HPLC+HRF双模载波组网过程简析

双模载波通信技术路径：

为实现双发双收，双模芯片基于最大化合理利用资源的原则，物理层采用 HPLC 和 HRF 同时收、发机制，在发端通过路径备份、路径优选、负载均衡等多种策略，利用 HPLC 和HRF 物理层进行高效的数据传输。

芯片设计时，将 HPLC 和 HRF 容易受到干扰的模拟前端尽量布局在对角线位置，以减少对彼此的干扰。如 HRF 模拟前端选择在右上角，HPLC 模拟前端在左下角，中间使用数字基带进行空间隔离。

第一步：CCO组网初始化

1.监听邻居网络

CCO上电后启动监听定时器（默认10秒），检测是否存在其他网络的网间协调帧。若监听到，则进行SNID和时隙协调；若未监听到，则独立组网。

2.发送中央信标

CCO开始周期性发送中央信标，包含以下关键信息：

• 短网络标识（SNID）：唯一标识当前网络（取值1-15）。

• 无线信道编号：由CCO指定，STA需在此信道上扫描接入。

• 时隙分配：安排TDMA时隙（用于信标发送）和CSMA时隙（用于站点接入请求）。

• 组网序列号：每次重启后递增，用于标识网络状态变化。

3.触发STA关联请求

STA接收到中央信标后，在CSMA时隙内向CCO发送关联请求报文，内容包括MAC地址、能力参数等。

第二步：STA接入认证与路由建立

1.白名单认证

CCO检查STA的MAC地址是否在白名单内。若匹配成功，分配TEI（终端设备标识符，范围1-1015）；若拒绝，STA需等待后重试。

2.路由层级扩展

• 一级站点：直接与CCO通信的STA。

• 多级代理（PCO）：CCO安排代理信标时隙，PCO转发信标并中继数据，支持15级层级扩展。

• 路由表维护：CCO通过发现列表报文收集邻居节点信息，动态更新路由路径。

3.混合组网支持

STA在载波信道条件不佳时可切换至高速率无线信道，形成双路径冗余。代理节点（如PCO2）同时支持载波和无线中继。

第三步：网络维护机制

1.发现列表广播

• 所有节点（包括CCO和STA）定期发送发现列表报文（周期20-420秒），包含邻居节点信息，用于路由优化。

• 载波通信率统计：通过统计信标和发现列表的接收次数评估链路质量。  代理选择：STA根据通信率选择最优代理节点。

2.时间同步（NTB）

CCO维护32位网络基准时间（NTB），STA通过接收信标同步本地计时器（NTB_STA），同步误差需小于50μs。

3.心跳检测与离线处理

STA周期性发送心跳报文。若CCO检测到STA离线，更新拓扑表；若STA检测到组网序列号变化，主动离线并重新发起关联。

第四步：多网络协调

1.SNID冲突解决

多个CCO监听到相同SNID时，通过协商缓冲期（随机10ms-10s）重新分配SNID，确保网络独立运行。

2.信道与时隙协调

CCO间协商无线信道和信标时隙，避免多网络干扰。最大支持6个网络共存。

五、典型组网拓扑

树型主干网络

以CCO为根节点，PCO为中继，形成多层级联结构，支持载波与无线混合路径。

星型子网

物联终端（IoTD）以物联网关（IoTG）为中心组成星型网络，数据经IoTG回传至主干网。

第五步：组网异常处理

• 组网序列号变更：STA检测到CCO组网序列号变化后，立即离线并重新关联。  

• 路由失效：STA在心跳超时或通信率过低时切换备用代理，并上报拓扑更新。以上流程通过周期性的信标、发现列表、心跳机制协同工作，确保双模网络的自组织、高可靠和动态扩展能力。