JP2007020113A - Power line communication apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
周波数が異なる複数の搬送波を変調した信号を、電力線を介して送受信する電力線通信装置に関する。 The present invention relates to a power line communication apparatus that transmits and receives signals obtained by modulating a plurality of carrier waves having different frequencies via a power line.
近年、光ファイバは、都市部では配電用変圧器の近くまで布設されており、この光ファイバと配電用変圧器から各需要家までの数十〜数百メートルとの間で高速な電力線通信(PLC:Power Line Communication)を実現することによって、新たに通信線路を敷設することなく、データの高速通信が期待できるようになった。 In recent years, optical fibers have been laid near urban distribution transformers in urban areas, and high-speed power line communication between this optical fiber and tens to hundreds of meters from the distribution transformer to each customer ( By realizing PLC (Power Line Communication), high-speed data communication can be expected without newly laying a communication line.
電力線通信には、直交化周波数多重(OFDM:Orthogonal Frequency Domain Multiplex)、周波数拡散(SS:Spread Spectrum)などの変調方式が採用され、通信特性が劣る電力線上での通信を実現している。 For power line communication, modulation schemes such as Orthogonal Frequency Domain Multiplex (OFDM) and Spread Spectrum (SS) are adopted, and communication on power lines with inferior communication characteristics is realized.
しかし、電力線は、電力機器又は電子機器などが多数接続されており、これらの機器の種類、接続数、負荷状況などの変化に応じて、様々なレベルの雑音が電力線に発生し、それが時間的に変化するため、データ通信をすることができない時間帯が生じる場合があった。 However, many power devices or electronic devices are connected to the power line, and various levels of noise are generated in the power line according to changes in the type, number of connections, and load status of these devices. Because of this change, there may be a time zone in which data communication cannot be performed.
そこで、電力線に発生する雑音によりデータ伝送エラーが生じ、通信品質の劣化又は通信不能という問題が起こることを防止するために、搬送波毎に信号対雑音比を推定し、推定した信号対雑音比の高低に応じて搬送波の変調に割り当てるデータ量の多少を最適にするとともに、通信に使用できない搬送波を使用しないことにより、通信品質の劣化及び送信電力の無駄を改善する電力線通信装置が提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1の例にあっては、電力線に発生する雑音による通信品質の影響を低減するものの、電力線に雑音が発生しない場合でも、電力線の線路インピーダンス(特性インピーダンス)は、その線路状況により不安定であるため、電力線通信における通信品質の劣化要因となっていた。
However, in the example of
例えば、電力線は各需要家に配電するために多くの箇所で分岐して敷設してあり、使用される電力ケーブルの種類も多岐に亘るため、敷設状況に応じて電力線の線路インピーダンスの周波数特性が異なる。電力線通信においては、高速通信を図るため広帯域の周波数帯域の信号を使用するため、使用周波数帯域全域に亘って、電力線通信装置の出力インピーダンスと電力線の線路インピーダンスとのインピーダンス整合をとることが困難であり、使用周波数帯によっては、インピーダンス不整合による反射損失が顕著になり、必要なレベルの信号を電力線に重畳できないという問題があった。 For example, power lines are branched and laid at many locations to distribute power to each consumer, and the types of power cables used vary widely, so the frequency characteristics of the line impedance of the power lines depend on the laying situation. Different. In power line communication, signals in a wide frequency band are used for high-speed communication, so it is difficult to achieve impedance matching between the output impedance of the power line communication device and the line impedance of the power line over the entire use frequency band. In some frequency bands, reflection loss due to impedance mismatching becomes significant, and a signal of a required level cannot be superimposed on the power line.
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、送信した信号の反射信号の電力を、複数の搬送波の周波数別に検出し、検出した電力に基づいて送信する信号の送信電力を前記周波数別に制御することにより、使用周波数帯域における電力線の線路インピーダンスの周波数特性に拘わらず、電力線の線路状況に応じて信号を重畳して、使用周波数帯域全域を使用した高品質な通信品質を得ることができる電力線通信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and detects the power of a reflected signal of a transmitted signal for each frequency of a plurality of carrier waves, and determines the transmission power of a signal to be transmitted based on the detected power as the frequency. By separately controlling, regardless of the frequency characteristics of the line impedance of the power line in the used frequency band, signals can be superimposed according to the line condition of the power line to obtain high quality communication quality using the entire used frequency band. An object of the present invention is to provide a power line communication device that can be used.
また、本発明の他の目的は、送信した信号の反射信号の電力夫々と閾値とを比較する比較手段を備え、比較結果の大小に基づいて送信電力の大小を周波数別に制御することにより、特定の帯域において、信号の送信電力が不必要に大きくなることを防止し、電力線を通じての漏洩電界を低減することができる電力線通信装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a comparison means for comparing each of the reflected signal power of the transmitted signal with a threshold value, and by controlling the magnitude of the transmission power for each frequency based on the magnitude of the comparison result. It is an object of the present invention to provide a power line communication apparatus that can prevent the transmission power of a signal from becoming unnecessarily large and reduce the leakage electric field through the power line.
また、本発明の他の目的は、周波数別の送信電力が略等しい信号を送信する送信手段を備えることにより、周波数別のインピーダンス不整合による反射損失に応じて、該反射損失を補完して信号を送信することができる電力線通信装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a transmission means for transmitting a signal having substantially the same transmission power for each frequency, thereby compensating for the reflection loss according to the reflection loss due to impedance mismatch for each frequency. It is in providing the power line communication apparatus which can transmit.
第1発明に係る電力線通信装置は、周波数が異なる複数の搬送波を変調した信号を、電力線を介して送受信する電力線通信装置において、送信した信号の反射信号の電力を前記周波数別に検出する検出手段と、送信する信号の送信電力を前記周波数別に制御する制御手段とを備え、該制御手段は、前記検出手段で検出された反射信号の電力に基づいて、送信電力を前記周波数別に制御するようにしてあることを特徴とする。 A power line communication device according to a first aspect of the present invention is a power line communication device for transmitting and receiving a signal obtained by modulating a plurality of carrier waves having different frequencies via a power line, and detecting means for detecting the power of a reflected signal of the transmitted signal for each frequency. Control means for controlling the transmission power of the signal to be transmitted for each frequency, and the control means controls the transmission power for each frequency based on the power of the reflected signal detected by the detection means. It is characterized by being.
第2発明に係る電力線通信装置は、第1発明において、前記検出手段で検出された反射信号の電力夫々と閾値とを比較する比較手段を備え、前記制御手段は、前記比較手段が比較した比較結果の大小に基づいて、送信電力の大小を前記周波数別に制御するようにしてあることを特徴とする。 A power line communication apparatus according to a second aspect of the present invention includes a comparison unit that compares each power of the reflected signal detected by the detection unit with a threshold value in the first invention, and the control unit compares the comparison by the comparison unit. Based on the magnitude of the result, the magnitude of the transmission power is controlled for each frequency.
第3発明に係る電力線通信装置は、第1発明又は第2発明において、前記周波数別の送信電力が略等しい信号を送信する送信手段を備え、前記検出手段は、前記信号の反射信号の電力を前記周波数別に検出するようにしてあることを特徴とする。 A power line communication apparatus according to a third aspect of the present invention is the first or second aspect of the invention, further comprising transmission means for transmitting a signal having substantially the same transmission power for each frequency, and the detection means uses the power of the reflected signal of the signal. Detection is performed for each frequency.
第1発明にあっては、周波数が異なる複数の搬送波を変調した信号を、電力線に重畳することにより送信する。搬送波として使用する周波数帯域の中で、電力線の線路インピーダンスと電力線通信装置の出力インピーダンスとの間でインピーダンス不整合となる周波数の信号は、電力線で反射され、インピーダンスが整合している周波数の信号は、電力線で反射されない。検出手段は、送信された信号の反射信号の電力を、搬送波の周波数別に検出する。前記検出手段で反射信号の電力が検出された場合、その周波数で送信された信号の送信電力は反射信号の電力に応じた反射損失を生じ、送信された信号は十分に電力線に重畳されていない。制御手段は、検出された反射信号の電力に基づいて、送信電力を周波数別に制御する。これにより、インピーダンス不整合による反射損失が生じた周波数に対して、送信する信号の送信電力を大きくする。 In the first invention, a signal obtained by modulating a plurality of carriers having different frequencies is transmitted by being superimposed on the power line. In the frequency band used as a carrier wave, the signal of the frequency that is impedance mismatch between the line impedance of the power line and the output impedance of the power line communication device is reflected by the power line, and the signal of the frequency that the impedance is matched is , Not reflected by the power line. The detection means detects the power of the reflected signal of the transmitted signal for each frequency of the carrier wave. When the power of the reflected signal is detected by the detecting means, the transmission power of the signal transmitted at the frequency causes a reflection loss according to the power of the reflected signal, and the transmitted signal is not sufficiently superimposed on the power line. . The control means controls the transmission power for each frequency based on the detected power of the reflected signal. Thereby, the transmission power of the signal to be transmitted is increased with respect to the frequency at which the reflection loss due to the impedance mismatch occurs.
第2発明にあっては、比較手段は、搬送波の周波数別に前記検出手段で検出された反射信号の電力夫々と閾値とを比較する。前記制御手段は、比較結果の大小に基づいて、送信電力の大小を前記周波数別に制御する。例えば、反射信号の電力と閾値との差が大きい場合、反射損失が大きいものとして、その反射信号に対応する周波数の送信電力の増加割合を大きくし、反射信号の電力と閾値との差が小さい場合、反射損失が小さいものとして、その反射信号に対応する周波数の送信電力の増加割合を小さくする。反射信号の電力が閾値より小さい場合、その反射信号に対応する周波数の送信電力を変更しない。これにより、閾値の大小に応じて、各周波数別の送信電力の大小を制御する。 In the second invention, the comparison means compares the power of each of the reflected signals detected by the detection means for each frequency of the carrier with a threshold value. The said control means controls the magnitude of transmission power according to the said frequency based on the magnitude of a comparison result. For example, when the difference between the reflected signal power and the threshold is large, the increase rate of the transmission power of the frequency corresponding to the reflected signal is increased and the difference between the reflected signal power and the threshold is small, assuming that the reflection loss is large. In this case, assuming that the reflection loss is small, the increase rate of the transmission power of the frequency corresponding to the reflected signal is reduced. When the power of the reflected signal is smaller than the threshold value, the transmission power of the frequency corresponding to the reflected signal is not changed. Thereby, the magnitude of the transmission power for each frequency is controlled according to the magnitude of the threshold.
第3発明にあっては、搬送波の周波数別に送信電力が略等しい(例えば、周波数別の搬送波の振幅の大きさが略等しい)信号を送信する。送信電力が略等しい信号を送信することにより、前記検出手段で検出する前記周波数別の反射信号の電力は、該周波数におけるインピーダンス不整合による反射損失の大小に応じた値となる。 In the third aspect of the invention, signals having substantially the same transmission power for each carrier frequency (for example, the amplitude of the carrier wave for each frequency are substantially equal) are transmitted. By transmitting signals having substantially the same transmission power, the power of the reflected signal for each frequency detected by the detecting means becomes a value corresponding to the magnitude of reflection loss due to impedance mismatch at the frequency.
第1発明にあっては、送信した信号の反射信号の電力を、複数の搬送波の周波数別に検出し、検出した電力に基づいて送信する信号の送信電力を前記周波数別に制御することにより、搬送波の使用周波数帯域における電力線の線路インピーダンスの周波数特性に拘わらず、使用周波数帯域全域に亘って反射損失を補って十分なレベルの信号を電力線に重畳することができ、高い通信品質を得ることができる。 In the first invention, the power of the reflected signal of the transmitted signal is detected for each frequency of the plurality of carriers, and the transmission power of the signal to be transmitted is controlled for each frequency based on the detected power. Regardless of the frequency characteristics of the line impedance of the power line in the use frequency band, a signal having a sufficient level can be superimposed on the power line by compensating for the reflection loss over the entire use frequency band, and high communication quality can be obtained.
第2発明にあっては、送信した信号の反射信号の電力夫々と閾値とを比較する比較手段を備え、比較結果の大小に基づいて送信電力の大小を周波数別に制御することにより、特定の帯域において、反射損失が無く既に十分な送信電力を維持している信号の送信電力をさらに増加させて、信号の送信電力が不必要に大きくなることを防止し、電力線を通じての漏洩電界を低減することができる。 In the second invention, there is provided comparison means for comparing each of the reflected signal power of the transmitted signal and a threshold value, and by controlling the magnitude of the transmission power for each frequency based on the magnitude of the comparison result, a specific band is obtained. In order to prevent the signal transmission power from becoming unnecessarily large and to reduce the leakage electric field through the power line by further increasing the transmission power of the signal that has already maintained sufficient transmission power without reflection loss. Can do.
第3発明にあっては、周波数別の送信電力が略等しい信号を送信する送信手段を備えることにより、周波数別のインピーダンス不整合による反射損失に応じて、該反射損失を補完して送信電力を制御することができる。 In the third aspect of the invention, by providing a transmission means for transmitting a signal having substantially the same transmission power for each frequency, the transmission power is compensated for the reflection loss according to the reflection loss due to impedance mismatch for each frequency. Can be controlled.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は電力線搬送の概要を示す説明図である。図において、1は電柱を介して布設した中圧配電線である。中圧配電線1は、三相交流の中圧電圧(例えば、6kV)を配電する。中圧配電線1には、電柱に取り付けられた変圧器5を接続してあり、変圧器5は中圧配電線1により供給される中圧電圧を低圧電圧(例えば、200v)に変換する。変圧器5には、電力線2を接続してあり、電力線2は低圧電圧を各需要家へ供給する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of power line conveyance. In the figure,
光ファイバ6は、インターネットなどの通信網8に接続してあり、光ファイバ6には、電柱に取り付けられた光電気変換装置7を接続してある。光電気変換装置7は、光ファイバ6を介して伝送する光信号をデジタルの電気信号に変換する。光電気変換装置7には、モデム3(電力線通信装置)を接続してあり、モデム3は、光電気変換装置7から入力されたデジタル信号に対して所定の処理を行い、電力線2を介して処理後の信号を各需要家のモデム4、4、…(電力線通信装置)へ送信する。モデム4、4、…には、パーソナルコンピュータ9a、9a、…を接続してあり、電力線2を介して受信した信号に対して、所定の処理を行い、処理後のデータをパーソナルコンピュータ9a、9a、…へ出力する。また、電力線2には、各需要家の電気機器9b、9b、…を接続してある。
The optical fiber 6 is connected to a
一方、パーソナルコンピュータ9a、9a、…は、通信網8のサーバ(図示せず)へ送信するためのデータをモデム4、4、…へ出力する。モデム4、4、…は、パーソナルコンピュータ9a、9a、…から入力されたデータに対して所定の処理を行い、電力線2を介して処理後の信号をモデム3へ送信する。モデム3は、モデム4、4、…から受信した信号に対して所定の処理を行い、処理後のデジタル信号を光電気変換装置7へ出力する。光電気変換装置7は、モデム3から入力されたデジタルの電気信号を光信号に変換し、光ファイバ6を介して変換後の光信号を通信網8へ伝送する。
On the other hand, the
図2はモデム3の構成を示すブロック図である。図において、10は誤り訂正符号部である。誤り訂正符号部10は、送信側(光電気変換装置7)から入力されるビット列から構成されるデータビットに誤り訂正符号を付加してデータを符号化し、符号化したデータをバッファ11へ出力する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
バッファ11は、誤り訂正符号部10から入力されたデータを一旦記憶し、記憶したデータをシリアル・パラレル変換部12へ出力する。
The
シリアル・パラレル変換部12は、バッファ11から入力されたシリアルデータをパラレルデータに変換し、変換したパラレルデータを直交振幅変調部13へ出力する。
The serial /
直交振幅変調部13は、シリアル・パラレル変換部12から入力されたデータを、直交する複数(例えば、数百)の搬送波夫々に分散し、分散したデータを各搬送波に割り当て、割り当てられたデータ(シンボル)に基づいて前記搬送波の振幅及び位相を変調する直交振幅変調(QAM:Quadrature Amplitude Modulation)をし、変調信号を逆フーリエ変換部14へ出力する。また、直交振幅変調部13は、後述する制御部32から入力される各搬送波の周波数別の制御信号を記憶するとともに、制御信号に基づいて、内蔵の増幅回路により搬送波の振幅を増減する。これにより、変調信号の電力を増減することができる。
The quadrature
逆フーリエ変換部14は、直交振幅変調部13から入力された搬送波毎の変調信号を時間領域の変調信号に変換し、変換した変調信号をパラレル・シリアル変換部15へ出力する。
The inverse
パラレル・シリアル変換部15は、逆フーリエ変換部14から入力された変調信号をシリアルデータに変換し、ガードインターバル部16へ出力する。
The parallel /
ガードインターバル部16は、パラレル・シリアル変換部15から入力されたシリアルデータに対して、複数の搬送波を用いたマルチパス伝送による符号間干渉を防止するため、各搬送波の遅延時間を考慮して、シンボル長をガードインターバル分だけ長くするガードインターバルを挿入する処理をし、処理後の信号をD/A変換部17へ出力する。
The
D/A変換部17は、ガードインターバル部16から入力されたデジタル変調信号をアナログ変調信号に変換し、フィルタ18へ出力する。
The D /
フィルタ18は、D/A変換部17から入力された変調信号の高調波成分を除去し、処理後の変調信号を電力線2へ送出する。
The
一方、フィルタ20は、電力線2を介して受信した変調信号から高調波成分を除去し、処理後の信号をA/D変換部21へ出力する。
On the other hand, the
A/D変換部21は、フィルタ20から入力されたアナログの変調信号をデジタルの信号に変換し、変換後の信号をガードインターバル部22へ出力する。
The A /
ガードインターバル部22は、A/D変換部21から入力された信号からガードインターバルを除去する処理を行い、処理後の信号をシリアル・パラレル変換部23へ出力する。
The
シリアル・パラレル変換部23は、ガードインターバル部22から入力された信号をサブキャリアの数に等しい組のパラレルデータに変換し、変換したパラレルデータをフーリエ変換部24へ出力する。
The serial /
フーリエ変換部24は、シリアル・パラレル変換部23から入力された信号を、搬送波毎に周波数領域の信号に変換し、変換後の信号を直交振幅復調部25、及び電力算出部30へ出力する。
The
直交振幅復調部25は、フーリエ変換部24から入力されたシリアルデータに基づいて、送信されたデータを再生するための復調処理が行われ、処理後のデータをパラレル・シリアル変換部26へ出力する。
The quadrature
パラレル・シリアル変換部26は、搬送波毎に復調されたデータをシリアルデータに変換し、変換後のデータをバッファ27へ出力する。
The parallel /
バッファ27は、パラレル・シリアル変換部26から入力されたデータを、誤り訂正復号部28が読み出すまで一旦記憶する。
The
誤り訂正復号部28は、バッファ27に記憶されたデータを読み出し、読み出したデータに誤りがある場合には誤り訂正を行い、訂正後のデータを受信側(光電変換装置7)へ出力し、読み出したデータに誤りがない場合には、該データを受信側へ出力する。
The error
電力算出部30は、制御部32の制御の下、フーリエ変換部24から入力された直交する複数の搬送波の周波数成分、すなわち、搬送波の各周波数別の搬送波の振幅に基づいて、変調された信号の電力を算出し、周波数別に算出した電力を比較部31へ出力する。
Under the control of the control unit 32, the
比較部31は、予め記憶された複数の閾値の中から所要の閾値を選択してある。比較部31は、電力算出部30から入力された、各周波数別の信号の電力と閾値とを比較し、信号の電力が閾値より大きい場合は、各周波数別に、信号の電力と閾値との差分を示す差分信号を制御部32へ出力する。また、比較部31は、信号の電力が閾値より小さい場合は、各周波数別に、ゼロを示す差分信号を制御部32へ出力する。
The
制御部32は、比較部31から入力された差分信号の大小に応じて、各周波数別の制御信号を生成し、生成した制御信号を直交振幅変調部13へ出力する。これにより、差分信号の大小に応じて、変調信号の送信電力の大小を制御する。
The control unit 32 generates a control signal for each frequency according to the magnitude of the difference signal input from the
また、制御部32は、変調信号を送信又は受信する通常動作モードと、変調信号の送信電力を調整する試験動作モードとのモード変換を制御する。 In addition, the control unit 32 controls mode conversion between a normal operation mode for transmitting or receiving a modulated signal and a test operation mode for adjusting the transmission power of the modulated signal.
試験動作モードでは、制御部32は、電力算出部30へ試験開始信号を出力し、電力算出部30を動作状態にする。制御部32は、所定のデータを誤り訂正符号部10へ出力するとともに、搬送波の各周波数別に同一レベルの制御信号を直交振幅変調部12へ出力し、試験動作モードを開始する。
In the test operation mode, the control unit 32 outputs a test start signal to the
なお、モデム4もモデム3と同様の構成を有するので、説明は省略する。
Since the
次に、モデム3の試験動作モードにおける動作について説明する。制御部32は、電力算出部30へ試験開始信号を出力し、所定のデータを誤り訂正符号部10へ出力し、搬送波の各周波数別に同一レベルの制御信号を直交振幅変調部12へ出力する。これにより、直交振幅変調部12は、周波数別に振幅が略等しい搬送波を変調する。
Next, the operation of the
誤り訂正符号部10に入力されたデータは、バッファ11、シリアル・パラレル変換部12を通じて、直交振幅変調部13で、周波数別に振幅が略等しい搬送波を変調した変調信号に変換され、逆フーリエ変換部14、パラレル・シリアル変換部15、ガードインターバル部16、D/A変換部17、及びフィルタ18で所定の処理をされて電力線2に重畳される。
Data input to the error
各搬送波の周波数帯域におけるインピーダンス不整合の度合いに応じて、電力線2に重畳された変調信号は、電力線2で反射され、反射された反射信号は、フィルタ20、A/D変換部21、ガードインターバル部22、シリアル・パラレル変換部23、及びフーリエ変換部24夫々における処理を経て、電力算出部30へ出力される。
The modulation signal superimposed on the
電力算出部30は、フーリエ変換部24から入力された反射信号に対応する各周波数別の搬送波の振幅に基づいて、変調された信号の電力を算出し、周波数別に算出した電力を比較部31へ出力する。
The
比較部31は、電力算出部30から入力された各周波数別の信号の電力と閾値とを比較し、信号の電力が閾値より大きい場合は、各周波数別に、信号の電力と閾値との差分を示す差分信号を制御部32へ出力する。また、比較部31は、信号の電力が閾値より小さい場合は、各周波数別に、ゼロを示す差分信号を制御部32へ出力する。
The
制御部32は、比較部31から入力された差分信号の大小に応じて、各周波数別の制御信号を生成し、生成した制御信号を直交振幅変調部13へ出力する。直交振幅変調部13は、入力された制御信号に基づいて、搬送波の振幅を増減し、搬送波の周波数別に、反射損失に応じて、変調信号の送信電力を増減する。
The control unit 32 generates a control signal for each frequency according to the magnitude of the difference signal input from the
図3は試験信号の搬送波のスペクトルを示す説明図である。図に示すように、モデム3の通信帯域幅(例えば、10MHz)における各搬送波(各搬送波の周波数間隔は、例えば、4.8kHz)の振幅、すなわち、試験信号のレベル(電力)は、各周波数で同等にしてある。なお、図においては、簡単のため、11個の周波数fk-5、fk-4、fk-3、fk-2、fk-1、fk、fk+1、fk+2、fk+3、fk+4、fk+5の各搬送波を示しているが、搬送波の数は、これに限定されるものではない。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing the carrier spectrum of the test signal. As shown in the figure, the amplitude of each carrier in the communication bandwidth (for example, 10 MHz) of the modem 3 (the frequency interval of each carrier is, for example, 4.8 kHz), that is, the level (power) of the test signal is the frequency. Are equivalent. In the figure, for the sake of simplicity, eleven frequencies f k-5 , f k-4, f k-3, f k-2, f k−1 , f k , f k + 1 , f k + are shown. 2, f k + 3, f k + 4, and f k + 5 are shown, but the number of carriers is not limited to this.
図4は反射信号の搬送波のスペクトルの例を示す説明図である。各搬送波を使用する広帯域の周波数帯域において、電力線の線路インピーダンス値が異なる場合(例えば、数十Ωから数百Ω)、モデム3の出力インピーダンス(例えば、50Ω)とのインピーダンス不整合を生じる周波数帯域では、反射損失がインピーダンス不整合の度合いに応じて大きくなる。例えば、図4に示すように、各周波数fk-5、fk-4、fk-3、fk-2、fk-1、fk、fk+1、fk+2、fk+3、fk+4、fk+5で反射損失の大きさに応じて反射信号のレベル(電力)が検出される。これらの周波数では、反射信号のレベルに比例して反射損失が生じており、反射損失に相当する送信電力が失われているといえる。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the carrier wave spectrum of the reflected signal. When the line impedance value of the power line is different (for example, several tens of ohms to several hundreds of ohms) in a wide frequency band using each carrier wave, a frequency band that causes impedance mismatch with the output impedance (for example, 50 ohms) of the
図に示す閾値を、反射損失が許容できる値に設定しておくことで、反射信号のレベルが閾値を超えている周波数fk-5、fk-1、fk、fk+1、fk+4では、送信電力を増加して失われた送信電力を補充することができる。また、反射信号のレベルが閾値を超えていない周波数fk-4、fk-3、fk-2、fk+2、fk+3、fk+5では、送信電力の増減を行わないことにより、既に十分な送信電力で重畳されている変調信号の送信電力をさらに増加することにより、信号の送信電力が不必要に大きくなることを防止し、電力線を通じての漏洩電界を低減することができる。 By setting the threshold value shown in the figure to a value that allows the reflection loss, the frequencies f k-5 , f k−1 , f k , f k + 1 , f at which the level of the reflected signal exceeds the threshold value are set. In k + 4 , the transmission power can be increased to supplement the lost transmission power. In addition, the transmission power is increased or decreased at frequencies f k-4, f k-3, f k-2, f k + 2, f k + 3, and f k + 5 at which the level of the reflected signal does not exceed the threshold value. By not further increasing the transmission power of the modulation signal already superimposed with sufficient transmission power, the transmission power of the signal can be prevented from becoming unnecessarily large, and the leakage electric field through the power line can be reduced. Can do.
図5は増加分の送信信号の搬送波のスペクトルの例を示す説明図である。図5に示すように、増加分の送信信号のレベル(電力)は、反射信号のレベルが閾値を超えている周波数fk-5、fk-1、fk、fk+1、fk+4における反射信号のレベルと閾値との差分に等しくしている。これにより、反射損失で失われた送信電力と同じ電力を、送信電力に上乗せして、損失分を補充する。 FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of a carrier spectrum of an increased transmission signal. As shown in FIG. 5, the level (power) of the increased transmission signal is the frequencies f k−5 , f k−1 , f k , f k + 1 , f k at which the level of the reflected signal exceeds the threshold. It is equal to the difference between the level of the reflected signal at +4 and the threshold value. As a result, the same power as the transmission power lost due to the reflection loss is added to the transmission power to supplement the loss.
以上説明したように、本発明にあっては、送信した信号の反射信号の電力を、複数の搬送波の周波数別に検出し、検出した反射信号の電力夫々と閾値とを比較し、比較結果の大小に基づいて送信電力の大小を周波数別に制御することにより、搬送波の使用周波数帯域における電力線の線路インピーダンスの周波数特性に拘わらず、使用周波数帯域全域に亘って反射損失を補って十分なレベルの信号を電力線に重畳することができ、高い通信品質を得ることができる。また、特定の帯域において、反射損失が無く既に十分な送信電力を維持している信号の送信電力をさらに増加させて、信号の送信電力が不必要に大きくなることを防止し、電力線を通じての漏洩電界を低減することができるとともに、使用周波数帯域内において、搬送波毎のレベル(電力)差を少なくすることができ、帯域内周波数の利用効率を向上させることができる。 As described above, in the present invention, the reflected signal power of the transmitted signal is detected for each frequency of a plurality of carrier waves, the detected reflected signal power is compared with a threshold value, and the magnitude of the comparison result is large. By controlling the magnitude of the transmission power according to frequency based on the frequency, the signal loss with a sufficient level is compensated for the reflection loss over the entire frequency band of use regardless of the frequency characteristics of the line impedance of the power line in the frequency band of use of the carrier wave. It can be superimposed on the power line, and high communication quality can be obtained. Furthermore, in a specific band, the transmission power of a signal that does not have a reflection loss and has already maintained a sufficient transmission power is further increased to prevent the signal transmission power from becoming unnecessarily large, and leakage through the power line In addition to being able to reduce the electric field, it is possible to reduce the level (power) difference for each carrier wave within the used frequency band, and to improve the utilization efficiency of the in-band frequency.
上述の実施の形態においては、直交振幅変調を用いる構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、位相変調(PSK:Phase Shift Keying)、振幅変調(ASK:Amplitude Shift Keying)などを用いる構成でもよい。 In the above-described embodiment, the configuration uses quadrature amplitude modulation, but the present invention is not limited to this. For example, a configuration using phase modulation (PSK: Phase Shift Keying), amplitude modulation (ASK: Amplitude Shift Keying), or the like may be used.
上述の実施の形態においては、試験信号を用いる構成であったが、これに限定されるものではなく、実際にデータを他のモデム4に送信する際に、送信信号を試験信号として使用して、反射信号の電力を検出する構成であってもよい。
In the above-described embodiment, the test signal is used. However, the present invention is not limited to this. When actually transmitting data to another
上述の実施の形態において、信号の電力と比較する閾値は、電力線通信装置の出力電力、電力線の線路インピーダンスなどに応じて、所望の値に設定することができる。例えば、閾値をゼロに設定して、反射損失分に相当する電力を送信する信号に加えることもできる。 In the above-described embodiment, the threshold value to be compared with the signal power can be set to a desired value according to the output power of the power line communication device, the line impedance of the power line, and the like. For example, the threshold can be set to zero and power corresponding to the reflection loss can be added to the signal to be transmitted.
2 電力線
3、4 モデム
12、23 シリアル・パラレル変換部
13 直交振幅変調部
14 逆フーリエ変換部
15、26 パラレル・シリアル変換部
24 フーリエ変換部
25 直交振幅復調部
30 電力算出部
31 比較部
32 制御部
2
DESCRIPTION OF
Claims (3)
送信した信号の反射信号の電力を前記周波数別に検出する検出手段と、
送信する信号の送信電力を前記周波数別に制御する制御手段と
を備え、
該制御手段は、
前記検出手段で検出された反射信号の電力に基づいて、送信電力を前記周波数別に制御するようにしてあることを特徴とする電力線通信装置。 In a power line communication device that transmits and receives a signal obtained by modulating a plurality of carrier waves having different frequencies via a power line,
Detecting means for detecting the power of the reflected signal of the transmitted signal for each frequency;
Control means for controlling the transmission power of a signal to be transmitted for each frequency, and
The control means includes
The power line communication apparatus, wherein transmission power is controlled for each frequency based on the power of the reflected signal detected by the detection means.
前記制御手段は、
前記比較手段が比較した比較結果の大小に基づいて、送信電力の大小を前記周波数別に制御するようにしてあることを特徴とする請求項1に記載の電力線通信装置。 Comparing means for comparing each power of the reflected signal detected by the detecting means with a threshold value,
The control means includes
2. The power line communication apparatus according to claim 1, wherein the magnitude of transmission power is controlled for each frequency based on a comparison result compared by the comparison unit.
前記検出手段は、
前記信号の反射信号の電力を前記周波数別に検出するようにしてあることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力線通信装置。 Transmission means for transmitting signals having substantially the same transmission power for each frequency,
The detection means includes
The power line communication apparatus according to claim 1 or 2, wherein the power of the reflected signal of the signal is detected for each frequency.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2005202107A JP2007020113A (en) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | Power line communication apparatus |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008244761A (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power line communication controller |
JP2009164795A (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Sharp Corp | Modulator, terminator, and power line communication system |
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JPWO2022030294A1 (en) * | 2020-08-06 | 2022-02-10 |
-
2005
- 2005-07-11 JP JP2005202107A patent/JP2007020113A/en active Pending
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