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    • 专利摘要:
    本發明涉及一種支持安全資料交換的電力線通行(PLC)裝置，其包括：處理模組、記憶體、無線區域網路介面(WLAN I/F)和PLC通訊介面(PLC I/F)。當作為用戶端裝置操作時，PLC裝置經由PLC I/F與房屋通訊裝置建立通訊，經由PLC I/F向房屋通訊裝置請求WLAN服務，經由PLC I/F接收來自房屋通訊裝置的WLAN接入憑證，並使用WLAN接入憑證經由WLAN I/F接入WLAN。當作為房屋通訊裝置操作時，PLC裝置經由PLC I/F與用戶端裝置建立通訊，經由PLC I/F接收來自用戶端裝置的WLAN服務請求，驗證WLAN服務的用戶端裝置，並經由PLC I/F將WLAN接入憑證傳送至用戶端裝置。所述PLC裝置也可經由PLC I/F支援反向通道操作，例如金融交易、金鑰交換、加密支持。
    公开号:TW201301792A
    申请号:TW101122609
    申请日:2012-06-25
    公开日:2013-01-01
    发明作者:James D Bennett
    申请人:Broadcom Corp；
    IPC主号:H04B3-00
    专利说明:
    電力線通訊裝置及操作它的方法
    本申請要求2011年6月30日提交的美國臨時申請US 61/503,060以及2011年12月13日提交的美國申請US 13/324084的優先權，其全部內容通過引用結合到本文並構成本申請的一部分。
    本發明涉及電力線通訊，特別是電力線通訊裝置以及使用該電力線通訊裝置的系統。
    通訊系統是眾所周知的，且包括區域網路(LAN)、廣域網路(WAN)、蜂窩網、無線區域網路(WLAN)、無線廣域網路(WWAN)、個人區域網路(PAN)等。隨著數位內容(如MP3音訊、MPEG4視頻和數碼照片)的交換需求不斷增長，人們普遍意識到需要改進數位通訊系統。電力線通訊(PLC)是在信號中編碼資料並將該信號在現有的電力輸電線上以不用於供電的頻率波段傳輸的技術。因此，PLC充分利用現有的電力網絡的普及，從而提供廣泛的網路覆蓋。此外，由於PLC能夠使資料從傳統的電源插座被接入，所以無需在建築物(或建築物的不同部分)安裝新的佈線。因此，PLC提供了額外的優勢，即降低安裝成本。
    在一些建築物或裝置中，PLC通訊可能是通訊服務的最佳選擇，例如，無線通訊無法穿透牆壁或其他結構、無線通訊被認為太不安全、安裝其他通訊類型的佈線太貴等。然而，在其他結構中，例如WLAN可能更容易安裝和服務。例如，許多咖啡館、餐廳、酒店和其他商品零售場所使用WLAN來為他們的客戶提供服務。
    不幸的是，難以調節WLAN的接入。雖然咖啡商店和其他零售業想提供WLAN互聯網接入來吸引顧客，但是他們不想讓未經授權的用戶經由WLAN竊取互聯網接入。迄今為止，這些機構使用補償經由WLAN提供互聯網接入的成本的預定服務，或為客戶提供口令進行無償的WLAN接入。然而第一個解決方案阻止了需要獲得互聯網接入(這對客戶而言是一種優惠)的客戶，第二個方案是開放的，會被非客戶濫用。
    本發明的一個方面涉及一種電力線通訊(PLC)裝置，其包括：處理模組；無線區域網路介面(WLAN I/F)，耦接至所述處理模組；以及PLC通訊介面(PLC I/F)，耦接至所述處理模組，其中所述PLC I/F、WLAN I/F和所述處理模組能操作用於：經由所述PLC I/F與房屋通訊裝置(premises communication device)建立通訊；經由所述PLC I/F向所述房屋通訊裝置請求WLAN服務；經由所述PLC I/F接收來自所述房屋通訊裝置的WLAN接入憑證；以及使用所述WLAN接入憑證經由所述WLAN I/F接入WLAN。
    根據本發明的上述一個方面的電力線通訊裝置，較佳還包括：記憶體，耦接至所述處理模組；其中所述處理模組、所述PLC I/F和所述記憶體能操作用於：經由所述PLC I/F接收來自所述房屋通訊裝置的PLC接入質詢；檢索PLC接入資料；基於所述PLC接入資料準備PLC接入回應；以及經由所述PLC I/F傳輸所述PLC接入回應。
    根據本發明的上述一個方面的電力線通訊裝置，較佳還包括：記憶體，耦接至所述處理模組；其中在檢索所述PLC接入資料時，所述處理模組能操作用於從所述記憶體檢索所述PLC接入資料。
    根據本發明的上述一個方面的電力線通訊裝置，較佳所述WLAN接入憑證包括以下中的一個或多個：WLAN系統識別字；口令；加密類型；以及加密代碼。
    根據本發明的上述一個方面的電力線通訊裝置，較佳經由所述PLC I/F與房屋通訊裝置建立通訊、經由所述PLC I/F向所述房屋通訊裝置請求WLAN服務、經由所述PLC I/F接收來自所述房屋通訊裝置的WLAN接入憑證、以及使用所述接入憑證經由所述WLAN I/F接入所述WLAN全都無需使用者介面的情況下發生。
    根據本發明的上述一個方面的電力線通訊裝置，較佳還包括：記憶體，耦接至所述處理模組，其中所述處理模組和所述記憶體還能操作用於：在插上電源後經由所述PLC I/F下載可執行程式；載入所述可執行程式；執行所述可執行程式以經由所述PLC I/F接入所述房屋通訊裝置；以及向所述房屋通訊裝置請求WLAN服務以接收所述WLAN接入憑證。
    根據本發明的上述一個方面的電力線通訊裝置，較佳所述處理模組還能操作用於：經由所述PLC I/F定期地接收來自所述房屋通訊裝置的更新的WLAN接入憑證；以及製定所述更新的WLAN接入憑證以接入所述WLAN。
    根據本發明的上述一個方面的電力線通訊裝置，較佳所述處理模組還能操作用於經由所述PLC I/F接收來自所述房屋通訊裝置的廣告。
    根據本發明的上述一個方面的電力線通訊裝置，較佳所述處理模組還能操作用於經由所述PLC I/F服務與所述房屋通訊裝置的金融交易。
    本發明的另一方面涉及一種電力線通訊(PLC)裝置，包括：記憶體；PLC通訊介面(PLC I/F)；處理模組，耦接至所述記憶體和所述PLC I/F，所述處理模組能操作用於：經由所述PLC I/F建立與用戶端裝置的通訊；經由所述PLC I/F接收來自所述用戶端裝置的WLAN服務請求；驗證WLAN服務的所述用戶端裝置；經由所述PLC I/F將WLAN接入憑證傳輸至所述用戶端裝置。
    根據本發明的上述另一方面的電力線通訊裝置，較佳所述處理模組還能操作用於：經由所述PLC I/F接收來自所述用戶端裝置的PLC服務請求；經由所述PLC I/F將PLC接入質詢傳輸至所述用戶端裝置；以及經由所述PLC I/F接收基於所述PLC接入質詢的PLC接入回應。
    根據本發明的上述另一方面的電力線通訊裝置，較佳所述WLAN接入憑證包括以下的一個或多個：WLAN系統識別字；口令；加密類型；以及加密代碼。
    根據本發明的上述另一方面的電力線通訊裝置，較佳所述處理模組還能操作用於經由所述PLC I/F將可執行程式下載至所述用戶端裝置。
    根據本發明的上述另一方面的電力線通訊裝置，較佳所述處理模組還能操作用於經由所述PLC I/F將更新的WLAN接入憑證定期地傳輸至所述用戶端裝置。
    根據本發明的上述另一方面的電力線通訊裝置，較佳所述處理模組還能操作用於經由所述PLC I/F將廣告傳輸至所述用戶端裝置。
    根據本發明的上述另一方面的電力線通訊裝置，較佳所述處理模組還能操作用於經由所述PLC I/F服務與所述用戶端裝置的金融交易。
    本發明的又一方面涉及一種操作電力線通訊(PLC)裝置的方法，包括：經由PLC I/F建立與用戶端裝置的通訊；經由所述PLC I/F接收來自所述用戶端裝置的WLAN服務請求；驗證WLAN服務的所述用戶端裝置；以及經由所述PLC I/F將WLAN接入憑證傳輸至所述用戶端裝置。
    根據本發明的上述又一方面的操作電力線通訊裝置的方法，較佳還包括：經由所述PLC I/F接收來自所述用戶端裝置的PLC服務請求；經由所述PLC I/F將PLC接入質詢傳輸至所述用戶端裝置；以及經由所述PLC I/F接收基於所述PLC接入質詢的PLC接入回應。
    根據本發明的上述又一方面的操作電力線通訊裝置的方法，較佳所述WLAN接入憑證包括以下的一個或多個：WLAN系統識別字；口令；加密類型；以及加密代碼。
    根據本發明的上述又一方面的操作電力線通訊裝置的方法，較佳還包括經由所述PLC I/F將可執行程式下載至所述用戶端裝置。
    根據本發明的上述又一方面的操作電力線通訊裝置的方法，較佳還包括經由所述PLC I/F將更新的WLAN接入憑證定期地傳輸至所述用戶端裝置。
    根據本發明的上述又一方面的操作電力線通訊裝置的方法，較佳還包括經由所述PLC I/F服務與所述用戶端裝置的金融交易。
    圖1為示出由根據本發明的一個或多個實施方式構建的電力線通訊(PLC)裝置服務的房屋的系統圖。參照圖1，房屋100通常具有分散式電源配線系統(粗黑線所示)，其由接線盒112後面的一個或多個環狀幹線、若干分支線和一些配電裝置(distribution)組成。在其它構造中，分散式電源配線系統具有斷路器盒，斷路器盒具有以星形配置從其路由(route)的電路。關於圖1的實例，房屋是客戶在其消耗時間的咖啡廳、書店、餐廳或其他零售場所。場所的所有者的收入來自在該房屋消耗時間的客戶。因此，所有者渴望向客戶提供互聯網接入。
    每個客戶通過由房屋所有者設置的無線區域網路(WLAN)獲得互聯網接入。在所示的實例中，所有者保持在房屋內提供WLAN服務的WLAN接入點以及支援互聯網接入的路由器。一般情況下，保持在房屋內的一個或多個裝置100提供互聯網接入。這些一個或多個裝置被稱為房屋通訊裝置。在圖1的實例中。房屋通訊裝置可為經由所包括的WLAN接入點和電纜調製解調路由器提供互聯網接入的單一裝置102。在另一個實例中，第一房屋通訊裝置包括纜線數據機/DSL/WAN/衛星通訊系統的路由器102和耦接的WLAN接入點104。
    示出了多個用戶端裝置106、108、110、112、114、116、118、120、122。用戶端裝置106至122可為筆記型電腦、平板電腦、手機、WiFi手機、WiMAX手機或其他計算裝置。這些裝置106至122中的每個都支持WLAN通訊，且能夠經由房屋100所有者/管理者支援的WLAN接收互聯網接入。這些用戶端裝置106至122中的每個都是可擕式的且可接入電源的輸電幹線。在這種情況下，用戶端裝置可包括電源適配器，或可直接插接輸電幹線。例如，每個用戶端裝置108、112和114經由電源線直接插接輸電幹線，而用戶端裝置106、110、116、118、120和122分別包括電源適配器124、126、128、130、132和134。電源適配器124、126、128、130、132和134包括電源轉換電路，其從輸電幹線的交流電壓(例如120伏、240伏等)轉換為較低的電壓，通常為直流電壓，其將電力供應至各個用戶端裝置。在圖2B中示出並參照圖2B描述了這種電源適配器的實例。
    根據本發明，每個用戶端裝置106至122都支援與房屋通訊裝置102的PLC通訊。特別是，用戶端裝置106至122和/或其電源適配器124至134中的每個都包括支援與房屋通訊裝置102的PLC通訊的PLC介面電路，房屋通訊裝置102也包括PLC介面電路。參考圖2A描述PLC裝置，其包括可能出現在用戶端裝置106至122之一、適配器124至134之一和/或的PLC裝置102中的結構。在本文中，提及PLC裝置是指單獨的PLC裝置或結合一個或多個這些裝置/適配器的PLC裝置。可通過用戶端裝置與服務性電源適配器一起提供本文描述的PLC裝置的功能。
    一般來說，房屋通訊裝置102與用戶端裝置106至122以及它們的電源適配器(如果需要)一起工作，以經由支援的PLC網路來交換資訊。在一些實施方式中，該資訊包括在用於服務用戶端裝置106至122的互聯網接入的房屋中支援的WLAN的接入資料。PLC網路可用於將WLAN註冊資訊(例如ID、口令、WEP/WPA代碼)在後臺發送顧客，使得自動連接無線網路。PLC網路也可支援定期的金鑰更新，可作為廣告或流傳送等的輔助通道。PLC網路也可以反向方式與WLAN一起工作，使得WLAN傳送PLC網路資訊。這些概念可以延伸到WLAN之外，使得PLC網路用於為不同類型的網路(例如WWAN網路、LAN等)交換私密資訊或其他資訊。此外，PLC網路可以用作密匙交換的專用通道或獨立通道，或用於服務金融交易，諸如房屋內進行的購買。在這種情況下，敏感的金融資料不通過WLAN轉移，其可能被其他顧客竊取。
    圖2A為示出根據本發明的一個或多個實施方式構建的PLC裝置的框圖。PLC裝置200支援根據一個或多個PLC通訊標準的PLC操作。PLC裝置可包含圖1中的一個或多個用戶端裝置106至122和/或房屋通訊裝置102/104中一些或所有。PLC裝置200執行/支援根據本發明的一個或多個實施方式的、在本文中進一步描述的各種操作。在各種不同實施方式中，PLC裝置200永久安裝在房屋內，可以部分地體現在電源適配器中，可部分或完全體現在用戶端裝置中，或可在多個裝置之間傳播。在任何情況下，PLC裝置200支援至少PLC通訊，並可支援其他通訊。讀者將能理解，用戶端裝置和房屋通訊裝置都包括PLC裝置200的一些或所有組件。
    PLC裝置200包括PLC介面206，PLC介面206包括電源插頭介面208、類比前端(AFE)210和數位前端(DFE)212。AFE 210通常包括類比信號處理元件，而DFE 212包括數位信號處理元件。至少一個模數轉換器(ADC)和至少一個數模轉換器(DAC)分別服務模數轉換和數模轉換操作。這些PLC介面206元件中的一些可出現在電源適配器中，將參照圖2B進一步描述。
    PLC裝置200還包括一個或多個其他通訊介面，包括無線廣域網路(WWAN)介面214(例如WiMAX介面)、無線區域網路(WLAN)介面216(例如802.11x介面)、無線個人區域網路(WPAN)介面218(例如藍牙介面)、60 GHz介面220(毫米波介面)、區域網路(LAN)介面222(例如乙太網介面)、電纜介面(例如同軸電纜多媒體聯盟(MoCA)介面224)、光介面226、近場通訊(NFC)I/F 228、紅外線I/F 230和/或RF標籤I/F/232。使用者應該明白PLC裝置200可經由PLC介面206和一個或多個其他通訊介面214、216、218、220、222、224、226、228、230和/或232橋接電源插頭與一個或多個裝置(例如電源插頭與臺式電腦、筆記型電腦、觸控板電腦、電器、電視、其他娛樂系統裝置等)之間的通訊。
    處理模組202可包括一個或多個系統處理器、數位訊號處理器、處理模組、專用硬體、專用積體電路(ASIC)或能夠執行軟體指令和進行資料處理的其他電路。特別的是，處理模組202可操作用於支援PLC裝置200的通訊電路的介質存取控制(MAC)管理、通訊橋接管理和其他管理。記憶體204可為RAM、ROM、FLASH RAM、FLASH ROM、光學記憶體、磁記憶體或能夠儲存資料和/或指令並允許處理模組訪問的其他類型的記憶體。處理模組202和記憶體204支援本文中進一步描述的本發明的實施方式的操作，包括MAC管理、橋接管理和安全管理。
    圖2B示出根據本發明的一個或多個實施方式構建、操作和/或支持的電源適配器。電源適配器1000包括AC-DC模組830、信號耦合電路840和零交叉電路(未示出)。信號耦合電路840被配置為發送並接收耦接至用戶端裝置的一個或多個導線870和交流電源電源115之間的數位編碼信號。在圖示的實例中，如圖所示，信號耦合電路840包括電力線115和共同點(common ground)之間的平行電氣通訊的一對變壓器1010。該對變壓器1010可替換為單個多插頭變壓器。信號耦合電路840可包括完整的通訊介面或僅是其一部分(通訊介面的其餘部分體現在耦接的用戶端裝置中)。
    圖2B中所示的實例中的AC-DC模組830通過一對變壓器1010接收來自電力線115的AC線路電壓，如圖所示，並將一個或多個直流電壓輸出至一條或多條導線860。諸如電容器1020的濾波器可設置在一對變壓器1010和AC-DC模組830之間以保護電源適配器1000的其他元件免受AC-DC模組830產生的電氣雜訊的影響。導線860和870一起可包括佈線(cabling)。佈線可與電源適配器1000集成，或可從其分拆。佈線也可以在連接器終止，連接器被配置來與電器(未示出)上的相應插座匹配。這種連接器必須大於比傳統的兩線直流電源連接，且由此產生的電纜需大於兩線電纜並比其有硬。而不是所期望的，但如果具有傳統連接器的標準兩線輸出PSU可用於上述討論的情況中，將是較佳的。
    圖3A為示出根據本發明的一個或多個實施方式的房屋管理者PLC裝置的操作的流程圖。通過用作如圖1所示的房屋通訊裝置102/104的PLC裝置來執行參考圖3A描述的操作300。在參考圖3A描述的操作中，房屋通訊裝置(PLC裝置)與用戶端裝置(例如任何用戶端裝置106-122，其可使用電源適配器(例如124-134)與PLC裝置聯接(interface))進行交互。
    操作開始為：PLC裝置通過PLC介質(例如輸電幹線)從用戶端裝置接收PLC服務請求(步驟302)。然後，PLC裝置驗證PLC用戶端裝置服務請求(步驟304)。將參考圖5進一步描述在步驟304中的驗證。PLC裝置然後經由PLC I/F建立與用戶端裝置的驗證通訊。
    PLC裝置然後經由PLC I/F接收來自用戶端裝置的WLAN服務請求(步驟306)。之後，PLC裝置驗證WLAN服務的用戶端裝置(步驟308)。可以如下執行驗證：查找用戶端裝置的註冊資訊，與用戶端裝置交互以註冊服務的用戶端裝置，獲得用戶端裝置的信用卡資訊，這涉及房屋內的客戶服務歷史，或其他驗證操作。
    一旦用戶端裝置已驗證，PLC裝置經由PLC I/F將WLAN接入憑證傳輸至用戶端裝置(步驟310)。PLC裝置本身可在房屋內提供WLAN服務。或者，PLC裝置可與另一安全裝置和/或WLAN接入點交互，以使WLAN接入憑證註冊到WLAN接入點。然後回應於WLAN註冊請求，用戶端裝置被授權WLAN接入(步驟312)。
    通過圖3的操作300，PLC可經由PLC I/F將可執行程式下載到用戶端裝置。用戶端裝置然後載入並執行可執行程式，以允許其與PLC裝置聯接。可執行程式可為Java腳本、網頁、或另一可執行程式，以允許註冊和接入憑證被接收。
    此外，通過圖3的操作300。PLC裝置可經由PLC I/F將更新的WLAN接入憑證定期發送至用戶端裝置。這允許PLC裝置更安全地調節房屋內的WLAN的接入。此外，PLC裝置可使用PLC網路以經由PLC I/F將廣告發送到用戶端裝置。這些廣告可涉及在房屋內提供的產品和服務，還涉及其它產品和服務，其不僅與房屋相關而且也與其它相關業務相關，或者僅涉及與業務相關的產品和服務。
    PLC裝置可使用PLC網路來服務與用戶端裝置的其他交易。此類交易可包括金融交易以及向用戶端裝置傳輸隱私敏感性資料。例如，房屋的業務所有者可將視頻節目流提供給付費用戶，例如主要由WLAN服務的節目流。例如，業務所有者可能希望將視頻節目僅提供給一部分客戶，並希望不將視頻節目傳送到能夠接入WLAN的其它用戶。在這種情況下，PLC裝置可通過PLC網路向用戶端裝置傳送一個或多個程式金鑰或解密代碼，用戶端裝置使用該程式金鑰或解密代碼以經由WLAN接入傳送的視頻節目。當然，其他內容也可以這種方式加以保護。
    圖3B為示出根據本發明的一個或多個實施方式的用戶端PLC裝置的操作的流程圖。操作350開始為：用戶端PLC裝置經由其PLC I/F建立與房屋通訊裝置的通訊(步驟352)。操作還可包括用戶端PLC裝置接收來自房屋通訊裝置的PLC通訊小程式(或其他可執行程式)(步驟354)。然後，用戶端PLC裝置經由PLC I/F向房屋通訊裝置請求WLAN服務(步驟356)。房屋的PLC裝置和用戶端PLC裝置互相聯接，以使房屋的PLC裝置驗證WLAN服務請求(步驟358)。用戶端PLC裝置然後經由PLC I/F接收來自房屋通訊裝置的WLAN接入憑證(步驟360)。然後，用戶端PLC裝置使用WLAN接入憑證經由其WLAN I/F接入由房屋管理者維護的WLAN(步驟362)。
    WLAN接入憑證可包括，例如，WLAN系統識別字、口令、加密類型和加密代碼。在一些實施方式中，經由PLC I/F與房屋通訊裝置建立通訊、經由PLC I/F向所述房屋通訊裝置請求WLAN服務、經由PLC I/F接收來自房屋通訊裝置的WLAN接入憑證、以及使用接入憑證經由WLAN I/F接入WLAN全都在無需使用者介面(使用者介面)的情況下發生。在這種情況下，驗證過程對於用戶端裝置的使用者是無縫。這樣的驗證過程可基於先前的交互、儲存於用戶端裝置中的註冊資訊或基於其它過程。
    圖4為示出存在至少一個PLC裝置的房屋的系統圖，所述至少一個PLC裝置根據本發明的一個或多個實施方式操作。房屋400可是住宅、辦公樓、公寓、酒店、工業大廈或其它類型的結構或先前所描述的咖啡店。在圖4中的具體實例中。WLAN接入點424提供房屋400內的互聯網接入，也是根據本發明的一個或多個實施方式構建的PLC裝置。在房屋內400還出現多個PLC裝置402、404、406、408、410、412和414。這些PLC裝置402、404、406、408、410、412和414中的一個或多個可由房屋400所有者/管理者提供，而其他PLC裝置可由客戶帶入房屋400。特別地，PLC裝置402服務電子裝置428，PLC裝置404服務裝置430，PLC裝置408服務電子裝置432，PLC裝置414服務電子裝置434。各個裝置428、430、432和434可由房屋400所有者擁有或可由房屋400的訪問者擁有。各個PLC裝置根據本發明的各個方面操作以接收WLAN互聯網接入。
    根據本發明的一個或多個其它實施方式，PLC裝置402、404、406、408、410、412、414和424中的一個或多個支持一個或多個不同的PLC通訊標準。例如，PLC裝置402支援PLC通訊標準1，PLC裝置404支援PLC通訊標準1，PLC裝置406支援PLC通訊標準1和2，PLC裝置408支援PLC通訊標準3，PLC裝置410支援PLC通訊標準3，PLC裝置412支援PLC通訊標準3，PLC裝置414支援PLC通訊標準2和3，而PLC裝置424支援PLC通訊標準1和3。如將在本文中進一步的描述，不同的PLC通訊標準可為寬頻、窄帶、彼此一致和/或彼此不一致。
    目前現有PLC通訊標準包括HomePlug族操作(包括1.0、AV 1.1、AV 2和GP操作)以及HD-PLC操作。通常，HomePlug族PLC通訊標準與HD-PLC通訊標準不相容。HomePlug PLC通訊標準被廣泛採用，而HD-PLC主要在日本採用。
    IEEE 1901規範包含較新PLC通訊標準，其具有兩個不同的PHY層，一個基於OFDM調製(可與HomePlug AV1.1交互操作)，而另一個基於小波調製(可與HD-PLC交互操作)。各個PHY層為可選的，以及通訊標準的執行設備(implementer)可以包含兩者，但不是必須的。僅使用OFDM PHY的裝置不會與基於小波PHY的裝置交互操作。OFDM PHY源自HomePlug AV。
    IEEE 1905.1規範定義針對多個家用聯網技術的抽象層(abstraction layer)。IEEE 1905.1提供對以下規範中描述的異質家用聯網技術的共用資料以及控制服務存取點(Service Access Point)：IEEE 1901、IEEE 802.11x、IEEE 802.3x和同軸電纜多媒體聯盟(MoCA)1.1。IEEE 1905.1標準可擴展為與其它家用聯網技術一起工作。IEEE 1905.1層駐留在介質存取控制層和互聯網協議層之間。1905.1抽象層是為了使得更容易安裝和管理混合型家用網路，以及還將提供用於橋接不同介面之間資料的機制，即，隨插即用。
    ITU的G.hn規範為IEEE 1901的競爭對手，IEEE 1901主要定義實施PLC裝置的PHY層和MAC層的不同方式。G.hn是使服務提供者、消費電子公司、PC製造商和消費者能夠經由家中任何配線(同軸電纜、電話線和電力線)連接所有類型裝置的技術標準。
    除了早已存在的IEEE 1901外，還有多種窄帶和寬頻PLC技術。例如，常規二級共存機制(conventional tier two coexistence mechanisms)包括在利用某種形式的CSMA/CA的ISO/IEC 14908、G3 & G3 Lite、HP C&C、ISO/IEC 14543中。其它PLC通訊標準技術不支援除了一級(tier one)以外的任何類型的共存。這樣的標準包括目前的大多數寬頻PLC產品(offerings)、UPB、A10、INSTEON/X-10、Ariane Controls、CEBus、CEA 600.31、TDA 5051A等。
    根據本發明一個或多個實施方式，PLC裝置402、404、406、408、410、412、414和424中一個或多個可作為服務房屋400的電力線介質的主機(master)，可橋接跨不同的PLC通訊標準的通訊，和/或可橋接PLC通訊和非PLC通訊之間的通訊。在一些實施方式中，各個PLC標準將具有獨有主機，不同的PLC裝置用作不同的PLC通訊標準的主機。同樣，各個被支持的非PLC通訊標準可有其自己的主機。
    根據本發明一個或多個實施方式，PLC裝置402、404、406、408、410、412、414和424中一個或多個可作為服務房屋400的電力線介質的主機，可橋接跨不同的PLC通訊標準的通訊，和/或可橋接PLC通訊和非PLC通訊之間的通訊。本文中隨後將描述這些操作中若干個操作。在一些實施方式中，各個PLC標準將具有獨有主機，不同的PLC裝置用作不同的PLC通訊標準的主機。同樣，各個被支持的非PLC通訊標準可有其自己的主機。
    圖5為示出用於授權接入PLC網路的根據本發明的一個或多個實施方式的操作的流程圖。操作500開始為：用戶端PLC裝置通過其PLC I/F接收來自房屋通訊裝置的PLC接入質詢(access challenge)(步驟502)。然後，用戶端PLC裝置檢索PLC接入資料(步驟504)。之後，用戶端PLC裝置基於PLC接入資料準備PLC接入回應(步驟506)。用戶端PLC裝置然後通過PLC I/F傳送PLC接入回應(步驟508)。最後，用戶端PLC裝置被房屋PLC裝置授權或拒絕接入PLC網路(步驟510)。
    在步驟504中，當檢索PLC接入資料時，用戶端PLC裝置可從記憶體或基於用戶輸入檢索PLC接入資料。在其最初接入PLC網路的操作中，用戶端裝置可首先通過PLC I/F從房屋PLC裝置下載可執行程式。然後用戶端PLC裝置執行該程式以通過PLC I/F接入房屋通訊裝置，向房屋通訊裝置請求WLAN服務，從而接收WLAN接入憑證。可執行程式可以為網頁、小程式或可支援使用者註冊到房屋的另一介面。
    圖6為示出根據本發明的一個或多個其它實施方式的各種其它操作的流程圖。除了本文中所述的其它操作外，可選地執行圖6中的操作600。這些操作600包括通過PLC介面定期接收來自房屋PLC裝置的附加/其他WLAN驗證資訊(步驟602)。此外，操作600可包括經由PLC介面和PLC介質服務一個或更多金融交易(步驟604)。操作還可包括使用PLC介質建立專用WLAN通道(private WLAN channel)以交換資訊，允許WLAN通道成為專用的(步驟606)。此外，PLC介質可用於交換金鑰，金鑰在隨後的經由WLAN進行內容受保護的資料的交換中使用(步驟608)。此外，操作600可包括使用PLC介質和WLAN服務交換，以保持交換的安全(步驟610)。最後，操作可包括通過PLC介質發送廣告和/或服務金融交易(步驟612)。
    圖7為示出在服務通訊中根據本發明的一個或多個方面操作的網路和多個裝置的圖。網路包括含有分組資料網路702和704的多個通訊網路，其可構成互聯網、萬維網或其組合的一部分。網路還包括蜂窩網路706、LAN 708、PLC網路710、WLAN712和WAN 714。這些網路服務用戶端裝置718、720和722，也可支援各種其他用戶端裝置。管理者伺服器716耦接至PLC網路710和WLAN712，且間接耦接至所示的其他網路。管理者伺服器716可服務業務，諸如咖啡廳、餐廳、公寓大樓或其他業務。媒體伺服器724、網路服務器726和金融伺服器728耦接至分組資料網路702且能操作用於支持與一個或多個用戶端裝置718、720和/或722的相應交易。如先前參考圖2所描述那樣，管理者伺服器716可與PLC介面和WLAN介面合併。
    根據本發明的不同實施方式，多個通訊路徑可用於服務裝置之間的通訊，例如金融伺服器728和用戶端裝置722之間、網路服務器的726和用戶端裝置720之間和/或724媒體伺服器和用戶端裝置718之間的通訊。在一個具體實施方式中，圖7的網路使用經由PLC網路710和無線路徑(例如，蜂窩網路706、WLAN 712和/或WWAN 714)的PLC通訊服務多租戶公寓或辦公空間。
    根據本發明的一個方面，PLC通訊與其他通訊一起使用，以便交替通訊路徑用於服務交易，即一個網路用於某些事情，而另一網路用於其它事情，例如建立通訊服務、公用設施管理服務、金融資料交換、建立口令、建立帳號資訊和/或分割資料類型和/或需要安全通訊的其他服務。在這種情況下，通過智慧結合的分割和整合(intelligent bonded splitting and stitching)使用半雙工分割或雙全雙工分割跨多個傳輸路徑分配通訊。這些操作可在後臺服務，以使它們對於所服務的應用程式、驅動程式或使用者是未知的。服務這些操作的軟體可以由使用者控制或由交易的伺服器控制。可根據資料類型、QoS、在底層資料交換中發現的安全變化、或基於其他條件來進行資料分割。也可使用多個通訊路徑服務交叉通道編碼(如冗餘)、跨通道加密、跨通道協定劃分(例如，ACK/NACK和資料路徑)。
    例如，在多租戶建築物中，接入PLC網路可能會基於口令安全性受到限制。在這種情況下，可使用安全的WLAN、WWAN或蜂窩通訊來服務PLC網路口令安全性。當然，對這些操作的補充是使用安全無線網路來傳輸PLC網路的口令登錄/接入資訊。
    在金融伺服器728和用戶端裝置718之間的銷售交易中，例如，從用戶端裝置718傳輸至金融伺服器的信用卡資訊可在具有蜂窩網路的無線鏈路和至LAN 708的有線鏈路之間分配。通過分配金融交易會降低該資訊的盜竊可能性。
    通過圖7的網路，用戶端或伺服器(其也可以是點對點、伺服器到伺服器或用戶端對用戶端)可控制中級(middling)部分(路由骨幹)的選擇，以及進一步減少中級窺探者能夠穿透基本安全的機會。例如，一些路徑(埠選擇)流過第一個骨幹路由網路，而其他路徑流過另一個路由網路。
    圖2的PLC裝置200可操作用於服務參照圖7描述的操作。在這種情況下，PLC裝置200包括接入互聯網的一個或多個介面、PLC介面、以及服務用戶端裝置的一個或多個無線介面。在這種情況下，PLC裝置200可包括多個驅動器和能操作用於服務多個介面之間分割通訊的應用軟體。可通過纜線數據機通訊、蜂窩GSM LTE通訊和/或WiMAX通訊來執行互聯網接入，例如，其中PLC裝置200選擇性使用多個介面來服務通訊。
    PLC裝置作為具有集成WLAN電路的PLC集線器而操作，例如，具有處理模組202能操作用於獨自進行通訊分割(split，分裂)決定，其包括分割通過互聯網骨幹和一個或多個互聯網通訊路徑的上行通訊，和通過一個或多個PLC介面和無線介面的下行通訊。在任何操作中，PLC裝置200都能夠啟動和/或被服務的用戶端裝置和另一遠端裝置之間的安全通訊。
    圖8為示出用於服務通訊的根據本發明的一個或多個實施方式的操作的流程圖。圖8中的操作700考慮伺服器向必須通過SSL服務的用戶端提供信用卡或帳號資訊。在這種情況下，伺服器首先會問用戶端裝置是否有不止一個的接入手段可用，例如，多個傳輸路徑可用(步驟802)。在回應時，用戶端通知伺服器有多少接入路徑和什麼類的接入路徑是可用的(步驟804)。伺服器和用戶端然後啟動兩個以上的接入路徑，使服務交易所需的(步驟806)。
    然後，伺服器跨多個接入路徑積極協調註冊、帳號資訊、銷售交易資料和/或其他安全操作和資訊交換(步驟808)。伺服器和用戶端跨多個接入路徑互相通訊，按照協定跨多個路徑分割資料(步驟810)。這樣做，每個伺服器和用戶端都需要在傳輸之前分割資料，並將經由多個接入路徑接收的資料整合到一起。對於每個伺服器至用戶端的流動使用伺服器埠1和用戶端口A、伺服器埠1至用戶端口B、伺服器埠2至用戶端口A、以及伺服器埠2至用戶端口B(n×N)路徑(由其能夠進行單一安全交換)。這延伸至點對點(用戶端對用戶端或伺服器對伺服器)。交易完成後，釋放所述多個(或部分)接入路徑(步驟812)。步驟812後結束操作。
    本文描述的執行特定功能的電路可是微處理器、微控制器、數位訊號處理器、微機、中央處理單元、現場可程式設計閘陣列、可程式設計邏輯器件、狀態機、邏輯電路、類比電路、數位電路和/或基於電路和/或操作指令的硬編碼操縱信號(類比和/或數位)的任何裝置，其可被單獨考慮或組合“處理模組”。處理模組、模組、處理電路和/或處理單元可為或進一步包括記憶體和/或集成的儲存單元，其可為單一的儲存裝置、多個儲存裝置和/或另一處理模組電路、模組、處理電路和/或處理單元的嵌入式電路。這樣的記憶體裝置可以是唯讀記憶體、隨機存取記憶體、易失性記憶體、非易失性記憶體、靜態記憶體、動態儲存裝置器、快閃記憶體、高速緩衝記憶體和/或儲存數位資訊的任何裝置。需注意，如果處理模組、模組、處理電路和/或處理單元包括不止一個的處理裝置，則處理裝置可在中心定位(例如通過有線和/或無線匯流排結構直接耦接在一起)或可分散式定位(例如通過區域網路和/或廣域網路經由間接耦接的雲計算)。還需注意：如果處理模組、模組、處理電路和/或處理單元通過狀態機、類比電路、數位電路和/或邏輯電路實現其一個或多個功能時，則儲存相應的操作指令的記憶體和/或記憶體元件可嵌入電路(包括狀態機、類比電路、數位電路和/或邏輯電路)內或位於其外部。還需進一步注意：記憶體元件可儲存硬編碼指令和/或操作指令，並且處理模組、模組、處理電路和/或處理單元執行硬編碼和/或操作指令，硬編碼指令和/或操作指令對應於一個或多個圖中所示的至少一些步驟和/或功能。這種記憶體裝置或記憶體元件可以包含在製品中。
    上面已經通過闡述其特定功能和關係的性能的方法步驟，描述了本發明。為了便於進行描述，已經任意地限定了這些功能構件塊和方法步驟的界限和順序。只要適當地執行特定的功能和關係，就可限定替換的界限和順序。因此，任何這種替換的界限和順序屬於本發明要求保護的範圍和精神內。而且，為了便於進行描述，已經任意地限定了這些功能構件塊的界限。只要適當地執行某些重要的功能，就可限定替換的界限。同樣，也在本文任意地限定了流程圖模組，以示出某些重要的功能。在某種使用的程度上，本可以以其他方式限定流程圖塊界限和順序，依然可執行某些重要的功能。因此，功能構件塊和流程圖塊以及順序的這種替換的定義也在本發明所要求保護的範圍和精神內。本領域的普通技術人員也會認識到，本文的功能構件塊和其他示出的塊、模組和元件可以如圖所示地或者由離散元件、專用的積體電路、執行合適軟體的處理器等或者其任何組合實施。
    也已經至少部分在一個或多個實施方式中描述了本發明。本發明的實施方式在此用於示例性說明本發明、本發明的一個方面、本發明的特徵、本發明的概念和/或本發明的實例。設備、製品、機器和/或體現本發明的處理的物理實施方式可包括參照本文所討論的一個或多個實施方式進行描述的一個或多個方面、特徵、概念、實例等。而且，在每幅圖中，實施方式可結合可使用相同或不同的參考數位的相同或類似命名的功能、步驟、模組等，因而，所述功能、步驟、模組等可為相同的或相似的功能、步驟、模組等或者為不同的功能、步驟、模組等。
    除非有相反的說明，否則，在本文顯示的任何一幅圖中，發送到元件的、來自元件的和/或元件之間的信號可為類比或數位、連續時間或離散時間、以及單端或差動。例如，如果信號路徑顯示為單端路徑，那麼該路徑也表示差動信號路徑。類似地，如果信號路徑顯示為差動路徑，那麼該路徑也表示單端信號路徑。本領域的普通技術人員能認識到，此處描述一個或多個特定結構時，同樣可實施為其他的結構，該結構使用一個或多個未明確顯示的資料匯流排、元件之間的直接連線性和/或其他元件之間的間接耦接。
    術語“模組”用於描述本發明的各個實施方式。模組包括處理模組、功能模組、硬體和/或記憶體中儲存的軟體，其用於執行一個或多個本文中描述的功能。請注意，如果模組通過硬體實現，則硬體可能獨立操作和/或結合軟體和/或固件操作。如本文中所使用，模組可包含一個或多個子模組，每個子模組可以是一個或多個模組。
    儘管本文已經明確描述本發明的各種功能和特徵的特定組合，但是這些特徵和功能同樣也能夠進行其他組合。本發明並不限於所公開的特定實例，並且明確包括這些其他的組合。
    上文已經通過示出其特定功能和關係的性能的方法步驟，描述了本發明。為了便於描述，已經在本文任意地限定了這些功能構件塊和方法步驟的界限和順序。只要適當地執行特定的功能和關係，就可限定替換的界限和順序。因此，任何這種替換的界限和順序屬於本發明要求保護的範圍和精神內。
    此外，儘管為了更加清楚以及便於理解而借助於前述實施方式進行了詳細的描述，但是本發明並不限於這些實施方式。在本發明精神和範圍內進行各種改變和修改對於本領域技術人員而言是顯而易見的。
    100‧‧‧房屋
    102‧‧‧單一裝置
    104‧‧‧WLAN接入點
    106‧‧‧用戶端裝置
    108‧‧‧用戶端裝置
    110‧‧‧用戶端裝置
    112‧‧‧用戶端裝置
    114‧‧‧用戶端裝置
    115‧‧‧用戶端裝置
    116‧‧‧用戶端裝置
    118‧‧‧用戶端裝置
    120‧‧‧用戶端裝置
    122‧‧‧用戶端裝置
    124‧‧‧電源適配器
    126‧‧‧電源適配器
    128‧‧‧電源適配器
    130‧‧‧電源適配器
    132‧‧‧電源適配器
    134‧‧‧電源適配器
    200‧‧‧PLC裝置
    202‧‧‧處理模組
    204‧‧‧記憶體
    206‧‧‧PLC介面
    208‧‧‧電源插頭介面
    210‧‧‧類比前端
    212‧‧‧數位前端
    214‧‧‧無線廣域網路介面
    216‧‧‧區域網路介面
    218‧‧‧區域網路介面
    220‧‧‧60 GHz介面
    222‧‧‧區域網路介面
    224‧‧‧同軸電纜多媒體聯盟介面
    226‧‧‧光介面
    228‧‧‧近場通訊I/F
    230‧‧‧紅外線I/F
    232‧‧‧RF標籤I/F
    400‧‧‧房屋
    402‧‧‧PLC裝置
    404‧‧‧PLC裝置
    406‧‧‧PLC裝置
    408‧‧‧PLC裝置
    410‧‧‧PLC裝置
    412‧‧‧PLC裝置
    414‧‧‧PLC裝置
    424‧‧‧WLAN接入點
    428‧‧‧服務電子裝置
    430‧‧‧服務裝置
    432‧‧‧服務電子裝置
    434‧‧‧服務電子裝置
    702‧‧‧分組資料網路
    704‧‧‧分組資料網路
    706‧‧‧蜂窩網路
    708‧‧‧LAN
    710‧‧‧PLC網路
    712‧‧‧WLAN
    714‧‧‧WAN
    716‧‧‧管理者伺服器
    720‧‧‧網路服務用戶端裝置
    722‧‧‧用戶端裝置
    724‧‧‧媒體伺服器
    726‧‧‧網路服務器
    728‧‧‧金融伺服器
    830‧‧‧AC-DC模組
    840‧‧‧信號耦合電路
    860‧‧‧導線
    870‧‧‧導線
    1000‧‧‧電源適配器
    1010‧‧‧變壓器
    1020‧‧‧電容器
    圖1為示出由根據本發明的一個或多個實施方式構建的電力線通訊(PLC)裝置服務的房屋的系統圖。
    圖2A為示出根據本發明的一個或多個實施方式構建的PLC裝置的框圖。
    圖2B示出根據本發明的一個或多個實施方式構建、操作和/或支持的電源適配器。
    圖3A為示出根據本發明的一個或多個實施方式的房屋管理者PLC裝置的操作的流程圖。
    圖3B為示出根據本發明的一個或多個實施方式的用戶端PLC裝置的操作的流程圖。
    圖4為示出根據本發明的一個或多個實施方式操作的至少一個PLC裝置駐留的房屋的系統圖。
    圖5為示出用於對授權接入PLC網路的根據本發明的一個或多個實施方式的操作的流程圖。
    圖6為示出根據本發明的一個或多個其它實施方式的各種其它操作的流程圖。
    圖7為示出在服務通訊中根據本發明的一個或多個方面操作的網路和多個裝置的圖。
    圖8為示出用於服務通訊的根據本發明的一個或多個實施方式的操作的流程圖。
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] 一種電力線通訊(PLC)裝置，包括：處理模組；無線區域網路介面(WLAN I/F)，耦接至所述處理模組；以及PLC通訊介面(PLC I/F)，耦接至所述處理模組，其中所述PLC I/F、WLAN I/F和所述處理模組能操作用於：經由所述PLC I/F與房屋通訊裝置建立通訊；經由所述PLC I/F向所述房屋通訊裝置請求WLAN服務；經由所述PLC I/F接收來自所述房屋通訊裝置的WLAN接入憑證；以及使用所述WLAN接入憑證經由所述WLAN I/F接入WLAN。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之PLC裝置，還包括：記憶體，耦接至所述處理模組，其中所述處理模組、所述PLC I/F和所述記憶體能操作用於：經由所述PLC I/F接收來自所述房屋通訊裝置的PLC接入質詢；檢索PLC接入資料；基於所述PLC接入資料準備PLC接入回應；以及經由所述PLC I/F傳輸所述PLC接入回應。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之PLC裝置，其中所述WLAN接入憑證包括以下中的一個或多個：WLAN系統識別字；口令；加密類型；以及加密代碼。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述之PLC裝置，其中經由所述PLC I/F與房屋通訊裝置建立通訊、經由所述PLC I/F向所述房屋通訊裝置請求WLAN服務、經由所述PLC I/F接收來自所述房屋通訊裝置的WLAN接入憑證、以及使用所述接入憑證經由所述WLAN I/F接入所述WLAN全都在無需使用者介面的情況下發生。
    [5] 如申請專利範圍第1項所述之PLC裝置，還包括：記憶體，耦接至所述處理模組，其中所述處理模組和所述記憶體還能操作用於：在插上電源後經由所述PLC I/F下載可執行程式；載入所述可執行程式；執行所述可執行程式以經由所述PLC I/F接入所述房屋通訊裝置；以及向所述房屋通訊裝置請求WLAN服務以接收所述WLAN接入憑證。
    [6] 如申請專利範圍第1項所述之PLC裝置，其中所述處理模組還能操作用於：經由所述PLC I/F定期地接收來自所述房屋通訊裝置的更新的WLAN接入憑證；以及製定所述更新的WLAN接入憑證以接入所述WLAN。
    [7] 一種電力線通訊(PLC)裝置，包括：記憶體；PLC通訊介面(PLC I/F)；處理模組，耦接至所述記憶體和所述PLC I/F，所述處理模組能操作用於：經由所述PLC I/F建立與用戶端裝置的通訊；經由所述PLC I/F接收來自所述用戶端裝置的WLAN服務請求；驗證WLAN服務的所述用戶端裝置；經由所述PLC I/F將WLAN接入憑證傳輸至所述用戶端裝置。
    [8] 如申請專利範圍第7項所述之PLC裝置，其中所述處理模組還能操作用於：經由所述PLC I/F接收來自所述用戶端裝置的PLC服務請求；經由所述PLC I/F將PLC接入質詢傳輸至所述用戶端裝置；以及經由所述PLC I/F接收基於所述PLC接入質詢的PLC接入回應。
    [9] 如申請專利範圍第7項所述之PLC裝置，其中所述處理模組還能操作用於經由所述PLC I/F將更新的WLAN接入憑證定期地傳輸至所述用戶端裝置。
    [10] 一種操作電力線通訊(PLC)裝置的方法，包括：經由PLC I/F建立與用戶端裝置的通訊；經由所述PLC I/F接收來自所述用戶端裝置的WLAN服務請求；驗證WLAN服務的所述用戶端裝置；以及經由所述PLC I/F將WLAN接入憑證傳輸至所述用戶端裝置。
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    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    US13/324,084|US8745704B2|2011-06-30|2011-12-13|Powerline communication device supporting secure data exchange|
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