JP2010088079A - 電力線搬送通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低周波数帯域を用い、遠方まで確実にデータを届けることと、高速大容量データ通信とを両立できる電力線搬送通信装置を提供する。
【解決手段】電力線搬送通信装置１は、搬送波信号の変調に用いる変調方式を複数の変調方式の中から選択的に変更しながら、ブロードキャスト用の送信データを複数回にわたって送信し、この複数回の送信に対して他の電力線搬送通信装置から送信された応答信号の受信結果に基づいて、上記複数の変調方式の中の１つを該他の電力線搬送通信装置の最適変調方式として選択し、該他の電力線搬送通信装置に対して送信データを送信する際、上記最適変調方式を用いて搬送波信号の変調を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は電力線搬送通信装置に関し、特に低周波数帯域を用いて通信を行う電力線搬送通信装置に関する。

近年、電力線に１０ｋＨｚ以上の高周波電流を重畳して通信を行う電力線搬送通信（ＰＬＣ，Power Line Communications）が注目されている。以前は、電力線搬送通信の周波数帯域としては１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの帯域のみが認められていたが、２００６年１０月の電波法令改正により、屋内限定ではあるものの２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚのより高帯域を用いることが認められた。これに伴い、数十〜数百Ｍｂｐｓの高速通信が可能になったことから、特に家庭内やオフィス内での利用に注目が集まっている。

しかし実際には、電力線搬送通信の利用用途には屋外のものが多い。例えば、電気メーターの検針(データ収集)のために用いる例や、遠隔地からの制御に用いる例などである。このような用途では、従来通り、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの帯域（以下、低周波数帯域という。）が用いられる。

ここで、低周波数帯域を用いる電力線搬送通信装置における法制度について、簡単に説明しておく。

電波法では低周波数帯域を用いる電力線搬送通信装置を高周波利用設備として分類し、電波法施行規則は、高周波利用設備を免許不要で利用可能とする型式制度を規定している。その中で一般用途として使える区分は「特別搬送式デジタル伝送装置」であり、型式指定のための具体的な条件が変調方式ごとに表１のように規定されている（施規第４６条の２第四号。一部の条件のみ抜粋。）。

この低周波帯域にて使われる変調方式として、以下の説明例示では、１０ｋ〜４５０ｋＨｚを用いる「スペクトル拡散方式以外の変調方式」としてのＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，直交波周波数分割多重)変調方式と、１１５ｋＨｚ又は１３２ｋＨｚを用いる位相変調方式（位相振幅変調方式を含む。）とする。以下、特に断らない限り、ＯＦＤＭ変調方式と言えば前者を指し、位相変調方式と言えば後者を指すことにする。なお、特許文献１〜３には、ＯＦＤＭ変調方式を用いる電力線搬送通信装置の例が開示されている。

ＯＦＤＭ変調方式は、１０ｋ〜４５０ｋＨｚの帯域をフルに用い、かつサブキャリアごとの適応変調を行えるので、比較的高速かつ信頼性の高い通信を実現できるという利点を有する。一方で、現行の電波法施行規則では全サブキャリアの合計出力値が１００ｍＷ以下に制限されるため、ノイズが多い環境下での通信や遠方との通信には不利である。

位相変調方式は、ＯＦＤＭ変調方式に比べると低速な通信しかできないが、３５０ｍＷの出力を出せるので、ノイズが多い環境下での通信や遠方との通信に有効である。

なお、本明細書では、ＯＦＤＭ変調方式と位相変調方式を変調方式と総称することにする。ここでいう変調方式とは、ＯＦＤＭ変調方式ではサブキャリアごとの一次変調と逆フーリエ変換とを含む一連の二次変調全体を指し、位相変調方式では特定の周波数の搬送波信号の位相変調を指す。
特開２００２−２８０９３９号公報 特開２００２−３４４４１７号公報 特開２００８−９８８１２号公報

ところで、電波法令の改正後も低周波数帯域を用いる必要のある上記のような用途では、遠方まで確実にデータを届けられることが重要となる一方、一般論としての高速大容量データ通信も求められる。

しかしながら、低周波数帯域を用いる従来の電力線搬送通信では、遠方まで確実にデータを届けることと、高速大容量データ通信との両立が実現できていない。すなわち、上述したように、ＯＦＤＭ変調方式は、高速大容量データ通信には向いている一方、遠方まで確実にデータを届けるには不向きである。また、位相変調方式は、遠方まで確実にデータを届けるという用途には適するが、高速大容量データ通信には対応できない。

したがって、本発明の目的の一つは、低周波数帯域を用い、遠方まで確実にデータを届けることと、高速大容量データ通信とを両立できる電力線搬送通信装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明による電力線搬送通信装置は、搬送波信号の変調に用いる変調方式を複数の変調方式の中から選択的に変更しながら、ブロードキャスト用の送信データを複数回にわたって送信し、前記複数回の送信に対して他の電力線搬送通信装置から送信された応答信号の受信結果に基づいて、前記複数の変調方式の中の１つを前記他の電力線搬送通信装置の最適変調方式として選択し、前記他の電力線搬送通信装置に対して送信データを送信する際、前記最適変調方式を用いて搬送波信号の変調を行うことを特徴とする。

本発明によれば、最適な変調方式を用いて他の電力線搬送通信装置と通信することができるようになるので、低周波数帯域を用いる電力線搬送通信装置において、遠方まで確実にデータを届けることと、高速大容量データ通信とを両立できる。

また、上記電力線搬送通信装置において、前記複数の変調方式は、ＯＦＤＭ変調方式と位相変調方式とを含み、前記搬送波信号の変調に前記ＯＦＤＭ変調方式を用いた際に応答信号が受信された場合に、前記ＯＦＤＭ変調方式を前記他の電力線搬送通信装置の最適変調方式として選択し、前記搬送波信号の変調に前記ＯＦＤＭ変調方式を用いた際に応答信号が受信されず、前記搬送波信号の変調に前記位相変調方式を用いた際に応答信号が受信された場合に、前記位相変調方式を前記他の電力線搬送通信装置の最適変調方式として選択することとしてもよい。これによれば、ＯＦＤＭ変調方式が使える場合にはＯＦＤＭ変調方式を使って高速大容量データ通信を実現し、ノイズが多い、通信相手と離れ過ぎている等の理由でＯＦＤＭ変調方式が使えない場合であっても位相変調方式が使える場合には、位相変調方式を使って遠方まで確実にデータを届けることを実現できる。

また、上記電力線搬送通信装置において、前記複数の変調方式は、ＯＦＤＭ変調方式と、第１の周波数を用いる第１の位相変調方式と、前記第１の周波数とは異なる第２の周波数を用いる第２の位相変調方式とを含み、前記搬送波信号の変調に前記ＯＦＤＭ変調方式を用いた際に応答信号が受信された場合に、前記ＯＦＤＭ変調方式を前記他の電力線搬送通信装置の最適変調方式として選択し、前記搬送波信号の変調に前記ＯＦＤＭ変調方式を用いた際に応答信号が受信されず、かつ前記搬送波信号の変調に前記第１の位相変調方式を用いた際に応答信号が受信された場合に、前記第１の位相変調方式を前記他の電力線搬送通信装置の最適変調方式として選択し、前記搬送波信号の変調に前記ＯＦＤＭ変調方式を用いた際に応答信号が受信されず、かつ前記搬送波信号の変調に前記第１の位相変調方式を用いた際に応答信号が受信されず、かつ前記搬送波信号の変調に前記第２の位相変調方式を用いた際に応答信号が受信された場合に、前記第２の位相変調方式を前記他の電力線搬送通信装置の最適変調方式として選択することとしてもよい。これによれば、ＯＦＤＭ変調方式が使える場合にはＯＦＤＭ変調方式を使って高速大容量データ通信を実現し、ＯＦＤＭ変調方式が使えない場合であっても第１の位相変調方式が使える場合には、第１の位相変調方式を使って遠方まで確実にデータを届けることを実現できる。また、第１の周波数の妨害波があるような場合には、第２の位相変調方式を用いることが可能になる。

また、上記電力線搬送通信装置において、前記ブロードキャスト用の送信データの送信を、同じ変調方式を複数回ずつ選択しながら複数回にわたって行うこととしてもよい。これによれば、ある変調方式によっては通信ができないことを所定回数にわたり確認することができるので、パルスノイズ等の一時的な要因により通信できなかったことで、実際にはその変調方式を使用できるにも関わらず、使用できないと判定されてしまうことを防止できる。

本発明によれば、低周波数帯域を用いる電力線搬送通信装置において、遠方まで確実にデータを届けることと、高速大容量データ通信とを両立できる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本実施の形態による電力線搬送通信装置１のシステム構成及び機能ブロックを示す図である。同図に示すように、電力線搬送通信装置１は、インタフェース部５、通信部１０、選択部１１、変調部１２、送信部１３、マルチプレクサ１４、受信部１５、同期検出部１６、制御部１７、復調部１８、選択部１９の各機能部を備えて構成される。

この電力線搬送通信装置１は、同様の構成を有する他の電力線搬送通信装置１との間で通信を行うものである。具体的な例を挙げると、例えば家庭用電気メーターの検針に用いる場合には、電力線搬送通信装置１は電柱と各家庭のメーターとにそれぞれ設置され、その間に架設された電力線を用いて、相互に通信を行う。

インタフェース部５は、図示しないＣＰＵなどの上位装置とのインタフェースであり、上位装置から上位レイヤデータを受け取り、通信部１０に出力する。また、通信部１０から上位レイヤデータの入力を受け、上位装置に出力する。通信部１０はヘッダーを含む送受信信号の処理を行う機能部であり、例えばＤＳＰ(Digital Signal Processor)によって構成される。具体的な処理としては、インタフェース部５から送信すべき上位レイヤデータの供給を受け、パイロットデータや宛先ＭＡＣアドレスなどを含むヘッダーを付加し、送信データとして選択部１１に送出する。また、選択部１９からヘッダーと上位レイヤデータとを含む受信データの入力を受け、その中のヘッダーに応じた処理を行うとともに、上位レイヤデータのインタフェース部５への出力を行う。

なお、ヘッダーに応じた処理には、受信データに対する所定の応答データ(Acknowledge)を、上記送信データのひとつとして送信する処理が含まれる。すなわち、通信部１０は、他の電力線搬送通信装置１から信号を受信したら、その都度応答データを返送するよう構成されている。なお、応答データを含む信号を応答信号という。したがって、通信部１０は、応答データ以外の送信データを送信したにも関わらず送信してから所定時間内に応答データを受信しない場合には、正常に受信されなかったものとして、送信データの再送を行う。

また、電力線搬送通信装置１はＣＳＭＡ／ＣＡ(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)方式により通信を行うよう構成されている。すなわち、通信部１０は、送信を開始する前に一度受信を試み（キャリアセンス）、他の装置の送信信号が検知されなければ、送信データの送信を行う。他の装置の送信信号が検知された場合には、その送信信号の送信終了を監視し、送信終了が検知された場合に所定時間待機してから送信データの送信を行う。なお、この所定時間は待機回数の増加に応じて短くなるよう決定される。

選択部１１は、制御部１７の指示（後述）に従い、変調部１２が対応している複数の変調方式の中から一の変調方式を選択する。本実施の形態では、変調部１２はＯＦＤＭ変調方式、１１５ｋＨｚの位相変調方式、１３２ｋＨｚの位相変調方式の３方式に対応しているので、これらの中から選択することになる。後述するように、変調部１２はこれらの変調方式ごとに入力端を有しており、選択部１１は、通信部１０から入力された送信データを、選択した変調方式に対応する入力端に対して出力する。

変調部１２は、複数の変調方式から選択される一の変調方式を用い、送信データに基づいて搬送波信号を変調する。具体的には、ＯＦＤＭ変調方式による変調を行うＯＦＤＭ変調部１２０と、１１５ｋＨｚの位相変調方式による変調を行う位相変調部１２５と、１３２ｋＨｚの位相変調方式による変調を行う位相変調部１２６とを有し、いずれかを用いて搬送波信号の変調を行う。以下、それぞれについて詳しく説明する。

ＯＦＤＭ変調部１２０は、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル変換）部１２１、サブキャリア変調部１２２、及びＩＦＦＴ部１２３（逆フーリエ変換）を含んで構成される。このうち、Ｓ／Ｐ部１２１は送信データのシリアル入力を受け付ける入力端を有しており、この入力端を介して通信部１０から入力された送信データを、サブキャリアごとのストリームを有するパラレルデータに変換する。

サブキャリア変調部１２２は、Ｓ／Ｐ部１２１からのデータを各サブキャリアに割り当て、且つサブキャリアごとに、所与の位相変調方式（一次変調としての位相変調方式。位相振幅変調方式を含む。）に従って複素平面にマッピングする処理を行う。例えば６４ＱＡＭを用いる場合、複素平面上の６４点のいずれかにマッピングすることになる。

ＩＦＦＴ部１２３は、二次変調としてのＯＦＤＭ変調を行う。すなわち、サブキャリア変調部１２２で決定されたサブキャリアごとの変調データを一括してＩＦＦＴ部１２３により逆フーリエ変換を行う。以上が、ＯＦＤＭ変調部１２０での変調処理である。

位相変調部１２５，１２６は、送信データのシリアル入力を受け付ける入力端をそれぞれ有しており、入力された送信データに基づいて、それぞれ１１５ｋＨｚの搬送波信号及び１３２ｋＨｚの搬送波信号を位相変調する。

変調部１２は、ＯＦＤＭ変調部１２０又は位相変調部１２５，１２６が以上のようにして得た変調信号に所定のパイロット信号を付加し、送信部１３に出力する。ここまでの処理はデジタル処理で行われており、変調部１２が出力する信号はデジタル値で示される振幅を有するデジタル信号である。

なお、変調部１２は、出力する信号の振幅を、変調処理に用いた変調方式に応じて制御する。すなわち、ＯＦＤＭ変調部１２０で変調された信号については、伝送路に送出されるときの各サブキャリアの振幅の合計値が１００ｍＷ又は１００ｍＷ以下になるよう、振幅を制御する。ここで、「伝送路に送出されるとき」とは、後述するＡＭＰ部１３２で増幅された後という趣旨である。一方、位相変調部１２５，１２６で変調された信号については、伝送路に送出されるときの振幅が３５０ｍＷ又は３５０ｍＷ以下になるよう、振幅を制御する。これらの数値は、上述した表１に示した電波法施行規則の規定（搬送波出力）に則ったものである。

送信部１３は、変調部１２から入力された信号を、伝送路に送出可能な信号に変換するための構成を有している。具体的には、アナログ信号に変換するＤ／Ａ（デジタル／アナログ変換）部１３０と、Ｄ／Ａ部１３０の出力信号から不要な高周波成分を取り除くＬＰＦ（ローパスフィルタ）部１３１と、ＬＰＦ部１３１を通過した信号を所定の増幅率で増幅するＡＭＰ（増幅）部１３２とを含んで構成される。ＡＭＰ部１３２から出力された信号はマルチプレクサ１４を介して伝送路に送出される。

ここで、以上のようにして伝送路に送出される信号の信号フォーマットについて、まとめておく。

図２は、伝送路に送出される信号の信号フォーマットを示す図である。同図に示すように、送出される信号は、通信部１０によって生成されたヘッダー及び上位レイヤデータ（以上、送信データ。）に基づいて変調された搬送波信号と、変調部１２によって付加されたパイロット信号とから構成される。ヘッダーには、所定のパイロットデータや宛先ＭＡＣアドレス（宛先である電力線搬送通信装置１のＭＡＣアドレス）、自局ＭＡＣアドレスなどが含まれる。なお、宛先ＭＡＣアドレスとして、所定のブロードキャストアドレスを含めることも可能である。この場合、受信し得るすべての電力線搬送通信装置１が図２に示した信号を受信し、応答信号を返送することになる。

また、上述したようにサブキャリア変調部１２２や位相変調部１２５，１２６は位相変調を行うが、一口に位相変調といっても、伝送速度の異なる各種の変調方式がある。例えば、ＢＰＳＫ、π／４シフトＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどである。これらのうちいずれを用いるかについては、予め決定されていることとしてもよいが、所謂適応制御を行うことで、伝送路状態に応じて適応的に決定することとしてもよい。この場合、上位レイヤデータ部分は適応的に決定される変調方式により変調する一方で、ヘッダー部分は伝送路状態が比較的悪い場合にも通信可能な既定の変調方式（例えばＢＰＳＫ）を用いて変調することとし、上位レイヤデータ部分の変調方式を示す情報（変調方式情報）をヘッダーに含めるようにすることが好ましい。これにより、受信側の電力線搬送通信装置１は、初めにヘッダー部分を復調し、その中の変調方式情報を参照することで、上位レイヤデータ部分の変調方式を取得することができるようになる。

受信部１５は、伝送路に到来した信号を受信し、復調部１８の処理に供するためのデジタル信号に変換するための構成を有している。具体的には、マルチプレクサ１４を介して受信された信号から不要な高周波成分を取り除くＬＰＦ（ローパスフィルタ）部１５０と、ＬＰＦ部１５０を通過した信号を増幅するＡＭＰ（増幅）部１５１と、増幅後の信号をサンプリングしてデジタル信号に変換し、復調部１８に出力するＡ／Ｄ（アナログ／デジタル変換）部１５２とを含んで構成される。

同期検出部１６は、受信部１５から出力されたデジタル信号に上述したパイロット信号が含まれているか否かを監視する。含まれていることが検出された場合、検出結果と検出した変調方式を制御部１７に通知する。この通知を受けた制御部１７は、復調部１８に復調処理を開始させる。制御部１７は、この他にも、送信時に用いる変調方式を決定するための処理も行うが、その詳細については後述する。

復調部１８は、受信部１５から入力されるデジタル信号を、複数の変調方式を用いて復調する。具体的には、ＯＦＤＭ変調方式による受信信号の復調を行うＯＦＤＭ復調部１８０と、１１５ｋＨｚの位相変調方式による受信信号の復調を行う位相復調部１８５と、１３２ｋＨｚの位相変調方式による受信信号の復調を行う位相復調部１８６とを有し、これらにより並行して受信信号の復調を行う。もしくは、同期検出部１６により検出された変調方式に基づく復調指定を制御部１７から受けて当該変調方式に応じた復調部のみを動作させて復調を行う。以下、ここでは前者の復調動作について詳しく説明する。

ＯＦＤＭ復調部１８０は、ＦＦＴ（フーリエ変換）部１８１、サブキャリア復調部１８２、Ｐ／Ｓ（パラレル／シリアル変換）部１８３を含み、受信信号がＯＦＤＭ変調されていると仮定してＯＦＤＭ復調を行う。すなわち、ＦＦＴ部１８１は、受信信号をフーリエ変換してサブキャリアごとの信号を取得し、サブキャリア復調部１８２に出力する。サブキャリア復調部１８２は、上述したようにして決められる位相変調方式に従って、サブキャリアごとに信号のデマッピングを行い、サブキャリアごとのストリームからなるパラレルデータを取得し、Ｐ／Ｓ部１８３に出力する。Ｐ／Ｓ部１８３は、サブキャリア復調部１８２から入力されるパラレルデータをシリアルデータに変換し、選択部１９に出力する。

位相復調部１８５，１８６は、入力されたデジタル信号がそれぞれ１１５ｋＨｚの搬送波信号及び１３２ｋＨｚの搬送波信号の変調信号であると仮定して位相復調を行い、選択部１９に出力する。

選択部１９は、復調部１８から入力される各復調データ（ＯＦＤＭ復調部１８０、位相復調部１８５，１８６でそれぞれ復調により得られたデータ）に上記パイロットデータが含まれているか否かを判定する。そして、パイロットデータが含まれている復調データを選択し、通信部１０に出力すると同時に判定結果を制御部１７に通知する。この選択を行うようにすることで、３つの変調方式のいずれで変調された搬送波信号であっても、好適に受信することが可能になっている。

なお、同期検出部１６により検出された変調方式に基づく復調指定を制御部１７から受けて当該変調方式に応じた復調部のみを動作させて復調が行われる場合には、選択部１９は当該復調部からの出力を選択するようにすればよい。

なお、上位レイヤデータ部分の変調方式について適応制御を行う場合、選択部１９はヘッダーに含まれる変調方式を示す情報を取得し、サブキャリア復調部１８２又は位相復調部１８５，１８６に出力する。これにより、サブキャリア復調部１８２、位相復調部１８５，１８６は搬送波信号を好適に復調できるようになる。

さて、ここから送信時に用いる変調方式を決定するための処理について説明する。この処理は、制御部１７が主導して行うものである。

初めに制御部１７の概要について説明する。制御部１７は、図１に示すように最適変調方式選択部１７０と記憶部１７１とを含んで構成される。最適変調方式選択部１７０は、変調部１２が用いる変調方式を変更しながら（選択部１１が選択する変調方式を変更しながら）、通信部１０にブロードキャスト用の送信データ（ヘッダーの宛先ＭＡＣアドレスがブロードキャストアドレスとなっている送信データ）を複数回にわたって出力させることで、搬送波信号の変調に用いる変調方式を複数の変調方式（ここでは、ＯＦＤＭ変調方式、１１５ｋＨｚの位相変調方式、１３２ｋＨｚの位相変調方式の３つ）の中から選択的に変更しながら、ブロードキャスト用の送信データを複数回にわたって送信する。

そして、最適変調方式選択部１７０は、上記複数回の送信に対して他の電力線搬送通信装置１から送信された応答信号の受信結果に基づいて、上記複数の変調方式の中の１つを該他の電力線搬送通信装置１の最適変調方式として選択する。なお、送信データがブロードキャスト用であるので、応答信号は複数の他の電力線搬送通信装置１から受信されることになる。最適変調方式選択部１７０は、これら複数の他の電力線搬送通信装置１ごとに、最適変調方式を選択する。選択した結果は、記憶部１７１に最適変調方式記憶テーブルとして記憶させる。

図３は、記憶部１７１が記憶する最適変調方式記憶テーブルの例を示す図である。同図に示すように、このテーブルでは、電力線搬送通信装置１のＭＡＣアドレスと、それぞれとの通信のために最適な変調方式とが対応付けて記憶される。

なお、最適変調方式選択部１７０は、複数の変調方式に優先順位を付けることが好適である。一例を挙げると、複数の変調方式がＯＦＤＭ変調方式と位相変調方式とを含む場合、最適変調方式選択部１７０は、ＯＦＤＭ変調方式、位相変調方式の順で高い優先度を付与する。そして、ＯＦＤＭ変調方式と位相変調方式の両方に関して応答信号が受信された電力線搬送通信装置１については、優先度の高いＯＦＤＭ変調方式を選択し、位相変調方式に関してのみ応答信号が受信された電力線搬送通信装置１については位相変調方式を選択するようにする。

他の電力線搬送通信装置１に対して送信データを送信する際には、制御部１７は最適変調方式記憶テーブルを参照し、該他の電力線搬送通信装置１の最適変調方式を取得する。そして、変調部１２には、取得した変調方式を用いて変調を行わせる。

より好適には、最適変調方式選択部１７０は、同じ変調方式で複数回（例えば７回）ずつ、変調部１２にブロードキャスト用の送信データを変調させる。これは、選択部１１が選択している変調方式を固定した状態で、通信部１０にブロードキャスト用の送信データを複数回出力させることで実現される。なお、７回という回数は、上述した表１に示した電波法施行規則の規定（自動再送信は７回まで）に則ったものであり、実際にはこれ以下の回数を適宜設定することができる。

以下、最適変調方式選択部１７０の処理フロー及び電力線搬送通信装置１間の処理シーケンスを参照しながら、さらに詳しく説明することにする。

図４及び図５は、最適変調方式選択部１７０の処理フローを示す図である。同図に示す処理は定期的に行われるものである。また、この処理フローで送出する搬送波信号は、いずれもブロードキャスト用の送信データに基づいて変調されたものである。

初めに最適変調方式選択部１７０は、選択部１１及び通信部１０を制御し、ＯＦＤＭ変調方式を用いて変調した搬送波信号を７回送出させる（ステップＳ１，Ｓ２）。次に、最適変調方式選択部１７０は、選択部１１及び通信部１０を制御し、１１５ｋＨｚの位相変調方式を用いて変調した搬送波信号を７回送出させる（ステップＳ３，Ｓ４）。次に、最適変調方式選択部１７０は、選択部１１及び通信部１０を制御し、１３２ｋＨｚの位相変調方式を用いて変調した搬送波信号を７回送出させる（ステップＳ５，Ｓ６）。

なお、ステップＳ１〜Ｓ５の処理での変調方式の選択順や選択回数は特に上記のものに限られるわけではなく、同じ変調方式で複数回ずつ搬送波信号の送出ができればよい。変形例の一例を挙げると、ＯＦＤＭ変調方式、１１５ｋＨｚの位相変調方式、１３２ｋＨｚの位相変調方式を順不同で１回ずつ選択し、それを７回繰り返すこととしてもよい。

最適変調方式選択部１７０は、Ｓ６までの処理を行いながら応答信号の受信を監視する。そして、２１回の送出に対して１回以上応答信号が受信されたすべての電力線搬送通信装置１それぞれを順次処理対象として、ステップＳ８〜ステップＳ１３の処理を行う（ステップＳ７，Ｓ１４）。以下、これらの処理について説明する。

まず、最適変調方式選択部１７０はＯＦＤＭ変調方式を用いて変調された搬送波信号に関して、７回のうち１回でも処理対象の電力線搬送通信装置１から応答信号が受信されたか否かを判定する（ステップＳ８）。つまり、選択部１１にＯＦＤＭ変調方式を選択させた状態で通信部１０に出力させた送信データに対し、処理対象の電力線搬送通信装置１が応答データを送信したか否かを判定する。その結果、受信されたと判定した場合（ステップＳ８の肯定判定）には、最適変調方式記憶テーブルに、処理対象の電力線搬送通信装置１のＭＡＣアドレスとＯＦＤＭ変調方式とを対応付けて記憶させ（ステップＳ９）、当該電力線搬送通信装置１についての処理を終了し、次の電力線搬送通信装置１に処理を移す。一方、受信されていないと判定した場合（ステップＳ８の否定判定）には、ステップＳ１０に処理を移す。

ステップＳ１０では、最適変調方式選択部１７０は１１５ｋＨｚの位相変調方式を用いて変調された搬送波信号に関して、７回のうち１回でも処理対象の電力線搬送通信装置１から応答信号が受信されたか否かを判定する（ステップＳ１０）。つまり、選択部１１に１１５ｋＨｚの位相変調方式を選択させた状態で通信部１０に出力させた送信データに対し、処理対象の電力線搬送通信装置１が応答データを送信したか否かを判定する。その結果、受信されたと判定した場合（ステップＳ１０の肯定判定）には、最適変調方式記憶テーブルに、処理対象の電力線搬送通信装置１のＭＡＣアドレスと１１５ｋＨｚの位相変調方式とを対応付けて記憶させ（ステップＳ１１）、当該電力線搬送通信装置１についての処理を終了し、次の電力線搬送通信装置１に処理を移す。一方、受信されていないと判定した場合（ステップＳ１０の否定判定）には、ステップＳ１２に処理を移す。

ステップＳ１２では、最適変調方式選択部１７０は１３２ｋＨｚの位相変調方式を用いて変調された搬送波信号に関して、７回のうち１回でも処理対象の電力線搬送通信装置１から応答信号が受信されたか否かを判定する（ステップＳ１２）。つまり、選択部１１に１３２ｋＨｚの位相変調方式を選択させた状態で通信部１０に出力させた送信データに対し、処理対象の電力線搬送通信装置１が応答データを送信したか否かを判定する。その結果、受信されたと判定した場合（ステップＳ１２の肯定判定）には、最適変調方式記憶テーブルに、処理対象の電力線搬送通信装置１のＭＡＣアドレスと１３２ｋＨｚの位相変調方式とを対応付けて記憶させ（ステップＳ１３）、当該電力線搬送通信装置１についての処理を終了し、次の電力線搬送通信装置１に処理を移す。一方、受信されていないと判定した場合（ステップＳ１２の否定判定）には、当該電力線搬送通信装置１についての処理を終了し、次の電力線搬送通信装置１に処理を移す。

なお、ステップＳ１２の否定判定は本来発生しないはずである。すなわち、ステップＳ７〜Ｓ１４のループ処理は、２１回の搬送波信号の送出に対して１回以上応答信号が受信された電力線搬送通信装置１を処理対象として行うものであるので、３つの変調方式のいずれかでは応答信号が受信されているはずである。したがって、ステップＳ１２の処理を省略し、ステップＳ１０で否定判定となった場合には直ちにステップＳ１３の処理を行うこととしても構わない。

最適変調方式選択部１７０は、以上説明したようにして、通信相手の電力線搬送通信装置１ごとに最適な変調方式を決定し、最適変調方式記憶テーブルに記憶させる。なお、ステップＳ７〜Ｓ１４のループ処理は、結果的に、ＯＦＤＭ変調方式、１１５ｋＨｚの位相変調方式、１３２ｋＨｚの位相変調方式の順で高い優先度を付与したことになっている。

次に、図６は電力線搬送通信装置１間の処理シーケンスを示す図である。同図に示す装置１Ａ〜１Ｃは、それぞれ電力線搬送通信装置１である。ここでは、装置１Ａが、装置１Ｂ，１Ｃに対してデータを送信する際に用いる変調方式を決定する場合を例として説明する。

まず、装置１Ａは、変調方式を変更しながら合計２１回のブロードキャスト用の送信データの送信を実施する（ステップＳ２１）。これは、上述したステップＳ１〜Ｓ６（図４）の処理である。装置Ｂ，Ｃは、装置Ａが送信した送信データを受信できた場合に、送信データごとに応答信号を返送する（ステップＳ２２）。装置Ａは、これらの応答信号を受信し、装置ごとに最適な変調方式を判定し、最適変調方式記憶テーブルに記憶させる（ステップＳ２３）。この処理は、上述したステップＳ７〜Ｓ１４（図５）の処理である。

その後、例えば装置１Ｂに対して送信すべきデータが発生した場合（ステップＳ２４）、装置１Ａは、装置１Ｂについて最適変調方式記憶テーブルに記憶している変調方式を用いて送信データの送信を行う（ステップＳ２５）。装置１Ｂは、この送信データを受信すると、応答信号を送信する（ステップＳ２６）。

装置１Ａは、ステップＳ２１の処理を開始してから所定時間が経過すると、ステップＳ２１〜Ｓ２３までの処理と同様な処理を、再度繰り返す（ステップＳ２７〜Ｓ２９）。これにより、最適変調方式記憶テーブルを常に最新状態に保つことが可能になる。なお、繰り返し処理を行うタイミングは、このように所定時間経過後としてもよいし、例えば妨害波を検出した場合や、通信に失敗した場合などとしてもよい。

以上説明したように、電力線搬送通信装置１は、通信相手の電力線搬送通信装置１ごとに最適な変調方式を用いて通信することができるようになる。したがって、低周波数帯域を用いる電力線搬送通信装置１において、遠方まで確実にデータを届けること（１１５ｋＨｚ又は１３２ｋＨｚの位相変調方式を用いる場合）と、高速大容量データ通信（ＯＦＤＭ変調方式を用いる場合）とを両立できる。

また、ＯＦＤＭ変調方式が使える場合にはＯＦＤＭ変調方式を使って高速大容量データ通信を実現し、ノイズが多い、通信相手と離れ過ぎている等の理由でＯＦＤＭ変調方式が使えない場合であっても位相変調方式が使える場合には、位相変調方式を使って遠方まで確実にデータを届けることを実現できる。加えて、１１５ｋＨｚの妨害波があるような場合には、さらに１３２ｋＨｚの位相変調方式に切り替えることが可能になる。

また、最適変調方式選択部１７０は、ある変調方式によっては通信ができないことを所定回数にわたり確認することができるので、パルスノイズ等の一時的な要因により通信できなかったことで、実際にはその変調方式を使用できるにも関わらず、使用できないと判定されてしまうことを防止できる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。

例えば、上記実施の形態ではＯＦＤＭ変調方式、１１５ｋＨｚの位相変調方式、１３２ｋＨｚの位相変調方式の各変調方式を用いる例を取り上げて説明したが、本発明の対象となる変調方式はこれらに限られるものではなく、本発明は複数の変調方式を用いる場合に広く適用可能である。

本発明の実施の形態による電力線搬送通信装置のシステム構成及び機能ブロックを示す図である。 本発明の実施の形態による伝送路に送出される信号の信号フォーマットを示す図である。 本発明の実施の形態による最適変調方式記憶テーブルの例を示す図である。 本発明の実施の形態による制御部の処理フローを示す図である。 本発明の実施の形態による制御部の処理フローを示す図である。 本発明の実施の形態による電力線搬送通信装置間の処理シーケンスを示す図である。

符号の説明

１ 電力線搬送通信装置
５ インタフェース部
１０ 通信部
１１ 選択部
１２ 変調部
１３ 送信部
１４ マルチプレクサ
１５ 受信部
１６ 同期検出部
１７ 制御部
１８ 復調部
１９ 選択部
１２０ ＯＦＤＭ変調部
１２１ Ｓ／Ｐ部
１２２ サブキャリア変調部
１２３ ＩＦＦＴ部
１２５，１２６ 位相変調部
１３０ Ｄ／Ａ部
１３１ ＬＰＦ部
１３２ ＡＭＰ部
１５０ ＬＰＦ部
１５１ ＡＭＰ部
１５２ Ａ／Ｄ部
１７０ 最適変調方式選択部
１７１ 記憶部
１８０ ＯＦＤＭ復調部
１８１ ＦＦＴ部
１８２ サブキャリア復調部
１８３ Ｐ／Ｓ部
１８５，１８６ 位相復調部

Claims (4)

1. 搬送波信号の変調に用いる変調方式を複数の変調方式の中から選択的に変更しながら、ブロードキャスト用の送信データを複数回にわたって送信し、
   前記複数回の送信に対して他の電力線搬送通信装置から送信された応答信号の受信結果に基づいて、前記複数の変調方式の中の１つを前記他の電力線搬送通信装置の最適変調方式として選択し、
   前記他の電力線搬送通信装置に対して送信データを送信する際、前記最適変調方式を用いて搬送波信号の変調を行うことを特徴とする電力線搬送通信装置。
2. 前記複数の変調方式は、ＯＦＤＭ変調方式と位相変調方式とを含み、
   前記搬送波信号の変調に前記ＯＦＤＭ変調方式を用いた際に応答信号が受信された場合に、前記ＯＦＤＭ変調方式を前記他の電力線搬送通信装置の最適変調方式として選択し、
   前記搬送波信号の変調に前記ＯＦＤＭ変調方式を用いた際に応答信号が受信されず、前記搬送波信号の変調に前記位相変調方式を用いた際に応答信号が受信された場合に、前記位相変調方式を前記他の電力線搬送通信装置の最適変調方式として選択することを特徴とする請求項１に記載の電力線搬送通信装置。
3. 前記複数の変調方式は、ＯＦＤＭ変調方式と、第１の周波数を用いる第１の位相変調方式と、前記第１の周波数とは異なる第２の周波数を用いる第２の位相変調方式とを含み、
   前記搬送波信号の変調に前記ＯＦＤＭ変調方式を用いた際に応答信号が受信された場合に、前記ＯＦＤＭ変調方式を前記他の電力線搬送通信装置の最適変調方式として選択し、
   前記搬送波信号の変調に前記ＯＦＤＭ変調方式を用いた際に応答信号が受信されず、かつ前記搬送波信号の変調に前記第１の位相変調方式を用いた際に応答信号が受信された場合に、前記第１の位相変調方式を前記他の電力線搬送通信装置の最適変調方式として選択し、
   前記搬送波信号の変調に前記ＯＦＤＭ変調方式を用いた際に応答信号が受信されず、かつ前記搬送波信号の変調に前記第１の位相変調方式を用いた際に応答信号が受信されず、かつ前記搬送波信号の変調に前記第２の位相変調方式を用いた際に応答信号が受信された場合に、前記第２の位相変調方式を前記他の電力線搬送通信装置の最適変調方式として選択することを特徴とする請求項１に記載の電力線搬送通信装置。
4. 前記ブロードキャスト用の送信データの送信を、同じ変調方式を複数回ずつ選択しながら複数回にわたって行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電力線搬送通信装置。

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