CN103190098B - 通信系统和传输单元 - Google Patents

Abstract

提供了一种可以提高使用叠加信号的通信的通信速度的通信系统和传输单元。由信号收发部(10)重复地发送至传输路径(2)的传输信号针对每一帧在时间轴方向上被分割成多个时间段。这多个时间段包括叠加信号的叠加所用的叠加时间段。传输单元(1)具有用于改变叠加时间段相对于传输信号的一帧所占的比例的信号调整部(11)。信号调整部(11)根据在第二通信终端(4)之间发送和接收的叠加信号的传输状态来调整叠加时间段的比例。具体地，信号调整部(11)对叠加时间段的比例进行调整，以使得叠加时间段在传输信号的一帧内所占的比例根据第二通信终端(4)使用叠加信号所传输的传输数据的增加而增大。

Description

通信系统和传输单元

技术领域

本发明通常涉及一种通信系统和传输单元，其中在该通信系统中，第一通信终端和第二通信终端连接至传输路径，该第一通信终端使用从传输单元重复地发送至传输路径的传输信号来进行通信，以及该第二通信终端使用叠加在该传输信号的叠加信号来进行通信。

背景技术

通信系统已经广泛普及，其中在该通信系统中，传输单元(母机)和多台通信终端(子机)连接至传输路径，并且各通信终端与传输单元进行通信。作为这种通信系统的示例，已知有如下系统：传输单元周期性地监视通信终端的状态，并且在检测到这些通信终端其中之一的状态变化时，向其它通信终端发送信号以进行与该状态变化相对应的处理(例如，参见日本专利1180690、日本专利1195362和日本专利1144477)。

然而，在上述结构的通信系统中，由于通信终端总是经由传输单元进行通信并且传输单元对通信终端进行轮询，因此该通信系统的通信速度相对较低。因此，该通信系统不适合传输诸如模拟量等的数据量相对较大的信息。此外，由于在传输单元的故障等时该通信系统整体将停止，因此该通信系统存在其可靠性较低的问题。

考虑到该问题，已提出了被设计成以下两者混合存在的通信系统：用于经由传输单元在通信终端之间进行通信的现有通信系统；以及用于在对等模式(P2P)下在通信终端之间直接进行通信的通信系统(参见日本特开2009-225328)。在该通信系统中，传输路径由经由传输单元(母机)彼此进行通信的第一通信终端和彼此直接进行通信的第二通信终端共用。因此，可以容易地向现有通信系统添加第二通信终端。在该通信系统中，第一通信终端使用从传输单元重复地发送至传输路径的传输信号(第一协议信号)来进行通信。第二通信终端使用叠加在传输信号上的叠加信号(第二协议信号)来进行通信。

顺便提及，传输信号是时分方式的信号，传输信号的每一帧在时间轴方向上被分割成多个时间段，并且这些时间段中的一部分时间段被分配作为能够进行叠加信号的叠加的可叠加时间段(即，适合进行叠加信号的叠加的叠加时间段)。在该通信系统中，第二通信终端在传输信号的时间段中被分配作为可叠加时间段(叠加时间段)的一部分时间段内，通过使用经由与传输信号共用的传输路径所传输的叠加信号来进行通信。

在该结构中，在传输数据由于数据量较大而无法在一次的可叠加时间段内进行传输的情况下，第二通信终端将该传输数据分割成多个数据，并且针对各可叠加时间段顺次发送这些数据。在这种情况下，跨越多个可叠加时间段来传输该传输数据。在传输数据的数据量变大的情况下，第二通信终端可能无法利用传输信号的一帧来传输该传输数据。在这种情况下，第二通信终端可以通过传输信号的多个帧来传输该传输数据。

如上所述，第二通信终端仅可以在传输信号的一部分时间段内发送叠加信号，因此在传输信号的一帧内能够传输的数据量受到限制。因此，提高第二通信终端之间的通信速度已经很困难。

发明内容

本发明是考虑到上述问题而作出的，并且本发明的目的是提供一种可以提高使用叠加信号所进行的通信的通信速度的通信系统和传输单元。

本发明的一种通信系统包括：传输单元，其连接至传输路径，并且用于将传输信号重复地发送至所述传输路径；第一通信终端，其连接至所述传输路径，并且用于使用所述传输信号来进行通信；以及第二通信终端，其连接至所述传输路径，并且用于使用叠加在所述传输信号上的叠加信号来进行通信，其中，所述传输信号是针对每一帧在时间轴方向上被分割成多个时间段的时分方式的信号，所述多个时间段包括适于进行所述叠加信号的叠加的叠加时间段，以及所述传输单元包括信号调整部，所述信号调整部用于在所述传输单元所设置的容许范围内，根据所述叠加信号的传输状态来调整所述叠加时间段在所述传输信号的一帧内所占的比例，并且所述传输单元将由所述信号调整部对所述叠加时间段的比例进行了调整的传输信号发送至所述传输路径。

在该通信系统中，优选地，在所述第二通信终端使用所述叠加信号来进行通信的情况下，所述信号调整部在所述容许范围内将所述叠加时间段延长为最大值。

在该通信系统中，优选地，在所述第二通信终端使用所述叠加信号来进行通信的情况下，所述信号调整部在所述容许范围内将除所述叠加时间段以外的时间段缩短为最小值。

在该通信系统中，优选地，所述传输信号是包括通过电压的切换分割得到的多个时间段的电压信号，以及在所述第二通信终端使用所述叠加信号来进行通信的情况下，所述信号调整部消除连续的多个所述叠加时间段之间的电压的切换。

在该通信系统中，优选地，所述第二通信终端使用所述叠加信号来周期性地进行通信，以及所述信号调整部针对每一延长周期使所述叠加时间段延长了延长长度，其中所述延长长度和所述延长周期是根据所述第二通信终端使用所述叠加信号进行通信的时刻所确定的。

在该通信系统中，优选地，所述叠加时间段是作为所述传输信号的一部分时间段的、能够进行所述叠加信号的叠加的可叠加时间段，并且所述传输信号的其余时间段是不能进行所述叠加信号的叠加的不可叠加时间段，以及所述容许范围是使得能够经由所述传输信号来进行所述第一通信终端的通信的范围。

本发明的一种传输单元，其适用于通信系统，在所述通信系统中，经由重复地发送至传输路径的传输信号来在第一通信终端之间进行通信，以及经由叠加在所述传输信号上的叠加信号来在第二通信终端之间进行通信，其中，所述传输信号是针对每一帧在时间轴方向上被分割成多个时间段的时分方式的信号，所述多个时间段包括适于进行所述叠加信号的叠加的叠加时间段，所述传输单元包括：信号发送部，用于将所述传输信号发送至所述传输路径；以及信号调整部，用于在针对所述传输信号所设置的容许范围内，根据所述叠加信号的传输状态来调整所述叠加时间段在所述传输信号的一帧内所占的比例，以及所述传输单元将由所述信号调整部对所述叠加时间段的比例进行了调整的传输信号从所述信号发送部发送至所述传输路径。

在该传输单元中，优选地，所述叠加时间段是作为所述传输信号的一部分时间段的、能够进行所述叠加信号的叠加的可叠加时间段，并且所述传输信号的其余时间段是不能进行所述叠加信号的叠加的不可叠加时间段，以及所述容许范围是使得能够经由所述传输信号来进行所述第一通信终端的通信的范围。

利用本发明，信号调整部在使得能够经由传输信号进行第一通信终端的通信的容许范围内(即，在传输单元所设置的容许范围内)，根据叠加信号的传输状态来调整叠加时间段在传输信号的一帧内所占的比例。因此，在本发明中，可以提高经由叠加信号所进行的通信的通信速度。

附图说明

图1的A和B示出第一实施例的结构，其中图1A是通信系统的示意系统结构图，并且图1B是传输单元的示意框图。

图2的A和B是示出第一实施例的信号调整部的操作的说明图。

图3的A和B是示出第一实施例的信号调整部的另一操作的说明图。

图4的A和B是示出第一实施例的信号调整部的又一操作的说明图。

图5的A和B是示出第一实施例的信号调整部的又一操作的说明图。

图6的A和B是示出第一实施例的信号调整部的又一操作的说明图。

图7的A和B是示出第二实施例的信号停止部的操作的说明图。

图8的A和B是示出第二实施例的信号停止部的另一操作的说明图。

具体实施方式

第一实施例

如图1A所示，本实施例的通信系统是包括连接至2线式的传输路径2的传输单元1的通信系统。

该通信系统包括：多台第一通信终端3，其连接至传输路径2并且用于与传输单元1进行通信；以及多台第二通信终端4，其连接至传输路径2并且用于彼此直接进行通信。图1A示出两台第一通信终端3和两台第二通信终端4连接至传输路径2的示例，但传输路径2也可以连接三台以上的第一通信终端3和/或第二通信终端4。

在该通信系统中，经由传输路径2内所传输的传输信号(根据第一协议的信号；第一协议信号)Vt和叠加在该传输信号Vt上的叠加信号(根据第二协议的信号；第二协议信号)Vs来进行通信。叠加信号Vs的频率高于传输信号Vt的频率。在传输单元1和第一通信终端3相对于传输路径2的各连接点处设置有对叠加信号Vs产生高阻抗的阻抗匹配模块(未示出)。

多台第一通信终端3经由传输路径2与传输单元1并联连接。传输单元1和第一通信终端3创建如下的时分多路复用通信系统(以下称为“基本系统”)，其中在该基本系统中，以时分方式进行从传输单元1向着第一通信终端3的数据传输和从第一通信终端3向着传输单元1的数据传输。

在该基本系统中，第一通信终端3被分类成安装至开关或传感器等(未示出)的监视终端31和安装至负载(未示出)的控制终端这两类。因而，可以响应于来自安装有监视终端31的开关或传感器等的监视输入来对安装有控制终端32的负载进行控制。图1A示出一台监视终端31连接至传输路径2的示例，但传输路径2也可以连接两台以上的监视终端31。图1A示出一台控制终端32连接至传输路径2的示例，但传输路径2也可以连接两台以上的控制终端32。注意，各第一通信终端3将预先分配的自身的地址存储在其存储器(未示出)中。

在接收到监视输入(例如，开关的接通/断开的检测信号)的情况下，监视终端31将与该接收到的监视输入相对应的控制信息传输至传输单元1。在接收到该控制信息的情况下，传输单元1利用地址将该控制信息传输至与该监视终端31相关联的控制终端32。在接收到该控制信息的情况下，控制终端32根据该控制信息对负载进行控制。如上所述，该控制信息反映了已从开关等输入的监视输入。因此，来自开关等的监视输入被反映到负载的控制上。

随后，将说明基本系统的操作。

传输单元1将如图2A所示的具有在时间轴方向上被分割成多个时间段的电压波形的时分方式的传输信号Vt发送至传输路径2。传输信号Vt是时分多路复用信号并且是双极性信号(±24V)，其中该时分多路复用信号包括预备中断时间段31、预备时间段32、发送时间段33、返回时间段34、中断时间段35、短路检测时间段36和休止时间段37。预备中断时间段31用作用于检测二次中断(例如，除中断轮询以外的第一通信终端3所进行的中断)的时间段。预备时间段32是根据中断时间段35和短路检测时间段36所设置的时间段。发送时间段33用作用于向第一通信终端3传输数据的时间段。返回时间段34用作用于接收从第一通信终端3发送来的返回信号的时隙。中断时间段35用作用于检测中断信号的时间段。短路检测时间段36用作用于检测短路的时间段。休止时间段37是针对没有及时地执行处理的情况所设计的时间段。传输信号Vt是用于通过对由脉冲列构成的载波的脉冲宽度进行调制来传输数据的信号。

传输单元1将具有图2A所示的信号波形的传输信号Vt重复地发送至传输路径2。传输信号Vt的每一帧在时间轴方向上均被分割成上述多个时间段31～37。尽管这些时间段31～37是根据它们的功能进行分割和命名的，但这些时间段实际上是连续时间段。将传输信号Vt的重复的1周期称为“一帧”(参见图4A)。在本实施例中，将“一帧”定义为从预备中断时间段31到休止时间段37为止的时间段。

关于各第一通信终端3，在检测到经由传输路径2所传输的传输信号Vt的发送时间段33中所包括的地址数据与存储在存储器(未示出)中的地址一致的情况下，第一通信终端3从传输信号Vt检索用于对负载进行控制的控制信号。此外，第一通信终端3与传输信号Vt的返回时间段34同步地返回控制信息，作为电流模式信号(通过利用适当的低阻抗元件使传输路径2短路所发送的信号)。注意，各第一通信终端3的内部电路的电力是通过对经由传输路径2所传输的传输信号Vt进行整流和稳定化所供给的。

传输单元1通常在循环地改变传输信号Vt中所包括的地址数据的情况下进行该传输单元1顺次访问第一通信终端3的定期轮询。在该定期轮询中，具有与传输信号Vt中所包括的地址数据一致的地址的第一通信终端3从传输信号Vt获取控制信息，然后在包括有该控制信息的情况下进行工作，并且将其自身的工作状态返回至传输单元1。

在接收到监视终端31(第一通信终端3)响应于开关等所发送的监视输入而生成的中断信号的情况下，传输单元1搜索生成了该中断信号的第一通信终端3，然后访问第一通信终端3并且还进行中断轮询。

也就是说，传输单元1通常发送具有正常模式的模式数据的传输信号Vt。在与传输信号Vt的中断时间段35同步地检测到监视终端31(第一通信终端3)所生成的中断信号的情况下，传输单元1发送具有中断轮询模式的模式数据的传输信号Vt。

在检测到中断轮询模式的传输信号Vt的地址数据的高阶位与其自身的地址的高阶位一致的情况下，已生成中断信号的第一通信终端3(监视终端31)与传输信号Vt的返回时间段34同步地将其自身的地址的低阶位作为返回数据返回。因而，传输单元1可以获得已生成中断信号的第一通信终端3的地址。

在获得已生成中断信号的第一通信终端3(监视终端31)的地址的情况下，传输单元1将用于请求返回控制信息的传输信号Vt发送至第一通信终端3。然后，第一通信终端3将与来自开关等的监视输入相对应的控制信息返回至传输单元1。在接收到该控制信息的情况下，传输单元1将用以清除监视输入的指示发送至该第一通信终端3。然后，该第一通信终端3清除该监视输入。

在接收到控制信息的情况下，传输单元1生成要发送至利用地址的对应关系与该控制信息的发送源的第一通信终端3(监视终端31)相关联的第一通信终端3(控制终端32)的控制信息。然后，传输单元1将表示该控制信息的传输信号Vt发送至传输路径2，由此对安装有第一通信终端3(控制终端32)的负载进行控制。

如上所述，在基本系统中，第一通信终端3(监视终端31、控制终端32)根据轮询选择方式的协议(第一协议)，经由传输单元1彼此进行通信。

在本实施例的通信系统中，多台第二通信终端4与上述基本系统共用传输路径2。然后，多台第二通信终端4使用叠加在第一协议的传输信号Vt上的叠加信号Vs来彼此进行通信。

一部分的第二通信终端4与终端装置5相连接，并且其它的第二通信终端4与上位单元相连接。这里，终端装置5被配置为输出在第二通信终端4之间进行传输的监视信息，并且上位单元被配置为从第二通信终端4获得该监视信息。在图1A所示的示例中，传输单元1与上位单元一体化。传输单元1配备有：第一端子13，用于连接至传输路径2；以及第二端子14，用于连接至第二通信终端4。传输单元1还配备有第三端子15，其中该第三端子15用于连接至被配置为对上位单元进行控制的控制装置6。各终端装置5和上位单元周期性地进行通信以与相应的第二通信终端4进行数据的发送/接收。

在本实施例中，尽管在第二通信终端4之间进行经由传输路径2的通信(数据传输)，但所发送的数据(监视信息)是由终端装置5(或者可以是上位单元)所生成的并且接收到的数据是由上位单元(或者可以是终端装置5)进行处理的。也就是说，第二通信终端4用作通信所用的适配器，其中该适配器对从所连接的终端装置5或上位单元发送来的数据进行转换并将该数据发送至传输路径2。在本实施例中，终端装置5将第三协议信号(根据第三协议的信号)Vs1发送至第二通信终端4。在从终端装置5接收到该信号Vs1的情况下，第二通信终端4将该信号Vs1转换成叠加信号(第二协议信号)Vs并且发送至传输路径2。然后，与用作上位单元的传输单元1相连接的第二通信终端4接收到叠加信号Vs，将接收到的叠加信号Vs转换成第四协议信号(根据第四协议的信号)Vs2，并且发送至作为上位单元的传输单元1。第二协议、第三协议和第四协议可以彼此相同。在本实施例中，使用第二协议信号Vs来进行用作上位单元的传输单元1和终端装置5之间的通信。因此，经由第二协议信号Vs来进行终端装置5和第二通信终端4之间的通信，并且经由第二协议信号Vs来进行用作上位单元的传输单元1和第二通信终端4之间的通信。在本实施例中，经由将叠加信号Vs叠加在传输信号Vt上的信号(即，经由叠加在传输信号Vt上的叠加信号Vs)来进行第二通信终端4之间的通信。终端装置5可以是用于测量由基本系统进行控制的照明器具的电力消耗的电力测量装置，并且上位单元可以是用于显示该电力测量装置测量到的电力消耗的检查仪。图1A示出一台终端装置5(经由第二通信终端4)连接至传输路径2的示例，但传输路径2也可以连接两台以上的终端装置5。图1A示出一台上位单元(经由第二通信终端4)连接至传输路径2的示例，但传输路径2也可以连接两台以上的上位单元。注意，传输路径2能够仅连接一台传输单元1(发送传输信号Vt的装置)。

第二通信终端4根据不同于第一协议的协议(第二协议)，在无需经由传输单元1的情况下，以对等方式将传输数据(监视信息)直接发送至其它第二通信终端4。具体地，第二通信终端4被配置为根据第二协议来将包括要发送至其它第二通信终端4的数据的包发送至传输路径2，并且被配置为接收由其它第二通信终端4发送来的包。将根据第二协议的包叠加在从传输单元1发送来的传输信号Vt上。即，第一通信终端3经由传输单元1来根据第一协议彼此进行通信，同时第二通信终端4在无需经由传输单元1的情况下根据第二协议来彼此直接进行通信。因此，根据第二协议的通信(第二协议通信)与根据第一协议的通信(第一协议通信)相比可以具有较高的通信速度，因而第二协议通信对于诸如模拟量(例如，电力量的测量数据)等的数据量相对较大的信息的传输而言是有用的。

此外，第二通信终端4被配置为对基本系统中的传输单元1和第一通信终端3之间传输的传输信号Vt(第一协议信号)进行监视，并且根据该传输信号Vt来分析第一协议的数据传输状态(以下称为“状态”)。此外，第二通信终端4具有判断该状态是否适合传输第二协议包、并且在判断为适合传输的情况下发送该包的功能。

如上所述，传输信号Vt具有如图2A所示的信号格式。由于即使叠加了叠加信号Vs也不会影响第一协议通信、并且叠加信号Vs不易受传输信号Vt影响，因此将预备中断时间段31、预备时间段32和休止时间段37视为使得能够进行叠加信号Vs的叠加的时间段(以下称为“可叠加时间段”)。在本实施例中，使用可叠加时间段作为用于进行叠加信号Vs的叠加的叠加时间段。

其它时间段(发送时间段33、返回时间段34、中断时间段35和短路检测时间段36)各自包括传输信号Vt稳定在高电平或低电平的相对较短的时间。因此，在这些时间段内进行叠加信号Vs的叠加的情况下，第一协议通信易受该叠加信号Vs影响。此外，在这些时间段(33,34,35,36)内进行叠加信号Vs的叠加的情况下，该叠加信号Vs容易受到传输单元1和第一通信终端3之间发送和接收的信号(例如，中断信号或返回数据)的影响。因此，将这些时间段(即，上述的其它时间段)视为不进行叠加信号Vs的叠加的时间段(以下称为“不可叠加时间段”)。

此外，由于谐波噪声的影响或者因信号的电压反转所引起的瞬态响应的影响等，传输信号Vt的上升时间段和下降时间段也不适合进行叠加信号Vs的叠加。因而，即使在传输信号Vt的预备中断时间段31、预备时间段32和休止时间段37内，时间段的切换(上升和下降)之后的预定时间段(例如，300μs)也被视为不可叠加时间段。即，传输信号在时间轴方向上被分割成多个时间段，以使得这多个时间段包括叠加时间段(可叠加时间段)，并且该传输信号的其余部分是不可叠加时间段。

在本实施例中，第二通信终端4被配置为分析传输信号Vt的状态，基于该分析结果(传输信号Vt的状态)来判断当前时间段是可叠加时间段还是不可叠加时间段，并且仅在判断为当前时间段是可叠加时间段的情况下才发送叠加信号Vs。例如，第二通信终端4可被配置为通过在对脉冲宽度短于预定时间的脉冲进行计数之后检测到传输信号Vt的电压水平在预定时间内没有改变，来确定返回时间段34的开始点。在示例中，在传输单元1所发送的数据中，位“0”表示脉冲宽度为125μs的脉冲，并且位“1”表示脉冲宽度为250μs的脉冲。在这种情况下，在第二通信终端4在计数了特定个数(例如，28个)的脉冲宽度短于预定时间(例如，大于上述脉冲宽度的350μs)的脉冲之后检测到如下状况的情况下，第二通信终端4判断为返回时间段34已从电压水平保持不变的时间段的起始点处开始：传输信号Vt的电压水平在预定时间(例如，350μs)内没有改变。第二通信终端4可以通过这种方式来分析“状态”。然后，第二通信终端4仅在当前时间段被判断为可叠加时间段的情况下才发送叠加信号Vs。第二通信终端4与传输信号Vt同步地，仅在传输信号Vt的可叠加时间段内进行叠加信号Vs的叠加，由此避免在使用共通的传输路径2的第一协议通信和第二协议通信之间发生干涉。

在第二通信终端4由于发送数据的数据量较大而无法在一次的可叠加时间段内进行发送的情况下，第二通信终端4在当前的可叠加时间段结束时临时中断通信，并且在下一可叠加时间段内发送剩余数据。

注意，与基本系统中的第一通信终端3相同，可以利用通过对从传输单元1经由传输路径2所传输的传输信号Vt进行整流和稳定化来供给电力的系统(集中供电系统)向第二通信终端4的各部供给电力。然而，供电系统不限于该结构。可以利用通过对商用电力进行整流和稳定化来供给电力的系统(本地供电系统)向第二通信终端4的各部供给电力。

在本实施例中，如图1B所示，传输单元1包括：信号收发部(信号发送/接收部)10，用于将传输信号Vt发送至传输路径2；信号调整部11，用于对可叠加时间段在传输信号Vt的一帧内所占的比例进行调整；以及处理部12，用于进行各种处理。

信号收发部10连接至第一端子13。信号收发部10经由第一端子13将传输信号Vt重复地发送至传输路径2，由此使得能够在第一通信终端3之间进行第一协议通信并且利用传输信号Vt来向第一通信终端3供给电力。信号收发部10从第一通信终端3接收传输信号Vt的返回时间段34内发送来的返回信号。信号收发部10连接至处理部12。信号收发部10与处理部12进行通信，从处理部12接收发送时间段33内要发送至第一通信终端3的数据，并且将返回时间段34内从第一通信终端3发送来的数据发送至处理部12。

处理部12使用与信号收发部10进行收发的数据来进行各种处理。处理部12连接至第二端子14和第三端子15，并且具有作为用于通过第二通信终端4之间所进行的通信而从终端装置5收集数据(监视信息)的上位单元的功能。

信号调整部11连接至处理部12和信号收发部10。信号调整部11根据从第二通信终端4向着用作上位单元的传输单元1的输入来对可叠加时间段在传输信号的一帧内所占的比例进行调整。在本实施例中，信号调整部11将(第二通信终端4之间进行发送和接收的)叠加信号Vs的传输状态视为来自第二通信终端4的输入，并且根据该传输状态来调整可叠加时间段的比例。具体地，信号调整部11从处理部12获得第二通信终端4之间使用重叠信号Vs要传输的传输数据的数据量。然后，信号调整部11对可叠加时间段在传输信号Vt的一帧内所占的比例进行调整，以使得可叠加时间段的比例随着数据量的增加而增大。

在本实施例中，传输信号Vt的一帧的长度并未固定为特定值，并且该帧的长度能够在特定范围内改变。也就是说，在传输信号Vt的一帧的长度在容许范围内改变的情况下，第一协议通信不会受到影响并且第一通信终端3可以经由传输信号Vt彼此进行通信。

在本实施例中，信号调整部11在无需改变不可叠加时间段的长度的情况下，通过根据第二通信终端4之间要传输的数据量改变可叠加时间段的长度来调整可叠加时间段在传输信号Vt的一帧内所占的比例。在本实施例中，信号调整部11通过调整休止时间段37的长度来调整可叠加时间段的长度(参见图2A、2B)。信号调整部11可被配置为对从预备中断时间段31、预备时间段32和休止时间段37选择出的可叠加时间段中的至少一个进行调整，从而调整可叠加时间段的长度。注意，信号调整部11在由预定上限值和预定下限值所限定的范围内对可叠加时间段(在本实施例中为休止时间段37)的长度进行调整，以使得调整后的传输信号Vt的一帧的长度落在第一协议通信不会受到影响的容许范围(由传输单元1针对传输信号Vt所设置的容许范围)内。

在第二通信终端4之间要传输的数据量小于预定阈值的情况下，如图2A所示，信号调整部11将(作为可叠加时间段的)休止时间段37的长度设置为下限值。在第二通信终端4之间要传输的数据量大于该阈值的情况下，如图2B所示，信号调整部11延长(作为可叠加时间段的)休止时间段37的长度，只要没有超过上限值即可。在后者情况下，传输信号Vt的一帧的总长度变长。信号调整部11根据第二通信终端4之间要传输的传输数据的数据量来确定可叠加时间段的延长长度。

在通信系统的一个实施例中，传输单元1与上位单元一体化，并且经由第二通信终端4来使用叠加信号(第二协议信号)Vs发送数据。因而，传输单元1根据从自身要发送的数据的数据量来确定可叠加时间段的比例(即，延长长度)。

在通信系统的一个实施例中，第二通信终端4彼此进行通信以周期性地传输数据。该通信系统具有设置模式和实施模式。在设置模式中，传输单元1获取实施模式期间在第二通信终端4之间要传输的数据的估计数据量。例如，在设置模式中，传输单元1考虑到从第二通信终端4传输来的数据量以及该数据是否可以在一次的可叠加时间段内从第二通信终端4进行传输，来获取估计数据量。然后，传输单元1的信号调整部11基于设置模式期间所获取到的估计数据量来确定可叠加时间段的比例(延长长度)。在实施模式中，信号调整部11基于所确定的可叠加时间段的比例来调整可叠加时间段。例如，可以在构成通信系统的最初时刻执行设置模式。可以针对每一预定时间段(例如，每月)执行设置模式。

在终端装置5经由叠加信号(第二协议信号)向上位单元周期性地发送数据的情况下(即，在作为终端装置5的电力测量装置将电力消耗作为数据周期性地发送至作为上位单元的检查仪的情况下)，从终端装置5发送来的数据的数据量每次均基本相同。因而，在这种情况下，传输单元1可以基于在通信系统被设置为设置模式的情况下在第二通信终端4之间传输的数据来确定可叠加时间段的比例(延长长度)。

在通信系统的一个实施例中，第二通信终端4彼此进行通信以周期性地传输数据。该通信系统具有设置模式和实施模式。在设置模式中，传输单元1获取实施模式期间在第二通信终端4之间要传输的数据的估计数据量。例如，在设置模式中，(连接至终端装置5的)第二通信终端4将该估计数据量发送至传输单元1。然后，传输单元1的信号调整部11基于设置模式期间所获得的估计数据量来确定可叠加时间段的比例(延长长度)。在实施模式中，信号调整部11基于所确定的可叠加时间段的比例来调整可叠加时间段。

传输单元1将由信号调整部11对可叠加时间段的比例进行了调整的传输信号Vt从作为信号发送部的信号收发部10发送至传输路径2。

在上述实施例的通信系统中，信号调整部11根据第二通信终端4之间进行传输的叠加信号Vs的传输状态来调整可叠加时间段在传输信号Vt的一帧内所占的比例。因此，该结构使得能够提高经由叠加信号Vs的通信的通信速度。在本实施例中，信号调整部11增大可叠加时间段在传输信号Vt的一帧内所占的比例，以使得该比例随着经由叠加信号Vs所传输的数据量的增加而增大。因而，该结构可以增大将叠加信号Vs叠加在传输信号Vt上的机会。因此，该结构可以增加传输信号Vt的一帧内经由叠加信号Vs要传输的数据量，提高经由叠加信号Vs所进行的第二协议通信的效率，并且提高第二协议通信的通信速度。

在本实施例中，信号调整部11根据第二通信终端4之间所传输的数据量来延长休止时间段37。然而，本实施例不限于该结构，只要信号调整部11根据叠加信号Vs的传输状态来调整可叠加时间段的比例即可。以下说明本实施例的若干变形例。

在第一示例中，信号调整部11被配置为：在第二通信终端4使用叠加信号Vs来进行通信的情况下，将预备中断时间段31、预备时间段32和休止时间段37各自的长度延长为最大值(将可叠加时间段延长为最大值)。注意，信号调整部11在没有超过预定上限值的范围内将可叠加时间段延长为最大值，以使得传输信号Vt的一帧的长度落在第一协议通信不会受到影响的容许范围(传输单元1所设置的容许范围)内。

在该示例中，仅在第二通信终端4经由叠加信号Vs进行通信的情况下，信号调整部11才如图3B所示延长(通常具有图3A所示的信号形状的)传输信号Vt的可叠加时间段，因而可叠加时间段在一帧内所占的比例增大。该结构可以在抑制对经由传输信号Vt所进行的第一协议通信产生的影响的同时，增加在传输信号Vt的一帧内经由叠加信号Vs所传输的数据量，因此可以提高经由叠加信号Vs所进行的第二协议通信的通信速度。

在第二示例中，信号调整部11被配置为：在第二通信终端4使用叠加信号Vs来进行通信的情况下，将发送时间段33、返回时间段34、中断时间段35和短路检测时间段36各自的长度缩短为最小值(将不可叠加时间段缩短为最小值)。注意，信号调整部11在不小于预定下限值的范围内将不可叠加时间段缩短为最小值，以使得传输信号Vt的一帧的长度落在第一协议通信不会受到影响的容许范围(传输单元1所设置的容许范围)内。

在该示例中，仅在第二通信终端4经由叠加信号Vs进行通信的情况下，信号调整部11才如图4B所示缩短(通常具有图4A所示的信号形状的)传输信号Vt的不可叠加时间段，因而可叠加时间段在一帧内所占的比例增大。该结构可以提高经由叠加信号Vs所进行的第二协议通信的效率，并且可以提高第二协议通信的通信速度。利用该结构，尽管传输信号Vt的一帧内的可叠加时间段的长度没有改变，但传输信号Vt的一帧的长度缩短。因此，在对特定量的传输数据进行分割并且在传输信号Vt的多个帧内进行传输的情况下，该结构可以缩短数据传输所需的时间。

信号调整部11可以同时进行如第一示例所述的用于延长可叠加时间段的功能和如第二示例所述的用于缩短不可叠加时间段的功能这两者。该结构使得能够大幅增大可叠加时间段在传输信号Vt的一帧内所占的比例。

在第三示例中，信号调整部11被配置为：在第二通信终端4经由叠加信号Vs来进行通信的情况下，消除连续的多个可叠加时间段之间的电压切换(差异)，由此提高可叠加时间段在一帧内所占的比例。如上所述，在传输信号Vt中，即使在预备中断时间段31、预备时间段32和休止时间段37中，这些时间段的切换之后的预定时间(例如，300μs)也被视为不可叠加时间段。因此，可以通过消除这些时间段之间的电压切换来提高可叠加时间段的比例。

休止时间段37、预备中断时间段31和预备时间段32如图5A所示在时间轴方向上顺次出现，并且通常在这些时间段的转变时电压发生切换(改变)。因此，通常将开始各时间段之后的预定时间视为不可叠加时间段。顺便提及，休止时间段37不用于进行经由第一通信终端3的通信。另外，除非第一通信终端3进行二次中断，否则预备中断时间段31和预备时间段32不用于进行经由第一通信终端3的通信。在该示例中，仅在第二通信终端4经由叠加信号Vs来进行通信的情况下，信号调整部11才如图5B所示消除休止时间段37、预备中断时间段31和预备时间段32之间的电压切换。因此，该结构可以在不会影响第一协议通信的情况下增大可叠加时间段的比例。

在第四示例中，信号调整部11被配置为：在第二通信终端4使用叠加信号Vs来进行通信的情况下，针对预定的每一延长周期来将可叠加时间段延长预定的延长长度。注意，该延长长度和延长周期各自是在不会超过预定上限值的范围内根据第二通信终端4经由叠加信号Vs进行通信的时刻所确定的，以使得传输信号Vt的一帧的长度落在第一协议通信不会受到影响的容许范围(传输单元1所设置的容许范围)内。

在该示例中，与第二通信终端4经由叠加信号Vs进行通信的时刻同步地，信号调整部11如图6B所示延长(通常具有图6A所示的信号形状的)传输信号Vt的可叠加时间段，因而可叠加时间段在一帧内所占的比例增大。在该示例中，针对传输信号Vt的每三帧(每三个周期)使预备中断时间段31和休止时间段37延长一次。

本示例的通信系统可以具有设置模式和实施模式。信号调整部11可以基于设置模式期间在第二通信终端4之间所传输的数据来确定可叠加时间段的延长周期、延长长度和延长时刻。

该示例可以在不会受传输信号Vt的规格影响的情况下，延长可叠加时间段从而增加在传输信号Vt的一帧内经由叠加信号Vs所传输的数据量，因此可以提高经由叠加信号Vs所进行的第二协议通信的通信速度。顺便提及，传输信号Vt的可叠加时间段的大幅延长可能会对经由叠加信号Vt所进行的第一协议通信造成应答性下降的影响。与此相对比，在第四示例中，与经由叠加信号Vs所进行的第二协议通信同步地延长可叠加时间段。因此，该结构可以抑制可叠加时间段的不必要延长，并且可以抑制对第一协议通信产生的影响。

第二实施例

本实施例的通信系统与第一实施例的通信系统的不同之处在于：传输单元1包括信号停止部(未示出)，其中该信号停止部用于使信号收发部10停止传输信号Vt的发送。

如图7A和7B所示，信号停止部在预定的停止时间段38内停止传输信号Vt的发送。在图7A和7B所示的示例中，将该停止时间段38设置为与传输信号Vt的约两帧相对应的时间长度。信号停止部停止传输信号Vt的时刻是基于第二通信终端4经由叠加信号Vs进行通信的时刻来确定的。

在传输信号Vt的发送期间，仅可以在传输信号Vt的可叠加时间段内进行叠加信号Vs的叠加。与此相对比，由于停止时间段38内传输信号Vt的传输状态(状态)与休止时间段37内的状态相同，因此可以在整个停止时间段38内进行叠加信号Vs的叠加。因而，第二通信终端4不仅可以在传输信号Vt的可叠加时间段内经由叠加信号Vs进行通信，还可以在传输信号Vt停止的停止时间段38内经由叠加信号Vs进行通信。

利用该结构，仅在第二通信终端4经由叠加信号Vs进行通信的情况下才停止传输信号Vt的发送。因此，第二通信终端4可以在不受传输信号Vt影响的情况下进行使用叠加信号Vs的第二协议通信，由此提高了通信效率和通信速度。

信号停止部不限于如图7A和7B所示在停止时间段38内完全停止传输信号Vt的发送的结构。例如，信号停止部可被配置为如图8A和8B所示使得除中断时间段35以外的传输信号Vt的发送在停止时间段38内停止。

在后者结构中，配置在停止时间段38中的中断时间段35是不可叠加时间段，并且在该时间段内第二通信终端4不能使用叠加信号Vs进行通信。在配置在停止时间段38中的中断时间段35内从第一通信终端3接收到中断信号的情况下，如图8B所示，传输单元1重新开始传输信号Vt的发送。在中断时间段35内没有接收到中断信号的情况下，传输单元1继续停止发送传输信号Vt，直到停止时间段38结束为止。由于即使在停止时间段38内传输单元1也可以从第一通信终端3接收到中断信号，因此该结构可以确保经由传输信号Vt所进行的第一协议通信的应答性。

信号停止部可被配置为能够在第一操作模式和第二操作模式之间进行切换，其中在该第一操作模式中，如图7B所示，使传输信号Vt的发送在停止时间段38内完全停止，以及在第二操作模式中，如图8B所示，使除中断时间段35以外的传输信号Vt的发送在停止时间段38内停止。在第二操作模式中，传输单元1在配置在停止时间段38中的中断时间段35内从第一通信终端3接收到中断信号的情况下，重新开始传输信号Vt的发送。在该结构中，期望信号停止部根据经由叠加信号Vs所进行的第二协议通信的优先级来在第一操作模式和第二操作模式之间进行自动切换。

也就是说，根据通信内容来向第二通信终端4经由叠加信号Vs所进行的各通信分配优先级，以使得向重要的通信或要求实时性的通信分配较高的优先级。信号停止部基于该优先级来对操作模式进行切换。具体地，按1～10这10个等级来向经由叠加信号Vs所进行的第二协议通信分别分配优先级。例如，在当前的第二协议通信的优先级高于“6”的情况下，信号停止部选择第一操作模式。在当前的第二协议通信的优先级低于或等于“6”的情况下，信号停止部选择第二操作模式。

传输单元1的信号停止部基于第二协议通信的优先级来对操作模式进行切换，因此传输单元1可以在第一协议通信和第二协议通信之间灵活地选择优先级。

本实施例的其它结构和功能与第一实施例中的结构和功能相同。

Claims (7)

1.一种通信系统，包括：

传输单元，其连接至传输路径，并且用于将传输信号重复地发送至所述传输路径；

第一通信终端，其连接至所述传输路径，并且用于使用所述传输信号来进行通信；以及

第二通信终端，其连接至所述传输路径，并且用于使用叠加在所述传输信号上的叠加信号来进行通信，

其中，所述传输信号是针对每一帧在时间轴方向上被分割成多个时间段的时分方式的信号，所述多个时间段包括适于进行所述叠加信号的叠加的叠加时间段，

所述叠加时间段是作为所述传输信号的一部分时间段的、能够进行所述叠加信号的叠加的可叠加时间段，并且所述传输信号的其余时间段是不能进行所述叠加信号的叠加的不可叠加时间段，

所述第一通信终端用于在作为所述不可叠加时间段的一部分的返回时间段内发送返回信号，以及所述第二通信终端用于在所述叠加时间段内进行所述叠加信号的叠加，以及

所述传输单元包括信号调整部，所述信号调整部用于在所述传输单元所设置的容许范围内，根据所述叠加信号的传输状态来调整所述叠加时间段在所述传输信号的一帧内的长度，并且所述传输单元将由所述信号调整部对所述叠加时间段的长度进行了调整的传输信号发送至所述传输路径。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，在所述第二通信终端使用所述叠加信号来进行通信的情况下，所述信号调整部在所述容许范围内将所述叠加时间段延长为最大值。

3.根据权利要求1所述的通信系统，其中，

所述传输信号是包括通过电压的切换分割得到的多个时间段的电压信号，以及

在所述第二通信终端使用所述叠加信号来进行通信的情况下，所述信号调整部消除连续的多个所述叠加时间段之间的电压的切换以延长所述叠加时间段。

4.根据权利要求1所述的通信系统，其中，

所述第二通信终端使用所述叠加信号来周期性地进行通信，以及

所述信号调整部针对每一延长周期使所述叠加时间段延长了延长长度，其中所述延长长度和所述延长周期是根据所述第二通信终端使用所述叠加信号进行通信的时刻所确定的。

5.根据权利要求1所述的通信系统，其中，

所述容许范围是使得能够经由所述传输信号来进行所述第一通信终端的通信的范围。

6.一种传输单元，其适用于通信系统，在所述通信系统中，经由重复地发送至传输路径的传输信号来在第一通信终端之间进行通信，以及经由叠加在所述传输信号上的叠加信号来在第二通信终端之间进行通信，

其中，所述传输信号是针对每一帧在时间轴方向上被分割成多个时间段的时分方式的信号，所述多个时间段包括适于进行所述叠加信号的叠加的叠加时间段，

所述叠加时间段是作为所述传输信号的一部分时间段的、能够进行所述叠加信号的叠加的可叠加时间段，并且所述传输信号的其余时间段是不能进行所述叠加信号的叠加的不可叠加时间段，

所述第一通信终端用于在作为所述不可叠加时间段的一部分的返回时间段内发送返回信号，以及所述第二通信终端用于在所述叠加时间段内进行所述叠加信号的叠加，

所述传输单元包括：

信号发送部，用于将所述传输信号发送至所述传输路径；以及

信号调整部，用于在针对所述传输信号所设置的容许范围内，根据所述叠加信号的传输状态来调整所述叠加时间段在所述传输信号的一帧内的长度，以及

所述传输单元将由所述信号调整部对所述叠加时间段的长度进行了调整的传输信号从所述信号发送部发送至所述传输路径。

7.根据权利要求6所述的传输单元，其中，

所述容许范围是使得能够经由所述传输信号来进行所述第一通信终端的通信的范围。