JP2000078062A - 低および中電圧電力線上での双方向デ―タ交換の方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の低および中電圧交流電力網を含む通信
システム上でサービスプロバイダと顧客の間でサービ
ス、情報およびデータを双方向にかつ高ビット速度で交
換するための方法および装置を提供すること。 【解決手段】 本発明は、最新技術によって、現在まで
無線チャネル上でまたは加入者回線上での通信のために
のみ使用されてきた信号変調／伝送技術（ＣＯＦＤＭ技
術）、および新しいアクセス技術によることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報とデータの双
方向送信の分野に関する。より詳細には、本発明は、従
来の低（または中）電圧交流電力網を含む通信システム
上でのサービスプロバイダと顧客の間のサービス、情報
およびデータの双方向の高ビットレート交換のための方
法と装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電力線は建造物（住居、工場な
ど）に電気を配電する役目をするが、ここ数年来、異な
る種類の電気信号を交換する手段とも考えられている。
最初は、電力線プロバイダは、遠隔地域から電力メータ
のポーリングを行うためにネットワークを利用したが、
その後、顧客に対話型のサービスを提供するためにネッ
トワークを使用することを考えた。これに関連して、た
だ１つの搬送波による従来の信号変調技術によって、た
だし、ネットワークの調整を行って、さらに、顧客の数
をごく限定して、顧客ごとに約１Ｍｂ／ｓのデータダウ
ンロード速度を確保するＮＯＲＷＥＢの実績が知られて
いる。

【０００３】通常電力線は、一般にシールドされていな
い対かまたは３本で１組の銅線で構成され、これが、直
接顧客のところに届き、消費された電力を測定する電力
メータを通して使用されるように接続されている。ＮＯ
ＲＷＥＢシステムを実現するための上記のネットワーク
の「調整」とは、いわゆる調整装置、すなわちサービス
プロバイダとの通信のために設けられた高周波低電力の
信号から電力供給のために設けられた５０Ｈｚの周波数
の信号を分離することができる低域フィルタと高域フィ
ルタ、ならびに（明らかなことだが）適当な送信機／受
信機を、中電圧から低電圧への降圧変圧器に接続されて
いる全ての顧客の家に設置することである。

【０００４】したがって、本質的に、既存の技術でデー
タおよび情報を送信するために電力線を使用することは
可能であるが、マルチメディアサービスなどを交換する
にはダウンロード速度が遅すぎる。さらに、各顧客ごと
および時間単位ごとの送信ビットの数が、同じ供給源に
接続されている顧客の数によって異なり、ネットワーク
構造の影響を受ける。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
主な目的は、顧客とサービスプロバイダの間またはいく
つかの顧客の間で、高ビットレートで大量の情報の双方
向交換を可能にするために、普通の電力線上で送信すべ
きディジタル信号を処理する方法を提供することであ
る。

【０００６】本発明の他の目的は、したがって、顧客と
サービスプロバイダの間またはいくつかの顧客の間で、
高ビットレートで大量の情報の双方向交換を可能にする
ために、低電圧電力線上でデータの双方向交換を行うた
めの装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記およびその他の目的
は、請求項１に記載の電力線を使用して、中央のディジ
タルまたはディジタル化されたデータ供給源から顧客に
ディジタル信号を送信する方法、請求項２に記載の電力
線を使用して、中央のディジタルまたはディジタル化さ
れたデータ供給源から顧客に送信されたディジタル信号
を受信する方法、請求項３に記載の電力線を使用して、
顧客から中央装置にディジタル信号を送信する方法、請
求項４に記載の電力線を使用して、顧客から中央装置に
送信されたディジタル信号を受信する方法、および請求
項９および請求項１０に記載の電力線上で送信／受信を
行うための装置によって見事に達成される。本発明のそ
の他の有利な特徴は、それぞれの従属請求項に記載され
ている。

【０００８】次に本発明の詳細な説明を単に例示的で非
限定的な例として以下に与える。この説明は添付の図面
を参照しながら読まれたい。

【０００９】

【発明の実施の形態】図９に知られている調整装置ＣＵ
を示す。これは、本質的に、サービスプロバイダと顧客
の間の通信のための高周波低電力の通信信号から、電力
供給のための５０Ｈｚの周波数の電力信号を分離するこ
とができる高域フィルタ（ＨＰＦ）または低域フィルタ
（ＬＰＦ）を含む。

【００１０】図１は、一般的な低電圧配電システムの一
般化された図であるが、同じ考察が中電圧配電網に容易
に適用できる。その図には次のものが示されている。サ
ービスプロバイダの中間配電網と顧客向けの最終配電網
との２つの配電網を分離する中電圧から低電圧への降圧
変圧器（ＭＶ／ＬＶで示されるブロック）、様々な顧客
が並列接続されている配電リッジラインとも呼ばれる主
配電線ＭＬ、および並列接続された複数の顧客、すなわ
ち、いかなる区分けもなく配電リッジラインに接続され
た顧客であって、各顧客はＵＳで示されるブロックで表
されている。

【００１１】簡単に文献が入手できるいくつかの研究に
よって、これらのネットワーク上の送信パラメータがイ
ンピーダンス不整合にどんなに大きく依存しているかが
実証されている。このインピーダンス不整合は、ランダ
ムに、また電気負荷の変動に一致して起きる。すなわ
ち、顧客が使用する電気機器の数、種類および接続位置
によっている（例えば、Ｍａｓａｏｋｉ Ｔａｎａｋａ
「Ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｎｏｉｓｅ ｐｏｗ
ｅｒ ｓｐｅｃｔｒｕｍ，ｉｍｐｅｄａｎｃｅａｎｄ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｏｓｓ ｏｆ ｐｏｗｅ
ｒ ｌｉｎｅｉｎ Ｊａｐａｎ ｏｎ ｉｎｔｒａｂｕ
ｉｌｄｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅｃｏｍｍｕｎｉｃ
ａｔｉｏｓ」，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ
ｏｎＣｏｎｓｕｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｖｏ
ｌ．３４，Ｎｏ．２，Ｍａｙ，１９８８参照）。これら
の予測できない望ましくない影響を制限する最初のアイ
デアは、顧客の家の中での外乱からの分離およびあるネ
ットワークと他のネットワークと（プロバイダネットワ
ークと顧客ネットワークと）のインピーダンス整合を得
るために、顧客の普通のメーターを、最終使用点でサー
ビスの分配を分離することができる装置（マルチモード
分配器）で置き換えることであった。これを図２に概略
的に示す。図２で、ＷＢＳＤブロックは広帯域サービス
分配器を示し、ＬＶＤＣは低電圧配電変電所を示し、Ｈ
ＰＦは高域フィルタ、ＬＰＦは低域フィルタ、ＰＬは電
力線であり、ＵＡは顧客の装置（例えば電話機またはパ
ーソナルコンピュータ）、ＴＲ＆Ａは送受信装置および
カプラブロック、およびＰＰはコンセントを示す。さら
に、顧客端子は、ＯＦＤＭ技術に従って、また以下に述
べるＯＦＤＭＡアクセスモードでデータ交換を行うため
の送信機および／または受信機ＴＸ／ＲＸで構成され
る。第１のタイプの顧客はＵＳ１で示され、データおよ
び／または情報を受信／送信をする必要がない第２のタ
イプの顧客はＵＳ２で示される。

【００１２】知られているように、問題のネットワーク
には、そのネットワークが周波数、サービス提供点（例
えば居住アパートの入口）での入力インピーダンス、ま
たは伝送損失に応じた雑音電力の点で、分析されている
かどうかによって、いくつかの信号送信の問題がある。
ある特定の顧客ネットワークの入口（供給契約の定義の
点、したがってマルチモード分配器の設置点）でサービ
スを提供すると仮定して、したがって少なくともある周
波数範囲内でインピーダンス不整合の問題を解決したと
仮定しても、季節的な現象のため、または産業的供給源
のような特に重大な供給源の近傍で、通常起きるランダ
ム雑音現象をどのようにして除去するかについての問題
が未だ存在する。すでに実行されているリソースから
（例えば上記の引用論文参照）、現象の統計的挙動モデ
ルを求めることがいずれにしても可能であることに気が
付く。すなわち、雑音電力およびその問題が起きる周波
数の範囲に対して、上限と下限を検出することができ
る。

【００１３】一般に低電圧電力線で起きる雑音は、外
乱、すなわち短い期間のもの（減衰した過渡電圧）と、
長い期間のもの（５０Ｈｚまたは１００Ｈｚの高調波お
よび１０ＫＨｚ以下の繰返し周波数のパルス信号）から
成る広帯域のもの、および狭帯域（関係する高調波を持
つ非変調搬送波および変調搬送波）のものの両方で構成
されている。

【００１４】本発明の基本的な発明原理は、広帯域信号
伝送における不整合、歪み、インパルス雑音または広が
り雑音、ランダム雑音および確定的な雑音、および遅延
エコーの問題を克服するために、低電圧または中電圧電
力線上で、情報信号の符号化、変調および移送に対する
符号化直交周波数分割多重化技術（ＣＯＦＤＭ技術）を
使用することである。この技術では、ビットストリーム
はいくつかのキャリアにわたって分割され、このように
してチャネル上に存在する外乱に対して得られるシステ
ムのロバスト性を決定する。特に、結果的に得られる信
号を置くスペクトルの様々な部分が選ばれ得る。

【００１５】ＣＯＦＤＭ技術は、放送または無線移動体
通信の文献に大々的に記載されている（例えば、ＥＴＳ
３００７４４「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａ
ｄｃａｓｔｉｎｇ（ＤＶＢ）；Ｆｒａｍｉｎｇ ｓｔｒ
ｕｃｔｕｒｅ ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｄｉｎｇ ａｎｄ
ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｄｉｇｉｔａｌｔｅ
ｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ（ＤＶＢ−
Ｔ）」，ＥＴＳＩ，Ｍａｒｃｈ １９９７を参照）。こ
れまで知られている使用に対して特殊な新しい応用であ
るが、このＣＯＦＤＭ法が本発明で使用される。

【００１６】この技術は、部分的に重複し、互いに直交
するようなスペクトルの組、周波数領域ではｓｉｎ
（ｘ）／（ｘ）のタイプの組であり、時間領域では対応
する矩形パルスの組を生成することにある。送信される
信号が、変調、多重化およびパルス整形を単一の操作に
併合するフーリエ変換によって生成されるということか
ら大きな恩恵を受けるのは、マルチトーンシステムであ
る。各々のキャリアは、ｘＰＳＫ系またはｘＱＡＭ系
（例えば、チャネル特性によって、ＱＰＳＫ、１６ＱＡ
Ｍ、６４ＱＡＭなど）から選ばれる固定された従来の配
置に従って変調される。ＯＦＤＭ変調器（すなわち、こ
のシステムの送信機）に入って来るビットシーケンス
は、各時間間隔Ｔｓで、Ｎ個のｍビットブロックに区分
化され、そのブロックの各々は、固定された配置の記号
を表す複素数Ｘｉ,ｋに関連している。ひとたびビット
ストリームが、記号のシーケンスにマッピングされる
と、２ｋ＋１のシーケンシャル記号内の１つのベクトル
要素が、２ｋ＋１の異なるキャリア内の１つのシステム
に一致するように、各記号は、サブキャリアの１つと関
連づけられる。キャリアの総和が、いわゆるＯＦＤＭ記
号と関連する信号を構成し、次式のように定量的に表わ
される。

【００１７】

【数１】 信号全体は、送信されたＯＦＤＭ記号の総和で与えら
れ、次式で表される。

【００１８】

【数２】 スペクトルの占有を少なくするために、キャリアが互い
に直交し、したがって、次式の解析条件を満たすことが
必要である。

【００１９】

【数３】 これは、キャリアの周波数が、ＯＦＤＭ記号の持続時間
Ｔｓの逆数の整数倍に等しく選ばれることを示してい
る。

【００２０】すなわち、

【数４】 ｆ_０は中心キャリアの周波数である。

【００２１】このようにして得られた信号は、サンプリ
ング間隔Ｔ＝Ｔｓ／Ｎで、サンプリングされる。ここ
で、Ｎ＝２Ｋ＋１で、Ｎはキャリアの数である。したが
って、このようにして得られる信号ｘ（ｎｔ）は、

【００２２】

【数５】 となる。

【００２３】これらのサンプルの代わりにディジタルア
ナログ変換によって、無線周波数キャリアを変調する連
続した信号が生成される。今考察した式は、要素１／Ｎ
を除いて、複素係数Ｘｉ,ｋの逆離散フーリエ変換（Ｉ
ＤＦＴ）に等価である。

【００２４】このことは実際にＯＦＤＭ変調を実施する
方法を提案している。すなわち、送信において、記号Ｘ
ｉ,ｋのＩＤＦＴを実施する方法であり、受信におい
て、逆操作すなわち直接離散フーリエ変換ＤＤＦＴを実
施する方法である。

【００２５】次に、送信されるＮ＝２Ｋ＋１の複素記号
内の１つのベクトル要素を選んで、ＯＦＤＭ記号のＮ個
のサンプルｘ_ｎが、

【００２６】

【数６】 で送信される。一方受信では、

【００２７】

【数７】 である。

【００２８】実際には、送信チャネルの性質のため、受
信の際、この時間間隔の中に入ってくるエコー又は信号
の反射が、主要信号を再生するための推定方法で利用さ
れるように、ＯＦＤＭ記号を送信するのに利用できる時
間である時間Ｔｓ中に、ガード時間Ｔｇを得る。

【００２９】したがって、

【数８】 となる。ここで、Ｔｕは送信信号の有効な部分であり、
Ｔｇはガード時間であり、Ｔｓは送信ＯＦＤＭ記号の全
体の長さである。

【００３０】Ｐをフレームを構成する送信されたＯＦＤ
Ｍ記号の数とみなすと、放出されたＯＦＤＭ信号は、次
式のようになる。

【００３１】

【数９】 ここで、

【００３２】

【数１０】 であり、その他の場合には、Ψ_ｍ,ｌ,ｋ（ｔ）＝０であ
る。

【００３３】ｋは、現在キャリアの数であり、ｌは、フ
レーム中の現在ＯＦＤＭ記号の数であり、ｍは、現在フ
レームの数であり、Ｋは、送信されたキャリアの数であ
り、Ｔｓは、ＯＦＤＭ記号の長さであり、Ｔｕは、２つ
の隣接するキャリアの間の距離の逆数であり、Δは、ガ
ードインターバルの長さであり、ｆｃは、ＲＦ信号の中
心周波数であり、ｋ’は、周波数中心に関連するキャリ
アの指標であり、次式で定義される。

【００３４】

【数１１】 ｃ_ｍ,０,ｋは、フレームＮ゜ｍにおけるＯＦＤＭ記号Ｎ
゜１のキャリアｋに対する複素記号、ｃ_ｍ,１,ｋは、フ
レームＮ゜ｍにおけるＯＦＤＭ記号Ｎ゜２のキャリアｋ
に対する複素記号、ｃ_{ｍ,Ｐ−１,ｋ}は、フレームＮ゜ｍ
におけるＯＦＤＭ記号Ｐ−１のキャリアｋに対する複素
記号である。

【００３５】このように定義されるＯＦＤＭ信号は、利
用できるキャリアの一部分を実際の情報データを送信す
るために使用し、キャリアの一部分をチャネルを等化す
るために使用し（静的なキャリア、すなわち固定位置
で、かつ適当なレベルのキャリア、および動的なキャリ
ア、すなわち絶えず異なっている位置で（位置は知られ
ているが）、かつ適当なレベルのキャリア）、キャリア
の一部分を関係するサービス情報、例えば送信装置の構
成を送信するために使用することができる。

【００３６】したがって、この技術によれば、基本信号
はいくつかのキャリアにわたって分割され、したがっ
て、チャネルに存在する外乱に対してこのようにして得
られたシステムのロバスト性を決定する。

【００３７】乱されたキャリア上で失われた情報は、符
号化技法から、および他のキャリア上で受信された信号
から復元することができる。また一方で、知られている
位置でかつ一定の時間チャネル上に、外乱が存在する場
合には、そこに入ってくるキャリアを「オフにする」こ
と、またはこれらのキャリアに対してもっとロバスト性
の強い配列を選ぶことが可能である。

【００３８】図３と図４は、それぞれＯＦＤＭ信号生成
の概略図化と変調器を構成する主な機能ブロック図であ
る。これらの図において、ＢＳは送信される格納ビット
シーケンスを示し、Ｃ＆Ｍはマッピングと符号化のブロ
ックを表し、Ｄ／Ａは対応する符号化情報が乗算された
様々なキャリアの総和から得られた信号を変換するディ
ジタルアナログ変換器を表す。実際には、図３の図は、
ＯＦＤＭ信号がいかに仮定的に生成されるかを図示して
いることを強調しておく。しかし、実際には、ＯＦＤＭ
信号は、市場で容易に入手でき、非常に小さな規模で同
じ仕事をより高速かつ確実に行うことができるチップ
（図４のブロックＩＦＦＴ参照）で生成される。図４に
おいて、ＦＡはデータ処理のためのフレーム適応ブロッ
クを示し、ＩＦＦＴは逆高速離散フーリエ変換を行う信
号生成ブロックを表し、Ｓ／Ｐは直並列変換を行うブロ
ックを表し、Ｐ／Ｓは逆操作を行うブロックを表し、Ｇ
Ｉはガード挿入を表す。

【００３９】送信におけるキャリア間の直交性は、次の
工夫によって保証されている。すなわち、１）キャリア
は、規則正しい周波数間隔Δｆでゼロになるｓｉｎ
（ｘ）／ｘのタイプの信号で表されるので、１つのキャ
リアが無効になるところに、別のキャリアの最大値が位
置付けられている。各無効点で、他のキャリアの１つ及
びただ１つの最大値があるということになる。２）Ｎ個
の点で、完全なＩＦＦＴを行うために利用できる時間
は、正確にＴｕである。すなわち、基本期間Ｔ＝Ｔｕ／
Ｎ（ＮとＴｕは前に定義された）のＮ倍である。キャリ
ア間の周波数間隔は、Δｆ＝１／Ｔｕに等しいというこ
とになる。３）「ガード」は減少した組のＮ、すなわち
ＩＦＦＴでつくられたＮの最後の「ガード」値と定義し
よう。「ガード」の挿入は、ＩＦＦＴのＮ値の組の一番
上に、上記の通り得られたガード値の複製を挿入するこ
とである。このようにして得られたＮ＋ガードの値の組
が直列に並べられ、図４に示されるように送信される。
したがって、ガード時間Ｔｇは、Ｔｇ＝ガード×Ｔ＝ガ
ード×Ｔｕ／Ｎであり、ＯＦＤＭ記号の全体の長さは、
Ｔｓ＝Ｔｕ＋Ｔｇ＝Ｔ×（Ｎ＋ガード）＝（Ｔｕ／Ｎ）
×（Ｎ＋ガード）である。

【００４０】図４で強調表示されたフレームアダプタ
が、ＩＦＦＴに供給されるＮ個の複素数値を用意する。
Ｎは２の累乗であり、情報データを移送するキャリアの
数はＮより小さい。フレームアダプタが、きちんと数え
られたＷ倍（フレーム）のＮ値の組を構築し、知られて
いる規則で、サービスキャリアを静的または動的な位置
のデータキャリアの間に挿入する。これらのキャリアの
いくつかは、データキャリアとは異なる電力レベルにあ
り、またその他は、送信機構成に関する情報を伝える。
全てのキャリアの位置およびその意味は、フレーム同
期、周波数同期、時間同期、送信モードの識別および送
信装置の識別を行うために、それらを使用してチャネル
の推定および続いて周波数等化を実行する受信機に常に
知られている。

【００４１】外乱の少なさの度合いおよびスペクトル中
の位置によって、各キャリアに異なる規模の配置を使用
することを仮定することができる。例えば、余り乱され
ていない領域では１０２４ＱＡＭを使用することがで
き、非常に乱された領域ではＱＰＳＫを使用し、完全に
乱された領域では、ＩＦＦＴの前の対応する位置にゼロ
値を挿入してそのキャリアを無効にする。

【００４２】したがって、上記のマルチキャリアの技術
を使用する主な利点は、時間ではなく周波数で、また非
常に遠方からのエコーの遅延に対しても、チャネル等化
を行うことにある。他の利点は、静的な外乱でも動的な
外乱でも、決定理論的な外乱でもランダムな外乱でも、
いかなる外乱の影響を受けるチャネル上で、情報を送信
することができ、乱れていないキャリアから、または保
護機構のおかげで、送信された情報を再生することがで
きることにある。また、ＯＦＤＭ技術を使用する他の利
点は、ＯＦＤＭＡアクセス技術を使用できることであ
る。

【００４３】サービスプロバイダ接続地域の選択につい
て、一般に配電網は２つの電圧レベルを含むことを念頭
に置くべきである。すなわち、中電圧（ＭＶ）レベル
（１０〜２０ｋＶ）と低電圧（ＬＶ）レベル（２２０／
３８０Ｖ）であり、それぞれいわゆる中電圧網と低電圧
網がそれに対応する。中電圧配電網は、一般に一次変電
所に設置されている２つのＨＶ／ＭＶ変圧器で給電され
る。その概略図を図５に示す。一次変電所には、図５に
太い線で表される母線系統が含まれており、母線系統
は、保護装置と制御装置を備えているスイッチＳＷを介
して、多数の中電圧線ＭＶＬに給電するように設計され
ている。様々な構成要素の動作遷移によって、ネットワ
ークの接続状態は、時間とともに相当大きく変る。さら
に、一次変電所から出る電力線の大部分は、他の一次変
電所の母線に達し、それによって、ＭＶ配電網が網目状
になる。また、図５から、各線には、境界点までは、一
次変電所の母線に接続されているただ１つのスイッチＳ
Ｗを通して給電されていることが明らかである。その境
界点に、一般には開いている制御要素が設けられてい
る。

【００４４】同様に、低電圧配電網は、二次変電所に設
置されているＭＶからＬＶの変圧器で給電される。二次
変電所は、磁気端子保護を備えているスイッチＳＷ’を
介して、多数の低電圧線ＬＶＬが接続されているそれぞ
れの低電圧母線系統に給電する。中電圧網と同じ様に、
低電圧母線によって給電される殆どの線は、他の二次変
電所のＬＶ母線系統に通じている。最後に、このネット
ワークでも、接続状態は時間とともに変化する。

【００４５】サービスプロバイダのための結合形態を調
査することによって、減衰および漏話の点から、位相−
アースモードよりも位相−位相モードが効果的であるこ
とが確認され、したがって、誘導結合と比較するとより
複雑な設置が必要になるとしても、容量結合のほうがよ
り効果的である。さらに、位相−位相結合モードを実現
する容量性カプラは、アースの方向の保護に全然影響を
与えない。

【００４６】これらのネットワーク上の送信アーキテク
チャを鑑定するための更なる考察は次のようである。
ａ）ＭＶネットワーク上で同じ一次変電所に接続される
二次変電所の組によって、送信に関して独立していると
定義される「アイランド」が構成される。すなわち、送
信活動は同時に相互関係なく行うことができる。ｂ）Ｌ
Ｖネットワーク上で、同じ二次変電所に接続されるＬＶ
顧客の組によって、送信に関して独立していると定義さ
れる「サブアイランド」（先のアイランドの小島）が構
成される。さらに、ｃ）ネットワークに直接接続される
ハードウェア部品の量を最小にする必要がある。

【００４７】上記の考察は、サービスプロバイダに対す
る２つの可能なアクセス点を鑑定することになる。すな
わち、１）ＭＶネットワーク上の送信の場合には、直
接、ＭＶ二次変電所のＭＶ母線またはＭＶ／ＬＶ変圧器
と同じく、一次変電所のＭＶハーフバーで２）ＬＶネッ
トワーク上の送信では、直接、二次変電所のＬＶ母線上
で。図７に、可能な位相−位相で全体的に受動的な結合
装置が示されている。この図では、送受信側が左手側だ
けであり、線側は右手側であり、Ｃはコンデンサの容量
を示し、Ｌは同調インダクタンスを示し、Ｔ１は絶縁型
変圧器を示し、Ｓｃは放電器を示し、Ｘ１とＸ２は補償
リアクタンスを表し、Ｔ２はインピーダンス変換器を示
し、そしてＳは保護スクリーンを表す。通過域画定のた
めの部分は、興味のある帯域を通過させるように設計さ
れた装置で置き換えることができる。

【００４８】そのような装置の基本図は、ＭＶネットワ
ークとＬＶネットワークの両方上で並列接続に適応可能
であり、送受信側の知られているインピーダンスにロー
ドされると、結合点でＭＶまたはＬＶ線（架空線、ケー
ブル線、混合線、主変電所ハーフバーなど）の特性イン
ピーダンスの約５から１０倍である線側インピーダンス
と（変換器Ｔ２によって）整合することができるように
受信される。送信機と結合装置の間の物理的な分離は、
安全規則に従いながら、２つの部品の位置についての要
求が異なることによる。

【００４９】中央と顧客の通信モードによって、アップ
リンク通信すなわち顧客から中央局への通信に使用され
る任意の周波数帯域ＢＷが与えられると（ダウンリンク
には、異なる帯域が考えられる）、全ての利用できる時
間分割帯域（時間分割多重アクセス、すなわちＴＤＭ
Ａ）を各顧客に割り当てることで、または、全体帯域Ｂ
Ｗを分割して生じるそれ自身の特定の帯域を同時に各顧
客に割り当てることでそのような通信が実現可能にな
る。

【００５０】本発明によるシステムによって、利用でき
る全体の帯域ＢＷは、２つの別個の帯域、すなわちアッ
プリンクのためのＢＷ１とダウンリンクのためのＢＷ
２、の結合と考えられるべきであり、その時ＯＦＤＭＡ
（直交周波数分割多重アクセス）技術がアップリンクの
ために使用され、従来のＯＦＤＭまたはさらにＯＦＤＭ
Ａ技術がアップリンクのために使用されることを可能に
する。ＯＦＤＭＡ技術は、ＯＦＤＭ法から得られる性質
と一体化されたＦＤＭＡ（周波数分割多重アクセス）技
術の発展したものである。ＯＦＤＭマルチキャリア信号
の様々な成分、すなわちサブキャリア、が物理的に別個
の互いに間隔を開けて離れた様々な供給源で生成される
が、それらは中央の受信機と同期がとれている。各顧客
が、ＯＦＤＭマルチキャリア技術で、割り当てられたサ
ブキャリアの組だけを送信し、受信機は、全ての顧客か
ら入ってくる成分を整列し同期をとることに気を配り、
サブキャリア間の直交性とこの信号を復調するために必
要な全てのものを維持する。

【００５１】実際に、従来のＦＤＭＡ技術では、Ｎの顧
客によって送られた信号を復調するためにはＮ個の異な
る受信機を必要とするが、ＯＦＤＭＡ技術では、Ｎ個の
点にわたって離散フーリエ変換操作を実行することがで
きるただ１つの受信機を使用することで十分である。し
たがって、ＯＦＤＭＡシステムでは、特定の顧客に割り
当てられた不定数のサブキャリアの割当てに由来してフ
レキシビリティが得られる。主な制限は、分散性と時間
変動特性を特徴とするチャネルを介して、様々な離れた
点から、分類された受信機に届くいくつかのサブキャリ
アの間の直交性を維持する必要性から派生する。図８に
示されるアクセス図に、中央の受信機に届くキャリア間
の直交性を、一緒になってまたは別個に、失わせること
で一致している一連の知られている原因がある。最も重
要なのは、サブキャリアの組の間の相対的な周波数のず
れ、送信における記号時間配列の乱れ、受信における記
号同期のずれおよび送信または移送手段の非直線性であ
る。

【００５２】図８のアップリンク図において、入力デー
タ（Ｉ）がビットを符号化し配列の記号と一致させるブ
ロックＣ＆Ｍ、直列で入って来るデータを並列に変換す
るブロックＳ／Ｐ、その逆高速フーリエ変換（ＩＦＦ
Ｔ）を計算するブロックに入る。このブロックの出力が
ガードに加えられ、並列から直列に変換され（Ｇ＆Ｐ／
Ｓ）、ディジタルからアナログに変換され、フィルタを
通され（Ｄ／Ａ＆Ｆ）、周波数変換され（ＦＵＣ、Ｆｒ
ｅｑ．Ｕｐ Ｃｏｎｖ．）、そして雑音と干渉（Ｎ＆
Ｉ）を受ける共通チャネル（ＣＨＮ）に送られ、周波数
を再変換され（ＦＤＣ、Ｆｒｅｑ．Ｄｏｗｎ Ｃｏｎ
ｖ．）、アナログディジタル変換器に入れられ、フィル
タを通され（Ａ／Ｄ＆Ｆ）、直列−並列およびガードブ
ロック（Ｓ／Ｐ＆Ｇ）に送られ、高速フーリエ変換（Ｆ
ＦＴ）が行われ、並列−直列変換器（Ｐ／Ｓ）に送ら
れ、出力データを（Ｏ）を得るまで、記号をビットスト
リームと関連付け得られたデータを復号するという逆操
作を行うデマッピングとデコーディング（ＤＥＣ＆ＤＥ
Ｍ）に送られる。ダウンリンクの場合には、全ての顧客
は同じＯＦＤＭ信号を受け取るが、要求される情報を移
送する精密なサブキャリアの組が各々に割り当てられて
いる。顧客の数および／またはタイプおよび／または送
信される情報量によって、一群のキャリアが各顧客に割
り当てられる。

【００５３】（任意のおよび従来の規則によるオフセッ
トがある）送信機１と２のオフセットキャリアが図８の
下部に容易に認識できる。

【００５４】ここで、本発明で得られる主な利点は明ら
かである。すなわち、要求と提供されるサービスに従っ
たキャリアの動的な割当ての自由度、アクセスネットワ
ークとして電力線を使用できること、高いデータ交換レ
ートつまり適当なケーブルを設置する必要なしに、マル
チメディアサービス、インテリジェントホーム、遠隔勤
務、高速インターネットおよびビデオオンデマンドなど
を交換することができること、およびサービスを提供す
るために第３者に賃貸することができることである。

【００５５】最後に、上に概説された特徴を守って、い
くつかの変更、変形、および機能的に等価なもので部品
の入れ換えが可能であることは明らかであり、本発明の
範囲は次の特許請求の範囲でのみ定められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な低または中電圧配電システムを非常に
概略的に示す図である。

【図２】電力線を使用して信号を双方向に伝送するネッ
トワークをさらに概略的に示す図である。

【図３】ＯＦＤＭ信号発生の基本図である。

【図４】変調器の主機能ブロック図である。

【図５】一次変電所の代表的な図を概略的に示す図であ
る。

【図６】二次変電所の代表的な図を概略的に示す図であ
る。

【図７】結合装置を概略的に示す図である。

【図８】本発明の技術によるアクセス図である。

【図９】知られている調整装置を示す図である。

【符号の説明】 Ａ／Ｄ＆Ｆ アナログディジタル変換器およびフィルタ ＢＳ 送信されるビットシーケンス Ｃ コンデンサ容量 Ｃ＆Ｍ マッピング／符号化ブロック ＣＵ 調整装置 Ｄ／Ａ ディジタルアナログ変換器 Ｄ／Ａ＆Ｆ ディジタルアナログ変換器およびフィルタ ＦＡ フレーム適応ブロック ＦＤＣ 周波数ダウン変換 ＦＦＴ 高速フーリエ変換 ＦＵＣ 周波数アップ変換 Ｇ＆Ｐ／Ｓ ガードおよび並直列変換 ＧＩ ガード挿入 ＨＰＦ 高域フィルタ Ｉ 入力データ ＩＦＦＴ 逆高速離散フーリエ変換 Ｌ 同調インダクタンス ＬＣＤＣ 低電圧配電変電所 ＬＰＦ 低域フィルタ ＭＬ 主配電線 ＭＶ／ＬＶ 中−低電圧降圧変圧器 Ｏ 出力データ Ｐ／Ｓ 並直列変換 ＰＰ ソケット Ｓ 保護スクリーン Ｓ／Ｐ 直並列変換 ＳＷ スイッチ Ｓｃ 放電器 Ｔ１ 絶縁型変圧器 Ｔ２ インピーダンス変換器 ＴＲ＆Ａ 送受信装置 ＴＸ／ＲＸ 送信機／受信機 ＵＡ 顧客の装置（電話機など） ＵＳ、ＵＳ１、ＵＳ２ 顧客 ＷＢＳＤ 広帯域サービス分配器 Ｘ１、Ｘ２ 補償リアクタンス

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力線を使用して中央のディジタルまた
   はディジタル化されたデータ供給源から顧客にディジタ
   ル信号を送信する方法であって、前記ディジタルまたは
   ディジタル化された供給源からの前記データをＯＦＤＭ
   またはＯＦＤＭＡ変調するステップを備えることを特徴
   とする方法。
2. 【請求項２】電力線を使用して中央のディジタルまたは
   ディジタル化されたデータ供給源から顧客に送信された
   ディジタル信号を受信する方法であって、前記目的に当
   てられるキャリアを使用してチャネル等化が実行される
   ＯＦＤＭ復調器によって、受信された信号を復調するス
   テップを備えることを特徴とする方法。
3. 【請求項３】 電力線を使用して顧客から中央装置にデ
   ィジタル信号を送信する方法であって、送信すべきデー
   タをＯＦＤＭＡアクセス技術を使用して変調するステッ
   プを提供することを特徴とする方法。
4. 【請求項４】 電力線を使用して顧客から中央装置に送
   信されたディジタル信号を受信する方法であって、前記
   目的に当てられるキャリアを使用してチャネル等化が実
   行されるＯＦＤＭ復調器によって、受信された信号を復
   調するステップを備えること、およびアクセスがＯＦＤ
   ＭＡであり、受信機によって、前記受信された信号が時
   間と周波数で同期がとられ、かつ様々な顧客から来た前
   記キャリアの組の間の直交性が構築されることを特徴と
   する方法。
5. 【請求項５】 変調された信号または変調すべき信号を
   フィルタに通す追加のステップを含むことを特徴とする
   請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記電力線をインピーダンス変動と無関
   係になるように前もって前記電力線を調整する追加のス
   テップを備えることを特徴とする請求項１から５のいず
   れか一項に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記電力線を調整する前記ステップが給
   電をデータ交換から分離できるようにすることを特徴と
   する請求項６に記載の方法。
8. 【請求項８】 前記送信／受信が、マルチキャリアＯＦ
   ＤＭ技術、および各キャリアごとにｘＱＡＭ系またはｘ
   ＰＳＫ系の中で選ばれた固定の配置による変調を使用し
   て、低または中交流電圧電力線上で行われ、様々なキャ
   リアが様々な配置で変調可能であることを特徴とする請
   求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 【請求項９】 電力線を介してデータ供給源からディジ
   タル信号を送信する装置であって、少なくとも１つの変
   調器を含み、前記変調器が、任意の数のキャリアを有
   し、かつ各キャリアごとに任意の配置を有し、ＯＦＤＭ
   Ａアクセスを有するかまたは有しないマルチキャリアＯ
   ＦＤＭ技術を利用することを特徴とする装置。
10. 【請求項１０】 電力線を介してディジタル信号を受信
    する装置であって、少なくとも１つの復調器を含み、前
    記少なくとも１つの復調器が、任意の数のキャリアを有
    しかつ各キャリアごとに任意の配置を有し、ＯＦＤＭＡ
    アクセスを有しないかまたは有するマルチキャリアＯＦ
    ＤＭ技術を利用し、その場合に前記受信機が様々な顧客
    から受信した信号を同期化し復調することができること
    を特徴とする装置。
11. 【請求項１１】 フィルタ手段をさらに含むことを特徴
    とする請求項９または請求項１０に記載の装置。
12. 【請求項１２】 給電をデータ交換から分離することが
    できる調整手段をさらに含むことを特徴とする請求項９
    から１１のいずれか一項に記載の装置。