本发明公开一种通信方法与通信系统，特别是一种可以根据信号扫描结果调整信道的长距离广域网通信方法与通信系统。
背景技术：
：：传统无线通信技术通过网关(gateway)进行数据收发的工作，特别是运行在两个网域之间。根据熟知技术的无线网关的电路设计，是在一个无线网关内设有处理自各式终端接收到的封包的网关电路、处理网关运行的控制器与传送信息的收发器。而在一个网络系统中，可能设置有多个无线网关，用以处理更多终端产生的信息。在一特定无线网络系统中，如图1所示处理终端设备信息的熟知网络系统的架构示意图，设有多个无线网关101、102、103，可以为一种长距离广域网通信集合器(loraconcentrator)，这类长距离低功耗的通信技术适用于物联网传输技术(iot)，具有双向通信的功能，连接网络中的终端设备a、b、c、d、e，终端设备a、b、c、d、e可为物联网中的各式传感器与电子装置，无线网关101、102、103处理每个终端设备a、b、c、d、e上传的数据，终端设备a、b、c、d、e可以分别连接相同或不同的无线网关101、102、103，采用的传输协议如无线区域网络(wifitm)、蓝牙通信(bluetoothtm)、zigbee等，并能传送数据至每个终端设备。无线网关101、102、103也通过网络服务器110将信息传递到后端应用服务设备111、112、113。举例来说，终端设备a、b、c、d、e如设于一个厂房各处的环境传感器，包括烟雾侦测、温湿度感测、亮度侦测、电力感测、影像监视与各式电子节点，为了要接收厂房各处的终端设备a、b、c、d、e的信号，应在主要几个位置设置无线网关101、102、103，配置一网络服务器111，用以收集来自不同网关的数据，并提供后端应用，应用服务设备111、112、113提供的应用例如电力监视、厂房温湿度监控、人员移动监控、设备监控等，形成一个物联网生态系。然而，应用在物联网的通信系统需要提供实时而正确的信息，因此不容信号被延迟或是丢失。技术实现要素：本发明提出一种可以根据信号扫描结果调整信道的通信方法与通信系统，其主要是能够在其通信组件在闲置时扫描天空的频率，建立信号强度的记录，或可传递到其回程网络(backhaul)上的服务器，在有需求时能够根据这个记录实时调整传输信道，也就是得到适应式跳频的效果。根据实施例，公开一种根据信号扫描结果调整信道的通信方法，该方法应用于一通信系统中，而此通信系统包括一个或多个无线网关模块，能以多信道技术联机一个或多个终端节点，接收各终端节点发出的信息，包括一无线收发模块，用以传送信息，还包括一控制电路，控制电路通过一连接线路连接无线网关模块以及无线收发模块。在根据信号扫描结果调整信道的通信方法中，控制电路先判断其中无线收发模块是否正在执行传输信号的指令，若正在执行传输信号的指令，即不执行选择频率与扫描的任务，让无线收发模块优先执行传输任务；若无线收发模块并未执行传输信号的指令时，控制电路将选择一频率，驱动此无线收发模块以选择的频率扫描天空，产生一扫描结果，并反复选择其他频率扫描天空，产生多个扫描结果后，记录其中信号信息至一信号扫描表。进一步地，当通信系统通过控制电路依据传输状态决定需要调整传输频率时，例如封包丢失率过高，可先取出存储于系统中或是通过网络记录于一回程网络服务器的信号扫描表，从中选择其中的一个频率，设定为其中的一个无线网关模块的传输频率，并进一步修改一个或多个终端节点的频率信息。进一步地，所述回程网络服务器可通过网络联机多个通信系统，其中数据库可用以记录各通信系统产生的信号扫描表。在一实施例中，以上所述无线网关模块可为一长距离广域网通信集合器(loraconcentrator)，无线收发模块可为支持长距离广域网通信的一先听后送模块(lbtmodule)，在此通信系统中，先听后送模块通过控制电路而处理长距离广域网通信集合器接收的信息；设于通信系统的长距离广域网通信集合器则设定为单向接收的集合器，并结合单向传输的先听后送模块。附图说明图1显示处理终端设备信息的熟知网络系统的架构示意图；图2显示通信系统的架构实施例示意图；图3显示通信系统的架构另一实施例示意图；图4显示通信系统中无线网关模块的电路方框实施例图；图5显示通信系统中无线收发模块的电路方框实施例图；图6显示根据信号扫描结果调整信道的通信方法中产生信号扫描表的实施例流程图；图7显示通信系统延伸的实施例示意图；图8显示通信方法中设定传输频率的实施例流程图。具体实施方式本发明实施例公开一种根据信号扫描结果调整信道的通信方法，以及相关通信系统，通信方法是在通信系统中实现一种适应式跳频(adaptivefrequencyhopping)的功效，其中主要技术手段是通过闲置或是没有执行传输任务的通信电路扫描天空中特定频率的信号，将信号信息记录起来，当有调整频率的需求时，即可根据过去扫描的记录调整频率，以提供较好的通信质量。根据一实施例，根据信号扫描结果调整信道的通信方法可应用的环境如一种采用长距离广域网(lora)通信协议的通信系统，此类通信系统一般应用在物联网(iot)的通信需求，具备低功耗与长距离传输的特色。在此通信系统的实施例中，将收发电路分离出来，支持多通道双向通信，以及提供更好的扩充性。通信系统主要组件包括一个或多个无线网关模块、至少一个无线收发模块，以及控制电路，控制电路其中具有处理器、内存与通信电路等主要电路。其中，无线网关模块能以多信道技术联机各种终端节点，终端节点如形成物联网的各种装置，在此通信方法中，无线网关模块接收各终端节点的信号后，通过控制电路处理后，由无线收发模块决定一传输信道，送出信息。说明书公开了执行根据信号扫描结果调整信道的通信方法的通信系统如图2所示系统架构实施例图，主要组成组件包括一个或多个无线网关模块201、202、至少一个无线收发模块205以及控制电路20。此例显示为两个无线网关模块201、202以及一个无线收发模块205，实际实施时，由一个无线收发模块205处理多个无线网关模块201、202对终端节点的收发信息。然而，数量并非限制系统可以实施的范围，在特定需求下可以采用多个无线收发模块205。无线网关模块201、202主要电路为网关控制器与无线网关收发器(如图4所示)，无线网关模块201、202支持多通道双向通信，用以联机各式终端节点，然而在此通信系统中，主要使用其中单向多信道接收信息的功能，而不受到双向通信中接收与传送时共享同一数据处理电路而需要等待的影响，传送信息的工作则通过无线收发模块205。无线网关模块201、202用以联机各式终端节点，例如感知器、电子装置、家电设备等，实施例可应用为一种长距离广域网通信集合器(loraconcentrator)，与终端节点联机的通信协议并非限定特定技术，例如可采用无线区域网络(wifitm)、蓝牙(bluetoothtm)，或一种低功率广域网(lpwan)的无线通信技术。用以连接一个或多个无线网关模块201、202的无线收发模块205，通过内部电路(如图5所示)运行执行信息传送的目的。无线收发模块205接收自控制电路20的传输指令，其中包括传输请求与信息，由无线收发模块205决定一传输信道，经其中收发器与天线送出信息。根据实施例中的一个，其中无线收发模块205可为一种支持长距离广域网通信的先听后送(listenbeforetalk，lbt)模块，此类先听后送的无线通信模块运行时，需要等待系统中控制电路20传送传输指令后，经接收到传输指令并解析当中传输时间信息(timestamp)与传输通道(channel)等的信息，可以根据控制电路20所指定的信道传输信息(如响应终端装置的ack)。先听后送的机制通过一种信道清空评估程序(cca)以感测通道是否可用，并在一毫秒至十毫秒等明确时间范围内调整传输时间，如此，采用先听后送机制的无线通信系统可以通过先听后送功能预先感测信道并评估其是否为空闲(free/non-free)而可用于传输的状态，以进行触发传输功能。更进一步地，为了扩充无线通信系统的涵盖范围与应用，例如物联网(iot)应用中会有处理大量传感器信号的需求，需要足够数量与更大涵盖范围的无线网关模块，此将接收与传送电路分开的通信系统可以利用扩充无线网关模块应付需求，或者也要通过增加无线收发模块来处理无线网关模块多信息多信道传输产生的数据。控制电路20为无线通信系统的主要控制电路，可以电路模块、集成电路、软件与硬件整合的方式实现，通过如总线，或其他有线或无线形式的连接线路连接一个或多个无线网关模块201、202以及至少一个无线收发模块205，控制电路20可自其中的一个无线网关模块201或202接收到信息后，判断一传输时间，指示无线收发模块205送出信息。图3显示执行根据信号扫描结果调整信道的通信方法的通信系统的架构另一实施例示意图，在此架构实施例中，系统可以包括多个无线网关模块301、303，用以接收各式终端节点产生的信息，例如感知器产生的感知信息、电子装置产生的通信信息、家电设备产生的运行信息等。同样地，无线网关模块301、303可应用为长距离广域网通信集合器，与终端节点联机可采用无线区域网络(wifitm)、蓝牙(bluetoothtm)，或一种低功率广域网(lpwan)的无线通信技术。通信系统包括至少一个无线收发模块，此例显示有无线收发模块307、309，每个无线收发模块307、309可以处理无线网关模块301、303接收的信息，当通信系统使用其中单向多信道接收信息的功能，并不受到双向通信中接收与传送的影响，加上模块化的概念，系统可以采用多个无线收发模块307、309，使得系统具有极大的弹性与可扩充性。此例表示控制电路可以设有处理器30、内存31与存储媒体32，另可设有连接到外部网络的网络单元33。除了管理各模块运行外，处理器30可用以处理接收与传送的信号，内存31作为系统内存，用以暂存来往信号；存储媒体32除了记录系统运行的必要信息外，还在说明书提出的根据信号扫描结果调整信道的通信方法中，用以存储扫描结果所形成的信号扫描表。网络单元33实现以有线或无线的通信手段连接外部网络，例如以wifitm或以太网络(ethernet)等通信手段连接区域网络，或是连接到因特网上。在一实施范例中，图2或图3显示的通信系统如同一个服务区域网络内物联网终端的网关装置，采用长距离广域网(lora)通信协议，并将原本协议下的通信电路区分为分别负责接收与传送的通信电路，其中无线网关模块即连接各式终端，接收终端装置产生的信号，无线收发模块则是负责将处理过的信号传送给外部的装置。通信系统中无线网关模块的主要组件电路实施例如图4所示的电路方框实施例图。图示以无线网关模块201为例，每个无线网关模块201设有天线单元401、无线网关收发器402、网关控制器403与连接单元404。无线网关模块201主要运行于多个不同网段之间，以多通道技术联机一个或多个终端节点，接收各终端节点发出的信息，以天线单元401接收终端节点产生的射频信号，由无线网关收发器402整合了原本无线网关模块201的接收与发送的功能，处理自终端节点传送射频信号，取得当中的信息与时间信息(timestamp)等。网关控制器403控制无线网关模块201的运行，包括控制天线单元401与无线网关收发器402接收信号的时间，以及将取得的数据经连接单元404与相关连接线路传送到控制电路20。其中值得一提的是，在根据信号扫描结果调整信道的通信方法中，无线网关模块201将可根据实际信号的传输状态调整传输频率，例如，在封包丢失率(lossrate)大于一定门槛时，或是传输率(datarate)下降至一定门槛时，通过通信方法中调整频率的机制可以转换到较好通信质量的信道频率上，由网关控制器403接收到控制电路20发出调整信道频率的指令，以设定网关信号接收频率，并在访问权限允许的情况下修改终端节点的频率信息。所述频率的选择由无线收发模块205扫描频率的结果所获得，图5显示通信系统中无线收发模块的电路方框实施例图。无线收发模块205的主要电路包括天线单元501、通信单元502、控制单元503与连接单元504。控制单元503为控制无线收发模块205运行的主要电路，通过连接单元504电性连接控制电路20，接收控制电路20产生的指令。例如在无线收发模块205闲置或是并未执行传输指令时，控制电路20产生指令要求无线收发模块205对某个频率实施扫描，即通过通信单元502驱动天线单元501针对特定频率扫描天空的信号，并获得相关频率的信号信息。通信单元502为天线单元501的驱动电路，执行特定无线通信协议，并驱动天线单元501运行于某个频率下，执行扫描，并能取得如接收信号强度指针(rssi)等信号信息。之后，将得到在某个频率下的信号信息通过连接单元504经总线或是特定联机将信息传送到控制电路20，由控制电路20将扫描结果记录成信号扫描表，存储于内存中，或是通过网络传送到外部主机。图6接着描述根据信号扫描结果调整信道的通信方法中产生信号扫描表的实施例流程。在此流程中，通过通信系统下的控制电路执行信号扫描的任务，无线网关模块与无线收发模块受控于控制电路，控制电路可以得到这些通信电路的运行信息，如反复步骤s601，检查通信系统中无线收发模块的运行，在步骤s603中，检查无线收发模块是否处于一闲置状态，其中可指是否正在执行传输指令，是否正在运行传输的任务。当控制电路判断无线收发模块正在执行传输信号的指令(或闲置)时(是)，即执行步骤s605，无线收发模块即不执行选择频率与扫描的任务，而是优先执行传输任务。反之，当控制电路得出无线收发模块为闲置，或是并未执行任何传输指令而处于可用(available)的状态时(否)，表示可以接受扫描的任务，如步骤s607，由控制电路选择一频率。其中，控制电路可以依照一个默认要扫描的频率的数据循序提供给无线收发模块。如步骤s609，使得无线收发模块内控制单元(如图5，503)控制通信单元(如图5，502)，驱动天线单元(图5，501)以选择的频率扫描天空的信号，产生一扫描结果，在如步骤s611，将扫描结果记录至一信号扫描表。当无线收发模块处于并未执行传输任务(闲置的一种状态)时，将可持续执行信号扫描，经反复选择其他频率扫描天空，将可产生多个扫描结果后，取得其中信号信息后，记录至信号扫描表。根据一实施例，信号扫描表可存储于控制电路的内存中，或者，信号扫描表可通过网络存储至外部主机，如图7显示的一种回程网络服务器中。以下表一示意显示信号扫描表(signalscantable)的内容，其中显示为对应每个频率(920.2mhz、920.4mhz…)扫描得到的接收信号强度指针(rssi)，这个可随时扫描而更新的指针可以成为通信系统调整频率的依据。表一图7显示通信系统延伸的实施例示意图，此图显示有多端的通信系统701、702、703，每个通信系统可以实现服务区域内物联网的网关装置，各通信系统的主要电路如上述实施例所述，包括一个或多个无线网关模块、至少一无线收发模块，以及控制电路。特别的是，控制电路中可以具备有处理器与各式内存，并包括连接网络70的网络单元，此例是显示通过网络70连接到一回程(backhaul)网络服务器72。所谓的回程网络(backhaulnetwork)可为一种将本地网络所产生的信号信息传回至骨干网络(或说核心网络)的中间节点，在根据信号扫描结果调整信道的通信方法中，各通信系统701、702、703建立的信号扫描表可以通过网络70传送到外部主机，如本例的回程网络服务器72。对回程网络服务器72而言，可以通过网络70联机多个通信系统701、702、703，取得并记录各通信系统产生的信号扫描表。在图8所示通信方法中设定传输频率的实施例流程图中，通信系统中的控制电路持续取得各通信电路的传输状态，如物联网中连接各式终端装置的无线网关模块的传输状态，如步骤s801，控制电路可通过监控得到无线网关模块的封包丢失率、传输率等传输状态，并在步骤s803中判断是否需要调整频率。其中手段可以是，控制电路依据默认的门槛持续比对得到的封包丢失率与传输率等传输状态，通过比对门槛判断状态是否低于系统要求，若仍未需要调整(否)，持续步骤s801；当传输状态低于需求时，此例中，表示要调整频率(是)，并继续步骤s805，从控制电路的内存，或是上述回程网络服务器等外部主机取得信号扫描表，如步骤s807，通信系统通过控制电路依据传输状态决定需要调整传输频率，其中可以根据信号扫描表选择其中的一个传输频率，如步骤s809，根据此选择频率设定无线网关模块的传输频率，无线网关模块主要任务是接收终端产生的信号，因此选择的频率将成为信号接收频率。如有必要，如步骤s811，系统可以主动修改终端节点的频率信息，使得更有效地与无线网关模组传递信息。根据说明书所描述的实施例，所述可以根据信号扫描结果调整信道的通信方法与通信系统是能够在其中通信组件处于闲置时扫描天空的频率，建立信号强度的记录，或可传递到其回程网络(backhaul)上的服务器，在有需求时能够根据这个记录实时调整传输通道，得到适应式跳频(adaptivefrequencyhopping)的效果。以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。当前第1页12当前第1页12