JP2005286631A - 電力線通信中継装置及び該中継方法並びに電力線通信システム - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明は、自律分散的な中継制御にもかかわらず最適な電力線通信(PLC)中継装置によって通信信号を迅速に伝送し得るPLC中継装置、中継方法及び電力線通信システムを提供する。
【解決手段】 本発明に係る、電力線通信を行うPLC端末装置間の通信信号を中継するPLC中継装置10は、通信可能なPLC端末装置に関する端末装置情報及び通信可能なPLC中継装置10に関する中継装置情報を通信可能装置情報として記憶する記憶部101と、通信信号を受信した場合に通信元のPLC端末装置11及びPLC中継装置10に対応する通信可能装置情報を記憶部101に記憶するテーブル処理部122と、中継すべき通信信号を受信した場合に通信元のPLC端末装置より受信した受信時から通信先のPLC端末装置へ送信する送信時までの中継時間を通信可能装置情報に基づいて可変する制御部102とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図2

Description

本発明は、電力線通信を行う電力線通信端末装置間における通信信号を中継する電力線通信中継装置及び該中継方法、並びに、複数の電力線通信端末装置と電力線通信中継装置とを備えて構成される電力線通信システムに関する。
近年、通信技術の進展により様々な技術分野でネットワーク化が進んでおり、建物内の様々な機器がネットワークに接続されつつある。このような機器のネットワーク化は、これら機器を有機的に連携運転することによって、さらには、建物外のネットワークとこの建物内のネットワークとを相互接続して外部の通信端末からこれら機器に運転を指示することによって、省エネルギーや遠隔制御などに対応すると共に安全で快適な暮らしを提供しようとするものである。通信信号の伝送方法は、種々のものがあるが、既設の配線を利用することから新たな伝送路を布設する必要がないという利点や、そのために導入に伴う初期費用がその分低廉であり、建物の美観も損ねない、という利点から、これら機器に電力を供給する配線(電力線)を伝送路に利用した電力線通信が採用されることがある。
この電力線通信は、電力線を利用するため、第1に、電力線に接続される機器が発生するノイズ、及び、機器が接続されることによる電力線のインピーダンスの低下等により、伝送環境が悪化し、通信エラー率が増大し、場合によっては通信不可能な状況が生じてしまう。
また、第2に、電力線は、分電盤から各コンセントへ一般に分岐されているので、通信を行う電力線通信端末装置(以下、「PLC(Power Line Communication)端末装置」と略記する。)同士がたとえ見通せる場所に在ったとしても、電力線の実配線長が長くなることがある。そのため、送受信信号の減衰量が大きくなる結果、受信に充分な強度が得られず通信不可能な状況が生じてしまう。
さらに、1本の中性線N及び中性線Nと100Vの電位差がある2本の電圧線L1、L2からなる単相3線式で一般に給電されるため、電力線の分電盤から各コンセントへの分岐は、中性線Nと電圧線L1との線間100V、中性線Nと電圧線L2との線間100V、及び、電圧線L1と電圧線L2との線間200Vの3組の組み合わせのうちの何れかで接続される。このため、コンセントに接続される、通信を行うPLC端末装置同士が互いに異なる相に接続される場合があり、通信不可能になってしまう。
このため、電力線通信において、PLC端末装置間の通信を中継する電力線通信中継装置(以下、「PLC中継装置」と略記する。)が必要である。背景技術において、PLC中継装置は、例えば、特許文献1及び特許文献2等に開示されている。
この特許文献1に開示のPLC中継装置は、各PLC端末装置に備えられており、通信先のPLC端末装置における端末装置アドレス、該通信先のPLC端末装置と直接通信可能であるか否かを示す直接リンク可否情報、該通信先のPLC端末装置と中継によって通信可能であるか否かを示す中継リンク可否情報、及び、該通信先のPLC端末装置と通信を行うためのPLC中継装置の中継装置アドレスを相互に対応付けて登録した通信可能/不可能ノードリストを記憶している。そして、このPLC中継装置(PLC端末装置)は、電力線通信方式によって通信を行う場合に、通信可能/不可能ノードリストを参照することによって、通信先のPLC端末装置に対して、まず直接通信可能であるか否かを判断する。PLC中継装置(PLC端末装置)は、直接通信不可能な場合には通信可能/不可能ノードリストのリスト順に従って中継によって通信可能であるか否かを判断する。PLC中継装置(PLC端末装置)は、通信可能/不可能ノードリストにおけるPLC中継装置によっても通信先のPLC端末装置と通信することができない場合には、通信先のPLC端末装置と中継可能なPLC中継装置を探索する。このように動作することによって、特許文献1に開示のPLC中継装置(PLC端末装置)は、通信先のPLC端末装置と直接又は中継によって通信を行うものである。
また、特許文献2に開示のPLC中継装置は、互いに異相の電力線に接続されているPLC端末装置間において中継を行う装置であり、L1−N相に接続される第1中継部、及び、L2−N相に接続される第2中継部を備え、第1中継部と第2中継部とは互いに信号伝達可能に構成されている。そして、このPLC中継装置を用いた電力線通信システム(以下、「PLCシステム」と略記する。)では、PLC端末装置が通信先に向けて送信を行い、通信不能な場合にPLC中継装置を介して通信を行うものである。または、最初からPLC端末装置がPLC中継装置を介して通信を行うものである。
特開平08−186526号公報 特開2001−308756号公報
ところで、電力線通信方式には上述した問題点を有しているため、中継装置が必要である場合が多い事情にある。
一方、特許文献1に開示のPLC中継装置では、通信可能/不可能ノードリストにおけるPLC中継装置によっても通信先のPLC端末装置と通信することができない場合に通信先のPLC端末装置と中継可能なPLC中継装置を探索するので、中継に時間がかかり、最適なPLC中継装置によって迅速に中継することができない。
また、特許文献2に開示のPLC中継装置を用いたPLCシステムでは、PLC端末装置が通信先に向けて送信を行い通信不能な場合にPLC中継装置を介して通信を行う場合では、直接通信不可能なPLC端末装置に対しても毎回該PLC端末装置に送信を行ってからPLC中継装置を介して通信を行うことになる。逆に、PLC端末装置が最初からPLC中継装置を介して通信を行う場合では、直接通信可能なPLC端末装置に対してもPLC中継装置を介して通信を行うことになる。このため、最適な中継動作を行い得ず、通信信号の伝送に時間がかかってしまう。
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、自律分散的な中継制御にもかかわらず最適なPLC中継装置によって通信信号を中継させ、通信信号を通信先に迅速に伝送し得るPLC中継装置及び該中継方法、並びに、このようなPLC中継装置を用いたPLCシステムを提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明に係る、電力線通信を行う電力線通信端末装置間における通信信号を中継する電力線通信中継装置は、通信可能な電力線通信端末装置に関する端末装置情報及び通信可能な電力線通信中継装置に関する中継装置情報を通信可能装置情報として記憶する記憶部と、通信信号を受信した場合に、該通信信号における通信元の電力線通信端末装置及び電力線通信中継装置に対応する通信可能装置情報を前記記憶部に記憶する記憶処理部と、中継すべき通信信号を受信した場合に、該通信信号を通信元の電力線通信端末装置より受信した受信時から通信先の電力線通信端末装置へ送信する送信時までの中継時間を前記通信可能装置情報に基づいて可変する中継処理部とを備えることを特徴とする。
そして、上述の電力線通信中継装置において、前記中継処理部は、前記通信可能装置情報における前記通信可能な電力線通信端末装置の数と前記通信可能な電力線通信中継装置の数との総和である通信可能装置数が増加するに従って前記中継時間を短くすることを特徴とする。
また、上述の電力線通信中継装置において、前記中継処理部は、前記通信可能装置情報における前記通信可能な電力線通信端末装置の数と前記通信可能な電力線通信中継装置の数との総和である通信可能装置数が増加するに従って前記中継時間を長くすることを特徴とする。
さらに、上述の電力線通信中継装置において、前記記憶処理部は、通信信号を受信した際に、該通信信号の通信元の電力線通信端末装置及び電力線通信中継装置に対応する通信可能装置情報に通信時刻の情報を新規に又は更新してさらに付して記憶させ、前記中継処理部は、前記通信可能装置情報における前記通信時刻からの経過時間が増加するに従って前記中継時間を長くすることを特徴とする。
そして、上述の電力線通信中継装置において、前記記憶処理部は、通信信号を受信した際に、該通信信号の通信元の電力線通信端末装置及び電力線通信中継装置に対応する通信可能装置情報に通信時刻の情報を新規に又は更新してさらに付して記憶させると共に、前記中継処理部が通信信号を中継する際に、中継先の電力線通信端末装置及び電力線通信中継装置に対応する通信可能装置情報に中継した旨の中継情報をさらに付して記憶させ、前記中継処理部は、前記中継情報が前記記憶部に記憶されている場合であって前記通信可能装置情報における前記通信時刻からの経過時間が所定の時間以内である場合には、前記中継時間として設定される前記通信時刻からの経過時間よりも短い時間を前記中継時間とすることを特徴とする。
また、上述の電力線通信中継装置において、前記記憶処理部は、前記中継処理部が通信信号を中継する際に、中継先の電力線通信端末装置及び電力線通信中継装置に対応する通信可能装置情報に中継した旨の中継情報をさらに付して記憶させ、前記中継処理部は、前記中継情報が前記記憶部に記憶されている場合には、前記中継時間として設定される前記通信時刻からの経過時間よりも短い時間を前記中継時間とすることを特徴とする。
さらに、上述の電力線通信中継装置において、前記記憶処理部は、前記中継処理部が通信信号を中継する際に、中継先の電力線通信端末装置及び電力線通信中継装置に対応する通信可能装置情報に中継時刻の情報及び中継した旨の中継情報をさらに付して記憶させ、前記中継処理部は、前記中継情報が記憶されている場合であって前記通信可能装置情報における前記中継時刻からの経過時間が所定の時間以内である場合には、前記中継時間として設定される前記通信時刻からの経過時間よりも短い時間を前記中継時間とすることを特徴とする。
そして、本発明に係る、電力線通信を行う電力線通信端末装置間における通信信号を中継する電力線通信中継装置の電力線通信中継方法は、通信可能な電力線通信端末に関する端末装置情報及び通信可能な電力線通信中継装置に関する中継装置情報を通信可能装置情報として記憶するステップと、中継すべき通信信号を受信した場合に、該通信信号を通信元の電力線通信端末装置より受信した受信時から通信先の電力線通信端末装置へ送信する送信時までの中継時間を前記通信可能装置情報に基づいて可変するステップとを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る、電力線通信を行う複数の電力線通信端末装置と、電力線通信端末装置間で通信信号を中継する電力線通信中継装置とを備える電力線通信システムは、前記電力線通信中継装置が上述のこれら何れかの電力線通信中継装置であることを特徴とする。
このような構成の電力線通信中継装置、電力線通信中継方法及び電力線通信システムでは、記憶部が通信可能な電力線通信端末装置に関する端末装置情報及び通信可能な電力線通信中継装置に関する中継装置情報を通信可能装置情報として記憶し、記憶処理部が通信信号を受信した場合にこの通信信号における通信元の電力線通信端末装置及び電力線通信中継装置に対応する通信可能装置情報を新規に記憶部に記憶し、中継処理部が中継すべき通信信号を受信した場合にこの通信信号を通信元の電力線通信端末装置より受信した受信時から通信先の電力線通信端末装置へ送信する送信時までの中継時間を前記通信可能装置情報に基づいて可変する。従って、電力線通信中継装置が通信可能情報を記憶しているので、電力線通信端末装置は、通信信号を送信する場合に、特定の電力線通信中継装置を選択して通信信号を送信する必要がない。また、複数の電力線通信中継装置が通信信号の中継を行う場合に中継時間が可変されるので、通信信号が中継される場合に競合が抑制され、電力線通信中継装置間で通信信号を中継するために必要な情報を交換しない自律分散的な中継制御にもかかわらず最適な電力線通信中継装置によって通信信号が中継され、通信信号を通信先に迅速に伝送することができる。
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
(第1の実施形態の構成)
図1は、実施形態に係る電力線通信網の構成を示す図である。図2は、第1の実施形態に係る電力線通信中継装置の構成を示すブロック図である。図3は、第1の実施形態に係る通信可能装置テーブルの構成を示す図である。
電力線通信網は、電力線通信を行うPLC端末装置と、PLC端末装置間における通信信号を中継するPLC中継装置と、PLC端末装置間、PLC中継装置間及びPLC端末装置とPLC中継装置との間を接続する電力線とを備えて構成される。図1に示す例では、電力線通信網1は、PLC端末装置11(第1PLC端末装置11−1〜第6PLC端末装置11−6)と、PLC中継装置10(第1PLC中継装置10−1〜第5PLC中継装置11−5)と、これらを相互に接続する電力線12(12−1〜12−17)とを備えて構成される。これら複数のPLC端末装置11と少なくとも1個のPLC中継装置10とを備えてPLCシステムを構成する。なお、図1では、PLC中継装置10を「RE」で表し、PLC端末装置11を「TE」で表し、第1PLC中継装置10−1を「RE1」で表しているように、各PLC中継装置10−1〜10−5を「RE」に数字を添えて区別し、第1PLC端末装置11−1を「TE1」で表しているように、各PLC端末装置11−1〜11−6を「TE」に数字を添えて区別している。また、後述するように、「RE」(RE1〜RE5)及び「TE」(TE1〜TE6)は、PLC中継装置10及びPLC端末装置11の通信アドレスをそれぞれ兼ねている。
PLC端末装置11は、電力線12を介して通信信号を送受信する機器である。そして、PLC端末装置11は、送信すべきPLC端末装置11と直接通信することができない場合に、通信先のPLC端末装置11の通信アドレス、通信元のPLC端末装置11の通信アドレス、中継を要求する旨の情報(中継要求情報)及び送信すべき情報を含む通信信号(中継要求信号)を同報通信で電力線12に送信する機能を備える。同報通信には、ブロードキャストとマルチキャストとがあるが、本実施形態では、例えば、ブロードキャストである。
PLC端末装置11は、機器に組み込まれた状態のものでも、機器を接続するためのコネクタを備え、電力線12を介して受信した通信信号を機器に受け渡すものでもよい。機器は、電気をエネルギー源として稼動する装置であり、例えば、照明器具及び空調装置等のオフィス環境や住戸環境を調整する調整装置、監視カメラ、インターホン、住宅情報盤及び電気錠装置等の住戸設備、防犯センサ、火災センサ、ガス漏れセンサ及び湿度センサ等のセンサ(検知器)、電力計、ガスメータ及び量水器等の計量機器、テレビジョン、ビデオテープレコーダ、DVDレコーダ、ハードディスクレコーダ及び洗濯機等の家電製品、コンピュータ等の情報処理装置、電話機及びファクシミリ装置等の通信機器、脈拍計、体温計、血中酸素濃度計及び心電図計等の医療機器、そして、緊急通報を行うためのスイッチ等である。
PLC中継装置10は、通信可能なPLC端末装置11に関する端末装置情報及び通信可能なPLC中継装置10に関する中継装置情報を通信可能装置情報として記憶すると共に、中継すべき通信信号を受信した場合に、この中継すべき通信信号を通信元(送信元)のPLC端末装置11より受信した受信時から通信先(送信先、宛先)のPLC端末装置11へ送信する送信時までの中継時間を、記憶している通信可能装置情報に基づいて可変して通信信号を中継する。
第1の実施形態に係るPLC中継装置10は、中継すべき通信信号を受信した場合に、通信可能装置情報として記憶されている通信可能なPLC端末装置11の個数と通信可能なPLC中継装置10の個数との総個数が多い順に通信信号の中継処理を行う。図2において、第1の実施形態に係るPLC中継装置10は、例えば、記憶部101と、制御部102と、電力線通信インタフェース部(以下、「PLCインターフェース部」と略記する。)103とを備えて構成される。
PLCインターフェース部103は、電力線12を伝送路に利用する所謂電力線通信を行うための回路である。電力線通信は、例えば、電力波形に高周波の通信信号を重畳して送信したり、電力波形からこの高周波の通信信号を分離して受信したりすることによって、通信信号を電力線12を介して送受信する。
記憶部101は、本PLC中継装置10を動作させるための制御プログラム等の各プログラム、通信可能装置情報等の各プログラムの実行に必要な情報等を記憶すると共に、制御部102に対する所謂ワーキングメモリである。記憶部101は、例えば、各プログラムやこれに必要な情報等を記憶する、例えばROM(Read Only Memory)やEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の不揮発性の記憶素子、及び、ワーキングメモリと成る例えばRAM(Random Access Memory)等の揮発性の記憶素子を備えて構成される。
通信可能装置情報は、上述したように、端末装置情報及び中継装置情報である。本実施形態では、端末装置情報は、例えば、当該PLC中継装置10が通信可能なPLC端末装置11を特定するための識別情報であり、中継装置情報は、例えば、当該PLC中継装置10が通信可能なPLC中継装置10を特定するための識別情報である。より具体的には、識別情報は、電力線通信における通信アドレスやPLC端末装置11及びPLC中継装置10に割り振られた名称である。ここで、識別情報が名称である場合には、電力線通信を行うために、名称と通信アドレスとを対応付けて記憶部101に記憶しておく必要があることから、識別情報に通信アドレスを用いることが好ましい。
通信可能装置情報は、本実施形態では、図3(A)に示すように、PLC中継装置10の通信アドレス及びPLC端末装置11の通信アドレスが列記して登録される通信可能装置テーブル20として記憶部101内の通信可能装置テーブル記憶部111に記憶される。なお、図3(A)では、通信アドレスを「通信可能装置add1」、「通信可能装置add2」、「通信可能装置add3」、「通信可能装置addM」のように記載している。
制御部102は、例えば、マイクロプロセッサ等で構成され、機能的に、中継処理部121及びテーブル処理部122を備えると共に、各プログラムに従い記憶部101及びPLCインタフェース部103を制御する。
中継処理部121は、中継すべき通信信号を受信した場合に、通信可能装置情報における通信可能なPLC端末装置11の数と通信可能なPLC中継装置10の数との総和である通信可能装置数Nを計数し、計数した通信可能装置数Nが増加するに従って中継時間を短くして中継処理を行う。本実施形態では、通信可能装置数Nは、中継処理部121により、通信可能装置テーブル20に登録されている通信アドレスの個数を計数することによって求められる。
PLC中継装置10は、自己宛ての通信信号であるか否かに関わらず、電力線12を伝送する通信信号をPLCインターフェース部103によって受信しており、テーブル処理部122は、受信した通信信号における通信元の電力線通信端末装置及び電力線通信中継装置に対応する通信可能装置情報(本実施形態では通信アドレス)を通信可能なPLC中継装置10及びPLC端末装置11として通信可能装置テーブル20に登録する。これによって通信可能装置テーブル20が作成・更新される。テーブル処理部122は、請求項の記憶処理部の一例に相当する。
なお、例えば、キーボード、マウス及びタッチパネル等の、PLC中継装置10の起動指示や動作状況の表示指示等の各種コマンドや各種データをPLC中継装置10に入力する入力機器、例えば、CRTディスプレイ、LCD、有機ELディスプレイ及びプラズマディスプレイ等の、入力機器から入力されたコマンド、データ等を表示する表示機器、並びに、例えば、フレキシブルディスクドライブ、CD−ROMドライブ、CD−Rドライブ及びDVD−Rドライブ等の、例えば、フレキシブルディスク、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Compact Disc Recordable)及びDVD−R(Digital Versatile Disc Recordable)等の記憶媒体との間でデータを読み込み及び/又は書き込みを行う外部記憶装置を必要に応じてさらに備えてPLC中継装置10を構成してもよい。また、記憶部101に記憶される各プログラムや各データ等の情報が格納されていない場合には、これら情報を管理するサーバコンピュータから公衆通信網や電力線通信網1を介してこれら情報がダウンロードされるように構成してもよく、また、これら情報を記録した記録媒体から外部記憶部を介して記憶部101にインストールされるように構成してもよい。
次に、本実施形態の動作について説明する。
(第1の実施形態の動作)
PLC端末装置11は、送信すべきPLC端末装置11と直接通信することができない場合に、中継要求信号をブロードキャストで電力線12に送信する。ここで、PLC端末装置11は、例えば、PLC中継装置10の通信可能装置テーブル111と同様なテーブルを記憶し、そして、PLC中継装置10のテーブル処理部122と同様な処理部を備えることによって直接通信の可否を判断することができる。
図4は、第1の実施形態に係る電力線通信中継装置の動作を示すフローチャートである。PLC中継装置10のPLCインターフェース部103は、常時、電力線12を伝送する通信信号を電力線12から取り込んで受信しており、PLCインターフェース部103は、この受信した通信信号を制御部102に通知している。PLC中継装置10の制御部102における中継処理部121は、電力線12から取り込んで受信した通信信号が中継要求信号であるか否かを中継要求情報を含むか否かによって判断する(S11)。
判断の結果、中継要求信号ではない場合(No)には、中継処理部121は、テーブル処理部122を用いて、例えば通信信号のヘッダからこの通信信号における通信元の通信アドレスを取り出す。そして、中継処理部121は、テーブル処理部122を用いて、この取り出した通信元の通信アドレスに基づいて通信可能装置テーブル記憶部111に記憶されている通信可能装置テーブル20を検索することによって、中継処理部121は、受信した通信信号に収容されている通信元の通信アドレスが通信可能装置テーブル20に登録されているか否かを判断する(S12)。判断の結果、通信可能装置テーブル20に登録されている場合(Yes)には、処理を処理S11に戻す。一方、判断の結果、通信可能装置テーブル20に登録されていない場合(No)には、中継処理部121は、テーブル処理部122を用いて、受信した通信信号に収容されている通信元の通信アドレスを通信可能装置テーブル20に登録し、処理を処理S11に戻す(S13)。
PLC中継装置10が通信信号を電力線12から取り込んで受信することができるということは、当該PLC中継装置10がこの通信信号を送信した通信元のPLC端末装置11又はPLC中継装置10と送受信することができる可能性が高いことを意味する。このため、処理S11乃至処理S13で電力線12から取り込んだ通信信号の通信元の通信アドレスを通信可能装置テーブル20に登録することによって、通信可能装置情報を得ることができる。
処理S11における判断の結果、中継要求信号である場合(Yes)には、中継処理部121は、通信可能装置テーブル20を検索することによって、中継要求信号に収容されている通信先の通信アドレスが、通信可能装置テーブル20に登録されているか否かを判断する(S14)。判断の結果、通信可能装置テーブル20に登録されていない場合(No)には、当該PLC中継装置10が中継要求信号に収容されている通信先の通信アドレスであるPLC端末装置11と通信することができないため、中継処理を実行することができないので、中継処理部121は、中継要求信号を破棄し、処理を終了する。このように、PLC中継装置10は、中継の可否を通信可能装置テーブル20に基づいて判断するので、PLC端末装置11は、通信しようとしているPLC端末装置11への中継処理が実行可能なPLC中継装置10を探索する必要がない。
一方、判断の結果、通信可能装置テーブル20に登録されている場合(Yes)には、中継処理部121は、通信可能装置テーブル記憶部111に記憶されている通信可能装置テーブル20に登録されている通信アドレスの総和を計数することによって、通信可能装置数Nを計数する(S15)。
次に、中継処理部121は、所定の定数Aaを通信可能装置数Nで除算することによってウェイト時間Tw1を演算する(S16)。即ち、ウェイト時間Tw1=Aa/(通信可能装置数N)が演算される。所定の定数Aaは、最大ウェイト時間Tw1maxに相当する時間であり、PLC中継装置10の仕様によって決定される数値である。このようにウェイト時間Tw1は、最大ウェイト時間Tw1max(=Aa)を通信可能装置数Nで除算することによって演算されるので、通信可能装置数Nが増加するに従って短くなる。
次に、中継処理部121は、ウェイト時間Tw1だけ時間待ち(wait、ウェイト)を行う(S17)。例えば、中継処理部121は、ウェイト時間Tw1に相当するカウント数をループカウンタにセットし、実効的な処理を行わないフォーネクストループをカウント数だけ繰り返すことによって時間待ちを行う。また例えば、図2に破線で示すように、時間の経過を計るタイマ部123をさらに設け、中継処理部121は、処理S16で演算したウェイト時間Tw1をタイマ部123にセットして処理を中断し、タイマ部123は、セットされたウェイト時間Tw1が経過するとその旨を中継処理部121に通知し、この通知によって中継処理部121が処理を再開することによって時間待ちを行う。
次に、中継処理部121は、最大ウェイト時間Tw1maxの間に、中継要求信号の通信先へ宛てた他のPLC中継装置10からの中継信号を取り込んで受信したか否かを、及び、通信先から他のPLC中継装置10へ宛てた応答信号(例えば、ACK信号)の返信があったか否かを判断することによって、中継が不要であるか否かを判断する(S18)。中継信号は、中継要求信号の通信元が通信先へ送信する実データを収容した、中継要求信号を中継する通信信号である。
判断の結果、中継が不要である場合(Yes)には、即ち、最大ウェイト時間Tw1maxの間に、中継要求信号の通信先へ宛てた他のPLC中継装置10からの中継信号を取り込んで受信した場合、通信先のPLC端末装置11から他のPLC中継装置10へ宛てた応答信号の返信があった場合には、中継処理部121は、、中継要求信号を破棄し、処理を終了する。
一方、判断の結果、中継する場合(No)には、中継処理部121は、中継を開始する。即ち、中継処理部121は、中継要求信号に基づいて中継信号を生成し、この生成した中継信号を通信先のPLC端末装置11に中継する(S19)。
このようにPLC中継装置10は、中継要求信号を受信した場合に、通信可能装置テーブル20に登録されている通信アドレスの総数(通信可能装置数N)に応じてウェイト時間Tw1を短くするので、通信可能装置数Nに応じて中継時間が短くなる。そして、ウェイト時間中に他のPLC中継装置10が中継処理を実行した場合には、中継のための中継信号の送信を中止する。このため、中継可能なPLC中継装置10が複数あったとしてもその競合が抑制され、通信可能装置数Nが多い順に通信信号の中継が実行され得る。
通信可能装置数Nが多いPLC中継装置10は、電力線における伝送環境が比較的良好な所に配置されていることを意味するから、通信可能装置数Nが多い順に中継を試みることにより、通信先のPLC端末装置11への中継が成功する確率が高い。従って、PLC中継装置10が上述のように動作することによって、PLC中継装置10間で通信信号を中継するために必要な情報を交換しない自律分散的な中継制御にもかかわらず最適なPLC中継装置10によって通信信号が中継され、通信信号を通信先に迅速に伝送することができる。また、通信トラフィックを抑制することができ、電力線の通信帯域における利用効率の低下を抑制することができる。
次に、より具体的にPLC中継装置10及びPLC端末装置11の動作について説明する。図5は、第1の実施形態における中継処理の動作を示すシーケンス図である。
電力線通信網1内の各PLC中継装置10(第1PLC中継装置10−1〜第5PLC中継装置10−5)は、前述の通信可能装置テーブル20を更新する動作をそれぞれ行っており、電力線通信網1内における各PLC中継装置10の通信可能装置テーブル20は、例えば、図3(B)乃至図3(F)に示す登録内容になっているとする。
第1PLC中継装置10−1の通信可能装置テーブル20−RE1には、図3(B)に示すように、第1PLC端末装置11−1の通信アドレス「TE1」、第2PLC端末装置11−2の通信アドレス「TE2」、第3PLC中継装置10−3の通信アドレス「RE3」及び第4PLC中継装置10−4の通信アドレス「RE4」が登録されている。
第2PLC中継装置10−2の通信可能装置テーブル20−RE2には、図3(C)に示すように、第1PLC端末装置11−1の通信アドレス「TE1」、第2PLC端末装置11−2の通信アドレス「TE2」、第3PLC中継装置10−3の通信アドレス「RE3」、第4PLC中継装置10−4の通信アドレス「RE4」及び第5PLC中継装置10−5の通信アドレス「RE5」が登録されている。
第3PLC中継装置10−3の通信可能装置テーブル20−RE3には、図3(D)に示すように、第3PLC端末装置11−3の通信アドレス「TE3」、第4PLC端末装置11−4の通信アドレス「TE4」、第1PLC中継装置10−1の通信アドレス「RE1」、第2PLC中継装置10−2の通信アドレス「RE2」及び第4PLC中継装置10−4の通信アドレス「RE4」が登録されている。
第4PLC中継装置10−4の通信可能装置テーブル20−RE4には、図3(E)に示すように、第4PLC端末装置11−4の通信アドレス「TE4」、第5PLC端末装置11−5の通信アドレス「TE5」、第1PLC中継装置10−1の通信アドレス「RE1」、第2PLC中継装置10−2の通信アドレス「RE2」、第3PLC中継装置10−3の通信アドレス「RE3」及び第5PLC中継装置10−5の通信アドレス「RE5」が登録されている。
第5PLC中継装置10−5の通信可能装置テーブル20−RE5には、図3(F)に示すように、第5PLC端末装置11−5の通信アドレス「TE5」、第6PLC端末装置11−6の通信アドレス「TE6」及び第2PLC中継装置10−2の通信アドレス「RE2」が登録されている。
このような場合に、第1PLC端末装置11−1(TE1)は、第2PLC端末装置11−2(TE2)と通信を行おうとする際に、第2PLC端末装置11−2と直接通信することができない場合に、中継要求信号をブロードキャストで電力線12に送信する。ブロードキャストされた中継要求信号は、図5(A)、(B)に示すように、第1PLC中継装置10−1(RE1)乃至第5PLC中継装置10−5(RE5)にそれぞれ取り込まれて受信される。図5(A)は、第1PLC中継装置10−1が中継しない場合を示し、図5(B)は、第1及び第2PLC中継装置10−1、10−2がそれぞれ中継する場合を示す。
第1PLC中継装置10−1乃至第5PLC中継装置10−5は、上述した図4に示す動作をそれぞれ実行するが、ここで、第1PLC中継装置10−1乃至第5PLC中継装置10−5における通信可能装置テーブル20−RE1乃至通信可能装置テーブル20−RE5は、上述した図3(B)乃至(F)に示す登録内容であるから、処理S14において第1PLC中継装置10−1及び第2PLC中継装置10−2は、中継要求信号の通信先が通信可能装置テーブル20−RE1及び通信可能装置テーブル20−RE2に登録されているとそれぞれ判断する。
第1PLC中継装置10−1は、通信可能装置テーブル20−RE1に基づき通信可能装置数N(RE1)=4を計数し、ウェイト時間Tw1(RE1)=Aa/4だけウェイトした後に、中継信号を第2PLC端末装置11−2に送信する。
一方、第2PLC中継装置10−2は、通信可能装置テーブル20−RE2に基づき通信可能装置数N(RE2)=5を計数し、ウェイト時間Tw1(RE2)=Aa/5だけウェイトした後に、中継信号を第2PLC端末装置11−2に送信する。
ここで、図5(A)に示すように、Aa/5<Aa/4であるからウェイト時間Tw1(RE2)<ウェイト時間Tw1(RE1)であるので、第2PLC中継装置10−2の方が第1PLC中継装置10−1より先に中継信号を送信する。このため、第2PLC端末装置11−2は、第2PLC中継装置10−2に応答信号を返信し、第2PLC中継装置10−2によって中継要求信号が中継される。一方、第1PLC中継装置10−1は、第2PLC中継装置10−2からの中継信号を取り込んで受信するか、第2PLC端末装置11−2からその応答信号を取り込んで受信することになるので、実際には、中継要求信号を破棄し、中継処理を終了する。
なお、第1及び第2PLC中継装置10−1、10−2のウェイト時間が同じになる場合もあり得るが、この場合には、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)等の媒体アクセス制御によって第1及び第2PLC10−1、10−2の何れか一方が先に中継処理を行うことになる。第1及び第2PLC10−1、10−2は、共にPLC端末装置11−2と通信可能な確率が高いため、第1及び第2PLC10−1、10−2の何れが中継処理を行ってもよい。後述の第2及び第3の実施形態の場合も同様である。
このように各第1PLC中継装置10−1乃至第5PLC中継装置10−5が動作するので、伝送路の通信環境が比較的良好な処に位置するPLC中継装置10によって、迅速に中継が実行される。
一方、例えば、電力線通信網1における伝送路の通信環境が何らかの要因によって、例えばコンセントから機器が抜かれ、あるいは、コンセントに機器が接続されることによって悪化することがある。このような場合に、第2PLC中継装置10−2が中継信号を第2PLC中継装置10−2に送信しても第2PLC端末装置11−2に受信可能な状態(所定の通信エラー率以内)で受信されない場合がある。あるいは、図5(B)に示すように、第2PLC中継装置10−2が中継信号を送信し、この中継信号に対する応答信号を第2PLC端末装置11−2が返信しているにもかかわらず、この第2PLC中継装置10−2が送信した中継信号及び第2PLC端末装置11−2が返信した応答信号が第1PLC中継装置10−1に受信可能な状態で受信されない場合がある。こうした場合に、第1PLC中継装置10−1は、ウェイト時間Tw1(RE1)のウェイト後に中継信号を第2PLC端末装置11−2に送信する。第2PLC端末装置11−2は、第2PLC中継装置10−2が中継に失敗したとしても第1PLC中継装置10−1によって中継要求信号に基づく中継信号を受信することができる。あるいは、第2PLC端末装置11−2は、第2PLC中継装置10−2によって中継されている場合には、第1PLC中継装置10−1からも中継信号を受信することになるが、中継信号や応答信号のシーケンス番号に同じ番号を割り当てることにより、中継信号が重複して中継されたことを認識することができ、2度目の中継信号を破棄するように構成すればよい。
なお、上述では、ウェイト時間Tw1は、最大ウェイト時間Tw1max(=Aa)を通信可能装置数Nで除算することによって演算したが、最大ウェイト時間Tw1maxから通信可能装置数Nに比例する時間を引くことによって演算してもよい。即ち、ウェイト時間Tw1=最大ウェイト時間Tw1max−ka×(通信可能装置数N)によって演算してもよい。kaは、比例定数である。
次に、別の実施形態について説明する。
(第2の実施形態の構成)
第1の実施形態は、PLC中継装置10が通信可能装置数Nの増加に従って中継時間を短くする実施形態であるが、このような処理を行うと特定のPLC中継装置10に中継処理が集中する場合があり得る。そこで、第2の実施形態は、PLC中継装置が通信可能装置数Nの増加に従って中継時間を長くする実施形態である。これによって中継を複数のPLC中継装置に分散処理させることができる。
このため、第2の実施形態に係るPLC中継装置10Aは、制御部102Aにおける中継処理部121Aの機能の点が異なることを除き、第1の実施形態に係るPLC中継装置10と同様であるので、その説明を省略する。以下、第1の実施形態と異なる第2の実施形態の構成については、符号に「A」を付して表す。
図2において、第2の実施形態に係るPLC中継装置10Aにおける中継処理部121Aは、中継すべき通信信号を受信した場合に、通信可能装置情報における通信可能なPLC端末装置11の数と通信可能なPLC中継装置10Aの数との総和である通信可能装置数Nを計数し、計数した通信可能装置数Nが増加するに従って中継時間を長くして中継処理を行うものである。
次に、本実施形態の動作について説明する。
(第2の実施形態の動作)
PLC端末装置11は、送信すべきPLC端末装置11と直接通信することができない場合に、中継要求信号をブロードキャストで電力線12に送信する。
図6は、第2の実施形態に係る電力線通信中継装置の動作を示すフローチャートである。図6において、PLC中継装置10Aの制御部102Aにおける中継処理部121Aが行う、中継要求信号の受信の判断処理(S31)、中継要求信号ではない場合において通信可能装置テーブル20における通信元の通信アドレスの登録有無の判断処理(S32)、登録がない場合において通信可能装置テーブル20へ通信元の通信アドレスの登録処理(S33)、中継要求信号である場合において通信先の通信可能装置テーブル20における通信アドレスの登録有無の判断処理(S34)、及び、通信可能装置数Nの計数処理(S35)は、第1の実施形態における処理S11乃至処理S15とそれぞれ同様であるので、その説明を省略する。
次に、中継処理部121Aは、通信可能装置数Nに所定の比例定数Abを乗算することによってウェイト時間Tw2を演算する(S36)。即ち、ウェイト時間Tw2=(通信可能装置数N)×Abが演算される。所定の比例定数Ab(Ab>0)は、中継時間の各PLC中継装置10間における単位遅延時間に相当する時間であり、PLC中継装置10の仕様によって決定される数値である。このようにウェイト時間Tw2が、通信可能装置数Nに所定の比例定数Abを乗算することによって演算されるので、通信可能装置数Nが増加するに従ってウェイト時間Tw2は、長くなる。
次に、中継処理部121Aは、ウェイト時間Tw2だけ時間待ちを行う(S37)。その後、中継不要の判断処理(S38)及び中継開始処理(S39)は、第1の実施形態における処理S18乃至処理S19とそれぞれ同様であるので、その説明を省略する。
このようにPLC中継装置10Aは、中継要求信号を受信した場合に、通信可能装置テーブル20に登録されている通信アドレスの総数(通信可能装置数N)に応じてウェイト時間Tw2を長くするので、通信可能装置数Nに応じて中継時間が長くなる。このため、通信可能装置数Nが多いPLC中継装置10Aに中継が集中することが回避することができ、中継処理を複数のPLC中継装置10Aに分散処理させることができる。従って、自律分散的な中継制御にもかかわらず最適なPLC中継装置10によって通信信号が中継され、通信信号を通信先に迅速に伝送することができる。特に、伝送路の通信環境が比較的悪く、PLC端末装置11から中継要求信号が頻繁に送信される場合に効果的である。
次に、より具体的にPLC中継装置10A及びPLC端末装置11の動作について説明する。図7は、第2の実施形態における中継処理の動作を示すシーケンス図である。
電力線通信網1内の各PLC中継装置10A(第1PLC中継装置10A−1〜第5PLC中継装置10A−5)は、前述の通信可能装置テーブル20を更新する動作をそれぞれ行っており、電力線通信網1内における各PLC中継装置10Aの通信可能装置テーブル20は、例えば、図3(B)乃至図3(F)に示す登録内容になっているとする。
このような場合に、第1PLC端末装置11−1(TE1)は、第2PLC端末装置11−2(TE2)と通信を行おうとする際に、第2PLC端末装置11−2と直接通信することができない場合に、中継要求信号をブロードキャストで電力線12に送信する。ブロードキャストされた中継要求信号は、図7(A)、(B)に示すように、第1PLC中継装置10A−1(RE1)乃至第5PLC中継装置10A−5(RE5)にそれぞれ取り込まれて受信される。図7(A)は、第2PLC中継装置10−1が中継しない場合を示し、図7(B)は、第1及び第2PLC中継装置10−1、10−2がそれぞれ中継する場合を示す。
第1PLC中継装置10A−1乃至第5PLC中継装置10A−5は、上述した図6に示す動作をそれぞれ実行するが、ここで、第1PLC中継装置10A−1乃至第5PLC中継装置10A−5における通信可能装置テーブル20−RE1乃至通信可能装置テーブル20−RE5は、上述した図3(B)乃至(F)に示す登録内容であるから、処理S34において第1PLC中継装置10A−1及び第2PLC中継装置10A−2が、中継要求信号の通信先が通信可能装置テーブル20−RE1及び通信可能装置テーブル20−RE2に登録されているとそれぞれ判断する。
第1PLC中継装置10A−1は、通信可能装置テーブル20−RE1に基づき通信可能装置数N(RE1)=4を計数し、ウェイト時間Tw2(RE1)=4×Abだけウェイトした後に、中継信号を第2PLC端末装置11−2に送信する。
一方、第2PLC中継装置10A−2は、通信可能装置テーブル20−RE2に基づき通信可能装置数N(RE2)=5を計数し、ウェイト時間Tw2(RE2)=5×Abだけウェイトした後に、中継信号を第2PLC端末装置11−2に送信する。
ここで、図7(A)に示すように、4×Ab<5×Abであるからウェイト時間Tw2(RE1)<ウェイト時間Tw2(RE2)であるので、第1PLC中継装置10A−1の方が第2PLC中継装置10A−2より先に中継信号を送信する。このため、第2PLC端末装置11−2は、第1PLC中継装置10A−1に応答信号を返信し、第1PLC中継装置10A−1によって中継要求信号が中継される。一方、第2PLC中継装置10A−2は、第1PLC中継装置10A−1からの中継信号を取り込んで受信するか、第2PLC端末装置11−2からその応答信号を取り込んで受信することになるので、実際には、中継要求信号を破棄し、中継処理を終了する。
このように各第1PLC中継装置10A−1乃至第5PLC中継装置10A−5が動作するので、通信可能装置数Nが多いPLC中継装置10Aに中継が集中することが回避することができ、中継処理を複数のPLC中継装置10Aに分散処理させることができる。
一方、例えば、電力線通信網1における伝送路の通信環境が何らかの要因によって悪化することがある。このような場合に、第1PLC中継装置10A−1が中継に失敗したり、図7(B)に示すように、第1PLC中継装置10A−1が中継に成功しているにもかかわらず、そのことが第2PLC中継装置10A−2が認識していない場合がある。こうした場合に、第2PLC中継装置10A−2は、ウェイト時間Tw2(RE2)のウェイト後に中継信号を第2PLC端末装置11−2に送信する。第2PLC端末装置11−2は、第1PLC中継装置10A−1が中継に失敗したとしても第2PLC中継装置10A−2によって中継要求信号に基づく中継信号を受信することができる。あるいは、第2PLC端末装置11−2は、第1PLC中継装置10A−1によって中継されている場合には、第2PLC中継装置10A−2からも中継信号を受信することになるが、シーケンス番号を参照することによって、中継信号が重複して中継されたことを認識することができる。
次に、別の実施形態について説明する。
(第3の実施形態の構成)
第1の実施形態は、PLC中継装置10が通信可能装置数Nの増加に従って中継時間を短くする実施形態であるが、第3の実施形態は、PLC中継装置が以前に通信信号を受信した時刻から現在時刻までの経過時間が増加するに従って中継時間を長くする実施形態である。
このため、第3の実施形態に係るPLC中継装置10Bは、図2に破線で示す時を刻む時計部124をさらに制御部102Bに備える点、制御部102Bにおける中継処理部121B及びテーブル処理部122Bの機能の点、及び、図8に示すように通信可能装置テーブル30の登録内容の点が異なることを除き、第1の実施形態に係るPLC中継装置10と同様であるので、その説明を省略する。以下、第1の実施形態と異なる第3の実施形態の構成については、符号に「B」を付して表す。
図8は、第3の実施形態に係る通信可能装置テーブルの構成を示す図である。図8に示すように、通信可能装置テーブル30は、PLC中継装置10の通信アドレス及びPLC端末装置11の通信アドレスが格納されるだけでなく、以前に通信信号を受信した時刻から現在時刻までの経過時間を判断するために、通信アドレスに対応させて通信信号を受信した時刻が通信時刻として登録される。図8(A)に示す例では、通信時刻として、通信アドレス「通信可能装置add1」には「通信時刻time1」が登録されており、通信アドレス「通信可能装置add2」には「通信時刻time2」が登録されており、通信アドレス「通信可能装置add3」には「通信時刻time3」が登録されており、そして、通信アドレス「通信可能装置addM」には「通信時刻timeT」が登録されている。
そして、第3の実施形態に係るPLC中継装置10Bにおけるテーブル処理部122Bは、受信した通信信号における通信元の通信アドレスを通信可能なPLC中継装置10B及びPLC端末装置11として通信可能装置テーブル30に格納するだけでなく、通信信号を受信した際に時計部124から現在時刻を取得し、通信元の通信アドレスに対応させてこの取得した現在時刻を通信時刻として通信可能装置テーブル30に新規に又は更新して格納する。
また、第3の実施形態に係るPLC中継装置10Bにおける中継処理部121Bは、中継すべき通信信号を受信した場合に、通信可能装置テーブル30における通信時刻からの経過時間が増加するに従って中継時間を長くして中継処理を行う。
次に、本実施形態の動作について説明する。
(第3の実施形態の動作)
PLC端末装置11は、送信すべきPLC端末装置11と直接通信することができない場合に、中継要求信号をブロードキャストで電力線12に送信する。
図9は、第3の実施形態に係る電力線通信中継装置の動作を示すフローチャートである。PLC中継装置10BのPLCインターフェース部103は、常時、電力線12を伝送する通信信号を電力線12から取り込んで受信しており、PLCインターフェース部103は、この受信した通信信号を制御部102Bに通知している。PLC中継装置10Bの制御部102Bにおける中継処理部121Bは、電力線12から取り込んで受信した通信信号が中継要求信号であるか否かを中継要求情報を含むか否かによって判断する(S51)。
判断の結果、中継要求信号ではない場合(No)には、中継処理部121Bは、テーブル処理部122Bを用いて、この通信信号における通信元の通信アドレスを取り出す。そして、テーブル処理部122Bにこの取り出した通信元の通信アドレスに基づいて通信可能装置テーブル記憶部111に記憶されている通信可能装置テーブル30を検索させることによって、中継処理部121Bは、受信した通信信号に収容されている通信元の通信アドレスが通信可能装置テーブル30に登録されているか否かを判断する(S52)。判断の結果、通信可能装置テーブル20に登録されている場合(Yes)には、後述の処理S54を実行する。一方、判断の結果、通信可能装置テーブル30に登録されていない場合(No)には、中継処理部121Bは、テーブル処理部122Bを用いて、受信した通信信号に収容されている通信元の通信アドレスを通信可能装置テーブル30に登録し、処理S54を実行する(S53)。
処理S54において、中継処理部121Bは、テーブル処理部122Bを用いて、時計部124から現在時刻を取得し、受信した通信信号に収容されている通信元の通信アドレスに対応させて通信可能装置テーブル30にこの取得した現在時刻を通信時刻として新規に登録又は更新登録し、処理をS51に戻す。
このように処理S51乃至処理S54が実行されることによって、通信可能装置テーブル30には、通信可能なPLC中継装置10B及びPLC端末装置11の通信アドレスと共に最新の通信時刻が登録される。
処理S51における判断の結果、中継要求信号である場合(Yes)には、中継処理部121Bは、通信可能装置テーブル30を検索することによって、中継要求信号に収容されている通信先の通信アドレスが、通信可能装置テーブル30に登録されているか否かを判断する(S55)。判断の結果、通信可能装置テーブル30に登録されていない場合(No)には、当該PLC中継装置10Bが中継要求信号に収容されている通信先の通信アドレスであるPLC端末装置11と通信することができないため、中継処理を実行することができないので、中継処理部121Bは、中継要求信号を破棄し、処理を終了する。
一方、判断の結果、通信可能装置テーブル30に登録されている場合(Yes)には、中継処理部121Bは、通信可能装置テーブル30における検索した通信アドレスに対応する通信時刻tcを取得する。さらに、中継処理部121は、時計部124から現在時刻tpを取得する(S56)。
次に、中継処理部121Bは、現在時刻tpから通信時刻tcとの差を演算することによって通信時間tcから現在時刻tpまでの経過時間を演算し、経過時間に所定の比例定数Acを乗算することによってウェイト時間Tw3を演算する(S57)。即ち、ウェイト時間Tw3=((現在時刻tp)−(通信時刻tc))×Ac=(経過時間)×Acが演算される。所定の比例定数Ac(Ac>0)は、各PLC中継装置10B間における中継時間の単位遅延時間に相当する時間であり、PLC中継装置10Bの仕様によって決定される数値である。このようにウェイト時間Tw3が、経過時間に所定の比例定数Acを乗算することによって演算されるので、経過時間が増加するに従ってウェイト時間Tw3は、長くなる。
次に、中継処理部121Bは、ウェイト時間Tw3だけ時間待ちを行う(S58)。その後、中継不要の判断処理(S59)及び中継開始処理(S60)は、第1の実施形態における処理S18乃至処理S19とそれぞれ同様であるので、その説明を省略する。
このようにPLC中継装置10Bは、中継要求信号を受信した場合に、通信可能装置テーブル30に登録されている通信時刻からの経過時間に応じてウェイト時間Tw3を長くするので、経過時間に応じて中継時間が長くなる。このため、PLC端末装置11が送信した中継要求信号は、中継要求信号の通信先の通信アドレスを持つPLC端末装置11と現在時刻から最も近い時刻に通信信号を受信したPLC中継装置10Bによって中継されるので、電力線12の伝送環境が時々刻々と変化する環境下でも高確率で中継される。従って、自律分散的な中継制御にもかかわらず最適なPLC中継装置10によって通信信号が中継され、通信信号を通信先に迅速に伝送することができる。また、通信トラフィックを抑制することができ、電力線12の通信帯域における利用効率の低下を抑制することができる。
次に、より具体的にPLC中継装置10B及びPLC端末装置11の動作について説明する。図10は、第3の実施形態における中継処理の動作を示すシーケンス図である。
電力線通信網1内の各PLC中継装置10B(第1PLC中継装置10B−1〜第5PLC中継装置10B−5)は、前述の通信可能装置テーブル30を更新する動作をそれぞれ行っており、電力線通信網1内における各PLC中継装置10Bの通信可能装置テーブル30は、例えば、図8(B)乃至図8(F)に示す登録内容になっているとする。
第1PLC中継装置10B−1の通信可能装置テーブル30−RE1には、図8(B)に示すように、第1PLC端末装置11−1の通信アドレス「TE1」及び通信時刻「10:00」、第2PLC端末装置11−2の通信アドレス「TE2」及び通信時刻「10:40」、第3PLC中継装置10B−3の通信アドレス「RE3」及び通信時刻「10:30」、並びに、第4PLC中継装置10B−4の通信アドレス「RE4」及び通信時刻「10:20」が登録されている。
第2PLC中継装置10B−2の通信可能装置テーブル30−RE2には、図8(C)に示すように、第1PLC端末装置11−1の通信アドレス「TE1」及び通信時刻「10:30」、第2PLC端末装置11−2の通信アドレス「TE2」及び通信時刻「10:35」、第3PLC中継装置10B−3の通信アドレス「RE3」及び通信時刻「10:50」、第4PLC中継装置10B−4の通信アドレス「RE4」及び通信時刻「10:10」、並びに、第5PLC中継装置10B−5の通信アドレス「RE5」及び通信時刻「10:00」が登録されている。
同様に、第3PLC中継装置10B−3の通信可能装置テーブル30−RE3には図8(D)に示すように、第4PLC中継装置10B−4の通信可能装置テーブル30−RE4には図8(E)に示すように、第5PLC中継装置10B−5の通信可能装置テーブル30−RE5には図8(F)に示すように、通信アドレス及び通信時刻がそれぞれ登録されている。
このような場合に、第1PLC端末装置11−1(TE1)は、第2PLC端末装置11−2(TE2)と通信を行おうとする際に、第2PLC端末装置11−2と直接通信することができない場合に、中継要求信号をブロードキャストで電力線12に送信する。ブロードキャストされた中継要求信号は、図10(A)、(B)に示すように、第1PLC中継装置10B−1(RE1)乃至第5PLC中継装置10B−5(RE5)にそれぞれ取り込まれて受信される。図10(A)は、第1PLC中継装置10B−1が中継する場合を示し、図10(B)は、第1及び第2PLC中継装置10B−1、10B−2がそれぞれ中継する場合を示す。
第1PLC中継装置10B−1乃至第5PLC中継装置10B−5は、図9に示す動作をそれぞれ実行するが、ここで、第1PLC中継装置10B−1乃至第5PLC中継装置10B−5における通信可能装置テーブル30−RE1乃至通信可能装置テーブル30−RE5は、図8(B)乃至(F)に示す登録内容であるから、処理S55において第1PLC中継装置10B−1及び第2PLC中継装置10B−2が、中継要求信号の送信先が通信可能装置テーブル30−RE1及び通信可能装置テーブル30−RE2に登録されているとそれぞれ判断する。なお、例えば、現在時刻を10:50とする。
第1PLC中継装置10B−1は、通信可能装置テーブル30−RE1に基づき通信時刻tc(RE1)=「10:40」を取得し、ウェイト時間Tw3(RE1)=(10:50−10:40)×Ac=10×Acだけウェイトした後に、中継信号を第2PLC端末装置11−2に送信する。
一方、第2PLC中継装置10B−2は、通信可能装置テーブル30−RE2に基づき通信時刻tc(RE2)=「10:35」を取得し、ウェイト時間Tw3(RE2)=(10:50−10:35)×Ab=15×Acだけウェイトした後に、中継信号を第2PLC端末装置11−2に送信する。
ここで、図10(A)に示すように、10×Ac<15×Acであるからウェイト時間Tw3(RE1)<ウェイト時間Tw3(RE2)であるので、第1PLC中継装置10B−1の方が第2PLC中継装置10B−2より先に中継信号を送信する。このため、第2PLC端末装置11−2は、第1PLC中継装置10B−1に応答信号を返信し、第1PLC中継装置10B−1によって中継要求信号が中継される。一方、第2PLC中継装置10B−2は、第1PLC中継装置10B−1からの中継信号を取り込んで受信するか、第2PLC端末装置11−2からその応答信号を取り込んで受信することになるので、実際には、中継要求信号を破棄し、中継処理を終了する。
このように各第1PLC中継装置10B−1乃至第5PLC中継装置10B−5が動作するので、PLC端末装置11−1が送信した中継要求信号は、中継要求信号の通信先のPLC端末装置11−2と最新に通信信号を受信したPLC中継装置10B−1によって中継されるので、電力線12の伝送環境が時々刻々と変化する環境下でも高確率で中継される。
一方、例えば、電力線通信網1における伝送路の通信環境が何らかの要因によって悪化することがある。このような場合に、第1PLC中継装置10B−1が中継に失敗したり、図10(B)に示すように、第1PLC中継装置10B−1が中継に成功しているにもかかわらず、そのことを第2PLC中継装置10B−2が認識していない場合がある。こうした場合に、第2PLC中継装置10B−2は、ウェイト時間Tw3(RE3)のウェイト後に中継信号を第2PLC端末装置11−2に送信する。第2PLC端末装置11−2は、第1PLC中継装置10B−1が中継に失敗したとしても第2PLC中継装置10B−2によって中継要求信号に基づく中継信号を受信することができる。あるいは、第2PLC端末装置11−2は、第1PLC中継装置10B−1によって中継されている場合には、第2PLC中継装置10B−2からも中継信号を受信することになるが、シーケンス番号を参照することによって、中継信号が重複して中継されたことを認識することができる。
次に、別の実施形態について説明する。
(第4の実施形態の構成)
第1の実施形態は、PLC中継装置10が通信可能装置数Nの増加に従って中継時間を短くする実施形態であるが、第4の実施形態は、PLC中継装置が中継した場合であって通信時刻から現在時刻までの経過時間が所定の時間内である場合には、中継時間として通常設定される通信時刻からの経過時間よりも短い時間を中継時間に設定する実施形態である。
このため、第4の実施形態に係るPLC中継装置10Cは、図2に破線で示す時を刻む時計部124をさらに制御部102Cに備える点、制御部102Cにおける中継処理部121C及びテーブル処理部122Cの機能の点、及び、図11に示すように通信可能装置テーブル40の登録内容の点が異なることを除き、第1の実施形態に係るPLC中継装置10と同様であるので、その説明を省略する。以下、第1の実施形態と異なる第4の実施形態の構成については、符号に「C」を付して表す。
図11は、第4の実施形態に係る通信可能装置テーブルの構成を示す図である。図11に示すように、通信可能装置テーブル40は、PLC中継装置10Cの通信アドレス及びPLC端末装置11の通信アドレスが格納されるだけでなく、通信時刻からの経過時間が所定の時間内であるか否かを判断するために、通信アドレスに対応させてこの通信アドレスの通信信号を受信した時刻が通信時刻として登録され、さらに、通信アドレスに対応させて中継の有無を表す中継フラグが登録される。図11(A)に示す例では、通信アドレス「通信可能装置add1」には通信時刻として「通信時刻time1」及び中継フラグとして「中継フラグ1」が登録されており、通信アドレス「通信可能装置add2」には通信時刻として「通信時刻time2」及び中継フラグとして「中継フラグ2」が登録されており、通信アドレス「通信可能装置add3」には通信時刻として「通信時刻time3」及び中継フラグとして「中継フラグ3」が登録されており、そして、通信アドレス「通信可能装置addM」には通信時刻として「通信時刻timeT」及び中継フラグとして「中継フラグR」が登録されている。
そして、第4の実施形態に係るPLC中継装置10Cにおけるテーブル処理部122Cは、受信した通信信号における通信元の通信アドレスを通信可能なPLC中継装置10C及びPLC端末装置11として通信可能装置テーブル40に格納するだけでなく、通信信号を受信した際に時計部124から現在時刻を取得し、通信信号における通信元の通信アドレスに対応させてこの取得した現在時刻を通信時刻として通信可能装置テーブル40に格納すると共に、中継処理部121Cが通信信号を中継する際に、実際に中継した場合には通信信号(中継要求信号)における中継先の通信アドレスに対応する中継フラグを中継した旨を示すべくセットする一方、実際には中継しなかった場合には通信信号(中継要求信号)における中継先の通信アドレスに対応する中継フラグをリセットする。
また、第4の実施形態に係るPLC中継装置10Cにおける中継処理部121Cは、中継すべき通信信号を受信した場合に、中継フラグがセットされている場合であって通信可能装置テーブル40における通信時刻からの経過時間が所定の時間内である場合には中継時間として通常設定される通信時刻からの経過時間よりも短い時間を中継時間に設定して中継処理を行う。
次に、本実施形態の動作について説明する。
(第4の実施形態の動作)
PLC端末装置11は、送信すべきPLC端末装置11と直接通信することができない場合に、中継要求信号をブロードキャストで電力線12に送信する。
図12は、第4の実施形態に係る電力線通信中継装置の動作を示すフローチャートである。図12において、PLC中継装置10Cの制御部102Cにおける中継処理部121Cが行う、中継要求信号の受信の判断処理(S71)、中継要求信号ではない場合において通信可能装置テーブル40における通信元の通信アドレスの登録有無の判断処理(S72)、登録がない場合において通信可能装置テーブル40へ通信元の通信アドレスの登録処理(S73)、通信時刻の更新処理(S74)、及び、中継要求信号である場合において通信先の通信可能装置テーブル40における通信アドレスの登録有無の判断処理(S75)は、第3の実施形態における処理S51乃至処理S55とそれぞれ同様であるので、その説明を省略する。
処理S75の判断の結果、通信可能装置テーブル40に登録されている場合(Yes)には、中継処理部121Cは、通信可能装置テーブル40における検索した通信アドレスに対応する通信時刻tc及び中継フラグを取得する。さらに、中継処理部121Cは、時計部124から現在時刻tpを取得する(S76)。
次に、中継処理部121Cは、現在時刻tpから通信時刻tcとの差を演算することによって通信時間tcから現在時刻tpまでの経過時間teを演算する(S77)。
次に、中継処理部121Cは、経過時間teが所定の時間以内であって中継フラグがセットされているか否かを判断する(S78)。
判断の結果、経過時間teが所定の時間以内であって中継フラグがセットされている場合(Yes)には、中継時間短縮係数Adに1/2をセットする(S79)。即ち、Ad=1/2となる。一方、判断の結果、経過時間teが所定の時間以内でないか、又は、中継フラグがリセットされている場合(No)には、中継時間短縮係数Adに1をセットする(S80)。即ち、Ad=1となる。
この所定の時間は、PLC中継装置10Cの仕様により決定されるが、例えば、電力線通信網1の通信トラフィックが比較的多い場合は短い時間(例えば、3分や5分や10分等)に設定され、通信トラフィックが比較的少ない場合は長い時間(例えば、半日や1日等)に設定される。中継時間短縮係数Adは、中継時間として通常設定されている通信時刻tcからの経過時間teよりも短い時間を中継時間に設定して中継時間を短縮するための定数である。経過時間teが所定の時間以内であって中継フラグがセットされている場合に、本実施形態では、中継時間を短縮するために中継時間短縮係数Adを1/2に設定したが、これに限定されず、1>Ad>0の範囲でPLC中継装置10Cの仕様により任意に決定される。また、中継時間短縮係数Adを必ずしも全てのPLC中継装置10Cに対して同一の値に設定する必要もない。
次に、中継処理部121Cは、経過時間teに中継時間短縮係数Adを乗算することによってウェイト時間Tw4を演算する(S81)。即ち、ウェイト時間Tw4=(経過時間te)×Adが演算される。このようにウェイト時間Tw4が、条件に応じてセットされた中継時間短縮係数Adを経過時間teに乗算することによって演算されるので、経過時間が所定の時間以内であって中継フラグがセットされている場合には、通常よりもウェイト時間Tw4は、短くなる。
次に、中継処理部121Cは、ウェイト時間Tw4だけ時間待ちを行う(S82)。次に、中継処理部121Cは、ウェイト時間Tw4の間に、中継要求信号の通信先へ宛てた他のPLC中継装置10Cからの中継信号を取り込んで受信したか否かを、及び、通信先から他のPLC中継装置10Cへ宛てた応答信号の返信があったか否かを判断することによって、中継が不要であるか否かを判断する(S83)。
判断の結果、中継が不要である場合(Yes)には、即ち、ウェイト時間Tw4の間に、中継要求信号の通信先へ宛てた他のPLC中継装置10からの中継信号を取り込んで受信した場合、通信先のPLC端末装置11から他のPLC中継装置10へ宛てた応答信号の返信があった場合には、中継処理部121Cは、中継要求信号における通信先のPLC端末装置11に対応する中継フラグをリセットして中継要求信号を破棄し(S86)、処理を終了する。
一方、判断の結果、中継する場合(No)には、中継処理部121Cは、テーブル処理部122Cを用いて、中継実行の事実を記憶部101に記憶すべく、中継要求信号における通信先の通信アドレスに対応する通信時刻tcに現在時刻tpを登録すると共に中継フラグをセットする(S84)。そして、中継処理部121Cは、中継を開始する。即ち、中継処理部121Cは、中継要求信号に基づいて中継信号を生成し、この生成した中継信号を通信先のPLC端末装置11に中継する(S85)。
このようにPLC中継装置10Cは、中継要求信号を受信した際に、通信可能装置テーブル40に登録されている通信時刻からの経過時間が所定の時間内であって中継フラグが設定されている場合には、ウェイト時間Tw4を通常の時間より短くするので中継時間が短くなる。このため、PLC端末装置11が送信した中継要求信号は、この中継要求信号の通信先の通信アドレスを持つPLC端末装置11と中継の経験があって通信時刻tcからの経過時間teが所定の時間以内であるPLC中継装置10Cによって中継されるので、電力線12の伝送環境が時々刻々と変化する環境下でも高確率で中継される。従って、自律分散的な中継制御にもかかわらず最適なPLC中継装置10によって通信信号が中継され、通信信号を通信先に迅速に伝送することができる。
次に、より具体的にPLC中継装置10C及びPLC端末装置11の動作について説明する。図13は、第4の実施形態における中継処理の動作を示すシーケンス図である。
電力線通信網1内の各PLC中継装置10C(第1PLC中継装置10C−1〜第5PLC中継装置10C−5)は、前述の通信可能装置テーブル40を更新する動作をそれぞれ行っており、電力線通信網1内における各PLC中継装置10Cの通信可能装置テーブル40は、例えば、図11(B)乃至図11(F)に示す登録内容になっているとする。
第1PLC中継装置10C−1の通信可能装置テーブル40−RE1には、図11(B)に示すように、第1PLC端末装置11−1の通信アドレス「TE1」、通信時刻「10:00」及び中継フラグ「0」、第2PLC端末装置11−2の通信アドレス「TE2」、通信時刻「10:40」及び中継フラグ「1」、第3PLC中継装置10C−3の通信アドレス「RE3」、通信時刻「10:30」及び中継フラグ「0」、並びに、第4PLC中継装置10C−4の通信アドレス「RE4」、通信時刻「10:20」及び中継フラグ「0」が登録されている。
第2PLC中継装置10C−2の通信可能装置テーブル40−RE2には、図11(C)に示すように、第1PLC端末装置11−1の通信アドレス「TE1」、通信時刻「10:30」及び中継フラグ「1」、第2PLC端末装置11−2の通信アドレス「TE2」、通信時刻「10:35」及び中継フラグ「0」、第3PLC中継装置10C−3の通信アドレス「RE3」、通信時刻「10:50」及び中継フラグ「1」、第4PLC中継装置10C−4の通信アドレス「RE4」、通信時刻「10:10」及び中継フラグ「0」、並びに、第5PLC中継装置10C−5の通信アドレス「RE5」、通信時刻「10:00」及び中継フラグ「0」が登録されている。
同様に、第3PLC中継装置10C−3の通信可能装置テーブル40−RE3には図11(D)に示すように、第4PLC中継装置10C−4の通信可能装置テーブル40−RE4には図11(E)に示すように、第5PLC中継装置10C−5の通信可能装置テーブル40−RE5には図11(F)に示すように、通信アドレス及び通信時刻がそれぞれ登録されている。なお、この例では、中継フラグは、「1」がセットの状態を示し、「0」がリセットの状態を示す。
このような場合に、第1PLC端末装置11−1(TE1)は、第2PLC端末装置11−2(TE2)と通信を行おうとする際に、第2PLC端末装置11−2と直接通信することができない場合に、中継要求信号をブロードキャストで電力線12に送信する。ブロードキャストされた中継要求信号は、図13に示すように、第1PLC中継装置10C−1(RE1)乃至第5PLC中継装置10C−5(RE5)にそれぞれ取り込まれて受信される。
第1PLC中継装置10C−1乃至第5PLC中継装置10C−5は、図12に示す動作をそれぞれ実行するが、ここで、第1PLC中継装置10C−1乃至第5PLC中継装置10C−5における通信可能装置テーブル40−RE1乃至通信可能装置テーブル40−RE5は、図11(B)乃至図11(F)に示す登録内容であるから、処理S75において第1PLC中継装置10C−1及び第2PLC中継装置10C−2が、中継要求信号の送信先が通信可能装置テーブル40−RE1及び通信可能装置テーブル40−RE2に登録されているとそれぞれ判断する。なお、例えば、現在時刻を10:50とし、所定の時間を20分とする。
第1PLC中継装置10C−1は、通信可能装置テーブル40−RE1に基づき通信時刻tc(RE1)=「10:40」及び中継フラグ「1」を取得する。通信時刻tc(RE1)からの経過時間は、10:50−10:40=10分であるから所定の時間以内である。そして、中継フラグもセットされている。このため、Adは、1/2にセットされる。従って、第1PLC中継装置10C−1は、ウェイト時間Tw4(RE1)=(経過時間Te(RE1))×Ac=(経過時間Te(RE1))×1/2だけウェイトした後に、中継信号を第2PLC端末装置11−2に送信する。
一方、第2PLC中継装置10C−2は、通信可能装置テーブル40−RE2に基づき通信時刻tc(RE2)=「10:35」及び中継フラグ「0」を取得する。通信時刻tc(RE2)からの経過時間は、10:50−10:35=15分であるから所定の時間以内である。しかしながら、中継フラグはリセットである。このため、Adは、1にセットされる。従って、第2PLC中継装置10C−2は、ウェイト時間Tw4(RE2)=(経過時間Te(RE2))×Ac=(経過時間Te(RE2))×1だけウェイトした後に、中継信号を第2PLC端末装置11−2に送信する。
図13に示すように、(経過時間Te(RE1))×1/2<(経過時間Te(RE2))×1であるからウェイト時間Tw4(RE1)<ウェイト時間Tw4(RE2)であるので、第1PLC中継装置10C−1の方が第2PLC中継装置10C−2より先に中継信号を送信する。このため、第2PLC端末装置11−2は、第1PLC中継装置10C−1に応答信号を返信し、第1PLC中継装置10C−1によって中継要求信号が中継される。一方、第2PLC中継装置10C−2は、第1PLC中継装置10C−1からの中継信号を取り込んで受信するか、第2PLC端末装置11−2からその応答信号を取り込んで受信することになるので、実際には、中継要求信号を破棄し、中継処理を終了する。
このように各第1PLC中継装置10C−1乃至第5PLC中継装置10C−5が動作するので、PLC端末装置11−1が送信した中継要求信号は、中継要求信号の通信先のPLC端末装置11−2と中継経験のあるPLC中継装置10C−1によって中継されるので、電力線12の伝送環境が時々刻々と変化する環境下でも高確率で中継される。
次に、別の実施形態について説明する。
(第5の実施形態の構成)
第1の実施形態は、PLC中継装置10が通信可能装置数Nの増加に従って中継時間を短くする実施形態であるが、第5の実施形態は、PLC中継装置が中継した場合には、中継時間として通常設定される通信時刻からの経過時間よりも短い時間を中継時間に設定する実施形態である。
このため、第5の実施形態に係るPLC中継装置10Dは、図2に破線で示す時を刻む時計部124をさらに制御部102Dに備える点、制御部102Dにおける中継処理部121D及びテーブル処理部122Dの機能の点、及び、図11に示すように通信可能装置テーブル40の登録内容の点が異なることを除き、第1の実施形態に係るPLC中継装置10と同様であるので、その説明を省略する。以下、第1の実施形態と異なる第5の実施形態の構成については、符号に「D」を付して表す。
そして、第5の実施形態に係るPLC中継装置10Dにおけるテーブル処理部122Dは、受信した通信信号における通信元の通信アドレスを通信可能なPLC中継装置10D及びPLC端末装置11として通信可能装置テーブル40に格納するだけでなく、通信信号を受信した際に時計部124から現在時刻を取得し、通信信号における通信元の通信アドレスに対応させてこの取得した現在時刻を通信時刻として通信可能装置テーブル40に格納すると共に、中継処理部121Dが通信信号を中継したか否かに応じて、通信信号(中継要求信号)における中継先の通信アドレスに対応する中継フラグを設定する。
また、第5の実施形態に係るPLC中継装置10Dにおける中継処理部121Dは、中継すべき通信信号を受信した場合に、中継フラグがセットされている場合には中継時間として通常設定される通信時刻からの経過時間よりも短い時間を中継時間に設定して中継処理を行う。
次に、本実施形態の動作について説明する。
(第5の実施形態の動作)
PLC端末装置11は、送信すべきPLC端末装置11と直接通信することができない場合に、中継要求信号をブロードキャストで電力線12に送信する。
図14は、第5の実施形態に係る電力線通信中継装置の動作を示すフローチャートである。図14において、PLC中継装置10Dの制御部102Dにおける中継処理部121Dが行う、中継要求信号の受信の判断処理(S91)、中継要求信号ではない場合において通信可能装置テーブル40における通信元の通信アドレスの登録有無の判断処理(S92)、登録がない場合において通信可能装置テーブル40へ通信元の通信アドレスの登録処理(S93)、通信時刻の更新処理(S94)、中継要求信号である場合において通信先の通信可能装置テーブル40における通信アドレスの登録有無の判断処理(S95)、通信時刻tc、中継フラグ及び現在時刻tpの取得処理(S96)、及び、経過時間teの演算処理(S97)は、第4の実施形態における処理S71乃至処理S77とそれぞれ同様であるので、その説明を省略する。
処理S97の次に、中継処理部121Dは、中継フラグがセットされているか否かを判断する(S98)。判断の結果、中継フラグがセットされている場合(Yes)には、中継時間短縮係数Adに1/2をセットする(S99)。即ち、Ad=1/2となる。一方、判断の結果、中継フラグがリセットされている場合(No)には、中継時間短縮係数Adに1をセットする(S100)。即ち、Ad=1となる。
そして、中継処理部121Dが行う、ウェイト時間Tw5の演算処理(S101)、ウェイト時間Tw5のウェイト処理(S102)、中継不要の判断処理(S103)、通信時刻tc及び中継時刻trの登録処理及び中継フラグのセット処理(S104)、中継開始の処理(S105)及び中継フラグのリセット処理(S106)は、処理S104で中継時刻trだけでなく通信時刻tcにも現在時刻tpをセットすることを除き、第4の実施形態における処理S81乃至処理S86とそれぞれ同様であるので、その説明を省略する。
このようにPLC中継装置10D、中継要求信号を受信した際に、通信可能装置テーブル40に登録されている中継フラグが設定されている場合には、ウェイト時間Tw5を通常の時間より短くするので中継時間が短くなる。このため、PLC端末装置11が送信した中継要求信号は、この中継要求信号の通信先の通信アドレスを持つPLC端末装置11と中継の経験があるPLC中継装置10Dによって中継されるので、電力線12の伝送環境が時々刻々と変化する環境下でも高確率で中継される。従って、自律分散的な中継制御にもかかわらず最適なPLC中継装置10によって通信信号が中継され、通信信号を通信先に迅速に伝送することができる。
次に、別の実施形態について説明する。
(第6の実施形態の構成)
第1の実施形態は、PLC中継装置10が通信可能装置数Nの増加に従って中継時間を短くする実施形態であるが、第6の実施形態は、PLC中継装置が中継した場合であって中継時刻からの経過時間が所定の時間以内である場合には、中継時間として設定される通信時刻からの経過時間よりも短い時間を中継時間とする実施形態である。
このため、第6の実施形態に係るPLC中継装置10Eは、図2に破線で示す時を刻む時計部124をさらに制御部102Eに備える点、制御部102Eにおける中継処理部121E及びテーブル処理部122Eの機能の点、及び、図15に示すように通信可能装置テーブル50の登録内容の点が異なることを除き、第1の実施形態に係るPLC中継装置10と同様であるので、その説明を省略する。以下、第1の実施形態と異なる第6の実施形態の構成については、符号に「E」を付して表す。
図15は、第6の実施形態に係る通信可能装置テーブルの構成を示す図である。図15に示すように、通信可能装置テーブル50は、PLC中継装置10Eの通信アドレス及びPLC端末装置11の通信アドレスが格納されるだけでなく、通信アドレスに対応させて通信時刻、中継時刻及び中継フラグが登録される。通信時刻は、通信信号を受信した時刻であり、中継時刻は、中継要求信号を中継した時刻であり、そして、中継フラグは、中継した事実を示す情報である。図15に示す例では、通信アドレス「通信可能装置add1」には通信時刻として「通信時刻time1」、中継時刻として「中継時刻R−time1」及び中継フラグとして「中継フラグ1」が登録されており、通信アドレス「通信可能装置add2」には通信時刻として「通信時刻time2」、中継時刻として「中継時刻R−time2」及び中継フラグとして「中継フラグ2」が登録されており、通信アドレス「通信可能装置add3」には通信時刻として「通信時刻time3」、中継時刻として「中継時刻R−time3」及び中継フラグとして「中継フラグ3」が登録されており、そして、通信アドレス「通信可能装置addM」には通信時刻として「通信時刻timeT」、中継時刻として「中継時刻R−timeT」及び中継フラグとして「中継フラグR」が登録されている。
そして、第6の実施形態に係るPLC中継装置10Eにおけるテーブル処理部122Eは、受信した通信信号における通信元の通信アドレスを通信可能なPLC中継装置10C及びPLC端末装置11として通信可能装置テーブル50に格納するだけでなく、通信信号を受信した際に時計部124から現在時刻を取得し、通信信号における通信元の通信アドレスに対応させてこの取得した現在時刻を通信時刻として通信可能装置テーブル50に格納すると共に、中継時刻からの経過時間が所定の時間内であるか否かを判断するために、中継処理部121Cが通信信号を中継した場合に、時計部124から現在時刻を取得し、通信信号(中継要求信号)における中継先の通信アドレスに対応させて、この取得した現在時刻を中継時刻として格納し、そして、中継処理部121Eが通信信号を中継したか否かに応じて、通信信号(中継要求信号)における中継先の通信アドレスに対応する中継フラグを設定する。
また、第6の実施形態に係るPLC中継装置10Eにおける中継処理部121Eは、中継すべき通信信号を受信した場合に、中継フラグがセットされている場合であって通信可能装置テーブル50における中継時刻からの経過時間が所定の時間内である場合には中継時間として通常設定される通信時刻からの経過時間よりも短い時間を中継時間に設定して中継処理を行う。
次に、本実施形態の動作について説明する。
(第6の実施形態の動作)
PLC端末装置11は、送信すべきPLC端末装置11と直接通信することができない場合に、中継要求信号をブロードキャストで電力線12に送信する。
図16は、第6の実施形態に係る電力線通信中継装置の動作を示すフローチャートである。図16において、PLC中継装置10Eの制御部102Eにおける中継処理部121Eが行う、中継要求信号の受信の判断処理(S111)、中継要求信号ではない場合において通信可能装置テーブル50における通信元の通信アドレスの登録有無の判断処理(S112)、登録がない場合において通信可能装置テーブル50へ通信元の通信アドレスの登録処理(S113)、通信時刻の更新処理(S114)、及び、中継要求信号である場合において通信先の通信可能装置テーブル50における通信アドレスの登録有無の判断処理(S115)は、第4の実施形態における処理S71乃至処理S77とそれぞれ同様であるので、その説明を省略する。
処理S115の判断の結果、通信可能装置テーブル50に登録されている場合(Yes)には、中継処理部121Eは、通信可能装置テーブル50における検索した通信アドレスに対応する通信時刻tc、中継時刻tr及び中継フラグを取得する。さらに、中継処理部121Eは、時計部124から現在時刻tpを取得する(S116)。
次に、中継処理部121Eは、現在時刻tpから通信時刻tcとの差、及び、現在時刻tpから中継時刻trとの差をそれぞれ演算することによって、通信時刻tcから現在時刻までの第1経過時間te1、及び、中継時間trから現在時刻tpまでの第2経過時間te2をそれぞれ演算する(S117)。
次に、中継処理部121Eは、第2経過時間te2が所定の時間以内であって中継フラグがセットされているか否かを判断する(S118)。
判断の結果、第2経過時間te2が所定の時間以内であって中継フラグがセットされている場合(Yes)には、中継時間短縮係数Adに1/2をセットする(S119)。即ち、Ad=1/2となる。一方、判断の結果、第2経過時間te2が所定の時間以内でないか、又は、中継フラグがリセットされている場合(No)には、中継時間短縮係数Adに1をセットする(S120)。即ち、Ad=1となる。
次に、中継処理部121Eは、第1経過時間te1に中継時間短縮係数Adを乗算することによってウェイト時間Tw6を演算する(S121)。即ち、ウェイト時間Tw6=((現在時刻tp)−(通信時刻tc))×Ad=(第1経過時間te1)×Adが演算される。
次に、中継処理部121Eは、ウェイト時間Tw6だけ時間待ちを行う(S122)。次に、中継処理部121Eは、ウェイト時間Tw6の間に、中継要求信号の通信先へ宛てた他のPLC中継装置10Eからの中継信号を取り込んで受信したか否かを、及び、通信先から他のPLC中継装置10Eへ宛てた応答信号の返信があったか否かを判断することによって、中継が不要であるか否かを判断する(S123)。
中継不要ではない場合(No)には、中継処理部121Eは、テーブル処理部122Eを用いて、時計部124から現在時刻tpを取得し、中継実行の事実を記憶部101に記憶すべく、中継要求信号における通信先の通信アドレスに対応する通信時刻tc及び中継時刻trに現在時刻tpを登録すると共に中継フラグをセットする(S124)。そして、中継処理部121Eは、中継要求信号を通信先のPLC端末装置11に中継する(S125)。
一方、中継不要である場合(Yes)には、中継処理部121Eは、テーブル処理部122Eを用いて、中継要求信号における通信先の通信アドレスに対応する中継フラグをリセットし(S126)、処理を終了する。
このようにPLC中継装置10Eは、中継要求信号を受信した際に、通信可能装置テーブル50に登録されている中継時刻trからの第2経過時間te2が所定の時間内であって中継フラグが設定されている場合には、ウェイト時間Tw6を通常の時間より短くするので中継時間が短くなる。このため、PLC端末装置11が送信した中継要求信号は、この中継要求信号の通信先の通信アドレスを持つPLC端末装置11と中継の経験があって中継時刻trからの第2経過時間te2が所定の時間以内であるPLC中継装置10Eによって中継されるので、電力線12の伝送環境が時々刻々と変化する環境下でも高確率で中継される。従って、自律分散的な中継制御にもかかわらず最適なPLC中継装置10によって通信信号が中継され、通信信号を通信先に迅速に伝送することができる。
なお、上述の第1乃至第6の本実施形態における通信可能装置テーブル20、30、40、50には、PLC端末装置11の通信アドレス及びPLC中継装置10、10A〜10Eの通信アドレスが登録されているが、もちろん、通信可能な装置がPLC端末装置11だけである場合には、PLC端末装置11の通信アドレスだけが登録され、逆に、通信可能な装置がPLC中継装置10、10A〜10Eだけである場合には、PLC中継装置10、10A〜10Eの通信アドレスだけが登録される。
また、上述の第1乃至第6の実施形態においてPLC端末装置11は、通信信号を同報通信によって送信したが、送信すべきPLC端末装置11に加えて特定のPLC中継装置10、10A〜10Eに送信するように構成しても上述の第1乃至第6の実施形態におけるPLC端末装置11は、同様に動作することができ、同様の効果を奏することができる。
さらに、上述の第1乃至第6の実施形態において、所定の時間間隔で、テーブル処理部122が通信可能装置テーブル20、30、40、50に登録されている通信アドレスに通信信号を送信しその返信を確認することによって、通信可能装置テーブル20、30、40、50の登録内容をリフレッシュするように構成してもよい。このように構成することによって、経時的に変化する電力線12の伝送環境に適切に対応することができる。
そして、上述の第1乃至第6の実施形態において、PLC中継装置10は、PLC端末装置11と個別に設けたが、PLC端末装置11に組み込んでもよい。即ち、PLC中継装置10とPLC端末装置11は、一体でもよい。
実施形態に係る電力線通信網の構成を示す図である。 第1の実施形態に係る電力線通信中継装置の構成を示すブロック図である。 第1の実施形態に係る通信可能装置テーブルの構成を示す図である。 第1の実施形態に係る電力線通信中継装置の動作を示すフローチャートである。 第1の実施形態における中継処理の動作を示すシーケンス図である。 第2の実施形態に係る電力線通信中継装置の動作を示すフローチャートである。 第2の実施形態における中継処理の動作を示すシーケンス図である。 第3の実施形態に係る通信可能装置テーブルの構成を示す図である。 第3の実施形態に係る電力線通信中継装置の動作を示すフローチャートである。 第3の実施形態における中継処理の動作を示すシーケンス図である。 第4の実施形態に係る通信可能装置テーブルの構成を示す図である。 第4の実施形態に係る電力線通信中継装置の動作を示すフローチャートである。 第4の実施形態における中継処理の動作を示すシーケンス図である。 第5の実施形態に係る電力線通信中継装置の動作を示すフローチャートである。 第6の実施形態に係る通信可能装置テーブルの構成を示す図である。 第6の実施形態に係る電力線通信中継装置の動作を示すフローチャートである。
符号の説明
1 電力線通信網
10、10A〜10E 電力線通信中継装置
11 電力線通信端末装置
12 電力線
20、30、40、50 通信可能装置テーブル
101 記憶部
102、102A〜102E 制御部
103 電力線通信インターフェース部
111 通信可能装置テーブル記憶部
121、121A〜121E 中継処理部
122、122B〜122E テーブル処理部

Claims (9)

  1. 電力線通信を行う電力線通信端末装置間における通信信号を中継する電力線通信中継装置において、
    通信可能な電力線通信端末装置に関する端末装置情報及び通信可能な電力線通信中継装置に関する中継装置情報を通信可能装置情報として記憶する記憶部と、
    通信信号を受信した場合に、該通信信号における通信元の電力線通信端末装置及び電力線通信中継装置に対応する通信可能装置情報を前記記憶部に記憶する記憶処理部と、
    中継すべき通信信号を受信した場合に、該通信信号を通信元の電力線通信端末装置より受信した受信時から通信先の電力線通信端末装置へ送信する送信時までの中継時間を前記通信可能装置情報に基づいて可変する中継処理部とを備えること
    を特徴とする電力線通信中継装置。
  2. 前記中継処理部は、前記通信可能装置情報における前記通信可能な電力線通信端末装置の数と前記通信可能な電力線通信中継装置の数との総和である通信可能装置数が増加するに従って前記中継時間を短くすること
    を特徴とする請求項1に記載の電力線通信中継装置。
  3. 前記中継処理部は、前記通信可能装置情報における前記通信可能な電力線通信端末装置の数と前記通信可能な電力線通信中継装置の数との総和である通信可能装置数が増加するに従って前記中継時間を長くすること
    を特徴とする請求項1に記載の電力線通信中継装置。
  4. 前記記憶処理部は、通信信号を受信した際に、該通信信号の通信元の電力線通信端末装置及び電力線通信中継装置に対応する通信可能装置情報に通信時刻の情報を新規に又は更新してさらに付して記憶させ、
    前記中継処理部は、前記通信可能装置情報における前記通信時刻からの経過時間が増加するに従って前記中継時間を長くすること
    を特徴とする請求項1に記載の電力線通信中継装置。
  5. 前記記憶処理部は、通信信号を受信した際に、該通信信号の通信元の電力線通信端末装置及び電力線通信中継装置に対応する通信可能装置情報に通信時刻の情報を新規に又は更新してさらに付して記憶させると共に、前記中継処理部が通信信号を中継する際に、中継先の電力線通信端末装置及び電力線通信中継装置に対応する通信可能装置情報に中継した旨の中継情報をさらに付して記憶させ、
    前記中継処理部は、前記中継情報が前記記憶部に記憶されている場合であって前記通信可能装置情報における前記通信時刻からの経過時間が所定の時間以内である場合には、前記中継時間として設定される前記通信時刻からの経過時間よりも短い時間を前記中継時間とすること
    を特徴とする請求項1に記載の電力線通信中継装置。
  6. 前記記憶処理部は、前記中継処理部が通信信号を中継する際に、中継先の電力線通信端末装置及び電力線通信中継装置に対応する通信可能装置情報に中継した旨の中継情報をさらに付して記憶させ、
    前記中継処理部は、前記中継情報が前記記憶部に記憶されている場合には、前記中継時間として設定される前記通信時刻からの経過時間よりも短い時間を前記中継時間とすること
    を特徴とする請求項1に記載の電力線通信中継装置。
  7. 前記記憶処理部は、前記中継処理部が通信信号を中継する際に、中継先の電力線通信端末装置及び電力線通信中継装置に対応する通信可能装置情報に中継時刻の情報及び中継した旨の中継情報をさらに付して記憶させ、
    前記中継処理部は、前記中継情報が記憶されている場合であって前記通信可能装置情報における前記中継時刻からの経過時間が所定の時間以内である場合には、前記中継時間として設定される前記通信時刻からの経過時間よりも短い時間を前記中継時間とすること
    を特徴とする請求項1に記載の電力線通信中継装置。
  8. 電力線通信を行う電力線通信端末装置間における通信信号を中継する電力線通信中継装置の電力線通信中継方法において、
    通信可能な電力線通信端末に関する端末装置情報及び通信可能な電力線通信中継装置に関する中継装置情報を通信可能装置情報として記憶するステップと、
    中継すべき通信信号を受信した場合に、該通信信号を通信元の電力線通信端末装置より受信した受信時から通信先の電力線通信端末装置へ送信する送信時までの中継時間を前記通信可能装置情報に基づいて可変するステップとを備えること
    を特徴とする電力線通信中継装置の電力線通信中継方法。
  9. 電力線通信を行う複数の電力線通信端末装置と、電力線通信端末装置間で通信信号を中継する電力線通信中継装置とを備える電力線通信システムにおいて、
    前記電力線通信中継装置は、請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の電力線通信中継装置であること
    を特徴とする電力線通信システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100802580B1 (ko) 2006-08-07 2008-02-14 송암시스콤 주식회사 피엘씨 기반 농어촌 설비의 원격 감시제어 시스템 및 그방법
JP2009212895A (ja) * 2008-03-05 2009-09-17 Mitsubishi Electric Corp 電力線搬送通信システム
JP2012190226A (ja) * 2011-02-25 2012-10-04 Hochiki Corp 警報器及び監視システム
JP2014527328A (ja) * 2011-06-29 2014-10-09 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 通信ネットワークにおけるビーコン選択

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