JP2005520390A - 電力線通信システムのためのリピータ - Google Patents

Abstract

本発明は、電力供給ネットワークにおけるデータ伝送（電力線通信）のための方法と装置（1）に関するものである。前記装置（1）は、好ましくは分電箱（6）の中心に配置され、トランシーバ（3、4、5）を備え、そのそれぞれが電力供給ネットワークの整相線（11、12、13）に接続され、それからデータを受信することができ、それにデータを送信することができる。トランシーバは、制御ユニット（2）を介して結合され、その制御ユニットは、整相線から受信されたデータが少なくとも１つの他の整相線で送信され、準備され得ることを確保する。これにより、同じ伝送出力を備えた全ての整相線での再送信、又は特定の信号強度若しくはデータの受信者に一致する再送信が生じ得る。

Description

本発明は、電力供給ネットワークにおけるデータ伝送のための方法と装置に関するものである。

“電力線通信”（PLC）の意味は、本質的に電気の供給を対象とした電力供給ネットワークの電気線を介してデータが伝送される既知の方法に関する。この種類の線の電力線通信の利点は、多かれ少なかれ各世帯において、電力供給ネットワークに属する線が実質的に各部屋に存在し、再配線の必要なく異なる部屋で装置を交差結合することが可能になるという事実にある。この点については、旧法による規定のため、これまでは小さい周波数帯域のみが信号の送信用に電力供給線に許可されていなかったが、将来その制限が解除され、10Mbit/sより大きいデータレートが可能になる。電力線通信は、電力供給ネットワークを介してインターネットを送り込む“ラスト・マイル”の意味での主要な送り込みとして使用され、またホームネットワークを設定する際に使用され得る。言及した高データレートを使用して、例えば更なるケーブルなしにリビングルームから異なる部屋のテレビにビデオからの信号を直接送信することが可能になる。

しかし、データ通信用の電力供給線の使用は、以下のような複数の技術的な問題に直面する。
−線の設置の迂回の結果としての高い減衰（また、ある場合にはソケットが近接して存在する）
−電力供給ネットワークの異なる整相線の間の不適切な伝送。先行技術によると、受動フェーズ・カプラが異なる整相線の間の伝送に分電箱で使用されているが、その結果として、伝送出力が多様な整相線に分配され、それにより減少する。
−原則として各電子装置を含む多数の干渉源の存在
−低い許可伝送出力
前記に概要を説明した問題のうちのいくつかを解決するために、リピータが電力供給ネットワークの整相線に沿って相互に間隔を空けて配置され、そのリピータが受信機を用いて整相線で伝送されるデータ信号を受信し、それをデコードし、その後に送信し、増幅されて、送信機を用いて整相線に戻されることがWO00/21212から既知である。

この背景に対して、複数の整相線を備えた電力供給ネットワークにおける電力線通信の改善を可能にする方法と装置を提供することが本発明の目的である。

前記の目的は、請求項１に記載の特徴を備えた方法を用い、請求項６に記載の特徴を備えた装置を用いて達成される。有利な実施例が従属項に記載される。

本発明による電力供給ネットワークにおけるデータ伝送（いわゆる電力線通信）のための方法において、電力供給ネットワークの整相線で伝送されるデータが受信され、その後に再送信される。前記方法は、受信された整相線と異なる少なくとも１つの整相線で前記データが再送信されるという事実により特徴付けられる。データの再送信は、好ましくは最大許可出力で生じる。

この種類の方法は、整相線で伝送されるデータを少なくとも１つの整相線に能動的に伝えることにより、電力供給ネットワークの異なる整相線の間のデータ伝送を保護する。特に、これにより信号の増幅が生じ得るため、整相線毎に３．５倍の効率的な伝送出力の最大の減衰の減少がこの方法で達成され得る。このように、電力線通信の信頼性が確保される。

この方法を使用して、第１の整相線から受信されるデータは、少なくとも１つの異なる整相線と、更に第１の整相線で再送信され得る。このように、リピータ機能が第１の整相線で実現され、そのリピータ機能が弱い信号の増幅を引き起こす。特に、第１の整相線から受信されたデータは、好ましくは最大許可伝送出力で、この方法を使用して電力供給ネットワークの全ての整相線でその後に再送信され得る（“標準リピータ”）。全ての整相線で同じ強度を備えたこの種類のデータの反復は、最小量の制御を必要とする。

前記方法の進展によると、前記データはまた、その元の信号強度が弱い（すなわち閾値より小さい）電力供給ネットワークの整相線でのみ再送信されることがある。このように、“適応リピータ”が得られ、受信が起こり得ない整相線でのみ信号を反復する。

前記方法の他の進展によると、前記データは、特定のデータの受信者が接続された電力供給ネットワークの整相線でのみ再送信されることがある。この種類の“インテリジェント・リピータ”の場合、例えば関連する応答信号の分析を用いて、どの整相線がどの装置に接続されているかが認識されなければならない。前記装置のうちの１つがその後に電力供給ネットワークの整相線のデータにより指定される場合、そのデータは特に受信者（装置）があるその整相線に伝えられ得る。

更に、この方法で線管理もまた企てられ、データが再送信される前に準備される。その準備は、特にチャネル均等化とチャネルマッチングとを有することがある。このため、好ましくは以前に企てられたチャネル分析に頼らなければならない。

本発明は、電力供給ネットワークにおけるデータ伝送（電力線通信）のための装置に更に関するものであり、その装置は、電力供給ネットワークの第１の整相線で伝送されるデータを受信するための受信機と、電力供給ネットワークの第２の整相線で伝送されるデータを送信するための送信機とを有する。前記装置は、第１と第２の整相線が異なることで特徴付けられる。このことは、第１の整相線で伝送され、受信機により受信されるデータが、前記装置で送信機を介して異なる（第２の）整相線に伝えられることができ、それにより前述の方法に関連して、前記装置が異なる整相線の結合を引き起こす。

これにより、前記装置は、好ましくは電力供給ネットワークの整相線毎に送信機と受信機を有し、全ての受信機と送信機が前記装置の制御ユニットにより結合される。このように、整相線のうちの何らかの１つからデータを受信し、少なくともその他の整相線にそれを伝えることが可能になる。

前記装置及び／又はその制御ユニットはまた、前記装置が前述の種類の方法を実行し得るように設定されることがある。このことは、特に適応リピータ、インテリジェント・リピータ及び／又は線管理の前述の標準リピータの機能を実行し得ることを意味する。

更に、前記装置は、好ましくは電力供給ネットワークの整相線で伝送されるデータの一時的な格納用の（バルク）ストレージ装置を有することがある。このストレージ装置を用いて、前記装置が前記装置の制御ユニットの適切なプログラミングで、電力供給ネットワークに接続された全ての装置のスタンバイ機能を中心で企てるように動作することが可能になる。

更に、前記装置は更なる送受信モジュールを備えることがあり、その送受信モジュールは、他の伝送方法とネットワークとの接続と通信を可能にする。このように、前記装置は異なる伝送ネットワーク間のユニバーサル又は適応結合モジュールとして動作することができる。

更に、前記装置は、“アクセスネットワーク”からの“ホームネットワーク”の分離を改善するために、更なるネットワークフィルタを備えることがあり、それは例えばインターネットへのアクセスを確保し、それにより家庭内の可能なデータレートを増加させる。これにより、更なる送信機と受信機が好ましくはアクセス側に統合されることがあり、選択されたデータがフィルタを通過してルーティングされることがある。

本発明は、図面に示された実施例の例を参照して更に説明されるが、本発明はそれに限定されない。

図面の上部は、電力線通信に基づくホームネットワークを示しており、多様な装置20-25が電力供給線10の３つの整相線11と12と13に接続されている。前記装置は、例えば、第１の整相線11のテレビ20とビデオレコーダ21とハードディスク（HD）ビデオレコーダ22と、第２の整相線12のPC23と、第３の整相線13の洗濯機24と更なる装置25であることがある。この種類の構成において、（ビデオレコーダ21とPC23のような）異なる整相線11と12に接続された２つの装置の間の通信の問題が生じることがある。

この問題を解決するために、リピータ1が本発明に従って整相線11と12と13に接続され、前記リピータ1が、好ましくはメーター・ボックス又は付随する分電箱の中心の位置に設置される。しかし、唯一の重要な考慮点は、実質的に全ての住居に存在する調理器具の接続のように、リピータ1がビル又は住居で使用される電力供給ネットワークの全てのフェーズへのアクセスが存在する位置に設置され得ることである。

整相線11と12と13毎に、リピータ1は電力線トランシーバ3と4と5を有し、その各トランシーバが整相線からデータを受信するための受信機と、（同じ）整相線でデータを送信するための送信機とを有する。図示の通り、トランシーバ3は整相線11に接続され、トランシーバ4は整相線12に接続され、トランシーバ5は整相線13に接続される。

更に、全ての３つのトランシーバ3と4と5が制御ユニット2に結合される。制御ユニット2は、異なる複雑さの機能を実現するために、多様な設計であることがある。標準リピータのように、最も簡単な場合には、それは、１つの線（例えば整相線11）から受信され、全ての整相線11と12と13に準備された信号を一様に通過する。逆に、適応リピータとしての動作の場合、準備された信号は、元の信号が弱い（すなわち受信が起こり得ない）整相線にのみ伝えられる。インテリジェント・リピータとしての動作の場合、制御ユニット2は関連する応答信号に基づいて、どの整相線にどの装置が接続されているかを更に分析する。再送信情報は、特定の受信者がある線でのみそれぞれ送信される。最後に、線管理の場合、リピータ1はまた、チャネル分析の機能を同時に仮定することができ、可能且つ必要である場合には補償とマッチングの機能を仮定することができる。

リピータ1の中心の構成は、減衰とフェーズ結合と信号対雑音比の問題を同時に解決する。リピータ1に既存の設備を組み込むことにより、問題のある場合ですら最終的な信頼性と高データレートが確保され得る。

異なる整相線を結合するための本発明による装置を備えた電力線通信の構成を概略的に示したものである。

符号の説明

１ 本発明によるリピータ
２ 制御ユニット
３、４、５ 電力線トランシーバ
６ メーター・ボックス
１０ 電力供給線
１１、１２、１３ 整相線
２０ テレビ
２１ ビデオレコーダ
２２ HDビデオレコーダ
２３ PC
２４ 洗濯機
２５ 装置

Claims (10)

1. 電力供給ネットワークにおけるデータ伝送のための方法であって、
   前記電力供給ネットワークの特定の整相線で伝送されるデータが受信され、その後に再送信され、
   前記整相線と異なる少なくとも１つの整相線で前記データが再送信されることを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、
   前記データが全ての整相線で再送信されることを特徴とする方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法であって、
   前記データが、その元の信号強度が閾値より小さい整相線で再送信されることを特徴とする方法。
4. 請求項１ないし３のうちの少なくとも１項に記載の方法であって、
   前記データが、前記データの受信者が接続された整相線でのみ再送信されることを特徴とする方法。
5. 請求項１ないし４のうちの少なくとも１項に記載の方法であって、
   準備、特にチャネル均等化とチャネルマッチングが再送信の前に企てられることを特徴とする方法。
6. 電力供給ネットワークにおけるデータ伝送のための装置であって、
   前記電力供給ネットワークの第１の整相線で伝送されるデータを受信するための受信機と、
   前記電力供給ネットワークの第２の整相線で伝送されるデータを送信するための送信機とを有し、
   前記第１と第２の整相線が異なることを特徴とする装置。
7. 請求項６に記載の装置であって、
   前記電力供給ネットワークの整相線毎に送信機と受信機を有し、
   全ての受信機と送信機が制御ユニットにより結合されることを特徴とする装置。
8. 請求項６又は７に記載の装置であって、
   前記電力供給ネットワークの整相線で伝送されるデータの一時的な格納用のストレージ装置を有することを特徴とする装置。
9. 請求項６ないし８のうちの少なくとも１項に記載の装置であって、
   異なる伝送方法を備えた他のネットワークに接続するための更なる送受信モジュールを備えることを特徴とする装置。
10. 請求項６ないし９のうちの少なくとも１項に記載の装置であって、
    外部ネットワークからのホームネットワークのための更なるネットワークフィルタを備え、
    更なる送信機と受信機が好ましくは外部側に統合され、選択されたデータが前記フィルタを通過してルーティングされることを特徴とする装置。

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