JP2006148593A

JP2006148593A - 電力線搬送通信システムとそれに用いる電源装置と電子機器および電力線搬送通信方法

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Publication number: JP2006148593A
Application number: JP2004336477A
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Inventors: Takehiro Sugita; 武弘杉田
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Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2006-06-08
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Abstract

【課題】電子機器の消費電力が少なく、容易に電力線搬送通信を可能とする。
【解決手段】電子機器４０は、送信データから通信信号を生成して電源コード３０に重畳する。電源装置２０は、この重畳された通信信号を抽出して処理し、得られた受信データを送信データとして一次変調および二次変調し、得られた通信信号を電力線１０に重畳する。電力線１０に重畳された通信信号を抽出して復調し、得られた受信データから通信信号を生成して電源コード３０に重畳する。電子機器４０は、電源コード３０に重畳された通信信号を抽出して処理する。電子機器４０で一次変調および二次変調を行わないので消費電力が少ない。電力線１０と接続された電源装置２０に電源コード３０を介して電子機器４０を接続して、容易に電力線搬送通信を行える。
【選択図】図１

Description

この発明は、電力線搬送通信システムとそれに用いる電源装置と電子機器および電力線搬送通信方法に関する。詳しくは、電力線と接続される電源装置では、送信データを用いた一次変調と二次変調を行い第１の通信信号を生成して電力線に重畳させる。また、電力線に重畳されている第１の通信信号を抽出して復調を行い受信データを得るものとする。また、受信データから第２の通信信号を生成して、電子機器に対して電力供給を行うための電源コードに重畳させる。さらに、電源コードに重畳されている第２の通信信号を抽出して、第２の通信信号から得た受信データを送信データとする。電源装置から電源コードを介して電力供給が行われる電子機器では、生成した送信データを用いて第２の通信信号を生成して電源コードに重畳させる。また、電源コードから第２の通信信号を抽出して、第２の通信信号から受信データを得る。このように、電力供給を行う電源ケーブルを伝送路として用いて、電源装置を介して電力線搬送通信を行うものである。

近年、コンピュータ装置等の電子機器の普及に伴い、電子機器間でデータ通信を行うことができるようにネットワークが構築されている。このネットワークでは、通信用の専用線が用いられるだけでなく、電波や光等を用いた無線通信を行うことでネットワークを構築することも行われている。

ところで、通信用の専用線を用いる場合、建物の構造等の問題から専用線を容易に設けることができない場合がある。また、無線通信を行う場合、遮蔽物等が無線信号の伝送路に設けられていたり、電子機器間の距離が離れすぎていると、データ通信を行うことができない場合が生ずる。このため、商用周波数の電力供給に用いられている電力線を利用することで、新たな伝送線路を敷設することなく容易にネットワークを構築することが可能となる。

このような、商用電力を供給する電力線を利用してデータ通信を行う電力線搬送通信システムでは、例えば特許文献１に示されているように、ＰＬＣ(Power Line Communication)モデムに整流回路とモデム回路を設けて、ＰＬＣモデムから情報処理装置に対する電力供給とデータの受渡しがＵＳＢ(Universal Serial Bus)ケーブルを介して行われている。また、特許文献２に示されているように、電力線に重畳されている信号の抽出や送信する信号の電力線への重畳を電灯線カプラで行い、信号合成分離部は、通信端末や電灯線モデムに供給する電源から送信する信号を分離して電灯線カプラに供給したり、電灯線カプラで分離された信号を通信端末や電灯線モデムに供給する電源に重畳することが行われている。さらに、特許文献２では、ケーシング部に電灯線モデムを設けて、電灯線モデムと通信端末をＵＳＢやイーサネット（登録商標）で接続することが行われている。

特開２００３−２９８４７７号公報特開２００４−４８２３６号公報

ところで、上述のようにＵＳＢケーブルを介して電力供給とデータの受渡しを行う場合、電子機器がＵＳＢコネクタを有していないと、電力線搬送通信を行うことができない。また、ＵＳＢやイーサネット（登録商標）で通信端末を接続する場合、ＵＳＢやイーサネット（登録商標）のためのコネクタが必要となるだけでなく、電力供給のための電源コードとデータの受渡しの通信ケーブルがそれぞれ必要となる。

また、電力線に重畳されている信号を抽出して、この抽出した信号を電子機器に供給する場合、電力線に重畳されている信号を処理するモデムを電子機器に設けるものとすると、電子機器の消費電力が大きくなってしまう。

すなわち、電力線搬送通信では、従来、無線通信の影響を考慮して１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの周波数帯を用いてデータ通信が行われている。しかし、高速データ通信を行うために１．７ＭＨｚあるいは２ＭＨｚから３０ＭＨｚまでの周波数帯を用いるときには、電力線からの漏洩電波による影響を少なくするため、スペクトラム拡散方式あるいは直交周波数分割多重方式を用いた変復調処理が行われる。このスペクトラム拡散方式あるいは直交周波数分割多重方式は、マンチェスタ符号やＭＳＫ，ＡＳＫ等の変復調処理に比べて高度な処理を行うことから、回路規模や消費電力が大きくなってしまう。

そこで、この発明では、電子機器の接続が簡単で、電子機器の消費電力を低減でき、電力線を介して通信を行うことができる電力線搬送通信システムとそれに用いる電源装置と電子機器および電力線搬送通信方法を提供するものである。

この発明に係る電力線搬送通信システムは、電源装置を介して電子機器を電力線に接続し、この電力線を用いて通信を行う電力線搬送通信システムにおいて、電源装置には、電力線を介して供給された電力を用いて、電子機器に対して所望の電源電圧で電源コードを介して電力供給を行う電力供給手段と、電力線に第１の通信信号を重畳し、あるいは電力線に重畳されている第１の通信信号を抽出する第１のカプラと、電源コードに第２の通信信号を重畳し、あるいは電源コードに重畳されている第２の通信信号を抽出する第２のカプラと、送信データを用いて一次変調と二次変調を行い第１の通信信号を生成して第１のカプラに供給し、あるいは第１のカプラで抽出された第１の通信信号の復調を行い受信データを得る変復調手段と、変復調手段で得られた受信データから第２の通信信号を生成して第２のカプラに供給し、あるいは第２のカプラで抽出された第２の通信信号から受信データを得て変復調手段に送信データとして供給する第１の通信信号処理手段とを設け、電子機器には、送信データの生成や受信データの処理を行う送受信データ処理手段と、電源コードに第２の通信信号を重畳し、あるいは電源コードに重畳されている第２の通信信号を抽出する第３のカプラと、送受信データ処理手段で生成された送信データを用いて第２の通信信号を生成して第３のカプラに供給し、あるいは第３のカプラで抽出された第２の通信信号から受信データを得て送受信データ処理手段に供給する第２の通信信号処理手段とを設けたものである。

また、この発明に係る電源装置は、電力線を介して供給された電力を用いて、所望の電源電圧で電源コードを介して電力供給を行う電力供給手段と、電力線に第１の通信信号を重畳し、あるいは電力線に重畳されている第１の通信信号を抽出する第１のカプラと、電源コードに第２の通信信号を重畳し、あるいは電源コードに重畳されている第２の通信信号を抽出する第２のカプラと、送信データを用いて一次変調と二次変調を行い第１の通信信号を生成して第１のカプラに供給し、あるいは第１のカプラで抽出された第１の通信信号の復調を行い受信データを得る変復調手段と、変復調手段で得られた受信データから第２の通信信号を生成して第２のカプラに供給し、あるいは第２のカプラで抽出された第２の通信信号から受信データを得て変復調手段に送信データとして供給する通信信号処理手段とを有するものである。

また、この発明に係る電子機器は、送信データの生成や受信データの処理を行う送受信データ処理手段と、所望の電源電圧で電力供給が行われる電源コードに通信信号を重畳し、あるいは電源コードに重畳されている通信信号を抽出するカプラと、送受信データ処理手段で生成された送信データを用いて通信信号を生成してカプラに供給し、あるいはカプラで抽出された通信信号から受信データを得て送受信データ処理手段に供給する通信信号処理手段を有するものである。

さらに、この発明に係る電力線搬送通信方法は、電源装置を介して電子機器を電力線に接続し、この電力線を介して通信を行う電力線搬送通信方法において、電源装置には、送信データを用いた一次変調と二次変調を行い第１の通信信号を生成して電力線に重畳させる工程と、電力線に重畳されている第１の通信信号を抽出して復調を行い受信データを得る工程と、受信データから第２の通信信号を生成して、電子機器に対して電力供給を行うための電源コードに重畳させる工程と、電源コードに重畳されている第２の通信信号を抽出して、この第２の通信信号から得た受信データを送信データとする工程を設け、電子機器には、生成した送信データを用いて第２の通信信号を生成して電源コードに重畳させる工程と、電源コードから第２の通信信号を抽出して、この第２の通信信号から受信データを得る工程を設けたものである。

この発明において、電源装置では、送信データの一次変調例えば多値変調と、二次変調例えばスペクトラム拡散方式あるいは直交周波数分割多重方式の変調を行い第１の通信信号が生成されて電力線に重畳される。また、電力線に重畳されている第１の通信信号を抽出して復調することにより受信データが生成される。また、この受信データを用いてベースバンド伝送方式の第２の通信信号、あるいは受信データを用いて変調を行い第１の通信信号よりも広い周波数帯を用いて伝送される第２の通信信号が生成されて、電子機器に対して電力供給を行うための電源コードに重畳される。また電源コードに重畳されている第２の通信信号が抽出されて、この第２の通信信号から得た受信データが送信データとされる。電源装置に接続される電子機器では、生成した送信データを用いて第２の通信信号の生成が行われて、生成された第２の通信信号が電源コードに重畳される。また電源コードに重畳されている第２の通信信号が抽出されて、この抽出された第２の通信信号から受信データが生成される。

この発明によれば、電源装置では、送信データの一次変調と二次変調を行い第１の通信信号が生成されて電力線に重畳される。また、電力線に重畳されている第１の通信信号を抽出して復調することにより受信データが生成される。さらに、この受信データを用いて第２の通信信号が生成されて、電子機器に対して電力供給を行うための電源コードに重畳される。また電源コードに重畳されている第２の通信信号が抽出されて、この第２の通信信号から得た受信データが送信データとされる。電源装置と接続された電子機器では、生成した送信データを用いて第２の通信信号の生成が行われて、生成された第２の通信信号が電源コードに重畳される。また電源コードに重畳されている第２の通信信号が抽出されて、この抽出された第２の通信信号から受信データが生成される。このため、電源コードを介して電源装置と電子機器を接続するだけで、電源装置から電子機器に対して電力供給を行えるだけでなく、電力線搬送通信を行うことができる。

また、電源装置では、一次変調として多値変調、二次変調としてスペクトラム拡散方式あるいは直交周波数分割多重方式の変調が行われるので、電力線搬送通信のために割り当てられた周波数帯を使用して、高速かつ電力線からの漏洩電波による影響を少なくして通信を行うことができる。

また、電源装置から電子機器に電力供給を行う電源ケーブルに、ベースバンド伝送方式の通信信号、あるいは送信するデータを用いて変調を行って得られた通信信号が重畳されて、電源装置と電子機器間の通信が行われる。このため、電子機器にスペクトラム拡散方式あるいは直交周波数分割多重方式の変復調を行うための回路を設ける必要がないことから、電子機器の消費電力が大きくなってしまうことを防止できる。また、電子機器の小型化も容易となる。

以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。図１は、電力線搬送通信システムの構成を示している。商用周波数の電力供給に用いられている電力線１０には、電子機器４０に対して電力供給を行うための電源装置例えばＡＣアダプタ２０が接続される。このＡＣアダプタ２０は、電源コード３０を介して電子機器４０と接続される。なお、電力線１０に重畳されて伝送される第１の通信信号を電力線通信信号、電源コード３０に重畳されて伝送される第２の通信信号を電源コード通信信号として、以下の説明を行う。

ＡＣアダプタ２０は、電力線１０を介して供給された商用周波数の電力を用いて、電子機器４０に対し、所定の電源電圧で電源コード３０を介して電力供給を行う。また、ＡＣアダプタ２０は、電力線１０に重畳されている電力線通信信号を抽出して復調し、得られた受信データを電子機器４０に対応した方式の電源コード通信信号として電源コード３０に重畳させる。さらに、電源コード３０に重畳された電源コード通信信号を抽出して、この抽出された電源コード通信信号から得られたデータ信号を、電力線搬送通信に適した変調方式で変調して電力線通信信号を生成し、この電力線通信信号を電力線１０に重畳させる。

電子機器４０は、電源コード３０を介して供給された電力を用いて種々の動作を行う。また、電源コード３０に重畳された電源コード通信信号を抽出して復調し、得られた受信データの処理を行う。また、送信データを生成して、この送信データを所定の変調方式で変調し、電源コード通信信号として電源コード３０に重畳させる。

図２はＡＣアダプタ２０の機能ブロック図を示している。ＡＣアダプタ２０のＡＣプラグ２１は、ノイズフィルタ２２を介して電力供給部２３と接続される。ノイズフィルタ２２は、電力線１０に重畳されたノイズが電力供給部２３に供給されたり、電力供給部２３で生じたノイズが電力線１０に重畳されてしまうことがないようにノイズ除去を行う。

電力供給部２３は、整流回路や平滑回路，電圧変換回路、定電圧回路等で構成されており、電子機器４０に対応した電源電圧例えば電子機器４０で規定されている直流電源電圧で電源コード３０を介して電力供給を行う。また、電力供給部２３は、破線で示すように、ＡＣアダプタ２０に内蔵されている電力線モデム２５や通信信号処理部２６に対しても電力供給を行う。なお、ＡＣアダプタ２０に内蔵されている第１のカプラである電力線カプラ２４や第２のカプラである電源コードカプラ２７が、パッシブ素子だけでなくアクティブ素子を用いて構成されているときは、電力線カプラ２４や電源コードカプラ２７に対しても電力供給を行う。

ＡＣプラグ２１とノイズフィルタ２２間には、電力線カプラ２４が接続される。電力線カプラ２４は、電力線１０に重畳されている電力線通信信号を抽出して電力線モデム２５に供給したり、電力線モデム２５から供給された電力線通信信号を電力線１０に重畳させるためのものである。

図３は、電力線カプラ２４の構成を示している。電力線カプラ２４は、トランス２４１とコンデンサ２４２と保護素子２４３を用いて構成されている。トランス２４１の一方の巻線は、電力線モデム２５に接続されて、他方の巻線はコンデンサ２４２を介して電力線１０に接続されている。このトランス２４１とコンデンサ２４２によって、電力線モデム２５から供給された電力線通信信号を電力線１０に重畳し、あるいは電力線１０に重畳されている電力線通信信号のみを抽出して電力線モデム２５に供給する。保護素子２４３は、電力線１０に重畳された雷サージ電圧等による障害の発生を防止するためのものであり、例えばコンデンサ２４２の端子間や、トランス２４１の電力線側の巻線間に設けられる。

変復調手段である電力線モデム２５は、通信信号処理部２６から供給された送信データを変調して電力線通信信号を生成して電力線カプラ２４に供給する。また、電力線カプラ２４によって抽出された電力線通信信号の復調を行い、得られた受信データを通信信号処理部２６に供給する。

図４は、電力線モデム２５の機能ブロック図である。通信信号処理部２６から供給された送信データは、インタフェース２５１を介してＭＡＣ(Media Access Control)レイヤ部２５２に供給される。ＭＡＣレイヤ部２５２は、送信データのパケットに対して送信データの宛先を示すＭＡＣアドレスや送信元である自己のＭＡＣアドレス等を示すヘッダ情報を付加してＭＡＣフレームを生成し、物理レイヤ部２５３に供給する。またＭＡＣレイヤ部２５２は、物理レイヤ部２５３より供給された信号から自己のＭＡＣアドレスを宛先とするＭＡＣフレームを検出して、このＭＡＣフレームから受信データのパケットを取り出し、インタフェース２５１を介して通信信号処理部２６に供給する。さらに、ＭＡＣレイヤ部２５２は、誤り検出訂正処理やデータ伝送制御等も行う。

物理レイヤ部２５３は、ＭＡＣレイヤ部２５２から供給されたＭＡＣフレームのデータの変調処理を行い、図５に示すように、１．７ＭＨｚあるいは２ＭＨｚから３０ＭＨｚまでの周波数帯を用いる電力線通信信号を生成して電力線カプラ２４に供給する。ここで、物理レイヤ部２５３は、高速データ通信を行うために、ＭＡＣフレームのデータに対して多値変調、例えば２５６ＱＡＭ(Quadrature Amplitude modulation)や１０２４ＱＡＭ等の変調を行う。ここで、２５６ＱＡＭを用いるものとすると１シンボルが８ビット、１０２４ＱＡＭを用いるものとすると１シンボルが１０ビットとなる。従って、３０ＭＨｚまでの周波数帯を用いて通信を行えば、送信データにヘッダ情報等が付加されても２００Ｍｂｐｓ程度の通信速度を実現することが可能となる。

また、電力線からの漏洩電波による影響を少なくするために、さらに電力線に接続された種々の家電機器からの雑音や家電機器のオンオフ動作に伴うインピーダンス変動，放送波の重畳，電力線の分岐による信号の歪等が生じても正しく通信を行うために、多値変調された信号をスペクトラム拡散方式あるいは直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)で二次変調して電力線通信信号を生成する。ここで、電力線通信信号は、上述のように１．７ＭＨｚあるいは２ＭＨｚから３０ＭＨｚまでの周波数帯を用いる。また、物理レイヤ部２５３は、電力線カプラ２４から供給された電力線通信信号に応じた復調処理を行い、得られたＭＡＣフレームをＭＡＣレイヤ部２５２に供給する。

図６は通信信号処理部２６の機能ブロック図である。電力線モデム２５から供給された受信データは、インタフェース２６１を介してＭＡＣ(Media Access Control)レイヤ部２６２に供給される。ＭＡＣレイヤ部２６２は、上述のＭＡＣレイヤ部２５２と同様な処理を行い、ＭＡＣフレームを生成して物理レイヤ部２６３に供給する。またＭＡＣレイヤ部２６２は、物理レイヤ部２６３より供給された信号から自己宛のＭＡＣフレームを検出して、このＭＡＣフレームから送信データのパケットと取り出し、インタフェース２６１を介して電力線モデム２５に供給する。

物理レイヤ部２６３は、ＭＡＣレイヤ部２６２から供給されたＭＡＣフレームのデータから電源コード通信信号を生成して電源コードカプラ２７に供給する。ここで、電源コード３０は、ＡＣアダプタ２０と電子機器４０を接続するためのものであり、上述の電力線１０のように、家電機器からの雑音やインピーダンス変動，電力線の分岐等を考慮しなくとも良い。また、ＡＣアダプタ２０で用いられている電源コード３０は、シールド線が用いられている場合が多く、芯線に電源コード通信信号を重畳しても、放送波の重畳や漏洩電波を防止できる。このため、ＡＣアダプタ２０と電子機器４０間は、電力線通信信号よりも広帯域の通信が可能である。なお、電源コード通信信号の周波数成分は、ＡＣアダプタ２０から電子機器４０に対して電力供給を行うときに用いられる周波数成分とは異なる成分とすることで、正しく通信を行うことができる。

したがって、物理レイヤ部２６３は、物理レイヤ部２５３のようなスペクトラム拡散方式あるいは直交周波数分割多重方式等の高度の処理を行うことなく電源コード通信信号を生成する。また、上述のようにＡＣアダプタ２０から電子機器４０に対して所望の直流電圧で電力供給を行うときは、図７に例示するように、直流成分を持たない電源コード通信信号を生成する。例えば、物理レイヤ部２６３は、ベースバンド伝送方式（例えばマンチェスタ符号など）の電源コード通信信号を生成する。あるいは、ＡＣアダプタ２０と電子機器４０間の通信は、電力線通信信号よりも広帯域の通信が可能であるので、送信するデータで搬送波を変調して電力線通信信号よりも広い周波数帯を用いて伝送される電源コード通信信号を生成する。例えば変調方式として、搬送波の振幅を切り換えるＡＳＫ(Amplitude shift keying)、搬送波の周波数を切り換えるＦＳＫ(Frequency shift keying)、搬送波の位相を切り換えるＰＳＫ(Phase shift keying)やＱＰＳＫ(Quadrature PSK)等の線形変調方式、ＭＳＫ(Minimum shift keying)等の非線形変調方式を用いるものとし、電力線通信信号で用いる周波数帯域よりも高い周波数の搬送波を用いて電源コード通信信号を生成する。なお、電源コード通信信号は、電力線通信信号よりも高い周波数帯を利用する場合に限られるものではなく、電力線通信信号と同等周波数帯を使用して伝送される信号であっても良いことは勿論である。

また、物理レイヤ部２６３は、電源コードカプラ２７から供給された電源コード通信信号に応じた復調処理を行い、得られたＭＡＣフレームをＭＡＣレイヤ部２６２に供給する。

電源コードカプラ２７は、電力線カプラ２４と同様に構成されており、電源コード３０に重畳されている電源コード通信信号を抽出して通信信号処理部２６に供給する。また、通信信号処理部２６から供給された電源コード通信信号を電源コード３０に重畳させる。なお、電源コードカプラ２７は、電源コード３０と接続されるものであるから、雷サージ電圧等による障害の発生を防止するための保護素子は不要とされる。

図８は、電子機器４０の機能ブロック図を示している。電源コード３０は、電子機器４０の電源部４１と電源コードカプラ４２に接続される。電源部４１は、ＡＣアダプタ２０から電源コード３０を介して供給された電力を用いて、電子機器４０の各部に対し所望の電圧で電力供給を行う。例えば、通信信号処理部４３や送受信データ処理部４４に対して所望の電圧で電力供給を行う。

電源コードカプラ４２は、電源コードカプラ２７と同様に構成されており、電源コード３０に重畳されている電源コード通信信号を抽出して通信信号処理部４３に供給する。また、通信信号処理部４３から供給された電源コード通信信号を電源コード３０に重畳させる。

通信信号処理部４３は、通信信号処理部２６と同様に構成されており、送受信データ処理部４４から供給された送信データから電源コード通信信号を生成して電源コードカプラ４２に供給する。また、電源コードカプラ４２によって抽出された電源コード通信信号から受信データを生成して送受信データ処理部４４に供給する。

送受信データ処理部４４は、通信相手の電子機器と通信を行うため、この通信相手の電子機器を宛先、自己の電子機器を送信元として送信データを通信信号処理部４３に供給する。また、通信信号処理部４３から供給された自己の電子機器を宛先とする受信データの処理を行う。

次に、電力線搬送通信システムにおける通信動作について説明する。電子機器４０から送信データを送出する場合、電子機器４０は、送受信データ処理部４４で送信データを生成して通信信号処理部４３に供給する。通信信号処理部４３は、供給された送信データから電源コード通信信号を生成する。電源コードカプラ４２は、通信信号処理部４３で生成された電源コード通信信号を電源コード３０に重畳させる。

ＡＣアダプタ２０の電源コードカプラ２７は、電源コード３０に重畳された電源コード通信信号を抽出して通信信号処理部２６に供給する。通信信号処理部２６は、電源コード通信信号から得た受信データを送信データとして電力線モデム２５に供給する。電力線モデム２５は、供給された送信データの一次変調と二次変調等を行い電力線通信信号を生成して、電力線カプラ２４に供給する。電力線カプラ２４は、供給された電力線通信信号を電力線に重畳させる。このようにして、電子機器４０で生成された送信データを電力線通信信号として電力線１０に重畳させることができる。

次に、電子機器４０に供給する電力線通信信号が電力線１０に重畳された場合について説明する。電力線カプラ２４は、電力線１０に重畳された電力線通信信号を抽出して電力線モデム２５に供給する。電力線モデム２５は、電力線通信信号の復調や自己宛のＭＡＣフレームの選択を行い、選択したＭＡＣフレームから受信データを抽出して通信信号処理部２６に供給する。通信信号処理部２６は、供給された受信データから電源コード通信信号を生成して電源コードカプラ２７に供給する。電源コードカプラ２７は、供給された電源コード通信信号を電源コード３０に重畳させる。

第３のカプラである電子機器４０の電源コードカプラ４２は、電源コード３０に重畳された電源コード通信信号を抽出して通信信号処理部４３に供給する。通信信号処理部４３は、電源コード通信信号から得た受信データを送受信データ処理部４４に供給する。このようにして、電子機器４０を宛先とする電力線通信信号が他の機器によって電力線１０に重畳されたときには、この電力線通信信号によって示されたデータを電子機器４０で受信することができる。

このように、電子機器に接続される電源装置で、電力線に重畳させる電力線通信信号の生成や、電力線に重畳された電力線通信信号の復調が行われるので、電子機器では、スペクトラム拡散方式あるいは直交周波数分割多重方式等の高度な変復調処理を行う回路を設ける必要がなく、電子機器の消費電力が大きくなってしまうことを防止できる。また、電子機器の小型化も容易となる。さらに、電力線搬送通信を行うための通信ケーブルを設けなくとも、電源装置と電子機器を電源コードで接続するだけで、簡単かつ容易に電力線搬送通信を行うことができる。

また、電源装置に通信信号処理部と電力線モデムを設けたことにより、電源装置と電子機器間は、電子機器が安価で容易に通信を行うことができるような伝送方式、電力線を介したデータ通信では、予め設定された周波数帯を使用して他の機器への影響が少なく高速にデータ伝送を行うことができるような伝送方式を個々に設定することが可能となり、伝送線路に応じた伝送方式を設定することで、通信品質が良好で従来よりも高速な電力線搬送通信を行うことができる。

以上のように、本発明に係る電力線搬送通信システムとそれに用いる電源装置と電子機器および電力線搬送通信方法は、電力線を介したデータ通信に有用であり、ＡＣアダプタ等の電源装置を介して接続される電子機器のデータ通信に好適である。

電力線搬送通信システムの構成を示す図である。ＡＣアダプタの機能ブロック図である。電力線カプラの構成を示す図である。電力線モデムの機能ブロック図である。電力線通信信号の使用帯域を示す図である。通信信号処理部の機能ブロック図である。電源コード通信信号の周波数成分を示す図である。電子機器の機能ブロック図である。

符号の説明

１０・・・電力線、２０・・・ＡＣアダプタ、２１・・・ＡＣプラグ、２２・・・ノイズフィルタ、２３・・・電力供給部、２４・・・電力線カプラ、２５・・・電力線モデム、２６，４３・・・通信信号処理部、２７，４２・・・電源コードカプラ、３０・・・電源コード、４０・・・電子機器、４１・・・電源部、４４・・・送受信データ処理部、２４１・・・トランス、２４２・・・コンデンサ、２４３・・・保護素子、２５１，２６１・・・インタフェース、２５２，２６２・・・ＭＡＣレイヤ部、２５３，２６３・・・物理レイヤ部

Claims

電源装置を介して電子機器を電力線に接続し、該電力線を用いて通信を行う電力線搬送通信システムにおいて、
前記電源装置には、
前記電力線を介して供給された電力を用いて、前記電子機器に対して所望の電源電圧で電源コードを介して電力供給を行う電力供給手段と、
前記電力線に第１の通信信号を重畳し、あるいは前記電力線に重畳されている第１の通信信号を抽出する第１のカプラと、
前記電源コードに第２の通信信号を重畳し、あるいは前記電源コードに重畳されている第２の通信信号を抽出する第２のカプラと、
送信データを用いて一次変調と二次変調を行い前記第１の通信信号を生成して前記第１のカプラに供給し、あるいは前記第１のカプラで抽出された前記第１の通信信号の復調を行い受信データを得る変復調手段と、
前記変復調手段で得られた受信データから前記第２の通信信号を生成して前記第２のカプラに供給し、あるいは前記第２のカプラで抽出された前記第２の通信信号から受信データを得て前記変復調手段に送信データとして供給する第１の通信信号処理手段とを設け、
前記電子機器には、
送信データの生成や受信データの処理を行う送受信データ処理手段と、
前記電源コードに第２の通信信号を重畳し、あるいは前記電源コードに重畳されている第２の通信信号を抽出する第３のカプラと、
前記送受信データ処理手段で生成された送信データを用いて前記第２の通信信号を生成して前記第３のカプラに供給し、あるいは前記第３のカプラで抽出された第２の通信信号から受信データを得て前記送受信データ処理手段に供給する第２の通信信号処理手段とを設けた
ことを特徴とする電力線搬送通信システム。
前記変復調手段は、前記一次変調として多値変調を行う
ことを特徴とする請求項１記載の電力線搬送通信システム。
前記変復調手段は、前記二次変調としてスペクトラム拡散方式あるいは直交周波数分割多重方式の変調を行う
ことを特徴とする請求項１記載の電力線搬送通信システム。
前記第１の通信信号処理手段は、前記変復調手段で得られた受信データを用いてベースバンド伝送方式の第２の通信信号、あるいは前記受信データを用いて変調を行い前記第１の通信信号よりも広い周波数帯を用いて伝送される第２の通信信号を生成し、
前記第２の通信信号処理手段は、前記送受信データ処理手段で生成された送信データを用いてベースバンド伝送方式の第２の通信信号、あるいは前記送信データを用いて変調を行い前記第１の通信信号よりも広い周波数帯を用いて伝送される第２の通信信号を生成する
ことを特徴とする請求項１記載の電力線搬送通信システム。
電力線を介して供給された電力を用いて、所望の電源電圧で電源コードを介して電力供給を行う電力供給手段と、
前記電力線に第１の通信信号を重畳し、あるいは前記電力線に重畳されている第１の通信信号を抽出する第１のカプラと、
前記電源コードに第２の通信信号を重畳し、あるいは前記電源コードに重畳されている第２の通信信号を抽出する第２のカプラと、
送信データを用いて一次変調と二次変調を行い前記第１の通信信号を生成して前記第１のカプラに供給し、あるいは前記第１のカプラで抽出された前記第１の通信信号の復調を行い受信データを得る変復調手段と、
前記変復調手段で得られた受信データから前記第２の通信信号を生成して前記第２のカプラに供給し、あるいは前記第２のカプラで抽出された前記第２の通信信号から受信データを得て前記変復調手段に送信データとして供給する通信信号処理手段とを有する
ことを特徴とする電源装置。
前記変復調手段は、前記一次変調として多値変調を行う
ことを特徴とする請求項５記載の電源装置。
前記変復調手段は、前記二次変調としてスペクトラム拡散方式あるいは直交周波数分割多重方式の変調を行う
ことを特徴とする請求項５記載の電源装置。
前記通信信号処理手段は、前記変復調手段で得られた受信データを用いてベースバンド伝送方式の第２の通信信号、あるいは前記受信データを用いて変調を行い前記第１の通信信号よりも広い周波数帯を用いて伝送される第２の通信信号を生成する
ことを特徴とする請求項５記載の電源装置。
送信データの生成や受信データの処理を行う送受信データ処理手段と、
所望の電源電圧で電力供給が行われる電源コードに通信信号を重畳し、あるいは前記電源コードに重畳されている通信信号を抽出するカプラと、
前記送受信データ処理手段で生成された送信データを用いて前記通信信号を生成して前記カプラに供給し、あるいは前記カプラで抽出された通信信号から受信データを得て前記送受信データ処理手段に供給する通信信号処理手段を有する
ことを特徴とする電子機器。
電源装置を介して電子機器を電力線に接続し、該電力線を介して通信を行う電力線搬送通信方法において、
前記電源装置には、
送信データを用いた一次変調と二次変調を行い第１の通信信号を生成して前記電力線に重畳させる工程と、
前記電力線に重畳されている前記第１の通信信号を抽出して復調を行い受信データを得る工程と、
前記受信データから前記第２の通信信号を生成して、前記電子機器に対して電力供給を行うための電源コードに重畳させる工程と、
前記電源コードに重畳されている第２の通信信号を抽出して、該第２の通信信号から得た受信データを前記送信データとする工程を設け、
前記電子機器には、
生成した送信データを用いて前記第２の通信信号を生成して前記電源コードに重畳させる工程と、
前記電源コードから前記第２の通信信号を抽出して、該第２の通信信号から受信データを得る工程を設けた
ことを特徴とする電力線搬送通信方法。