JP2008010948A

JP2008010948A - 電力線通信システムおよび電力線通信方法

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Publication number: JP2008010948A
Application number: JP2006176704A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Sugita; 武弘杉田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2008-01-17

Abstract

【課題】受信妨害の程度に応じて伝送速度の低下を小さく抑える。
【解決手段】第１通信装置１−１は、受信信号を受信し処理する第１受信処理部と、受信信号のレベルの絶対値または電力を検出する受信電力検出部２１と、その検出値の時間周期情報に応じてパケットサイズを変更するための情報を決定する情報決定部（区間長決定部２２およびパケットサイズ決定部２３）と、その決定された情報を含む制御信号を発生し送信する第１送信処理部とを有する。一方、第２通信装置１−２は、制御信号を受信し情報を抽出する処理を行う第２受信処理部と、抽出される情報に基づいて送信パケットサイズを調整することが可能に構成されている第２送信処理部とを有する。
【選択図】図８

Description

本発明は、電力線通信網を介して信号の通信を行う電力線通信システムおよび電力線通信方法に関する。

対をなす導体、たとえば電力線を伝送線路として利用する電力線搬送通信（ＰＬＣ）では、屋内の電灯線と、これに接続されている屋外の電力の伝送線から構成される電力線通信網を信号伝送路として利用する。

電力線搬送通信の課題は様々な機器からの妨害である。
電灯線は比較的平衡度が高いとされているが、伝導雑音の他、電磁波が電灯線に飛び込んでくる。とくに家電機器の電源回路は、雑音を電灯線に重畳させ、あるいは電灯線のインピーダンスを変動させることで電力線通信に妨害を与えるものがある。

電力線通信装置が送信する信号は電灯線を伝搬する際に大きな伝送損失が生じ、受信装置における信号強度に余裕のない場合が多い。従って、雑音やインピーダンス変動が生じている環境ではデータ誤りが生じ通信品質が損なわれる。
電力線通信中に雑音等による妨害を受けると、とくに低速通信中における伝送レートの低下の割合が著しく増大する。

通信中の雑音対策については、半導体スイッチが周期的に雑音を生じさせることのない区間で通信を行う方法が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
特願平１−１０７７５６号公報

上記特許文献１に記載の方法では雑音の区間が固定であり、既知の妨害源に対してのみ対処可能である。妨害を受ける区間長は電灯線の電気的特性、妨害を生じさせる電子・電気機器の動作状態によって経時的に変化するため、この方法では効率的な伝送を行うことができない。

本発明が解決しようとする課題は、電力線通信網に接続された他の機器からの妨害を受けた場合に、時々刻々と変わる妨害の程度に応じて伝送速度の低下を小さく抑えることである。

本発明に係る電力線通信システムは、電力線通信網を介して通信可能な第１通信装置と第２通信装置を備え、前記第１通信装置は、前記電力線通信網からの受信信号を受信し処理する第１受信処理部と、前記第１受信処理部から入力される前記受信信号のレベルの絶対値または電力を検出する受信電力検出部と、前記受信電力検出部からの検出値の時間周期情報に応じてパケットサイズを変更するための情報を決定する情報決定部と、前記情報を含む制御信号を発生し、当該制御信号を送信する第１送信処理部とを有し、前記第２通信装置は、前記第１通信装置からの前記制御信号を受信し前記情報を抽出する処理を行う第２受信処理部と、前記第２受信処理部で抽出される前記情報に基づいて送信パケットサイズを調整することが可能に構成されている第２送信処理部とを有する。

本発明では好適に、前記情報決定部に、連続通信が可能な区間長を決定する区間長決定部を含み、前記第１通信処理部は、前記区間長の情報を含む前記制御信号を発生し、当該制御信号を前記第２通信装置に送信する。
さらに好適に、前記第１通信装置は、当該第１通信装置に入力される交流電源の周期を検出する交流電源周期検出部をさらに有し、前記区間長決定部は、前記区間長を決定するとともに、前記交流電源の周期を基準にパケットの送出タイミングの情報を求め、前記第１送信処理部は、前記区間長および前記送出タイミングの情報を含む前記制御信号を発生し、当該制御信号を前記第２通信装置に送信し、前記第２通信装置の前記第２受信処理部は、受信した制御信号から前記区間長および前記送出タイミングの情報を抽出し、前記第２送信処理部は、前記第２受信処理部が抽出した情報に基づいて送信パケットのサイズと送出タイミングを調整することが可能に構成されている。

本発明では好適に、前記情報決定部は、連続通信が可能な区間長を決定する区間長決定部と、前記区間長に基づいてパケットサイズを決定するパケットサイズ決定部とを含み、前記第１送信処理部は、前記区間長および前記パケットサイズの情報を含む前記制御信号を発生し、当該制御信号を前記第２通信装置に送信する。
さらに好適に、前記第１通信装置は、当該第１通信装置に入力される交流電源の周期を検出する交流電源周期検出部をさらに有し、前記区間長決定部は、前記区間長を決定するとともに、前記交流電源の周期を基準にパケットの送出タイミングの情報を求め、前記パケットサイズ決定部は、前記区間長決定部からの前記区間長に基づいて前記パケットサイズの情報を決定し、前記第１送信処理部は、前記区間長および前記送出タイミングの情報、または、前記パケットサイズおよび前記送出タイミングの情報を含む前記制御信号を発生し、当該制御信号を前記第２通信装置に送信し、前記第２通信装置の前記第２受信処理部は、受信した制御信号から前記区間長および前記送出タイミングの情報、または、前記パケットサイズおよび前記送出タイミングの情報を抽出し、前記第２送信処理部は、前記第２受信処理部が抽出した情報に基づいて送信パケットのサイズと送出タイミングを調整することが可能に構成されている。

本発明に係る他の電力線通信システムは、電力線通信網を介して通信可能な第１通信装置と第２通信装置を備え、前記第２通信装置は、第２受信処理部と、テスト信号を発生する処理を行い、当該テスト信号を送信する第２送信処理部とを有し、前記第１通信装置は、前記第２通信装置からの前記テスト信号を受信し、誤り検出処理する第１受信処理部と、前記第１受信処理部からの前記テスト信号の誤り率からパケットサイズを変更するための情報を決定する情報決定部と、前記情報を含む制御信号を発生し送信する第１送信処理部とを有し、前記第２通信装置は、前記第２受信処理部で前記制御信号を受信して前記情報を抽出する処理を行い、前記第２受信処理部によって抽出される情報に基づいて前記第２送信処理部で送信パケットサイズを調整することが可能に構成されている。

本発明に係る電力線通信方法は、電力線通信網を介して信号を送受信可能な電力線通信方法であって、前記信号の受信側ステップに、受信信号のレベルの絶対値または電力を検出する第１ステップと、前記第１ステップでの検出値の時間周期情報に応じてパケットサイズを変更するための情報を決定する第２ステップと、前記情報を含む制御信号を発生し、当該制御信号を送信する第３ステップとを含み、前記信号の送信側ステップに、前記制御信号を受信し前記情報を抽出する第４ステップと、前記第４ステップで抽出される前記情報に基づいて前記信号の送信パケットのサイズを変更可能な第５ステップとを含む。

本発明に係る他の電力線通信方法は、電力線通信網を介して信号を送受信可能な電力線通信方法であって、前記信号の送信側ステップに、テスト信号を発生し、当該テスト信号を送信する第１ステップを有し、前記信号の受信側に、前記テスト信号を受信し、誤り検出処理する第２ステップと、前記テスト信号の誤り率からパケットサイズを変更するための情報を決定する第３ステップと、前記情報を含む制御信号を発生し送信する第４ステップとを有し、前記信号の送信側ステップに、前記制御信号を受信して前記情報を抽出する第５ステップと、抽出される前記情報に基づいて前記信号の送信パケットサイズを調整する第６ステップとを有する。

本発明によれば、周期性がある雑音等の影響を受けにくい送信パケットサイズにすることによって、伝送速度の低下を小さく抑えることができる。

電力線（一般に電灯線と称する）を利用して通信を行う電力線通信は１５０[kHz]から４５０[kHz]の周波数帯を利用するものと、２[MHz]から３０[MHz]の周波数帯を利用するものがある。
近年、後者の周波数帯を利用する通信装置が米国において認可され、日本においても現在認可に向けて利用条件の検討が行われている。後者の周波数帯を利用する通信装置は高速伝送が可能であることから、様々な用途が提案されており、今後普及が進むことが予想される。

電力線通信システムには、電灯線にＰＬＣモデムまたは当該モデムの機能を有する機器が複数接続される。各ＰＬＣモデム（モデム部）を介して、通信機能を有する機器（ＡＶ機器、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等）が複数、電灯線に接続される。これにより各機器は電灯線からの電源供給を受け、かつ、機器同士の通信、あるいは、電灯線から外部のネットワークに対する通信が可能となる。

本実施形態は、電力線通信システムと、それに用いられる電力線通信装置、ならびに、電力線通信方法に関する。
図１に、本実施形態に係る電力線通信システムの機器接続形態を示す。図１は、２つの宅内の電灯線１１１と１１２とを用いた電力線通信システムの概略構成を示す。
電灯線１１１の幹線から各々分岐して壁コンセントＷＳ１とＷＳ３が設けられている。
壁コンセントＷＳ１に、たとえばＰＬＣモデム等の通信装置１−１のＡＣコードが接続されている。通信装置１−１にＬＡＮケーブル等を介して、たとえばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の機器７１が接続されている。
壁コンセントＷＳ３に、たとえばプリンタ等の通信とは無関係な他の機器７３が接続され、ここでの反射等が通信品質の低下を招く。

一方、他の宅内に敷設されている電灯線１１２の幹線から分岐して壁コンセントＷＳ２が設けられている。
壁コンセントＷＳ２に、たとえばＰＬＣモデム等の通信装置１−２のＡＣコードが接続されている。通信装置１−２にＬＡＮケーブル等を介して、たとえばＰＣ等の機器７２が接続されている。

以下、図１の通信装置１−１が受信側の本発明の「第１通信装置」、通信装置１−２が送信側の本発明の「第２通信装置」となる場合を例として説明する。
通信装置１−１が信号を受信する際に、電灯線１１１に接続されている様々な電子・電気機器からの妨害によって雑音レベルが高くなり、その結果、必要な伝送レートを確保できない場合がある。

図２は、電力線通信装置の妨害源を説明する図である。
図２に示す例では、通信装置１−１が信号受信を行っている電灯線１１１に、他の機器、たとえば電子レンジ７３、テレビジョン受像機７４等からの雑音が通信装置１−１に伝播し、その受信している信号に重畳される。また、無線局７５からの電波、他の無線通信モデム１−３からの通信波も、当該通信装置１−１の受信の妨げとなる。

図３（Ａ）は、電灯線の交流電源波形に重畳される雑音の観測例である。図３（Ｂ）に、その交流波形に重畳される雑音成分のみ拡大表示した波形図を示す。
図３（Ｂ）に示すように、家電機器の電源回路が電灯線に重畳する雑音の電力（または電圧の絶対値）は、電源周期に同期するピークが観測される。

図４は、電灯線のインピーダンスを変動させる装置が存在する場合に電力線通信装置の受信波形の観測例である。図４の縦軸に受信信号波の電圧値を、横軸に時間を示す。
この観測例では５０[Hz]のＡＣ電源の半周期１０[ms]ごとに２.３[ms]の信号減衰領域が生じている。この部分がインピーダンスの変化した区間である。
このように、電力線通信の受信波は電源周期に依存したインピーダンス変動を受け、その受信レベルまたは受信電力が電源周期に同期することがある。以下、「妨害」というときに雑音のほかに、このインピーダンス変動による妨害を含む。

図５は、妨害のある場合と無い場合について伝送速度を比較して示すグラフである。横軸に妨害なしの理想的な伝送速度、縦軸に実際の伝送速度をとり、その２つの伝送速度を同一目盛りにより示す。
図５の２つの伝送速度が１：１の破線で示す理想状態の伝送速度線Ｓ０から、実線で示す２つの実際の伝送速度線Ｓ１,Ｓ２にまで伝送速度が低下していることがわかる。
電力線通信では伝送線を商用電源と共用するため多少の雑音が含まれる通信環境を想定し、たとえば、全時間の２５[％]の区間が雑音やインピーダンス変動で利用できないと仮定している。つまり、特段に大きな妨害となる機器がない限り、最大で伝送速度の低下率が２５[％]程度までならやむを得ない。図５の伝送速度線Ｓ１は、この妨害がない場合の許容可能な伝送速度低下を表している。

ところが、図５の伝送速度線Ｓ２のように、実際は伝送速度がさらに低下することが多い。この伝送速度線Ｓ２に示されるように、伝送速度（横軸の目盛り）が小さいほど、妨害の無いと仮定した理想速度線Ｓ０からの低下の割合、すなわち妨害を受けたときの伝送速度の低下率が大きいことがわかる。
このように電力線通信は、伝送損失が大きい等の要因により伝送速度が低下した場合に家電機器等の雑音の影響が著しく、通信エラーの度数が増加しやすい特質がある。

つぎに、電力線通信の送信パケットサイズ（送信パケット長）を説明する。
電力線通信装置は伝送路の状況に応じて変調方式、誤り訂正の符号化率を変更することで、条件の良い場合には高速伝送を実現し、条件の悪い場合には伝送速度を下げ通信品質を向上させるよう仕組まれている。
高速伝送時は２５６ＱＡＭのような周波数利用効率の高い変調方式が用いられるため送信パケット長は小さい。一方、低速伝送時は低Ｓ／Ｎ比の環境でも通信できるＢＰＳＫが用いられ送信パケット長は比較的大きくなる。

図６に、周期的な妨害を受けた場合の通信可能区間と送信パケット長との関係を図示している。
この図では電源半周期１０[ms]のうち２.５[ms]を、雑音あるいは妨害を受けやすいために利用できない区間（妨害区間Ｐｘ）と仮定している。よって、通信可能な区間長Ｐａは７.５[ms]となり、時間長が１.２５[ms]の送信パケットＳＰの場合には通信可能な区間長Ｐａに収まりやすいが、時間長が６.２５[ms]や５[ms]と大きい送信パケットＬＰは、通信可能な区間長Ｐａに収まり難くなる。
このように雑音あるいは妨害を受けやすいか否かは送信パケット長と密接な関係がある。

図７は、電源半周期１０[ms]に対して６種類の異なるタイミングでパケットを送信した場合を示す。
この図で「ＮＧ」は、送信パケットが妨害区間Ｐｘに重なるため雑音あるいは妨害の影響が大きくなることを表している。時間長が１.２５[ms]の送信パケットＳＰの場合には６つの異なるタイミングで送信したパケットのうち３つは妨害を受けずに伝送できる。これに対し、時間長が６.２５[ms]の送信パケットＬＰでは、６つの異なるタイミングで送信したパケットのうち１つしか妨害なしの伝送ができない。
このように雑音あるいは妨害を受けやすいか否かはパケット送信タイミングにも関係する。

以上をまとめると次の如くである。
（１）電力線通信では、電源周期（またはその１／２周期）に依存して雑音が信号に重畳される。
（２）その通信速度があるレベルから低くなると、通信中の装置は、他の機器に起因した雑音またはインピーダンス変動による妨害を受けやすい。
（３）上記（２）の雑音や妨害を受けやすい区間は上記（１）から周期性があり、その妨害区間の周期性から通信パケット長と妨害の受け易さとは密接に関係する。
（４）同様な理由から、送信パケット長のみならず、その送信タイミングにも妨害の受け易さが関係する。

本実施形態では、上記考察を前提として、送信パケット長（および送信タイミング）の制御を受信側の状況に応じて送信側で行うことによって、送信パケットを送り先の受信側で当該パケットの妨害区間にまたがる確率を下げ、その結果、妨害を受けた場合でも伝送速度を極力低下させない電力線通信のシステムおよび方法を実現する。

《第１実施形態》
本実施形態は、送信パケット長の制御を簡単な回路構成の付加により行うことができるシステムおよび方法に関する。

図８は、第１通信装置（本例では通信装置１−１）の回路ブロック図である。また、図９は、第２通信装置（本例では通信装置１−２）の回路ブロック図である。
ここでは受信側の通信装置１−１と、送信側の通信装置１−２は、同じ回路構成を有する。なお、図８は通信装置１−１の、図９は通信装置１−２の動作説明のための信号または情報の経路を記載している。

当該通信装置１−１と１−２を含む電力線通信システムでは、通信装置１−２が送信する際の送信パケット長を決定するために、通信装置１−１で受信電力を検出し、その検出結果に基づく送信パケット長に関する情報を通信装置１−２に送信する。そして、通信装置１−２が、この情報を基に送信パケット長を制御し、これにより理想状態からの伝送速度の低下を極力抑える通信を実現する。

この動作実現のための構成を、図８を用いて説明する。なお、各構成のなかには回路のほかに、ソフトウエアでも実現可能なものがある。
図８に示す通信装置１−１は、第１受信処理部、受信電力検出部２１、区間長決定部２２および第１送信処理部を有する。
第１受信処理部は、不図示の電力線通信網からの受信信号を受信し処理する回路（一部にソフトウエアを含むことが可能）である。
受信電力検出部２１は、受信信号のレベルの絶対値または電力を検出する受信電力検出部としての回路（一部にソフトウエアを含むことが可能）である。
区間長決定部２２は、受信電力検出部２１の検出結果に基づいて連続通信が可能な区間長を決定するための回路またはソフトウエア部分である。
第１送信処理部は、決定した区間長の情報または当該区間長に基づくパケットサイズ変更のための情報を含む制御信号を発生し送信する回路（一部にソフトウエアを含むことが可能）である。

第１受信処理部は、受信アンプ１１、復調器１２およびデータ抽出部１３を備える。
受信アンプ１１は、受信電力検出部２１が検出した受信電力または受信信号レベルの絶対値（以下、受信電力と定義する）に基づいて不図示の制御部の下、利得（ゲイン）を変更可能なゲインアンプである。
復調器１２は、受信信号をデジタル信号に変換し、当該受信信号が送信時に生成されたときの所定の変調方式に応じた方法で復調を行い、デジタルデータに変換する回路である。
データ抽出部１３は、デジタルデータから誤りの有無判定（誤り検出）を行うことが可能で、受信データパケットを抽出するように構成されている、回路またはソフトウエア部分である。

本実施形態の通信装置１−１は、データ抽出部１３の出力（受信データパケット）を処理し、その送り先を確認して所定の出力先に出力する回路またはソフトウエア部分であるパケット処理部１４と、パケットサイズ（送信パケット長）を決定する回路またはソフトウエア部分であるパケットサイズ決定部２３とを有する。
パケットサイズ決定部２３は、区間長決定部２２により求められた連続通信が可能な区間長に基づいて、送信パケット長を決定するように構成されている。なお、このパケットサイズ決定部２３と区間長決定部２２が本発明の「情報決定部」の一実施例を構成する。

一方、第１送信処理部は、入力したデータに必要な付加情報を添付してパケットを構成するパケット構成部１５と、変調器１６と、送信アンプ１７とを備える。
パケット構成部１５は、パケットサイズ決定部２３からの情報に基づいて送信パケット長を変更可能な、例えば主にソフトウエアからなるブロックである。またパケット構成部１５は、区間長決定部２２から、連続通信が可能な区間長の情報も入力可能になっている。パケット構成部１５は、これらの情報から制御信号の送信パケットを発生することができるように構成されている。
変調器１６は、入力パケットまたは他の信号により変更可能に決められた所定の変調方式で搬送波（交流電源波）を変調し、これにより制御信号その他の送信信号を発生する回路である。
送信アンプ１７は、制御信号その他の送信信号の利得を調整する回路である。送信アンプ１７からは、制御信号その他の送信信号が不図示の電力線通信網に送り出されることが可能になっている。

つぎに、図８の通信装置１−１の基本動作を説明する。
通常の送信データは、上位層ブロック３０からパケット構成部１５に入力され、そこで送信パケットが構成され、変調器１６で変調され、送信アンプ１７でゲイン調整されて送信される。

一方、通常の受信信号は、受信アンプ１１を経た後、復調器１２でデジタルデータに復元され、データ抽出部１３に送られる。データ抽出部で誤り検出が行われ、受信データが取り出される。取り出されたデータはパケット処理部１４に送られる。パケット処理部１４でパケットの送り先が確認され、送信パケット長決定に関連するデータの場合には、そのデータがパケットサイズ決定部２３に送られ、それ以外のデータは上位層ブロック３０に送られる。

つぎに、送信パケット長を決定するための構成および方法を説明する。この説明は図１０のフローチャートのステップごとに、他の図を参照しながら行う。

＜電力検出（ＳＴ１）＞
最初に受信電力の検出を、図８の受信電力検出部２１が行う。

図１１は、区間長決定部２２の構成例を、受信電力検出部２１と共に示す回路ブロック図である。
受信電力検出部２１に、受信アンプ１１（図８参照）からの受信信号Ｓ１１と、受信アンプ１１にゲインを指定する不図示の制御部からの自動ゲイン制御（ＡＧＣ）信号Ｓｇとが入力可能になっている。受信電力検出部２１は、検出した電力値（または信号レベルの絶対値）から、このＡＧＣ信号Ｓｇが示すゲインを参酌することよって正確な検出結果を得ることができる。
この電力検出ルートを、図８では符号“Ｒ１”により示す。

＜情報決定（ＳＴ２）＞
受信電力検出部２１は、その検出値Ｓ２１を図８の区間長決定部２２に出力し、ここで、送信パケット長を変更するための情報として区間長が決定される。
図１１で図解した区間長決定部２２は、信号受信側から順に比較器２２１、カウンタ２２２、レジスタ２２３および統計処理部２２４を縦続接続させたものである。

比較器２２１は、受信電力検出部２１からの検出値（電力値または信号レベルの絶対値）Ｓ２１を入力し、その値を所定の閾値Ｖt1と比較する。
カウンタ２２２は、比較器２２１の比較結果に基づいて動作し、受信電力が閾値Ｖt1を超えてからの時間情報を、クロックパルス数をカウントすることによって取得し、レジスタ２２３が、その時間情報（カウント値）を保持する。

カウンタ２２２およびレジスタ２２３はクロックに同期されて、より詳しくは以下のように動作する。
比較器２２１の出力がカウンタ２２２のリセット入力に接続されていることから、比較器２２１は、検出値Ｓ２１が閾値Ｖt1を超えると、その超えている間はハイレベル、超えなくなるとローレベルをとるパルスを出力する。カウンタ２２２は、そのリセット入力がローレベルからハイレベルに立ち上がるタイミングでリセットがかかるように構成されている。
したがって、比較器２２１からの出力パルスが立ち上がるたびに、カウンタ２２２がリセットされる。カウンタ２２２は、リセットされてから次のリセットがされるまでのクロックパルス数をカウントアップしている。

レジスタ２２３の入力はカウンタ２２２の出力に接続され、その入力に供給されているデータの取り込みタイミングを決める制御入力に、比較器２２１の出力が接続されている。したがって、カウンタ２２２がリセットされると同時に、そのときのカウントアップ値（最大クロックパルス数）がレジスタ２２３に保持データとして取り込まれる。レジスタ２２３は、所定のタイミング、たとえばデータ取り込みが終了してから次のクロック入力、あるいは、次のデータ取り込みと同時に、保持データ（前回の最大クロックパルス数）を統計処理部２２４に排出する。

統計処理部２２４は、順次入力される時間情報（クロック周期の自然数倍）のデータを統計処理して、連続通信可能な区間長を決定する。
この決定の具体的な方法としては、例えば図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示す、以下の方法を採用できる。

図１２（Ａ）は、検出値の時間変化を示すグラフである。
電力線通信の雑音の特性として、たとえば図３（Ｂ）に示すように電源周期に依存した間隔にピークを持つ雑音が重畳され、その付近に幾つも小さい急峻波が現れる。
しがたって、この雑音成分が大きいと、検出値において図１２のように幾つかの急峻波が、短い間隔の一塊となって現れ、しかもその急峻波群が電源周期（この場合、その半分）の周期で出現する。

図１１の比較器２２１に与える閾値Ｖt1を図１２（Ａ）のようにとると、その比較器２２１の出力は図１２（Ｂ）のようになる。
詳細には、最初に閾値Ｖt1を越える電力値を時間ｔ１で検出してから、それに対応する電力値がピークから下がって閾値Ｖt1以下となるまでにハイレベルをとるパルスが、比較器２２１から出力される。最初の数回のパルスは、幾つもの急峻波からなる雑音群に対応したものであるため持続時間が短い。したがって、パルスの立ち上がり時間間隔（本例では、時間ｔ２,ｔ３）も短いものとなる。
そして、雑音群の入力が終了すると、次の雑音群の入力までには、電源周期の半分より若干短いが、上記時間ｔ２,ｔ３より相当長い時間ｔ４をおいて比較器２２１の出力パルスがハイレベルになる。
その後も同様にして、比較器２２１からは、短い時間（ｔ５,…）のパルス群（その数はその都度異なることが多い）が、長い時間（ｔ６,…）をおいて繰り返し出力される。

前述したようにレジスタ２２３は、カウンタ２２２のカウントアップの最大値を、カウンタリセットのタイミングで取り込み、その時点から新たなカウントアップが始まる。よって、レジスタ２２３は、カウンタリセットを決める比較器２２１からのパルスの立ち上がりタイミングで区切られる時間情報を保持する。つまり、図１２（Ｂ）の時間ｔ２,ｔ３,ｔ４,ｔ５,ｔ６,…を表すデジタルデータがレジスタ２２３で保持され、統計処理部２２４による統計処理に供せられる。

図１２（Ｃ）は、このデジタルデータの度数を示す、横軸に時間をとる折れ線グラフである。
このデータ分布にも、雑音群に対応する度数群２２５，２２６が電源周期と対応する周期で現れる。
ここで、データ分布から通信可能な区間長（時間長）を求めるには、データ分布を所定の閾値Ｖt2により区切り、その区切り線上の度数群２２５,２２６間の時間長を、「通信可能な区間長」と定義する。
図示例のように閾値Ｖt2を定めると、この区間長は電源周期の半分より小さくなる。ただし閾値Ｖt2のとり方、度数群のピーク高さによっては、当該区間長が図示例の場合より２倍を超える程度になることがある。なぜなら、電力線通信では雑音レベルが、電源周期の半分の周期で大きい場合と小さい場合を繰り返すことがあるからである。

上記２つの閾値Ｖt1,Ｖt2は変調方式によって変えることができる。
例えば、ＯＦＤＭのようにサブキャリアや要求される通信特性によって変調方式が、ＢＰＳＫ、ＱＡＭのように異なる場合に、使用可能な変調方式の中で要求されるＳ／Ｎ比が最も高い変調方式を前提として、これらの閾値を決定する。あるいは、このＳ／Ｎ比が最も高い変調方式の使用率が小さい場合は、要求されるＳ／Ｎ比が次に高い変調方式を前提として、これらの閾値を決めてもよい。その他、閾値を決める基準は任意であるが、上記のように使用される変調方式に応じて決めることが望ましい。
これらの閾値情報は、変調方式の情報が与えられる図８の復調器１２または変調器１６から取得する場合、これらを含め装置全体を制御している制御部（不図示）から取得する場合、あるいは、変調方式によらず固定の閾値を設定する場合のいずれでもよい。閾値を固定する場合、要求されるＳ／Ｎ比が最も高い変調方式を前提に、この変調方式で必要な伝送レートが得られるような値に設定することが望ましい。

このあとの処理（図１０のＳＴ３〜ＳＴ６）は、通信可能な区間長の情報を制御信号として通信装置１−２に送る場合と、この区間長から送信パケット長を受信側（通信装置１−１）で求め、その送信パケット長の情報を通信装置１−２に送る場合の２通りある。

＜情報送信（ＳＴ３）：区間長情報を送る場合＞
区間長情報の送出ルートを図８では符号“Ｒ２”により示す。
通信可能な区間長の情報が、区間長決定部２２からパケット構成部１５に送られ、パケット構成部１５で通信可能な区間長の情報を含むパケットが構成され、変調器１６で変調され、送信アンプ１７で増幅され制御信号として送出される。

＜情報送信（ＳＴ３）：パケット長情報を送る場合＞
パケット長情報の生成および供給ルートを図８で符号“Ｒ３”により示す。
通信可能な区間長の情報が、区間長決定部２２からパケットサイズ決定部２３に送られ、パケットサイズ決定部２３で送信パケット長が決定される。
送信パケット長情報はパケット構成部１５に出力され、パケット構成部１５で送信パケット長情報を含むパケットが構成され、変調器１６で変調され、送信アンプ１７で増幅され制御信号として送出される。

＜通信装置１−２での処理（ＳＴ４〜ＳＴ６）＞
その後、通信装置１−２（図９）で、通信装置１−１（図８）が送信した制御信号が受信され復調されて、通信可能な区間長または送信パケット長の情報が検出される。この情報検出ルートを、図９に符号“Ｒ４”により示す。

具体的に、制御信号が図９の受信アンプ１１で増幅され、復調器１２でデジタルデータに復元され（ＳＴ４）、データ抽出部１３に送られる。データ抽出部で誤り検出が行われ、受信データが取り出される（ＳＴ５）。取り出されたデータはパケット処理部１４に送られる。
パケット処理部１４でパケットの送り先が確認され、通信可能な区間長または送信パケット長の情報が含まれるデータがパケットサイズ決定部２３に送られる。パケットサイズ決定部２３で、通信可能な区間長または送信パケット長の情報を基に送信パケット長が決定される。

このとき送られてきた情報が区間長の場合は、たとえば図６では７.５[ms]といった通信可能時間長の情報を取得できるので、パケットサイズ決定部２３が、この時間長に応じて適したパケット長に現在の設定されているパケット長を変更する。このときパケットが妨害区間Ｐｘにかかる確率が下がるように送信パケット長の変更が行われるのが基本である。ただし、変調方式や伝送速度が参酌され、パケットが妨害区間Ｐｘにかかる確率は減るが、その結果、データ伝送効率が低下しないように最適な伝送パケット長が決められる。
一方、送られていた情報が送信パケット長の場合は、上記変調方式や伝送速度を考慮して行う送信パケット長の決定は既に通信装置１−１側で実行されており、通信装置１−２のパケットサイズ決定部２３は、送られてきた送信パケット長をそのまま設定するのみとなる。

決定された送信パケット長はパケット構成部１５に出力され、パケット構成部１５は指定された送信パケット長に従って送信パケットを構成する。

以上の送信パケット長の決定と、その決定に基づく送信パケットの構成が、図１０のステップＳＴ６に相当する。
その後、上位層ブロック３０から送信データを受けるたびに、パケット構成部１５は決定されたパケット長でパケットを構成し、構成されたパケットは変調器１６および送信アンプ１７を経て送信信号として送信される。

なお、図１０のフローチャートに示す処理は基本的には無送信時、すなわちパケット送信と次のパケット送信の空いている時間を利用して行う。ただし起動時、すなわち、電源が入ったとき、あるいは、電源が入っているがモデム機能が停止している間にモデム機能が起動されたときに、この処理を１回行い、その後は無送信時に所定の周期で繰り返し行ってもよい。

本実施形態によれば、雑音およびインピーダンス変動によって妨害されない時間長（通信可能な区間長）を信号受信側で求め当該区間長を単独で送信するか、または、区間長から最適な送信パケット長を求め単独でまたは区間長とともに送り、それらの情報を用いて信号送信側の送信パケット長を制御することによって、伝送速度の低下を抑えることが可能となる。

《第２実施形態》
本実施形態では、第２通信装置が送信する際の送信パケット長を決定するために、第２通信装置が検査用の信号（以下、テスト信号）を送信し、これを第１通信装置が受信し、通信可能な区間長を観測し、その観測結果の情報を第２通信装置に送信することで伝送速度の低下を抑える。

図１３は、第１通信装置（本例では通信装置１−１）の回路ブロック図である。また、図１４は、第２通信装置（本例では通信装置１−２）の回路ブロック図である。
ここでは受信側の通信装置１−１と、送信側の通信装置１−２は、同じ回路構成を有する。なお、図１３は通信装置１−１の、図１４は通信装置１−２の動作説明のための信号または情報の流れを記載している。

図１３および図１４の各回路ブロックの基本的な機能は第１実施形態と共通する。ただし、送信パケット長を決定するためにテスト信号を送信する機能が第２通信装置１−２に付加されている。本実施形態では、通信装置１−１側が受信側となる場合もあることから、このテスト信号の送出機能を通信装置１−１も有している。
テスト信号は、通常のデータ信号や第１実施形態の制御信号（区間長情報またはパケット長情報）と送信ルートそのものは同じである。このテスト信号の生成および送信のためのルートを図１３では、符号“Ｒ５”により示す。

なお、図１３および図１４には、受信電力検出部２１および区間長決定部２２を有するが、これらは受信電力を基にパケットサイズ（送信パケット長）を決定するために必要なものである。
ただし、本実施形態では、第１実施形態とは異なる、テスト信号を用いるための構成および方法を採用しているため、本実施形態に限れば受信電力検出部２１を省略可能である。また、区間長決定部２２は、テスト信号に基づく区間長決定を行うため、その機能が第１実施形態と異なる。
なお、第１および第２実施形態の重複適用（その何れかのパケットサイズ決定法を選択して用いる方法）も可能であり、その場合、その構成（受信電力検出部２１）と機能（区間長決定部２２の検出値に基づく区間長決定機能）は必要である。その場合、第１実施形態の図１１および図１２に示すと同様な区間長決定のための構成および方法を選択して用いることができる。

本実施形態が第１実施形態と異なるのは、テスト信号を用いて送信パケット長を決定するための構成および方法である。
以下、第１実施形態と共通する点は説明を簡略化し、テスト信号を用いて送信パケット長を決定するための構成および方法を中心に説明する。この説明は図１５のフローチャートのステップごとに、他の図を参照しながら行う。

＜テスト信号送信（ＳＴ１１）＞
まず、通信装置１−２（図１４）のパケットサイズ決定部（第２情報決定部）２３が検査データをパケット構成部１５に出力する。パケット構成部１５が、この検査データから検査パケットを構成し、これを変調器１６に出力する。変調器１６は検査パケットによって搬送波に変調を施し、その結果生成されたテスト信号が送信アンプ１７を介して送出される。
本実施形態では、このときのテスト信号は、パケットサイズ（送信パケット長）が一種類のものでもよいが、そのサイズを変えたテスト信号とすることもできる。このテスト信号のデータは通信装置１−２内に保存され、それを読み出して用いるとよい。

＜テスト信号受信・誤り検出（ＳＴ１２）＞
通信装置１−２（図１４）が送信したテスト信号は通信装置１−１（図１３）によって受信される。
通信装置１−１の受信アンプ１１に入力されたテスト信号は復調器１２で復調され、データ抽出部１３に送られる。
データ抽出部１３では、データ抽出が行われ誤り検出が行われる。

＜情報決定（ＳＴ１３）＞
ステップＳＴ１３では、送信パケット長の変更のための情報として、通信可能な区間長が決定される。この処理は、誤り率をデータ抽出部１３から入力した区間長決定部２２が行う。
本実施形態における情報決定の仕方はテスト信号に基づくもので、電力検出値に基づく第１実施形態と異なる。

送られてくるテスト信号は、終始同一の長さのパケット長が送られてくる場合もあるし、途中でパケット長が切り替わる場合もある。とにかく、パケット長が一定でその受信周期が一定とみなされる場合、パケットごとの誤り率の時間分布を観測すると、電源周期に依存した雑音レベルが大きな環境下では、誤り率が高いまたは低いにほぼ一定周期の規則性が観測される。この誤り率の周期性は、パケット長およびその時間間隔がわかれば時間情報に換算可能である。パケット長およびその時間間隔はヘッダー部から検出可能であり、この検出結果と、上記誤り率変化の周期とから、連続通信が可能な区間長（時間長）をおおよそ知ることができる。

なお、電力を測定して雑音を観測する方法（第１実施形態）ではデータ伝送を停止区間で観測する必要がある。
これに対し本実施形態では、そのような必要は必ずしもない。つまり、本実施形態では通常のデータ信号をテスト信号として流用でき、その場合、データ伝送区間での誤り率等の観測が可能である。
言い換えると、誤り状況、誤り訂正回路の尤度情報を用いて通信可能タイミングを把握する本実施形態の方法では、送信開始前にパケット長やタイミングを知るためにはテスト信号が必要であるが、データ送信開始後であれば、データ信号の誤り情報や誤り訂正回路の尤度情報を利用して、パケット長変更のための情報を知ることも可能である。

この後の処理（図１５のＳＴ３〜ＳＴ６）は、第１実施形態の図１０のＳＴ３〜ＳＴ６と同じである。ここで同一処理は同一符号を付して、説明を簡略化する。
通信可能な区間長の情報を制御信号として通信装置１−２に送る場合と、この区間長から送信パケット長を受信側（通信装置１−１）で求め、その送信パケット長の情報を通信装置１−２に送る場合の２通りある。

区間長情報を送る場合、パケット長情報を送る場合の何れにおいても、通信装置１−２（図１４）では、通信装置１−１（図１３）が送信した制御信号が受信され、その情報が検出される。この情報検出ルートを、図１４の符号“Ｒ４”により示す。
具体的には、第１実施形態と同様に、図１４の受信アンプ１１、復調器１２、データ抽出部１３での各処理を経て、次のパケット処理部１４の送り先確認によって、通信可能な区間長等を含む情報がパケットサイズ決定部２３に送られ、そこで送信パケット長を決定した後、その決定に基づいてパケット構成部１５が送信パケットを構成する。
その後、上位層ブロック３０から送信データを受けるたびに、パケット構成部１５は決定されたパケット長でパケットを構成し、変調器１６および送信アンプ１７を経て、送信データを含む送信信号が送信される。このとき、通信装置１−１側で所定の通信可能な区間長に適合して送信パケットを受け取ることができるように、通信装置１−２から送る送信データのパケット長とその送信タイミングが適正に制御されたものとなる。

本実施形態の電力線通信システムによれば、第１実施形態と同様、雑音およびインピーダンス変動によって妨害されない時間長（通信可能な区間長）を信号受信側で求め当該区間長を単独で送信するか、または、区間長から最適な送信パケット長を求め単独でまたは区間長とともに送り、それらの情報を用いて信号送信側の送信パケット長を制御することによって、伝送速度の低下を抑えることが可能となる。
このときパケット長を変更する送信側（通信装置１−２）が必要なときにテスト信号を送出し、それにより制御が開始されることから、通信装置１−１ではテスト信号を受信したときのみ当該制御に必要な処理（図１５のＳＴ１２,ＳＴ１３,ＳＴ３）を実行するため、定期的に処理を行う場合に比べて効率がよいという利点がある。

《第３実施形態》
本実施形態は、通信装置１−２が送信する際の送信パケット長とタイミングを決定するために、通信装置１−１で受信電力を観測するとともに、交流電源周期のタイミングから送信タイミングを求め、それらの情報を通信装置１−２に送信することで伝送速度の低下を抑える。

図１６は、第１通信装置（本例では通信装置１−１）の回路ブロック図である。また、図１７は、第２通信装置（本例では通信装置１−２）の回路ブロック図である。
ここでは受信側の通信装置１−１と、送信側の通信装置１−２は、同じ回路構成を有する。なお、図１６は通信装置１−１の、図１７は通信装置１−２の動作説明のための信号または情報の流れを記載している。

図１７および図１８の各回路ブロックに関し、第１実施形態と共通するブロックは同一符号を付してその説明を省略する。
ただし、本実施形態では、交流（ＡＣ）電源の周期を検出するＡＣ周期検出部４０が追加されている。また、基本的な通常データの送受信の仕方は第１実施形態と共通するため、ここでは第１実施形態と異なる構成、および、それを用いた送信パケット長と送出タイミングの決定の方法とを、以下に説明する。
なお、本実施形態において図１０のフローチャートが適用できる。ただし本実施形態では、ステップＳＴ１の電力検出と並行にＡＣ周期検出のステップＳＴ７が実行される。

図１８に、区間長決定部２２の構成を受信電力検出部２１とともに示す。
図１８の区間長決定部２２は、比較器２２５と統計処理部２２６とを有する。統計処理部２２６は時計手段２２６Ａを備える。

受信電力検出部２１に、受信アンプ１１（図１４参照）からの受信信号Ｓ１１と、受信アンプ１１にゲインを指定する不図示の制御部からの自動ゲイン制御（ＡＧＣ）信号Ｓｇとが入力可能になっている。受信電力検出部２１は、検出した電力値（または信号レベルの絶対値）から、このＡＧＣ信号Ｓｇが示すゲインを参酌することよって正確な検出結果を得ることができる。

比較器２２５は、受信電力検出部２１からの検出値（電力値または信号レベルの絶対値）Ｓ２１を入力し、その値を所定の閾値Ｖt1と比較する。
より詳細に、比較器２２５は、受信電力検出部２１からの検出値Ｓ２１を入力し、例えば、入力されるクロックパルスで規定される所定の時間ステップごとに、検出値Ｓ２１のレベルが閾値Ｖt1より高いか否かを検出し、その結果をパルスとして出力する。

統計処理部２２６は、比較器２２５からの検出結果を入力し、統計処理する。時計手段２２６Ａは、電源周期の１／２ごとの各時刻情報を保有している。統計処理部２２６は、比較器２２５からのデータ（パルス）が生成されたときの時刻を記録し、この時刻ごとにパルスの度数を集計する。

図１９に、この集計結果の例を示す。
この集計結果は、図示のように、所定の時間ステップごとのヒストグラムを表す。そして、そのヒストグラムの分布が、図１２（Ｃ）の場合と同様に、時刻に応じて変わる雑音成分の大きさを表している。そして、電源周期に同期した雑音成分に応じて、その度数の塊が定期的に表れる分布となる。

第１実施形態で説明した図１１（Ａ）の構成では、通信装置１−１の通信機能を停止させないと計測ができないため無送信時等を利用して、この計測が行われる。
しかし、この図１８の場合、通信機能を電源周期の１／２以上停止する必要がない。時間情報を保持しているため最低でも電源周期の１／２で集計を行えば分布情報が得られる。

図１８に示す区間長決定部２２の構成は、時計手段２２６Ａが電源周期の情報を保有しているため、第１および第２実施形態においても適用できる。
ただし、本実施形態では図１６に示すようにＡＣ周期検出部４０を有するため現在の正確なＡＣ電源周期を検出して、その検出結果を基に統計処理を行うことも可能である。その場合、統計処理部２２６内の時計手段２２６Ａを省略するか、その保持情報の補正にＡＣ周期検出部４０の検出結果を用いることができる。

統計処理部２２６からは、単なる分布情報ではなく、比較器２２５が比較検出したデータ取得の時刻が、電源周期に対する時刻情報を伴って得られる。
そして、統計処理部２２６は、閾値Ｖt2に基づいて、図示のように通信可能な区間長を求める。この閾値Ｖt2は、図１１の構成では統計処理部２２４に入力され、その通信可能な区間長を求めるために用いられていたものと基本的には同じであり、閾値Ｖt1とともに変調方式に応じて変更可能である。

このようにして区間長決定部２２は、この求めた区間長と、ＡＣ周期検出部４０が検出したＡＣ電源周期の１８０度の範囲（ＡＣ基準タイミング情報Ｓ４０）との相対的時間の情報を得ることができる。
したがって区間長決定部２２は、この相対的時間情報から、通信可能な区間長内にパケットが常に収まるように、パケットの送出タイミング情報を求めることができる。この送出タイミングの情報が、通信可能な区間長の情報と共に、区間長決定部２２からパケット構成部１５に送られる。

一方、パケットサイズ決定部２３が、第１実施形態と同様に、区間長決定部２２から得た通信可能な区間長に適した送信パケット長を決め、これをパケット構成部１５に出力する。

この後の処理は、通信可能な区間長の情報を制御信号として通信装置１−２に送る場合と、この区間長から送信パケット長を受信側（通信装置１−１）で求め、その送信パケット長の情報を通信装置１−２に送る場合の２通りある。

これらの処理は、第１実施形態の＜情報送信（ＳＴ３）：区間長情報を送る場合＞、＜情報送信（ＳＴ３）：パケット長情報を送る場合＞の処理と基本的に共通するため、ここでの詳細な説明を省略する。
ただし本実施形態では、上記何れの場合でも、送信タイミングの情報を制御信号に付加して送ることができる。

送信タイミングの情報が制御信号に含まれて送られると、通信装置１−２（図１７）では、通信装置１−１（図１６）が送信した制御信号が受信され、その情報、すなわち区間長情報と送信タイミング情報、または、パケット長情報と送信タイミング情報が検出される。この情報検出ルートを、図１７の符号“Ｒ４”により示す。
具体的には、第１実施形態と同様に、図１７の受信アンプ１１、復調器１２、データ抽出部１３での各処理を経て、次のパケット処理部１４の送り先確認によって、通信可能な区間長等を含む情報がパケットサイズ決定部２３に送られ、そこで送信パケット長を決定した後、その決定に基づいてパケット構成部１５が送信パケットを構成する。
その後、上位層ブロック３０から送信データを受けるたびに、パケット構成部１５は決定されたパケット長でパケットを構成し、変調器１６および送信アンプ１７を経て、送信データを含む送信信号が送信される。

本実施形態の電力線通信システムによれば、第１実施形態と同様、雑音およびインピーダンス変動によって妨害されない時間長（通信可能な区間長）を信号受信側で求め当該区間長を単独で送信するか、または、区間長から最適な送信パケット長を求め単独でまたは区間長とともに送り、それらの情報を用いて信号送信側の送信パケット長を制御することによって、伝送速度の低下を抑えることが可能となる。
このとき本実施形態では、通信可能な区間長、送信パケット長、または、その双方の情報が送られる際に、その送信情報に送信タイミングの情報が添付され、制御情報として通信装置１−１から通信装置１−２に送信される。このため、通信装置１−２は、受信側（通信装置１−１）で雑音が少ない区間に受信できるタイミングでパケット（送信信号）の送出を行うことができる。
以上より、本システムでは、雑音によって妨害されない時間長とタイミングを求め、最適な送信パケット長を用いて、妨害のないタイミングでパケットを送信することによって、第１実施形態よりさらに伝送速度の低下を抑えることが可能となる。

《第４実施形態》
本実施形態は、送信タイミングの情報をＡＣ電源周期の検出結果から発生し、その情報から送信パケットの送出タイミングを制御するという第３実施形態の手法を、テスト信号による送信パケットサイズの制御手法（第２実施形態）に追加適用した場合に関する。
つまり、本実施形態では、通信装置１−２が送信する際の送信パケット長を決定するために、通信装置１−２が検査用の信号（テスト信号）を送信し、これを通信装置１−１が受信し、通信可能な区間長を観測するとともに、交流電源周期のタイミングから送信タイミングを求め、それらの情報を通信装置１−２に送信することで伝送速度の低下を抑える。

図２０は、第１通信装置（本例では通信装置１−１）の回路ブロック図である。また、図２１は、第２通信装置（本例では通信装置１−２）の回路ブロック図である。
ここでは受信側の通信装置１−１と、送信側の通信装置１−２は、同じ回路構成を有する。なお、図２０は通信装置１−１の、図２１は通信装置１−２の動作説明のための信号または情報の流れを記載している。

本実施形態が第１実施形態と異なるのは、テスト信号を用いて通信可能な区間長を決定し、必要なら、区間長に基づいて送信パケット長を決定し、その区間長または送信パケット長の情報に添付すべき情報として、ＡＣ周期の検出結果から送出タイミングを決定するための構成および方法である。
以下、第１実施形態を説明するにあたり、図２０および図２１で第１実施形態と共通する回路ブロックは同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態は、第２実施形態と同様、送信パケット長を決定するためにテスト信号を送信する機能を第２通信装置１−２が有する。この機能は、通信装置１−１側が受信側となる場合もあることから、通信装置１−１も有している。
テスト信号は、通常のデータ信号や第１実施形態の制御信号（区間長情報またはパケット長情報）と送信ルートそのものは同じである。このテスト信号の生成および送信のためのルートを図２１では、符号“Ｒ５”により示す。

なお、図２０および図２１には、受信電力検出部２１および区間長決定部２２を有するが、これらは受信電力を基にパケットサイズ（送信パケット長）を決定するために必要なものである。
ただし、本実施形態では、第１実施形態とは異なる、テスト信号を用いるための構成および方法を採用しているため、本実施形態に限れば受信電力検出部２１を省略可能である。また、区間長決定部２２は、テスト信号に基づく区間長決定を行うため、その機能が第１実施形態と異なる。
また、本実施形態において図１５のフローチャートが適用できる。ただし本実施形態では、ステップＳＴ１２で通信装置１−１がテスト信号を受信してから誤り検出を行う受信処理と並列に、ＡＣ周期検出のステップＳＴ７が実行される。

本実施形態の通信装置１−１は、第３実施形態と同様、交流（ＡＣ）電源の周期を検出するＡＣ周期検出部４０を有する。
ＡＣ周期検出部４０は、交流電源を入力し、そのＡＣ周期を検出して、区間長決定部２２に出力する回路ブロックである。
ＡＣ周期検出部４０は、例えば区間長決定部２２等と同期したクロックパルスで動作し、そのクロックパルスによる時間領域においてＡＣ周期の時間長を検出し、その時間情報を、クロックパルスに同期させて区間長決定部２２に出力する（図１０のＳＴ７）。そのため、このＡＣ周期検出部４０からの出力を受けた区間長決定部２２は、当該出力をＡＣ電源の周期（１８０度間隔）の基準タイミングとして利用できる。

本実施形態に適用可能な区間長決定部２２は、テスト信号に基づいて通信可能な区間長を求めるため、第３実施形態の説明に用いた図１８とは異なる。

つぎに、図１５の処理手順を説明する。
まず、通信装置１−２が、第２実施形態の＜テスト信号送信（ＳＴ１１）＞と同様にしてテスト信号を送信し、これを受信した通信装置１−１が、第２実施形態の＜テスト信号受信・誤り検出（ＳＴ１２）＞と同様にして受信し、データ抽出後に誤り検出が行われる。

たとえば、このテスト信号の受信を契機に、通信装置１−２は図１５のステップＳＴ７にてＡＣ周期検出を実行する。なお、このＡＣ周期検出は常時行っていてもよいが、テスト信号の受信に応じてＡＣ周期検出部４０を起動すると効率が良く、望ましい。
この後の処理（図１５のＳＴ３〜ＳＴ６）は、第１実施形態の図１０のＳＴ３〜ＳＴ６と同じである。ここで同一処理は同一符号を付して、説明を簡略化する。
通信可能な区間長の情報を制御信号として通信装置１−２に送る場合と、この区間長から送信パケット長を受信側（通信装置１−１）で求め、その送信パケット長の情報を通信装置１−２に送る場合の２通りある。

区間長情報を送る場合、パケット長情報を送る場合の何れにおいても、通信装置１−２（図２１）では、通信装置１−１（図２０）が送信した制御信号が受信され、その情報が検出される。この情報検出ルートを、図２１の符号“Ｒ４”により示す。
具体的には、第１実施形態と同様に、図２１の受信アンプ１１、復調器１２、データ抽出部１３での各処理を経て、次のパケット処理部１４の送り先確認によって、通信可能な区間長等を含む情報がパケットサイズ決定部２３に送られ、そこで送信パケット長を決定した後、その決定に基づいてパケット構成部１５が送信パケットを構成する。
その後、上位層ブロック３０から送信データを受けるたびに、パケット構成部１５は決定されたパケット長でパケットを構成し、変調器１６および送信アンプ１７を経て、送信データを含む送信信号が送信される。このとき、通信装置１−１側で所定の通信可能な区間長に適合して送信パケットを受け取ることができるように、通信装置１−２から送る送信データのパケット長とその送信タイミングが適正に制御されたものとなる。

本実施形態の電力線通信システムによれば、第１実施形態と同様、雑音およびインピーダンス変動によって妨害されない時間長（通信可能な区間長）を信号受信側で求め当該区間長を単独で送信するか、または、区間長から最適な送信パケット長を求め単独でまたは区間長とともに送り、それらの情報を用いて信号送信側の送信パケット長を制御することによって、伝送速度の低下を抑えることが可能となる。
このときパケット長を変更する送信側（通信装置１−２）が必要なときにテスト信号を送出し、それにより制御が開始されることから、通信装置１−１ではテスト信号を受信したときのみ当該制御に必要な処理（図１５のＳＴ１２,ＳＴ１３,ＳＴ３）を実行するため、定期的に処理を行う場合に比べて効率がよいという第２実施形態と同様な利点がある。
さらに、通信可能な区間長、送信パケット長、または、その双方の情報が送られる際に、その送信情報に送信タイミングの情報が添付され、制御情報として通信装置１−１から通信装置１−２に送信される。このため、通信装置１−２は、受信側（通信装置１−１）で雑音が少ない区間に受信できるタイミングでパケット（送信信号）の送出を行うことができるという第３実施形態と同様な利点がある。
以上より、本システムでは、雑音およびインピーダンス変動によって妨害されない時間長とタイミングを求め、最適な送信パケット長を用いて、妨害のないタイミングでパケットを送信することによって、伝送速度の低下を抑えることが可能となる。

本発明の実施形態で電力線通信の機器接続形態を示す図である。本発明の実施形態で電力線通信装置の妨害源を説明する図である。（Ａ）は雑音が重畳されている電灯線の交流電源波形図、（Ｂ）はその雑音成分を拡大表示する波形図である。電灯線のインピーダンスが変動する場合の電力線通信装置の受信波形図である。妨害のある場合と無い場合について伝送速度を比較して示すグラフである。周期的な妨害を受けた場合の通信可能区間と送信パケット長との関係を示す図である。電源半周期に対して６種類の異なるタイミングでパケットを送信するときの図６と同様な図である。第１実施形態における第１通信装置の回路ブロック図である。第１実施形態における第２通信装置の回路ブロック図である。第１および第３実施形態の処理手順を示すフローチャートである。第１および第３実施形態に用いることが可能な区間長決定部の回路ブロック図である。（Ａ）は受信電力検出部の検出値、（Ｂ）は図１１の比較器出力、（Ｃ）は統計処理後のデジタルデータの度数について、各々時間変化を示すグラフである。第２実施形態における第１通信装置の回路ブロック図である。第２実施形態における第２通信装置の回路ブロック図である。第２および第４実施形態の処理手順を示すフローチャートである。第３実施形態における第１通信装置の回路ブロック図である。第３実施形態における第２通信装置の回路ブロック図である。第１〜第４実施形態に用いることが可能な区間長決定部の回路ブロック図である。図１８の区間長決定部が行う統計処理の結果を示すグラフである。第４実施形態における第１通信装置の回路ブロック図である。第４実施形態における第２通信装置の回路ブロック図である。

符号の説明

１−１,１−２…通信装置、１１…受信アンプ、１２…復調器、１３…データ抽出部、１４…パケット処理部、１５…パケット構成部、１６…変調器、１７…送信アンプ、２１…受信電力検出部、２２…区間長決定部、２３…パケットサイズ決定部、４０…ＡＣ周期検出部

Claims

電力線通信網を介して通信可能な第１通信装置と第２通信装置を備え、
前記第１通信装置は、
前記電力線通信網からの受信信号を受信し処理する第１受信処理部と、
前記第１受信処理部から入力される前記受信信号のレベルの絶対値または電力を検出する受信電力検出部と、
前記受信電力検出部からの検出値の時間周期情報に応じてパケットサイズを変更するための情報を決定する情報決定部と、
前記情報を含む制御信号を発生し、当該制御信号を送信する第１送信処理部と
を有し、
前記第２通信装置は、
前記第１通信装置からの前記制御信号を受信し前記情報を抽出する処理を行う第２受信処理部と、
前記第２受信処理部で抽出される前記情報に基づいて送信パケットサイズを調整することが可能に構成されている第２送信処理部と
を有する電力線通信システム。
前記情報決定部に、連続通信が可能な区間長を決定する区間長決定部を含み、
前記第１通信処理部は、前記区間長の情報を含む前記制御信号を発生し、当該制御信号を前記第２通信装置に送信する
請求項１に記載の電力線通信システム。
前記情報決定部は、
連続通信が可能な区間長を決定する区間長決定部と、
前記区間長に基づいてパケットサイズを決定するパケットサイズ決定部と
を含み、
前記第１送信処理部は、前記区間長および前記パケットサイズの情報を含む前記制御信号を発生し、当該制御信号を前記第２通信装置に送信する
請求項１に記載の電力線通信システム。
前記第１通信装置は、当該第１通信装置に入力される交流電源の周期を検出する交流電源周期検出部をさらに有し、
前記区間長決定部は、前記区間長を決定するとともに、前記交流電源の周期を基準にパケットの送出タイミングの情報を求め、
前記第１送信処理部は、前記区間長および前記送出タイミングの情報を含む前記制御信号を発生し、当該制御信号を前記第２通信装置に送信し、
前記第２通信装置の前記第２受信処理部は、受信した制御信号から前記区間長および前記送出タイミングの情報を抽出し、
前記第２送信処理部は、前記第２受信処理部が抽出した情報に基づいて送信パケットのサイズと送出タイミングを調整することが可能に構成されている
請求項２に記載の電力線通信システム。
前記第１通信装置は、当該第１通信装置に入力される交流電源の周期を検出する交流電源周期検出部をさらに有し、
前記区間長決定部は、前記区間長を決定するとともに、前記交流電源の周期を基準にパケットの送出タイミングの情報を求め、
前記パケットサイズ決定部は、前記区間長決定部からの前記区間長に基づいて前記パケットサイズの情報を決定し、
前記第１送信処理部は、前記区間長および前記送出タイミングの情報、または、前記パケットサイズおよび前記送出タイミングの情報を含む前記制御信号を発生し、当該制御信号を前記第２通信装置に送信し、
前記第２通信装置の前記第２受信処理部は、受信した制御信号から前記区間長および前記送出タイミングの情報、または、前記パケットサイズおよび前記送出タイミングの情報を抽出し、
前記第２送信処理部は、前記第２受信処理部が抽出した情報に基づいて送信パケットのサイズと送出タイミングを調整することが可能に構成されている
請求項３に記載の電力線通信システム。
電力線通信網を介して通信可能な第１通信装置と第２通信装置を備え、
前記第２通信装置は、
第２受信処理部と、
テスト信号を発生する処理を行い、当該テスト信号を送信する第２送信処理部と
を有し、
前記第１通信装置は、
前記第２通信装置からの前記テスト信号を受信し、誤り検出処理する第１受信処理部と、
前記第１受信処理部からの前記テスト信号の誤り率からパケットサイズを変更するための情報を決定する情報決定部と、
前記情報を含む制御信号を発生し送信する第１送信処理部と
を有し、
前記第２通信装置は、前記第２受信処理部で前記制御信号を受信して前記情報を抽出する処理を行い、前記第２受信処理部によって抽出される情報に基づいて前記第２送信処理部で送信パケットサイズを調整することが可能に構成されている
電力線通信システム。
前記情報決定部に、前記テスト信号のパケットごとに求められる誤り率の変動情報と当該パケットのサイズ情報に基づいて、連続通信が可能な区間長を決定する区間長決定部を含み、
前記第１通信処理部は、前記区間長の情報を含む前記制御信号を発生し、当該制御信号を前記第２通信装置に送信する
請求項６に記載の電力線通信システム。
前記情報決定部は、
前記テスト信号のパケットごとに求められる誤り率の変動情報と当該パケットのサイズ情報に基づいて、連続通信が可能な区間長を決定する区間長決定部と、
前記区間長に基づいてパケットサイズを決定するパケットサイズ決定部と
を含み、
前記第１送信処理部は、前記区間長および前記パケットサイズの情報を含む前記制御信号を発生し、当該制御信号を前記第２通信装置に送信する
請求項６に記載の電力線通信システム。
前記第１通信装置は、当該第１通信装置に入力される交流電源の周期を検出する交流電源周期検出部をさらに有し、
前記区間長決定部は、前記区間長を決定するとともに、前記交流電源の周期を基準にパケットの送出タイミングの情報を求め、
前記第１送信処理部は、前記区間長および前記送出タイミングの情報を含む前記制御信号を発生し、当該制御信号を前記第２通信装置に送信し、
前記第２通信装置の前記第２受信処理部は、受信した制御信号から前記区間長および前記送出タイミングの情報を抽出し、
前記第２送信処理部は、前記第２受信処理部が抽出した情報に基づいて送信パケットのサイズと送出タイミングを調整することが可能に構成されている
請求項７に記載の電力線通信システム。
前記第１通信装置は、当該第１通信装置に入力される交流電源の周期を検出する交流電源周期検出部をさらに有し、
前記区間長決定部は、前記区間長を決定するとともに、前記交流電源の周期を基準にパケットの送出タイミングの情報を求め、
前記パケットサイズ決定部は、前記区間長決定部からの前記区間長に基づいて前記パケットサイズの情報を決定し、
前記第１送信処理部は、前記区間長および前記送出タイミングの情報、または、前記パケットサイズおよび前記送出タイミングの情報を含む前記制御信号を発生し、当該制御信号を前記第２通信装置に送信し、
前記第２通信装置の前記第２受信処理部は、受信した制御信号から前記区間長および前記送出タイミングの情報、または、前記パケットサイズおよび前記送出タイミングの情報を抽出し、
前記第２送信処理部は、前記第２受信処理部が抽出した情報に基づいて送信パケットのサイズと送出タイミングを調整することが可能に構成されている
請求項８に記載の電力線通信システム。
電力線通信網を介して信号を送受信可能な電力線通信方法であって、
前記信号の受信側ステップに、
受信信号のレベルの絶対値または電力を検出する第１ステップと、
前記第１ステップでの検出値の時間周期情報に応じてパケットサイズを変更するための情報を決定する第２ステップと、
前記情報を含む制御信号を発生し、当該制御信号を送信する第３ステップと
を含み、
前記信号の送信側ステップに、
前記制御信号を受信し前記情報を抽出する第４ステップと、
前記第４ステップで抽出される前記情報に基づいて前記信号の送信パケットのサイズを変更可能な第５ステップと
を含む電力線通信方法。
前記受信側ステップに、入力される交流電源の周期を検出する第６ステップを含み、
前記第２ステップでは、連続通信が可能な区間長を決定するとともに、前記交流電源の周期を基準にパケットの送出タイミングの情報を求め、
前記第３ステップでは、前記区間長および前記送出タイミングの情報を含む前記制御信号を発生し、当該制御信号を送信し、
前記第４ステップでは、受信した制御信号から前記区間長および前記送出タイミングの情報を抽出し、
前記第５ステップでは、抽出される情報に基づいて前記送信パケットのサイズと送出タイミングを調整することが可能な
請求項１１に記載の電力線通信方法。
前記受信側ステップに、入力される交流電源の周期を検出する第６ステップを含み、
前記第２ステップでは、連続通信が可能な区間長を決定し、当該区間長に基づいてパケットサイズを決定するとともに、前記交流電源の周期を基準にパケットの送出タイミングの情報を求め、
前記第３ステップでは、前記区間長および前記送出タイミングの情報、または、前記パケットサイズおよび前記送出タイミングの情報を含む前記制御信号を発生し、当該制御信号を送信し、
前記第４ステップでは、受信した制御信号から前記区間長および前記送出タイミングの情報、または、前記パケットサイズおよび前記送出タイミングの情報を抽出し、
前記第５ステップでは、抽出される情報に基づいて前記送信パケットのサイズと送出タイミングを調整することが可能な
請求項１１に記載の電力線通信方法。
電力線通信網を介して信号を送受信可能な電力線通信方法であって、
前記信号の送信側ステップに、テスト信号を発生し、当該テスト信号を送信する第１ステップを有し、
前記信号の受信側に、
前記テスト信号を受信し、誤り検出処理する第２ステップと、
前記テスト信号の誤り率からパケットサイズを変更するための情報を決定する第３ステップと、
前記情報を含む制御信号を発生し送信する第４ステップと
を有し、
前記信号の送信側ステップに、
前記制御信号を受信して前記情報を抽出する第５ステップと、
抽出される前記情報に基づいて前記信号の送信パケットサイズを調整する第６ステップと
を有する電力線通信方法。
前記受信側ステップに、入力される交流電源の周期を検出する第７ステップを含み、
前記第３ステップでは、前記テスト信号のパケットごとに求められる誤り率の変動情報と当該パケットのサイズ情報に基づいて、連続通信が可能な区間長を決定するとともに、前記交流電源の周期を基準にパケットの送出タイミングの情報を求め、
前記第４ステップでは、前記区間長および前記送出タイミングの情報を含む前記制御信号を発生し、当該制御信号を送信し、
前記第５ステップでは、受信した制御信号から前記区間長および前記送出タイミングの情報を抽出し、
前記第６ステップでは、抽出される情報に基づいて前記送信パケットのサイズと送出タイミングを調整することが可能な
請求項１４に記載の電力線通信方法。
前記受信側ステップに、入力される交流電源の周期を検出する第７ステップを含み、
前記第３ステップでは、前記テスト信号のパケットごとに求められる誤り率の変動情報と当該パケットのサイズ情報に基づいて、連続通信が可能な区間長を決定し、当該区間長に基づいてパケットサイズを決定するとともに、前記交流電源の周期を基準にパケットの送出タイミングの情報を求め、
前記第４ステップでは、前記区間長および前記送出タイミングの情報、または、前記パケットサイズおよび前記送出タイミングの情報を含む前記制御信号を発生し、当該制御信号を送信し、
前記第５ステップでは、受信した制御信号から前記区間長および前記送出タイミングの情報、または、前記パケットサイズおよび前記送出タイミングの情報を抽出し、
前記第６ステップでは、抽出される情報に基づいて前記送信パケットのサイズと送出タイミングを調整することが可能な
請求項１４に記載の電力線通信方法。