使用幀控制數據塊進行數據輸送的電力線通信的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的奪叉引用
[0002] 本申請要求于2013年2月25日提交的名稱為" In-Car Communication based on Power Line Communications"的第61/768, 699號美國臨時申請的權益，該美國臨時申請的 公開內容通過引用而被并入本文。
技術領域
[0003] 本公開總體上涉及通信網絡，尤其涉及用于使用電力線通信協議來代替其它類型 的通信協議的方法和系統。
【背景技術】
[0004] 交通工具持續地在其設計中采用更多的電子設備，它們可以提供傳感器輸入、反 饋，提供用戶控制，等等。這些各種設備之間的通信對于確保它們的功能而言是必需的。例 如，經常對診斷數據進行監控和記錄以提供有關發動機狀態的用戶反饋。提供另一個示例， 汽車中的車載計算機經常結合諸如門鎖、升窗器等之類的各種電機械設備進行工作。這些 各種各樣的設備中的每一個都被稱作交通工具內的"節點"，并且現代交通工具可以被設計 為具有大量這樣的節點（例如，I 00個或更多）。
[0005] 為了與這些節點進行通信，計算機系統和/或其它類型的中央節點通常經由一系 列的總線和線束而被硬線連接至每個節點。這些線束通常對于每個制造商而言都是非標準 的，這就需要設計時間并且增加了成本。此外，由于大量節點可能存在于給定交通工具之 中，所以形成這些總線互聯的線束和線纜會增加實質性的交通工具重量，這直接影響到燃 料經濟性。由于消費者對于具有更為先進的電子特性的交通工具的需求增加，繼續降低制 造成本同時提高燃料經濟性提出了嚴峻的挑戰。
【發明內容】
[0006] 描述了使得對非電力線協議數據的輸送能夠作為電力線協議數據輸送的一部分 的方法、系統和裝置。由于電力線通信對幀控制塊實施了冗余編碼，所以使用冗余編碼的 幀控制塊進行數據輸送提供了魯棒的通信。此外，由于電力線已經在采用電力線通信的節 點處被使用，所以能夠在電力線通信幀控制塊內輸送附加的通信協議而不需要另外進行布 線，因此節省了重量和成本。
[0007] 在一個實施例中，一種由通信設備執行的方法包括：依據電力線通信協議接收數 據單元，提取該數據單元內的數據以提供所提取的數據，并且依據非電力線通信協議對所 提取的數據進行處理。
[0008] 在另一個實施例中，一種通信設備包括網絡接口，其被配置為依據電力線通信協 議接收數據單元，提取該數據單元內的數據以提供所提取的數據，并且依據非電力線通信 協議對所提取的數據進行處理。
[0009] 在又一個實施例中，一種由通信設備執行的方法包括：根據非電力線通信協議將 數據格式化為符合電力線通信協議的數據單元的一部分，依據第二通信協議、跨多個子載 波對數據單元進行冗余編碼，并且依據該第二通信協議將該數據單元傳送至另一個通信設 備。
[0010] 在另外的實施例中，一種通信設備包括網絡接口設備，其被配置為根據非電力線 通信協議將數據格式化為符合電力線通信協議的數據單元的一部分，依據第二通信協議、 跨多個子載波對數據單元進行冗余編碼，并且依據該第二通信協議將該數據單元傳送至另 一個通信設備。
【附圖說明】
[0011] 圖1是依據本公開的實施例的示例網絡10的框圖。
[0012] 圖2A是如本領域已知的具有長類型格式的電力線通信（PLC)媒體訪問控制（MAC) 協議數據單元（MPDU) 200的框圖。
[0013] 圖2B是如本領域已知的具有短類型格式的PLC MPDU 250的框圖。
[0014] 圖3是依據本公開的實施例的示例PLC MPDU 300的框圖。
[0015] 圖4是依據本公開的實施例的示例PLC方法400的流程圖。
[0016] 圖5是依據本公開的實施例的示例PLC方法500的流程圖。
【具體實施方式】
[0017] 圖1是依據本公開的實施例的示例通信網絡10的框圖。網絡10包括中央節點 14、控制器40和節點25。
[0018] 中央節點14包括主機處理器15,其耦合至網絡接口 16-1和網絡接口 16-2。網絡 接口 16-1包括媒體訪問控制（MAC)單元18和物理層（PHY)單元20。PHY單元20包括耦 合至總線44的多個收發器21。如本領域技術人員將會意識到的，雖然圖1中圖示了三個收 發器，但是中央節點14的各個實施例可以包括任意適當數量（例如，1、2、4、5個等）的收發 器21。網絡接口 16-2具有與網絡接口 16-1類似的結構，在一個實施例中，其具有相對應的 MAC單元、PHY單元，以及一個或多個收發器。在一些實施例中，網絡接口 16-1和網絡接口 16-2對應于不同的網絡通信協議。依據這些實施例，網絡接口 16-2經由總線42耦合至控 制器40。
[0019] 雖然圖1中圖示了四個節點25,但是網絡10的各個實施例包括任意適當數量（例 如，1、2、3、5、6、*"、100、~、200、300個、*"、等）的節點25。節點25-1包括耦合至網絡 接口 27的主機處理器26。網絡接口 27包括MAC處理單元28和PHY處理單元29。PHY處 理單元29包括耦合至總線44的一個或多個收發器30。雖然圖1中圖示了三個收發器30， 但是節點25-1的各個實施例可以包括任意適當數量（例如，1、2、4、5個等）的收發器30。
[0020] 依據本公開的各個實施例，任意適當數量的節點25具有與節點25-1相同或基本 上相似的結構。依據這樣的實施例，在結構上與節點25-1相同或基本上相似的節點25包 括任意適當數量的收發器和網絡接口。例如，雖然節點25-1被圖示為具有三個收發器34 和單個網絡接口 27,但是節點25的各個實施例具有兩個收發器和兩個網絡接口，等等。與 節點25-2、25-3和25-4相關聯的網絡接口和收發器的數量出于簡明的原因并未在圖1中 示出。
[0021] 在一些實施例中，控制器40經由總線42耦合至網絡接口 16-2并且經由總線44 耦合至網絡接口 16-1和節點25。在其它實施例中，如圖1中的虛線所指示的，控制器40經 由總線44耦合至網絡接口 16-1和節點25或者經由總線42耦合至網絡接口 16-2。在其它 實施例中，控制器40和中央節點14被整合為單個設備的一部分。在其中中央節點14耦合 至節點25和控制器40的實施例中，中央節點14能夠作為節點25和控制器40之間的橋。
[0022] 網絡10支持依據任意數量的適當通信協議的通信，諸如有線網絡協議、由一個或 多個IEEE標準所規定的通信協議等。適當IEEE標準的示例包括1901協議。有線網絡協 議的示例包括任意適當的串行或并行通信協議，或者并行和串行協議的組合。適當有線通 信協議的示例包括本地互聯網絡（LIN)協議以及控制器局域網絡（CAN)協議。雖然圖1僅 圖示了單個中央節點14和控制器40,但是節點25的各個實施例被配置為在任意時間與多 于一個的單個中央節點和/或控制器進行通信，包括使用彼此可以相同或不同的通信協議 與單獨中央節點和/或控制器的同時通信。
[0023] 依據本公開的實施例，中央節點14、控制器40和/或節點25被實施為通信設備， 并且被配置為互相傳送和接收符合一種或多種適當通信協議和/或IEEE通信協議標準的 數據。
[0024] 依據各個實施例，網絡10被實施為諸如汽車、航空器、船等交通工具的一部分。依 據其它實施例，網絡10被實施為任意適當有線網絡的一部分而并不在交通工具中實施。
[0025] 依據交通工具的實施例，控制器40被配置為監控與該交通工具相關聯的功能，管 理交通工具的操作，和/或向該交通工具的操作人員提供反饋。例如，控制器40可以是汽 車計算機的一部分。進一步依據這樣的實施例，節點25被配置為收集數據并且將該數據報 告給中央節點14和/或控制器40。例如，節點25可以包括或者耦合至相關聯的傳感器和 /或致動器，諸如速度傳感器、加速計、溫度傳感器、壓力傳感器、化學傳感器、氣囊傳感器、 交通工具發動機中所使用的致動器、電動窗致動器、門鎖致動器、電動后視鏡電機、電動座 椅電機等。依據各種實施例，節點25對從中央節點14和/或控制器40接收到的請求作出 響應。例如，如果節點25-1是速度傳感器，則中央節點14和/或控制器40可以針對速度 數據向節點25-1發送請求，上述速度數據隨后經由總線44被返回至中央節點14和/或控 制器40。在其它實施例中，至少一些節點25在中央節點14和/或控制器40并未首先請求 信息的情況下向中央節點14和/或控制器40提供信息。
[0026] 依據非交通工具的實施例，例如，控制器40被配置為監控與其中實施網絡10的設 備相關聯的功能，上述網絡10諸如家庭網絡。進一步依據這樣的實施例，節點25被配置為 收集數據并且將該數據報告給中央節點14和/或控制器40。依據各個實施例，節點25對 從中央節點14和/或控制器40接收的請求作出響應。例如，如果節點25-1包括溫度傳感 器或者與之相關聯，則中央節點14和/或控制器40可以針對溫度數據向節點25-1發送請 求，該溫度數據隨后經由總線44被返回至中央節點14和/或控制器40。在其它實施例中， 至少一些節點25在中央節點14和/或控制器40并未首先請求信息的情況下向中央節點 14和/或控制器40提供信息。
[0027] 依據一個實施例，中央節點14經由總線44與節點25進行通信以從節點25接收 數據和向節點25發送數據，并且控制器40經由總線42和/或總線44與中央節點14進行 通信以發送數據或者從中央節點14接收數據。在一些實施例中，總線44包括在向節點25 提供電力的電力線之中或者被實施為電力線。在一個實施例中，總線44被實施為沒有諸如 并不傳遞電力的線路之類的其它單獨通信介質的電力線。在這樣的實施例中，中央節點14、 節點25和/或控制器40中的任意一個被配置為依據一種或多種電力線通信（PLC)協議經 由總線44互相通信。
[0028] 依據一個實施例，網絡接口 16-1和/或處理器15被配置為依照第一通信協議將 待傳送的數據格式化在數據單元內，該數據單元隨后依據第二通信協議協議進行傳送。依 據這樣的實施例，接收所傳送數據的節點25的網絡接口，諸如節點25-1的網絡接口 27,例 如被配置為依據第二通信協議接收數據。繼續該示例，一旦依據第二通信協議接收到該數 據，