TDM模式。圖30A和30B示出了圖28的異質系統，其中節點x、y和ζ傳送IPP{bO，bl} = {1， 0}，主節點Mw傳送{1，1}，以及系統C 2802中的節點根據所接收的IPPs創建它們的IIV ={B，C，A}。假定主節點 Mo 的 IIV= {10，11，00}，節點 a 和節點 c 的 IIV = {10，10，00}， 并且節點b的IIV= {00，10，00}。系統C 2802中的每個節點向主節點Mo報告其IIV。圖 30C示出了主節點Mo基于從節點a、b和c接收的IIV而產生的CPL。圖30D示出了依照節 點Mo、a、b和c的IIV所選擇的TDM模式。具體地，為節點b選擇模式6，為節點a和c選 擇模式2，并且為主節點Mo選擇模式17。圖31A示出了圖28A的異質系統，其中建立鏈路x<_>z 3100和鏈路a<_>b3102。圖31B示出了由節點χ和ζ選擇的用于通信的TDM模式。因為節點χ和ζ 使用相同的TDM模式，并且該模式為系統B 2800通信分配所有時隙，所以節點χ和ζ可以 在所有時隙中通信。圖31C示出了由節點a和b選擇的用于通信的TDM模式。因為節點a 和b的TDM在時隙4、5、8、9和12中共享公共資源(即，系統C 2802的資源)，所以節點a 和b可以在TDM時隙4、5、8、9和12中通信。圖31D示出了圖28A的異質系統，其中建立鏈路x<_>y 3104和鏈路a<->c3106。 圖31E示出由節點χ和y選擇的用于通信的TDM模式。因為節點χ和y的TDM在時隙3、7、 10和11中共享公共資源(即，系統B 2800的資源)，所以節點χ和y可以在TDM時隙3、7、
2210和11中通信。圖31F示出由節點3和c選擇的用于通信的TDM模式。因為節點 的TDM在時隙4、5、8、9和12中共享公共資源(S卩，系統C 2802的資源)，所以節點a和c 可以在TDM時隙4、5、8、9和12中通信。即使鏈路x<->z 3100和鏈路a<->b 3102同時通信信息，節點χ和ζ的IIV也指 示這些節點沒有接收到來自節點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B 2800和系統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B 2800和系統C 2802共 用的通信資源的時間正交性。更具體地，鏈路x<_>y 3104在TDM時隙3、7、10和11中通信， 鏈路a<->c 3106在TDM時隙4、5、8、9和12中通信。圖34示出了以異質網絡獲得STR的方法。根據該方法，如果第一時間周期內以 特定QoS接收到第一信號，網絡節點給第一網絡分配(3402)第一鏈路限定符，否則分配 (3402)第二鏈路限定符。如果在第二時間周期內接收到該第一信號，則給該第一網絡分配 (3404)第三鏈路限定符，否則分配(3404)第四鏈路限定符。如果在第三時間周期內以特 定QoS接收到第二信號，則給第二網絡分配(3406)第五鏈路限定符，否則分配(3406)第六 鏈路限定符。如果在第四時間周期內接收到該第二信號，則給該第二網絡分配(3408)第七 鏈路限定符，否則分配(3408)第八鏈路限定符。根據分配給第一網絡和第二網絡的第一至 第八鏈路限定符選擇(3410)多個正交通信資源方式之一，并用于與其它網絡節點通信。第 一、第二、第三和第四時間周期是非重疊的時間周期。網絡節點從其它網絡節點接收(3412) 正交通信資源方式，并僅用對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絡 節點通信(3414)信息。圖39A示出STR裝置3900，其為網絡節點分配通信信道。STR裝置包括接收通信 信號的接收部件3902。分配部件3904 (1)如果在第一時間周期以特定QoS接收到第一信 號，則為第一網絡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，則 為第一網絡分配第二鏈路限定符；(2)如果在第二時間周期接收到第一信號，則為第一網 絡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，則為第一網絡分 配第四鏈路限定符；(3)如果在第三時間周期以特定QoS接收到第二信號，則為第二網絡分 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，則為第二網絡分配第 六鏈路限定符；(4)如果在第四時間周期接收到第二信號，則為第二網絡分配第七鏈路限 定符，如果在沒有特定QoS的情況下接收到第二信號，則為第二網絡分配第八鏈路限定符。 第一、第二、第三和第四時間周期是非重疊的時間周期。選擇部件3906根據分配給第一和 第二網絡的第一至第八鏈路限定符，選擇多個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絡節點通信。圖39B示出了 STR集成電路模塊3950，其為網絡節點分配通信信道。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明。然而，該公開僅示出和描述了本發明的優選實 施例，但它應被理解為，本發明能夠使用在各種其它組合、修改和環境中。而且，本發明能夠 在如這里所表達的本發明概念的范圍(即，具有以上教導以及相關領域技術人員的技術和 知識的等效物)內改變或修改。例如，每個實施例的一個或多個元素可以被省略或合并到其它實施例中。已經以非限定的示出和描述為目的呈現了前面的本發明的實施例和實現的描述。 雖然這里已經參照特定結構、材料和實施例描述了本發明，但本發明并不試圖被限定于這 里所公開的特定特征和細節上。而是，本發明擴展到所附權利要求范圍內的、所有功能上等 效的結構、方法和應用。這里所提供的描述不是窮盡的，并不將本發明限定于所公開的精確 形式。前面的實施例示例僅被提供來作為解釋的目的，而絕非被構造來限制本發明的范圍。 這里所用的詞語是描述和示出的詞語，而不是限制的詞語。本教導可以被容易地實現和應 用到其它類型的裝置中。此外，在如當前所述和以后補充的所附權利要求及其等價物的范 圍(purview)、范圍(scope)和精神內的修改和變化可以根據上述教導進行，或者可以從實 踐本發明中獲得。另外，雖然可以以單個的形式描述或請求保護本發明的元素，但除非明確 聲明限于單個形式，也可以考慮多個的形式。被討論用于突出本發明的優勢的可選結構不 構成現有技術，除非明確如此指出。本發明沒有一個或多個特征是必須的或關鍵的，除非特 別指出。工業應用性根據本發明，可以提供協議，這些協議，以提高總體網絡的吞吐量為最終目的，允 許單個網絡或多個相鄰網絡降低互相干擾并提高它們的總吞吐量，以及保持優化的性能， 甚至在存在大量節點或多個網絡時也是如此。
權利要求
一種通信方法，用于電力線通信系統，所述電力線通信系統包括包括使用第一PHY用于電力線通信的第一設備的第一網絡，以及包括使用第二PHY用于電力線通信的第二設備的第二網絡，所述第一PHY和所述第二PHY互相不同，以使得所述第一設備與所述第二設備對于完整電力線通信非可協同工作，所述第一設備和所述第二設備使用公共信令方式(CSS)，以使得互相之間能夠交換有關它們在所述電力線通信系統中出現的信息來允許資源共享，所述方法包括(a)檢測在第一時間窗口中從多個所述第一設備依照所述CSS方式傳送的公共信號；(b)基于在步驟(a)中檢測的所述公共信號判定網絡狀態；以及(c)基于步驟(b)中所判定的網絡狀態選擇具體的TDMA結構。
2.如權利要求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 備中的一個執行。
3.如權利要求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 簡單CSS方式和能操作來傳送和接收分組的增強CSS方式中的一個。
4.如權利要求1所述的通信方法，其中，傳送所述公共信號的多個所述第一設備是被 調度在下一同步周期傳送數據的設備。
5.如權利要求4所述的通信方法，其中，所述第一設備依照功率控制協議以建立期望 鏈路所必需的最小功率傳送，所述功率控制協議包括由所述第一設備接收從所述第二設備 中的一個通信的信號，基于所接收的信號判定從所述第一設備向所述第二設備通信信息、 同時滿足特定服務質量(QoS)所需要的功率，以及以所判定的功率從所述第一設備向所述 第二設備傳送所述信息。
6.一種通信方法，使用空間和時間再用(STR)協議用于電力線通信系統，所述電力線 通信系統包括包括使用第一 PHY用于電力線通信的第一設備的第一網絡，以及包括使用 第二 PHY用于電力線通信的第二設備的第二網絡，所述第一 PHY和所述第二 PHY互相不同， 以使得所述第一設備與所述第二設備對于完整電力線通信非可協同工作，所述第一設備和 所述第二設備使用公共信令方式(CSS)，以使得互相之間能夠交換有關它們在所述電力線 通信系統中出現的信息來允許資源共享，所述方法包括(a)檢測在第一時間窗口中從多個所述第一設備依照所述CSS方式傳送的公共信號；以及(b)基于在步驟(a)中檢測的所述公共信號，由所述第二設備中的一個判定所述第二 設備中的所述一個是否可以在所述第一設備傳送/接收信號的同時傳送/接收信號，或者 所述第二設備中的所述一個是否需要在與所述第一設備傳送/接收信號的時間不同的另 一時間傳送/接收信號。
7.如權利要求6所述的通信方法，其中，所述第一設備使用MNC/MTA空間時間再用 (STR)協議來獲得所述第一設備之間的資源共享。
8.如權利要求6所述的通信方法，其中步驟(a)-(b)被重復多次，所述第二設備中的每個基于所述步驟(b)的結果產生與TDMA結構關聯的干擾指數矢 量(IIV)，并且向所述第二網絡中的主設備提供所述IIV，以及所述主設備基于從所述第二設備接收的IIV產生共存PHY列表(CPL)。
9.一種通信方法，使用空間和時間再用(STR)協議用于電力線通信系統，所述電力線 通信系統包括包括使用第一 PHY用于電力線通信的第一設備的第一網絡，以及包括使用 第二 PHY用于電力線通信的第二設備的第二網絡，所述第一 PHY和所述第二 PHY互相不同， 以使得所述第一設備與所述第二設備對于完整電力線通信非可協同工作，所述第一設備和 所述第二設備使用公共信令方式(CSS)，以使得互相之間能夠交換有關它們在所述電力線 通信系統中出現的信息來允許資源共享，所述方法包括(a)依照所述CSS方式，在第一時間窗口中從多個所述第一設備傳送公共信號；(b)由所述第二設備中的每個檢測由所述多個第一設備在所述第一時間窗口中傳送的 所述公共信號；(c)所述第二設備中的每個基于所述檢測的公共信號具有比第一服務質量(QoS)大還 是小的信號強度來產生與TDMA結構關聯的干擾指數矢量(IIV)；(d)所述第二設備中的每個選擇對應于在步驟(c)產生的其干擾指數矢量(IIV)的 TDMA結構，并且向所述第二網絡中的主設備通信所述IIV ；(e)所述主設備基于從所述第二設備接收的所述IIV創建共存PHY列表(CPL)；(f)所述主設備向所有所述第二設備提供所述CPL;以及(g)所述第二設備中的每個基于所述CPL創建可用時隙列表(UST)，并且依照其UST執 行與所述第二設備的另一個的通信。
10.一種通信系統，用于電力線通信，所述系統包括第一網絡，包括使用第一 PHY用于電力線通信的第一設備；第二網絡，包括使用第二 PHY用于電力線通信的第二設備，所述第一 PHY和所述第二 PHY互相不同，以使得所述第一設備與所述第二設備對于完整電力線通信非可協同工作，所 述第一設備和所述第二設備使用公共信令方式(CSS)，以使得互相之間能夠交換有關它們 在所述通信系統中出現的信息來允許資源共享；所述第一設備能操作來依照所述CSS方式在第一時間窗口中傳送公共信號；以及所述第二設備中的每個能操作來檢測由所述第一設備在所述第一時間窗口中傳送的 所述公共信號，以基于所檢測的公共信號判定網絡狀態，以及基于所判定的網絡狀態選擇 具體的TDMA結構。
11.一種計算機可讀介質，存儲由用于電力線通信系統的通信方法中的第二設備的計 算機所執行的程序，所述電力線通信系統包括包括使用第一 PHY用于電力線通信的第一 設備的第一網絡，以及包括使用第二 PHY用于電力線通信的第二設備的第二網絡，所述第 一 PHY和所述第二 PHY互相不同，以使得所述第一設備與所述第二設備對于完整電力線通 信非可協同工作，所述第一設備和所述第二設備使用公共信令方式(CSS)，以使得互相之間 能夠交換有關它們在所述電力線通信系統中出現的信息來允許資源共享，所述被執行的程 序包括操作(a)由所述第二設備檢測在第一時間窗口中從多個所述第一設備依照所述CSS方式傳 送的公共信號；(b)由所述第二設備基于在操作(a)中檢測的所述公共信號判定網絡狀態；以及(c)基于操作(b)中所判定的網絡狀態選擇具體的TDMA結構。
12.—種集成電路，用于使得在使用電力線通信的通信系統中能資源共享，所述集成電路包括(a)第一部件，檢測在第一時間窗口中從多個第一設備依照公共信令方式(CSS)傳送 的公共信號；(b)第二部件，基于由所述第一部件檢測的所述公共信號判定網絡狀態；以及(c)第三部件，基于所判定的網絡狀態選擇具體的TDMA結構。
13. —種通信模塊，用于使得在使用電力線通信的通信系統中能資源共享，所述通信模 塊包括(a)第一部件，檢測在第一時間窗口中從多個第一設備依照公共信令方式(CSS)傳送 的公共信號；(b)第二部件，基于由所述第一部件檢測的所述公共信號判定網絡狀態；以及(c)第三部件，基于所判定的網絡狀態選擇具體的TDMA結構。
全文摘要
一種通信系統，包括允許單個網絡或多個相鄰網絡提高資源共享、降低互相干擾并提高它們總吞吐量的通信協議。各種協議應用到同質網絡中，其中多個網絡的所有電力線通信(PLC)設備對于具有公共PHY(規格、信令能力、調制方式、編碼方式、帶寬等)的完整電力線通信都能協同工作；并且應用到異質網絡中，其中，某些PLC網絡的設備對于完整電力線通信不能與其它PLC網絡的PLC設備協同工作，因為這些不同網絡的設備不使用公共的PHY。對于異質網絡，提供協議經由對網絡中的所有設備公共的信令方式來使得共存，該網絡允許在該多個異質網絡的設備之間進行資源共享。同質網絡是這樣的網絡，其中，所有節點都可以使用公共的PHY彼此互相通信，從而關于一個PLC網絡的信息可以被傳遞到另一PLC網絡。異質網絡是這樣的網絡，其中，不是所有PLC網絡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格、不同信令能力、調制方式、編碼方式、帶寬等的不同設備的情況。
文檔編號H04B3/54GK101939923SQ200880123998
公開日2011年1月5日 申請日期2008年12月26日 優先權日2008年1月4日
發明者大浦正登, 斯蒂法諾·加利, 黑部彰夫 申請人:松下電器產業株式會社