JP2006101487A - データ通信システム、データ送信装置、データ受信装置及びデータ通信方法並びにデータ通信プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ノッチ又はノイズの存在しないチャネルにデータを分散させて配置することにより、通信品質が良好な電力線通信を行うデータ通信システムを提供する。
【解決手段】データ送信装置からデータ受信装置に対してパイロットトーンを送信するステップＳ０１と、データ受信装置がパイロットトーンに基づいて、電力線通信に利用する周波数帯域の中でノッチが存在する周波数帯域を検出するステップＳ０３と、データ受信装置が、ノッチが存在する周波数帯域の情報をチャネル情報としてデータ送信装置に対して送信するステップＳ０５と、データ送信装置が、ノッチが存在しない周波数帯域のチャネルを、電力線通信に利用するチャネルとして設定するステップＳ０７と、データ送信装置が、各チャネルに送信するデータを配置した後、データ受信装置に対してデータを送信するステップＳ０９と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電力線を介してデータ通信を行うデータ通信システム、データ送信装置、データ受信装置及びデータ通信方法並びにデータ通信プログラムに関する。

従来、通信に使用する周波数の一部に、通信品質を劣化させる原因となるノッチが存在する場合に、使用するサブチャネルを選択して通信を行う方法が知られている（特許文献１参照)。
特許文献１に記載の通信方法では、オーディオデータやビジュアルデータについての通信品質を向上させるために、ノッチが存在しないチャネルを通信に使用している。この通信方法では、利用するチャネルのＳＮ比（信号対雑音比）を大きくするためには、送信電力を大きくする必要があった。しかし、ＳＮ比を大きくするために送信電力を大きくすると、漏洩電界が大きくなってしまうという問題があった。

特開２０００−２１６７５２号公報

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、ノッチ又はノイズの存在しないチャネルにデータを分散させて配置することにより、通信品質が良好な電力線通信を行うデータ通信システム、データ送信装置、データ受信装置及びデータ通信方法並びにデータ通信プログラムを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、データ送信装置とデータ受信装置の間で、電力線通信を行うデータ通信システムであって、前記データ送信装置が、前記データ受信装置に対してパイロットトーンを送信するパイロットトーン送信部と、前記パイロットトーン送信部が送信するパイロットトーンに応じて前記データ受信装置から返信されるノッチ又はノイズが存在しない周波数帯域の情報であるチャネル情報を受信するチャネル情報受信部と、前記チャネル情報受信部が受信するチャネル情報に基づいて、電力線通信の際に利用するチャネルを設定する送信チャネル設定部と、前記送信チャネル設定部が設定したチャネルに、送信するデータを配置する処理を行う第１のデータ処理部と、前記第１のデータ処理部が処理したデータを電力線を介して前記データ受信装置に送信するデータ送信部とを有し、前記データ受信装置が、前記データ送信装置からパイロットトーンを受信するパイロットトーン受信部と、前記パイロットトーン受信部が受信したパイロットトーンの受信状態に応じて、通信に利用する周波数帯域に存在するノッチ又はノイズを検出する検出部と、前記検出部が検出したノッチ又はノイズの存在する周波数帯域を避けて電力線通信を行う際に利用するチャネルを選択する使用チャネル選択部と、前記使用チャネル選択部が選択したチャネルの情報をチャネル情報として、前記データ送信装置に対して送信するチャネル情報送信部と、前記データ送信装置からデータを受信するデータ受信部と、前記データ受信部が受信するノッチ又はノイズの存在しないチャネルに配置されたデータから、データを復元する第２のデータ処理部と、前記第２のデータ処理部が復元したデータを再生するデータ再生部とを有することを特徴とするデータ通信システムである。

また、請求項２に記載の発明は、前記パイロットトーン送信部が、予め検出したノッチ又はノイズの存在する周波数帯域を避けて選択した複数のチャネルにパイロットトーンを配置することを特徴とする請求項１に記載のデータ通信システムである。

また、請求項３に記載の発明は、前記使用チャネル選択部が、複数のチャネルのうち前記検出部が検出したノッチ又はノイズの存在する周波数帯域のチャネルのみを前記ノッチ又はノイズの存在しない周波数帯域に変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ通信システムである。

また、請求項４に記載の発明は、電力線を介して、データ受信装置にデータを送信するデータ送信装置であって、前記データ受信装置に対してパイロットトーンを送信するパイロットトーン送信部と、前記パイロットトーン送信部が送信するパイロットトーンに応じて前記データ受信装置から返信されるノッチ又はノイズが存在しない周波数帯域の情報であるチャネル情報を受信するチャネル情報受信部と、前記チャネル情報受信部が受信するチャネル情報に基づいて、電力線通信の際に利用するチャネルを設定する送信チャネル設定部と、前記送信チャネル設定部が設定したチャネルに、送信するデータを配置する処理を行う第１のデータ処理部と、前記第１のデータ処理部が処理したデータを電力線を介して前記データ受信装置に送信するデータ送信部とを有することを特徴とするデータ送信装置である。

また、請求項５に記載の発明は、電力線を介して、データ送信装置からデータを受信するデータ受信装置であって、前記データ送信装置からパイロットトーンを受信するパイロットトーン受信部と、前記パイロットトーン受信部が受信したパイロットトーンの受信状態に応じて、通信に利用する周波数帯域に存在するノッチ又はノイズを検出する検出部と、前記検出部が検出したノッチ又はノイズの存在する周波数帯域を避けて電力線通信を行う際に利用するチャネルを選択する使用チャネル選択部と、前記使用チャネル選択部が選択したチャネルの情報をチャネル情報として、前記データ送信装置に対して送信するチャネル情報送信部と、前記データ送信装置からデータを受信するデータ受信部と、前記データ受信部が受信するノッチ又はノイズの存在しないチャネルに配置されたデータから、データを復元する第２のデータ処理部と、前記第２のデータ処理部が復元したデータを再生するデータ再生部とを有することを特徴とするデータ受信装置である。

また、請求項６に記載の発明は、データ送信装置とデータ受信装置の間で、電力線通信を行う際のデータ通信方法であって、前記データ送信装置から前記データ受信装置に対してパイロットトーンを送信する第１のステップと、前記データ受信装置が、前記第１のステップで前記データ送信装置から受信したパイロットトーンに基づいて、電力線通信に利用する周波数帯域の中でノッチ又はノイズが存在する周波数帯域を検出する第２のステップと、前記データ受信装置が、前記第２のステップで検出したノッチ又はノイズが存在する周波数帯域の情報をチャネル情報として前記データ送信装置に対して送信する第３のステップと、前記データ送信装置が、前記第３のステップで前記データ受信装置から送信されたチャネル情報に基づいて、ノッチ又はノイズが存在しない周波数帯域のチャネルを、電力線通信に利用するチャネルとして設定する第４のステップと、前記データ送信装置が、前記第４のステップで設定されたチャネルに、送信するデータを配置した後、前記データ受信装置に対してデータを送信する第５のステップとを有することを特徴とするデータ通信方法である。

また、請求項７に記載の発明は、前記第１のステップが、前記データ送信装置から前記データ受信装置に対してパイロットトーンの周波数を連続的に変化させて送信するステップであり、前記第２のステップが、前記データ受信装置が、前記第１のステップで前記データ送信装置から受信した周波数が連続的に変化するパイロットトーンに基づいて、電力線通信に利用する周波数帯域の中でノッチ又はノイズが存在する周波数帯域を検出するステップであることを特徴とする請求項６に記載のデータ通信方法である。

また、請求項８に記載の発明は、前記データ送信装置と前記データ受信装置が電力線通信を行っている間についても、所定の時間的間隔でノッチ又はノイズが存在しない周波数帯域を検出し、電力線通信に利用するチャネルをノッチ又はノイズが存在しない周波数帯域のチャネルに変更することを特徴とする請求項６又は７に記載のデータ通信方法である。

また、請求項９に記載の発明は、データ送信装置とデータ受信装置の間で、電力線通信を行う際のデータ通信プログラムであって、前記データ送信装置から前記データ受信装置に対してパイロットトーンを送信する第１のステップと、前記データ受信装置が、前記第１のステップで前記データ送信装置から受信したパイロットトーンに基づいて、電力線通信に利用する周波数帯域の中でノッチ又はノイズが存在する周波数帯域を検出する第２のステップと、前記データ受信装置が、前記第２のステップで検出したノッチ又はノイズが存在する周波数帯域の情報をチャネル情報として前記データ送信装置に対して送信する第３のステップと、前記データ送信装置が、前記第３のステップで前記データ受信装置から送信されたチャネル情報に基づいて、ノッチ又はノイズが存在しない周波数帯域のチャネルを、電力線通信に利用するチャネルとして設定する第４のステップと、前記データ送信装置が、前記第４のステップで設定されたチャネルに、送信するデータを配置した後、前記データ受信装置に対してデータを送信する第５のステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするデータ通信プログラムである。

請求項１に記載の発明は、データ送信装置とデータ受信装置との間で電力線通信を行う際に、ノッチ又はノイズの存在する周波数帯域を避けて通信を行うようにした。よって、常にノッチ又はノイズの存在しない周波数帯域のチャネルを利用して電力線通信を行うことが可能となり、通信品質を向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、パイロットトーン送信部により、予め検出したノッチ又はノイズの存在する周波数帯域を避けて選択した複数のチャネルにパイロットトーンを配置するようにした。すなわち、予め検出したノッチパターン又はノイズパターンを避けて選択したチャネルのパターンに従ってパイロットトーンを送信することで、通信に使用する周波数帯域全体をパイロットトーンでスイープする場合に比べて、短時間でノッチ又はノイズの検出を行うことができる。したがって、本発明によれば、ノッチパターンやノイズパターンが大きく変動することが少ない家屋等におけるデータ通信に好適である。

請求項３に記載の発明は、前記使用チャネル選択部により、複数のチャネルのうち前記検出部が検出したノッチ又はノイズの存在する周波数帯域のチャネルのみを前記ノッチ又はノイズの存在しない周波数帯域に変更するようにした。よって、ノッチが生じた際にチャネル全体を変更する場合に比べて、劣化したデータ（キャリア）に該当するチャネルのみをダイナミックに変更することで、家電製品の追加接続等で生じたノッチ又はノイズのパターン変化に対応しやすく、オーディオ等のリアルタイムアプリケーションにより好適である。

請求項４に記載の発明は、第１のデータ処理部により、ノッチ又はノイズが存在しない周波数帯域のチャネルにデータを配置して、データ受信装置に対して送信するようにした。このため、通信状態の良好なチャネルを選択して電力線通信を行うため、消費電力を低減することができるとともに、通信品質を向上させることができる。

また、請求項５に記載の発明は、検出部により、ノッチ又はノイズが存在する周波数帯域を検出して、ノッチ又はノイズの存在しない周波数帯域のチャネルの情報をデータ送信装置に送信するようにした。このため、データ送信装置からノッチ又はノイズの存在しない通信品質の良好な周波数帯域のチャネルに配置されたデータを受信することが可能となる。

また、請求項６に記載の発明は、データ送信装置とデータ受信装置との間で、ノッチ又はノイズの存在しない周波数帯域のチャネルを検出し、そのチャネルを利用して電力線通信を行うようにした。このため、データ送信装置が使用するチャネル数が減少するので、消費電力を抑えることができるとともに、通信品質の良好な電力線通信を行うことができる。

また、請求項７に記載の発明は、データ送信装置からパイロットトーンの周波数を連続的に変化させることにより、ノッチ又はノイズを検出するようにした。このため、電力線通信に利用する周波数帯域全般においてノッチ又はノイズの存在する帯域を把握することができ、その情報に基づいて利用するチャネルを選択することにより、通信品質の良好な電力線通信を行うことが可能となる。

また、請求項８に記載の発明は、電力線通信に利用する周波数帯域について、所定の時間的間隔でノッチ又はノイズが存在するか否かを検出するようにした。このため、電力線通信を行っている最中に、利用しているチャネルにノッチ又はノイズが発生したとしても、ノッチ又はノイズの存在しない周波数帯域のチャネルを設定し直すことにより、常に通信品質の良好な電力線通信を行うことが可能となる。

また、請求項９に記載の発明は、データ送信装置とデータ受信装置との間で、ノッチ又はノイズの存在しない周波数帯域のチャネルを検出し、そのチャネルを利用して電力線通信を行うように制御するプログラムである。このため、データ送信装置が使用するチャネル数が減少するので、消費電力を抑える制御ができるとともに、通信品質の良好な電力線通信を行うことができる。

以下、図面を参照し、本発明の第１実施形態について説明する。
図２は、本発明の第１実施形態によるデータ通信システム１０の構成図である。
データ通信システム１０は、電力線１、データ送信装置２、データ受信装置３から構成される。
データ送信装置２は、電力線１に接続されている。電力線１からはデータ送信装置２に対して、データ送信装置１を駆動するための電力が供給される。また、データ送信装置２は、電力線１を介して、データ受信装置３とデータの送受信を行う。
データ受信装置３は、電力線３に接続されている。電力線１からは、データ受信装置３に対して、データ受信装置３を駆動するための電力が供給される。また、データ受信装置３は電力線１を介して、データ送信装置２とデータの送受信を行う。

図３は、本実施形態によるデータ送信装置２の構成を示すブロック図である。
データ送信装置２は、パイロットトーン送信部２１、チャネル情報受信部２２、送信チャネル設定部２３、データ記憶部２４、データ処理部２５、データ送信部２６を有する。
パイロットトーン送信部２１は、パイロットトーンの周波数を連続的に変化させる。周波数が連続的に変化するパイロットトーンのデータは、電力線１を介してデータ受信装置３に送信される。

チャネル情報受信部２２は、電力線通信に利用する周波数帯域のうちノッチが存在する周波数帯域のチャネルの情報である「チャネル情報」を、データ受信装置３から電力線１を介して受信する。また、チャネル情報受信部２２は電力線１を介して受信した「チャネル情報」を、送信チャネル設定部２３に対して出力する。
送信チャネル設定部２３は、チャネル情報受信部２２から入力される「チャネル情報」に基づいて、データ送信装置２とデータ受信装置３の間で電力線通信を行う際に利用するノッチの存在しない周波数帯域のチャネルを選択する。

データ記憶部２４には、データ送信装置２からデータ受信装置３に送信するための音楽データや映像データなどが記憶されている。データ記憶部２４からは、データ処理部２５に対して記憶しているデータが出力される。
データ処理部２５は、送信チャネル設定部２３で設定されたチャネルを利用して、ノッチの存在しない周波数帯域に、データ記憶部２４から入力されるデータを分散させて配置する処理を行い、データ送信部２６に対して出力する。
データ送信部２６は、データ処理部２５から入力されたデータを、電力線１を介してデータ受信装置３に対して送信する。

なお、上述したデータ処理部２５は、図４に示す回路１１を有している。データ処理部２５は、４つのサブチャネル（Ｘ０−Ｙ０、Ｘ１−Ｙ１、Ｘ２−Ｙ２、Ｘ３−Ｙ３）に対して、係数テーブル（図示省略）に記録される係数α、βを乗算し、加減算の処理を繰り返す。以下に、図４に示した回路１１の具体的な処理方法について説明する。
始めに、サブチャネル（Ｘ０−Ｙ０）に中心周波数を乗算した結果から、サブチャネル（Ｘ１−Ｙ１）に中心周波数を乗算した結果を求める。次に、サブチャネル（Ｘ１−Ｙ１）に中心周波数を乗算した結果からサブチャネル（Ｘ２−Ｙ２）に中心周波数を乗算した結果を求める。次に、サブチャネル（Ｘ２−Ｙ２）に中心周波数を乗算した結果からサブチャネル（Ｘ３−Ｙ３）に中心周波数を乗算した結果を求める。
このようにして、データ処理部２５は、再帰的プロセスを用いて送信信号であるマルチチャネル信号Ｚを算出する。

なお、図４において、単位演算部１００は、各サブチャネルをサブチャネル単位で処理するのに必要な乗算器、加算器、減算器の組み合わせから構成される。ここで、処理するサブチャネル数を増加させたい場合は、増加させたい数だけ単位演算部１００を多段接続すればよい。
このように、再帰的プロセスを用いることで、マルチチャネル通信システムにおいて、送信処理するサブチャネル数の変更に合せてハードウェアの構成を変更することが簡便になる。
データ処理部２５を、図４のように構成することにより、ノッチの存在する周波数帯域のサブチャネルについてはデータ送信に使用せず、ノッチの存在しない周波数帯域のサブチャネルにデータを分散させて配置することにより、通信品質の良好な電力線通信を行うことが可能となる。

図５は、本実施形態によるデータ受信装置３の構成を示すブロック図である。
データ受信装置３は、パイロットトーン受信部３１、ノッチ検出部（検出部）３２、使用チャネル選択部３３、チャネル情報送信部３４、データ受信部３５、データ処理部３６、データ再生部３７を有する。
パイロットトーン受信部３１は、データ送信装置２から電力線１を介して送信されるパイロットトーンのデータを受信し、ノッチ検出部３２に対して出力する。

ノッチ検出部３２では、パイロットトーン受信部３１から入力されたパイロットトーンのノッチの状態を調べ、ノッチが存在する周波数帯域の情報を、「ノッチ情報」として検出し、使用チャネル選択部３３に対して出力する。
使用チャネル選択部３３では、ノッチ検出部３２から入力された「ノッチ情報」に基づいて、データ送信装置２との間で電力線通信を行う際に利用するノッチが存在しない周波数帯域のチャネルを選択し、「チャネル情報」として電力線１を介してデータ送信装置２に対して送信する。また、使用チャネル選択部３３は、データ処理部３５に対して「チャネル情報」を出力する。

データ受信部３５は、データ送信装置２から送信される「データ」を電力線１を介して受信し、データ処理部３６に対して出力する。
データ処理部３６は、使用チャネル選択部３３から出力される「チャネル情報」に基づいて、データ受信部３５から入力されるノッチの存在しない周波数帯域のチャネルに分散されて配置されていたデータの復元を行い、データ再生部３７に対して出力する。
データ再生部３７では、データ処理部３５から入力された「データ」の再生を行う。

なお、データ通信システム１０におけるデータの各処理部、すなわちパイロットトーン送信部２１、チャネル情報受信部２２、送信チャネル設定部２３、データ記憶部２４、データ処理部２５、データ送信部２６、パイロットトーン受信部３１、ノッチ検出部３２、使用チャネル選択部３３、チャネル情報送信部３４、データ受信部３５、データ処理部３６、データ再生部３７等は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、各処理部はコンピュータシステムとしてメモリ及びＣＰＵ（中央集積装置）により構成され、各処理部の機能及び後述する本実施形態のデータ通信方法を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
すなわち、上記プログラムは、コンピュータ読み取り可能なプログラムであり、前述した機能及びデータ通信方法の一部を実現するためであってもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから伝送媒体を介して、あるいは伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されるものであってもよい。上記伝送媒体とは、インターネット等のネットワーク（通信網）や電力線、電話回線等の通信回線（通信線）のように、情報を伝送する機能を有する媒体をいうものとする。
また、上記メモリは、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリや、ＣＤ−ＲＯＭ等の読み出しのみが可能な記録媒体、ＲＡＭ(Random Access Memory)のような揮発性のメモリ或いはこれらの組み合わせによるコンピュータ読み取り、書き込み可能な記録媒体より構成されるものとする。

次に、本実施形態によるデータ通信システム１０の動作について説明する。
図１は、本実施形態のデータ通信システム１０の動作を示すシーケンス図である。

始めに、データ送信装置２のパイロットトーン送信部２１は、図６（ａ）に示すように、パイロットトーンｐの周波数を連続的にｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４と変化させながら、電力線１を介してデータ受信装置３に対して送信する（ステップＳ０１）。
なお、ここでは電力線１の周囲に存在する家電製品などの影響により、データ受信装置３が受信する周波数帯域に、図６（ｂ）に示すようなノッチｎ１、ｎ２が生じている場合について説明する。

データ受信装置３のパイロットトーン受信部３１は、データ送信装置２のパイロットトーン送信部２１から送信されるパイロットトーンを、電力線１を介して受信する（ステップＳ０２）。
次に、データ受信装置３のノッチ検出部３２は、受信したパイロットトーンについて使用する周波数帯域でノッチが存在するか否かを検出する（ステップＳ０３）。
データ送信装置２とデータ受信装置３との間の電力線の通信環境には、図６（ｂ）に示したようなノッチｎ１、ｎ２が発生しているため、データ受信装置３のパイロットトーン受信部３１が受信するパイロットトーン（図６（ｃ）参照）にもノッチｎ１、ｎ２に対応する歪みが生じる。

次に、データ受信装置３の使用チャネル選択部３３は、ノッチ検出部３２が検出したノッチが存在する周波数帯域を避けるように、電力線通信で利用するチャネルを選択する（ステップＳ０４）。
そして、データ受信装置３のチャネル情報送信部３４は、使用チャネル選択部３３が選択したノッチが存在しない周波数帯域のチャネルｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４（図６（ｄ）参照）を「チャネル情報」として、電力線１を介してデータ送信装置２のチャネル情報受信部２２に対して送信する（ステップＳ０５）。

チャネル情報送信部３４から送信された「チャネル情報」は、データ送信装置２のチャネル情報受信部２２において受信される（ステップＳ０６）。
データ送信装置２の送信チャネル設定部２３は、チャネル情報受信部２２が受信した「チャネル情報」に基づいて、電力線通信の際に利用するノッチの存在しない周波数帯域のチャネルｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４（図６（ｄ）参照）を設定する（ステップＳ０７）。

データ送信装置２のデータ処理部２５は、データ記憶部２４に記憶されているデータを、送信チャネル設定部２３で設定したチャネルｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４を利用して電力線通信を行うように、データを分散させて各チャネルに配置する処理を行う（ステップＳ０８）。
データ送信装置２のデータ送信部２６は、データ処理部２５でノッチの存在しないチャネルに配置されたデータを、電力線１を介して、データ受信装置３のデータ受信部３５に対して送信する（ステップＳ０９）。

データ受信装置３のデータ受信部３５は、電力線１を介して、データ送信装置２からデータを受信する（ステップＳ１０）。
次に、データ受信装置３のデータ処理部３５は、データ受信部３５が受信したノッチの存在しないチャネルに配置されたデータの復元を行う（ステップＳ１１）。
データ受信装置３のデータ再生部３７は、データ処理部３６が復元した「データ」の再生を行う（ステップＳ１２）。

従来、電力線１を使用した電力線通信では、漏洩電界や消費電力の関係から、データ送信装置２から出力する電力をあまり大きくできないという問題があった。しかし、上述した本発明の実施形態によるデータ通信システム１０を使用すれば、ノッチの生じていない周波数帯域のチャネルに、送信するデータを分散させて配置して電力線通信を行うことにしたため、通信に要する消費電力を小さくすることができるとともに、通信品質の良好な状態を保ちながら電力線通信を行うことが可能となる。
また、電力線通信に要する消費電力を小さくすることが可能であるため、電力線１から発生する漏洩電界を小さくすることができる。よって、通信品質がより良好な状態で電力線通信を行うことができる。

特に、音響機器などではオーディオ品質を維持するために、また、映像機器などでは連続して送られてくる画像を表示するために、一定速度以上の通信速度を常に確保しなければならないという問題があるが、本実施形態によるデータ通信システムを利用すれば、そのような問題を解決することができる。
また、全てのマルチチャネルを使用して電力線通信を行うのではなく、ノッチの存在しないチャネルを選択して利用するため、データ送信装置２が消費する電力を低減させることもできる。

なお、上述した実施形態では、図１のステップＳ０３において、ノッチの検出を電力線通信を始める前に一度だけ行う場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、データ送信装置２とデータ受信装置３の間で電力線通信を行っている間も継続的にノッチの検出を行うようにして、常にノッチの存在しない周波数帯域のチャネルを利用して通信を行うことも可能である。このような構成にすれば、電力線通信を行う際の通信品質を向上させることができる。

また、上述した実施形態では、データ送信装置２のパイロットトーン送信部２１から送信されるパイロットトーンの状態を、データ受信装置３のノッチ検出部３２で調べることにより、ノッチが存在する周波数帯域を検出する場合について説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、パイロットトーンの周波数を連続的に変化させるのではなく、通信に使用する全周波数帯域でパイロットトーンを一斉に送信し、そのパイロットトーンをデータ受信装置３で受信してノッチが存在する周波数帯域を検出することにより、ノッチの存在しない周波数帯域を利用した電力線通信を行うことも可能である。
また、データ送信装置２が通信を行う周波数帯域の中から任意のチャネルを選択してパイロットトーンを送信し、データ受信装置３で、そのチャネルの中にノッチが存在することが検出された場合にだけ、別の周波数帯域のチャネルを選択し直して電力線通信を行うようにすることも可能である。

また、上述した実施形態では、４個又は８個のチャネルを使用して電力線通信を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、任意のチャネル数を使用して電力線通信を行うことが可能である。

次に、本発明に係る第２実施形態について、図７及び図８を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、パイロットトーンを全体的にスイープさせてノッチの存在する周波数帯域を検出しているのに対し、第２実施形態では、パイロットトーン送信部２１が、予め検出したノッチの存在する周波数帯域を避けて選択した複数のチャネルにパイロットトーンを配置する点である。

すなわち、一般に家屋内電力線１の配線は固定されており、複数のオープンスタブ（コンセント）が、家電製品使用時にショートした状態となる。また、通常、家屋内の家電製品は同じものを用いる場合が多く、発生するノッチのパターンは限られている。したがって、データ通信の伝搬特性は、ほぼ数〜数十種類の組み合わせパターンに従い、著しく変動するものではない。

そこで、第２実施形態のデータ通信システムは、使用が想定される複数の家電製品の使用状態を数〜数十パターン変更して予めノッチ検出を行い、数〜数十種類のノッチパターンを記憶しておく。そして、パイロットトーン送信部２１は、図７に示すように、この記憶したノッチパターンを避けてＡ〜Ｃのチャネルの配置パターンを設定し、これらの配置パターンの各チャネルにパイロットパターンを配置して送信する。なお、使用時においてノッチ検出を行う度に得られた別のノッチパターンを逐次記憶させて、パイロットパターンを配置するチャネルのパターンを変更しても構わない。

このように、予め検出したノッチパターンを避けて選択したチャネルのパターンに従ってパイロットトーンを送信することで、通信に使用する周波数帯域全体をパイロットトーンでスイープする場合に比べて、短時間でノッチの検出を行うことができる。したがって、第２実施形態によれば、ノッチパターンが大きく変動することが少ない家屋等におけるデータ通信に好適である。

また、第２実施形態では、使用チャネル選択部３３が、複数のチャネルのうちノッチ検出部３２が検出したノッチの存在する周波数帯域のチャネルのみをノッチの存在しない周波数帯域に変更する点で第１実施形態と異なっている。すなわち、第１実施形態では、家電製品等が追加接続された際にノッチが生じると、チャネル全体を変更することで、ノッチを回避しているのに対し、第２実施形態では、ノッチにより劣化したデータ（キャリア）のチャネルのみをノッチのない周波数帯域に逐次ダイナミックに変更する。

例えば、送信チャネル設定部２３は、チャネル情報受信部２２が受信した「チャネル情報」に基づいて、図８に示すように、チャネルｃ２１、ｃ２２ａ、ｃ２３、ｃ２４、ｃ２５、ｃ２６、ｃ２７、ｃ２８を設定した場合について以下に説明する。

この場合、データ処理部２５では、データを上記各チャネルに分散させて配置処理し、データ送信部２６が電力線１を介して送信を行う。
このとき、家電製品が電力線１に追加接続され、チャネルｃ２２ａの周波数帯域にノッチが発生し、チャネルｃ２２ａに配置されたデータ（キャリア）が劣化したとすると、パイロットトーンの受信結果からノッチ検出部３２がこのノッチを検出する。さらに、使用チャネル情報送信部３３は、ノッチが存在する周波数帯域のチャネルｃ２２ａを避けるようにチャネルｃ２２ａに配置したデータ（キャリア）のみを別の周波数帯域のチャネルｃ２２ｂに配置し直す。

したがって、第２実施形態では、ノッチが生じた際にチャネル全体を変更する場合に比べて、劣化したデータ（キャリア）に該当するチャネルのみをノッチの存在しない周波数帯域のチャネルにダイナミックに変更することで、家電製品の追加接続等で生じたノッチのパターン変化に対応しやすく、オーディオ等のリアルタイムアプリケーションにより好適である。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、具体的な構成についてはこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等が可能である。
例えば、上記各実施形態では、ノッチを検出してノッチの存在しない周波数帯域を利用した電力線通信を行うが、ノッチでなくノイズを同様に検出してノイズの存在しない周波数帯域を利用して同様に電力線通信を行っても構わない。

通信品質が落ちると音質が劣化するオーディオ機器や、連続して送られてくる画像のデータを遅延なく表示する必要がある映像機器などに、本発明の電力線通信を使用したデータ通信システムを利用することが可能である。

本発明の第１実施形態によるデータ通信システム１０の処理の流れを示すシーケンス図である。 第１実施形態のデータ通信システム１０の構成図である。 第１実施形態のデータ送信装置２の構成を示すブロック図である。 第１実施形態のデータ演算処理を行う回路１１の回路図である。 第１実施形態のデータ受信装置３の構成を示すブロック図である。 第１実施形態によるデータ通信を行う際のデータの波形を示した図である。 本発明の第２実施形態によるデータ通信を行う際のパイロットトーンの波形組み合わせを示した図である。 第２実施形態によるデータ通信を行う際の劣化キャリアに該当するチャネルの配置変更を表した図である。

符号の説明

１…電力線、１０…データ通信システム、２…データ送信装置、２１…パイロットトーン送信部、２２…チャネル情報受信部、２３…送信チャネル設定部、２４…データ記憶部、２５…データ処理部、２６…データ送信部、３…データ受信装置、３１…パイロットトーン受信部、３２…ノッチ検出部（検出部）、３３…使用チャネル選択部、３４…チャネル情報送信部、３５…データ受信部、３６…データ処理部、３７…データ再生部

Claims (9)

1. データ送信装置とデータ受信装置の間で、電力線通信を行うデータ通信システムであって、
   前記データ送信装置が、
   前記データ受信装置に対してパイロットトーンを送信するパイロットトーン送信部と、
   前記パイロットトーン送信部が送信するパイロットトーンに応じて前記データ受信装置から返信されるノッチ又はノイズが存在しない周波数帯域の情報であるチャネル情報を受信するチャネル情報受信部と、
   前記チャネル情報受信部が受信するチャネル情報に基づいて、電力線通信の際に利用するチャネルを設定する送信チャネル設定部と、
   前記送信チャネル設定部が設定したチャネルに、送信するデータを配置する処理を行う第１のデータ処理部と、
   前記第１のデータ処理部が処理したデータを電力線を介して前記データ受信装置に送信するデータ送信部とを有し、
   前記データ受信装置が、
   前記データ送信装置からパイロットトーンを受信するパイロットトーン受信部と、
   前記パイロットトーン受信部が受信したパイロットトーンの受信状態に応じて、通信に利用する周波数帯域に存在するノッチ又はノイズを検出する検出部と、
   前記検出部が検出したノッチ又はノイズの存在する周波数帯域を避けて電力線通信を行う際に利用するチャネルを選択する使用チャネル選択部と、
   前記使用チャネル選択部が選択したチャネルの情報をチャネル情報として、前記データ送信装置に対して送信するチャネル情報送信部と、
   前記データ送信装置からデータを受信するデータ受信部と、
   前記データ受信部が受信するノッチ又はノイズの存在しないチャネルに配置されたデータから、データを復元する第２のデータ処理部と、
   前記第２のデータ処理部が復元したデータを再生するデータ再生部と、
   を有することを特徴とするデータ通信システム。
2. 前記パイロットトーン送信部が、予め検出したノッチ又はノイズの存在する周波数帯域を避けて選択した複数のチャネルにパイロットトーンを配置することを特徴とする請求項１に記載のデータ通信システム。
3. 前記使用チャネル選択部が、複数のチャネルのうち前記検出部が検出したノッチ又はノイズの存在する周波数帯域のチャネルのみを前記ノッチ又はノイズの存在しない周波数帯域に変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ通信システム。
4. 電力線を介して、データ受信装置にデータを送信するデータ送信装置であって、
   前記データ受信装置に対してパイロットトーンを送信するパイロットトーン送信部と、
   前記パイロットトーン送信部が送信するパイロットトーンに応じて前記データ受信装置から返信されるノッチ又はノイズが存在しない周波数帯域の情報であるチャネル情報を受信するチャネル情報受信部と、
   前記チャネル情報受信部が受信するチャネル情報に基づいて、電力線通信の際に利用するチャネルを設定する送信チャネル設定部と、
   前記送信チャネル設定部が設定したチャネルに、送信するデータを配置する処理を行う第１のデータ処理部と、
   前記第１のデータ処理部が処理したデータを電力線を介して前記データ受信装置に送信するデータ送信部と、
   を有することを特徴とするデータ送信装置。
5. 電力線を介して、データ送信装置からデータを受信するデータ受信装置であって、
   前記データ送信装置からパイロットトーンを受信するパイロットトーン受信部と、
   前記パイロットトーン受信部が受信したパイロットトーンの受信状態に応じて、通信に利用する周波数帯域に存在するノッチ又はノイズを検出する検出部と、
   前記検出部が検出したノッチ又はノイズの存在する周波数帯域を避けて電力線通信を行う際に利用するチャネルを選択する使用チャネル選択部と、
   前記使用チャネル選択部が選択したチャネルの情報をチャネル情報として、前記データ送信装置に対して送信するチャネル情報送信部と、
   前記データ送信装置からデータを受信するデータ受信部と、
   前記データ受信部が受信するノッチ又はノイズの存在しないチャネルに配置されたデータから、データを復元する第２のデータ処理部と、
   前記第２のデータ処理部が復元したデータを再生するデータ再生部と、
   を有することを特徴とするデータ受信装置。
6. データ送信装置とデータ受信装置の間で、電力線通信を行う際のデータ通信方法であって、
   前記データ送信装置から前記データ受信装置に対してパイロットトーンを送信する第１のステップと、
   前記データ受信装置が、前記第１のステップで前記データ送信装置から受信したパイロットトーンに基づいて、電力線通信に利用する周波数帯域の中でノッチ又はノイズが存在する周波数帯域を検出する第２のステップと、
   前記データ受信装置が、前記第２のステップで検出したノッチ又はノイズが存在する周波数帯域の情報をチャネル情報として前記データ送信装置に対して送信する第３のステップと、
   前記データ送信装置が、前記第３のステップで前記データ受信装置から送信されたチャネル情報に基づいて、ノッチ又はノイズが存在しない周波数帯域のチャネルを、電力線通信に利用するチャネルとして設定する第４のステップと、
   前記データ送信装置が、前記第４のステップで設定されたチャネルに、送信するデータを配置した後、前記データ受信装置に対してデータを送信する第５のステップと、
   を有することを特徴とするデータ通信方法。
7. 前記第１のステップが、
   前記データ送信装置から前記データ受信装置に対してパイロットトーンの周波数を連続的に変化させて送信するステップであり、
   前記第２のステップが、
   前記データ受信装置が、前記第１のステップで前記データ送信装置から受信した周波数が連続的に変化するパイロットトーンに基づいて、電力線通信に利用する周波数帯域の中でノッチ又はノイズが存在する周波数帯域を検出するステップである、
   ことを特徴とする請求項６に記載のデータ通信方法。
8. 前記データ送信装置と前記データ受信装置が電力線通信を行っている間についても、所定の時間的間隔でノッチ又はノイズが存在しない周波数帯域を検出し、電力線通信に利用するチャネルをノッチ又はノイズが存在しない周波数帯域のチャネルに変更することを特徴とする請求項６又は７に記載のデータ通信方法。
9. データ送信装置とデータ受信装置の間で、電力線通信を行う際のデータ通信プログラムであって、
   前記データ送信装置から前記データ受信装置に対してパイロットトーンを送信する第１のステップと、
   前記データ受信装置が、前記第１のステップで前記データ送信装置から受信したパイロットトーンに基づいて、電力線通信に利用する周波数帯域の中でノッチ又はノイズが存在する周波数帯域を検出する第２のステップと、
   前記データ受信装置が、前記第２のステップで検出したノッチ又はノイズが存在する周波数帯域の情報をチャネル情報として前記データ送信装置に対して送信する第３のステップと、
   前記データ送信装置が、前記第３のステップで前記データ受信装置から送信されたチャネル情報に基づいて、ノッチ又はノイズが存在しない周波数帯域のチャネルを、電力線通信に利用するチャネルとして設定する第４のステップと、
   前記データ送信装置が、前記第４のステップで設定されたチャネルに、送信するデータを配置した後、前記データ受信装置に対してデータを送信する第５のステップと、
   をコンピュータに実行させることを特徴とするデータ通信プログラム。
   

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