CN102546360A - 用于电力线通讯网络的网络通讯节点及其数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于电力线通讯(power line communication)网络的网络通讯节点及其数据传输方法。网络通讯节点可自网关器接收广播讯息，并据以判断电力线通讯网络的整体负载是否发生变动，若是，则网络通讯节点可根据负载变化的内容，动态地变更数据传送的路由路径。

Description

用于电力线通讯网络的网络通讯节点及其数据传输方法

技术领域

本发明是关于一种用于电力线通讯(power line communication)网络的网络通讯节点及其数据传输方法。更具体而言，本发明的网络通讯节点及其数据传输方法，可根据电力线通讯网络的负载，动态地进行数据传送的路由路径的变更。

背景技术

为因应各种不同信息传输的要求，许多异质性网络因此发展，其中，最重要的一种便为电力线通讯网络(power line communication，PLC)。详细来说，电力线通讯网络主要是将欲传输信息数字化后，通过现有的电力线路进行传输，而通过此种方式传输信号的好处在于，其毋须进行额外的网络布线，且电力线路涵盖的地区范围之广，是它种网络难以达成的优势。

而虽电力线通讯网络具有前述的优点，然而其于数据的传输上仍遭遇到其它因素的影响限制。具体而言，影响电力线通讯网络主要在于：一、电力线通讯网络上的电性设备，于使用电力线时所产生的高度噪讯；二、传送数据的载波信号于通过电力线时，会受到距离、阻流及分流的影响而产生大幅度的衰退；三、因电力线通讯网络的使用状态具有高度的时变性，因此其容易造成载波信号于传输时的不稳定。据此，若是以传统网络的路由路径决定方式，例如：路由探索(route discovery)或装置探索(device discovery)等，于电力线通讯网络中进行数据的传输的路径判断时，将会浪费过多的时间以及网络资源，使得电力线通讯网络的路由路径决定毫无效率可言。

综上所述，如何于电力线通讯网络中，动态地判断路由路径，以达成实时、有效率且正确的数据传输，这是业界亟需努力的目标。

发明内容

为解决前述电力线通讯网络中路由路径决定的问题，本发明的目的在于提供一种用于电力线通讯网络的网络通讯节点及其数据传输方法，其主要是根据电力线通讯网络的负载，动态地进行数据传送的路由路径变更，以有效率地完成数据的传输。

为实现前述目的，本发明提供一种用于网络通讯节点的数据传输方法，该网络通讯节点用于电力线通讯网络(power line communication，PLC)，电力线通讯网络包含网关器以及网络通讯节点。网关器通过电力线系统与网络通讯节点连结。数据传输方法包含：(a)令网络通讯节点自网关器接收广播指令；(b)令网络通讯节点根据广播指令，判断电力线通讯网络的负载变化；(c)令网络通讯节点根据负载变化，决定至少一更新路由路径；(d)令网络通讯节点通过至少一更新路由路径传送通讯数据至另一网络通讯节点。

为完成前述目的，本发明又提供一种用于电力线通讯网络的网络通讯节点。电力线通讯网络包含网关器以及网络通讯节点。网关器通过电力线系统与网络通讯节点连结。网络通讯节点包含收发器以及处理单元。收发器自网关器接收广播指令。处理单元根据广播指令，判断电力线通讯网络的负载变化，并根据负载变化，决定至少一更新路由路径。收发器则通过至少一更新路由路径传送通讯数据至另一网络通讯节点。

本发明的有益技术效果是：采用本发明的上述技术方案，本发明的网络通讯节点将可判断电力线通讯网络的整体负载是否发生变动，若是，则网络通讯节点可根据负载变化的内容，动态地变更数据传送的路由路径。

在参阅附图及随后描述的实施方式后，此技术领域具有通常知识者便可了解本发明的其它目的，以及本发明的技术手段及实施态样。

附图说明

图1A是本发明第一实施例的电力线通讯网络的示意图；

图1B是本发明第一实施例的网络通讯节点的示意图；

图1C是本发明第一实施例的网络通讯节点的路由表的示意图；以及

图2是本发明的第二实施例的数据传输方法的流程图。

具体实施方式

以下将通过实施例来解释本发明内容。然而，本发明的实施例并非用以限制本发明需在如实施例所述的任何环境、应用或方式方能实施。因此，关于实施例的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以直接限制本发明。需说明的是，以下实施例及图标中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示。

请参考图1A，其为本发明第一实施例的一电力线通讯(power linecommunication，PLC)网络1的示意图。电力线通讯网络1包含一网关器11以及多个网络通讯节点13。网关器11以及网络通讯节点13主要是通过一电力线系统19连结，使得网关器11及网络通讯节点13可进行信号的传递。须特别强调，于第一实施例中，电力线通讯网络1是以路灯系统为范例进行说明，其中，网络通讯节点13用以连接控制路灯15，且路灯15初始状态皆为关闭。然而，其并非用以限制本发明的实施态样于路灯系统中，此领域的技术人员应可轻易地将本发明的技术特征应用于各种相异的电力线通讯网络系统。

首先，于电力线通讯网络1中，网关器11以及网络通讯节点13主要是根据初始的网络负载状态，先利用横向优先搜寻(breadth-first search)的方式，建立各网络节点间的路由路径的树状拓扑(tree topology)，并据以传送数据。随后，若电力线通讯网络1的负载发生变动时，数据传送的路由路径将动态地随之变更。

具体而言，于第一实施例中，当网关器11欲控制网络通讯节点13所连结的路灯15时，网关器11便会通过电力线系统19，于电力线通讯网络1中广播一广播指令110，而网络通讯节点13便据以接收广播指令110，以便进行后续的处理动作。举例而言，若网关器11欲开启网络通讯节点13d所控制的路灯15d，或欲进行网络通讯节点13d所控制的路灯15d的电压状态查询时，网关器11将于电力线通讯网络1中，广播包含一控制指令或一电压电流查询指令(未绘示)的广播指令110，而当网络通讯节点13d接收包含该控制指令的广播指令110后，网络通讯节点13d便据以开启路灯15d。而由于网关器11是以广播的方式将广播指令110传送到电力线通讯网络1中，因此，除了网络通讯节点13d之外，其余的网络通讯节点13a～13c亦可同步接收到由网关器11传送至网络通讯节点13d的广播指令110。

因此，由于电力线通讯网络1中的网络通讯节点13，皆可通过前述的方式得知网络中其它节点的负载是否发生变动，换言之，网络通讯节点13可根据广播指令110，得知电力线通讯网络1的整体的负载是否发生变化，进而判断变动的负载所产生的噪讯是否会影响原本数据传输的路由路径，据此，网络通讯节点13则可根据该负载变化，重新决定传输的路由路径。举例而言，于第一实施例中，由于网络通讯节点13d所控制的路灯15d已被开启，则电力线通讯网络1将产生新增的负载，而其所具有的噪讯将影响电力线系统19的传输能力，使得原本网络通讯节点13a可直接与网络通讯节点13d连结的路由路径中断，因此，若网络通讯节点13a欲保持与网络通讯节点13d问的通讯路由，则网络通讯节点13a必须动态地变更路由路径。

请一并参考图1B-图1C。图1B是本发明第一实施例的网络通讯节点13a的示意图，图1C为网络通讯节点13a的一路由表137a的示意图。其中，网络通讯节点13a包含一收发器131a、一处理单元133a以及一存储器135a。而各硬件模块的功能及互动，将于下述的内容中详细说明。须特别强调的是，网络通讯节点13b～13d与网络通讯节点13a皆具同样的硬件架构，此处是为便于后续说明而另加编号。

具体而言，网络通讯节点13a的处理单元133a主要是根据广播指令110决定电力线通讯网络1的一负载变化130a，并根据该负载变化决定至少一更新路由路径134a。更详细来说，网络通讯节点13a的处理单元133a先根据负载变化130a的内容，判断网络通讯节点13a的状态特征值132a。其中，于第一实施例，状态特征值132a包含一时间值、一位置值以及一负载值，该时间值用以记录负载变化130a的时间点，该位置值记录网络通讯节点13a于电力线通讯网络1中的位置，该负载值记录电力线通讯网络1的电力负载状态。

接着，网络通讯节点13a的处理单元133a便根据状态特征值132a的内容，判断目前的时间、位置以及电力线通讯网络1的负载状态，并据以决定网络通讯节点13a与周围节点的通讯状态是否良好，简言之，若电力线通讯网络1的整体负载越高，代表电力线系统19所承受的噪声相对越高，则网络通讯节点13a传送信号的距离将受到影响，因此需要重新进行周围节点通讯状态的测量，以决定至少一更新路由路径134a。须特别说明的是，于本发明第一实施例中，主要是利用一k个最近邻点(k nearest neighbor，KNN)算法，并基于状态特征值132a的内容，决定至少一更新路由路径134a。然而，其非用以限定本发明仅能用KNN算法计算新的路由路径。

而于决定至少一更新路由路径134a后，网络通讯节点13a的收发器131a便通过至少一更新路由路径134a的内容，传送一通讯数据至另一网络通讯节点。其中，于第一实施例中，另一网络通讯节点可为13b或13c。随即，网络通讯节点13a的处理单元133a便将状态特征值132a以及至少一更新路由路径134a记录于存储器135a的路由表137a中，以作为后续的数据传送或再次更新路由路径的依据。

如此一来，网络通讯节点13将可借助上述的方式，动态地根据电力线通讯网络1的负载变化变更数据传输的路由路径。

本发明的一第二实施例是一数据传输方法，其流程图请参考图2。第二实施例的方法用于一网络通讯节点(例如前述实施例的网络通讯节点13)，该网络通讯节点用于一电力线通讯网络中，该电力线通讯网络包含一网关器以及该网络通讯节点。第二实施例的详细步骤如下所述。

执行步骤201，令该网络通讯节点自该网关器接收一广播指令。由于该广播指令是用以广播的方式将讯息传送至该电力线通讯网络中的某一节点，因此，于该电力线通讯网络中的所有节点皆可得知该广播指令的内容。据此，执行步骤203，令该网络通讯节点根据该广播指令，判断该电力线通讯网络的一负载变化，详言之，该网络通讯节点可根据该广播指令，得知其它节点于电力线通讯网络中的负载使用状况，进而得知电力线通讯网络整体的该负载变化。

接着，执行步骤205，令该网络通讯节点根据该负载变化，决定至少一更新路由路径。详细来说，步骤205可分为二步骤，其中，步骤205a执行后，该网络通讯节点便根据该负载变化，决定该网络通讯节点的一状态特征值。其中，于第二实施例中，该状态特征值包含一时间值、一位置值以及一负载值。该时间值用以记录该负载变化的时间点，该位置值记录该网络通讯节点于该电力线通讯网络中的位置，该负载值记录该电力线通讯网络的电力负载状态；据此，步骤205b执行后，该网络通讯节便可根据该状态特征值，利用一k个最近邻点(k nearest neighbor，KNN)算法决定该至少一更新路由路径。

执行步骤207，令该网络通讯节点通过该至少一更新路由路径传送一通讯数据至另一网络通讯节点。执行步骤209，令该网络通讯节点于该通讯数据传送后，将该状态特征值以及该至少一更新路由路径记录于一路由表，以作为后续数据传送或再次更新路由路径的依据。

综上所述，本发明的网络通讯节点以及数据传输方法将可有效地判断电力线通讯网络的整体负载是否发生变动，若是，则网络通讯节点可根据负载变化的内容，动态地变更数据传送的路由路径。如此一来，电力线通讯网络的数据传输，将可有效率且正确地被完成。

Claims (10)

1.一种用于一网络通讯节点的数据传输方法，该网络通讯节点用于一电力线通讯网络，该电力线通讯网络包含一网关器以及该网络通讯节点，该网关器通过一电力线系统与该网络通讯节点连结，其特征在于，该数据传输方法包含：

(a)令该网络通讯节点自该网关器接收一广播指令；

(b)令该网络通讯节点根据该广播指令，判断该电力线通讯网络的一负载变化；

(c)令该网络通讯节点根据该负载变化，决定至少一更新路由路径；

(d)令该网络通讯节点通过该至少一更新路由路径传送一通讯数据至另一网络通讯节点。

2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，该步骤(c)还包含：

(c1)令该网络通讯节点根据该负载变化，决定该网络通讯节点的一状态特征值；

(c2)令该网络通讯节点根据该状态特征值，利用一k个最近邻点算法决定该至少一更新路由路径。

3.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，该状态特征值包含一时间值、一位置值以及一负载值至少其中之一。

4.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，于步骤(d)后还包含：

(e)令该网络通讯节点于该通讯数据传送后，将该特征值以及该至少一更新路由路径记录于一路由表。

5.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，该广播指令包含一控制指令以及一电压电流查询指令其中之一。

6.一种用于一电力线通讯网络的网络通讯节点，该电力线通讯网络包含一网关器以及该网络通讯节点，该网关器通过一电力线系统与该网络通讯节点连结，其特征在于，该网络通讯节点包含：

一收发器；

一处理单元；

其中，该收发器自该网关器接收一广播指令，该处理单元根据该广播指令，判断该电力线通讯网络的一负载变化，并根据该负载变化，决定至少一更新路由路径，该收发器通过该至少一更新路由路径传送一通讯数据至另一网络通讯节点。

7.根据权利要求6所述的网络通讯节点，其特征在于，该处理单元还用以根据该负载变化决定该网络通讯节点的一状态特征值，并根据该状态特征值，利用一k个最近邻点算法决定该至少一更新路由路径。

8.根据权利要求7所述的网络通讯节点，其特征在于，该状态特征值包含一时间值、一位置值以及一负载值至少其中之一。

9.根据权利要求7所述的网络通讯节点，其特征在于，还包含：

一存储器，用以记录一路由表；

其中，当收发器传送该通讯数据后，该处理单元将该状态特征值以及该至少一更新路由路径记录于该存储器的路由表中。

10.根据权利要求6所述的网络通讯节点，其特征在于，该广播指令包含一控制指令以及一电压电流查询指令其中之一。

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