JP2010288198A - 電源重畳多重通信システム、及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力線に信号を重畳して通信を行う電源重畳多重通信システム及び通信装置において、伝送路特性に依らず一定の通信品質が確保されるようにする。
【解決手段】送信ノードから基準スペクトラム（ホワイトノイズ）を送信し、受信ノードＡ，Ｂにおいてその基準スペクトラムに対応する受信信号を解析して、周波数ごとの信号の減衰量を検出する。受信ノードＡ，Ｂは、減衰量を表す情報を送信ノードに返信し、送信ノードは、以後のデータ送信において、減衰分に相当する信号強度を予め送信信号に印加したうえでその送信信号を送信する。これによれば、その印加分（補正分）と減衰分とが相殺された所望の信号強度の信号が受信ノードＡ，Ｂにおいて受信され、受信信号の誤り、ひいては受信データの誤りが生じることを抑制して一定の通信品質を確保紙得る。
【選択図】図７

Description

本発明は、データ信号を電力線に重畳して通信を行う電源重畳多重通信システム、及び通信装置に関する。

従来、例えば自動車に搭載される車両ネットワークシステムにおいては、自動車の各部を制御するための複数の電子制御装置（以下、ＥＣＵと記載する）が、各ＥＣＵに共通のバス、或いはそのバス以外の専用の通信線により接続されている。

図１２は、従来の車両ネットワークシステム１００の一例を示す図面である。
車両ネットワークシステム１００は、バス１０に、自動車の各部を制御するＥＣＵ１０１，１０２，１０３，１０４がそれぞれ接続されてなるものである。また、この車両ネットワークシステム１００は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）プロトコルにて通信を行うものである。

バス１０は、通信線２１，２２からなる幹線２０と、通信線２１，２２からそれぞれ分岐する通信線３１，３２からなる支線３０とから構成される。ＥＣＵ１０１〜１０４は、それぞれ、支線３０に接続される。通信線２１，３１がＣＡＮ−Ｈラインであり、通信線２２，３２がＣＡＮ−Ｌラインである。幹線２０の両端には終端回路５が接続される。

そして、ＥＣＵ１０１〜１０５はそれぞれ、電力線４に接続されてその電力線４を介し動作電圧の供給を受ける。電力線４は、プラス極となる＋Ｂ線４ａと、マイナス極となるグランド線４ｂの２本の電線からなり、その２本の電線が平行して車両内部に配設される。

ところで、自動車の高性能化、及びこれに伴う制御の複雑化は日々進んでおり、上記の車両ネットワークシステム１００のような例において、搭載されるＥＣＵやセンサ等の数、及びそれらの間でやりとりされるべき信号数等は増加傾向にある。このため、より多くの配線が必要とされるようになっており、ワイヤハーネスの大型化やコスト上昇が問題となっている。

このような問題を解消するために、ＥＣＵ間でやりとりされるデータ信号を電力線に重畳させるようにした車両ネットワークシステムが提案されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１では、データ信号をスペクトラム拡散によって電力線に重畳する方法について開示されている。スペクトラム拡散とは、送信データの信号（ベースバンド信号）を乗せたキャリア（搬送波）のスペクトラムの周波数帯域幅を数倍から数十倍の周波数帯域幅に拡散して伝送する通信方法である。

特開２００８−８５４１８号公報

しかしながら、通信路としての電力線においては、周波数の違いによる利得の変化の度合いが比較的大きい。このような変化の特性（以下、伝送路特性とも記載する）により、送信信号の周波数帯域が広帯域に及ぶことになる特許文献１の方法においては、周波数ごとに信号の減衰の度合いが異なって、全体として歪みが大きくなってしまうことが考えられる。つまり、送信側から送信された送信信号に比べて、受信側において受信される受信信号は大きく歪んだものとなってしまう可能性が高く、通信品質の点で問題があった。

また、伝送路特性は、通信路の長さによっても異なり、通信路におけるＥＣＵや負荷などの接続状態、或いはそれらの稼働状態によっても異なるため、送信信号に対する歪みは、受信側のＥＣＵ毎に異なることとなってしまう。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、電力線に信号を重畳して通信を行う電源重畳多重通信システム、及び通信装置において、伝送路特性に依らず一定の通信品質が確保されるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本願発明は、動作電圧を供給するための電力線に複数の通信装置が接続され、複数の通信装置が、電力線にデータ信号を重畳することによって通信を行う電源重畳多重通信システムであって、取得手段と、調整手段とを備えている。

取得手段は、電力線について、信号の周波数の違いによる利得の変化の特性を表す情報（以下、伝送路特性情報と記載する）を取得する。
調整手段は、取得手段により取得された伝送路特性情報に基づき、送信信号の信号強度を調整する。

この電源重畳多重通信システムによれば、取得手段により、電力線について、周波数の違いによる利得の変化の特性（以下、伝送路特性とも記載する）を表す情報（伝送路特性情報）が取得される。換言すれば、電力線に重畳するデータ信号について、周波数の違いによる減衰の度合いの違いを表す情報が取得される。つまり、周波数毎にどれだけ減衰が生じるか、ということを表す情報が取得される。

そして、調整手段により、伝送路特性情報に基づき送信信号の信号強度が調整されるが、より具体的には、伝送路特性情報が表す周波数毎の減衰の度合いに基づき、送信信号の信号強度を向上させるようにし得る。例えば、周波数毎に、その周波数での減衰分に相当する信号強度が印加され得る。これによれば、送信信号が、通信路における減衰分が予め補完された信号強度にて送信され得るようになる。

受信側においては、調整手段による調整分（補完分）と通信路における信号の減衰分とが相殺された信号強度で、信号が受信される。別の言い方をすれば、受信側において、あたかも減衰が生じていない信号が受信されたと見なし得る。

このような本願発明の電源重畳多重通信システムによれば、受信側において、伝送路特性に起因する減衰量に関係なく所望の信号強度で信号が受信されるため、受信信号、ひいては受信データに誤り等が生じることを抑制できる。また、伝送路特性情報を取得してその伝送路特性情報に合わせて送信信号の信号強度を調整する構成であるため、伝送路特性情報が表す伝送路特性の違いに依らず、そのような抑制効果（つまり、受信信号、ひいては受信データに誤り等が生じることを抑制し得る効果）を得ることができる。即ち、伝送路特性に依らず、一定の通信品質を確保し得る。

また、本願発明の電源重畳多重通信システムは、電力線にホワイトノイズを重畳するノイズ重畳手段を備え、取得手段は、ノイズ重畳手段により電力線に重畳されたホワイトノイズに相当する信号をその電力線から検出し、その検出波形を、伝送路特性情報として取得するように構成され得る。

ホワイトノイズは、全ての周波数で同じ信号強度となるノイズ信号である。このようなホワイトノイズを電力線に重畳し、その重畳されたホワイトノイズの信号強度を検出すれば、検出前後の信号強度の差異が即ち減衰量を表す情報となる。換言すると、検出前後の信号強度の差異が、伝送路特性を表す情報と言える。本願発明では、ホワイトノイズを利用して伝送路特性情報を容易に取得することができるようになっているため有利である。つまり、構成の複雑化や大型化を抑制でき、このためコストや設置場所等も節約し得る。

また、本願発明の電源重畳多重通信システムでは、調整手段は、ホワイトノイズと、伝送路特性情報としての検出波形との差分に相当する信号強度を送信信号に印加するように構成し得る。

前述のように、ホワイトノイズと、そのホワイトノイズに対応する検出波形との差分は、伝送路特性に起因する減衰量を表すものである。そして、本願発明では、その差分（減衰分）に相当する信号強度が送信信号に印加されるようになっており、より具体的には、周波数ごとに、その周波数での減衰分に相当する信号強度が印加されることとなる。このため、受信側においては、減衰分と調整分（補完分）とが相殺された信号（あたかも減衰が生じていないような信号）が受信される。よって、受信側において、受信信号、ひいては受信データに誤り等が生じることを抑制できる。

また、本願発明は、動作電圧を供給するための電力線に複数の通信装置が接続され、複数の通信装置が、電力線にデータ信号を重畳することによって通信を行う電源重畳多重通信システムにおける通信装置であって、電力線について、信号の周波数の違いによる利得の変化の特性を表す情報（以下、伝送路特性情報と記載する）を取得する取得手段と、取得手段により取得された伝送路特性情報に基づき、送信信号の信号強度を調整する調整手段と、を備えた通信装置として構成し得る。

この通信装置によれば、前述したような効果と同様の効果を得ることができる。

本実施形態の車両ネットワークシステム１の概略を示す図面である。 車両ネットワークシステム１のうち、車両のドア付近の構成を示す図面である。 コネクタ１２０の図面である。 ＥＣＵ１１１〜１１７の具体的構成を示す図面である。 送受信回路１５の具体的構成を示す図面である。 送信ノードと受信ノードとの接続関係の概略図である。 本実施形態の車両ネットワークシステム１の通信の態様を表すシーケンス図である。 送信側のＥＣＵにおいて実行される処理を表すフローチャートである。 受信側のＥＣＵにおいて実行される処理を表すフローチャートである。 本実施形態の作用を表す図面である。 第２実施形態の通信の態様を表すシーケンス図である。 従来の車両ネットワークシステム１００の概略構成を示す図面である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１に示すように、本実施形態の車両ネットワークシステム１は、一例として、ドアミラー制御用のＥＣＵ１１１，１１４，ドアロック用のＥＣＵ１１２，１１５、パワーウインド用のＥＣＵ１１３，１１６、車両のボディー系を制御するためにボディーＥＣＵ１１７とが、通信路としての電力線１１８に接続されて構成される。電力線１１８は、プラス極となる＋Ｂ線と、マイナス極となるグランド線の２本の電線から成り、通常はこの２本の電線は平行して車両内部に配設される。

図２に示すように、例えばＥＣＵ１１１，１１２，１１３は、車両のドア（本図では助手席側ドア）付近にて配設される。電力線１１８は車両のドア内部において配設される。そして、ＥＣＵ１１１〜１１３は、図２に示すように、コネクタ１２０を介して電力線１１８に接続されるようになっている。このコネクタ１２０について、具体的に図３を用いて説明する。

図３に示すように、コネクタ１２０は、開閉自在なクリップ状の構成を有している。
コネクタ１２０は、一対の端子保持部材１２１，１２２と、端子保持部材１２１，１２２を回動可能に接続する支持具１２３と、を備えている。そして、端子保持部材１２１，１２２に端子１２５がそれぞれ支持される。端子１２５は、電力線１１８との接続（電力線１１８の芯線との接触）を確実なものとするために、複数設けられることが好ましい。本例では、端子１２５は、端子保持部材１２１側のものと端子保持部材１２２側のものとの２個１対として、３対設けられている。また、端子１２５には凹部１２６が設けられている。

このようなコネクタ１２０は、端子保持部材１２１，１２２同士が互いに閉じるようなクリップ動作により、端子１２５の凹部１２６に電力線１１８を挟み込むようにして用いられる。尚、端子保持部材１２１，１２２同士が互いに閉じた状態では、図示しない弾性体（バネ）の作用により、その閉じた状態が保持される。コネクタ１２０を電力線１１８から外したい場合には、端子保持部材１２１，１２２を所定角度まで開くことで、弾性体（バネ）の作用が解除されてその端子保持部材１２１，１２２の閉じた状態も解除される。

次に、ＥＣＵ１１１の具体的構成について図４に基づき説明する。尚、ＥＣＵ１１２〜１１７も同様の構成を備えているものとする。
ＥＣＵ１１１は、自動車の各部を制御するための制御処理や他のＥＣＵ１１２〜１１７と通信を行うための処理を実行するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと記載する）１７と、電力線１１８に接続されて、マイコン１７から与えられる送信フレームＴＸを電力線１１８に出力すると共に、電力線１１８上のデータ（受信フレームＲＸ）をマイコン１７に入力する送受信回路１５と、外部のセンサ・スイッチ群１２からの信号をマイコン１７に入力すると共に、マイコン１７からの信号を外部のアクチュエータ１４に出力する入出力回路１３と、電力線１１８を介して供給される動作電圧（例えば５［Ｖ］）を、マイコン１７、送受信回路１５、入出力回路１３に供給する電源回路１１とを備えている。

マイコン１７は、周知のＣＰＵ７、ＲＯＭ８、ＲＡＭ９を備えている。また、フレームの送受信（送信フレームＴＸを送受信回路１５に渡したり、受信フレームＲＸを送受信回路１５から受け取る）や、どのフレームを優先的に処理するかを決定する調停制御や、通信エラー処理等を実行するコントローラ１９を備えている。

送受信回路１５は、送信フレームＴＸのデータに応じて電力線１１８への出力信号を制御するとともに、電力線１１８上の受信信号から、受信データを含む受信フレームＲＸを生成し、コントローラ１９に入力する。

図５は、送受信回路１５の具体的構成を表す図である。
送受信回路１５は、送受信データの変調・復調・解析処理などを行うデジタルシグナルプロセッサ（以下、ＤＳＰと記載する）１３１、アナログ／デジタル変換回路（以下、Ａ／Ｄ変換回路と記載する）１３２、デジタル／アナログ変換回路（以下、Ｄ／Ａ変換回路と記載する）１３３，１３４、トランジスタ１３７，１３８、コンデンサ１３５，１３６などを備えて構成される。

Ａ／Ｄ変換回路１３２、及びＤ／Ａ変換回路１３３は、通信路（電力線１１８）とＤＳＰ１３１との間に接続される。また、コンデンサ１３５がＡ／Ｄ変換回路１３２と通信路（電力線１１８）との間に直列に接続され、コンデンサ１３６がＤ／Ａ変換回路１３３と通信路（電力線１１８）との間に直列に接続される。

Ｄ／Ａ変換回路１３４は、ＤＳＰ１３１とトランジスタ１３７のベース端子との間に接続される。トランジスタ１３７のエミッタ端子は接地され、コレクタ端子はトランジスタ１３８のベース端子に接続される。

また、トランジスタ１３８のコレクタ端子は通信路（電力線１１８）に接続されている。
ここで、ＤＳＰ１３１により実現される処理について説明する。

ＤＳＰ１３１により、マイコン１７から送出されるベースバンド信号（送信データのデジタル信号）が乗ったキャリア（搬送波）を周波数軸から見た場合の波形（即ちスペクトラム）の帯域幅が数倍から数十倍の大きな周波数帯域に拡散される。拡散信号は、時系列データに変換されて、Ｄ／Ａ変換回路１３３を介して通信路（電力線１１８）に送出される。このようにして、送信データを含む信号が、スペクトラム拡散により電力線１１８に重畳されて送信されるようになっている。

また、Ａ／Ｄ変換回路１３２及びＤＳＰ１３１により、通信路（電力線１１８）上の信号が逆拡散によって復調され、受信データが取得される。
尚、図６に示すが、ＥＣＵ１１１を送信側のＥＣＵ（以下、送信ノードとも記載する）とすると、受信側のＥＣＵ（以下、受信ノードとも記載する）も送受信回路１５と同じ送受信回路を備えており、送信ノードから送受信回路１５を介して送出された信号は、受信ノードにおいて、送信側と逆の手順で（逆拡散により）復調され、その信号が表すデータが受信ノードにおいて取得される。

図７は、本実施形態の車両ネットワークシステム１における送信ノード−受信ノード間のデータのやりとりを示すシーケンス図である。ここでは、送信ノードと２つの受信ノードＡ，Ｂとの間の通信の態様について説明する。尚、送信ノードは例えばＥＣＵ１１１であるとし、受信ノードＡ，Ｂは例えばそれぞれＥＣＵ１１２，１１３であるとする。

本実施形態において、送信ノードは、所定の周波数帯域に亘って信号強度が一定である信号（いわゆるホワイトノイズであり、図１０（ｂ）の送信信号参照）を送信する（Ｓ１）。尚、以下、この信号を基準スペクトラムと称する。送信ノードは、基準スペクトラムを所定期間に亘って送信した後はその送信を一旦停止する（Ｓ３）。

送信ノードから送信される基準スペクトラムは、受信ノードＡ，Ｂにおいてそれぞれ受信される（Ｓ２１，Ｓ４１）。
ところで、送信ノードから送信される基準スペクトラムは、通信路（電力線１１８）の伝送路特性によって減衰し、その減衰が生じた信号が受信ノードにおいて受信される。伝送路特性とは、周波数の違いによる利得の変化の特性である。通信路におけるその伝送路特性により、その通信路においては、周波数の違いにより信号の減衰にも差が生じ、受信ノードＡ，Ｂにおいて受信される受信信号は、送信ノードから送信される信号に対して不規則に歪んだものとなる。

受信ノードＡ，Ｂは、それぞれ、送信ノードから送信された基準スペクトラムに対応する受信信号を解析し（Ｓ２１，Ｓ４１）、解析結果を記憶する（Ｓ２３，４３）。具体的には、受信信号の信号波形（伝送路特性に起因して歪みが生じた信号波形）を表す情報を記憶する。例えば、信号波形を所定のサンプリング周波数で量子化し、得られた量子化データ（信号の大きさ）を二値の数値データにて表したうえで記憶する。尚、解析結果は、受信ノードＡ，ＢとしてのＥＣＵ１１２，１１３が有するマイコン１７のＲＡＭ９、或いは図示しない不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）に記憶される。

また、送信ノードは、基準スペクトラムを再送信し（Ｓ５）、その後再送信を停止する（Ｓ７）とともに待機する（Ｓ９）。尚、基準スペクトラムの送信は、再送信を含め少なくとも２回以上実行される。この理由の一つとしては、基準スペクトラムの送受信に失敗したり、或いは基準スペクトラムの解析に失敗した場合などのエラー対策である。他の理由としては、後述するように解析結果の平均をとることができるようにするものである。

受信ノードＡ，Ｂは、送信ノードから再送信された基準スペクトラムについて、同様に、その基準スペクトラムに相当する受信信号の解析を行って（Ｓ２５，Ｓ４５）、解析結果を記憶する（Ｓ２７，Ｓ４７）。

受信ノードＡ，Ｂは、複数個の解析結果、即ち、送信ノードから複数回送信された基準スペクトラムのそれぞれに対応する解析結果（換言すると、それぞれの基準スペクトラムに対応する受信信号の信号波形）を比較する（Ｓ２９，Ｓ４９）。具体的には、ここでは、複数個の信号波形の平均を表す波形（以下、平均波形とも記載する）を演算する。

そして、受信ノードＡ，Ｂは、平均波形を表す情報を送信ノードに送信する（Ｓ３１，Ｓ５１）。具体的には、平均波形の波形情報が二値データとして送信される。つまり、平均波形が所定のサンプリング周波数で量子化され、量子化データが二値データに変換されて送信される。

送信ノードは、受信ノードＡから送信される平均波形の情報を記憶し（Ｓ１１）、また、受信ノードＢから送信される平均波形の情報を記憶する（Ｓ１３）。平均波形の情報は、送信ノードとしてのＥＣＵ１１１が有するマイコン１７のＲＡＭ９、或いは図示しない不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）に記憶される。

そして、送信ノードは、以後のデータ送信において、受信ノードＡ，Ｂから受信して記憶した平均波形の情報に基づき、伝送路特性に起因する受信ノードＡ，Ｂにおける信号の減衰を加味し、その減衰分に相当する信号強度を予め送信信号に印加したうえでその送信信号を送信する（Ｓ１５）。より具体的に、ＤＳＰ１３１にて、送信データを含むキャリア波形について、拡散符号を用いて生成された時間空間の波形がＦＦＴ演算により周波数変換される。その周波数変換された波形については、伝送路特性に応じた補正がなされる。そして、補正後の波形は逆変換により時系列データに変換され、順次送出される。

これにより、受信ノードＡ，Ｂにおいては、印加分（補正分）と、受信ノードＡ，Ｂにおける減衰分（送信ノード−受信ノードＡ，Ｂ間の伝送路特性に起因する減衰分）とが相殺された信号強度で、信号が受信される（Ｓ３３，Ｓ５３）。この点については図１０にても後述する。

図８は、送信ノード（ＥＣＵ１１１）において実行される処理を表すフローチャートであり、図９は、受信ノードＡ，Ｂ（ＥＣＵ１１２，１１３）において実行される処理を表すフローチャートである。送信ノードにおいて図８の処理が実行され、受信ノードＡ，Ｂにおいて図９の処理が実行されることにより、図７のシーケンスが実現される。

図８の処理は所定のタイミングで繰り返し実行され、送信ノードは、まず、Ｓ２０１において、基準スペクトラムを送信する。次に、Ｓ２０３に進み、基準スペクトラムの送信を停止する。

その後、Ｓ２０５にて基準スペクトラムを再送信するとともに、次にＳ２０７に進んで再送信を停止する。
続くＳ２０９では、受信ノードＡから平均波形を表す情報（平均波形については、図７にて前述した通りである）を受信したか否かを判定し、受信していないと判定すると（Ｓ２０９：ＮＯ）、再びＳ２０９の処理を繰り返す。受信待機する趣旨である。

一方、Ｓ２０９にて受信ノードＡから平均波形を表す情報を受信したと判定すると（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、Ｓ２１１に移行し、その平均波形を表す情報を記憶する。
次に、Ｓ２１３に移行し、受信ノードＢから平均波形を表す情報を受信したか否かを判定し、受信していないと判定すると（Ｓ２１３：ＹＥＳ）、再びＳ２１３の処理を繰り返す。受信待機する趣旨である。

一方、Ｓ２１３にて受信ノードＢから平均波形を表す情報を受信したと判定すると（Ｓ２１３：ＹＥＳ）、Ｓ２１５に移行し、その平均波形を表す情報を記憶する。
次に、Ｓ２１７では、受信ノードＡ，Ｂから受信して記憶した平均波形の情報に基づき、受信ノードＡ，Ｂにおける、伝送路特性に起因する信号の減衰を加味し、その減衰分に相当する信号強度を予め送信信号に印加したうえでその送信信号を送信する。そしてその後、当該処理を終了する。

次に、図９の処理であるが、この処理は所定のタイミングで繰り返し実行され、受信ノードＡ，Ｂは、まずＳ２３１にて、送信ノードから送信される基準スペクトラム、に対応する信号を受信したか否かを判定する。

受信していないと判定すると（Ｓ２３１：ＮＯ）、再びＳ２３１の処理を繰り返す。受信待機する趣旨である。基準スペクトラムは、前述のように図８のＳ２０１にて送信ノードから送信される信号である。

一方、Ｓ２３１にて、基準スペクトラムに対応する信号を受信したと判定すると（Ｓ２３１：ＹＥＳ）、Ｓ２３３に移行し、その受信信号を解析する。具体的には、受信信号の信号波形を解析する。

次に、Ｓ２３５に進み、Ｓ２３３の解析結果を記憶する。具体的には、受信信号の信号波形を表す情報を記憶する。
その後、Ｓ２３７に移行し、送信ノードから再送信される基準スペクトラム、に対応する信号を受信したか否かを判定する。この基準スペクトラムは、前述のように図８のＳ２０５にて送信ノードから再送信される信号である。

Ｓ２３７にて基準スペクトラムに対応する信号を受信していないと判定すると（Ｓ２３７：ＮＯ）、再びＳ２３７の処理を繰り返す。受信待機する趣旨である。
一方、Ｓ２３７にて基準スペクトラムに相当する信号を受信したと判定すると（Ｓ２３７：ＹＥＳ）、Ｓ２３９に移行し、受信信号を解析する。具体的には、受信信号の信号波形を解析する。

次に、Ｓ２４１に進み、Ｓ２３９の解析結果を記憶する。具体的には、受信信号の信号波形を表す情報を記憶する。その後、Ｓ２４３に進み、Ｓ２３５で記憶した解析結果と、Ｓ２４１にて記憶した解析結果とを比較し、各解析結果が表す受信信号の信号波形の平均（平均波形）を演算する。

続くＳ２４５では、Ｓ２４３で演算した平均波形を表す情報を送信ノードに送信する。その後、送信ノードから送信される送信データ（送信信号）の受信を待ち受ける受信待機状態となり、送信ノードから送信データ（送信信号）が送信されてきた場合にはその送信データ（送信信号）を受信する受信処理を実行する（Ｓ２４７）。そしてその後、当該処理を終了する。

図１０は、本実施形態の作用を表す図面である。
まず、図１０（ａ）は、送信ノード−受信ノードＡ間、送信ノード−受信ノードＢ間の通信路について、その伝送路特性の一態様を示したグラフである。具体的には、横軸に周波数、縦軸に利得（ゲイン）をとったものであり、周波数の違いによる利得の変化の特性を示したものである。ここでは、通信路に図１０（ａ）のグラフに示すような伝送路特性があることを前提とする。、図１０（ａ）に示す伝送路特性の一態様では、周波数が大きくなるにつれ利得が小さくなる傾向が示されている。

そして、本実施形態において、送信ノードは、図１０（ｂ）において送信信号として示すような基準スペクトラムを送信する（Ｓ１，Ｓ２０１）。即ち、所定の周波数帯域に亘って信号強度が一定（全ての周波数において信号強度が同じ）である信号ｓを出力する（Ｓ１，Ｓ２０１）。

基準スペクトラムは、伝送路特性の影響を受けるが、具体的には、図１０（ｂ）において受信信号として表すように、周波数ごとに不規則に減衰が生じて全体的に歪んだ信号として受信ノードＡ，Ｂにて受信される。例えば、受信ノードＡでは信号ｕのような波形が現れ、受信ノードＢでは信号ｙのような波形が現れる。

受信ノードＡ，Ｂは、図１０（ｂ）において表されている信号ｕ，ｙの信号波形の情報（即ち、基準スペクトラムが伝送路特性によって減衰して歪んだ状態の信号波形の情報）を解析して取得する（Ｓ２１，４１，Ｓ２３３）。また、本実施形態では、送信ノードからの基準スペクトラムの送信、及び受信ノードＡ，Ｂにおける基準スペクトラムに対応する受信信号の解析が複数回繰り返される（Ｓ５，Ｓ２５，Ｓ４５，Ｓ２０５，Ｓ２３９）。そして、受信ノードＡ，Ｂは、それぞれについて得られた解析結果の平均（信号波形の平均）を演算し（Ｓ２９，Ｓ４９，Ｓ２４３）、その平均を表す情報（平均波形を表す情報）を送信ノードに送信する（Ｓ３１，Ｓ５１，Ｓ２４５）。

送信ノードは、受信ノードＡ，Ｂから受信した平均波形を表す情報に基づき、伝送路特性に起因する受信ノードＡ，Ｂでの信号の減衰（歪み）を加味し、その減衰分に相当する信号強度を予め送信信号に印加したうえでその送信信号を送信する（Ｓ１５，Ｓ２１７）。具体的には、図５において、トランジスタ１３７のベース端子への印加電圧を制御することでトランジスタ１３８のコレクタ端子に流れる電流、即ちトランジスタ１３８のベース端子への印加電圧を制御し、これによりトランジスタ１３８のコレクタ端子に流れる電流の大きさ（即ち、通信路（電力線１１８）に流れる電流の大きさ）を制御して、送信信号の信号強度を補正する。

より具体的には、送信ノードは、受信ノードＡにデータを送信する場合には、受信ノードＡから受信した平均波形を表す情報（換言すると、送信ノード−受信ノードＡ間の伝送路特性）を加味した補正を加え、送信信号を出力する。同様に、受信ノードＢにデータを送信する場合には、受信ノードＢから受信した平均波形を表す情報（換言すると、送信ノード−受信ノードＢ間の伝送路特性）を加味した補正を加え、送信信号を出力する。

例えば、図１０（ｃ）に示すように、受信ノードＡにおいて、全ての周波数において信号強度が同じである信号ｖが受信されるようにするならば、送信ノードは、信号ｓ（即ち、基準スペクトラム）に対し伝送路特性（送信ノード−受信ノードＡ間の伝送路特性）に起因する減衰分に相当する信号強度を印加した信号ｔを出力する。信号ｓに対し加えられた補正分は、伝送路特性に起因する減衰分と相殺され、送信ノードから送信された信号ｔは、受信ノードＡにおいて、全ての周波数において信号強度が同じである信号ｖのように現れ得る。同じ原理で、スペクトラム拡散により電力線１１８に重畳されたデータ信号（送信データを含む信号）は、伝送路特性に応じて信号強度が補正されるようになっている。

受信ノードＢについても同様であり、図１０（ｄ）に示すように、受信ノードＢにおいて、全ての周波数において強度が同じである信号ｚが受信されるようにするならば、送信ノードは、信号ｓ（即ち、基準スペクトラム）に対し伝送路特性（送信ノード−受信ノードＢ間の伝送路特性）に起因する減衰分に相当する信号強度を印加した信号ｘを出力する。信号ｘに対し加えられた補正分は、伝送路特性に起因する減衰分と相殺され、送信ノードから送信された信号ｘは、受信ノードＢにおいて、全ての周波数において信号強度が同じである信号ｚのように現れ得る。

このように、本実施形態においては、受信ノードにおいて伝送路特性を解析するとともに送信ノードと受信ノードとでその伝送路特性の情報を共有し、送信ノードは、伝送路特性の影響を加味して信号強度を予め補正した送信信号を受信ノードに対して送信する。受信ノードにおいては、送信ノードにおいて加えられた補正分と、伝送路特性に起因する減衰分とが相殺された信号が検出される。このため、受信ノードにおいては、あたかも伝送路特性の影響がない（伝送路特性に起因する減衰が発生していない）ように見える。

これによれば、受信ノードにおいて、伝送路特性に起因する減衰量に関係なく所望の信号強度で信号が受信されることとなり、受信信号、ひいては受信データに誤り等が生じることを抑制できる。また、本実施形態では、伝送路特性が取得されてその伝送路特性に合わせて送信信号の信号強度が調整される構成であるため、伝送路特性に変動が生じるような場合にも対応できる。即ち、伝送路特性が変動するような状況下にあっても、受信信号、ひいては受信データに誤り等が生じることを抑制できる。よって、伝送路特性に依らず、一定の通信品質を確保し得る。

尚、本実施形態において、Ｓ２１，Ｓ２５，Ｓ４１，Ｓ４５，Ｓ２３３，Ｓ２３９の処理が取得手段に相当し、Ｓ１５，Ｓ２１７の処理が調整手段に相当し、Ｓ１，Ｓ５，Ｓ２０１，Ｓ２０５の処理がノイズ重畳手段に相当している。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。

図１１は、第２実施形態の車両ネットワークシステム１における送信ノード−受信ノード間のデータのやりとりを示すシーケンス図である。
本第２実施形態において、送信ノードは、第１実施形態と同様基準スペクトラムを送信する（Ｓ６１）。基準スペクトラムを所定期間に亘って送信した後はその送信を一旦停止する（Ｓ６３）。

送信ノードから送信される基準スペクトラムは、受信ノードＡ，Ｂにおいてそれぞれ受信される（Ｓ９１，Ｓ１２１）。
受信ノードＡ，Ｂは、それぞれ、送信ノードから送信された基準スペクトラムに対応する受信信号を解析し（Ｓ９１，Ｓ１２１）、解析結果を記憶する（Ｓ９３，１２３）。具体的には、受信信号の信号波形（伝送路特性に起因して歪みが生じた信号波形）を表す情報を記憶する。例えば、信号波形を所定のサンプリング周波数で量子化し、得られた量子化データ（信号の大きさ）を二値の数値データにて表したうえで記憶する。尚、解析結果は、受信ノードＡ，ＢとしてのＥＣＵ１１２，１１３が有するマイコン１７のＲＡＭ９、或いは図示しない不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）に記憶される。

また、送信ノードは、基準スペクトラムを再送信し（Ｓ６５）、その後再送信を停止する（Ｓ６７）とともに待機する（Ｓ６９）。尚、基準スペクトラムの送信は、再送信を含め少なくとも２回以上実行される。

受信ノードＡ，Ｂは、送信ノードから再送信された基準スペクトラムについて、同様に、その基準スペクトラムに対応する受信信号の解析を行って（Ｓ９５，Ｓ１２５）、解析結果を記憶する（Ｓ９７，Ｓ１２７）。

受信ノードＡ，Ｂは、複数個の解析結果、即ち、送信ノードから複数回送信された基準スペクトラムのそれぞれに対応する解析結果（換言すると、それぞれの基準スペクトラムに対応する受信信号の信号波形）を比較する（Ｓ９９，Ｓ１２９）。具体的には、ここでは、複数個の信号波形の平均を表す波形（以下、平均波形とも記載する）を演算する。

そして、受信ノードＡ，Ｂは、平均波形を表す情報を送信ノードに送信する（Ｓ１０１，Ｓ１３１）。具体的には、平均波形の波形情報が二値データとして送信される。つまり、平均波形が所定のサンプリング周波数で量子化され、量子化データが二値データに変換されて送信される。

また、本第２実施形態では、受信ノードＡ，Ｂは、送信ノードに基準スペクトラムを送信する（Ｓ１０３，Ｓ１３３）。
送信ノードは、受信ノードＡから送信される平均波形の情報を記憶する（Ｓ７１）。

また、受信ノードＡから送信される基準スペクトラムについて、その基準スペクトラムに対応する受信信号の信号波形を解析し、その信号波形を表す情報を記憶する（Ｓ７３）。これは、送信ノード−受信ノードＡ間の伝送路特性の影響として、特に、受信ノードＡから送信ノードにデータを送信した際の減衰を検証する趣旨で実行されるものである。

また、送信ノードは、受信ノードＢから送信される平均波形の情報を記憶する（Ｓ７５）。加えて、受信ノードＢから送信される基準スペクトラムについて、その基準スペクトラムに対応する受信信号の信号波形を解析し、その信号波形を表す情報を記憶する（Ｓ７７）。これは、送信ノード−受信ノードＢ間の伝送路特性の影響として、特に、受信ノードＢから送信ノードにデータを送信した際の減衰を検証する趣旨で実行されるものである。

さらに、送信ノードは、Ｓ７３での解析結果である信号波形を表す情報、換言すると、受信ノードＡから基準スペクトラムを受信した場合に生じる伝送路特性の影響（減衰）を表す情報を、受信ノードＡに返信する（Ｓ７９）。また、Ｓ７７での解析結果である信号波形を表す情報、換言すると、受信ノードＢから基準スペクトラムを受信した場合に生じる伝送路特性の影響（減衰）を表す情報を、受信ノードＢに返信する（Ｓ８１）。

受信ノードＡは、送信ノードからＳ７９にて返信された解析結果を記憶する（Ｓ１０５）。また、受信ノードＢも、送信ノードからＳ８１にて信された解析結果を記憶する（Ｓ１３５）。

送信ノードは、以後のデータ送信において、受信ノードＡ，Ｂから受信して記憶した平均波形の情報に基づき、伝送路特性に起因する受信ノードＡ，Ｂでの信号の減衰（歪み）を加味し、その減衰分に相当する信号強度を予め送信信号に印加したうえでその送信信号を送信する（Ｓ８３）。これにより、受信ノードＡ，Ｂにおいては、その印加分（補正分）と、受信ノードＡ，Ｂにおける減衰分（送信ノード−受信ノードＡ，Ｂ間の伝送路特性に起因する減衰分）とが相殺された信号強度で、信号が受信される。（Ｓ１０７，Ｓ１３７）。

また、受信ノードＡも同様に、以後のデータ送信において、送信ノードから受信して記憶した解析結果（具体的には、受信ノードＡから送信ノードにデータを送信した際に現れる伝送路特性の影響）に基づき、その伝送路特性に起因する送信ノードにおける信号の減衰（歪み）を加味し、その減衰分に相当する信号強度を予め送信信号に印加したうえでその送信信号を送信する（Ｓ１０９）。これにより、送信ノードにおいては、その印加分（補正分）と、送信ノードにおける減衰分（受信ノードＡ−送信ノード間の伝送路特性に起因する減衰分）とが相殺された信号強度で、信号が受信される（Ｓ８５）。

また、受信ノードＢも同様である。以後のデータ送信において、送信ノードから受信して記憶した解析結果（具体的には、受信ノードＢから送信ノードにデータを送信した際に現れる伝送路特性の影響）に基づき、その伝送路特性に起因する送信ノードにおける信号の減衰（歪み）を加味し、その減衰分に相当する信号強度を予め送信信号に印加したうえでその送信信号を送信する（Ｓ１３９）。これにより、送信ノードにおいては、その印加分（補正分）と、送信ノードにおける減衰分（受信ノードＢ−送信ノード間の伝送路特性に起因する減衰分）とが相殺された信号強度で、信号が受信される（Ｓ８７）。

このように、本第２実施形態においては、送信ノードから受信ノードＡ，Ｂに信号が送信された際に現れる伝送路特性の影響（減衰）が解析され、その伝送路特性の影響に基づいて信号強度が予め補正された信号が送信ノードから受信ノードＡ，Ｂに送信されるとともに（この点では第１実施形態と同様である）、受信ノードＡ，Ｂから送信ノードに信号が送信された際に現れる伝送路特性の影響（減衰）が解析され、その伝送路特性の影響に基づいて信号強度が予め補正された信号が受信ノードＡ，Ｂから送信ノードに送信される。つまり、送信ノードから受信ノードＡ，Ｂにデータ送信する場合、及び受信ノードＡ，Ｂから送信ノードにデータ送信する場合の双方において、送信信号の信号強度が補正されたうえでその送信信号が送信される。

そして、受信側では、送信側にて送信信号に加えられた補正分と、伝送路特性の影響（減衰）とが相殺された信号強度で信号が受信される。
このため、本第２実施形態では、送信ノード及び受信ノードＡ，Ｂの双方において、伝送路特性の影響（減衰）によって受信信号、ひいては受信データに誤りが生じてしまうようなことを抑制することができる。より具体的に、伝送路特性によらず所望の信号強度で信号が受信され得るようになる。このため、一定の通信品質を確保できるようになる。

尚、本第２実施形態において、Ｓ７３，Ｓ７７，Ｓ９１，Ｓ９５，Ｓ１２１，Ｓ１２５の処理が取得手段に相当し、Ｓ８３，Ｓ１０９，Ｓ１３９の処理が調整手段に相当し、Ｓ６１，Ｓ６５，Ｓ１０３，Ｓ１３３の処理がノイズ重畳手段に相当している。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術範囲内において種々の形態をとることができる。
例えば、上記実施形態では、ドアミラー制御用のＥＣＵ１１１，１１４，ドアロック用のＥＣＵ１１２，１１５、パワーウインド用のＥＣＵ１１３，１１６、車両のボディー系を制御するためにボディーＥＣＵ１１７を備えた車両ネットワークシステム１について説明したが、その構成は一例であり、上記実施形態の構成に限定されるものではない。

また、上記実施形態では、スペクトラム拡散通信の例について説明したが、本発明は、他の変調方式にも適用し得る。例えば、送信データに応じて周波数を変えるような周波数変調方式の場合でも、伝送路特性に応じて、周波数毎に信号強度を補正するような方法が考えられる。

また、上記実施形態では、電力線１１８がプラス極となる＋Ｂ線とマイナス極となるグランド線との２本の電線から成る場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、電力線１１８が１本の電線からなる場合にも本発明を適用することができる。

１…車両ネットワークシステム、４…電力線、４ａ…Ｂ線、４ｂ…グランド線、５…終端回路、７…ＣＰＵ、８…ＲＯＭ、９…ＲＡＭ、１０…バス、１１…電源回路、１２…センサ・スイッチ群、１３…入出力回路、１４…アクチュエータ、１５…送受信回路、１７…マイコン、１９…コントローラ、２０…幹線、３０…支線、１００…車両ネットワークシステム、１１８…電力線、１２０…コネクタ、１２１…端子保持部材、１２３…支持具、１２５…端子、１２６…凹部、１３１…ＤＳＰ、１３２…Ａ／Ｄ変換回路、１３３…Ｄ／Ａ変換回路、１３４…Ｄ／Ａ変換回路、１３５，１３６…コンデンサ、１３７，１３８…トランジスタ。

Claims (4)

1. 動作電圧を供給するための電力線に複数の通信装置が接続され、前記複数の通信装置が、前記電力線にデータ信号を重畳することによって通信を行う電源重畳多重通信システムであって、
   前記電力線について、信号の周波数の違いによる利得の変化の特性を表す情報（以下、伝送路特性情報と記載する）を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された前記伝送路特性情報に基づき、送信信号の信号強度を調整する調整手段と、
   を備えていることを特徴とする電源重畳多重通信システム。
2. 請求項１に記載の電源重畳多重通信システムにおいて、
   前記電力線にホワイトノイズを重畳するノイズ重畳手段を備え、
   前記取得手段は、前記ノイズ重畳手段により前記電力線に重畳されたホワイトノイズに相当する信号をその電力線から検出し、その検出波形を、前記伝送路特性情報として取得することを特徴とする電源重畳多重通信システム。
3. 請求項２に記載の電源重畳多重通信システムにおいて、
   前記調整手段は、前記ホワイトノイズと、前記伝送路特性情報としての前記検出波形との差分に相当する信号強度を送信信号に印加するようになっていることを特徴とする電源重畳多重通信システム。
4. 動作電圧を供給するための電力線に複数の通信装置が接続され、前記複数の通信装置が、前記電力線にデータ信号を重畳することによって通信を行う電源重畳多重通信システムにおける前記通信装置であって、
   前記電力線について、信号の周波数の違いによる利得の変化の特性を表す情報（以下、伝送路特性情報と記載する）を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された前記伝送路特性情報に基づき、送信信号の信号強度を調整する調整手段と、
   を備えていることを特徴とする通信装置。

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