JP2007028270A

JP2007028270A - 電力線通信システム並びにそれに用いる中継装置及び電力線通信用モデム

Info

Publication number: JP2007028270A
Application number: JP2005208389A
Authority: JP
Inventors: Masaki Mita; 雅樹三田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2007-02-01

Abstract

【課題】発振等の不具合を生じることなく所定の通信品質を確保することができ、しかも構成が簡単であり低コスト化を図ることができる電力線通信システムを提供する。
【解決手段】電力線２を利用して通信を行う通信装置３と電力線２との間に電力線通信用モデム１が配設されており、複数の電力線通信用モデム１間に前記電力線２を介して接続された中継装置６が設けられた電力線通信システム。前記中継装置６は、前記電力線２からの入力信号の周波数を変換する周波数変換回路７と、この周波数変換回路７の出力信号を増幅する高周波増幅器１１とを備えている。前記高周波増幅器１１の出力信号が前記電力線２に戻るよう構成されており、且つ前記高周波増幅器１１の出力信号が当該高周波増幅器１１の入力側に戻るのを阻止するフィルタ８が配設されている
【選択図】図２

Description

本発明は電力線通信システム並びにそれに用いる中継装置及び電力線通信用モデムに関する。さらに詳しくは、電力線を利用して通信を行う電力線通信システム並びにそれに用いる中継装置及び電力線通信用モデムに関する。

電力線通信（ＰｏｗｅｒＬｉｎｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）は、屋外配線や屋内電灯線等の電力を供給するために配設されている電力線を利用して情報を伝送するものであり、通信線路を新たに敷設する必要がなく通信料金の低コスト化が可能であるため、近年、インターネットアクセス用や家庭内のホームネットワークを構築するための通信手段として注目されつつある。

かかる電力線通信において、パソコン等の情報処理装置や、通信機能を有する電気機器等の通信装置は、一般に電力線通信用モデムを介して電力線に接続されるが、当該電力線を介して互いに隣接する２台の電力線通信用モデムが離れて設置されている場合、両モデム間で通信を行おうとすると、電力線伝播中の信号の減衰や、電力線に重畳されるノイズによって充分な通信品質や通信速度が得られない場合がある。
そこで、互いに離れている両モデム間の適切な位置に別の電力線通信用モデムを設置して通信品質を確保することが考えられる。

しかしながら、電力線通信用モデムは、通常、変調と復調を行うための受信回路や送信回路等を備えており、単に信号を中継するというリピータ装置として使用するには、余分な機能が付加されている分だけ高価なものになっていた。
一方、高周波信号を直接増幅する高周波中継装置を設置することも考えられるが、入力〜出力間の回り込みによって、発振してしまうという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、発振等の不具合を生じることなく所定の通信品質を確保することができ、しかも構成が簡単であり低コスト化を図ることができる電力線通信システム並びにそれに用いる中継装置及び電力線通信用モデムを提供することを目的としている。

本発明の電力線通信システムは、電力線を利用して通信を行う通信装置と電力線との間に電力線通信用モデムが配設されており、複数の電力線通信用モデム間に前記電力線を介して接続された中継装置が設けられた電力線通信システムであって、
前記中継装置が、前記電力線からの入力信号の周波数を変換する周波数変換回路と、この周波数変換回路の出力信号を増幅する高周波増幅器とを備えており、
前記高周波増幅器の出力信号が前記電力線に戻るよう構成されており、且つ
前記高周波増幅器の出力信号が当該高周波増幅器の入力側に戻るのを阻止するフィルタが配設されていることを特徴としている（請求項１）。

また、前記中継装置が、前記電力線からの入力信号を増幅する高周波増幅器と、この高周波増幅器の出力信号の周波数を変換する周波数変換回路とを備えており、
前記周波数変換回路の出力信号が前記電力線に戻るよう構成されており、且つ
前記周波数変換回路の出力信号が前記高周波増幅器の入力側に戻るのを阻止するフィルタが配設されていることを特徴としている（請求項２）。

本発明の電力線通信システムでは、中継装置の周波数変換回路を用いて入力〜出力間で信号の周波数をシフトさせ、さらに前記高周波増幅器の出力信号が当該高周波増幅器の入力側に戻るのを阻止するフィルタ（請求項１）、又は前記周波数変換回路の出力信号が前記高周波増幅器の入力側に戻るのを阻止するフィルタ（請求項２）を設けて必要でない周波数の信号が高周波増幅器に入力するのを排除しているので、回り込み発振を阻止することができる。また、送受信回路が不要であり、周波数変換回路、高周波増幅器及びフィルタのみで中継装置を構成することができるため、構成を簡単にして低コスト化を図ることができる。

また、前記周波数変換回路の出力のうち、電力線に戻されるべき周波数以外の周波数を有する信号の通過を阻止するフィルタが配設されているのが好ましい。この場合、前記フィルタによって、不要な周波数の信号を除去して所望の周波数の信号だけを前記電力線に戻すことができる。その結果、システムに不要な周波数の信号が流れるのを防ぐことができる。

本発明の中継装置は、電力線を利用して通信を行う通信装置と電力線との間に電力線通信用モデムが配設されている電力線通信システムにおいて前記電力線を介して接続された複数の電力線通信用モデム間に設けられる中継装置であって、
前記電力線からの入力信号の周波数を変換する周波数変換回路と、この周波数変換回路の出力信号を増幅する高周波増幅器とを備えており、
前記高周波増幅器の出力信号が前記電力線に戻るよう構成されており、且つ
前記高周波増幅器の出力信号が当該高周波増幅器の入力側に戻るのを阻止するフィルタが配設されていることを特徴としている（請求項４）。

また、前記電力線からの入力信号を増幅する高周波増幅器と、この高周波増幅器の出力信号の周波数を変換する周波数変換回路とを備えており、
前記周波数変換回路の出力信号が前記電力線に戻るよう構成されており、且つ
前記周波数変換回路の出力信号が前記高周波増幅器の入力側に戻るのを阻止するフィルタが配設されていることを特徴としている（請求項５）。

本発明の中継装置は、周波数変換回路を用いて入力〜出力間で信号の周波数をシフトさせ、さらに前記高周波増幅器の出力信号が当該高周波増幅器の入力側に戻るのを阻止するフィルタ（請求項４）、又は前記周波数変換回路の出力信号が前記高周波増幅器の入力側に戻るのを阻止するフィルタ（請求項５）を設けて必要でない周波数の信号を除去しているので、回り込み発振を阻止することができる。また、送受信回路が不要であり、周波数変換回路、高周波増幅器及びフィルタのみで中継装置を構成することができるため、構成を簡単にして低コスト化を図ることができる。

さらに、本発明の電力線を利用して通信を行う通信装置と電力線との間に電力線通信用モデムが配設されている電力線通信システムにおいて前述した中継装置とともに用いられる電力線通信用モデムであって、
受信回路及び送信回路とともに、入力信号の周波数を変換する周波数変換回路を備えることを特徴としている。

本発明の電力線通信用モデムは、中継装置によって周波数が変換（例えば、ｆ_１からｆ_２に変換）された信号を元の周波数に変換することができ、これにより当該電力線通信用モデムの受信回路及び送信回路として前記中継装置の上流側の電力線通信用モデムと同じ仕様のものを用いることができる。換言すれば、システム中の電力線通信用モデムにおいて同一仕様の受信回路及び送信回路を採用することができ、全体としてコストダウンを図ることができる。

本発明の電力線通信システム並びにそれに用いる中継装置及び電力線通信用モデムによれば、発振等の不具合を生じることなく所定の通信品質を確保することができ、しかも構成が簡単であり低コスト化を図ることができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の電力線通信システム並びにそれに用いる中継装置及び電力線通信用モデムの実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の電力線通信システムの構成を模式的に示す図である。図示された電力線通信システムは、電力線通信用モデム１ａ、１ｂと、この電力線通信用モデム１ａ、１ｂを介して電力線２に接続される、通信装置であるパソコン３と、通信信号を電力線２に重畳するためのカップリングユニット４とで主に構成されている。電力線通信用モデム１ａ、１ｂとパソコン３との間は、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）等の情報通信用のケーブル５を介して接続されている。前記通信装置としては、パソコン３以外にも、通信機能を有する電気機器（例えば、テレビ、冷蔵庫、エアコン等）やその他の情報家電と称されるもの、並びに携帯情報端末（携帯電話を含む）、インターフォン等を用いることができる。

電力線通信用モデム１ａと電力線通信用モデム１ｂとの間は、数百メートル以上離れている場合があり、このままでは充分な通信品質や通信速度が得られない惧れがあることから、本実施の形態では所定の通信品質を確保するために前記両モデム１ａ、１ｂ間に中継装置６が配置されている。

この中継装置６は、図２に示されるように、ミキサー１２及び局部発振器１３を含んでおり、入力信号の周波数を変換する周波数変換回路７と、高周波増幅器１１とを備えている。また、前記周波数変換回路７の入力側（上流側）及び前記高周波増幅器１１の出力側（下流側）には、それぞれフィルタ８及びフィルタ９が配設されている。具体的には、入力側から前記フィルタ８、周波数変換回路７、高周波増幅器１１及びフィルタ９がこの順に接続されており、フィルタ９からの出力が前記フィルタ８とカップリングユニット４との間の帰還点１０に戻るように、全体としてループ状に配線されている。この帰還点１０を考慮すると、前記フィルタ８の位置は、より正確には高周波増幅器の出力信号が前記周波数変換回路の上流側配線に帰還される帰還点１０より下流側であって、前記周波数変換回路７の上流側である。なお、図示していないが、前記中継装置６は、前記周波数変換回路７や高周波増幅器１１等を駆動させるために、ＡＣ／ＤＣ変換機能を有する電源回路を備えている。

電力線２からカップリングユニット４を通して入力された信号（周波数ｆ_１）は、フィルタ８を通過後、周波数変換回路７によって周波数変換がなされ、ついで高周波増幅器１１により増幅される。そして、フィルタ９により、前記周波数変換回路７で生成された２種の周波数成分（ｆ_１＋Ｌｏとｆ_１−Ｌｏ）のうち一方だけを通過させ（周波数ｆ_２）、前記カップリングユニット４を通して電力線２に帰還させる。

本実施の形態の電力線通信システムでは、中継装置６の周波数変換回路７を用いて入力〜出力間で信号の周波数をシフトさせ、前記帰還点１０より下流側であって、前記周波数変換回路７の上流側に、ｆ_１を通過させて他の通過を阻止するフィルタ８を設けて周波数変換後の信号（周波数ｆ_２）が高周波増幅器に入力するのを排除しているので、回り込み発振を阻止することができる。また、送受信回路が不要であり、周波数変換回路、高周波増幅器及びフィルタのみで中継装置を構成することができるため、構成を簡単にして低コスト化を図ることができる。また、本実施の形態では、高周波増幅器１１の下流側であって、前記帰還点１０より上流側に、ｆ_２を通過させて他の通過を阻止するフィルタ９が配設されているので、不要な周波数の信号を除去して所望の周波数（ｆ_２）の信号だけを前記点１０に帰還させることができる。その結果、システムに不要な周波数の信号が流れるのを防ぐことができる。

周波数の変換は、この種システムにおいて使用可能な周波数帯域（例えば、２〜３４ＭＨｚ）内において適宜行うことができる。具体的には、前記周波数帯域はシステムの規模等に応じて１０ＭＨｚ単位に３つの帯域に分けたり、又は５ＭＨｚ単位に６つの帯域に分けたりすることができるが、このような単位周波数帯域内の特定の周波数間で変換をすることができる。この場合、通信品質を高めるために、互いに隣接していない単位周波数帯域間（例えば、前記使用可能な周波数帯域において両端に設定された単位周波数帯域間）で周波数変換するのが好ましい。

なお、図１に示される例では、周波数変換回路７の下流側に高周波増幅器１１を配置しているが、逆の順序に配置してもよい。また、フィルタ９は、周波数変換回路７の下流側であって高周波増幅器１１の上流側に配設してもよい。

さらに、図１に示される例では、２台の電力線通信用モデム間に１台の中継装置が配設されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、両モデム間の距離がかなり大きい場合等においては、２台以上の中継装置を配設することもできる。この場合周波数の変換は、前述した使用可能な周波数帯域内で適宜行うことができ、例えば２台の電力線通信用モデム間に２台の中継装置を配設する場合、１台目の電力線通信用モデムからの信号の周波数をｆ_１とし、１台目の中継装置からの出力信号の周波数をｆ_２とすると、２台目の中継装置からの出力信号の周波数は元の周波数ｆ_１としてもよいし、また別の周波数ｆ_３としてもよく、システムの周波数プランに応じて適宜設定することができる。

本発明においては、前述した周波数変換機能を有する中継装置６とともに、受信回路及び送信回路、並びに入力信号の周波数を変換する周波数変換回路を備える電力線通信用モデムを用いることができる。例えば、図１における電力線通信用モデム１ｂとして、かかる周波数変換回路を備える電力線通信用モデムを用いることができる。この場合、中継装置６によって周波数が変換（例えば、ｆ_１からｆ_２に変換）された信号を元の周波数に変換することができ、これにより当該電力線通信用モデムの受信回路及び送信回路として前記中継装置６の上流側の電力線通信用モデム（図１における電力線通信用モデム１ａ）と同じ仕様のものを用いることができる。換言すれば、システム中の電力線通信用モデムにおいて同一仕様の受信回路及び送信回路を採用することができ、全体としてコストダウンを図ることができる。

本発明の電力線通信システムの構成を模式的に示す図である。本発明の電力線通信システムにおける中継装置の一実施の形態の概略説明図である。

符号の説明

１電力線通信用モデム
２電力線
３パソコン（通信装置）
６中継装置
７周波数変換回路
８、９フィルタ
１０注入点
１１高周波増幅器

Claims

電力線を利用して通信を行う通信装置と電力線との間に電力線通信用モデムが配設されており、複数の電力線通信用モデム間に前記電力線を介して接続された中継装置が設けられた電力線通信システムであって、
前記中継装置が、前記電力線からの入力信号の周波数を変換する周波数変換回路と、この周波数変換回路の出力信号を増幅する高周波増幅器とを備えており、
前記高周波増幅器の出力信号が前記電力線に戻るよう構成されており、且つ
前記高周波増幅器の出力信号が当該高周波増幅器の入力側に戻るのを阻止するフィルタが配設されていることを特徴とする電力線通信システム。
電力線を利用して通信を行う通信装置と電力線との間に電力線通信用モデムが配設されており、複数の電力線通信用モデム間に前記電力線を介して接続された中継装置が設けられた電力線通信システムであって、
前記中継装置が、前記電力線からの入力信号を増幅する高周波増幅器と、この高周波増幅器の出力信号の周波数を変換する周波数変換回路とを備えており、
前記周波数変換回路の出力信号が前記電力線に戻るよう構成されており、且つ
前記周波数変換回路の出力信号が前記高周波増幅器の入力側に戻るのを阻止するフィルタが配設されていることを特徴とする電力線通信システム。
前記周波数変換回路の出力のうち、電力線に戻されるべき周波数以外の周波数を有する信号の通過を阻止するフィルタが配設されている請求項１又は２に記載の電力線通信システム。
電力線を利用して通信を行う通信装置と電力線との間に電力線通信用モデムが配設されている電力線通信システムにおいて前記電力線を介して接続された複数の電力線通信用モデム間に設けられる中継装置であって、
前記電力線からの入力信号の周波数を変換する周波数変換回路と、この周波数変換回路の出力信号を増幅する高周波増幅器とを備えており、
前記高周波増幅器の出力信号が前記電力線に戻るよう構成されており、且つ
前記高周波増幅器の出力信号が当該高周波増幅器の入力側に戻るのを阻止するフィルタが配設されていることを特徴とする中継装置。
電力線を利用して通信を行う通信装置と電力線との間に電力線通信用モデムが配設されている電力線通信システムにおいて前記電力線を介して接続された複数の電力線通信用モデム間に設けられる中継装置であって、
前記電力線からの入力信号を増幅する高周波増幅器と、この高周波増幅器の出力信号の周波数を変換する周波数変換回路とを備えており、
前記周波数変換回路の出力信号が前記電力線に戻るよう構成されており、且つ
前記周波数変換回路の出力信号が前記高周波増幅器の入力側に戻るのを阻止するフィルタが配設されていることを特徴とする中継装置。
前記周波数変換回路の出力のうち、電力線に戻されるべき周波数以外の周波数を有する信号の通過を阻止するフィルタが配設されている請求項４又は５に記載の中継装置。
電力線を利用して通信を行う通信装置と電力線との間に電力線通信用モデムが配設されている電力線通信システムにおいて請求項４〜６のいずれかに記載の中継装置とともに用いられる電力線通信用モデムであって、
受信回路及び送信回路とともに、入力信号の周波数を変換する周波数変換回路を備えることを特徴とする電力線通信用モデム。