【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)構(gòu)； ? 獨(dú)立于硬件設(shè)計(jì)； ? 獨(dú)立于調(diào)制方案。 ? 網(wǎng)絡(luò)通信由“啟動(dòng)方”（集中器）對其下屬的所有“服務(wù)器”（采集器）進(jìn)行組織和管理。只有當(dāng)“啟動(dòng)方”發(fā)出請求時(shí)，“服務(wù)器”才可以訪問介質(zhì)。路由協(xié)議嵌于“啟動(dòng)方”（集中器）的應(yīng)用進(jìn)程中，在比較惡劣的傳輸環(huán)境下（如高噪聲、強(qiáng)衰減等），必須能夠提供中繼機(jī)制來保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的有效通信。 低壓電力線載波通信協(xié)議的設(shè)計(jì) 3． PLC通訊協(xié)議模型 ? （ 1）物理層 ? 物理層有兩個(gè)目的：提供設(shè)備與物理傳輸介質(zhì)（電力線）之間的接口；通過傳送二進(jìn)制碼元完成從數(shù)據(jù)源到目的地址的數(shù)據(jù)傳輸。電力線并不是一種特別適合通信的媒介，干擾和噪聲都比較大，信道環(huán)境惡劣。數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)制方法和編碼方式都會影響其可靠性。 低壓電力線載波通信協(xié)議的設(shè)計(jì) 3． PLC通訊協(xié)議模型 ? （ 2）數(shù)據(jù)鏈路層（添加 MAC層和 RLC內(nèi)容） ? 在低壓電力線載波自動(dòng)抄表的系統(tǒng)中，鏈路層采用主從結(jié)構(gòu)的半雙工通信方式。載波集中器為主站，采集器或其他數(shù)據(jù)采集終端為從站，采集器都有自己的地址編碼。通信鏈路的建立和解除均由主站發(fā)出的信息幀來控制。每幀由幀同步頭、從站地址域（被叫地址）、控制碼、數(shù)據(jù)長度域、數(shù)據(jù)域、幀信息校驗(yàn)碼 6個(gè)域組成。每部分由若干字節(jié)組成。 低壓電力線載波通信協(xié)議的設(shè)計(jì) 3． PLC通訊協(xié)議模型 ? （ 3）應(yīng)用層 ? 應(yīng)用層定義了具體命令，包括主站請求和從站應(yīng)答兩個(gè)方面。應(yīng)用層協(xié)議主要完成電力線抄表系統(tǒng)的讀數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)命令，還可以進(jìn)行廣播校時(shí)、寫設(shè)備地址、修改密碼等。 低壓電力線載波通信協(xié)議的設(shè)計(jì) 3． PLC通訊協(xié)議模型 ? （ 4）網(wǎng)絡(luò)管理 ? 這種分層通信結(jié)構(gòu)需要增加一個(gè)管理通信參數(shù)和分配通信資源的標(biāo)準(zhǔn)。這些資源和參數(shù)由 MIB（管理信息數(shù)據(jù)庫）數(shù)據(jù)庫中的特定對象表示。此時(shí)，可以把其他信號比較好的采集器作為中繼，通過迂回路由實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，提高接收成功率。 MAC層結(jié)構(gòu) ? PLC網(wǎng)絡(luò)的 MAC通信協(xié)議是一個(gè)非常重要的協(xié)議，在很大程度上影響了 PLC網(wǎng)絡(luò)的性能，特別是數(shù)據(jù)傳輸速率。 MAC層的基本任務(wù)是控制連接到一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)上的使用所謂的共享傳輸媒質(zhì)的多個(gè)用戶的接入，以及來自不同用戶的各種電信服務(wù)的信息流的組織。一般來說，對于任何電信網(wǎng)絡(luò)來說 MAC的功能可以劃分為以下幾個(gè)： ? 多路訪問方案； ? 資源共享； ? 傳輸控制。 MAC層結(jié)構(gòu) ? 1． MAC層技術(shù)要求 ? 這里我們將描述寬帶電力線通信接入網(wǎng)的 MAC層特點(diǎn)，詳細(xì)說明 PLC MAC層的技術(shù)要求。 MAC層結(jié)構(gòu) ? 1． MAC層技術(shù)要求 ? （ 1） PLC MAC層的特點(diǎn) ? MAC層是所有的具有共享傳輸媒質(zhì)的電信系統(tǒng)的一般協(xié)議架構(gòu)的一個(gè)重要組成部分，有多種不同的實(shí)現(xiàn)。MAC層協(xié)議的開發(fā)需要根據(jù)特定的通信網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，包括通信網(wǎng)絡(luò)的詳細(xì)的傳輸特點(diǎn)、使用環(huán)境和使用目的等。電力線通信接入網(wǎng)的特殊性體現(xiàn)在它特殊的傳輸媒質(zhì)（如低壓供電網(wǎng)絡(luò)），在供電網(wǎng)上由于大量噪聲干擾的存在只能提供有限的數(shù)據(jù)傳輸速率。另一方面，為了確保和其他接入技術(shù)的競爭力，電力線通信必須要提供一個(gè)廣泛的電信服務(wù)并且要確保一個(gè)令人滿意的 QoS。 MAC層結(jié)構(gòu) ? 1． MAC層技術(shù)要求 ? （ 1） PLC MAC層的特點(diǎn) ? 以下的四個(gè)因素直接影響到 PLC MAC層和它的協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、干擾噪聲、電信服務(wù)和應(yīng)用傳輸系統(tǒng)， MAC層結(jié)構(gòu) ? 1． MAC層技術(shù)要求 ? （ 2） PLC MAC層的要求 ? 多路訪問和 MAC層協(xié)議資源共享策略是 MAC層核心，如下圖所示。正如上面所討論的，多路訪問就是將構(gòu)建一個(gè)將傳輸資源分割成接入片段，它依賴于物理層的實(shí)際傳輸系統(tǒng)及其特點(diǎn)。在我們考慮的 PLC系統(tǒng)中，多路訪問必須要適用于我們所使用的 PLC網(wǎng)絡(luò)（如擴(kuò)頻或 OFDM）。另一方面， MAC的任務(wù)是采用相同共享網(wǎng)絡(luò)資源的多個(gè)用戶的接入組織，這就要靠由多接入方案指定的接入片段的管理來保證。因此， MAC層協(xié)議必須適合于所采用的多路訪問方案。 MAC層結(jié)構(gòu) ? 1． MAC層技術(shù)要求 ? （ 2） PLC MAC層的要求 MAC層結(jié)構(gòu) ? 2．多路訪問方案 ? 在實(shí)際應(yīng)用中，在兩個(gè)使用相同傳輸媒質(zhì)的不同信號之間不可能達(dá)到這么精確正交。但是，如果不同信號之間的影響足夠小的話，在通信系統(tǒng)中還是可以接受的。目前在各種通信系統(tǒng)中一般采用如下所列的三種多路訪問方案： ? 時(shí)分多址 —— TDMA， Time Division Multiple Access； ? 頻分多址 —— FDMA， Frequency Division Multiple Access； ? 碼分多址 —— CDMA， Code Division Multiple Access。 ? 這三個(gè)基本的多路訪問方案在應(yīng)用中也可以有各種各樣的組合。 MAC層結(jié)構(gòu) ? 2．多路訪問方案 ? （ 1） TDMA ? 在 TDMA方案中，時(shí)間軸被分為所謂的“時(shí)隙”，這代表了由多路訪問方案所提供的傳輸資源的接入部分（如下圖所示）。每一個(gè)時(shí)隙確保一個(gè)預(yù)先確定的數(shù)據(jù)單元的傳輸，這個(gè)數(shù)據(jù)單元可以是語音樣本、數(shù)據(jù)包等各種不同的信息。一般來說一個(gè)時(shí)隙只供一個(gè)用戶使用。和 TDMA一致，在時(shí)隙內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元使用全部傳輸媒質(zhì)的可獲得的頻譜來傳輸。 ? 如果沒有時(shí)隙的分割，在時(shí)域的資源分割是無法非常理想地實(shí)現(xiàn)的，因此要在兩個(gè)時(shí)隙之間采用所謂的“保護(hù)間隔”，來確保兩個(gè)相鄰的時(shí)隙間的數(shù)據(jù)不會相互干擾。在一個(gè) TDMA系統(tǒng)中，時(shí)隙可以是固定的也可以是變化的持續(xù)時(shí)間。相應(yīng)地，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)據(jù)單元的長度可以是固定的大小，也可以是變化的。在TDMA系統(tǒng)中，時(shí)隙一般用幀來組織。 MAC層結(jié)構(gòu) ? 2．多路訪問方案 ? （ 1） TDMA MAC層結(jié)構(gòu) ? 2．多路訪問方案 ? （ 2） OFDM/TDMA ? OFDM/TDMA中，在一段時(shí)間內(nèi)將全部的帶寬資源