TWI543551B - The method of selecting the optimal central controller from the power line network - Google Patents

Description

自電力線網路中遴選出最優中央控制器之方法

本發明係一種自電力線網路中遴選出最優中央控制器之方法，尤指一種中央控制器能針對電力線網路各個控制器間之連線狀況，進行偵測、統計與分析，據此遴選出一最優之控制器，並指派該最優之控制器成為該中央控制器之方法。

按，隨著網路技術日漸普及，各式各樣不同的上網裝置亦因應使用需求一一問世。以寬頻需求高的客戶來說，概有以非對稱數位用戶線(Asymmetric digital subscriber line，簡稱ADSL)數據機或纜線(CABLE)數據機分別搭配局線及電視訊號之電纜線進行上網等態樣。嗣，隨著無線網路技術之發展漸趨成熟，由於使用無線寬頻上網能大幅減少所需配置的線路，且使用者在操作各式電子裝置時，較能不受拘束地自由移動，故，有線寬頻上網的配置方式漸漸被無線寬頻上網所取代。雖然，無線寬頻上網之技術，確實為網路應用帶來極大的便利性，惟，在實際應用上，無線寬頻上網仍有資訊安全性較低以及連線易中斷等缺點。為能改善前述之缺點，且保有無需額外配置網路線等優點，電力線網路技術應運而生。一般電力線上網裝置相較於數據機等上網裝置具有不需重新佈線、覆蓋範圍廣、連接方便與傳輸速率高等特色，因此，電力線網路裝置只要利用家中的電源線路，即能達到寬頻上網的目的，因此用戶端只需把電力線網路裝置插上家中的市電插座，即能直接以電力線寬頻上網，完全解決家中使用寬頻上網還需電信業者額外到府佈線施工的問題。

目前主要的電力線網路規格有HomePlug AV與G.hn，此種技術利用家中現有的電線進行傳輸，因此不必額外佈線施工，此為其優於傳統有線網路之一大優勢；此外，電力線網路的資料傳輸不受水泥牆與人 體的阻礙，能提供較傳統無線網路更穩定且低延遲的訊號傳輸。在電力線網路中，必須選擇一台機器做為中央控制器，在HomePlug AV的標準中稱為Central Coordinator(縮寫為CCo)，而在G.hn的標準中則稱為Domain Master(縮寫為DM)。中央控制器能組織整個電力線網路，維持電力線群組內的節點資料和分配資料傳輸的順序。一個好的中央控制器，能有效提升電力線網路的效率與提高群組內的支援節點數。近年來，在數位家庭的推動下，HD video、IP CAM與Home automation的需求日益增加，一個家庭內多個電力線網路適配器(PLC adapter)的應用越來越多，為兼具產品效能、耗電量、群組內節點數與成本的考量，如何有效且準確地選出最好的中央控制器來掌控整個電力線網路就成了一個重要的議題。

誠然，電力線網路因為係透過實體線路傳輸訊號，因此，其訊號傳輸相對較穩定，惟，在訊號傳輸的過程中，根據電線配置的方式，以及其他電器與線路間的相對位置，電力線網路中的不同部位難免會受到電力相位與其他電器之雜訊影響，而導致傳輸速度下降；此外，較老舊的電線分接器或電線亦可能造成訊號傳輸效率的衰減。因此，在選擇中央控制器時，應綜合考慮使用者的實際需求、電力線網路中各該控制器本身支援的節點數及各該控制器與其他控制器間的連線效率等因素，如此，方能使電力線網路的效能最佳化。然而，在現有電力線網路中，選擇中央控制器的機制，卻僅是將先啟動的控制器預設為中央控制器，並未有針實際環境中的網路狀態進行最佳化之處置，故，若先啟動的控制器係較低規格的產品，可能造成網路支援的節點數較低，而導致網路效能無法被充分發揮；若先啟動的控制器係處於一個高衰減且干擾強的位置，則可能降低電力線網路訊號傳輸之穩定性。

綜上述可知，習知電力線網路中，由於缺乏一套能因應實際環境中的網路狀態，遴選出最優的中央控制器之機制，而導致網路效能無法被充分發揮，甚至可能造成訊號傳輸不穩定。因此，如何設計出一種自電力線網路中遴選出最優中央控制器之方法，以令電力線網路之效能自動且有效地被最佳化，即成為本發明在此亟欲解決之一重要課題。

有鑑於習知電力線網路有前述之缺點，發明人乃根據長年服務於相關產業之經驗，通過細心地觀察與反覆研究，終於開發出本發明之一種自電力線網路中遴選出最優中央控制器之方法，以期能藉本發明，一舉改善習知電力線網路之諸多問題，進而使電力線網路之效能能被更充分地運用。

本發明之一目的，係提供一種自電力線網路中遴選出最優中央控制器之方法，該方法係應用於一電力線網路，該電力線網路包括至少一終端裝置(電腦、電視、網路攝影機或冰箱等)、至少一網路裝置(如：路由器或數據機)及複數個控制器，其中，各該控制器能分別與該終端裝置及/或該網路裝置相連線，且該等控制器係透過至少一電力線，彼此相電氣連接，以令該等控制器能透過該電力線，相互通訊，各該控制器內分別安裝有一中央控制器評選軟體，該方法係在形成該電力線網路時，該等控制器間能彼此協商，以任一控制器作為一中央控制器(如：HomePlug AV中的Central Coordinator，或G.hn中的Domain Master)，該中央控制器能執行該中央控制器評選軟體，以藉該中央控制器評選軟體，偵測並統計該電力線網路中，該等控制器間之連線狀況(如：任一控制器所能支援之最大節點數、任一控制器直接連接至其它控制器之節點數或任一控制器與其它控制器間之連線速率)，以根據該等連線狀況，遴選出一最優之控制器，並指派該最優之控制器成為該中央控制器，且通知其餘控制器，以該最優之控制器作為該中央控制器。如此，當新的控制器加入該電力線網路，而導致該電力線網路中的節點數發生變化時，該中央控制器將會重新評估該電力線網路中既存之該等控制器，並再次遴選出一最優之控制器做為該中央控制器，或當該中央控制器離開該電力線網路時，該電力線網路中既存之該等控制器間將會重新協商出一新的中央控制器，且該新的中央控制器能遴選出一最優之控制器做為當前的中央控制器，以實現該電力線網路效能之最佳化。

為便 貴審查委員能對本發明目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

〔習知〕

無

〔本發明〕

1‧‧‧電力線網路

11‧‧‧終端裝置

12‧‧‧網路裝置

13‧‧‧控制器

13’‧‧‧中央控制器

131‧‧‧中央控制器評選軟體

A‧‧‧網路線

B‧‧‧電力線

第1圖係一電力線網路之簡化架構示意圖；第2圖係一電力線網路之控制器連接關係示意圖；第3圖係一控制器新加入至該電力線網路之示意圖；及第4圖係該電力線網路之中央控制器離開該電力線網路之示意圖。

本發明係一種自電力線網路中遴選出最優中央控制器之方法，請參閱第1圖所示，該方法係應用於一電力線網路1，該電力線網路1包括至少一終端裝置11、至少一網路裝置12及複數個控制器13。在此一示意圖中，該終端裝置11係一筆記型電腦，惟，實際施作時並不限於此，依今日數位家庭之發展趨勢，舉凡電視、網路攝影機或冰箱等各式能透過網路控制的電器，皆可作為此處所稱之該終端裝置11。該網路裝置12可為路由器或數據機等裝置，以令該電力線網路1能藉該網路裝置12連接至整個網際網路。各該控制器13能分別與該終端裝置11及/或該網路裝置12相連線，在此一示意圖中，各該控制器13係分別透過一網路線A與該終端裝置11及該網路裝置12相連線；此外，該等控制器13係透過至少一電力線B，彼此相電氣連接，以令該等控制器13能透過該電力線B，相互通訊，且使該等該終端裝置11及/或該網路裝置12間，能透過該等控制器13及該電力線B，彼此傳輸數據。

請參閱第2圖所示，各該控制器13內分別安裝有一中央控制器評選軟體131，該方法係在形成該電力線網路1時，該等控制器13間能彼此協商，以任一控制器13作為一中央控制器13’(如：HomePlug AV中的Central Coordinator，或G.hn中的Domain Master)。舉例而言，在形成該電力線網路1的過程中，該電力線網路1可將先啟動之一控制器13預設為該中央控制器13’，或者，在形成該電力線網路1後，各該控制器13輪流發送探索信標(Discover Beacon)，藉此取得該電力線網路1之網路拓樸，並於該電力線網路1之該等控制器13中，選擇一控制器13作為該中央控制器13’。當任一控制器13成為該中央控制器13’後，該中央控制器13’ 能執行該中央控制器評選軟體131，以藉該中央控制器評選軟體131，偵測並統計該電力線網路1中，該等控制器13間之連線狀況。具體而言，此處所稱之連線狀況，包括「任一控制器13所能支援之最大節點數」「任一控制器13直接連接至其它控制器13之節點數」或「任一控制器13與其它控制器13間之連線速率」等參數條件。換言之，該中央控制器評選軟體131儲存有複數項參數條件，以令該中央控制器13’，能藉該中央控制器評選軟體131所儲存之該等參數條件，偵測並統計該電力線網路1中，各該控制器13所能支援之最大節點數；或者，藉由該中央控制器評選軟體131所儲存之該等參數條件，偵測並統計該電力線網路1中，各該控制器13直接連接至其它控制器13的節點數；又或者，藉由該中央控制器評選軟體131，偵測並統計該等控制器13間之連線速率；又或者，藉由該中央控制器評選軟體131，偵測並統計前未述及之其他參數條件。嗣，該中央控制器13’能透過該中央控制器評選軟體131，根據前述之該等參數條件，遴選出該最優之控制器13。

承前所述，當該中央控制器13’遴選出該最優之控制器13後，該中央控制器13’會指派該最優之控制器13成為該中央控制器13’，且通知其餘各該控制器13，以該最優之控制器13作為該中央控制器13’。如此，請參閱第3圖所示，當新的控制器13加入該電力線網路1，而導致該電力線網路1中的節點數發生變化時，該中央控制器13’將會重新評估該電力線網路1中既存之該等控制器13，並再次遴選出一最優之控制器13做為該中央控制器13’；或者，請參閱第4圖所示，當該中央控制器13’離開該電力線網路1時，該電力線網路1中既存之該等控制器13間將會重新協商出一新的中央控制器13’，且該新的中央控制器13’能遴選出一最優之控制器13做為當前的中央控制器13’。透過前述之遴選過程，將能有效確保該電力線網路1效能之最佳化。

復請參閱第2圖所示，為能因應不同的使用目的，遴選出最適當條件之一控制器13做為中央控制器13’，必須適當地調整連線狀況中，各該參數條件的優先適用順序。為達成此一目的，在本發明之較佳實施例中，該中央控制器評選軟體131尚儲存有該等參數條件之一優先排序，以 便在該中央控制器評選軟體131遴選出該最優之控制器13，且根據不同的參數條件所評選出之控制器13相異時，能根據該等參數條件之該優先排序，決定出最優之控制器13。此外，為便於使用者能根據實際需求調整該電力線網路1之效能取向，當該等控制器13接收到一排序調整命令時，該中央控制器評選軟體131能根據該排序調整命令，調整該等參數條件之該優先排序。實際施作時，廠商可在該等控制器13上設置按鍵或旋鈕等輸入裝置，以令使用者能透過該等輸入裝置，輸入該排序調整命令；此外，廠商亦可針對該等控制器13及中央控制器評選軟體131進行設計，以在一控制器13與一終端裝置11相連接時，令該控制器13能接收該終端裝置11所發出之一排序調整命令，如此，使用者便能夠透過該終端裝置11向該等控制器13發送該排序調整命令，進而改變該等參數條件之該優先排序。

承上，為詳細說明「動態調整該等參數條件的優先適用順序」所能帶來的優點，茲分別舉例陳述在不同使用目的下，遴選最優之控制器13做為中央控制器13’所需考慮之參數條件。

當一電力線網路1主要係應用於傳輸多媒體訊號，以供使用者觀看高解析度的網路視訊時，由於此一應用方式對節點數的需求相對較低，但對於訊號傳輸的流量與穩定度要求較高，故，可將「任一控制器13與其它控制器13間之連線速率」之參數條件，設定為最優先的參數條件，以確保訊號不會有延遲或斷線的狀況，進而能為使用者帶來最佳的用戶體驗。反之，若另一電力線網路1主要係應用於家庭自動化之目的(如：透過網路控制各式電器的開/關，或調整電器的設定值)時，由於需要同時對大量的設備或裝置進行控制，因此，需要大量的節點數來對應該等設備或裝置，但不需要密集地傳輸大量資料，也不需要頂級的傳輸效能，故，將「任一控制器13直接連接至其它控制器13之節點數」之參數條件，設定為最優先的參數條件，以令該另一電力線網路1所能支援連接的設備或裝置數量能夠最大化，以充分發揮以該另一電力線網路1實現家庭自動化之目的。同理，亦可根據再另一電力線網路1之主要應用目的，將「任一控制器13所能支援之最大節點數」或其他參數條件，設定為該再另一電力線網路1之最優先的參數條件，其具體施作方式可依應用之目的做最佳調整。

由以上說明可知，藉由本發明之一種自電力線網路中遴選出最優中央控制器之方法，不僅能使電力線網路之效能大幅提昇，且能根據建置電力線網路之主要目的，進一步因應不同的使用目的，遴選出最適當條件之一控制器做為中央控制器，真正達成電力線網路效能的最佳化。

按，以上所述，僅係本發明之若干較佳實施例，惟，本發明所主張之權利範圍，並不侷限於此，按凡熟悉該項技藝之人士，依據本發明所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本發明之保護範疇。

1‧‧‧電力線網路

13‧‧‧控制器

13’‧‧‧中央控制器

131‧‧‧中央控制器評選軟體

Claims (7)

1. 一種自電力線網路中遴選出最優中央控制器之方法，該方法係應用於一電力線網路，該電力線網路包括至少一終端裝置、至少一網路裝置及複數個控制器，其中，各該控制器能分別與該終端裝置及/或該網路裝置相連線，且該等控制器係透過至少一電力線，彼此相電氣連接，以令該等控制器能透過該電力線，相互通訊，各該控制器內分別安裝有一中央控制器評選軟體，該中央控制器評選軟體儲存有複數項參數條件及該等參數條件之一優先排序，該方法係在形成該電力線網路時，該等控制器間能彼此協商，以任一控制器作為一中央控制器，該中央控制器能執行該中央控制器評選軟體，以藉該中央控制器評選軟體，執行下列步驟：偵測並統計該電力線網路中該等控制器間之連線狀況，且藉由該等參數條件，偵測並統計該電力線網路中該等控制器間之連線狀況；根據該優先排序中最優先之參數條件，比對該等連線狀況，且自該等連線狀況中遴選出連線狀況最優良之控制器作為一最優之控制器；指派該最優之控制器成為該中央控制器；及通知其餘控制器，以該最優之控制器作為該中央控制器。
2. 如請求項1所述之方法，當該中央控制器接收到一排序調整命令時，該中央控制器會根據該排序調整命令，調整該等參數條件之該優先排序。
3. 如請求項2所述之方法，其中該等控制器上分別設有至少一輸入裝置，以令使用者能透過該等輸入裝置，輸入該排序調整命令。
4. 如請求項2所述之方法，其中該控制器能接收該終端裝置所發出之該排序調整命令，並根據該排序調整命令，調整該等參數條件之該優先排序。
5. 如請求項3或4所述之方法，其中該等參數條件之一，係任一控制器所能支援之最大節點數。
6. 如請求項3或4所述之方法，其中該等參數條件之一，係任一控制器直接連接至其它控制器之節點數。
7. 如請求項3或4所述之方法，其中該等參數條件之一，係任一控制器與其它控制器間之連線速率。