使用幀控制數(shù)據(jù)塊進行數(shù)據(jù)輸送的電力線通信的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)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(quán)益，該美國臨時申請的 公開內(nèi)容通過引用而被并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開總體上涉及通信網(wǎng)絡，尤其涉及用于使用電力線通信協(xié)議來代替其它類型 的通信協(xié)議的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004] 交通工具持續(xù)地在其設(shè)計中采用更多的電子設(shè)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(shè)備之間的通信對于確保它們的功能而言是必需的。例 如，經(jīng)常對診斷數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和記錄以提供有關(guān)發(fā)動機狀態(tài)的用戶反饋。提供另一個示例， 汽車中的車載計算機經(jīng)常結(jié)合諸如門鎖、升窗器等之類的各種電機械設(shè)備進行工作。這些 各種各樣的設(shè)備中的每一個都被稱作交通工具內(nèi)的"節(jié)點"，并且現(xiàn)代交通工具可以被設(shè)計 為具有大量這樣的節(jié)點（例如，I 00個或更多）。
[0005] 為了與這些節(jié)點進行通信，計算機系統(tǒng)和/或其它類型的中央節(jié)點通常經(jīng)由一系 列的總線和線束而被硬線連接至每個節(jié)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(shè)計時間并且增加了成本。此外，由于大量節(jié)點可能存在于給定交通工具之 中，所以形成這些總線互聯(lián)的線束和線纜會增加實質(zhì)性的交通工具重量，這直接影響到燃 料經(jīng)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(xù)降低制 造成本同時提高燃料經(jīng)濟性提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 描述了使得對非電力線協(xié)議數(shù)據(jù)的輸送能夠作為電力線協(xié)議數(shù)據(jù)輸送的一部分 的方法、系統(tǒng)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(shù)據(jù)輸送提供了魯棒的通信。此外，由于電力線已經(jīng)在采用電力線通信的節(jié) 點處被使用，所以能夠在電力線通信幀控制塊內(nèi)輸送附加的通信協(xié)議而不需要另外進行布 線，因此節(jié)省了重量和成本。
[0007] 在一個實施例中，一種由通信設(shè)備執(zhí)行的方法包括：依據(jù)電力線通信協(xié)議接收數(shù) 據(jù)單元，提取該數(shù)據(jù)單元內(nèi)的數(shù)據(jù)以提供所提取的數(shù)據(jù)，并且依據(jù)非電力線通信協(xié)議對所 提取的數(shù)據(jù)進行處理。
[0008] 在另一個實施例中，一種通信設(shè)備包括網(wǎng)絡接口，其被配置為依據(jù)電力線通信協(xié) 議接收數(shù)據(jù)單元，提取該數(shù)據(jù)單元內(nèi)的數(shù)據(jù)以提供所提取的數(shù)據(jù)，并且依據(jù)非電力線通信 協(xié)議對所提取的數(shù)據(jù)進行處理。
[0009] 在又一個實施例中，一種由通信設(shè)備執(zhí)行的方法包括：根據(jù)非電力線通信協(xié)議將 數(shù)據(jù)格式化為符合電力線通信協(xié)議的數(shù)據(jù)單元的一部分，依據(jù)第二通信協(xié)議、跨多個子載 波對數(shù)據(jù)單元進行冗余編碼，并且依據(jù)該第二通信協(xié)議將該數(shù)據(jù)單元傳送至另一個通信設(shè) 備。
[0010] 在另外的實施例中，一種通信設(shè)備包括網(wǎng)絡接口設(shè)備，其被配置為根據(jù)非電力線 通信協(xié)議將數(shù)據(jù)格式化為符合電力線通信協(xié)議的數(shù)據(jù)單元的一部分，依據(jù)第二通信協(xié)議、 跨多個子載波對數(shù)據(jù)單元進行冗余編碼，并且依據(jù)該第二通信協(xié)議將該數(shù)據(jù)單元傳送至另 一個通信設(shè)備。
【附圖說明】
[0011] 圖1是依據(jù)本公開的實施例的示例網(wǎng)絡10的框圖。
[0012] 圖2A是如本領(lǐng)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(xié)議數(shù)據(jù)單元（MPDU) 200的框圖。
[0013] 圖2B是如本領(lǐng)域已知的具有短類型格式的PLC MPDU 250的框圖。
[0014] 圖3是依據(jù)本公開的實施例的示例PLC MPDU 300的框圖。
[0015] 圖4是依據(jù)本公開的實施例的示例PLC方法400的流程圖。
[0016] 圖5是依據(jù)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(jù)本公開的實施例的示例通信網(wǎng)絡10的框圖。網(wǎng)絡10包括中央節(jié)點 14、控制器40和節(jié)點25。
[0018] 中央節(jié)點14包括主機處理器15,其耦合至網(wǎng)絡接口 16-1和網(wǎng)絡接口 16-2。網(wǎng)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(fā)器21。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會意識到的，雖然圖1中圖示了三個收 發(fā)器，但是中央節(jié)點14的各個實施例可以包括任意適當數(shù)量（例如，1、2、4、5個等）的收發(fā) 器21。網(wǎng)絡接口 16-2具有與網(wǎng)絡接口 16-1類似的結(jié)構(gòu)，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(fā)器。在一些實施例中，網(wǎng)絡接口 16-1和網(wǎng)絡接口 16-2對應于不同的網(wǎng)絡通信協(xié)議。依據(jù)這些實施例，網(wǎng)絡接口 16-2經(jīng)由總線42耦合至控 制器40。
[0019] 雖然圖1中圖示了四個節(jié)點25,但是網(wǎng)絡10的各個實施例包括任意適當數(shù)量（例 如，1、2、3、5、6、*"、100、~、200、300個、*"、等）的節(jié)點25。節(jié)點25-1包括耦合至網(wǎng)絡 接口 27的主機處理器26。網(wǎng)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(fā)器30。雖然圖1中圖示了三個收發(fā)器30， 但是節(jié)點25-1的各個實施例可以包括任意適當數(shù)量（例如，1、2、4、5個等）的收發(fā)器30。
[0020] 依據(jù)本公開的各個實施例，任意適當數(shù)量的節(jié)點25具有與節(jié)點25-1相同或基本 上相似的結(jié)構(gòu)。依據(jù)這樣的實施例，在結(jié)構(gòu)上與節(jié)點25-1相同或基本上相似的節(jié)點25包 括任意適當數(shù)量的收發(fā)器和網(wǎng)絡接口。例如，雖然節(jié)點25-1被圖示為具有三個收發(fā)器34 和單個網(wǎng)絡接口 27,但是節(jié)點25的各個實施例具有兩個收發(fā)器和兩個網(wǎng)絡接口，等等。與 節(jié)點25-2、25-3和25-4相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡接口和收發(fā)器的數(shù)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(jīng)由總線42耦合至網(wǎng)絡接口 16-2并且經(jīng)由總線44 耦合至網(wǎng)絡接口 16-1和節(jié)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(jīng) 由總線44耦合至網(wǎng)絡接口 16-1和節(jié)點25或者經(jīng)由總線42耦合至網(wǎng)絡接口 16-2。在其它 實施例中，控制器40和中央節(jié)點14被整合為單個設(shè)備的一部分。在其中中央節(jié)點14耦合 至節(jié)點25和控制器40的實施例中，中央節(jié)點14能夠作為節(jié)點25和控制器40之間的橋。
[0022] 網(wǎng)絡10支持依據(jù)任意數(shù)量的適當通信協(xié)議的通信，諸如有線網(wǎng)絡協(xié)議、由一個或 多個IEEE標準所規(guī)定的通信協(xié)議等。適當IEEE標準的示例包括1901協(xié)議。有線網(wǎng)絡協(xié) 議的示例包括任意適當?shù)拇谢虿⑿型ㄐ艆f(xié)議，或者并行和串行協(xié)議的組合。適當有線通 信協(xié)議的示例包括本地互聯(lián)網(wǎng)絡（LIN)協(xié)議以及控制器局域網(wǎng)絡（CAN)協(xié)議。雖然圖1僅 圖示了單個中央節(jié)點14和控制器40,但是節(jié)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(jié)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(xié)議 與單獨中央節(jié)點和/或控制器的同時通信。
[0023] 依據(jù)本公開的實施例，中央節(jié)點14、控制器40和/或節(jié)點25被實施為通信設(shè)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(xié)議和/或IEEE通信協(xié)議標準的 數(shù)據(jù)。
[0024] 依據(jù)各個實施例，網(wǎng)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(jù)其它實施例，網(wǎng)絡10被實施為任意適當有線網(wǎng)絡的一部分而并不在交通工具中實施。
[0025] 依據(jù)交通工具的實施例，控制器40被配置為監(jiān)控與該交通工具相關(guān)聯(lián)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(jù)這樣的實施例，節(jié)點25被配置為收集數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)報 告給中央節(jié)點14和/或控制器40。例如，節(jié)點25可以包括或者耦合至相關(guān)聯(lián)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(fā)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(jù)各種實施例，節(jié)點25對從中央節(jié)點14和/或控制器40接收到的請求作出 響應。例如，如果節(jié)點25-1是速度傳感器，則中央節(jié)點14和/或控制器40可以針對速度 數(shù)據(jù)向節(jié)點25-1發(fā)送請求，上述速度數(shù)據(jù)隨后經(jīng)由總線44被返回至中央節(jié)點14和/或控 制器40。在其它實施例中，至少一些節(jié)點25在中央節(jié)點14和/或控制器40并未首先請求 信息的情況下向中央節(jié)點14和/或控制器40提供信息。
[0026] 依據(jù)非交通工具的實施例，例如，控制器40被配置為監(jiān)控與其中實施網(wǎng)絡10的設(shè) 備相關(guān)聯(lián)的功能，上述網(wǎng)絡10諸如家庭網(wǎng)絡。進一步依據(jù)這樣的實施例，節(jié)點25被配置為 收集數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)報告給中央節(jié)點14和/或控制器40。依據(jù)各個實施例，節(jié)點25對 從中央節(jié)點14和/或控制器40接收的請求作出響應。例如，如果節(jié)點25-1包括溫度傳感 器或者與之相關(guān)聯(lián)，則中央節(jié)點14和/或控制器40可以針對溫度數(shù)據(jù)向節(jié)點25-1發(fā)送請 求，該溫度數(shù)據(jù)隨后經(jīng)由總線44被返回至中央節(jié)點14和/或控制器40。在其它實施例中， 至少一些節(jié)點25在中央節(jié)點14和/或控制器40并未首先請求信息的情況下向中央節(jié)點 14和/或控制器40提供信息。
[0027] 依據(jù)一個實施例，中央節(jié)點14經(jīng)由總線44與節(jié)點25進行通信以從節(jié)點25接收 數(shù)據(jù)和向節(jié)點25發(fā)送數(shù)據(jù)，并且控制器40經(jīng)由總線42和/或總線44與中央節(jié)點14進行 通信以發(fā)送數(shù)據(jù)或者從中央節(jié)點14接收數(shù)據(jù)。在一些實施例中，總線44包括在向節(jié)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(zhì)的電力線。在這樣的實施例中，中央節(jié)點14、 節(jié)點25和/或控制器40中的任意一個被配置為依據(jù)一種或多種電力線通信（PLC)協(xié)議經(jīng) 由總線44互相通信。
[0028] 依據(jù)一個實施例，網(wǎng)絡接口 16-1和/或處理器15被配置為依照第一通信協(xié)議將 待傳送的數(shù)據(jù)格式化在數(shù)據(jù)單元內(nèi)，該數(shù)據(jù)單元隨后依據(jù)第二通信協(xié)議協(xié)議進行傳送。依 據(jù)這樣的實施例，接收所傳送數(shù)據(jù)的節(jié)點25的網(wǎng)絡接口，諸如節(jié)點25-1的網(wǎng)絡接口 27,例 如被配置為依據(jù)第二通信協(xié)議接收數(shù)據(jù)。繼續(xù)該示例，一旦依據(jù)第二通信協(xié)議接收到該數(shù) 據(jù)，