通信系統和傳輸單元的製作方法

2023-05-18 00:28:51

專利名稱：通信系統和傳輸單元的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及一種通信系統和傳輸單元，其中在該通信系統中，第一通信終端和第二通信終端連接至傳輸路徑，該第一通信終端使用從傳輸單元重複地發送至傳輸路徑的傳輸信號來進行通信，以及該第二通信終端使用疊加在該傳輸信號的疊加信號來進行通信。
背景技術：
通信系統已經廣泛普及，其中在該通信系統中，傳輸單元(母機)和多臺通信終端(子機)連接至傳輸路徑，並且各通信終端與傳輸單元進行通信。作為這種通信系統的示例，已知有如下系統:傳輸單元周期性地監視通信終端的狀態，並且在檢測到這些通信終端其中之一的狀態變化時，向其它通信終端發送信號以進行與該狀態變化相對應的處理(例如，參見日本專利1180690、日本專利1195362和日本專利1144477)。然而，在上述結構的通信系統中，由於通信終端總是經由傳輸單元進行通信並且傳輸單元對通信終端進行輪詢，因此該通信系統的通信速度相對較低。因此，該通信系統不適合傳輸諸如模擬量等的數據量相對較大的信息。此外，由於在傳輸單元的故障等時該通信系統整體將停止，因此該通信系統存在其可靠性較低的問題。考慮到該問題，已提出了被設計成以下兩者混合存在的通信系統:用於經由傳輸單元在通信終端之間進行通信的現有通信系統；以及用於在對等模式(P2P)下在通信終端之間直接進行通信的通信系統(參見日本特開2009-225328)。在該通信系統中，傳輸路徑由經由傳輸單元(母機)彼此進行通信的第一通信終端和彼此直接進行通信的第二通信終端共用。因此，可以容易地向現有通信系統添加第二通信終端。在該通信系統中，第一通信終端使用從傳輸單元重複地發送至傳輸路徑的傳輸信號(第一協議信號)來進行通信。第二通信終端使用疊加在傳輸信號上的疊加信號(第二協議信號)來進行通信。順便提及，傳輸信號是時分方式的信號，傳輸信號的每一巾貞在時間軸方向上被分割成多個時間段，並且這些時間段中的一部分時間段被分配作為能夠進行疊加信號的疊加的可疊加時間段(即，適合進行疊加信號的疊加的疊加時間段)。在該通信系統中，第二通信終端在傳輸信號的時間段中被分配作為可疊加時間段(疊加時間段)的一部分時間段內，通過使用經由與傳輸信號共用的傳輸路徑所傳輸的疊加信號來進行通信。在該結構中，在傳輸數據由於數據量較大而無法在一次的可疊加時間段內進行傳輸的情況下，第二通信終端將該傳輸數據分割成多個數據，並且針對各可疊加時間段順次發送這些數據。在這種情況下，跨越多個可疊加時間段來傳輸該傳輸數據。在傳輸數據的數據量變大的情況下，第二通信終端可能無法利用傳輸信號的一幀來傳輸該傳輸數據。在這種情況下，第二通信終端可以通過傳輸信號的多個幀來傳輸該傳輸數據。如上所述，第二通信終端僅可以在傳輸信號的一部分時間段內發送疊加信號，因此在傳輸信號的一幀內能夠傳輸的數據量受到限制。因此，提高第二通信終端之間的通信速度已經很困難。

發明內容
本發明是考慮到上述問題而作出的，並且本發明的目的是提供一種可以提高使用疊加信號所進行的通信的通信速度的通信系統和傳輸單元。本發明的一種通信系統包括:傳輸單元，其連接至傳輸路徑，並且用於將傳輸信號重複地發送至所述傳輸路徑；第一通信終端，其連接至所述傳輸路徑，並且用於使用所述傳輸信號來進行通信；以及第二通信終端，其連接至所述傳輸路徑，並且用於使用疊加在所述傳輸信號上的疊加信號來進行通信，其中，所述傳輸信號是針對每一幀在時間軸方向上被分割成多個時間段的時分方式的信號，所述多個時間段包括適於進行所述疊加信號的疊加的疊加時間段，以及所述傳輸單元包括信號調整部，所述信號調整部用於在所述傳輸單元所設置的容許範圍內，根據所述疊加信號的傳輸狀態來調整所述疊加時間段在所述傳輸信號的一幀內所佔的比例，並且所述傳輸單元將由所述信號調整部對所述疊加時間段的比例進行了調整的傳輸信號發送至所述傳輸路徑。在該通信系統中，優選地，在所述第二通信終端使用所述疊加信號來進行通信的情況下，所述信號調整部在所述容許範圍內將所述疊加時間段延長為最大值。在該通信系統中，優選地，在所述第二通信終端使用所述疊加信號來進行通信的情況下，所述信號調整部在所述容許範圍內將除所述疊加時間段以外的時間段縮短為最小值。在該通信系統中，優選地，所述傳輸信號是包括通過電壓的切換分割得到的多個時間段的電壓信號，以及在所述第二通信終端使用所述疊加信號來進行通信的情況下，所述信號調整部消除連續的多個所述疊加時間段之間的電壓的切換。在該通信系統中，優選地，所述第二通信終端使用所述疊加信號來周期性地進行通信，以及所述信號調整部針對每一延長周期使所述疊加時間段延長了延長長度，其中所述延長長度和所述延長周期是根據所述第二通信終端使用所述疊加信號進行通信的時刻所確定的。在該通信系統中，優選地，所述疊加時間段是作為所述傳輸信號的一部分時間段的、能夠進行所述疊加信號的疊加的可疊加時間段，並且所述傳輸信號的其餘時間段是不能進行所述疊加信號的疊加的不可疊加時間段，以及所述容許範圍是使得能夠經由所述傳輸信號來進行所述第一通信終端的通信的範圍。本發明的一種傳輸單元，其適用於通信系統，在所述通信系統中，經由重複地發送至傳輸路徑的傳輸信號來在第一通信終端之間進行通信，以及經由疊加在所述傳輸信號上的疊加信號來在第二通信終端之間進行通信，其中，所述傳輸信號是針對每一幀在時間軸方向上被分割成多個時間段的時分方式的信號，所述多個時間段包括適於進行所述疊加信號的疊加的疊加時間段，所述傳輸單元包括:信號發送部，用於將所述傳輸信號發送至所述傳輸路徑；以及信號調整部，用於在針對所述傳輸信號所設置的容許範圍內，根據所述疊加信號的傳輸狀態來調整所述疊加時間段在所述傳輸信號的一幀內所佔的比例，以及所述傳輸單元將由所述信號調整部對所述疊加時間段的比例進行了調整的傳輸信號從所述信號發送部發送至所述傳輸路徑。在該傳輸單兀中，優選地，所述疊加時間段是作為所述傳輸信號的一部分時間段的、能夠進行所述疊加信號的疊加的可疊加時間段，並且所述傳輸信號的其餘時間段是不能進行所述疊加信號的疊加的不可疊加時間段，以及所述容許範圍是使得能夠經由所述傳輸信號來進行所述第一通信終端的通信的範圍。利用本發明，信號調整部在使得能夠經由傳輸信號進行第一通信終端的通信的容許範圍內(即，在傳輸單元所設置的容許範圍內)，根據疊加信號的傳輸狀態來調整疊加時間段在傳輸信號的一幀內所佔的比例。因此，在本發明中，可以提高經由疊加信號所進行的通信的通信速度。


圖1的A和B示出第一實施例的結構，其中圖1A是通信系統的示意系統結構圖，並且圖1B是傳輸單元的示意框圖。圖2的A和B是示出第一實施例的信號調整部的操作的說明圖。圖3的A和B是示出第一實施例的信號調整部的另一操作的說明圖。圖4的A和B是示出第一實施例的信號調整部的又一操作的說明圖。圖5的A和B是示出第一實施例的信號調整部的又一操作的說明圖。圖6的A和B是示出第一實施例的信號調整部的又一操作的說明圖。圖7的A和B是示出第二實施例的信號停止部的操作的說明圖。圖8的A和B是示出第二實施例的信號停止部的另一操作的說明圖。
具體實施例方式第一實施例如圖1A所示，本實施例的通信系統是包括連接至2線式的傳輸路徑2的傳輸單元I的通信系統。該通信系統包括:多臺第一通信終端3，其連接至傳輸路徑2並且用於與傳輸單元I進行通信；以及多臺第二通信終端4，其連接至傳輸路徑2並且用於彼此直接進行通信。圖1A示出兩臺第一通信終端3和兩臺第二通信終端4連接至傳輸路徑2的示例，但傳輸路徑2也可以連接三臺以上的第一通信終端3和/或第二通信終端4。在該通信系統中，經由傳輸路徑2內所傳輸的傳輸信號(根據第一協議的信號；第一協議信號)Vt和疊加在該傳輸信號Vt上的疊加信號(根據第二協議的信號；第二協議信號)Vs來進行通信。疊加信號Vs的頻率高於傳輸信號Vt的頻率。在傳輸單元I和第一通信終端3相對於傳輸路徑2的各連接點處設置有對疊加信號Vs產生高阻抗的阻抗匹配模塊(未示出)。多臺第一通信終端3經由傳輸路徑2與傳輸單元I並聯連接。傳輸單元I和第一通信終端3創建如下的時分多路復用通信系統(以下稱為「基本系統」)，其中在該基本系統中，以時分方式進行從傳輸單元I向著第一通信終端3的數據傳輸和從第一通信終端3向著傳輸單元I的數據傳輸。在該基本系統中，第一通信終端3被分類成安裝至開關或傳感器等(未示出)的監視終端31和安裝至負載(未示出)的控制終端這兩類。因而，可以響應於來自安裝有監視終端31的開關或傳感器等的監視輸入來對安裝有控制終端32的負載進行控制。圖1A示出一臺監視終端31連接至傳輸路徑2的示例，但傳輸路徑2也可以連接兩臺以上的監視終端31。圖1A示出一臺控制終端32連接至傳輸路徑2的示例，但傳輸路徑2也可以連接兩臺以上的控制終端32。注意，各第一通信終端3將預先分配的自身的地址存儲在其存儲器(未不出)中。在接收到監視輸入(例如，開關的接通/斷開的檢測信號)的情況下，監視終端31將與該接收到的監視輸入相對應的控制信息傳輸至傳輸單元I。在接收到該控制信息的情況下，傳輸單元I利用地址將該控制信息傳輸至與該監視終端31相關聯的控制終端32。在接收到該控制信息的情況下，控制終端32根據該控制信息對負載進行控制。如上所述，該控制信息反映了已從開關等輸入的監視輸入。因此，來自開關等的監視輸入被反映到負載的控制上。隨後，將說明基本系統的操作。傳輸單元I將如圖2A所示的具有在時間軸方向上被分割成多個時間段的電壓波形的時分方式的傳輸信號Vt發送至傳輸路徑2。傳輸信號Vt是時分多路復用信號並且是雙極性信號(±24V)，其中該時分多路復用信號包括預備中斷時間段31、預備時間段32、發送時間段33、返回時間段34、中斷時間段35、短路檢測時間段36和休止時間段37。預備中斷時間段31用作用於檢測二次中斷(例如，除中斷輪詢以外的第一通信終端3所進行的中斷)的時間段。預備時間段32是根據中斷時間段35和短路檢測時間段36所設置的時間段。發送時間段33用作用於向第一通信終端3傳輸數據的時間段。返回時間段34用作用於接收從第一通信終端3發送來的返回信號的時隙。中斷時間段35用作用於檢測中斷信號的時間段。短路檢測時間段36用作用於檢測短路的時間段。休止時間段37是針對沒有及時地執行處理的情況所設計的時間段。傳輸信號Vt是用於通過對由脈衝列構成的載波的脈衝寬度進行調製來傳輸數據的信號。傳輸單元I將具有圖2A所示的信號波形的傳輸信號Vt重複地發送至傳輸路徑2。傳輸信號Vt的每一幀在時間軸方向上均被分割成上述多個時間段31 37。儘管這些時間段31 37是根據它們的功能進行分割和命名的，但這些時間段實際上是連續時間段。將傳輸信號Vt的重複的I周期稱為「一幀」(參見圖4A)。在本實施例中，將「一幀」定義為從預備中斷時間段31到休止時間段37為止的時間段。關於各第一通信終端3,在檢測到經由傳輸路徑2所傳輸的傳輸信號Vt的發送時間段33中所包括的地址數據與存儲在存儲器(未示出)中的地址一致的情況下，第一通信終端3從傳輸信號Vt檢索用於對負載進行控制的控制信號。此外，第一通信終端3與傳輸信號Vt的返回時間段34同步地返回控制信息，作為電流模式信號(通過利用適當的低阻抗元件使傳輸路徑2短路所發送的信號)。注意，各第一通信終端3的內部電路的電力是通過對經由傳輸路徑2所傳輸的傳輸信號Vt進行整流和穩定化所供給的。傳輸單元I通常在循環地改變傳輸信號Vt中所包括的地址數據的情況下進行該傳輸單元I順次訪問第一通信終端3的定期輪詢。在該定期輪詢中，具有與傳輸信號Vt中所包括的地址數據一致的地址的第一通信終端3從傳輸信號Vt獲取控制信息，然後在包括有該控制信息的情況下進行工作，並且將其自身的工作狀態返回至傳輸單元I。在接收到監視終端31 (第一通信終端3)響應於開關等所發送的監視輸入而生成的中斷信號的情況下，傳輸單元I搜索生成了該中斷信號的第一通信終端3，然後訪問第一通信終端3並且還進行中斷輪詢。也就是說，傳輸單元I通常發送具有正常模式的模式數據的傳輸信號VU在與傳輸信號Vt的中斷時間段35同步地檢測到監視終端31 (第一通信終端3)所生成的中斷信號的情況下，傳輸單元I發送具有中斷輪詢模式的模式數據的傳輸信號Vt。在檢測到中斷輪詢模式的傳輸信號Vt的地址數據的高階位與其自身的地址的高階位一致的情況下，已生成中斷信號的第一通信終端3 (監視終端31)與傳輸信號Vt的返回時間段34同步地將其自身的地址的低階位作為返回數據返回。因而，傳輸單元I可以獲得已生成中斷信號的第一通信終端3的地址。在獲得已生成中斷信號的第一通信終端3 (監視終端31)的地址的情況下，傳輸單元I將用於請求返回控制信息的傳輸信號Vt發送至第一通信終端3。然後，第一通信終端3將與來自開關等的監視輸入相對應的控制信息返回至傳輸單元I。在接收到該控制信息的情況下，傳輸單元I將用以清除監視輸入的指示發送至該第一通信終端3。然後，該第一通信終端3清除該監視輸入。在接收到控制信息的情況下，傳輸單元I生成要發送至利用地址的對應關係與該控制信息的發送源的第一通信終端3 (監視終端31)相關聯的第一通信終端3 (控制終端32)的控制信息。然後，傳輸單兀I將表不該控制信息的傳輸信號Vt發送至傳輸路徑2,由此對安裝有第一通信終端3 (控制終端32)的負載進行控制。如上所述，在基本系統中，第一通信終端3 (監視終端31、控制終端32)根據輪詢選擇方式的協議(第一協議)，經由傳輸單元I彼此進行通信。在本實施例的通信系統中，多臺第二通信終端4與上述基本系統共用傳輸路徑2。然後，多臺第二通信終端4使用疊加在第一協議的傳輸信號Vt上的疊加信號Vs來彼此進行通信。一部分的第二通信終端4與終端裝置5相連接，並且其它的第二通信終端4與上位單元相連接。這裡，終端裝置5被配置為輸出在第二通信終端4之間進行傳輸的監視信息，並且上位單元被配置為從第二通信終端4獲得該監視信息。在圖1A所示的示例中，傳輸單元I與上位單元一體化。傳輸單元I配備有:第一端子13，用於連接至傳輸路徑2 ;以及第二端子14，用於連接至第二通信終端4。傳輸單元I還配備有第三端子15，其中該第三端子15用於連接至被配置為對上位單元進行控制的控制裝置6。各終端裝置5和上位單元周期性地進行通信以與相應的第二通信終端4進行數據的發送/接收。在本實施例中，儘管在第二通信終端4之間進行經由傳輸路徑2的通信(數據傳輸)，但所發送的數據(監視信息)是由終端裝置5 (或者可以是上位單元)所生成的並且接收到的數據是由上位單元(或者可以是終端裝置5)進行處理的。也就是說，第二通信終端4用作通信所用的適配器，其中該適配器對從所連接的終端裝置5或上位單元發送來的數據進行轉換並將該數據發送至傳輸路徑2。在本實施例中，終端裝置5將第三協議信號(根據第三協議的信號)Vsl發送至第二通信終端4。在從終端裝置5接收到該信號Vsl的情況下，第二通信終端4將該信號VsI轉換成疊加信號(第二協議信號)Vs並且發送至傳輸路徑2。然後，與用作上位單元的傳輸單元I相連接的第二通信終端4接收到疊加信號Vs，將接收到的疊加信號Vs轉換成第四協議信號(根據第四協議的信號)Vs2，並且發送至作為上位單元的傳輸單元I。第二協議、第三協議和第四協議可以彼此相同。在本實施例中，使用第二協議信號Vs來進行用作上位單元的傳輸單元I和終端裝置5之間的通信。因此，經由第二協議信號Vs來進行終端裝置5和第二通信終端4之間的通信，並且經由第二協議信號Vs來進行用作上位單元的傳輸單元I和第二通信終端4之間的通信。在本實施例中，經由將疊加信號Vs疊加在傳輸信號Vt上的信號(即，經由疊加在傳輸信號Vt上的疊加信號Vs)來進行第二通信終端4之間的通信。終端裝置5可以是用於測量由基本系統進行控制的照明器具的電力消耗的電力測量裝置，並且上位單元可以是用於顯示該電力測量裝置測量到的電力消耗的檢查儀。圖1A示出一臺終端裝置5 (經由第二通信終端4)連接至傳輸路徑2的示例，但傳輸路徑2也可以連接兩臺以上的終端裝置5。圖1A示出一臺上位單元(經由第二通信終端4)連接至傳輸路徑2的示例，但傳輸路徑2也可以連接兩臺以上的上位單元。注意，傳輸路徑2能夠僅連接一臺傳輸單元I (發送傳輸信號Vt的裝置)。第二通信終端4根據不同於第一協議的協議(第二協議)，在無需經由傳輸單元I的情況下，以對等方式將傳輸數據(監視信息)直接發送至其它第二通信終端4。具體地，第二通信終端4被配置為根據第二協議來將包括要發送至其它第二通信終端4的數據的包發送至傳輸路徑2，並且被配置為接收由其它第二通信終端4發送來的包。將根據第二協議的包疊加在從傳輸單元I發送來的傳輸信號Vt上。即，第一通信終端3經由傳輸單元I來根據第一協議彼此進行通信，同時第二通信終端4在無需經由傳輸單元I的情況下根據第二協議來彼此直接進行通信。因此，根據第二協議的通信(第二協議通信)與根據第一協議的通信(第一協議通信)相比可以具有較高的通信速度，因而第二協議通信對於諸如模擬量(例如，電力量的測量數據)等的數據量相對較大的信息的傳輸而言是有用的。此外，第二通信終端4被配置為對基本系統中的傳輸單元I和第一通信終端3之間傳輸的傳輸信號Vt (第一協議信號)進行監視，並且根據該傳輸信號Vt來分析第一協議的數據傳輸狀態(以下稱為「狀態」)。此外，第二通信終端4具有判斷該狀態是否適合傳輸第二協議包、並且在判斷為適合傳輸的情況下發送該包的功能。如上所述，傳輸信號Vt具有如圖2A所示的信號格式。由於即使疊加了疊加信號Vs也不會影響第一協議通信、並且疊加信號Vs不易受傳輸信號Vt影響，因此將預備中斷時間段31、預備時間段32和休止時間段37視為使得能夠進行疊加信號Vs的疊加的時間段(以下稱為「可疊加時間段」)。在本實施例中，使用可疊加時間段作為用於進行疊加信號Vs的疊加的疊加時間段。其它時間段(發送時間段33、返回時間段34、中斷時間段35和短路檢測時間段36)各自包括傳輸信號Vt穩定在高電平或低電平的相對較短的時間。因此,在這些時間段內進行疊加信號Vs的疊加的情況下，第一協議通信易受該疊加信號Vs影響。此外，在這些時間段(33，34，35，36)內進行疊加信號Vs的疊加的情況下，該疊加信號Vs容易受到傳輸單元I和第一通信終端3之間發送和接收的信號(例如，中斷信號或返回數據)的影響。因此，將這些時間段(即，上述的其它時間段)視為不進行疊加信號Vs的疊加的時間段(以下稱為「不可疊加時間段」)。此外，由於諧波噪聲的影響或者因信號的電壓反轉所引起的瞬態響應的影響等，傳輸信號Vt的上升時間段和下降時間段也不適合進行疊加信號Vs的疊加。因而，即使在傳輸信號Vt的預備中斷時間段31、預備時間段32和休止時間段37內，時間段的切換(上升和下降)之後的預定時間段(例如，300 ys)也被視為不可疊加時間段。即，傳輸信號在時間軸方向上被分割成多個時間段，以使得這多個時間段包括疊加時間段(可疊加時間段)，並且該傳輸信號的其餘部分是不可疊加時間段。在本實施例中，第二通信終端4被配置為分析傳輸信號Vt的狀態，基於該分析結果(傳輸信號Vt的狀態)來判斷當前時間段是可疊加時間段還是不可疊加時間段，並且僅在判斷為當前時間段是可疊加時間段的情況下才發送疊加信號Vs。例如，第二通信終端4可被配置為通過在對脈衝寬度短於預定時間的脈衝進行計數之後檢測到傳輸信號Vt的電壓水平在預定時間內沒有改變，來確定返回時間段34的開始點。在示例中，在傳輸單元I所發送的數據中,位「0」表示脈衝寬度為125 ii s的脈衝，並且位「I」表示脈衝寬度為250 ii s的脈衝。在這種情況下，在第二通信終端4在計數了特定個數(例如，28個)的脈衝寬度短於預定時間(例如，大於上述脈衝寬度的350 us)的脈衝之後檢測到如下狀況的情況下，第二通信終端4判斷為返回時間段34已從電壓水平保持不變的時間段的起始點處開始:傳輸信號Vt的電壓水平在預定時間(例如，350US)內沒有改變。第二通信終端4可以通過這種方式來分析「狀態」。然後，第二通信終端4僅在當前時間段被判斷為可疊加時間段的情況下才發送疊加信號Vs。第二通信終端4與傳輸信號Vt同步地，僅在傳輸信號Vt的可疊加時間段內進行疊加信號Vs的疊加，由此避免在使用共通的傳輸路徑2的第一協議通信和第二協議通信之間發生幹涉。在第二通信終端4由於發送數據的數據量較大而無法在一次的可疊加時間段內進行發送的情況下，第二通信終端4在當前的可疊加時間段結束時臨時中斷通信，並且在下一可疊加時間段內發送剩餘數據。注意，與基本系統中的第一通信終端3相同，可以利用通過對從傳輸單元I經由傳輸路徑2所傳輸的傳輸信號Vt進行整流和穩定化來供給電力的系統(集中供電系統)向第二通信終端4的各部供給電力。然而，供電系統不限於該結構。可以利用通過對商用電力進行整流和穩定化來供給電力的系統(本地供電系統)向第二通信終端4的各部供給電力。在本實施例中，如圖1B所示，傳輸單元I包括:信號收發部(信號發送/接收部)10，用於將傳輸信號Vt發送至傳輸路徑2 ;信號調整部11，用於對可疊加時間段在傳輸信號Vt的一幀內所佔的比例進行調整；以及處理部12，用於進行各種處理。信號收發部10連接至第一端子13。信號收發部10經由第一端子13將傳輸信號Vt重複地發送至傳輸路徑2，由此使得能夠在第一通信終端3之間進行第一協議通信並且利用傳輸信號Vt來向第一通信終端3供給電力。信號收發部10從第一通信終端3接收傳輸信號Vt的返回時間段34內發送來的返回信號。信號收發部10連接至處理部12。信號收發部10與處理部12進行通信，從處理部12接收發送時間段33內要發送至第一通信終端3的數據，並且將返回時間段34內從第一通信終端3發送來的數據發送至處理部12。處理部12使用與信號收發部10進行收發的數據來進行各種處理。處理部12連接至第二端子14和第三端子15，並且具有作為用於通過第二通信終端4之間所進行的通信而從終端裝置5收集數據(監視信息)的上位單元的功能。信號調整部11連接至處理部12和信號收發部10。信號調整部11根據從第二通信終端4向著用作上位單元的傳輸單元I的輸入來對可疊加時間段在傳輸信號的一幀內所佔的比例進行調整。在本實施例中，信號調整部11將(第二通信終端4之間進行發送和接收的)疊加信號Vs的傳輸狀態視為來自第二通信終端4的輸入，並且根據該傳輸狀態來調整可疊加時間段的比例。具體地，信號調整部11從處理部12獲得第二通信終端4之間使用重疊信號Vs要傳輸的傳輸數據的數據量。然後，信號調整部11對可疊加時間段在傳輸信號Vt的一幀內所佔的比例進行調整，以使得可疊加時間段的比例隨著數據量的增加而增大。在本實施例中，傳輸信號Vt的一幀的長度並未固定為特定值，並且該幀的長度能夠在特定範圍內改變。也就是說，在傳輸信號Vt的一幀的長度在容許範圍內改變的情況下，第一協議通信不會受到影響並且第一通信終端3可以經由傳輸信號Vt彼此進行通信。在本實施例中，信號調整部11在無需改變不可疊加時間段的長度的情況下，通過根據第二通信終端4之間要傳輸的數據量改變可疊加時間段的長度來調整可疊加時間段在傳輸信號Vt的一幀內所佔的比例。在本實施例中，信號調整部11通過調整休止時間段37的長度來調整可疊加時間段的長度(參見圖2A、2B)。信號調整部11可被配置為對從預備中斷時間段31、預備時間段32和休止時間段37選擇出的可疊加時間段中的至少一個進行調整，從而調整可疊加時間段的長度。注意，信號調整部11在由預定上限值和預定下限值所限定的範圍內對可疊加時間段(在本實施例中為休止時間段37)的長度進行調整，以使得調整後的傳輸信號Vt的一幀的長度落在第一協議通信不會受到影響的容許範圍(由傳輸單元I針對傳輸信號Vt所設置的容許範圍)內。在第二通信終端4之間要傳輸的數據量小於預定閾值的情況下，如圖2A所示，信號調整部11將(作為可疊加時間段的)休止時間段37的長度設置為下限值。在第二通信終端4之間要傳輸的數據量大於該閾值的情況下，如圖2B所示，信號調整部11延長(作為可疊加時間段的)休止時間段37的長度，只要沒有超過上限值即可。在後者情況下，傳輸信號Vt的一幀的總長度變長。信號調整部11根據第二通信終端4之間要傳輸的傳輸數據的數據量來確定可疊加時間段的延長長度。在通信系統的一個實施例中，傳輸單元I與上位單元一體化，並且經由第二通信終端4來使用疊加信號(第二協議信號)Vs發送數據。因而，傳輸單元I根據從自身要發送的數據的數據量來確定可疊加時間段的比例(即，延長長度)。在通信系統的一個實施例中，第二通信終端4彼此進行通信以周期性地傳輸數據。該通信系統具有設置模式和實施模式。在設置模式中，傳輸單元I獲取實施模式期間在第二通信終端4之間要傳輸的數據的估計數據量。例如，在設置模式中，傳輸單元I考慮到從第二通信終端4傳輸來的數據量以及該數據是否可以在一次的可疊加時間段內從第二通信終端4進行傳輸，來獲取估計數據量。然後，傳輸單元I的信號調整部11基於設置模式期間所獲取到的估計數據量來確定可疊加時間段的比例(延長長度)。在實施模式中，信號調整部11基於所確定的可疊加時間段的比例來調整可疊加時間段。例如，可以在構成通信系統的最初時刻執行設置模式。可以針對每一預定時間段(例如，每月)執行設置模式。在終端裝置5經由疊加信號(第二協議信號)向上位單元周期性地發送數據的情況下(即，在作為終端裝置5的電力測量裝置將電力消耗作為數據周期性地發送至作為上位單元的檢查儀的情況下)，從終端裝置5發送來的數據的數據量每次均基本相同。因而，在這種情況下，傳輸單元I可以基於在通信系統被設置為設置模式的情況下在第二通信終端4之間傳輸的數據來確定可疊加時間段的比例(延長長度)。在通信系統的一個實施例中，第二通信終端4彼此進行通信以周期性地傳輸數據。該通信系統具有設置模式和實施模式。在設置模式中，傳輸單元I獲取實施模式期間在第二通信終端4之間要傳輸的數據的估計數據量。例如，在設置模式中，(連接至終端裝置5的)第二通信終端4將該估計數據量發送至傳輸單元I。然後，傳輸單元I的信號調整部11基於設置模式期間所獲得的估計數據量來確定可疊加時間段的比例(延長長度)。在實施模式中，信號調整部11基於所確定的可疊加時間段的比例來調整可疊加時間段。傳輸單元I將由信號調整部11對可疊加時間段的比例進行了調整的傳輸信號Vt從作為信號發送部的信號收發部10發送至傳輸路徑2。在上述實施例的通信系統中，信號調整部11根據第二通信終端4之間進行傳輸的疊加信號Vs的傳輸狀態來調整可疊加時間段在傳輸信號Vt的一巾貞內所佔的比例。因此,該結構使得能夠提高經由疊加信號Vs的通信的通信速度。在本實施例中，信號調整部11增大可疊加時間段在傳輸信號Vt的一幀內所佔的比例，以使得該比例隨著經由疊加信號Vs所傳輸的數據量的增加而增大。因而，該結構可以增大將疊加信號Vs疊加在傳輸信號Vt上的機會。因此，該結構可以增加傳輸信號Vt的一幀內經由疊加信號Vs要傳輸的數據量，提高經由疊加信號Vs所進行的第二協議通信的效率，並且提高第二協議通信的通信速度。在本實施例中，信號調整部11根據第二通信終端4之間所傳輸的數據量來延長休止時間段37。然而，本實施例不限於該結構，只要信號調整部11根據疊加信號Vs的傳輸狀態來調整可疊加時間段的比例即可。以下說明本實施例的若干變形例。在第一示例中，信號調整部11被配置為:在第二通信終端4使用疊加信號Vs來進行通信的情況下，將預備中斷時間段31、預備時間段32和休止時間段37各自的長度延長為最大值(將可疊加時間段延長為最大值)。注意，信號調整部11在沒有超過預定上限值的範圍內將可疊加時間段延長為最大值，以使得傳輸信號Vt的一幀的長度落在第一協議通信不會受到影響的容許範圍(傳輸單元I所設置的容許範圍)內。在該示例中，僅在第二通信終端4經由疊加信號Vs進行通信的情況下，信號調整部11才如圖3B所示延長(通常具有圖3A所示的信號形狀的)傳輸信號Vt的可疊加時間段，因而可疊加時間段在一幀內所佔的比例增大。該結構可以在抑制對經由傳輸信號Vt所進行的第一協議通信產生的影響的同時，增加在傳輸信號Vt的一巾貞內經由疊加信號Vs所傳輸的數據量，因此可以提高經由疊加信號Vs所進行的第二協議通信的通信速度。 在第二示例中，信號調整部11被配置為:在第二通信終端4使用疊加信號Vs來進行通信的情況下，將發送時間段33、返回時間段34、中斷時間段35和短路檢測時間段36各自的長度縮短為最小值(將不可疊加時間段縮短為最小值)。注意，信號調整部11在不小於預定下限值的範圍內將不可疊加時間段縮短為最小值，以使得傳輸信號Vt的一幀的長度落在第一協議通信不會受到影響的容許範圍(傳輸單元I所設置的容許範圍)內。在該示例中，僅在第二通信終端4經由疊加信號Vs進行通信的情況下，信號調整部11才如圖4B所示縮短(通常具有圖4A所示的信號形狀的)傳輸信號Vt的不可疊加時間段，因而可疊加時間段在一幀內所佔的比例增大。該結構可以提高經由疊加信號Vs所進行的第二協議通信的效率，並且可以提高第二協議通信的通信速度。利用該結構，儘管傳輸信號Vt的一幀內的可疊加時間段的長度沒有改變，但傳輸信號Vt的一幀的長度縮短。因此，在對特定量的傳輸數據進行分割並且在傳輸信號Vt的多個幀內進行傳輸的情況下，該結構可以縮短數據傳輸所需的時間。信號調整部11可以同時進行如第一示例所述的用於延長可疊加時間段的功能和如第二示例所述的用於縮短不可疊加時間段的功能這兩者。該結構使得能夠大幅增大可疊加時間段在傳輸信號Vt的一巾貞內所佔的比例。在第三示例中，信號調整部11被配置為:在第二通信終端4經由疊加信號Vs來進行通信的情況下，消除連續的多個可疊加時間段之間的電壓切換(差異)，由此提高可疊加時間段在一幀內所佔的比例。如上所述，在傳輸信號Vt中，即使在預備中斷時間段31、預備時間段32和休止時間段37中，這些時間段的切換之後的預定時間(例如，300ii s)也被視為不可疊加時間段。因此，可以通過消除這些時間段之間的電壓切換來提高可疊加時間段的比例。休止時間段37、預備中斷時間段31和預備時間段32如圖5A所示在時間軸方向上順次出現，並且通常在這些時間段的轉變時電壓發生切換(改變)。因此，通常將開始各時間段之後的預定時間視為不可疊加時間段。順便提及，休止時間段37不用於進行經由第一通信終端3的通信。另外，除非第一通信終端3進行二次中斷，否則預備中斷時間段31和預備時間段32不用於進行經由第一通信終端3的通信。在該示例中，僅在第二通信終端4經由疊加信號Vs來進行通信的情況下，信號調整部11才如圖5B所示消除休止時間段37、預備中斷時間段31和預備時間段32之間的電壓切換。因此，該結構可以在不會影響第一協議通信的情況下增大可疊加時間段的比例。在第四示例中，信號調整部11被配置為:在第二通信終端4使用疊加信號Vs來進行通信的情況下，針對預定的每一延長周期來將可疊加時間段延長預定的延長長度。注意，該延長長度和延長周期各自是在不會超過預定上限值的範圍內根據第二通信終端4經由疊加信號Vs進行通信的時刻所確定的，以使得傳輸信號Vt的一幀的長度落在第一協議通信不會受到影響的容許範圍(傳輸單元I所設置的容許範圍)內。在該示例中，與第二通信終端4經由疊加信號Vs進行通信的時刻同步地，信號調整部11如圖6B所示延長(通常具有圖6A所示的信號形狀的)傳輸信號Vt的可疊加時間段，因而可疊加時間段在一幀內所佔的比例增大。在該示例中，針對傳輸信號Vt的每三幀(每三個周期)使預備中斷時間段31和休止時間段37延長一次。本示例的通信系統可以具有設置模式和實施模式。信號調整部11可以基於設置模式期間在第二通信終端4之間所傳輸的數據來確定可疊加時間段的延長周期、延長長度和延長時刻。該示例可以在不會受傳輸信號Vt的規格影響的情況下，延長可疊加時間段從而增加在傳輸信號Vt的一幀內經由疊加信號Vs所傳輸的數據量，因此可以提高經由疊加信號Vs所進行的第二協議通信的通信速度。順便提及，傳輸信號Vt的可疊加時間段的大幅延長可能會對經由疊加信號Vt所進行的第一協議通信造成應答性下降的影響。與此相對比，在第四示例中，與經由疊加信號Vs所進行的第二協議通信同步地延長可疊加時間段。因此，該結構可以抑制可疊加時間段的不必要延長，並且可以抑制對第一協議通信產生的影響。第二實施例本實施例的通信系統與第一實施例的通信系統的不同之處在於:傳輸單元I包括信號停止部(未示出)，其中該信號停止部用於使信號收發部10停止傳輸信號Vt的發送。如圖7A和7B所示，信號停止部在預定的停止時間段38內停止傳輸信號Vt的發送。在圖7A和7B所示的示例中，將該停止時間段38設置為與傳輸信號Vt的約兩幀相對應的時間長度。信號停止部停止傳輸信號Vt的時刻是基於第二通信終端4經由疊加信號Vs進行通信的時刻來確定的。在傳輸信號Vt的發送期間,僅可以在傳輸信號Vt的可疊加時間段內進行疊加信號Vs的疊加。與此相對比，由於停止時間段38內傳輸信號Vt的傳輸狀態(狀態)與休止時間段37內的狀態相同，因此可以在整個停止時間段38內進行疊加信號Vs的疊加。因而，第二通信終端4不僅可以在傳輸信號Vt的可疊加時間段內經由疊加信號Vs進行通信，還可以在傳輸信號Vt停止的停止時間段38內經由疊加信號Vs進行通信。利用該結構，僅在第二通信終端4經由疊加信號Vs進行通信的情況下才停止傳輸信號Vt的發送。因此，第二通信終端4可以在不受傳輸信號Vt影響的情況下進行使用疊加信號Vs的第二協議通信，由此提高了通信效率和通信速度。信號停止部不限於如圖7A和7B所示在停止時間段38內完全停止傳輸信號Vt的發送的結構。例如，信號停止部可被配置為如圖8A和SB所示使得除中斷時間段35以外的傳輸信號Vt的發送在停止時間段38內停止。在後者結構中，配置在停止時間段38中的中斷時間段35是不可疊加時間段，並且在該時間段內第二通信終端4不能使用疊加信號Vs進行通信。在配置在停止時間段38中的中斷時間段35內從第一通信終端3接收到中斷信號的情況下，如圖SB所示，傳輸單元I重新開始傳輸信號Vt的發送。在中斷時間段35內沒有接收到中斷信號的情況下，傳輸單元I繼續停止發送傳輸信號Vt，直到停止時間段38結束為止。由於即使在停止時間段38內傳輸單元I也可以從第一通信終端3接收到中斷信號，因此該結構可以確保經由傳輸信號Vt所進行的第一協議通信的應答性。信號停止部可被配置為能夠在第一操作模式和第二操作模式之間進行切換，其中在該第一操作模式中，如圖7B所示，使傳輸信號Vt的發送在停止時間段38內完全停止，以及在第二操作模式中，如圖8B所示，使除中斷時間段35以外的傳輸信號Vt的發送在停止時間段38內停止。在第二操作模式中，傳輸單元I在配置在停止時間段38中的中斷時間段35內從第一通信終端3接收到中斷信號的情況下，重新開始傳輸信號Vt的發送。在該結構中，期望信號停止部根據經由疊加信號Vs所進行的第二協議通信的優先級來在第一操作模式和第二操作模式之間進行自動切換。也就是說，根據通信內容來向第二通信終端4經由疊加信號Vs所進行的各通信分配優先級，以使得向重要的通信或要求實時性的通信分配較高的優先級。信號停止部基於該優先級來對操作模式進行切換。具體地，按I 10這10個等級來向經由疊加信號Vs所進行的第二協議通信分別分配優先級。例如，在當前的第二協議通信的優先級高於「6」的情況下，信號停止部選擇第一操作模式。在當前的第二協議通信的優先級低於或等於「6」的情況下，信號停止部選擇第二操作模式。傳輸單元I的信號停止部基於第二協議通信的優先級來對操作模式進行切換，因此傳輸單元I可以在第一協議通信和第二協議通信之間靈活地選擇優先級。本實施例的其它結構和功能與第一實施例中的結構和功能相同。
權利要求
1.一種通信系統，包括: 傳輸單元，其連接至傳輸路徑，並且用於將傳輸信號重複地發送至所述傳輸路徑；第一通信終端，其連接至所述傳輸路徑，並且用於使用所述傳輸信號來進行通信；以及第二通信終端，其連接至所述傳輸路徑，並且用於使用疊加在所述傳輸信號上的疊加信號來進行通信， 其中，所述傳輸信號是針對每一幀在時間軸方向上被分割成多個時間段的時分方式的信號，所述多個時間段包括適於進行所述疊加信號的疊加的疊加時間段，以及 所述傳輸單元包括信號調整部，所述信號調整部用於在所述傳輸單元所設置的容許範圍內，根據所述疊加信號的傳輸狀態來調整所述疊加時間段在所述傳輸信號的一巾貞內所佔的比例，並且所述傳輸單元將由所述信號調整部對所述疊加時間段的比例進行了調整的傳輸信號發送至所述傳輸路徑。
2.根據權利要求1所述的通信系統，其中，在所述第二通信終端使用所述疊加信號來進行通信的情況下，所述信號調整部在所述容許範圍內將所述疊加時間段延長為最大值。
3.根據權利要求1或2 所述的通信系統，其中，在所述第二通信終端使用所述疊加信號來進行通信的情況下，所述信號調整部在所述容許範圍內將除所述疊加時間段以外的時間段縮短為最小值。
4.根據權利要求1所述的通信系統，其中， 所述傳輸信號是包括通過電壓的切換分割得到的多個時間段的電壓信號，以及在所述第二通信終端使用所述疊加信號來進行通信的情況下，所述信號調整部消除連續的多個所述疊加時間段之間的電壓的切換。
5.根據權利要求1所述的通信系統，其中， 所述第二通信終端使用所述疊加信號來周期性地進行通信，以及所述信號調整部針對每一延長周期使所述疊加時間段延長了延長長度，其中所述延長長度和所述延長周期是根據所述第二通信終端使用所述疊加信號進行通信的時刻所確定的。
6.根據權利要求1所述的通信系統，其中， 所述疊加時間段是作為所述傳輸信號的一部分時間段的、能夠進行所述疊加信號的疊加的可疊加時間段，並且所述傳輸信號的其餘時間段是不能進行所述疊加信號的疊加的不可疊加時間段，以及 所述容許範圍是使得能夠經由所述傳輸信號來進行所述第一通信終端的通信的範圍。
7.一種傳輸單元，其適用於通信系統，在所述通信系統中，經由重複地發送至傳輸路徑的傳輸信號來在第一通信終端之間進行通信，以及經由疊加在所述傳輸信號上的疊加信號來在第二通信終端之間進行通信， 其中，所述傳輸信號是針對每一幀在時間軸方向上被分割成多個時間段的時分方式的信號，所述多個時間段包括適於進行所述疊加信號的疊加的疊加時間段， 所述傳輸單元包括: 信號發送部，用於將所述傳輸信號發送至所述傳輸路徑；以及信號調整部，用於在針對所述傳輸信號所設置的容許範圍內，根據所述疊加信號的傳輸狀態來調整所述疊加時間段在所述傳輸信號的一巾貞內所佔的比例，以及所述傳輸單元將由所述信號調整部對所述疊加時間段的比例進行了調整的傳輸信號從所述信號發送部發送至所述傳輸路徑。
8.根據權利要求7所述的傳輸單元，其中， 所述疊加時間段是作為所述傳輸信號的一部分時間段的、能夠進行所述疊加信號的疊加的可疊加時間段，並且所述傳輸信號的其餘時間段是不能進行所述疊加信號的疊加的不可疊加時間段，以及 所述容許範圍是 使得能夠經由所述傳輸信號來進行所述第一通信終端的通信的範圍。
全文摘要
提供了一種可以提高使用疊加信號的通信的通信速度的通信系統和傳輸單元。由信號收發部(10)重複地發送至傳輸路徑(2)的傳輸信號針對每一幀在時間軸方向上被分割成多個時間段。這多個時間段包括疊加信號的疊加所用的疊加時間段。傳輸單元(1)具有用於改變疊加時間段相對於傳輸信號的一幀所佔的比例的信號調整部(11)。信號調整部(11)根據在第二通信終端(4)之間發送和接收的疊加信號的傳輸狀態來調整疊加時間段的比例。具體地，信號調整部(11)對疊加時間段的比例進行調整，以使得疊加時間段在傳輸信號的一幀內所佔的比例根據第二通信終端(4)使用疊加信號所傳輸的傳輸數據的增加而增大。
文檔編號H04J3/00GK103190098SQ20118005168
公開日2013年7月3日 申請日期2011年10月25日 優先權日2010年10月25日
發明者椙山剛, 松本正 申請人:松下電器產業株式會社