CN104219059A - 自电力线网络中遴选出最优中央控制器的方法 - Google Patents

Abstract

一种自电力线网络中遴选出最优中央控制器的方法，应用于一电力线网络，该电力线网络包括至少一终端装置、至少一网络装置及多个控制器。控制器能分别与终端装置及/或网络装置相连线且控制器通过至少一电力线彼此相电连接，以令控制器能通过电力线相互通信。控制器内分别安装有一中央控制器评选软件，在形成电力线网络时，控制器间能彼此协商，以任一控制器作为一中央控制器，中央控制器能执行中央控制器评选软件，根据电力线网络中控制器间的连线状况，遴选出最优的控制器，指派最优的控制器成为中央控制器且通知其余控制器，以最优的控制器作为中央控制器，电力线网络即能自动遴选出一最优的控制器作为中央控制器，以实现电力线网络效能最佳化。

Description

自电力线网络中遴选出最优中央控制器的方法

技术领域

本发明涉及一种自电力线网络中遴选出最优中央控制器的方法，尤指一种中央控制器能针对电力线网络各个控制器间的连线状况，进行检测、统计与分析，据此遴选出一最优的控制器，并指派所述最优的控制器成为该中央控制器的方法。

背景技术

随着网络技术日渐普及，各式各样不同的上网装置亦因使用需求一一问世。以宽带需求高的客户来说，概有以非对称数字用户环路（Asymmetric digital subscriber line，简称ADSL）调制解调器或电缆线（CABLE）调制解调器分别搭配局线及电视信号的电缆线进行上网等。然而，随着无线网络技术的发展渐趋成熟，由于使用无线宽带上网能大幅减少所需配置的线路，且使用者在操作各式电子装置时，较能不受拘束地自由移动，所以，有线宽带上网的配置方式渐渐被无线宽带上网所取代。虽然，无线宽带上网的技术，确实为网络应用带来极大的便利性，但是，在实际应用上，无线宽带上网仍有信息安全性较低以及连线易中断等缺点。为能改善前述的缺点，且保有无需额外配置网线等优点，电力线网络技术应运而生。一般电力线上网装置相较于调制解调器等上网装置具有不需重新布线、覆盖范围广、连接方便与传输速率高等特色，因此，电力线网络装置只要利用家中的电源线路，即能达到宽带上网的目的，因此用户端只需把电力线网络装置插上家中的市电插座，即能直接以电力线宽带上网，完全解决家中使用宽带上网还需电信运营商额外到家中布线施工的问题。

目前主要的电力线网络规格有HomePlug AV与G.hn，此种技术利用家中现有的电线进行传输，因此不必额外布线施工，此为其优于传统有线网络的一大优势；此外，电力线网络的数据传输不受水泥墙与人体的阻碍，能提供较传统无线网络更稳定且低延迟的信号传输。在电力线网络中，必须选择一台机器作为中央控制器，在HomePlug AV的标准中称为Central Coordinator（缩写为CCo），而在G.hn的标准中则称为Domain Master（缩写为DM）。中央控制器能组织整个电力线网络，维持电力线群组内的节点数据和分配数据传输的顺序。一个好的中央控制器，能有效提升电力线网络的效率与提高群组内的支持节点数。近年来，在数字化家庭的推动下，HD video、IP CAM与Home automation的需求日益增加，一个家庭内多个电力线网络适配器（PLC adapter）的应用越来越多，为兼具产品效能、耗电量、群组内节点数与成本的考量，如何有效且准确地选出最好的中央控制器来掌控整个电力线网络就成了一个重要的议题。

诚然，电力线网络因为是通过实体线路传输信号，因此，其信号传输相对较稳定，但是，在信号传输的过程中，根据电线配置的方式，以及其他电器与线路间的相对位置，电力线网络中的不同部位难免会受到电力相位与其他电器的干扰信号影响，而导致传输速度下降；此外，较老旧的电线分接器或电线亦可能造成信号传输效率的衰减。因此，在选择中央控制器时，应综合考虑使用者的实际需求、电力线网络中这些控制器本身支持的节点数及这些控制器与其他控制器间的连线效率等因素，如此，方能使电力线网络的效能最佳化。然而，在现有电力线网络中，选择中央控制器的机制，却仅是将先启动的控制器预设为中央控制器，并未有针对实际环境中的网络状态进行最佳化的处置，因此，若先启动的控制器是较低规格的产品，可能造成网络支持的节点数较低，而导致网络效能无法被充分发挥；若先启动的控制器是处于一个高衰减且干扰强的位置，则可能降低电力线网络信号传输的稳定性。

综上述可知，现有电力线网络中，由于缺乏一套能根据实际环境中的网络状态，遴选出最优的中央控制器的机制，而导致网络效能无法被充分发挥，甚至可能造成信号传输不稳定。因此，如何设计出一种自电力线网络中遴选出最优中央控制器的方法，以使电力线网络的效能自动且有效地被最佳化，即成为本发明在此亟欲解决的一重要课题。

发明内容

有鉴于现有电力线网络有前述的缺点，发明人根据长年服务于相关产业的经验，通过细心地观察与反复研究，终于开发出本发明的一种自电力线网络中遴选出最优中央控制器的方法，以期能通过本发明，一举改善现有电力线网络的诸多问题，进而使电力线网络的效能能够被更充分地运用。

本发明要解决上述问题的技术方案是：提供一种自电力线网络中遴选出最优中央控制器的方法，该方法应用于一电力线网络，该电力线网络包括至少一终端装置（电脑、电视、网络摄影机或冰箱等）、至少一网络装置（如：路由器或调制解调器）及多个控制器，其中，这些控制器能分别与该终端装置及/或该网络装置相连线，且这些控制器是通过至少一电力线，彼此相电气连接，以令这些控制器能通过该电力线，相互通讯，这些控制器内分别安装有一中央控制器评选软件，该方法是在形成该电力线网络时，这些控制器间能彼此协商，以任一控制器作为一中央控制器（如：HomePlug AV中的Central Coordinator，或G.hn中的Domain Master），该中央控制器能执行该中央控制器评选软件，以通过该中央控制器评选软件，检测并统计该电力线网络中，这些控制器间的连线状况（如：任一控制器所能支持的最大节点数、任一控制器直接连接至其它控制器的节点数或任一控制器与其它控制器间的连线速率），以根据这些连线状况，遴选出一最优的控制器，并指派该最优的控制器成为该中央控制器，且通知其余控制器，以最优的控制器作为中央控制器。

如此，当新的控制器加入该电力线网络，而导致该电力线网络中的节点数发生变化时，该中央控制器将会重新评估该电力线网络中既存的这些控制器，并再次遴选出一最优的控制器作为该中央控制器，或当该中央控制器离开该电力线网络时，该电力线网络中既存的这些控制器间将会重新协商出一新的中央控制器，且该新的中央控制器能遴选出一最优的控制器作为当前的中央控制器，以实现该电力线网络效能的最佳化。

为了使审查员能对本发明目的、技术特征及其功效，做更进一步的认识与了解，兹举实施例配合图式，详细说明如下。

附图说明

图1是一电力线网络的简化架构示意图；

图2是一电力线网络的控制器连接关的示意图；

图3是一控制器新加入至该电力线网络的示意图；

图4是该电力线网络的中央控制器离开该电力线网络的示意图。

附图符号说明

1：电力线网络；

11：终端装置

12：网络装置

13：控制器

13’：中央控制器

131：中央控制器评选软件

A：网线

B：电力线

具体实施方式

本发明是一种自电力线网络中遴选出最优中央控制器的方法，请参阅图1所示，该方法应用于一电力线网络1，该电力线网络1包括至少一终端装置11、至少一网络装置12及多个控制器13。在此示意图中，该终端装置11为一笔记本电脑，但是，实际施作时并不限于此，依今日数字家庭的发展趋势，举凡电视、网络摄影机或冰箱等各式能通过网络控制的电器，皆可作为此处所称的该终端装置11。该网络装置12可为路由器或调制解调器等装置，以令该电力线网络1能通过该网络装置12连接至整个网络。控制器13能分别与该终端装置11及/或该网络装置12相连线，在此示意图中，各控制器13分别通过一网线A与该终端装置11及该网络装置12相连线；此外，控制器13通过至少一电力线B彼此相电连接，以使控制器13能通过该电力线B相互通信，且使该终端装置11及/或该网络装置12间，能通过这些控制器13及该电力线B，彼此传输数据。

请参阅图2所示，各控制器13内分别安装有一中央控制器评选软件131，该方法是在形成该电力线网络1时，这些控制器13间能彼此协商，以任一控制器13作为一中央控制器13’（如：HomePlug AV中的Central Coordinator，或G.hn中的Domain Master）。举例而言，在形成该电力线网络1的过程中，该电力线网络1可将先启动的一控制器13预设为该中央控制器13’，或者，在形成该电力线网络1后，所述控制器13轮流发送探索信标（Discover Beacon），借此取得该电力线网络1的网络拓朴，并于该电力线网络1的这些控制器13中，选择一控制器13作为该中央控制器13’。当任一控制器13成为该中央控制器13’后，该中央控制器13’能执行该中央控制器评选软件131，以通过该中央控制器评选软件131，检测并统计该电力线网络1中，这些控制器13间的连线状况。具体而言，此处所称的连线状况，包括“任一控制器13所能支持的最大节点数”“任一控制器13直接连接至其它控制器13的节点数”或“任一控制器13与其它控制器13间的连线速率”等参数条件。换言之，该中央控制器评选软件131储存有多项参数条件，以使该中央控制器13’，能通过该中央控制器评选软件131所储存的这些参数条件，检测并统计该电力线网络1中，各控制器13所能支持的最大节点数；或者，藉由该中央控制器评选软件131所储存的这些参数条件，检测并统计该电力线网络1中，控制器13直接连接至其它控制器13的节点数；又或者，藉由该中央控制器评选软件131，检测并统计这些控制器13间的连线速率；又或者，藉由该中央控制器评选软件131，检测并统计前未述及的其他参数条件。该中央控制器13’能通过该中央控制器评选软件131，根据前述的这些参数条件，遴选出该最优的控制器13。

承前所述，当该中央控制器13’遴选出该最优的控制器13后，该中央控制器13’会指派该最优的控制器13成为该中央控制器13’，且通知其余控制器13，以该最优的控制器13作为该中央控制器13’。如此，请参阅图3所示，当新的控制器13加入该电力线网络1，而导致该电力线网络1中的节点数发生变化时，该中央控制器13’将会重新评估该电力线网络1中既存的这些控制器13，并再次遴选出一最优的控制器13作为该中央控制器13’；或者，请参阅图4所示，当该中央控制器13’离开该电力线网络1时，该电力线网络1中既存的这些控制器13间将会重新协商出一新的中央控制器13’，且该新的中央控制器13’能遴选出一最优的控制器13作为当前的中央控制器13’。通过前述的遴选过程，将能有效确保该电力线网络1效能的最佳化。

复请参阅图2所示，为能根据不同的使用目的，遴选出最适当条件的一控制器13作为中央控制器13’，必须适当地调整连线状况中，参数条件的优先适用顺序。为达成此目的，在本发明的较佳实施例中，该中央控制器评选软件131尚储存有这些参数条件的一优先排序，以便在该中央控制器评选软件131遴选出该最优的控制器13，且根据不同的参数条件所评选出的控制器13相异时，能根据这些参数条件的该优先排序，决定出最优的控制器13。此外，为便于使用者能根据实际需求调整该电力线网络1的效能取向，当这些控制器13接收到一排序调整命令时，该中央控制器评选软件131能根据该排序调整命令，调整这些参数条件的该优先排序。实际施作时，厂商可在这些控制器13上设置按键或旋钮等输入装置，以令使用者能通过这些输入装置，输入该排序调整命令；此外，厂商亦可针对这些控制器13及中央控制器评选软件131进行设计，以在一控制器13与一终端装置11相连接时，令该控制器13能接收该终端装置11所发出的一排序调整命令，如此，使用者便能够通过该终端装置11向这些控制器13发送该排序调整命令，进而改变这些参数条件的该优先排序。

承上，为详细说明“动态调整这些参数条件的优先适用顺序”所能带来的优点，兹分别举例陈述在不同使用目的下，遴选最优的控制器13作为中央控制器13’所需考虑的参数条件。

当一电力线网络1主要是应用于传输多媒体信号，以供使用者观看高清晰度的网络视频时，由于此应用方式对节点数的需求相对较低，但对于信号传输的流量与稳定度要求较高，故，可将“任一控制器13与其它控制器13间的连线速率”的参数条件，设定为最优先的参数条件，以确保信号不会有延迟或断线的状况，进而能为使用者带来最佳的用户体验。反之，若另一电力线网络1主要是应用于家庭自动化的目的（如：通过网络控制各式电器的开/关，或调整电器的设定值）时，由于需要同时对大量的设备或装置进行控制，因此，需要大量的节点数来对应这些设备或装置，但不需要密集地传输大量数据，也不需要顶级的传输效能，故，将“任一控制器13直接连接至其它控制器13的节点数”的参数条件，设定为最优先的参数条件，以使该另一电力线网络1所能支持连接的设备或装置数量能够最大化，以充分发挥以该另一电力线网络1实现家庭自动化的目的。同理，亦可根据再另一电力线网络1的主要应用目的，将“任一控制器13所能支持的最大节点数”或其他参数条件，设定为该再另一电力线网络1的最优先的参数条件，其具体施作方式可依应用的目的做最佳调整。

由以上说明可知，藉由本发明的一种自电力线网络中遴选出最优中央控制器的方法，不仅能使电力线网络的效能大幅提升，且能根据建置电力线网络的主要目的，进一步根据不同的使用目的，遴选出最适当条件的一控制器作为中央控制器，真正达成电力线网络效能的最佳化。

以上所述，仅是本发明的若干较佳实施例，但是，本发明所主张的权利范围，并不局限于此，按凡熟悉该项技艺的人士，依据本发明所揭露的技术内容，可轻易思及的等效变化，均应属不脱离本发明的保护范畴。

Claims (9)

1.一种自电力线网络中遴选出最优中央控制器的方法，其特征在于，所述方法应用于一电力线网络，所述电力线网络包括至少一终端装置、至少一网络装置及多个控制器，其中，该控制器能分别与该终端装置及/或该网络装置相连线，且所述控制器通过至少一电力线，彼此相电气连接，以令所述控制器能通过该电力线相互通讯，各控制器内分别安装有一中央控制器评选软件，该方法在形成该电力线网络时，所述控制器间能彼此协商，以任一控制器作为一中央控制器，该中央控制器能执行该中央控制器评选软件，以通过该中央控制器评选软件，执行下列步骤：

检测并统计该电力线网络中所述控制器间的连线状况；

根据所述连线状况，遴选出一最优的控制器；

指派该最优的控制器成为该中央控制器；及

通知其余控制器，以该最优的控制器作为该中央控制器。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该中央控制器评选软件存储有多项参数条件，以令该中央控制器，能通过该中央控制器评选软件所存储的所述参数条件，检测并统计该电力线网络中所述控制器间的连线状况。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该中央控制器评选软件尚储存有所述参数条件的一优先排序。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当该中央控制器接收到一排序调整命令时，该中央控制器会根据该排序调整命令，调整所述参数条件的该优先排序。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制器上分别设有至少一输入装置，以令使用者能通过所述输入装置，输入该排序调整命令。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制器能接收所述终端装置所发出的所述排序调整命令，并根据所述排序调整命令，调整所述参数条件的所述优先排序。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述参数条件之一，是任一控制器所能支持的最大节点数。

8.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述参数条件之一，是任一控制器直接连接至其它控制器的节点数。

9.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述参数条件之一，是任一控制器与其它控制器间的连线速率。