使用帧控制数据块进行数据输送的电力线通信的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请要求于2013年2月25日提交的名称为" In-Car Communication based on Power Line Communications"的第61/768, 699号美国临时申请的权益,该美国临时申请的 公开内容通过引用而被并入本文。
技术领域
[0003] 本公开总体上涉及通信网络,尤其涉及用于使用电力线通信协议来代替其它类型 的通信协议的方法和系统。
【背景技术】
[0004] 交通工具持续地在其设计中采用更多的电子设备,它们可以提供传感器输入、反 馈,提供用户控制,等等。这些各种设备之间的通信对于确保它们的功能而言是必需的。例 如,经常对诊断数据进行监控和记录以提供有关发动机状态的用户反馈。提供另一个示例, 汽车中的车载计算机经常结合诸如门锁、升窗器等之类的各种电机械设备进行工作。这些 各种各样的设备中的每一个都被称作交通工具内的"节点",并且现代交通工具可以被设计 为具有大量这样的节点(例如,I 00个或更多)。
[0005] 为了与这些节点进行通信,计算机系统和/或其它类型的中央节点通常经由一系 列的总线和线束而被硬线连接至每个节点。这些线束通常对于每个制造商而言都是非标准 的,这就需要设计时间并且增加了成本。此外,由于大量节点可能存在于给定交通工具之 中,所以形成这些总线互联的线束和线缆会增加实质性的交通工具重量,这直接影响到燃 料经济性。由于消费者对于具有更为先进的电子特性的交通工具的需求增加,继续降低制 造成本同时提高燃料经济性提出了严峻的挑战。
【发明内容】
[0006] 描述了使得对非电力线协议数据的输送能够作为电力线协议数据输送的一部分 的方法、系统和装置。由于电力线通信对帧控制块实施了冗余编码,所以使用冗余编码的 帧控制块进行数据输送提供了鲁棒的通信。此外,由于电力线已经在采用电力线通信的节 点处被使用,所以能够在电力线通信帧控制块内输送附加的通信协议而不需要另外进行布 线,因此节省了重量和成本。
[0007] 在一个实施例中,一种由通信设备执行的方法包括:依据电力线通信协议接收数 据单元,提取该数据单元内的数据以提供所提取的数据,并且依据非电力线通信协议对所 提取的数据进行处理。
[0008] 在另一个实施例中,一种通信设备包括网络接口,其被配置为依据电力线通信协 议接收数据单元,提取该数据单元内的数据以提供所提取的数据,并且依据非电力线通信 协议对所提取的数据进行处理。
[0009] 在又一个实施例中,一种由通信设备执行的方法包括:根据非电力线通信协议将 数据格式化为符合电力线通信协议的数据单元的一部分,依据第二通信协议、跨多个子载 波对数据单元进行冗余编码,并且依据该第二通信协议将该数据单元传送至另一个通信设 备。
[0010] 在另外的实施例中,一种通信设备包括网络接口设备,其被配置为根据非电力线 通信协议将数据格式化为符合电力线通信协议的数据单元的一部分,依据第二通信协议、 跨多个子载波对数据单元进行冗余编码,并且依据该第二通信协议将该数据单元传送至另 一个通信设备。
【附图说明】
[0011] 图1是依据本公开的实施例的示例网络10的框图。
[0012] 图2A是如本领域已知的具有长类型格式的电力线通信(PLC)媒体访问控制(MAC) 协议数据单元(MPDU) 200的框图。
[0013] 图2B是如本领域已知的具有短类型格式的PLC MPDU 250的框图。
[0014] 图3是依据本公开的实施例的示例PLC MPDU 300的框图。
[0015] 图4是依据本公开的实施例的示例PLC方法400的流程图。
[0016] 图5是依据本公开的实施例的示例PLC方法500的流程图。
【具体实施方式】
[0017] 图1是依据本公开的实施例的示例通信网络10的框图。网络10包括中央节点 14、控制器40和节点25。
[0018] 中央节点14包括主机处理器15,其耦合至网络接口 16-1和网络接口 16-2。网络 接口 16-1包括媒体访问控制(MAC)单元18和物理层(PHY)单元20。PHY单元20包括耦 合至总线44的多个收发器21。如本领域技术人员将会意识到的,虽然图1中图示了三个收 发器,但是中央节点14的各个实施例可以包括任意适当数量(例如,1、2、4、5个等)的收发 器21。网络接口 16-2具有与网络接口 16-1类似的结构,在一个实施例中,其具有相对应的 MAC单元、PHY单元,以及一个或多个收发器。在一些实施例中,网络接口 16-1和网络接口 16-2对应于不同的网络通信协议。依据这些实施例,网络接口 16-2经由总线42耦合至控 制器40。
[0019] 虽然图1中图示了四个节点25,但是网络10的各个实施例包括任意适当数量(例 如,1、2、3、5、6、*"、100、~、200、300个、*"、等)的节点25。节点25-1包括耦合至网络 接口 27的主机处理器26。网络接口 27包括MAC处理单元28和PHY处理单元29。PHY处 理单元29包括耦合至总线44的一个或多个收发器30。虽然图1中图示了三个收发器30, 但是节点25-1的各个实施例可以包括任意适当数量(例如,1、2、4、5个等)的收发器30。
[0020] 依据本公开的各个实施例,任意适当数量的节点25具有与节点25-1相同或基本 上相似的结构。依据这样的实施例,在结构上与节点25-1相同或基本上相似的节点25包 括任意适当数量的收发器和网络接口。例如,虽然节点25-1被图示为具有三个收发器34 和单个网络接口 27,但是节点25的各个实施例具有两个收发器和两个网络接口,等等。与 节点25-2、25-3和25-4相关联的网络接口和收发器的数量出于简明的原因并未在图1中 示出。
[0021] 在一些实施例中,控制器40经由总线42耦合至网络接口 16-2并且经由总线44 耦合至网络接口 16-1和节点25。在其它实施例中,如图1中的虚线所指示的,控制器40经 由总线44耦合至网络接口 16-1和节点25或者经由总线42耦合至网络接口 16-2。在其它 实施例中,控制器40和中央节点14被整合为单个设备的一部分。在其中中央节点14耦合 至节点25和控制器40的实施例中,中央节点14能够作为节点25和控制器40之间的桥。
[0022] 网络10支持依据任意数量的适当通信协议的通信,诸如有线网络协议、由一个或 多个IEEE标准所规定的通信协议等。适当IEEE标准的示例包括1901协议。有线网络协 议的示例包括任意适当的串行或并行通信协议,或者并行和串行协议的组合。适当有线通 信协议的示例包括本地互联网络(LIN)协议以及控制器局域网络(CAN)协议。虽然图1仅 图示了单个中央节点14和控制器40,但是节点25的各个实施例被配置为在任意时间与多 于一个的单个中央节点和/或控制器进行通信,包括使用彼此可以相同或不同的通信协议 与单独中央节点和/或控制器的同时通信。
[0023] 依据本公开的实施例,中央节点14、控制器40和/或节点25被实施为通信设备, 并且被配置为互相传送和接收符合一种或多种适当通信协议和/或IEEE通信协议标准的 数据。
[0024] 依据各个实施例,网络10被实施为诸如汽车、航空器、船等交通工具的一部分。依 据其它实施例,网络10被实施为任意适当有线网络的一部分而并不在交通工具中实施。
[0025] 依据交通工具的实施例,控制器40被配置为监控与该交通工具相关联的功能,管 理交通工具的操作,和/或向该交通工具的操作人员提供反馈。例如,控制器40可以是汽 车计算机的一部分。进一步依据这样的实施例,节点25被配置为收集数据并且将该数据报 告给中央节点14和/或控制器40。例如,节点25可以包括或者耦合至相关联的传感器和 /或致动器,诸如速度传感器、加速计、温度传感器、压力传感器、化学传感器、气囊传感器、 交通工具发动机中所使用的致动器、电动窗致动器、门锁致动器、电动后视镜电机、电动座 椅电机等。依据各种实施例,节点25对从中央节点14和/或控制器40接收到的请求作出 响应。例如,如果节点25-1是速度传感器,则中央节点14和/或控制器40可以针对速度 数据向节点25-1发送请求,上述速度数据随后经由总线44被返回至中央节点14和/或控 制器40。在其它实施例中,至少一些节点25在中央节点14和/或控制器40并未首先请求 信息的情况下向中央节点14和/或控制器40提供信息。
[0026] 依据非交通工具的实施例,例如,控制器40被配置为监控与其中实施网络10的设 备相关联的功能,上述网络10诸如家庭网络。进一步依据这样的实施例,节点25被配置为 收集数据并且将该数据报告给中央节点14和/或控制器40。依据各个实施例,节点25对 从中央节点14和/或控制器40接收的请求作出响应。例如,如果节点25-1包括温度传感 器或者与之相关联,则中央节点14和/或控制器40可以针对温度数据向节点25-1发送请 求,该温度数据随后经由总线44被返回至中央节点14和/或控制器40。在其它实施例中, 至少一些节点25在中央节点14和/或控制器40并未首先请求信息的情况下向中央节点 14和/或控制器40提供信息。
[0027] 依据一个实施例,中央节点14经由总线44与节点25进行通信以从节点25接收 数据和向节点25发送数据,并且控制器40经由总线42和/或总线44与中央节点14进行 通信以发送数据或者从中央节点14接收数据。在一些实施例中,总线44包括在向节点25 提供电力的电力线之中或者被实施为电力线。在一个实施例中,总线44被实施为没有诸如 并不传递电力的线路之类的其它单独通信介质的电力线。在这样的实施例中,中央节点14、 节点25和/或控制器40中的任意一个被配置为依据一种或多种电力线通信(PLC)协议经 由总线44互相通信。
[0028] 依据一个实施例,网络接口 16-1和/或处理器15被配置为依照第一通信协议将 待传送的数据格式化在数据单元内,该数据单元随后依据第二通信协议协议进行传送。依 据这样的实施例,接收所传送数据的节点25的网络接口,诸如节点25-1的网络接口 27,例 如被配置为依据第二通信协议接收数据。继续该示例,一旦依据第二通信协议接收到该数 据,