JP3323538B2 - 配電回路上での情報伝送の管理方法、その実施用装置ならびにホームシステム内の通信に対するこの方法の応用 - Google Patents

配電回路上での情報伝送の管理方法、その実施用装置ならびにホームシステム内の通信に対するこの方法の応用

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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、配電回路上の情報伝送
を管理するための方法に関する。本発明は特に、その実
施のための装置及びホームシステム内での通信へのこの
方法の応用を目的とする。
【0002】
【従来の技術】家庭内配電回路上の搬送電流による情報
の伝送は現在のところ、家庭内設備の現在の進歩の中で
見直されてきた関心を徐々に浸透させている。現在考え
つくことのできるような搬送電流による通信システムに
おいては、電気機器各品目は、電源配電回路に接続さ
れ、指令受けとることを目的とするものであってもよ
いし或いは又、受信機器品目向けの指令又は情報の発出
専用のものであってもよい。伝送される情報は一般に、
単数又は複数のアドレス、データ及び監視情報を含む1
組の情報のコード化及び条件づけの結果として得られた
デジタル情報であり、これらの情報全体が、周知の技術
に従って周波数変調又はその他の振幅変調により電源に
注入される1つのフレームを構成している。当該伝送方
法の場合、いくつかのエミッタ機器品目が回路の複数の
箇所で配電回路に至るまで接続されているとき数多くの
問題点が現われる。実際、特別な注意を払わなければ、
2つ以上のエミッタによる情報の同時発出は、注入され
たフレームの衝突及び伝送されたメッセージのひずみを
導き出し、このことは不適切な指令を誘発する可能性が
あり、さらには数多くの場合において情報の適正な伝送
が存在しなくなる。従って、情報衝突の潜在的危険性の
ため通信方法の全体的信頼性は著しく影響を受ける。
【0003】通信媒体上での情報伝送の管理の分野にお
いては、局所的マイクロコンピュータ回路網において広
く広まったトークンリングの原理がすでに知られてい
る。この原理によると、いつ何時であれ、単一のマイク
ロコンピュータは、その回路網に接続されたその他のマ
イクロコンピュータのうちの単数又は複数のもの向けの
回路網上での情報の発出のオプションを有しており、
「トークン」は、回路網上の情報伝送の新たなマスター
となるその回路網内の次のマイクロコンピュータへと移
行する。かくして、決定論的な性質の衝突管理が存在す
るが、しかしながらこの衝突管理は、このタイプの伝送
について通常の伝送速度が許容する限界の流れと比べて
比較的ささやかな情報の流れしか導かないという欠点を
有している。
【0004】通信回路網の分野においては、同様に、一
般に複数のエミッタ間の仲裁状態(アービトレーショ
ン)へと導くビット毎の衝突検出方法も存在し、この仲
裁の間中、衝突に関与したエミッタはその回路網が解放
されるまで発出を止め、さらにエミッタは予め定められ
た優先順位に付される。衝突が検出された場合に系統的
に発出を中和することにより情報の流れを最適化しない
という欠点をもつこれらのビット毎の衝突検出の方法
は、配電回路内での伝送の場合には適用できない。
【0005】1989年3月6日付けでCreda Limited
社の名で提出された英国特許GB−2229023A号
は、配電回路上の搬送電流による電気器具の遠隔制御の
ためのシステムを開示しており、このシステムは、デー
タパケットの遠隔適用を意図して発出を行なう母線制御
装置及び主プロセッサを含んでいる。情報衝突を列挙す
るための方法が提案されており、その主な特徴は、プロ
セッサが発出したデータパケットを受理した各器具が予
め定められた時間後に受理の肯定応答を送ることにあ
る。しかしながらこの方法は、ビット毎の検出を実施せ
ず、不良メッセージが回路網上で検出されるということ
を保証してくれない。
【0006】1983年6月15日付でPlessey Overse
as Company LTDの名で提出された欧州特許EP.A−0
100594号は、回路網まで接続された1局の待機時
間の測定値を示す2進番号、又はこの目的でその局に割
当てられた番号又はこれら2つの番号の組合せのいずれ
かから成る優先順信号を用いた衝突防止伝送管理を備え
た局所部域回路網コンピュータシステムについて記述し
ている。このタイプの衝突管理は、宛先局により戻され
たエコーの聞きとりを考慮していない。さらにこのよう
なシステムは、搬送電流の分野には適用できない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、配電
回路上の情報伝送を管理する方法において、この情報が
この配電回路に接続された複数の通信局から発生し、予
め定められた数のビットを含むフレームの形でこの配電
回路上の搬送電流の注入によって発出されるような情報
伝送管理方法を提案することによって、これらの欠点を
補正することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に従うと、この方
法は、前記フレームからの各ビットの発出の間に遂行さ
れ発出されたビットのエコービットを受理するサブステ
ップと発出ビットとこのエコービットの比較を行なうサ
ブステップと、発出ビットとエコービットとの不一致に
よって情報の衝突を検出する情報衝突検出サブステップ
を含む衝突検出段階を含み、この衝突検出段階において
衝突が検出された場合には衝突管理段階の実行へと導か
れ、この衝突管理段階では、この衝突に関与した局が、
予め定められた優先順に従ってその他の通信局により
それぞれ配電回路上で発出された一連の情報項目を聞き
取る状態に置かれることになる。
【0009】従って、本発明の管理方法に従うと、優先
性管理モードとビット毎の衝突検出技術を組合わせるこ
とにより、配電回路に接続されたエミッタ通信局の組に
より発出された情報の流れを最適化することにより情報
媒体をよりうまく利用することが可能となる。さらに、
ビット毎の衝突検出によって行なわれる通信の信頼性
は、賢明なことに先行技術に比べての情報媒体のユーテ
ィライゼーション係数の改善を伴っている。
【0010】本発明の好ましい態様に従うと、衝突管理
段階の間に、現在配電回路上で発出を行なっている通信
局の優先順のすぐ下の順位をもつその他の局の1つは、
1つのフレームの伝送時間にほぼ等しい時間の時間かせ
ぎ段階に付される。これにより、予め定められた優先順
に従って通信局によりそれぞれ生成された必要なフレー
ムの時間的並列を最もうまく行なうことが可能となる。
考慮されている時間かせぎは、関連する局が時宜を得な
い形で新たな衝突状態をひき起こさないようにしてい
る。
【0011】本発明の有利な一実施態様に従うと、衝突
管理段階において、その他の通信局により発出された情
報の1項目が衝突に関与した2つの局のうちの1方に関
するものである場合、この局は、この情報項目の中に含
まれている可能性のある命令又は指令を実行する。かく
してこれは、衝突管理段階をさまざまな通信局の通信の
仲裁及び監視の段階にするのみならず、衝突に関与しか
つ情報を受理している通信局が衝突管理段階の終りを待
つこと必要なくこの情報の中に含まれている命令を実行
することのできる1シーケンスにもするのに寄与するこ
とになる。このことは必然的に管理方法のより高い効果
に貢献する。
【0012】さらに、衝突管理段階中、現在発出を行な
っていないその他の通信局は、配電回路上を循環する情
報の聞きとり状態に置かれ、自らに宛てられた情報の中
に含まれている可能性のある命令又は指令を実行する。
衝突に関与している通信局を目的とし、これらの局が衝
突管理段階の間に受けとった指令を実行することに関連
する上述の可能性は、かくして通信局の組にも一般化さ
れる。
【0013】本発明のもう1つの態様に従うと、配電回
路上の情報伝送を受理するための装置は、この情報が配
電回路に接続された複数の通信局から発出ししかも先行
クレームに記載の方法を実施する順次発出される予め定
められた数のビットを含むフレームの形でこの配電回路
上の搬送電流の注入により発出されており、又監視手段
が送り出す情報を配電回路上で発出するための手段を連
動する配電回路上の情報の衝突の検出用手段が含まれて
おり、この衝突検出手段は衝突管理段階を開始する目的
で監視・処理手段に対して衝突−検出信号を送り出すよ
うに配置されているようなものである。
【0014】本発明のその他の特徴及び利点はさらに、
以下の説明の中で明らかになることだろう。
【0015】
【実施例】本発明に従った受理装置の好ましい実施態様
についてここで、図1〜7までを参考にしながら、この
装置の中で用いられている方法と同時に記述することに
する。図1を参照すると、回線制御ユニットDLが、配
電回路Sと、制御され配電回路Sを介して情報を発出す
ることを目的とする電気機器の1品目と結びつけられた
通信局(図示せず)に装備された通信プロトコル監視ユ
ニットUCとの間のインターフェイスに位置づけられた
形で、考慮されている。本発明と一緒に提出された特許
出願明細書は、まさに配電回路を介して複数の通信局の
間で情報を通信するための方法及び特に各通信局につい
て1つの回線制御ユニットを含んでいるこの方法を利用
するためのシステムをその目的としている。
【0016】図中に示されている本発明の実施態様にお
いては、回線制御ユニットDLは、プロトコル監視ユニ
ットUCからくる発出すべき情報の1項目を受けとりそ
の整形及び条件づけを行なう発出モジュールPE、なら
びに、例えば周波数50Hz又は60Hzで有効電圧220
Vの単相電源回路である配電回路Sの下流、そして発出
モジュールPEの出力端の上流に接続された注入インタ
ーフェイスIを含んでいる。この注入インターフェイス
Iは、周知の技術に従って、配電回路S上で伝送すべき
1情報項目を表わすフレームにより変調された搬送電流
の注入を行なう。2つの周知の変調技術を使用すること
ができる。すなわち、FSKタイプ〔「周波数変位方
式」(Frequency Schift Key)〕
の周波数変調と、ASKタイプ〔「振幅変位方式」(A
mplitude SchiftKey)〕の振幅変調
である。FSKタイプの変調の場合には、図2を参照し
て、伝送すべきビットの各々の値「0」,「1」に対し
て予め定められた周波数f 0 ,f1 の信号が結びつけら
れ、これら2つの周波数が充分に異なるものであること
が喚起される。従って、伝送すべきさまざまなビットが
結びつけられている、一定の持続時間のシーケンスの並
列の中の2つの予め定められた値f0 ,f1のうちの1
つをとる周波数及び一定の振幅をもつ1つの信号を通し
て、1つのフレームが具体化される。かくして、図2の
時間ダイヤグラムa)は、図2の時間ダイヤグラムb)
上に論理形で示されている直列デジタル情報の1項目1
011の伝送時点で注入された信号を単純化された形で
示し、従ってこの信号は注入インターフェイスIの入力
端においてピックアップできるようになっている。
【0017】変調された信号が配電回路S上に注入され
ると、これは次に関連する通信局による受信のためこの
回路全体にわたり利用可能となる。しかしながらもう1
つの通信局がもう1つの発出を同時に着手した場合、そ
の結果としてのキャリヤ信号が回線上に現われ、これは
もはや第1のエミッタ通信局により発出された初期信号
と一致しない。
【0018】この状態を識別しこれらの衝突を管理する
ために、回線制御ユニットDLはさらに、注入インター
フェイスIに対し直接連結されこの注入インターフェイ
スIの2つの出力ラインに入力端にて接続されている受
理インターフェイスモジュールIR、配電回路S上でピ
ックアップされた信号RX を復調することにより得られ
たデジタル情報の1項目を受理インターフェイスモジュ
ールIRから受けとる受理モジュールPR及び、各々の
発出ビットとこの発出ビットのエコーを構成する受理ビ
ットの間の比較のためのモジュールCEで構成された本
発明に従った管理装置1を含んでいる。
【0019】この比較モジュールCEは、入力として一
方では例えばマイクロプロセッサといった監視ユニット
UCから発出モジュールPEに向かって直列で走行する
ビットを、又他方では、注入時点でピックアップされた
信号を配電回路Sに復調させることによって得られたビ
ットを受けとりさらにプロトコル監視ユニットUC向け
の衝突検出信号Dを送り出す。
【0020】従ってビット毎の衝突の検出が利用でき
る。図の時間ダイヤグラムc)は例として、エコーとし
て受取られ複数の信号発出間の衝突により擾乱させられ
た信号c)を示している。この信号は、復調の後、発出
されたデジタル情報項目1011とは明らかに異なるデ
ジタル情報項目1010101(時間ダイヤグラム10
11)を導き出す。発出ビットと受理ビットの間の最初
の差異の時点で、比較モジュールCEは衝突検出信号を
生成する。このとき、監視ユニットUCは、配電回路S
内にもはや混雑が無くなるまでさまざまな発出シーケン
スを調節する衝突管理段階の実行に着手する。
【0021】図3を参考にして、ASKタイプの振幅変
調も同様に想像できる。時間ダイヤグラムe)は、この
変調に従って発出されデジタル情報項目10101(時
間ダイヤグラムf)に一致する1つの信号を表わしてい
る。与えられた例において、「1」のビットには、非ゼ
ロ振幅と固定周波数α,β,γのシーケンスが相応し、
「0」のビットには、信号の不在が対応している。配電
回路S上に衝突があった場合、結果として得られる1信
号として、時間ダイヤグラムg)に例示され例えば
「1」ビットと結びつけられ相応する初期シーケンス
α,γよりは長いシーケンスα′,γ′を含み残ったシ
ーケンスβ′は初期シーケンスβと同じ長さをもつよう
な1つの擾乱信号を得ることが可能である。
【0022】この結果、誤ったデジタル解釈へと導く可
能性のある受けとられたデジタル情報内の擾乱ゾーンZ
Pが生み出される(時間ダイヤグラムh)。本発明に基
づく方法が利用される通信システムの段階構造10は図
4に単純化された形で表わされており、この図では、さ
まざまな局の間での通信の可能性及びこれらの局間の情
報交換が表わされているものの、電源Sが局間交換され
る情報のための唯一のハードウェア媒体を構成している
ことから、いずれの場合でも直接的局間リンクではない
ハードウェアリンクは図示されていない。
【0023】一例として図示されている構造は、住居内
に2つの主局Ma,Mbを含んでおり、これらの局のう
ちの1つは変調/復調ユニットMoを介して外部通信回
路網Rに接続され、もう1つは例えばHF(高周波数)
タイプの発出/受理ユニットERを介して外部通信ユニ
ットERと連絡した状態にある。2つの主局Ma,Mb
はシステムの第1の層を構成し、第2の層は主−従局M
Ea1,MEa2及びMEb1,MEb2で構成されて
おり、これらの主−従局は互いと、及び各々が従属して
いる主局Ma,Mbと、さらに各主−従局に依存しシス
テムの第3の層を構成している1組の従局E1,E2,
E3,E4と通信できる。
【0024】各々の主局Ma,Mbには、1組の主−従
局MEa1,MEa2;MEb1,MEb2が結びつけ
られ、各々の主−従局は、同様にもう1つの主−従局−
MEによっても制御されうる1組の従局を制御すること
ができる。一方では主局間そして他方では主局と主−従
局間の通信の双方向性、及び主−従局と従局間の通信の
単方向性にも留意すべきである。
【0025】さらに、搬送電流による従来の変調技術特
に前述のFSK又はASKタイプの変調も問題なく用い
ることができる。特定的に言うと、各々の局は、局の性
質によって異なる構造及び複雑性をもち直接制御される
べき機器品目の内部又は特殊なプログラミングモジュー
ルの中さらには通信システムを監視するためのベースの
中に収納される1つの回路を通して具体化される。
【0026】情報が条件づけされる要領についてここで
さらに詳しく述べることにする。図5を参照すると、伝
送された各々のフレームTに対し、1つのプリアンブル
P及び以下の一連のフィールドが対応している: −識別フィールドCI −制御フィールドCC −データ分界(デマーケーション)フィールドCL −データフィールドCD −コード化フィールドCRC −データ終りフィールドCFD −認識フィールドCACK −フレーム終りフィールドCT。
【0027】コード化フィールドCRCは周知の技術に
従って、n次の多項式で構成されているという点に留意
されたい。識別フィールドCIはそれ自体以下のものを
含む: −家のアドレスADM −家内の局のアドレスADS −アクセスコードCA −局のタイプを表わすコードTS。
【0028】本発明に基づく方法を用いたホームシステ
ム内では、各々の主−従局又は従局は、図6の流れ図に
示されているように、つねに電源上で聞き取り状態にあ
る。オーバーレーフレームの存在が電源上で検出される
と直ちに、アドレスフィールドADMの代行受理が遂行
される。このアドレスがまさに聞き取り局のある家のア
ドレスである場合、聞き取り局向けの指令を検出する目
的で、局アドレスフィールドADSの代行受理が着手さ
れる。このような場合、アクセスコードCAの代行受理
が遂行され、1機器品目向けの命令の伝送を保護するこ
とを可能にする。次に続く局タイプの代行受理は、付加
的な識別手順である。
【0029】識別フィールドの処理が終結した時点で、
制御フィールドCC及びデータフィールドCDの解析及
びフィールドCRCの適合性が、指令されたタスクの実
行を導き出す。認識フィールドCACKの受理の後、フ
レームの伝送は終結される。本発明に従った方法におい
ては、フレームさらに一般的に言うと電源上の情報を発
出するよう設計されているシステムの局すなわち主局及
び主−従局は、図7を参考にして衝突検出を内含する手
順に従ってこの情報の発出を行なう。
【0030】予備初期設定段階の後、フレームの各ビッ
トは電源上で発出され、そのエコーは受理されて、発出
されたビットと比較される。この比較が適正な伝送を表
示した場合、フレーム全体が発出されてしまうまで、フ
レームの次に続くビットが発出される。フレームの全ビ
ット数に一致する数のシーケンスに達した時点で、フレ
ームの終りの発出段階が着手される。比較が発出ビット
とエコーとして受けとられたビットの間の差を明らかに
した場合、かくして検出された衝突の管理段階が着手さ
れる。これによって予め定められた時間かせぎの時間中
聞きとり状態に置かれることになり、こうして電源の占
有条件を検出することが可能となる。回線が再び空き状
態になった時点で、エミッタ局間の予め定められた優先
順の関数としてフレームの新たな発出が着手される。
【0031】本発明に従った方法のホームアプリケーシ
ョン例として、以下のシーケンスを含む日常のプログラ
ムを挙げることができる: I)ドアロック II)警報システムの監視 III) 暖房出力の減少 IV)燃料油消費量の読みとり V)電話呼出しの受信 VI)機器のスイッチオン 上述のシーケンスI,II,III 及びIVは、特定の主−従
局により管理される。電話呼出しの受信及び処理は、モ
デムに接続されている主局により行なわれる。
【0032】各々の電気ロックは1つの従局を構成す
る。警報システムの各センサ、暖房システムのさまざま
な要素及び制御すべき家庭内設備の全て又は一部につい
て、同様のことが言える。当然のことながら、赤外線又
はマイクロ波の方法により主−従局に指令を送ることも
できる。
【0033】当然のことながら、本発明は上述の例に制
限されるものではなく、本発明の範囲を超えることなく
これらの例に対し数多くの開発を加えることが可能であ
る。従ってFSK又はASKタイプの搬送電流による今
日の変調以外の変調タイプも想像できる。さらに、管理
可能な局の数は本発明により制限されるものではなく、
主又は主−従局の処理能力によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づく管理装置を内蔵する回線制御モ
ジュールの単純化されたブロックダイヤグラムである。
【図2】FSKタイプの周波数変調の場合の情報衝突の
結果を示す時間ダイヤグラムである。
【図3】ASKタイプの振幅変調の場合の情報衝突の結
果を示す時間ダイヤグラムである。
【図4】本発明に従った管理方法を含む通信方法の階層
化された組織を示すブロックダイヤグラムである。
【図5】ホームコミュニケーションシステム内で生成さ
れたフレームの構造を示す。
【図6】通信方法の中で用いられる聞きとりシーケンス
の流れ図である。
【図7】本発明に基づく方法において用いられる基本的
発出シーケンスの流れ図である。
【符号の説明】
S…配電回路 Ma,Mb,MEa1,MEa2,MEb1,MEb2
…通信局 T…フレーム UC…監視手段 PE…情報発出手段 CE…情報衝突信号送信手段 D…衝突検出信号 IR…受理インターフェイス手段 I…注入インターフェイス手段 PR…受理手段

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配電回路(S)上の情報伝送を管理する
    方法において、この情報がこの配電回路(S)に接続さ
    れた複数の通信局(Ma,Mb,MEa1,MEa2,
    MEb1,MEb2)から発生し、前記情報は予め定め
    られた数の順次発出されるビットを含むフレーム(T)
    の形で配電回路上の搬送電流の注入により発出されてお
    り、 又さらに、各ビットの発出の間に遂行されかつ発出さ
    れたビットのエコービットを受理するサブステップ
    出ビットとこのエコービットの比較を行なうサブステッ
    、及び、発出ビットとエコービットとの不一致によっ
    て情報の衝突を検出する情報衝突検出サブステップを含
    む衝突検出段階、ならびにこの衝突検出段階において
    突が検出された場合にはこの衝突検出段階に続いて衝
    突管理段階が実行され、この衝突管理段階の間に、この
    衝突に関与した局は予め定められた優先順に従って
    の他の通信局によりそれぞれ配電回路上で発出された一
    連の情報項目を聞きとる状態に置かれる、情報伝送管理
    方法。
  2. 【請求項2】 衝突管理段階の間に、現在配電回路
    (S)上で発出している通信局の優先順のすぐ下の順位
    をもつその他の局のうちの1つが、1つのフレーム
    (T)の伝送時間にほぼ等しい時間の時間かせぎ(te
    mporizating)段階に付される、請求項1に
    記載の方法。
  3. 【請求項3】 衝突管理段階の間に、前記その他の通信
    局により発出された情報の1項目がその衝突に関与した
    2つの局のうちの1方に関連するものである場合、この
    局はこの情報項目に含まれている可能性のある命令又は
    指令を実行する、請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 衝突管理段階中、現在発出中でないその
    他の通信局が、配電回路上を循環する情報の聞きとり状
    態に置かれ、それらに宛てられた情報の中に含まれてい
    る可能性のある命令又は指令を実行する、請求項3に記
    載の方法。
  5. 【請求項5】 衝突管理段階が、現在実行中の時間かせ
    ぎ段階がもはや全く存在しなくなった時点で終わる、請
    求項2に記載の方法。
  6. 【請求項6】 配電回路(S)上の情報伝送を管理する
    ための装置において、この情報は前記配電回路(S)に
    接続された複数の通信局から発生し、請求項1乃至5に
    記載の方法を実施する順次発出される予め定められた数
    のビットを含むフレーム(T)の形でこの配電回路上の
    搬送電流の注入により発出されており、又監視手段(U
    C)が送り出す情報を配電回路(S)上で発出するため
    の手段(PE)と連動する配電回路(S)上の情報の衝
    突の検出用手段(PR,CE)が含まれており、この衝
    突検出手段(PR,CE)は、衝突管理段階を開始する
    目的で監視・処理手段(UC)に対して衝突−検出信号
    (D)を送り出すよう配置されている、情報伝送管理用
    装置。
  7. 【請求項7】 衝突検出手段には、発出手段(PE)に
    よるビットの発出からエコーとして受理される各ビット
    を受入れるための手段(PR)及び発出されたビットと
    エコーとして受理されるこのビットを比較しかつ差があ
    る場合には衝突検出信号(D)を送るための手段(C
    E)が含まれる、請求項6に記載の装置。
  8. 【請求項8】 発出手段(PE)は発出インターフェイ
    ス手段を介して配電回路(S)に接続され、受理手段
    (PR)は受理インターフェイス手段(IR)を介して
    前記配電回路(S)に接続されており、前記発出インタ
    ーフェイス手段及び受理インターフェイス手段は、注入
    インターフェイス(I)内に合わせてまとめられてい
    る、請求項7に記載の装置。
  9. 【請求項9】 配電回路に接続された複数の通信局を含
    むホームシステム内での通信に対する請求項1に記載の
    方法の応用。
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