JP2008543117A - システム間共存を可能とする通信装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
家にあるユーザが利用するPC201は、イーサネット(登録商標)211を経由してブロードバンドルータ202に接続され、そこからアクセス回線212を経てインターネット222に接続される。アクセス回線212としては、一般的にはADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)やFTTH(Fiber To The Home)等が用いられている。ここで、アクセス回線212が家の中に引き込まれる場所とPC201がある部屋とは、異なっている場合が多い。その場合、ブロードバンドルータ202からPC201まで、イーサネット(登録商標)211のケーブルを引き回さなければならないという問題が発生する。
家にあるユーザが利用するPC301は、イーサネット(登録商標)311でP/E変換アダプタ303と接続され、このP/E変換アダプタ303からコンセントを経由して宅内電力線314に接続される。ブロードバンドルータ302側のP/E変換アダプタ304まで電力線通信によってデータが転送される。P/E変換アダプタ304は、イーサネット(登録商標)313を介してブロードバンドルータ302に接続され、ブロードバンドルータ302は、アクセス回線312を経てインターネット322に接続される。
一方、電力線通信を用いたアクセスシステムとは、宅内から屋外の電柱に配置された柱上トランスまでの低圧配電線412と宅内電力線411とを伝送媒体とし、宅内に設置された宅内機403と屋外に設置された機器とによって構成される通信ネットワークである。場合によっては、柱上トランスから変電所に向かう中圧配電線413が、通信ネットワークに含まれることもある。アクセスシステムは、宅内機403からインターネットへの接続ポイントまでが構成範囲であり、ブロードバンドインターネットサービス、音声サービス(VoIP)及び映像サービス(IPTV,IP放送)等に利用される。
また、ビルや集合住宅に電力線通信によるアクセスシステムクを適用した場合、ビル内の各部屋又は集合住宅内の各戸に設置された宅内機から、ビル内や集合住宅内の配電線までが、アクセスシステムの構成となる。
例えば、特許文献1では、OFDM方式を採用する通信端末が、特定のサブキャリアのみを利用してフレーム同期信号を含む信号を送受信する。そして、通信端末が、この信号を利用してアクセスシステム基地局と宅内システム基地局とが同期を取った上で、アクセスシステム基地局が宅内システムに対して時間スロットを割り当てる。これによって、アクセスシステムと宅内システムとが時間領域で共存しながら、複数の家庭で共用されることが想定されるアクセスシステムが、宅内システムよりも優先的に電力線通信媒体を利用することを可能としている。
通信におけるQoSは、データ伝送レートや許容可能な最大伝送遅延等によって表現される。アプリケーションとしては、高いデータ伝送レートを確保しなければならないが比較的遅延を許容することができるAVストリーム伝送と、データ伝送レートは低いが遅延要件が厳しい双方向音声データ伝送とが、一般的である。さらには、比較的高い伝送レートと厳しい遅延要件とを両立させなければならない高品位テレビ電話等といったアプリケーションも考えられる。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電力線通信システムの構成例を示す図である。この図1は、アクセス系通信システムA、宅内系通信システムB及びCが定義されている例である。アクセス系通信システムAは、公衆通信等の周波数帯域の使用優先度が高い電力線通信システムであり、宅内に配線された電力線、宅内から電柱にある柱上トランスまでの低圧配電線、及び柱上トランスから変電所までの中圧配電線を利用する。宅内系通信システムA及びBは、宅内通信等の周波数帯域の使用優先度が比較的低い電力線通信システムであり、共に宅内に配線された電力線を利用する。
この方法では、例えば図6に示すような定義テーブルを予め作成しておく。この定義テーブルは、スロットH1、H2、H3、及びH4のビット値と、使用周波数帯域とが対応付けられたものである。例えば、アクセス系通信システムAが実際に使用する周波数帯域の上限が12MHz(サブチャネル#1〜#5)であれば、時間スロットH1、H2、H3及びH4にそれぞれビット1、1、0及び0を設定するのである。
図8は、アクセス系コントローラA1の構成例を示す図である。図8に示すアクセス系コントローラA1は、データ通信を行うための構成であるフレーム送信部81、フレーム受信部82、通信制御部83及びデータ送受信I/F部84と、共存制御を行うための構成である共存信号送信部85、共存信号生成部86、ゼロクロス点検出部87、共存信号送信I/F部88及び共存制御部89とに、大別される。
また、アクセス系コントローラA1は、アクセス系宅内機A2や柱上トランス等に内蔵されていてもよい。また、アクセス系宅内機A2を宅外低圧配電線上に配して、アクセス系宅内機A2に宅内系通信システムの通信機能を持たせてもよい。
上記第1の実施形態では、時間−周波数マトリクス構成の共存信号を用いた場合を説明した。この第2の実施形態では、もう少し簡単な時間マトリクス構成の共存信号を用いた場合を説明する。なお、第2の実施形態に係る電力線通信システムの構成例は、図1と同じであるので省略する。
上記第1及び第2の実施形態では、現実的かつ高効率を目的とした高性能の共存制御方法を説明した。下記の第3の実施形態では、もっと簡易な共存制御方法を説明する。
図13は、第3の実施形態に係る電力線通信システムの構成例を示す図である。この図13は、アクセス系通信システムA及び宅内系通信システムBのみが定義されている例である。
宅内系通信システムBは、アクセス系通信システムAから受信する共存信号を確認し、アクセス系通信システムAが未使用のサブチャネルから自己が占有するサブチャネルを決定する。アクセス系通信システムAが存在しなければ、宅内系通信システムBは、全てのサブチャネルを使用することができる。
もちろん、この第3の実施形態において、アクセス系通信システムAと宅内系通信システムBとの間で行っている共存制御を、図17に示す宅内系通信システムBと宅内系通信システムCとの間に同様に適用可能である。
また、集積回路化の手法は、LSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、LSI製造後にプログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別の技術により、LSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
従来の電力線通信に比べ、上記のコンテンツ暗号化による著作権保護機能や、本発明の効果である効率的な通信メディアの利用、さらにはQoS機能を実装することによって、電力線を用いた高品質なAVコンテンツの伝送が可能となる。
Claims (26)
- 周波数帯域を使用する権利の優先順序が予め定められた複数の通信システムが同一の通信媒体上で共存するシステムにおける、最優先の使用権利を有する通信システム(A)に属する通信装置(A1)であって、
前記通信システム(A)が占有使用する周波数を示した共存信号を生成する共存信号生成部(86)と、
前記共存信号を他の通信システムに送信する共存信号送信部(85)とを備える、通信システム(A)に属する通信装置(A1)。 - 前記周波数帯域が第1〜第Nのサブチャネルに分割されており、
前記共存信号生成部(86)は、第1のサブチャネルから第Rのサブチャネルまで(1≦R≦N)又は第Sのサブチャネルから第Nのサブチャネルまで(1≦S≦N)を、占有使用することを示す共存信号を生成することを特徴とする、請求項1に記載の通信システム(A)に属する通信装置(A1)。 - 前記第1〜第Nのサブチャネルが、全て同じ周波数幅であることを特徴とする、、請求項2に記載の通信システム(A)に属する通信装置(A1)。
- 前記第1〜第Nのサブチャネルが、前記通信システム(A)と前記他の通信システムとが共に使用可能なサブチャネルと、前記他の通信システムのみが使用可能なサブチャネルとに、分けられていることを特徴とする、請求項2に記載の通信システム(A)に属する通信装置(A1)。
- 前記他の通信システムのみが使用可能なサブチャネルの数が、1つであることを特徴とする、請求項4に記載の通信システム(A)に属する通信装置(A1)。
- 前記通信システム(A)と前記他の通信システムとが共に使用可能なサブチャネルには、前記周波数帯域の1/2が割り当てられていることを特徴とする、請求項4に記載の通信システム(A)に属する通信装置(A1)。
- データ通信のための期間が複数の時間スロットに分割されており、
前記共存信号生成部(86)は、使用するサブチャネルと時間スロットとを同時に指定するマトリクス構造を有する共存信号を生成することを特徴とする、請求項2に記載の通信システム(A)に属する通信装置(A1)。 - 前記共存信号生成部(86)は、第1又は第Nのサブチャネルのどちら側を使用するのかを指定する1ビットと、第1又は第Nのサブチャネルを基点に使用するサブキャリアの数を指定する複数ビットとで構成される、共存信号を生成することを特徴とする、請求項2に記載の通信システム(A)に属する通信装置(A1)。
- 前記通信システム(A)が利用する通信媒体が電力線であることを特徴とする、請求項1に記載の通信システム(A)に属する通信装置(A1)。
- 前記通信システム(A)が利用する通信媒体が無線であることを特徴とする、請求項1に記載の通信システム(A)に属する通信装置(A1)。
- 前記通信システム(A)がアクセスシステムに利用されるシステムであり、前記他の通信システムが宅内システムに利用されるシステムであることを特徴とする、請求項1に記載の通信システム(A)に属する通信装置(A1)。
- 周波数帯域を使用する権利の優先順序が予め定められた複数の通信システムが同一の通信媒体上で共存するシステムにおける、最優先以外の使用権利を有する通信システム(B)に属する通信装置(B1)であって、
最優先の使用権利を有する通信システム(A)から、当該通信システム(A)が占有使用する周波数を示した共存信号を受信する共存信号受信部(95a)と、
前記共存信号において示された周波数以外で前記通信システム(B)が占有使用する周波数を決定し、当該決定した周波数を示す第2の共存信号を生成する共存信号生成部(96)と、
前記第2の共存信号を他の通信システムに送信する共存信号送信部(95b)とを備える、通信システム(B)に属する通信装置(B1)。 - 前記周波数帯域が第1〜第Nのサブチャネルに分割されており、
前記共存信号受信部(95a)は、第1のサブチャネルから第Rのサブチャネルまで(1≦R≦N)の周波数又は第Sのサブチャネルから第Nのサブチャネルまで(1≦S≦N)の周波数を占有使用することを示す共存信号を、前記通信システム(A)から受信することを特徴とする、請求項12に記載の通信システム(B)に属する通信装置(B1)。 - 前記第1〜第Nのサブチャネルが、全て同じ周波数幅であることを特徴とする、請求項13に記載の通信システム(B)に属する通信装置(B1)。
- 前記第1〜第Nのサブチャネルが、前記通信システム(A)と前記他の通信システムとが共に使用可能なサブチャネルと、前記他の通信システムのみが使用可能なサブチャネルとに、分けられていることを特徴とする、請求項13に記載の通信システム(B)に属する通信装置(B1)。
- 前記他の通信システムのみが使用可能なサブチャネルの数が、1つであることを特徴とする、請求項15に記載の通信システム(B)に属する通信装置(B1)。
- 前記通信システム(A)と前記他の通信システムとが共に使用可能なサブチャネルには、前記周波数帯域の1/2が割り当てられていることを特徴とする、請求項15に記載の通信システム(B)に属する通信装置(B1)。
- データ通信のための期間が複数の時間スロットに分割されており、
前記共存信号受信部(95a)は、使用するサブチャネルと時間スロットとを同時に指定するマトリクス構造を有する第2の共存信号を、前記通信システム(A)から受信し、
前記共存信号生成部(96)は、前記共存信号において示された周波数以外で前記通信システム(B)が占有使用する周波数を決定し、当該決定した周波数をマトリクス構造で示す第2の共存信号を生成することを特徴とする、請求項13に記載の通信システム(B)に属する通信装置(B1)。 - 前記共存信号生成部(96)は、第1又は第Nのサブチャネルのどちら側を使用するのかを指定する1ビットと、第1又は第Nのサブチャネルを基点に使用するサブキャリアの数を指定する複数ビットとで構成される、第2の共存信号を生成することを特徴とする、請求項13に記載の通信システム(B)に属する通信装置(B1)。
- 前記通信システム(B)が利用する通信媒体が電力線であることを特徴とする、請求項12に記載の通信システム(B)に属する通信装置(B1)。
- 前記通信システム(B)が利用する通信媒体が無線であることを特徴とする、請求項12に記載の通信システム(B)に属する通信装置(B1)。
- 前記通信システム(B)がアクセスシステムに利用されるシステムであり、前記他の通信システムが宅内システムに利用されるシステムであることを特徴とする、請求項12に記載の通信システム(B)に属する通信装置(B1)。
- 周波数帯域を使用する最優先の使用権利を有する通信システム(A)と最優先以外の使用権利を有する通信システム(B)とが少なくとも、同一の通信媒体上で共存するシステムであって、
前記通信システム(A)に属する通信装置(A1)は、
前記通信システム(A)が占有使用する周波数を示した共存信号を生成する共存信号生成部(86)と、
前記共存信号を他の通信システムに送信する共存信号送信部(85)とを備え、
前記通信システム(B)に属する通信装置(B1)は、
前記通信システム(A)から前記共存信号を受信する共存信号受信部(95a)と、
前記共存信号において示された周波数以外で前記通信システム(B)が占有使用する周波数を決定し、当該決定した周波数を示す第2の共存信号を生成する共存信号生成部(96)と、
前記第2の共存信号を他の通信システムに送信する共存信号送信部(95b)とを備える、システム。 - 周波数帯域を使用する最優先の使用権利を有する通信システム(A)と最優先以外の使用権利を有する通信システム(B)とが少なくとも、同一の通信媒体上で共存するシステムで実行される共存制御方法であって、
前記通信システム(A)に属する通信装置(A1)が、
前記通信システム(A)が占有使用する周波数を示した共存信号を生成し、
前記共存信号を他の通信システムに送信し、
前記通信システム(B)に属する通信装置(B1)が、
前記通信システム(A)から前記共存信号を受信し、
前記共存信号において示された周波数以外で前記通信システム(B)が占有使用する周波数を決定し、当該決定した周波数を示す第2の共存信号を生成し、
前記第2の共存信号を他の通信システムに送信する、共存制御方法。 - 周波数帯域を使用する権利の優先順序が予め定められた複数の通信システムが同一の通信媒体上で共存するシステムにおける、最優先の使用権利を有する通信システム(A)に属する通信装置(A1)に用いられる集積回路であって、
前記通信システム(A)が占有使用する周波数を示した共存信号を生成する共存信号生成部(86)、及び
前記共存信号を他の通信システムに送信する共存信号送信部(86)として機能する回路を集積する、集積回路。 - 周波数帯域を使用する権利の優先順序が予め定められた複数の通信システムが同一の通信媒体上で共存するシステムにおける、最優先以外の使用権利を有する通信システム(B)に属する通信装置(B1)に用いられる集積回路であって、
最優先の使用権利を有する通信システム(A)から、当該通信システム(A)が占有使用する周波数を示した共存信号を受信する共存信号受信部(95a)、
前記共存信号において示された周波数以外で前記通信システム(B)が占有使用する周波数を決定し、当該決定した周波数を示す第2の共存信号を生成する共存信号生成部(96)、及び
前記第2の共存信号を他の通信システムに送信する共存信号送信部(95b)として機能する回路を集積する、集積回路。
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