TWI571067B - 多躍點通訊系統及子機 - Google Patents

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Description

多躍點通訊系統及子機
本發明係有關多躍點(multi-hop)通訊系統及子機。
習知以來已知有一種在具備複數個節點的通訊網路中於節點間進行資訊傳送時允許透過其他節點進行通訊之中繼的多躍點通訊。亦知有一種在進行多躍點通訊時，並非是以對等關係的節點而是以其他節點作為子機對作為母機的節點進行通訊之形態的通訊網路。例如，日本公開第2011-250301號公報(以下稱為「文獻1」)掲示一種由取得各個不同用戸的查表結果的複數台的子機(支局)、與從複數台的子機收集查表結果的母機(總局)所構成之通訊網路，以進行遠端查表。又，就文獻1所記載的技術而言，構成為一種在從任一子機向母機傳送查表結果的資訊時，允許透過其他子機進行中繼而進行多躍點通訊的通訊網路。
【先行技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本公開第2011-250301號公報
此外，文獻1中有記載可利用無線通訊和電力線傳輸通訊(power line communication)雙方的子機，當子機進行電力線傳輸通訊失敗時會利用無線通訊和母機形成通訊路徑。亦即，無線通訊的通訊路徑係作為電力線傳輸通訊的預備通訊路徑使用，並未考慮針對電力線傳輸通訊的通訊路徑和無線通訊的通訊路徑進行適材適所地分配利用。
本發明之目的在於提供一種多躍點通訊系統，且更進一步提供使用於該多躍點通訊系統的子機，該多躍點通訊系統係在母機和複數台的子機之間進行多躍點通訊時，例如根據母機和子機之間所形成的路由將電力線傳輸通訊的通訊路徑和無線通訊的通訊路徑等不同之通訊方式的通訊路徑作適當地分配，以減低信號干涉或封包衝突，且通訊可靠度高。
為了達成上述目的，本發明之多躍點通訊系統係具備母機與複數台的子機，且在前述母機和前述複數台的子機各自之間進行資訊傳送時允許透過其他子機進行通訊之中繼，其特徵為：前述複數台的子機包含有複合式子機，該複合式(hybrid)子機可選擇資訊可及範圍不同的複數個通訊方式。
較佳為，於該多躍點通訊系統中，前述複合式子機可選擇第1通訊方式及第2通訊方式作為前述複數個通訊方 式，且前述第1通訊方式係將電波作為傳送媒體的無線通訊，前述第2通訊方式係將配電線作為傳送媒體的電力線傳輸通訊。
較佳為，於該多躍點通訊系統中，前述複數台的子機包含2台以上的前述複合式子機，前述2台以上的複合式子機各自具備選擇處理部，於該選擇處理部設定有既定的選擇基準；前述2台以上的複合式子機之中的1台的複合式子機所具有的前述選擇處理部在選擇對前述母機側之上位側通訊路徑所使用的通訊方式時，僅在與前述複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程(hop)數為1的其他複合式子機之關係滿足既定的選擇基準之情況選擇前述第1通訊方式，而其他情況則選擇前述第2通訊方式。
亦即，較佳為，於該多躍點通訊系統中，前述複數台的子機至少包含第1複合式子機、及和前述第1複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的第2複合式子機，前述第1複合式子機具備選擇處理部，該選擇處理部在選擇對前述母機側之上位側通訊路徑所使用的通訊方式時，以僅在與前述第2複合式子機之關係滿足既定的選擇基準之情況選擇前述第1通訊方式，而其他情況則選擇前述第2通訊方式之方式設定前述選擇基準。
較佳為，於該多躍點通訊系統中，前述選擇處理部具有如下功能：將在前述上位側通訊路徑使用前述第1通訊方式時的最小路由成本，通知至與前述複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的前述其他複合式子 機；以及在由前述其他複合式子機所通知的路由成本比前述複合式子機的前述最小路由成本還小時，在前述上位側通訊路徑採用前述第2通訊方式，且在由前述其他複合式子機所通知的路由成本比前述複合式子機的前述最小路由成本還大時，在前述上位側通訊路徑採用前述第1通訊方式。
亦即，較佳為，於該多躍點通訊系統中，前述選擇處理部具有如下功能：將在前述上位側通訊路徑使用前述第1通訊方式時的最小路由成本通知至前述第2複合式子機；以及在由前述第2複合式子機所通知的路由成本比前述第1複合式子機的前述最小路由成本還小時，在前述上位側通訊路徑採用前述第2通訊方式，且在由前述第2複合式子機所通知的路由成本比前述第1複合式子機的前述最小路由成本還大時，在前述上位側通訊路徑採用前述第1通訊方式。
較佳為，於該多躍點通訊系統中，前述選擇處理部係採用僅使用無線通訊的接收品質所算出的虛擬路由成本作為前述路由成本。
較佳為，於該多躍點通訊系統中，前述選擇處理部具有如下功能：將和前述複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的其他子機的台數，通知至和前述複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的前述其他複合式子機；以及在由前述其他複合式子機所通知的台數比已向前述其他複合式子機通知的前述台數還少時，在前述上 位側通訊路徑採用前述第1通訊方式。
亦即，較佳為，於該多躍點通訊系統中，前述選擇處理部具有如下功能：將和前述第1複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的其他子機的台數，通知至前述第2複合式子機；以及在由前述第2複合式子機所通知的台數比已向前述第2複合式子機通知的前述台數還少時，在前述上位側通訊路徑採用前述第1通訊方式。
較佳為，於該多躍點通訊系統中，前述選擇處理部具有如下功能：當在和前述複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的其他子機中存在僅和前述複合式子機之間進行電力線傳輸通訊的子機時，在前述上位側通訊路徑採用前述第1通訊方式。
亦即，較佳為，於該多躍點通訊系統中，前述選擇處理部具有如下功能：當在和前述第1複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的子機中存在僅和前述第1複合式子機之間進行電力線傳輸通訊的子機時，在前述上位側通訊路徑採用前述第1通訊方式。
較佳為，於該多躍點通訊系統中，前述選擇處理部具有如下功能：將在前述上位側通訊路徑使用前述第1通訊方式時的前述最小路由成本設為第1路由成本，將通過和前述複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的其他子機時的路由成本設為第2路由成本，且在由前述第2路由成本減去前述第1路由成本後的差為超過規定的臨限值時，在前述上位側通訊路徑採用前述第1通訊方式。
亦即，較佳為，於該多躍點通訊系統中，前述選擇處理部具有如下功能：將在前述上位側通訊路徑使用前述第1通訊方式時的前述最小路由成本設為第1路由成本，將通過和前述第1複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的子機時的路由成本設為第2路由成本，且在由前述第2路由成本減去前述第1路由成本後的差為超過規定的臨限值時，在前述上位側通訊路徑採用前述第1通訊方式。
較佳為，於該多躍點通訊系統中，前述選擇處理部具有對前述選擇基準進行加權的功能，俾在前述上位側通訊路徑已採用前述第1通訊方式時，變得容易選擇前述第1通訊方式，而在與前述複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的前述其他複合式子機在前述上位側通訊路徑已選擇無線通訊時，前述其他複合式子機會優先使用無線通訊。
亦即，較佳為，於該多躍點通訊系統中，前述選擇處理部具有對前述選擇基準進行加權的功能，俾在前述上位側通訊路徑已採用前述第1通訊方式時變得容易選擇前述第1通訊方式，而在前述第2複合式子機在前述上位側通訊路徑已選擇無線通訊時前述第2複合式子機會優先使用無線通訊。
較佳為，於該多躍點通訊系統中，前述複合式子機具有和其他機器進行通訊的功能，前述選擇處理部係在選擇和前述複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1 的其他子機與前述複合式子機之間的通訊之通訊方式、及前述其他機器與前述複合式子機之間的通訊之通訊方式時，使選擇不同的通訊方式之機率比選擇相同的通訊方式之機率還高。
亦即，較佳為，於該多躍點通訊系統中，前述第1複合式子機具有與設置在和前述第1複合式子機相同用戸的機器進行通訊的功能，前述選擇處理部係在選擇和前述第1複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的子機與前述第1複合式子機之間的通訊之通訊方式、及前述機器與前述第1複合式子機之間的通訊之通訊方式時，使選擇不同的通訊方式之機率比選擇相同的通訊方式之機率還高。
本發明之子機，其特徵為：使用於前述多躍點通訊系統。
此外，前述第1複合式子機和前述第2複合式子機具有相同功能。
根據本發明的構成，在母機和複數台的子機之間進行多躍點通訊時，具有例如可根據母機和子機之間所形成的路由將電力線傳輸通訊的通訊路徑和無線通訊的通訊路徑等不同之通訊方式的通訊路徑適當地分配的優點。
10‧‧‧子機
11‧‧‧複合式子機
12‧‧‧無線子機
13‧‧‧有線子機
20‧‧‧母機
N1~N3、N11~N15、N21~N23‧‧‧識別資訊
L1‧‧‧配電線
La‧‧‧電力線傳輸通訊的通訊路徑
Lb‧‧‧無線通訊的通訊路徑
T1‧‧‧降壓變壓器
110‧‧‧控制部
111‧‧‧記憶部
112‧‧‧通訊部
1101‧‧‧路由構成部
1102‧‧‧通訊處理部
1103‧‧‧選擇處理部
1111‧‧‧第1節點表
1112‧‧‧第2節點表
1121‧‧‧無線I/F
1122‧‧‧電力線I/F
更加詳細記載本發明之較佳實施形態。本發明的其他特徵及優點與以下的詳細記載及添附的圖式相關連而更 易理解。
圖1係顯示實施形態之通訊網路的一例的圖。
圖2係顯示實施形態之通訊網路的具體例的圖。
圖3係顯示實施形態所使用的子機之方塊圖。
圖4A係顯示實施形態所使用之第1鏈路表(link table)的一例的圖。
圖4B係顯示實施形態所使用之第2鏈路表的一例的圖。
圖5A係顯示實施形態所使用之招呼封包(hello packet)格式的例子的圖。
圖5B係顯示實施形態所使用之招呼封包格式的例子的圖。
圖5C係顯示實施形態所使用之招呼封包格式的例子的圖。
圖6係顯示實施形態之通訊網路的其他例子的圖。
圖7係顯示實施形態所使用之第2鏈路表的其他例子的圖。
圖8係顯示實施形態之通訊網路的又一其他例子的圖。
圖9係顯示實施形態所使用之第2鏈路表的又一其他例子的圖。
圖10係顯示實施形態之通訊網路的其他例子的圖。
圖11係顯示實施形態所使用之第2鏈路表的其他例子的圖。
以下說明的實施形態係假設在電力用戸的電錶附設有子機，為了將複數台的子機各自從電錶取得之查表資料匯集於母機，而在1台的母機和複數台的子機間進行通訊的情況。然而，子機的功能不限於收集查表資料，在用戸所使用的電氣機器具有既定的通訊功能的情況，亦可透過與該電氣機器進行通訊而賦予子機管理電能的功能。
假設母機為電力公司、或由電力公司所委託提供服務的公司所運作的管理伺服器。管理伺服器並非意味1台電腦，亦可以複數台的電腦來實現。又，母機亦可構成被階層化成複數階層的通訊網路。例如，母機亦可為藉由管理伺服器與進行通訊之複數台的中繼裝置所構成之上位的通訊網路。在此情況，構成為母機一部份的各中繼裝置和子機通訊之下位的通訊網路。
此外，以下說明的實施形態並非受限於電力管理的用途。亦即，以下說明的實施形態，只要是在母機和複數台的子機之間進行通訊的通訊網路，且用以和母機之間傳送資訊的子機係進行允許透過其他子機來中繼資訊之多躍點通訊的情況即可適用。此外，在以下說明的實施形態中，未對具體的使用例進行詳述，主要針對在母機和子機之間構成通訊網路的功能進行說明。
如上所述，子機自用戸的電錶取得查表資料，由子機向母機傳送查表資料。通訊網路(多躍點通訊系統)的例子顯示在圖2。圖2所示的通訊網路係由1台的母機20 和複數台的子機10所構成。又，子機10係透過和用戸所使用的機器中具通訊功能的機器之間進行通訊而可管理(管理、設定)機器的操作。此外，機器設置在和子機10相同的用戸。
另一方面，允許透過其他子機10來和母機20之間進行中繼的子機10，係至少具有進行將電波作為傳送媒體的無線通訊之功能、和進行將配電線作為傳送媒體的電力線傳輸通訊之功能當中之至少一種功能。
亦即，子機10被分類為：進行無線通訊和電力線傳輸通訊兩種通訊的構成、僅進行無線通訊的構成、以及僅進行電力線傳輸通訊的構成之3種構成。以下，將進行無線通訊和電力線傳輸通訊之兩種通訊的子機10稱為「複合式子機11」，僅進行無線通訊的子機10稱為「無線子機12」，僅進行電力線傳輸通訊的子機10稱為「有線子機13」。圖2中，電力線傳輸通訊的通訊路徑La以實線表示，無線通訊的通訊路徑Lb以虛線表示。
複合式子機11除了可選擇如無線通訊(第1通訊方式)和電力線傳輸通訊(第2通訊方式)般實體層不同的通訊方式之情況以外，亦可選擇同為無線通訊但資訊可及範圍或信號干涉範圍不同的頻帶或調制方式作為通訊方式。總之，透過選擇不同的通訊方式使資訊的傳達範圍或信號干涉範圍不同即可。亦即，複合式子機11構成為可選擇資訊可及範圍不同的複數個通訊方式。以複數個通訊方式而言，複合式子機11係例如可選擇第1通訊方式及 第2通訊方式。
在圖2所示的構成例中，假設如集合住宅或出租大樓那樣共用一個建物的複數個用戸、與如獨棟住宅那樣占有一個建物的用戸混合存在之情況。亦即，在圖2的右部中連接於配電線L1的複數台(15台)的子機10對應前者之情況，在圖2的左部中獨立的複數台(2台)的子機10對應後者之情況。
配電線L1連接於降壓變壓器T1的二次側，於該配電線L1連接複合式子機11或有線子機13，連接於配電線L1的複數台的子機10之間，基本上將配電線L1作為傳送媒體來使用而進行電力線傳輸通訊。然而，在連接於配電線L1的複數台的子機10之間有通訊品質降低的情況時，亦允許進行無線通訊。雖然在圖2的說明中描述成包含了有線子機13，但連接於配電線L1之所有的子機10亦可為複合式子機11。
另一方面，圖2左部的2台子機10為無線子機12，不進行電力線傳輸通訊。然而，即使像獨棟住宅那樣占有一個建物的用戸，在使用連接於降壓變壓器的二次側之配電線來與上述的中繼裝置進行通訊的情況，該等的子機10亦可以複合式子機11或有線子機13來取代。
複合式子機11的構成例顯示於圖3。複合式子機11基本上具備控制部110、記憶部111及通訊部112。
控制部110係具備有如同微電腦般依循程式而動作的裝置(device)作為主要硬體要素。控制部110具備：進行 構成通訊路由之處理的路由構成部1101；使用所構成之通訊路由進行通訊的通訊處理部1102；以及選擇要進行電力線傳輸通訊和無線通訊當中哪一者之選擇處理部1103。
記憶部111除了記憶使控制部110動作用的程式以外，至少還具備第1節點表1111和第2節點表1112。記憶部111較佳為使用有別於控制部110的其他裝置，但亦可被一體化。
通訊部112具備：進行電波收發以執行無線通訊的無線通訊介面部1121；以及連接於配電線L1(參照圖2)以執行電力線傳輸通訊的電力線傳輸通訊介面部1122。以下，將「無線通訊介面部」簡稱為「無線I/F」，「電力線傳輸通訊介面部」簡稱為「電力線I/F」。控制部110中的選擇處理部1103係根據路由構成部1101所產生之路由構成結果，來決定要使用複合式子機11中的無線I/F1121和電力線I/F1122當中的哪一者。
此外，無線子機12係省略了複合式子機11當中的選擇處理部1103及電力線I/F1122後的構成，有線子機13係省略了複合式子機11當中的選擇處理部1103及無線I/F1121後的構成。此外，實際上，複合式子機11和無線子機12及有線子機13在記憶部111的構成上是有差異，但在有關硬體構成方面大致是同樣的構成。
然而，利用複數台的子機10和母機20所構成的通訊網路(參照圖1)，由於用以和母機20之間傳送資訊的子 機10係進行允許透過其他子機10中繼資訊之多躍點通訊，所以必需選擇要用那個子機10作為中繼。因此，各子機10係預先探索並記憶通訊品質良好的路由(路徑)以利用預先探索之通訊品質良好的路由與母機20之間進行通訊。又，子機10係在與母機20之間的資訊發生傳送失敗的情況，以相同的路由進行再送、或選擇下一個通訊品質良好的路由進行再送。該等技術乃習知技術故省略說明。
以下，針對藉由路由構成部1101進行上述路由之探索的程序作說明。亦即，針對探索用在各子機10和母機20通訊的路由之程序作說明。此處，在進行資訊傳送的節點(子機10和母機20之總稱)之間的路由不含其他節點的情況，形成於節點間的通訊路徑稱為「鏈路(link)」。又，將鏈路通訊品質的評價值稱為「鏈路成本(link cost)」、進行資訊傳送的節點之間的路由整體的鏈路成本稱為「路由成本」。亦即，路由成本為路由所包含的所有鏈路中之鏈路成本的總和。鏈路成本為使用各鏈路的SNR、信號強度等所求得之整數值，且以通訊品質越好值越小的方式算出。再者，構成路由的鏈路之個數稱為「躍程數」。因此，在不通過其他子機10而直接進行通訊的情況之躍程數成為1。在2台的節點之間的躍程數為1的情況，對一節點而言，另一節點稱為「鄰接節點」。例如，和第1複合式子機11進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的第2複合式子機11稱為第1複合式子機11的「鄰接 節點」。
此處，在2台的節點之間進行無線通訊的情況時，當各節點的接收感度或電波干涉狀況有異時，會有鏈路成本因收發的方向而產生差異的情形。因此，要正確地求取鏈路成本時，有必要在2台的節點之間進行雙向通訊。然而，若為含有多數台的節點之通訊網路時，針對所有的鄰接節點進行雙向無線通訊時，鏈路成本之取得需耗費相當多的時間。
因此，本實施形態的各子機10係允許僅使用無線信號的接收品質算出虛擬鏈路成本，再從虛擬鏈路成本求取虛擬路由成本。若是僅使用接收品質的虛擬鏈路成本，則光是接收後述的招呼封包即可算出，虛擬路由成本亦可僅接收招呼封包而算出。亦即，縮短取得鏈路成本及路由成本所需的時間，且與抑制通訊量之增加有關連。
此處，係以假設各子機10在進行鄰接節點之探索後且已算出鏈路成本及路由成本的狀態之情況作說明。由於複合式子機11可選擇無線通訊的通訊路徑和電力線傳輸通訊的通訊路徑，所以路由構成部1101在和鄰接節點之間傳送資訊時，必需選擇要使用無線I/F1121和電力線I/F1122當中哪一者。無線I/F1121和電力線I/F1122之選擇，係使用圖4A所示的第1節點表(第1鏈路表)1111和圖4B所示的第2節點表(第2鏈路表)1112之資料來進行。
以下，以構成圖1所示的通訊網路之情況為例作說 明。圖1中的四角形表示節點，連接節點間的實線或虛線表示鏈路。又，鏈路當中，實線表示進行電力線傳輸通訊的鏈路，虛線表示進行無線通訊的鏈路。在表示節點的四角形中所示的數值為節點的識別資訊，附設於鏈路且被雙引號包圍的數值為鏈路成本。
路由構成部1101係在進行求取路由成本以決定路由的本處理之前，進行構成如圖1所示的通訊網路之前處理。亦即，路由構成部1101的前處理是使用圖4A所示的第1節點表1111及圖4B所示的第2節點表1112，藉此進行按各鏈路來決定要使用電力線傳輸通訊和無線通訊當中哪一者之處理。
第1節點表1111及第2節點表1112，係依著眼的複合式子機11的各鄰接節點，管理在著眼的複合式子機11和母機20之間通過該鄰接節點的路由之相關資訊。具體言之，節點表1111、1112係包含有：著眼的複合式子機11的鄰接節點的識別資訊；母機20和鄰接節點之間的路由躍程數；該路由所含有的子機10的識別資訊及在路由上之中繼順序。進一步，節點表1111、1112係依各鄰接節點包含有：母機20和鄰接節點之間的路由成本(「稱為上位路由成本」)；鄰接節點和著眼的複合式子機11之間的鏈路成本；母機20和著眼的複合式子機11之間的整體路由成本。上位路由成本與鏈路成本的和與整體的路由成本一致。
此處，關於路由的資訊，係根據著眼的複合式子機 11和鄰接節點之間的鏈路之種類而分配管理第1節點表1111和第2節點表1112。亦即，藉由進行無線通訊的鏈路而連接於著眼的複合式子機11之鄰接節點被儲存於第1節點表1111，藉由進行電力線傳輸通訊的鏈路而連接於著眼的複合式子機11之鄰接節點被儲存於第2節點表1112。
現在，當將識別資訊是「N13」的子機10設為著眼的複合式子機11時，則該著眼的複合式子機11的鄰接節點成為識別資訊是「N1」、「N3」、「N12」、「N14」、「N23」的子機10。此處，設成識別資訊是「N1」、「N3」的子機10為無線子機12，識別資訊是「N12」、「N14」的子機10為複合式子機11，識別資訊是「N23」的子機10為有線子機13。以下，將識別資訊是「Nn」的子機10稱為「Nn」的子機10。
由於是假設圖1所示的通訊網路，所以與「N13」的複合式子機11相關連地登錄於第1節點表1111的鄰接節點成為「N1」、「N3」、「N12」、「N14」的子機10和母機20。當中，著眼於「N3」的子機10時，在「N13」的複合式子機11和母機20之間通過「N3」的子機10的路由，係包含「N2」的子機10，從母機20算起第1躍程點為「N2」的子機10，第2躍程點為「N3」的子機10。又，鄰接節點是「N3」的子機10為：從母機20起算的躍程數為2，上位路由成本成為15(=6+9)。又，由於「N13」的複合式子機11和「N3」的子機10之間的鏈路成本為8，所 以整體的路由成本成為23(=15+8)。同樣地，亦針對其他鄰接節點登錄資料。
另一方面，「N13」登錄於複合式子機11中之第2節點表1112的鄰接節點，因為是藉由和「N13」的複合式子機11進行電力線傳輸通訊的鏈路而連接於「N13」的複合式子機11之鄰接節點，故成為「N12」、「N14」、「N23」的子機10。若著眼於「N14」的子機10，則在「N13」的複合式子機11和母機20之間通過「N14」的子機10的路由，係包含「N2」的子機10，從母機20算起第1躍程點為「N2」的子機10，第2躍程點為「N14」的子機10。又，鄰接節點之「N14」的子機10為：從母機20起算的躍程數為2，上位路由成本成為17(=6+11)。同樣地，亦針對其他鄰接節點登錄資料。
當第1節點表1111和第2節點表1112有資料登錄時，選擇處理部1103係比較第1節點表1111中的最小路由成本和第2節點表1112中的最小上位路由成本。在第1節點表1111中最小路由成本比第2節點表1112中最小上位路由成本還小的情況，整體的路由成本從第1節點表1111所選擇的鄰接節點會變小。
亦即，在上述的關係成立的情況，含有從第2節點表1112所選擇的鄰接節點之路由，不會有藉由通過第1節點表1111中路由成本最小的鄰接節點之路由將路由成本設小的情況。因此，在著眼的複合式子機11中，可說是選擇無線通訊的通訊路徑作為著眼的複合式子機11和母 機20之間的路由較為理想。
為進行上述的動作，選擇處理部1103將第1節點表1111當中之最小路由成本通知至鄰接節點所包含之複合式子機11及有線子機13。在經由電力線I/F1122向鄰接節點通知路由成本時，選擇處理部1103係使用在多躍點通訊中表示節點在動作中的招呼封包(以下，稱為「H封包」)。H封包係從各節點以廣播送出，將已送出H封包的節點存在於通訊網路的情形通知其他節點。
因此，H封包基本上如圖5A所示，係包含操作碼、發送端的節點的識別資訊(圖5A的「發送端識別資訊」)、序號、及發送目的地之節點種類即可。其中，如上所述，由於H封包必需將在使用無線I/F1121的情況之路由成本通知其他節點，所以將在節點加入通訊網路時所用的H封包除外，在H封包亦包含有路由成本。
此處，操作碼係表示封包種類之識別符號。在本實施形態中，除H封包以外，還使用了已接收到H封包的節點會視需要回報的回應封包、或用以通知通訊品質之封包等之複數種封包。作為發送端之節點的識別資訊，除了獨自賦予的識別資訊外，亦可使用節點的MAC位址等。序號係賦予在通訊時被賦予的封包之編號，且透過在一連串的通訊賦予所用的複數個封包相同的序號，以表示該複數個封包是相關連的封包。路由成本係從第1節點表1111獲得路由成本的最小值。
當複合式子機11經由電力線I/F1122向鄰接節點發 送含有路由成本的H封包時，已接收H封包的鄰接節點係和儲存於第2節點表1112的上位路由成本作比較。此處，在由複合式子機11所接收的路由成本比上位路由成本還小的情況，該鄰接節點的選擇處理部1103為了形成上位側(接近母機20之側)的通訊路徑而選擇無線I/F1121，亦即選擇無線通訊。該鄰接節點的選擇處理部1103縱使是選擇無線I/F1121的情況，針對下位側仍是選擇電力線I/F1122。
如上所述，複合式子機11的選擇處理部1103係按以下的程序選擇要使用無線I/F1121與電力線I/F1122當中哪一者。亦即，鄰接的複合式子機11，首先，使用電力線I/F1122將含有第1節點表1111的最小路由成本之H封包向著眼的複合式子機11發送。其次，已接收該H封包的複合式子機11(著眼的複合式子機11)的選擇處理部1103係比較H封包所包含的路由成本、和第2節點表1112中的最小上位路由成本。選擇處理部1103在路由成本比上位路由成本還小的情況，針對上位側選擇無線I/F1121，針對下位側選擇電力線I/F1122。又，選擇處理部1103在路由成本比上位路由成本還大的情況僅選擇電力線I/F1122。
因為選擇處理部1103進行上述的處理，故若為圖1所示的通訊網路，則「N11」、「N12」、「N14」的複合式子機11僅使用電力線I/F1122。又，「N13」的複合式子機11於上位側使用無線I/F1121，於下位側使用電力線 I/F1122。關於「N15」的複合式子機11也和「N13」的複合式子機11同樣。藉此，可將使用無線I/F1121和上位側連接的複合式子機11限定成是路由的品質良好的少數。
上述的選擇處理部1103在上位側將選擇使用無線I/F1121和電力線I/F1122當中哪一者作為選擇基準方面，雖是使用路由成本，但在決定通訊路徑時亦可使用其他選擇基準。
關於通訊路徑的選擇基準，例如，可使用進行電力線傳輸通訊之鄰接節點的台數。亦即，在進行電力線傳輸通訊之鄰接節點的台數較多的複合式子機11，亦可設定將無線I/F1121使用在上位側的通訊的選擇基準。
以下，茲以圖6所示的通訊網路為例說明動作例。在圖6所示的通訊網路中，將「N12」的子機10設為著眼的複合式子機11時，則進行電力線傳輸通訊的鄰接節點成為「N11」、「N13」、「N21」、「N22」的子機10。
在將著眼的複合式子機11的鄰接節點的台數用作選擇基準之情況，作為著眼的複合式子機11中之第2節點表1112的項目，使用電力線I/F1122進行通訊的情況之鏈路數成為必要。該鏈路數由於為與著眼的複合式子機11之間進行電力線傳輸通訊之鄰接節點的台數，所以是鄰接的複合式子機11和鄰接的有線子機13之總和。亦即，鏈路數係與著眼的複合式子機11進行電力線傳輸通訊之鄰接的複合式子機11和鄰接的有線子機13之總和。
因此，在「N12」的複合式子機11中之第2節點表(第2鏈路表)1112的內容成為圖7那樣。就圖示例而言，省略了有關母機20和鄰接節點之間的路由所包含的子機10的識別資訊及在路由上之中繼順序的資訊，但亦能包含該資訊。由於假設第2節點表1112中的躍程數係根據母機20和鄰接節點之無線通訊的躍程數且「N21」、「N22」2台的子機10不進行無線通訊的情況，所以圖示例中的「N21」、「N22」2台的子機10未含有躍程數的資訊。
依據圖7所示的第2節點表1112，可得知與著眼的複合式子機11進行電力線傳輸通訊之鄰接節點的台數(亦即，鏈路數)為「4」。另一方面，觀看鏈路數的項目可得知在鄰接節點中的最大鏈路數為「3」。如此一來，複合式子機11的選擇處理部1103透過使用第2節點表1112可得知鄰接節點的台數(鏈路數)與各鄰接節點的鏈路數。在本例的情況，由於「N12」的複合式子機11的鏈路數比和「N12」的複合式子機11進行電力線傳輸通訊之鄰接節點中的鏈路數多，所以在「N12」的複合式子機11中使用無線I/F1121形成上位側通訊路徑。
在採用上述之動作的情況，複合式子機11的選擇處理部1103係按以下的程序選擇要使用無線I/F1121與電力線I/F1122當中哪一者。亦即，鄰接的複合式子機11係使用電力線I/F1122將含有從儲存於第2節點表1112的資訊獲得之鏈路數的H封包發送予著眼的複合式子機 11。該H封包如圖5B所示，係包含操作碼、發送端的識別資訊(圖5B的「發送端識別資訊」)、序號、發送目的地之節點種類、及鏈路數。因此，已接收該H封包的複合式子機11(著眼的複合式子機11)之選擇處理部1103能將H封包所含的鏈路數儲存於第2節點表1112的鏈路數的項目。
選擇處理部1103係在第2節點表1112中的所有鄰接節點之鏈路數的項目被儲存資料時，比較第2節點表1112的最大鏈路數和鄰接節點的台數。選擇處理部1103係在鄰接節點的台數比最大鏈路數還多的情況，針對上位側選擇無線I/F1121，針對下位側選擇電力線I/F1122。又，選擇處理部1103係在最大鏈路數是鄰接節點的台數以下的情況，僅選擇電力線I/F1122。藉此，可將在上位側使用無線I/F1121之複合式子機11的台數限定成所需的最小限度。
此處，就上述的動作而言，複合式子機11亦能以鄰接節點的識別資訊的一覽表進行通知，以取代用H封包通知鄰接節點的台數。
通訊路徑的選擇基準亦可為和複合式子機11的鄰接節點相關的拓撲(topology)。亦即，選擇處理部1103亦可因應鄰接節點中之上位側的鏈路為1條或複數條而選擇是否使用無線I/F1121形成該複合式子機11之上位側通訊路徑。在複合式子機11的鄰接節點中之上位側的鏈路為1條的情況，其鄰接節點僅經由該複合式子機11而構 成和母機20之間的路由。在此種拓撲的情況，利用無線I/F1121形成該複合式子機11的上位側通訊路徑。
以下，茲以圖8所示的通訊網路為例說明動作例。在圖8所示的通訊網路中，當「N11」的子機10設為該著眼的複合式子機11時，則和著眼的複合式子機11進行電力線傳輸通訊的鄰接節點成為「N12」、「N21」、「N22」的子機10。
在將有關鄰接節點的拓撲用作為選擇基準的情況，關於著眼的複合式子機11(「N11」的複合式子機11)中之第2節點表1112的項目，是需要各鄰接節點的鄰接節點的識別資訊。亦即，有必要知道在通訊網路中有關從著眼的複合式子機11算起第2躍程範圍內之子機10的鏈路。因此，「N11」的複合式子機11中之第2節點表(第2鏈路表)1112係如圖9那樣，包含從第2躍程點的節點所見之鄰接節點的識別資訊。就圖示例而言，省略了有關母機20和鄰接節點之間的路由所含之節點的識別資訊及在路由上之中繼順序的資訊，但亦可含有該資訊。
依據圖9所示的第2節點表1112，和「N11」的複合式子機11進行電力線傳輸通訊之鄰接節點各自含有下一個鄰接節點的識別資訊。亦即，「N11」的複合式子機11的鄰接節點係「N12」、「N21」、「N22」的子機10，「N12」的子機10的鄰接節點成為「N11」、「N13」、「N22」的子機10。又，「N21」的子機10的鄰接節點僅有「N11」的子機10，「N22」的子機10的鄰接節點成為「N11」、「N12」 的子機10。
如此一來，著眼的複合式子機11(「N11」的複合式子機11)的選擇處理部1103透過使用第2節點表1112可知悉：是否包含有只與該複合式子機11之間形成上位側鏈路的子機10。在本例的情況，由於「N21」的子機10係僅「N11」的複合式子機11成為鄰接節點，所以在「N11」的複合式子機11中使用無線I/F1121形成上位側通訊路徑。
在採用上述動作的情況，複合式子機11的選擇處理部1103係按以下的程序，選擇要使用無線I/F1121與電力線I/F1122當中哪一者。亦即，鄰接的複合式子機11，首先，使用電力線I/F1122將含有從儲存於第2節點表1112的資訊獲得之鏈路數的H封包向著眼的複合式子機11發送。該H封包係如圖5C所示，包含操作碼、發送端的識別資訊、序號、發送目的地之節點種類、及各鄰接節點之鄰接節點的識別資訊。因此，已接收該H封包的複合式子機11(著眼的複合式子機11)的選擇處理部1103成為可將資料儲存於從鄰接節點所見的鄰接節點的識別資訊之項目。
選擇處理部1103，係針對第2節點表1112中的所有鄰接節點，在從其鄰接節點所見之鄰接節點的識別資訊的項目被儲存資料時，則判斷有無鄰接節點是僅1個的鄰接節點。在存在有鄰接節點僅1個的鄰接節點之情況，選擇處理部1103針對著眼的複合式子機11之上位側選擇無線 I/F1121。又，選擇處理部1103針對該著眼的複合式子機11之下位側選擇電力線I/F1122。總之，選擇處理部1103，係依著眼的複合式子機11的各鄰接節點抽出從該鄰接節點所見之鄰接節點，在所謂鄰接節點僅1個的條件成立之情況，針對著眼的複合式子機11的上位側選擇無線I/F1121。藉此，可抑制在上位側使用無線I/F1121之複合式子機11的台數，且以電力線傳輸通訊連接於下位側之子機10亦可產生良好品質的通訊路由。
本實施形態為了決定在複合式子機11中的通訊路徑，可使用上述的3種選擇基準的至少1種。此處，複合式子機11係透過採用上述的選擇基準而比無線通訊還優先地先選擇電力線傳輸通訊。例如，若假設用戸是集合住宅或出租大樓等且在建物內使用電力線傳輸通訊，則資訊的傳達範圍受限於建物內等，但無線通訊的情況傳達範圍較廣，有導致廣範圍信號干涉之虞。依據上述的處理，從複數台的複合式子機11當中限定使用無線I/F1121和上位側連接的複合式子機11，故可減低無線通訊側的通訊量、可抑制因封包衝突等所導致的通訊失敗。
此處，縱使適用上述的選擇基準，利用無線I/F1121形成複合式子機11之上位側通訊路徑，當複合式子機11之下位側通訊路徑的鏈路成本較大時，會有無法確保鄰接節點之通訊品質的情況。因此，針對著眼的複合式子機11的鄰接節點，除了上位路由成本以外，亦連同著眼的複合式子機11和鄰接節點之間的鏈路成本進行評價者較 佳。
以下，茲以圖10所示的通訊網路為例說明動作。在圖10所示的通訊網路中，當「N12」的子機10設為著眼的複合式子機11時，則和著眼的複合式子機11進行電力線傳輸通訊之鄰接節點成為「N11」、「N13」、「N21」、「N22」的子機10。該著眼的複合式子機11中之第2節點表(第2鏈路表)1112係如圖11所示，具有和圖4B所示的例子同樣的項目。然而，針對根據該複合式子機11和鄰接節點之間的電力線傳輸通訊的鏈路成本記載了具體的例子。
依據圖11所示的第2節點表1112，有關鄰接節點之「N11」、「N13」的複合式子機11之上位路由成本分別為11、9，著眼的複合式子機11(「N12」的複合式子機11)的路由成本之最小值成為15。由此可知，若為上述的選擇基準，則該著眼的複合式子機11不會選擇無線I/F1121。亦即，「N11」、「N13」的複合式子機11之路由成本的最小值比鄰接節點之「N12」的複合式子機11之上位路由成本的最小值還小，所以「N12」的複合式子機11成為選擇電力線I/F1122。相對地，此處，透過將著眼的複合式子機11(「N12」的複合式子機11)和鄰接節點的鏈路成本一併考慮，以在「N12」的複合式子機11中選擇無線I/F1121。
亦即，就圖10所示的例而言，「N12」的複合式子機11和鄰接節點之「N11」、「N13」的複合式子機11之間的鏈路成本分別成為32、41。因此，「N12」的複合式子機 11在上位側的通訊使用無線I/F1121之情況的路由成本15，相對地，經由鄰接節點的路由之路由成本係分別為43、50，大幅度變大。因此，此種條件成立的情況，若為上述的選擇基準，即使是於上位側的通訊使用電力線I/F1122的複合式子機11，仍使用無線I/F1121者較理想。此外，圖10中，鏈路成本係附設於鏈路且被雙引號所包圍的數值。
選擇處理部1103，係比較由第1節點表1111獲得之最小路由成本(第1路由成本)、與由第2節點表1112獲得之上位路由成本及鏈路成本的和之路由成本(第2路由成本)。接著，選擇處理部1103係在從第2路由成本減去第1路由成本後的差超過規定的臨限值的情況，選擇無線I/F1121。透過事先附加此種限制，俾減低形成通訊品質極差的路由之可能性。
就母機20和子機10之間形成的通訊網路中成為鏈路的通訊路徑而言，依上述的選擇基準或限制而使用無線通訊或電力線傳輸通訊。此外，子機10如上所述，可和用戸所使用的機器之間進行通訊，且和機器之間亦使用無線通訊或電力線傳輸通訊。因此，子機10和機器之間的通訊有可能會干涉子機10和母機20之間的通訊。
於是，為避免此種干涉，在子機10和母機20之間的通訊，以優先使用與子機10和機器之間進行通訊用的傳送媒體不同之傳送媒體者較佳。例如，若在用戸中的子機10和機器之間進行無線通訊，則以在該子機10和母機20 之間的通訊優先使用電力線傳輸通訊者較佳。
在如上所述選擇子機10和母機20之間的通訊路徑之傳送媒體時，在已選擇子機10和機器之間的通訊路徑之傳送媒體後，子機10只要在可選擇的範圍選擇與先前所選擇的傳送媒體不同之傳送媒體即可。再者，若以所選擇之傳送媒體被優先使用的方式對選擇基準進行加權，則子機10和機器之間的通訊路徑與子機10和母機20之間的通訊路徑變得容易分離。如此一來，當通訊路徑被明確分離時，則抑制通訊量的增加，且亦抑制封包的衝突。針對加權的技術將敘明如後。
此外，通訊網路所含之鏈路的鏈路成本係依H封包之收發而動態地變化。在電力線傳輸通訊的情況，伴隨著像家電機器或電氣機器那種電氣機器的動作狀態或開關的導通/斷開等所產生的阻抗或雜訊的變化，SNR會隨著變化。在無線通訊的情況，縱使母機20或子機10不移動，接收信號強度會因車或人的移動等之周邊環境變化而變化。然而，當路由依極小的變化而變更時，則系統整體的路由無法收歛而發散等，故在運用管理上並不理想。因此，一旦形成與電力線傳輸通訊和無線通訊之特性相應的鏈路後，若鏈路成本無大幅變化，以不變更鏈路地進行使用者較佳。
由此，複合式子機11係在決定要於上位側通訊路徑使用無線通訊後，送出已設定表示要於上位側通訊路徑使用無線通訊的旗標之H封包者較佳。已接收該H封包的 鄰接節點的複合式子機11係對通訊路徑的選擇基準進行加權，以於已設定旗標的複合式子機11中優先使用無線通訊。亦即，複合式子機11係於通訊路徑已採用無線通訊的情況，以依舊可容易選擇無線通訊之方式對通訊路徑的選擇基準進行加權。
此加權，例如，在採用比較路由成本和上位路由成本的選擇基準之情況，將已設定旗標的複合式子機11中之路由成本僅降低既定值即可。又，在使用鄰接節點的台數作為選擇基準的情況，將從選擇無線通訊的複合式子機11送出的H封包所含有的台數僅加算既定數即可。
如以上，在複合式子機11，一旦選擇於上位側通訊路徑使用無線通訊時，由於該狀態會被儘可能地維持，故可防止使用無線通訊的複合式子機11頻繁變化的情形。
此外，較佳為，複合式子機11係事先設定選擇基準，以於選擇在上位側通訊路徑所用的通訊方式和在下位側通訊路徑所用的通訊方式時，使得選擇不同的通訊方式之機率比選擇相同的通訊方式之機率還高。
雖然利用幾個較佳實施形態來記載本發明，但對該所屬技術領域具有通常知識者而言，可在不逸脫本發明原本的精神及範圍下，即在不逸脫申請專利範圍之下進行各種修正及變形。
10‧‧‧子機
11‧‧‧複合式子機
12‧‧‧無線子機
13‧‧‧有線子機
20‧‧‧母機
N1~N3、N11~N15、N21~N23‧‧‧識別資訊

Claims (9)

  1. 一種多躍點通訊系統，係具備母機與複數台的子機，且在前述母機和前述複數台的子機各自之間進行資訊傳送時允許透過其他子機進行通訊之中繼，其特徵為：前述複數台的子機包含有2台以上的複合式子機，該複合式子機可選擇資訊可及範圍不同的複數個通訊方式；前述2台以上的複合式子機各自可選擇第1通訊方式及第2通訊方式作為前述複數個通訊方式，且前述第1通訊方式係將電波作為傳送媒體的無線通訊，前述第2通訊方式係將配電線作為傳送媒體的電力線傳輸通訊；前述2台以上的複合式子機各自具備選擇處理部，於該選擇處理部設定有既定的選擇基準；前述2台以上的複合式子機之中的1台的複合式子機所具有的前述選擇處理部，在選擇對前述母機側之上位側通訊路徑所用的通訊方式時，僅在與前述1台的複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的其他複合式子機之關係滿足既定的選擇基準之情況選擇前述第1通訊方式，而其他情況則選擇前述第2通訊方式。
  2. 如請求項1所記載之多躍點通訊系統，其中前述選擇處理部具有如下功能：將在前述上位側通訊路徑使用前述第1通訊方式時 的最小路由成本，通知至與前述複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的前述其他複合式子機；以及在由前述其他複合式子機所通知的路由成本比前述複合式子機的前述最小路由成本還小時，在前述上位側通訊路徑採用前述第2通訊方式，而在由前述其他複合式子機所通知的路由成本比前述複合式子機的前述最小路由成本還大時，在前述上位側通訊路徑採用前述第1通訊方式。
  3. 如請求項2所記載之多躍點通訊系統，其中前述選擇處理部係採用僅使用無線通訊的接收品質所算出的虛擬路由成本作為前述路由成本。
  4. 如請求項1所記載之多躍點通訊系統，其中前述選擇處理部具有如下功能：將和前述複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的其他子機的台數，通知至與前述複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的前述其他複合式子機；以及在由前述其他複合式子機所通知的台數比已向前述其他複合式子機通知的前述台數還少時，在前述上位側通訊路徑採用前述第1通訊方式。
  5. 如請求項1所記載之多躍點通訊系統，其中前述選擇處理部具有如下功能：當在和前述複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍 程數為1的其他子機中存在僅和前述複合式子機之間進行電力線傳輸通訊的子機時，在前述上位側通訊路徑採用前述第1通訊方式。
  6. 如請求項2~5項中任一項所記載之多躍點通訊系統，其中前述選擇處理部具有如下功能：將在前述上位側通訊路徑使用前述第1通訊方式時的前述最小路由成本設為第1路由成本，將通過和前述複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的其他子機時的路由成本設為第2路由成本，且在由前述第2路由成本減去前述第1路由成本後的差為超過規定的臨限值時，在前述上位側通訊路徑採用前述第1通訊方式。
  7. 如請求項1~5項中任一項所記載之多躍點通訊系統，其中前述選擇處理部具有對前述選擇基準進行加權的功能，俾在前述上位側通訊路徑已採用前述第1通訊方式時變得容易選擇前述第1通訊方式，而在與前述複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的前述其他複合式子機在前述上位側通訊路徑已選擇無線通訊時，前述其他複合式子機會優先使用無線通訊。
  8. 如請求項1~5項中任一項所記載之多躍點通訊系統，其中前述複合式子機具有和其他機器進行通訊的功能；前述選擇處理部係在選擇和前述複合式子機進行電力線傳輸通訊中的躍程數為1的其他子機與前述複合 式子機之間的通訊之通訊方式、及前述其他機器與前述複合式子機之間的通訊之通訊方式時，使選擇不同的通訊方式之機率比選擇相同的通訊方式之機率還高。
  9. 一種子機，其特徵為：使用在如請求項1所記載之多躍點通訊系統。
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