JP2007509529A - 電力線通信システム内の動的ヌルを補正する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複素インピーダンスを有する電力網内での通信を可能にする方法を提供する。
【解決手段】本方法は、複素インピーダンスを変更する段階と、この変更する段階が通信の品質に影響を与えたか否かを判定する段階とを含む。別の態様では、本方法は、電力網内での通信の品質を判定する段階と、品質が許容閾値以下である場合に複素インピーダンスを変更する段階とを含む。さらに別の態様では、本方法は、電力網を介して情報を送信する段階と、複素インピーダンスを変更する段階と、電力網を介して情報を再送信する段階とを含む。
【選択図】 図１

Description

本開示は、電力線通信に関し、より具体的には、電力線通信システム内でのヌル周波数を処理する方法に関する。

電力線通信（ＰＬＣ）システムでは、通信信号は、電力網の電線を通して伝播する。ＰＬＣの信号伝達は一般的に、電力線電圧の上に、例えば２０ＫＨｚよりも高い周波数の高周波信号を重畳させることによって実行される。電力網内の電気コンセントは、電源及び通信信号用ポートの両方としての役割を果たすことができる。従って、電気コンセントに差し込まれたＰＬＣトランシーバは、電気コンセントを介して電力及び通信信号の両方を受ける。しかしながら、幾つかのＰＬＣデバイスは、電力線から電力を受ける必要がないか、又は少なくとも電力線からの電力に依存しないことに注目されたい。従って、ＰＬＣシステムでは、電力線は、通信目的のために使用され、幾つかのケースでは、電力が存在する時か又は存在しない時のどちらでも通信を行うことができる。

ヌル（ｎｕｌｌ）は、その周波数において通信信号が望ましくないレベルまで減弱された周波数である。通信周波数は、定常波の相殺的干渉によって引き起こされるヌルの影響を受けやすい。ディープ（深い）ヌル（ｄｅｅｐ ｎｕｌｌ）がＰＬＣシステムの搬送周波数で発生した場合には、通信が、機能しなくなる可能性がある。

ヌル信号が発生する周波数は、電力網の複素インピーダンスの関数である。複素インピーダンスもまた、電力網に結合された電気デバイス又は電気器具の存在によって影響を受ける。複素インピーダンスはさらに、変化する周波数においてその各々が反射を引き起こしてインピーダンスに影響を与える可能性がある多数の分岐配線回路によって影響を受ける。

ＰＬＣシステムは、住宅又は商用ビルのような単一の構造物内において又はそのような構造物の総合施設全体にわたって実施することができる。従って、ＰＬＣシステムは、いずれかの特定の地理的場所、規模又は接続形態に本質的に限定されず、ＰＬＣシステムは、構造物間の電気配線を含むことができる。

複素インピーダンスはまた、電力網に結合された電気デバイス又は電気器具の作動によって影響を受ける。例えば、電灯の点灯は、複素インピーダンスの変化、従ってヌルの変化を引き起こす可能性がある。その結果、ヌルのデプス（深さ）及び／又は周波数が変化することになる。

幾つかのＰＬＣデバイスは、極端な狭帯域のデバイスである。米国特許第６，４４１，７２３号には、非常に狭い帯域幅の単一周波数を使用するデバイスが記載されている。その結果、ヌルが単一周波数で発生した場合には、デバイスは、作動不能となるおそれがある。

幾つかの方法が、ヌルに起因する問題を回避する試みにおいて使用されてきた。第１の方法は、ＰＬＣ信号が定常波によって影響を受けないように、比較的低い周波数、従って比較的長い波長を有するＰＬＣ信号を使用することである。より低い周波数に基づいたデバイスは、多くの問題を提示する。第１に、電力線の１つの位相から他の位相に効果的に通信するためには、デバイスは一般的に、位相間で信号を結合する「位相ブリッジ」の設置を必要とする。このことは、位相ブリッジが住宅所有者によって常に容易に設置されるとはかぎらないので、設置コストと複雑さを著しく高める。第２に、より低い周波数においては電気器具から非常に多くのノイズが発生し、従って信号の品質に影響する信号対ノイズ比を低下させる。第３に、テレビジョンに通常存在するような電気器具内のコンデンサは、干渉を低減するように設計されてきたが、同時に所望の通信信号を著しく減弱させる可能性もある。第２の方法は、ＰＬＣ信号として使用可能な複数の周波数を有することであり、第１の周波数で通信が不満足な場合には、次に第２の周波数に切り替える。この第２の方法は、複数の周波数の全てにおいて作動可能であるＰＬＣデバイスを必要とし、それに加えて、デバイスを適切な周波数に調整するための制御プロトコルを必要とする。その結果、単一周波数を使用するシステムと比較すると、この第２の方法は、付加的なハードウエアと、比較的複雑な制御プロトコルとを必要とする。第３の方法は、狭いヌルがＰＬＣ信号の小部分だけを減弱させるが、それでもＰＬＣ信号の他の部分が生き残って満足な通信をもたらすようなスペクトル拡散法を使用する。この第３の方法は、特定の周波数ヌルによって変更されたスペクトル拡散信号を適切に受信するための整合フィルタ又は他の特殊な受信ハードウエアの使用を必要とする。その結果、単一周波数を使用するシステムと比較すると、この第３の方法は、付加的な受信機ハードウエア及び／又はソフトウエアを必要とする。
米国特許第６，４４１，７２３号公報

単一周波数システムは、それがより少ない部品を有するが故に、アジャイル周波数システムと比較すると一般的に廉価であり、設計が複雑でなく、かつより信頼性が高いので、単一周波数を使用する通信システムを維持することが望ましい。従って、単一周波数の電力線通信デバイスの作動を妨害するヌルを処理するための方法の改良に対する必要性が存在する。

複素インピーダンスを有する電力網内での通信を可能にする方法を提供する。１つの態様では、本方法は、複素インピーダンスを変更する段階と、変更する段階が通信の品質に影響を与えたか否かを判定する段階とを含む。別の態様では、本方法は、電力網内での通信の品質を判定する段階と、品質が許容閾値以下である場合に複素インピーダンスを変更する段階とを含む。さらに別の態様では、本方法は、電力網を介して情報を送信する段階と、複素インピーダンスを変更する段階と、電力網を介して情報を再送信する段階とを含む。

本発明の実施形態は、複素インピーダンスを有する電力網内での通信を可能にするための装置である。本装置は、複素インピーダンスを変更するための回路と、変更が通信の品質に影響を与えたか否かを判定するためのプロセッサとを含む。

本発明の別の実施形態は、複素インピーダンスを有する電力網内での通信を可能にするためのプロセッサである。１つの態様では、本プロセッサは、電力網内での通信の品質を判定するためのモジュールと、品質が許容閾値以下である場合に複素インピーダンスを変更するように回路を制御するためのモジュールとを含む。別の態様では、本プロセッサは、電力網を介して情報を送信するように送信機に通知するためのモジュールと、複素インピーダンスを変更するように回路を制御するためのモジュールと、情報を再送信するように送信機に通知するためのモジュールとを含む。

本発明のさらに別の実施形態は、複素インピーダンスを有する電力網内での通信を可能にするプロセッサを制御するための命令を含む記憶媒体である。１つの態様では、本記憶媒体は、プロセッサを制御して電力網内での通信の品質を判定するための命令と、品質が許容閾値以下である場合にプロセッサを制御して複素インピーダンスを変更するように回路を制御するための命令とを含む。別の態様では、本記憶媒体は、プロセッサを制御して電力網を介して情報を送信するように送信機に通知するための命令と、プロセッサを制御して複素インピーダンスを変更するように回路を制御するための命令と、プロセッサを制御して情報を再送信するように送信機に通知するための命令とを含む。

図１は、例えば６０ヘルツ（Ｈｚ）１２０ボルトの交流電流(Ｖ．ＡＣ）電力網のような電力網１０５内に実装されたＰＬＣシステム１００の概略線図である。電力網１０５は、電力線１１５と、複数の電気コンセント１１０、１２５及び１３０とを含む。電力線１１５は、単一線として図示しているが、実際には、電力線１１５は通常、単一回路上に多数の配線分岐部を備えた例えばホットライン、ニュートラルライン及びアースラインのような複数の導線を含む。ＰＬＣシステム１００は、３つのトランシーバ１４５、１２０及び１５０を含み、これらのトランシーバは、それぞれ電気コンセント１１０、１２５及び１３０を介して電力網１０５に接続される。

トランシーバ１４５、１２０及び１５０の各々は、その中に一体化された送信機及び受信機を有し、そのどちらも図１には明確に示していない。送信機及び受信機を保有することによって、トランシーバ１４５、１２０及び１５０が、互いに双方向に通信することが可能になる。トランシーバ１４５、１２０及び１５０は各々、通信プロトコルに従って通信を行うマスタデバイス又はスレーブデバイスとして構成することができる。ＰＬＣシステム１００は、あらゆる数のトランシーバを含むことができ、またＰＬＣシステム１００は、別個の送信機又は別個の受信機を含むこともできる。

トランシーバ１４５がトランシーバ１２０と通信したいと望むと仮定する。従って、トランシーバ１４５は、コンセント１１０を介して信号を送信する。信号は、電力線１１５を通して伝播し、トランシーバ１２０が、コンセント１２５を介して信号を受信する。従って、トランシーバ１４５は、送信の開始者であり、トランシーバ１２０は、送信の対象である。多くの通信プロトコルでは、トランシーバ１２０は、信号の受信に応答して電力線１１５を通して肯定応答信号をトランシーバ１４５に送信する。トランシーバ１４５が肯定応答信号を受信すると、トランシーバ１４５は、トランシーバ１２０との通信が成功したと判定する。

通信信号周波数、特に１メガヘルツ（ＭＨｚ）以上の周波数は、複素インピーダンス、すなわち電力網１０５の抵抗、キャパシタンス及びインダクダンスの集合作用によって引き起こされる悪影響を受け易い。また、複素インピーダンスの影響は、電力網１０５の異なる部分において異なる可能性がある。

例えば、トランシーバ１４５が信号、すなわち送信信号を１３．５６ＭＨｚの周波数で送信すると仮定する。送信信号は、電力網１０５を通して伝播することになり、トランシーバ１２０によって満足に受信されることになるが、それでも送信信号はまた、コンセント１３０において著しく、すなわち−７０デシベル（ｄｂ）減弱され、その結果、トランシーバ１５０によって受信されない場合がある。コンセント１３０におけるそのような減弱は、２つ又はそれ以上の信号の相殺的打消しによるものである。これらの打消し信号のうち、１つは、コンセント１１０からコンセント１３０への送信信号である。他の信号、すなわち干渉信号は、電力網１０５内の他の電気経路からの反射である。電力網１０５は６０Ｈｚの電流に対して設計されているので、１３．５６ＭＨｚの信号は、配線分岐部が終端するか又は電気器具に接続される位置から反射されることになる。信号は、電力網１０５全体にわたって分布した様々なインダクタンス、抵抗及びキャパシタンス値、すなわち複素インピーダンスに起因して異なる量の位相シフトを受けることになる。信号の位相及び振幅がコンセント１３０において送信信号を打ち消すような状態で組合さった場合には、送信信号は著しく減弱される。

従って、特定の打消しバランスの場合には、減弱は大きくなる。しかしながら、電力網１０５の複素インピーダンスを僅かに変更した場合には、このバランスが乱されて、コンセント１３０における信号強度が実質的に増大する。

電力網１０５は、例えば冷蔵庫又は電灯のようなそれに結合された様々な電気器具を有することができる。電力網１０５の複素インピーダンスは、電気器具をオフ又はオンに切り替えることによって、コンセントに電気器具を差込むことによって、又はコンセントから電気器具を取外すことによって変化する可能性がある。電力網１０５内のあらゆる位置におけるインピーダンスの変化は、電力網１０５全体にわたる影響を持つことになる。従って、電力網１０５の複素インピーダンスは、一定ではなく、むしろ可変である。その結果、トランシーバ１４５、１２０及び１５０間の通信の品質は、ある時には満足なものであり、また別の時には不満足なものとなる可能性がある。

通信の品質は、あらゆる適切な方法で評価することができる。品質を評価する１つの方法は、ビット誤り率（ＢＥＲ）によるものに基づく。ＢＥＲが閾値よりも小さい場合には、品質は許容範囲にあると見なし、それ以外の場合には、品質は許容不能と見なす。品質を評価するための別の方法は、電力網に結合された受信機によって通信が肯定応答されたか否かに基づく。例えば、トランシーバ１４５がトランシーバ１５０にメッセージを送信すると仮定する。トランシーバ１５０内の受信機がメッセージの受信を肯定応答した場合には、品質は許容範囲にあると見なし、それ以外の場合には、品質は許容不能である。

電力線１１５のような電力線を通しての通信は一般的に、１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚの範囲内の搬送周波数を使用する。この周波数チャネルでは、多くの信号減弱は、定常波打消しによるものである。例えば図３及び図４に示すように減弱対周波数をプロットした場合、これらの減弱は、狭く（周波数が）かつ深く（減弱が）出現する。これらの深い打消しヌルは、電力線の状態、すなわち電力線の物理的レイアウト及び電力線に結合されたデバイスの構成に応じて、いずれかの周波数においてまたいずれかの深さまで発生することになる。上述のように、更なる問題は、ヌルの周波数及び深さが時間と共に変化する傾向があることである。

トランシーバ１４５は、該トランシーバ１４５が周波数ヌルに起因する前述の問題を処理するのを可能にする構成要素を含む。より具体的には、トランシーバ１４５は、ヌルシフト回路１３５とプロセッサ１４０とを含む。

ヌルシフト回路１３５は、電力網１０５の複素インピーダンスを変更するためのインピーダンススイッチング回路である。プロセッサ１４０は、電力網１０５の複素インピーダンスを変更するようにヌルシフト回路１３５を制御して、電力網１０５内での通信を可能にする。複素インピーダンスを変更することもまた、電力網１０５内のヌルの特性を変更する。この変更は、（ａ）その現在の周波数におけるヌルの深さを小さくすること、又は（ｂ）ヌルを異なる周波数に移動させることのいずれか又は両方を含むことができる。通信が特定の信号周波数帯域で行われており、かつヌルがその信号周波数帯域で発生する場合には、ヌルを小さくすること及び移動させることによって、その信号周波数帯域での通信の品質が改善されることになる。

１つの態様では、プロセッサ１４０は、（ａ）電力網１０５を介してメッセージを送信するようにトランシーバ１４５に通知し、（ｂ）電力網１０５の複素インピーダンスを変更するようにヌルシフト回路１３５を制御し、また（ｃ）メッセージを再送信するようにトランシーバ１４５に通知する。従って、トランシーバ１４５は、メッセージを複数回送信し、その場合、電力網１０５は、複数回の各々において異なる複素インピーダンスで構成される。データの再送信は、通信の品質がいずれの特定の複素インピーダンスにおいて最良であるか否かを判定せずに行うことができる。メッセージを複数回送信することにより、少なくとも１つの送信が成功することになる機会が増加する。しかしながら、再送信はまた、全体的な通信速度を低下させるが、幾つかの用途では通信速度の低下は、許容範囲にある。

別の態様では、プロセッサ１４０は、電力網１０５内での通信を監視し、通信の品質を判定する。品質が許容閾値以下である場合には、プロセッサ１４０は、電力網１０５の複素インピーダンスを変更するようにヌルシフト回路１３５を制御する。次にプロセッサ１４０は、変更が通信の品質に影響を与えたか否かを判定する。例えば、トランシーバ１４５が、メッセージをトランシーバ１５０に送信すると仮定する。トランシーバ１４５がトランシーバ１５０からの肯定応答を受信しない場合には、プロセッサ１４０は、通信周波数においてヌルが存在すると見なし、そこでプロセッサ１４０は、ヌルシフト回路１３５を制御して複素インピーダンスを変更する。次にトランシーバ１４５はメッセージを再送信し、プロセッサ１４０は、再送信が成功裏に肯定応答されたか否かを判定する。

ヌルシフト回路１３５は、複素インピーダンスを変更するための複数の値を選択的に提供するように構成することができる。次にプロセッサ１４０は、ヌルシフト回路１３５を制御して、電力網１０５内での通信の品質を複数の値を使用してテストし、複数の値のいずれが最高水準の品質をもたらすかを判定することができる。次にプロセッサ１４０は、最も好ましい品質をもたらしたインピーダンス値を得るようにヌルシフト回路１３５を設定することになる。例えば、ヌルシフト回路１３５はインピーダンスＺ_１又はＺ_２のいずれかを得るように設定することができると仮定する。プロセッサ１４０は、インピーダンスＺ_１を得るようにヌルシフト回路１３５を制御し、通信の品質を監視する。インピーダンスＺ_１の使用は、品質水準Ｑ_１をもたらすと仮定する。その後、プロセッサ１４０は、インピーダンスＺ_２を得るようにヌルシフト回路を制御して、通信の品質を監視し、インピーダンスＺ_２の使用がＱ_２の品質をもたらすことを見出す。次にプロセッサ１４０は、ヌルシフト回路１３５を制御して、より良好な品質Ｑ_１又はＱ_２をもたらすインピーダンスＺ_１又はＺ_２を得る。

さらに、プロセッサ１４０は、ＰＬＣシステム１００内での異なるデバイスの組を含む通信の品質を評価し、その結果、第１の複素インピーダンスが第１のデバイスの組に対して最良の結果をもたらしまた第２の複素インピーダンスが第２のデバイスの組に対して最良の結果をもたらすことを判定することができる。例えば、プロセッサ１４０は、ヌルシフト回路１３５によりインピーダンスＺ_１が得られた時にトランシーバ１４５及び１２０間の通信が最良であり、またヌルシフト回路１３５によりインピーダンスＺ_２が得られた時にトランシーバ１４５及び１５０間の通信が最良であることを見出すことができる。従って、トランシーバ１４５及び１２０間の通信時には、プロセッサ１４０は、インピーダンスＺ_１を得るようにヌルシフト回路１３５を制御し、またトランシーバ１４５及び１５０間の通信時には、プロセッサ１４０は、インピーダンスＺ_２を得ようにヌルシフト回路１３５を制御する。

ヌルシフト回路１３５及びプロセッサ１４０は、トランシーバ１４５内に設置されているように図示しているが、それらは、トランシーバ１４５、１２０及び１５０のいずれかに又は全てに設置することができる。例えば、トランシーバ１２０は、エラー（ビット誤り）を有する信号を受信し、それにもかかわらずエラー補正を実行することによって信号を成功裏に受信可能にすることができる。しかしながら、トランシーバ１２０は、それにもかかわらずビット誤りを減少させるために電力網１０５の複素インピーダンスを変化させることを決定することができる。

これに代えて、ヌルシフト回路１３５及びプロセッサ１４０は、電力網１０５内での通信に積極的には参画しないが、その代わりにトランシーバ１４５、１２０及び１５０間の通信を監視し、最良の通信性能をもたらすように複素インピーダンスを変更するレシーバ（図示せず）内に駐在させることができる。そのようなレシーバは、その通信における悪化の検知に応じて複素インピーダンスを変更するか或いは複素インピーダンスを周期的又はランダムに変更し、様々なインピーダンス値における性能を評価することができる。

ヌルシフト回路１３５は、必ずしもトランシーバ１４５、１２０又は１５０のいずれかの内部に設置される必要はなく、またレシーバの内部に設置される必要もない。その代わりに、ヌルシフト回路１３５は、スタンドアロンデバイスとすることができ、またプロセッサ１４０から遠く離れて設置することもできる。

プロセッサ１４０は、特殊な目的のハードウエア、すなわち本明細書に説明した特定の目的、例えば通信の品質の監視及びヌルシフト回路１３５の制御のために設計されたハードウエア内に、実装することができる。それに代えて、プロセッサ１４０は、プロセッサ１４０を制御するための命令を含む関連メモリ（図示せず）を有するマイクロコンピュータ上にソフトウエアの形態で実装することもできる。また、そのような命令は、プロセッサ１４０のメモリ内にその後ローディングするために記憶媒体１５５上に構成することもできる。記憶媒体１５５は、固体メモリ、磁気テープ、光記憶媒体、コンパクトディスク又はフレキシブルディスクのようなあらゆる従来型の記憶媒体とすることができる。命令の保管場所にかかわらず、命令がプロセッサ１４０によって実行された時は、命令は、電力網１０５内での通信を可能にする技術的作用を行う。プロセッサ１４０がハードウエア又はソフトウエアの形態で実装される否かを問わず、プロセッサ１４０は、単一のモジュールとして、又は複数の下位モジュールとして構成することができる。

図２Ａは、ヌルシフト回路１３５としての使用に適したヌルシフト回路１３５Ａの概略線図である。ヌルシフト回路１３５Ａは、スイッチ２０５及び２２０と、コンデンサ２１０及び２２５と、インダクタ２１５及び２３０とを含む。ヌルシフト回路１３５Ａは、電力線１１５に結合され、また例えばトランシーバ１４５の送信機又は受信機のような通信デバイス２０１の通信ポートにも結合される。コンデンサ２１０は０．０２２マイクロファラッド（μＦ）の値を有し、コンデンサ２２５は０．０４７μＦの値を有し、またインダクタ２１５及び２３０は各々、５マイクロヘンリ（μＨ）の値を有する。プロセッサ１４０（図１）は、電力線１１５の導線全体にわたるリアクタンスを変化させることによって電力網１０５の複素インピーダンスを変更するようにスイッチ２０５及び２２０を制御する。

スイッチ２０５及び２２０の両方が開である回路_０を考察する。コンデンサ２１０及び２２５並びにインダクタ２１５及び２３０は、電力網１０５から切り離されている。従って、ヌルシフト回路１３５Ａは、オフになっていると見なすことができる。電力網１０５の複素インピーダンスは、ヌルシフト回路１３５Ａの外部の条件の関数である。この複素インピーダンスの構成をＺ_０と呼ぶ。

スイッチ２０５が閉で、スイッチ２２０が開である回路_１を考察する。インダクタ２１５及びコンデンサ２１０が、電力網１０５内に組み込まれるように切り替えられ、そうすることによって、電力網１０５の複素インピーダンスに影響を及ぼす。この複素インピーダンスの構成をＺ_１と呼ぶ。

スイッチ２０５が開で、スイッチ２２０が閉である回路_２を考察する。インダクタ２３０及びコンデンサ２２５が、電力網１０５内に組み込まれるように切り替えられ、そうすることによって、電力網１０５の複素インピーダンスに影響を及ぼす。この複素インピーダンスの構成をＺ_２と呼ぶ。

スイッチ２０５及び２２０の両方が閉である回路_３を考察する。コンデンサ２１０及び２２５並びにインダクタ２１５及び２３０の全てが、電力網１０５内に組み込まれるように切り替えられ、そうすることによって、電力網１０５の複素インピーダンスに影響を及ぼす。この複素インピーダンスの構成をＺ_３と呼ぶ。

表１に、スイッチ２０５及び２２０の４つの構成と、得られた４つの複素インピーダンスＺ_０〜Ｚ_３を要約する。複素インピーダンスＺ_０〜Ｚ_３は、互いに異なる。プロセッサ１４０は、電力網１０５の複素インピーダンスを複素インピーダンスＺ_０〜Ｚ_３の１つから複素インピーダンスＺ_０〜Ｚ_３の他の１つに変化させることによって電力網１０５の複素インピーダンスを変更するようにヌルシフト回路１３５を制御する。

表１

図２Ｂは、これもまたヌルシフト回路１３５として使用することができるヌルシフト回路１３５Ｂの概略線図である。ヌルシフト回路１３５Ｂは、ヌルシフト回路１３５Ａよりも異なる接続形態を有し、コンデンサ２２５及びインダクタ２３０を含まず、その代わり０．３μＦの値を有するコンデンサ２３５を含む。ヌルシフト回路１３５Ａと同様に、ヌルシフト回路１３５Ｂは、電力網１０５の複素インピーダンスを４つの値の１つに設定することができるように制御することができる。

ヌルシフト回路１３５Ａ及び１３５Ｂの接続形態とコンデンサ２１０及び２２５及び２３５並びにインダクタ２１５及び２３０の値とは、単なる例示である。また、ヌルシフト回路１３５Ａ及び１３５Ｂは４つの複素インピーダンスを有する電力網１０５を構成することができるものとして示しているが、ヌルシフト回路１３５は、あらゆる所望の複数の複素インピーダンスを有する電力網１０５を構成すように実施することができる。例えば、基本的な実施では、ヌルシフト回路１３５は、単一のインピーダンスを電力網１０５内に組み込むか又は電力網１０５から切り離すように切り替え、従って電力網１０５に対して複素インピーダンスの２つの構成が得られるように実施することができる。一般的に、ヌルシフト回路１３５は、電力網１０５の複素インピーダンスを変更可能なあらゆる回路とすることができ、またヌルシフト回路１３５は、能動又は受動のいずれかの構成要素或いはそれらの組合せで構成することができる。

図３は、１３５Ａに類似したヌルシフト回路を送信機において使用したテストのケースにおける、ヌルへの例示的な効果を示すグラフである。図３の縦軸は、減弱度であり、水平軸は、周波数である。１４．２ＭＨｚの電力線通信搬送波周波数と仮定する。ヌルシフト回路がオフである場合には、１４．２ＭＨｚにおいて約−５５ｄｂのヌルがある。ヌルシフト回路を回路_１として構成した場合には、１４．２ＭＨｚにおける減弱は、約−２０ｄｂであり、約３５ｄｂの改善となる。ヌルシフト回路を回路_２として構成した場合には、１４．２ＭＨｚにおける減弱は、約−１０ｄｂであり、約４５ｄｂの改善となる。実際には、各実体面の電力網はそれ自体の固有のインピーダンスの組合せを有するので、実効果は、図３に示すものから変化したものになると思われる。

図４は、１３５Ａに類似したヌルシフト回路を受信機において使用したテストのケースにおける、ヌルへの例示的な効果を示すグラフである。図４の縦軸は、減弱度であり、水平軸は、周波数である。１２．２ＭＨｚ及び１３．２ＭＨｚの実行可能な通信周波数について考える。ヌルシフト回路がオフである場合には、１２．２ＭＨｚにおいて約−２５ｄｂのヌルがあり、また１３．２ＭＨｚにおいて約−４０ｄｂのヌルがある。ヌルシフト回路を回路_１として構成した場合には、１２．２ＭＨｚにおいて約−６８ｄｂのヌルが発生し、１３．２ＭＨｚにおける減弱は約−２３ｄｂである。ヌルシフト回路を回路_２として構成した場合には、１２．２ＭＨｚにおける減弱は約−３７ｄｂであり、１３．２ＭＨｚにおける減弱は約−２６ｄｂである。従って、１２．２ＭＨｚの通信周波数については、最も好ましい性能は、ヌルシフト回路をオフにした場合に生じる。しかしながら、１３．２ＭＨｚの通信周波数については、最も好ましい性能は、回路_１の場合に生じる。実際には、各実体面の電力網はそれ自体の固有のインピーダンスの組合せを有するので、実効果は、図４に示すものから変化したものになると思われる。

ヌルシフト回路１３５及びプロセッサ１４０の使用に対して、幾つかの別のシナリオが考えられる。すなわち、（１）電力網１０５の複素インピーダンスを変更することによって、所望の周波数において信号伝達を可能にするようにＰＬＣ打消しヌル深さ又はヌル周波数を能動的に変化させること、（２）マスタ通信デバイスを使用して、スレーブユニットからの応答を受信しない場合に電力網１０５の複素インピーダンスを変更すること、（３）マスタ通信デバイスを使用して、電力網１０５の複素インピーダンスを変更し、性能を監視し、次に最良の性能が得られるインピーダンスを使用すること、（４）スレーブ通信デバイスを使用して、電力網１０５の複素インピーダンスを周期的に変更し、次に最良の性能が得られるインピーダンスを使用すること、（５）独立通信デバイスを使用して、個別のマスタ及びスレーブ間の通信を改善するように電力網１０５の複素インピーダンスを周期的に、無秩序に又は間歇的に変更することである。これらの様々なシナリオは、それらを必ずしもマスタ又はスレーブとして指定せずに送信機及び受信機に使用することができる。

当業者が本明細書で説明した教示の様々な変形、組合せ及び変更を考えることができることを理解されたい。本発明は、特許請求の範囲の技術的範囲内に属する全てのそのような変形、組合せ及び変更を包含することを意図している。

電力網内に実装されたＰＬＣシステムの概略線図。 ヌルシフト回路の例示的な実施形態の概略線図。 ヌルシフト回路の別の例示的な実施形態の概略線図。 図２Ａのヌルシフト回路に類似したヌルシフト回路を送信機に使用したテストのケースにおける、ヌルへの例示的な効果を示すグラフ。 図２Ａのヌルシフト回路に類似したヌルシフト回路を受信機に使用したテストのケースにおける、ヌルへの例示的な効果を示すグラフ。

符号の説明

１００ ＰＬＣシステム
１０５ 電力網
１１０、１２５、１３０ 電気コンセント
１１５ 電力線
１２０、１４５、１５０ トランシーバ
１３５ ヌルシフト回路
１４０ プロセッサ
１５５ 記憶媒体

Claims (24)

1. 複素インピーダンスを有する電力網内での通信を可能にする方法であって、
   前記複素インピーダンスを変更する段階と、
   前記変更する段階が前記通信の品質に影響を与えたか否かを判定する段階と、
   を含む方法。
2. 前記変更する段階が、前記電力網内のヌルの特性を変更する段階を含む、請求項１記載の方法。
3. 前記通信が、信号周波数帯域内で行われ、
   前記変更する段階が、前記信号周波数帯域内での品質を改善する、
   請求項１記載の方法。
4. 前記変更する段階が、前記品質が許容閾値以下であるとの判定に応じて実行される、請求項１記載の方法。
5. 前記変更する段階及び判定する段階が、前記複素インピーダンスに関する複数の値に対して反復され、該方法が、前記複数の値のいずれが前記品質に関して最良の水準をもたらすかを判定する段階をさらに含む、請求項１記載の方法。
6. 該方法が、送信機、受信機及びトランシーバからなる群から選択されたデバイスによって使用される、請求項１記載の方法。
7. 該方法が、前記トランシーバが以前に前記電力網を通して送信したメッセージの肯定応答の受信に失敗したトランシーバによって使用される、請求項１記載の方法。
8. 前記品質が、前記通信のビット誤り率によって評価される、請求項１記載の方法。
9. 前記品質が、前記通信が前記電力網に結合された受信機によって肯定応答されるか否かによって評価される、請求項１記載の方法。
10. 複素インピーダンスを有する電力網内での通信を可能にする方法であって、
    前記電力網内での通信の品質を判定する段階と、
    前記品質が許容閾値以下である場合に前記複素インピーダンスを変更する段階と、
    を含む方法。
11. 複素インピーダンスを有する電力網内での通信を可能にする方法であって、
    前記電力網を介して情報を送信する段階と、
    前記複素インピーダンスを変更する段階と、
    前記電力網を介して前記情報を再送信する段階と、
    を含む方法。
12. 複素インピーダンスを有する電力網内での通信を可能にするための装置であって、
    前記複素インピーダンスを変更するための回路と、
    前記変更が前記通信の品質に影響を与えたか否かを判定するためのプロセッサと、
    を含む装置。
13. 前記変更が、前記電力網内のヌルの特性を変更する、請求項１２記載の装置。
14. 前記通信が、信号周波数帯域内で行われ、
    前記変更が、前記信号周波数帯域内での前記品質を改善する、
    請求項１２記載の装置。
15. 前記変更が、前記品質が許容閾値以下であるとの判定に応じて実行される、請求項１２記載の装置。
16. 前記変更及び判定が、前記複素インピーダンスに関する複数の値に対して反復され、前記プロセッサが、前記複数の値のいずれが前記品質に関して最良の水準をもたらすかを判定するためのモジュールをさらに含む、請求項１２記載の装置。
17. 該装置が、送信機、受信機及びトランシーバからなる群から選択されたデバイスによって使用される、請求項１２記載の装置。
18. 該装置が、前記トランシーバが以前に前記電力網を通して送信したメッセージの肯定応答の受信に失敗したトランシーバによって使用される、請求項１２記載の装置。
19. 前記品質が、前記通信のビット誤り率によって評価される、請求項１２記載の装置。
20. 前記品質が、前記通信が前記電力網に結合された受信機によって肯定応答されるか否かによって評価される、請求項１２記載の装置。
21. 複素インピーダンスを有する電力網内での通信を可能にするためのプロセッサであって、
    前記電力網内での通信の品質を判定するためのモジュールと、
    前記品質が許容閾値以下である場合に前記複素インピーダンスを変更するように回路を制御するためのモジュールと、
    を含むプロセッサ。
22. 複素インピーダンスを有する電力網内での通信を可能にするためのプロセッサであって、
    前記電力網を介して情報を送信するように送信機に通知するためのモジュールと、
    前記複素インピーダンスを変更するように回路を制御するためのモジュールと、
    前記情報を再送信するように前記送信機に通知するためのモジュールと、
    を含むプロセッサ。
23. 複素インピーダンスを有する電力網内での通信を可能にするプロセッサを制御するための命令を含む記憶媒体であって、
    前記プロセッサを制御して前記電力網内での通信の品質を判定するための命令と、
    前記品質が許容閾値以下である場合に、前記プロセッサを制御して前記複素インピーダンスを変更するように回路を制御するための命令と、
    を含む記憶媒体。
24. 複素インピーダンスを有する電力網内での通信を可能にするプロセッサを制御するための命令を含む記憶媒体であって、
    前記プロセッサを制御して前記電力網を介して情報を送信するように送信機に通知するための命令と、
    前記プロセッサを制御して前記複素インピーダンスを変更するように回路を制御するための命令と、
    前記プロセッサを制御して前記情報を再送信するように前記送信機に通知するための命令と、
    を含む記憶媒体。

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