JP3411278B2 - 電線経由通信用動力線カプラモデム装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、電線を介して高速データを送信及び受信す
るために用いられる通信装置に関するものである。更に
詳述すれば、本発明は，高速データを、従来の電線、又
は建物内に現存の他の電力線、又は建物や構造物間に既
存の動力線を介して送信及び受信するための手段を提供
するものである。

先行技術 現在、異なるタイプの情報を、電線を介して送信する
のを可能にする種々の装置がある。例えば、電気のアウ
トレットに容易に差し込むことができ、従来の配線を介
して、同じ建物内の他のアウトレットに情報を送るのを
可能にする相互通信システム（intercom）、ステレオシ
ステム、スイッチ制御システム、及びラインキャリアモ
デム（line carrier modem）システム等がある。

上記従来の配線という用語には、建物、家屋又は他の
構造物内に見られる配線が含まれる。従来の配線は、AC
動力線、電気配線、同軸ケーブル、より２線式（twiste
d pair）ケーブル、電話線、アンテナ線、マルチベース
（multi base）又は、電気を配分できる他のいかなる配
線であってもよい。

相互通信−システム（intercom system）は周波数変
調音声信号を電気AC配線を介して搬送し、該音声信号
は、電気配線の他のポイント又は、ソケット部で受信さ
れ、元の音声成分に復調される。スイッチ制御システム
は、複数の電気アウトレットに差し込まれる複数の受信
ステーション及び１つの電気アウトレットに差し込まれ
る主スイッチ制御ステーションよりなっている。各受信
ステーションには、それに差し込み可能のランプ又は、
他の装置を設けてもよい。主スイッチ制御ステーション
は、使用者が選択したボタンを押すのを可能にし、該ボ
タンは、受信ステーションで選択された機器を点減する
様に切り換える。スイッチ制御ステーションから受信ス
テーションに送られる情報は、一般に、従来の電気配線
に既存のAC電圧の頂部で周波数変調され、周波数は、個
々の受信ステーションで受信される。各受信ステーショ
ンは、オン又はオフ位置への切り換えを指示する特定の
周波数に注意して傾聴する。ここでは、最も簡単な情報
のみが、従来の配線を介して送られる。

又、ラインキャリアモデム（line carrier modem）が
設けられる。例えば、「ラジオエレクトロニクス」87−
91（1988年７月）のKeith Nicoholsによる「１対のライ
ンキャリアモデムの構築」に述べられている様なライン
キャリアモデムは、コンピュータ又は、パソコンに接続
され、次いで電気アウトレットに差し込まれる。同じ電
線のどこか他の場所で、別のコンピュータがラインキャ
リアモデムの１つに接続され、又、電気アウトレットに
差し込まれる。データは、ラインキャリアモデムを介し
て、１つのコンピュータから他のコンピュータへ伝送さ
れる。一般に、上記の様なモデムは、コンピュータから
単一のデータストリーム（data steram）を取り、該デ
ータストリームを変調し、次いでそれを従来のウォール
配線内に存在するAC電圧の頂部に配置する。この信号
は、次いで、第２のラインキャリアモデムに受け取ら
れ、元のデータストリームに復調されるので、第２のコ
ンピュータは、第１のコンピュータからデータを受け取
ることができる。

現在のラインキャリアモデムは、ボーレート（baud r
ate）が19.2キロボー（Kbaud）又は、それ以下に制御さ
れている。この制御は、主としてその設計上、磁気又は
鉄コアトランスを用いていることによるものである。こ
れらの鉄コアトランスは、ラインキャリアモデムから
の、変調データストリームを従来の配線に対して入れた
り、切ったりするのに用いられる。これらの磁気コアカ
プラは、電線の特性インピーダンスにインピーダンス整
合されていないので、変調信号は、ひずみを受ける。こ
のひずみのため、送信及び受信ポーレートが19.2キロボ
ーに制御される。定在波に生じる問題により、現在のラ
インキャリアモデムには、スペクトル拡散技術（spread
spectrum technique）が用いられる。定在波は、磁気
コアカプラ−と電線とのインピーダンス整合の不良によ
り生じ、そのため、キャリア周波数で無効カップリング
（rectuve coupling）が発生する。定在波は、従来の配
線上に空白点（null point）を生じ、その影響により空
白点で送信がキャンセルされる。鉄コア又は磁気コアト
ランスを有する現在の送信又は受信ラインキャリアモデ
ムは、60ヘルツ120ボルト電線から60ヘルツの高調波の
大部分を除去するには不適当である。鉄コア又は、磁気
コアトランス／カプラーは、又、位相非線形（phase no
n−linear）であるので、従来の配線に沿って送られる
変調信号は、受信時、そして、次いで送信時に異なる位
相のものとなる。この変調信号の、電線へのカップリン
グと連係した、予知できない移相により、移相キーイン
グ技術でのディジタルデータのコード化の使用が厳しく
制限される。

現在では、産業界で、ローカル・エリア・ネットワー
ク（LANs）やエサーネット（Ethernet）等のネットワー
クシステムが、多数のコンピュータステーションを接続
するのに選ばれている。これらのネットワークは、一般
に、複数のコンピュータステーション及びネットワーク
サーバと、すべてのコンピュータシステムを接続するハ
ード配線バス（hard wired bus）及び／又は電線よりな
っている。システム上の各コンピュータ又はステーショ
ンは、他の全てのコンピュータ又はステーションに知ら
れているアドレスを持っている。第１のステーションが
第２のステーションと通信するには、それは、単に、適
切なデータ情報を伴うバスに、第２のステーションのア
ドレスを送るだけでよい。情報は、適当なアドレスを有
する第２のステーションにより受け取られる。第２のス
テーションは、同じプロセスを用いて第１のステーショ
ンにデータを返送してもよい。

上記のローカル・エリア・ネットワーク（LAN）やエ
サーネット（Ethernet）システムは設備費が高価であ
る。費用のかかる１つの理由は、購入費と、事務所内に
複雑な配線を行うための設備費とがあげられる。建築規
定に適合するために、配線は、しばしば、床下や壁部を
介して配設する必要がある。後日、システムを拡張する
ために、更に配線を配設する必要を生じる場合もある。

ローカル・エリア・ネットワークやエサーネットシス
テムは、極めて高速のレートでその通信回線を介してデ
ータを送信する。この速度のレートは、同軸回線では10
メガボー（Mbaud）まで、及びそれ以上、多重より２線
式（multiple twisted pair）回線では、約１メガボー
に達する。現在のところ、事務所建物にハード配線（ha
rd wiring）の追加ケーブルを配設することなしにロー
カル・ネットワーク又はエサーネットシステムを拡張で
きるシステムは無い。前述の様に、現在のラインキャリ
アモデムは、約19.2キロボーでデータを送受できるにす
ぎない。これらのモデムは、拡張の目的で既知のローカ
ル・エリア・ネットワーク・システムを現存のラインキ
ャリアモデムにリンクする場合、全ネットワークを低速
化するか、又は、システムを作動不能とするので、エサ
ーネット又はローカル・エリア・ネットワークの拡張の
ためには有用ではない。

発明の要約 本発明は、同時に電線により第２ステーションに送信
するために、高速データを受け、該高速データを多重変
調信号に変換する第１ステーションを有する電線を介し
て、該多重変調信号を送信及び受信する通信装置を含
む。第２ステーションは、同時に、多重変調信号を変調
し、該信号を元の高速データに変換可能であり、各ステ
ーションは、電線と各ステーション間で多重信号を結合
するための誘電体コアカプラを有する。

前述の諸点に鑑み、本発明は、既存の従来の配線を介
して19.2キロボー（Kboud）を大巾に上回るボーレート
でデータを送信及び受信することをその第１の目的とす
る。

又、本発明は、ディジタルデータを送受信するのに移
相キーイング技術（phaseshift keying technique）を
用いることができる様に、位相線形方式（phase liner
fashion）で、従来の配線を介してデータを送受信する
ことを、更にその目的とする。

又、本発明は、定在波を除去するために、動力線カプ
ラモデムを、送信用周波数での電線の特性インピーダン
スに抵抗的に整合せしめることを、別の目的とする。定
在波を除去することにより、動力線カプラモデムが、ス
ペクトル拡散変調／復調技術（spread spectrum modula
tion/demodulation technique）を用いることなしに、
送信及び受信を行うことが可能となる。

又、本発明は、従来の配線を介して、同時に、多重変
調信号を送信及び受信することを、その別の目的とす
る。

又、本発明は、ローカル・エリア・ネットワーク（LA
N）又は、エサーネット、トークンリング（Token Rin
g）等のネットワークシステムを設置及び拡張する費用
のかからない手段を提供することを更に、その別の目的
とする。

又、本発明は、建物内に見られる既存の電気配線を介
して、多数のコンピュータ、又は、ステーションが通信
するのを可能とすることを、更にその目的とする。

又、本発明は、１つの建物内のワークステーション又
は、コンピュータシステムが、他の建物内の多数のワー
クステーション及び／又はコンピュータシステムと通信
可能とする様に、コンピュータシステムが、既存の動力
線を介して建物間で通信可能とすることを、更に、その
目的とする。

又、本発明は、位相線形方式で、従来の配線を介し
て、明瞭なオーディオ又は、ビデオ信号を送信及び受信
することを、その別の目的とする。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の基本動力線キャリアモデム（Power
Line Carrier Modem:以下PLCMと呼ぶ）のブロック図で
ある。

図２は、直列入力及び出力を取り扱う様に構成したPL
CMのブロック図である。

図３は、変調及び復調段階での直角移相キーイング
（quadrature phase shift keying）を含むPLCMのブロ
ック図である。

図４は、直角移相キーイングを含み、高速の直列入力
及び出力を取り扱い可能なPLCMのブロック図である。

図５は、ローカル・エリア・ネットワーク（LAN）シ
ステム内で作動する様に形成されたPLCMのブロック図で
ある。

図６は、エサーネットシステム内で作動する様に構成
されたPLCMのブロック図である。

図７は、PLCMを介して相互接続された多数のコンピュ
ータ、プリンタ、及び種々の装置を示す図である。

図８は、本発明の動力線カプラの結合トランスを示す
図である。

発明の詳細な説明 本発明において、動力線カプラモデム（Power Line C
oupler Modem:PLCM）は、従来の配線を介しての、高速
データ通信手段を提供する。本発明においては、異な
る、事前に選定した変調周波数で多重信号を変調で、次
に結合して、多重変調信号を、従来の配線を介して送出
する。次いで、多重変調信号は、受信され、分離され、
個々に復調される。本出願人により出願中の特許出願番
号第822,326号に開示される動力線カプラは、本発明で
は、多重変調信号を従来の配線に乗せたり、それから検
索したりするのに用いられている。これらのカプラは、
その事前に選定した周波数及びそれに接近した周波数で
位相線形であり、従来の配線に見られる動力線周波数
（60Hz）に関連した大部分のAC高調波を除去することが
できる。更に、PLCMの作動は、3KMの距離で１メガボー
（MBaud）を越す速度に達することができる。送信は、
直列形態よりもむしろ並列形態であることが強調され
る。

好ましい実施例の説明 図１は、少なくとも２つの動力線カプラ（C₁−Cn）18
と同数の変調器（M₁−Mn）16及び復調器（D₁−Dn）20よ
りなっている。通常ディジタルビットストリームの形態
のデータは、パソコン又は、マイクロプロセッサを基本
とする装置等の、並列ディジタルデータを送出可能な装
置（図示せず）より得られる。データは、音声、ビデ
オ、ステレオ又は他のアナログ信号等のアナログ情報で
あってもよい点を注目すべきである。

データは、並列入力14を介してPLCM10に入る。データ
は、その関連変調器（M₁−Mn）16により、事前に選定し
た変調周波数に変調される。各データストリームが変調
器で変調された後、それは、その関連カプラ（C₁−Cn）
又は、動力線キャリア（PLC）18に送られる。各カプラ1
8は、位相線形方式で、変調（キャリア）周波数におい
て、又は、その近傍で、それが接続されているAC動力線
12の特性インピーダンスに抵抗整合されている。各カプ
ラ（C₁−Cn）18は、互いに接続され、それらが従来の配
線又は、AC動力線12に接続されているので、結果として
全ての変調データストリームが加算されたことになる。

図１に示す第２のPLCMは、第１のPLCM10と同一であ
る。全ての変調データストリームの加算したものは、AC
動力線12より第２のPLCM10に入る。Fig.8に示すカプラ
（C₁−Cn）18はAC動力線12にインピーダンス整合され事
前に選定されたフィルタ周波数において、位相線形とな
っている。各カプラは、入ってくる信号をろ過し、単一
の事前選定した変調データストリームを抽出する。変調
されたデータストリームは、カプラ（C₁−Cn）18から、
関連する復調器（D₁−Dn）16に送られる。各復調着16
は、第１のPLCMによって送られたデータを残すデータか
ら変調キャリア信号を除去する。このデータは、その関
連並列出力線に加えられる。出力線は、データを、コン
ピュータ、プリンタ、又は他の電子装置等の並列ディジ
タル信号を受信可能の電子装置に伝達する。

この全体の通信プロセスは、反対方向に繰り返すこと
ができる。即ち、第２のPLCMは、データを、AC動力線12
を介して、第１のPLCMに送ることができる。並列入力14
及び出力22線が作動し得る一般的なデータレートは、各
線について50から100キロシンボル／秒（Ksymbols/se
c）の範囲である。PLCMは、どの様なサイズの並行バス
でも取り扱う様に構成でき、バス上の信号は、DC電圧レ
ベルから２進信号、多重アナログ信号のいずれのもので
も可である。

最大の通信距離は、各ディジタルビットストリームの
原速度（raw speed）から算出できる。電子の速度300,0
00Km/秒を、ビットストリームの速度100キロシンボル／
秒（Kysmbols/sec）で割ると、3Km/ビットが得られる。
通常、300,000Km/秒の分数のみが、電子の速度と仮定さ
れるので、最大通信距離は2Kmに近くなる。

図２は、並列入力14が、デマルチプレクサ26に接続さ
れ並列出力が、マルチプレクサ28に接続される基本PLCM
10を示す。この構成では、PLCM10は、データストリーム
を送ることができる装置（図示せず）から入力線24上
に、直列又は並列（ここでは「データストリーム」）デ
ータストリームを受け取ることができる。デマルチプレ
クサ26は、データストリームを受けて、それを並列入力
線用の並列データに変換する。PLCMは、次に、上述の様
に作動する。要するに、並列入力線上の各信号は、変調
され、次いで、AC動力線に結合される。続いて、信号は
第2PLCMにより受け取られ、その内部で変調信号は、PLC
Mに結合され、分離され、ろ過され、復調され、並列出
力線22上に送り出される。

並列出力線22は、並列データを、元のデータストリー
ムに再び変換するマルチプレクサに接続されている。こ
のデータストリームは、直列又は、並列データを受け取
る様に設計された電子装置によって受信できる。

例えば、図７を参照して、パソコンPC1には、それを
介してデータを送出及び受信するデータストリームポー
トを設けてもよい。PC1は、変調された形のデータをAC
動力線に接続する第１のPLCMに、先ずデータストリーム
を送って、AC動力線を介して、PC2にデータを送っても
よい。第２のPLCMは、変調データを受け、それを元のデ
ータストリームに再変換し、次にデータを受け取るPC2
に接続することができる。各送信は、目的地を予め選定
する様に、アドレスを付けることができる。

基本PLCM構成は、各入力、又は、出力並列ライン毎に
80キロシンボル／秒（Ksymbols/sec）のシンボルレート
を取り扱うことができるので、別の並列線を追加するこ
と、データ速度マルチプライアとして作動し、ボーレー
ト（baud rate）及びPLCMの全体の処理能力を向上させ
る。例えば、各PLCMに、２つの変調器と、復調器を用い
るとすると、PLCMの全体の処理能力は、80キロシンボル
／秒×２＝160キロシンボル／秒となる。更に、PLCMに
８つの変調器と復調器を用いると、PLCMの全体の処理能
力は、80キロシンボル／秒並列線×４並列線＝320キロ
ボーとなる。

直角移相キーイング変調技術（Quadrature phase shi
ft keying modulation technique）を図３に示す。以下
に説明する様に、直角移相は、PLCMの各入力線又は、出
力線のボーレート（baud rate）を倍増するために、新
規なPLCM内にも、うまく使うことができる。

図３は、ディジタルデータと、直角移相キーイング
（QPSK）変調器34内に伝達する並列入力線14を有する移
相PLCM10aを示す。このQPSK変調器は、各２ビットのデ
ータに対し、90,180,270、又は360度の移相を指定し、
その様に変調周波数を移相する。例えば、データビット
「00」は90度移相に指定され、「01」は、180度移相
に、「10」は、270度移相に、そして「11」は、360度移
相に指定される。この技術は、実質的に、データを、2:
1の比率に圧縮する。この様にして、各並列入力線の速
度は、基本PLCMに述べた一般的変調技術に対して、係数
２だけ増加する。

移相された変調信号は、PLCs18によりAC動力線12に結
合される。基本PLCMの場合の様に、全並列移相変調信号
は、共に加算されて集塊（Conglo merate）変調信号と
なり、AC動力線を介して、第２のPLCM10aに送られる。A
C動力線12の他の部位に位置する第２のPLCM10a（図示せ
ず）は、集塊変調信号を受け取り、分離し、カプラ18で
各別個の信号をろ過する。

PLCs18は、空心トランスを用い、変調周波数でAC動力
線にインピーダンス整合されて相線形となっているの
で、コード化された移相は、それらを通過する場合に、
乱されない。各移相変調信号は、位相ロックループ（PL
L）回路36へ進む。PLL36は、特定の所定周波数を確保
し、バンド巾はロックされ、QPSK復調器34に挿入される
前にドリフトすることはない。PLLに対する可能バンド
巾は、50KHzである。ここでは、他の周波数ロック回路
も又、同様に用いることができる。

QPSK復調器では、変調信号内の移相は、その元のディ
ジタル形態に復調（デコード）される。90度移相は、
「00」に復調され、180度移相は「01」へ、等々と復調
される。次いでデータストリームが関連並列出力データ
線に送り出される。有用な直角移相キーイング技術の部
位を含む通信装置のデータ誤差の割合は10^-9以下であ
る。

図２と同様に、図４は、どの様にしてマルチプレクサ
やデマルチプレクサ回路が移相PLCM10aのボーレート（b
aud rate）を高速データストリーム入力及び出力線のそ
れまで上昇せしめ得るかを示すものである。マルチプレ
クサは、データストリーム入力線の入力データを受取
り、次いで、該データを多重化並列データに変換し、並
列入力線に接続する。各入力並列線上のデータレート
は、並列入力線の合計数で割った入力データストリーム
の速度に等しい。並列入力データ線が多ければ多い程、
PLCMにより取り扱うことができるデータストリーム入力
線の速度は大きくなる。QPSK変調を用いると、各並列入
力及び出力並列データ線は、約160キロボーのボーレー
トで作動する。したがって、８入力及び出力データ線が
用いられると、直角移相キーイング技術を用いるPLCMの
全体の処理能力は、４×160キロボーで、合計640キロボ
ーとなる。８本以上の入力及び出力データ線を用いる
と、著しくボーレートを増加することが出来る。

直角移相変調器（４状態変調器）の代わりに８状態移
相変調器（８移相キー変調器）（OPSKM）を用いると、
データの各３ビットは、各45度シフトの移相量を指定す
るのにもちいられる。例えば、「000」は45度移相に指
定され、「001」は、90度移相に指定され、「010」は、
135度に指定され、「011」は180度に、「100」は、225
度に、「101」は270度に、「110」は315度に、「111」
は360度という様に、それぞれに指定された移相を得る
ことになる。この技術により、データは、3:1の比に圧
縮される。この様にして、各並列入力線の速度は、全体
の入力線において３の係数により増加する。OPSK変調と
８本の並列入力線を用いて、各入力線処理能力は、約80
キロシンボル／秒×４＝320キロシンボル／秒となる。
８本の線を掛け合せると、OPSK変調を用いるPLCMの合計
処理能力は、約2.5メガシンボル／秒となる。

デマルチプレクサ回路26は、図２で説明したのと同じ
方法で作動する。図４において、並列出力線22は、ディ
ジタルデータをQPSK変調器34から、マルチプレクサに伝
達し、そこで、並列データからデータストリームデータ
にされ、データスクリーン出力線30に送り出される。

例えば、ATTDSP32Cを用いて、ディジタル信号処理（D
SP）チップを使うことが可能で、その中に、PLL、OPSK
MOD/.DEMODをプログラムすることができる。キャリア
感知多重アクセス／コリジョン検出（Carrier Sense Mu
ltiple Access/Collision Detection）をPLCモデム内で
取り扱うことができる。フォワード誤差修正（FEC…For
ward Error Correction）及びデータ圧縮のみならずLAN
トラフィックの理論的分離（アドレサビリティ）を用い
ることが可能で、その全ては、中央演算装置（CPU）で
制御される。

明らかに、60ヘルツの主高周波間で選ばれる最適のキ
ャリア周波数は、スペクトル中で、30キロヘルツ毎にあ
る。その場合、1:1の受信バンド内ノイズ（しきい値）
は、約５−15ミリボルトピークピーク値にすぎない。し
たがって、下記のキャリア周波数で10チャンネルを使用
できる。即ち、各チャンネル及びOPSKに対して約20−24
キロヘルツのバンド巾を用いて： F1＝165 KHz, F2＝195 KHz, F3＝225 KHz, F4＝225 KHz, F5＝285 KHz, F6＝315 KHz, F7＝345 KHz, F8＝375 KHz, F9＝405 KHz, F10＝435 KHz。

同様に、チャネル当たり約33.33キロシンボル／秒と
１メガボーの最終速度が達成できる。チャネルを増加す
るとモデムの価値が上り、又、スペクトル中では、強い
60ヘルツ高調波は、60キロヘルツ毎にすぎないので、以
下のキャリア周波数で４チャネルのみが奨励され、一
方、ノズルしきい値は、大略前述の通りである。即ち、
各チャネルとOPSKに対し約50−54キロヘルツのバンド巾
を用いて： F1＝210 KHz, F2＝270 KHz, F3＝330 KHz, F4＝390 KHz。

同様に、チャネル当たり約33.33キロシンボル／秒と
１メガボーの最終速度が達成できる。又、150キロヘル
ツで第５チャネルを加えることも可能である。ヨーロッ
パでは、動力線キャリア周波数規則が異なっている。10
0キロヘルツ周波数以上の送信は許可されていないの
で、以下のキャリア周波数で４チャネルが推奨されてい
る。即ち、各チャネルとOPSKに対し約９キロヘルツのバ
ンド巾を用いて： F1＝56KHz, F2＝69KHz, F3＝82KHz,F4＝95KHz。

最大最終速度は約200キロボーになり得る。それらは50
キロヘルツパワーを有するので、強い高調波がスペクト
ルの25キロヘルツ毎に現われ、しきい値は、大略15−40
ミリボルトピークである。

図５と図６は、どの様にして、PLCMと変調器／復調器
回路が、ローカルエリアネットワーク（LAN）システム
（図５）、又は、他のネットワークシステム（図６）に
用いられるネットワークコントローラと共存して使用出
来るかの例を示す。これは、システムを相互接続するの
に何ら配線を追加する必要がないのでローカルエリアネ
ットワークシステム又は、エサーネットシステムを構成
又は、拡張するのに費用のかからない技術である。スタ
ーラン（Starlan）トークンリング（Token Ring）等の
他のネットワークコントローラも、又、使用可能であ
る。更に、ノベル（Novell）等の種々のタイプのネット
ワークソフトウェアをしようすることもできる。

本出願人の米国出願中の特許出願第822,326号（1992
年１月17日出願明細書）に開示の動力線カプラ（PLC'
s）は、その線形移相性の為に本発明の実施例の１部と
なるものである。この動力線カプラは、他の部分ではノ
イズなしで、信号情報を従来の電気配線にのせ、かつ、
それから検索することを可能とし、又、建物内に見られ
る現存の電力AC配線で通信を可能にする。又、この動力
線カプラは、建物の外の動力線を介して長距離通信をも
可能とする。外部配線に関するこれらの構成は、新しい
ケーブルを設置することなしに、建物から建物への能率
的なデータ通信を可能とする。動力ラインカプラ（PL
C）を内臓するPLCMを用いると、どの様な形の現存の電
気配線でも、１メガボーを越す速度で通信を送受する手
段となり得る。又、どの様なパソコン（PC）、プリン
タ、或いは他の装置でもPLCM10,10aに接続することが出
来る。標準コンセント（Standard wall Socket）に差し
込んだPLCMは、装置が、建物12の電気配線を介して通信
情報を送信及び／又は受信するのを可能にする。

多数の位相（位相A,B,及びＣ）が存在し、PLCMを介し
て通信すべき装置が、別個の位相に接続されているなら
ば、位相を一緒にリンクするのに簡単な回路70を用いる
ことができるという点に注目すべきである。

以上、本発明の特定の実施例を開示したが、本発明
は、これらの開示事項に限定することを意図するもので
はなく、以下に述べる請求の範囲内で種々の変更及び変
形を加えてもよいことは勿論である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−134720（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−55762（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−114648（ＪＰ，Ｕ) 特表 平１−500867（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 3/50 - 3/60

Claims (31)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電線を介して多重変調信号を送信及び受信
   する通信装置であって、 第１ステーションと第２ステーションとを設け、 該第１ステーションは、高速データを受け、同時に電線
   を介して第２ステーションに送る様に多重変調信号に変
   換でき、第２ステーションは、多重変調信号を復調する
   と同時に、該信号を高速データに変換して戻し、更に、 上記各ステーションには、電線と各ステーションとの間
   で多重変調信号を結合する為の誘電体コアカプラを有す
   るトランスを内臓したことを特徴とする通信装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の通信手段であって、誘電
   体コアカプラは、電線と各ステーション間の多重変調信
   号を位相線形方式で結合することを特徴とする通信装
   置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の通信装置であって、電線
   は、どの様に従来の配線としてもよいことを特徴とする
   通信装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載の通信装置であって、電線
   を介して送られる多重変調信号は、３キロメータ以下の
   距離を送り得ることを特徴とする通信装置。
5. 【請求項５】請求項１に記載の通信装置であって、多重
   変調信号は、異なる別個の事前に選択された周波数で変
   調され、次いで、組み合わされた多重化ディジタルデー
   タの組み合わせであることを特徴とする通信装置。
6. 【請求項６】請求項１に記載の通信装置であって、高速
   データは、100キロシンボル／秒（Ksymbols/sec）まで
   のレートで伝わる直列データであることを特徴とする通
   信装置。
7. 【請求項７】請求項１に記載の通信装置であって、各ス
   テーションは、多重変調信号を変調及び復調する場合
   に、直角移相キーイング技術（quadrature Phase shift
   Keying technique）を利用することを特徴とする通信
   装置。
8. 【請求項８】請求項６に記載の通信装置であって、高速
   データは、少なくとも160キロビット／秒（Kbits/sec）
   のレートで伝わる直列データであることを特徴とする通
   信装置。
9. 【請求項９】請求項１に記載の通信装置であって、各ス
   テーションは、８移相キーイング技術（Octaphase Shif
   t Keying technique）を利用することを特徴とする通信
   装置。
10. 【請求項１０】請求項７に記載の通信装置であって、該
    通信装置のデータ誤差の割合（data error rate）が10
    ^-9以下であることを特徴とする通信装置。
11. 【請求項１１】高速で電線を介して合成変調信号を送信
    及び受信する通信装置であって、電線により相互に接続
    された第１ステーションと第２ステーションとを設け、
    各ステーションは、多重入力データ線及び多重出力デー
    タ線と、変調器と、復調器と、空心カプラを有するトラ
    ンスとより構成し、 該多重入力データ線は、電気的情報信号を該変調器に伝
    達し、１本の入力データ線を上記各変調器に入れ、 異なる事前に選択の変調周波数で作動する上記各変調器
    は、それと結合する入力データ線から受けた電気的情報
    信号を変調し、変調電気的情報信号を上記各空心カプラ
    に伝達し、 移相線形で、事前に選択の変調周波数で電線とインピー
    ダンス整合した各空心カプラは、合成信号を作ることに
    より、各変調電気的情報信号を電線に結合し、 上記各空心カプラも、又、電線からの合成入力信号を受
    けると共に、該並列入力変調信号の位相に影響すること
    なしに合成入力信号を並列入力変調信号に分け、該並列
    入力変調信号を、該復調器に伝達し、 上記各入力変調信号に対し１つづつ設けた各復調器は、
    該入力変調信号の１つを復調し、入力データとして復調
    された入力変調信号を該出力データの１つに伝達するこ
    とを特徴とする通信装置。
12. 【請求項１２】請求項11に記載の通信装置であって、全
    ての該入力データ線が、入力データ線の電気的情報を非
    多重化して入力データ線に入れるデマルチプレクサに接
    続され、 全ての入力データ線は、該出力データ線の電気的情報を
    多重化して出力データ線に入れるマルチプレクサに接続
    されたことを特徴とする通信装置。
13. 【請求項１３】請求項12に記載の通信装置であって、入
    力データ線及び出力データ線は、個々に、各々の入力デ
    ータ線及び出力データ線の数を掛けた約80キロシンボル
    ／秒（Ksymbol/sec）で作動することを特徴とする通信
    装置。
14. 【請求項１４】請求項11に記載の通信装置であって、各
    空心カプラは誘電体コアを有することを特徴とする通信
    装置。
15. 【請求項１５】請求項11に記載の通信装置であって、入
    力データ線及び出力データ線の電気的情報は、アナログ
    情報であることを特徴とする通信装置。
16. 【請求項１６】請求項12に記載の通信装置であって、復
    調器は復調の前に位相ロックループ回路を内臓すること
    を特徴とする通信装置。
17. 【請求項１７】請求項16に記載の通信装置であって、変
    調器と復調器は、直角移相キーイング回路（quadrature
    Phase Shift Keying Circuitry）を内臓することを特
    徴とする通信装置。
18. 【請求項１８】請求項16に記載の通信装置であって、変
    調器と復調器は、８移相キーイング回路（Octaphase Sh
    ift Keying Circuitry）を内臓することを特徴とする通
    信装置。
19. 【請求項１９】請求項11に記載の通信装置であって、上
    記各ステーションは、マルチプレクサ、デマルチプレク
    サ、直列入力線及び直列出力線よりなり、 各入力線は、デマルチプレクサに入力データを伝達し、 該デマルチプレクサは、入力データを多重入力データ線
    の直列入力線に非多重化して入れると共に、 各マルチプレクサは、出力データ線から出力データを受
    けると共に、データを多重化して、データストリーム出
    力データとし、該出力データを直列入力線に送ることを
    特徴とする通信装置。
20. 【請求項２０】請求項17に記載の通信装置であって、直
    列入力線のデータ、及び直列出力線のデータは共に、約
    １メガボー（Mbaud）を超えるデータ速度で伝達される
    ことを特徴とする通信装置。
21. 【請求項２１】複数の電子プロセサを、電線上で通信可
    能とする通信方法であって、 第１の電子プロセサに接続した第１の変調器／復調器ユ
    ニットと、第２の電子プロセサに接続した、少くとも第
    ２の変調器／復調器ユニットとを設け、第１と第２の変
    調器／復調器ユニットの両方を該電線に接続し、空心カ
    プラを有するトランスを用いるステップと、 第１の電子プロセサから第１のデータストリームを受け
    るステップと、 第１のデータストリームを多重並列データストリームに
    多重化するステップと、 各並列データストリームを、異なる別個の事前に選択し
    た変調周波数で変調し、結果として多重変調データスト
    リームを得るステップと、 多重変調データストリームを、組合せデータストリーム
    として組み合せるステップと、 電線上の組合せデータストリームを、位相線形方式で送
    るステップと、 第２の変調器／復調器ユニットにおいて、組化せデータ
    ストリームを受け取るステップと、 組合せデータストリームを、位相線形方式で、それぞれ
    異なる別個の変調周波数で変調する多重変調データスト
    リームに分けるステップと、 各該第２変調データストリームを復調し、第２並列デー
    タストリームを創成するステップと、 第２並列データストリームを非多重化して、単１の第２
    データストリームにするステップと、 該第２のデータストリームを、第２の電子プロセサに伝
    達するステップとよりなることを特徴とする通信方法。
22. 【請求項２２】通信装置であって 第１多重変調情報信号と第２多重変調情報信号とを送信
    するための電線と、 （ａ）前記第１多重変調情報信号を生成し、 （ｂ）前記第１多重変調情報信号を前記電線に伝導し、 （ｃ）前記電線を介して前記第２多重変調情報信号を受
    信し、 （ｄ）前記第２多重変調情報信号を処理する ための、前記電線に連結される第１ステーションとを有
    し、 前記第１ステーションは （ａ）第１電気情報信号を伝達するための複数の第１ス
    テーション入力データ線と、 （ｂ）それぞれが前記第１ステーション入力データ線の
    うち一つと関連付けられ、異なる予め選択された変調周
    波数において作動し、関連する第１ステーション入力デ
    ータ線を介して受信した前記第１電気情報信号を変調し
    て前記第１多重変調情報信号の成分を生成するための複
    数の第１ステーション変調器と、 （ｃ）それぞれが異なる予め選択された変調周波数にお
    いて作動し、前記電線を介して受信した前記第２多重変
    調情報信号成分を復調するための複数の第１ステーショ
    ン復調器と、 （ｄ）それぞれが前記第１ステーション復調器と関連付
    けられ、第２電気情報信号を伝達するための複数の第１
    ステーション出力データ線と、 （ｅ）前記電線に合わせてインピーダンス整合された複
    数の移相線形第１ステーション空心カプラとを有し、こ
    の前記複数の移相線形第１ステーション空心カプラは （ｉ）前記第１ステーション変調器によって生成された
    前記第１多重変調情報信号の成分を前記電線に結合し、 （ii）前記第２多重変調情報信号の成分の位相に影響を
    与えることなく前記第２多重変調情報信号の成分を分離
    し、 （iii）前記第２多重変調情報信号の成分を前記第１ス
    テーション復調器と並列的に送するものであり、 前記通信装置はさらに （ａ）前記第２多重変調情報信号を生成し、 （ｂ）前記第２多重変調情報信号を前記電線に伝導し、 （ｃ）前記電線を介して前記第１多重変調情報信号を受
    信し、 （ｄ）前記第１多重変調情報信号を処理する ための、前記電線に連結される第２ステーションを有
    し、 前記第２ステーションは （ａ）第２電気情報信号を伝達するための複数の第２ス
    テーション入力データ線と、 （ｂ）それぞれが前記第２ステーション入力データ線の
    うち一つと関連付けられ、異なる予め選択された変調周
    波数において作動し、関連する第２ステーション入力デ
    ータ線を介して受信した前記第２電気情報信号を変調し
    て前記第２多重変調情報信号の分を生成するための複数
    の第２ステーション変調器と、 （ｃ）それぞれが異なる予め選択された変調周波数にお
    いて作動し、前記電線を介して受信した前記第１多重変
    調情報信号成分を復調するための複数の第２ステーショ
    ン復調器と、 （ｄ）それぞれが前記第２ステーション復調器と関連付
    けられ、第１電気情報信号を伝達するための複数の第２
    ステーション出力データ線と、 （ｅ）前記電線に合わせてインピーダンス整合された複
    数の移相線形第２ステーション空心カプラとを有し、こ
    の前記複数の移相線形第２ステーション空心カプラは （ｉ）前記第２ステーション変調器によって生成された
    前記第２多重変調情報信号の成分を前記電線に結合し、 （ii）前記第１多重変調情報信号の成分の位相に影響を
    与えることなく前記第１多重変調情報信号の成分を分離
    し、 （iii）前記第１多重変調情報信号の成分を前記第２ス
    テーション復調器と並列的に送るものであることを特徴
    とする通信装置。
23. 【請求項２３】電線を介して多重変調情報信号を送信す
    るための通信送信装置であって、 （ａ）前記多重変調情報信号を生成し、 （ｂ）前記多重変調情報信号を前記電線に伝導する 前記電線に連結される送信ステーションを有し、 前記送信ステーションは （ａ）第１電気情報信号を伝達する複数の送信ステーシ
    ョン入力データ線と、 （ｂ）それぞれが前記送信ステーション入力データ線の
    うち一つと関連付けられ、異なる予め選択された変調周
    波数において作動し、関連する送信ステーション入力デ
    ータ線を介して受信した前記第１電気情報信号を変調し
    て前記多重変調情報信号の成分を生成するための複数の
    送信ステーション変調器と、 （ｃ）前記送信ステーション変調器によって生成された
    前記多重変調情報信号の前記成分を前記電線に連結する
    ための、前記電線に合わせてインピーダンス整合された
    複数の移相線形第１ステーション空心カプラと を有することを特徴とする通信送信装置。
24. 【請求項２４】さらに、前記多重変調信号を受信するた
    めの受信ステーションを有することを特徴とする、請求
    項23に記載の通信送信装置。
25. 【請求項２５】前記受信ステーションは、前記電線に合
    わせてインピーダンス整合された空心カプラを有するこ
    とを特徴とする、請求項24に記載の通信送信装置。
26. 【請求項２６】電線を介して多重変調情報信号を受信す
    るための通信受信装置であって、 （ａ）電線を介して前記多重変調情報信号を受信し、 （ｂ）前記多重変調情報信号を処理する ための、前記電線に連結される受信ステーションを有
    し、 前記受信ステーションは （ａ）それぞれが異なる予め選択された変調周波数にお
    いて作動し、前記電線を介して受信した前記多重変調情
    報信号成分を復調するための複数の受信ステーション復
    調器と、 （ｂ）それぞれが前記受信ステーション復調器と関連付
    けられ、第２電気情報信号を伝達するための複数の受信
    ステーション出力データ線と、 （ｃ）前記電線に合わせてインピーダンス整合された複
    数の移相線形第１ステーション空心カプラとを有し、こ
    の前記複数の移相線形第１ステーション空心カプラは （ｉ）前記多重変調情報信号の成分の位相に影響を与え
    ることなく前記多重変調情報信号の成分を分離し、 （ii）前記多重変調情報信号の成分を前記受信ステーシ
    ョン復調器と並列的に送るものであるもの。
27. 【請求項２７】さらに、前記多重変調信号を送信するた
    めの送信ステーションを有することを特徴とする、請求
    項26に記載の通信受信装置。
28. 【請求項２８】前記送信ステーションは、前記電線に合
    わせてインピーダンス整合された空心カプラを有するこ
    とを特徴とする、請求項27に記載の通信受信装置。
29. 【請求項２９】電線を介して第１および第２の多重変調
    情報信号を送受信するための通信送受信装置であって、 （ａ）前記第１多重変調情報信号を生成し、 （ｂ）前記第１多重変調情報信号を前記電線に伝導し、 （ｃ）前記電線を介して前記第２多重変調情報信号を受
    信し、 （ｄ）前記第２多重変調情報信号を処理する ための、前記電線に連結される送受信ステーションを有
    し、 前記送受信ステーションは （ａ）第１電気情報信号を伝達するための複数の入力デ
    ータ線と、 （ｂ）それぞれが前記入力データ線のうち一つと関連付
    けられ、異なる予め選択された変調周波数において作動
    し、関連する入力データ線を介して受信した前記第１電
    気情報信号を変調して前記第１多重変調情報信号の成分
    を生成するための複数の変調器と、 （ｃ）それぞれが異なる予め選択された変調周波数にお
    いて作動し、前記電線を介して受信した前記第２多重変
    調情報信号成分を復調するための複数の復調器と、 （ｄ）それぞれが前記復調器と関連付けられ、第２電気
    情報信号を伝達するための複数の出力データ線と、 （ｅ）前記電線に合わせてインピーダンス整合された複
    数の移相線形第１ステーション空心カプラとを有し、こ
    の前記複数の移相線形第１ステーション空心カプラは （ｉ）送受信ステーションの前記変調器によって生成さ
    れた前記第１多重変調情報信号の成分を前記電線に結合
    し、 （ii）前記第２多重変調情報信号の成分の位相に影響を
    与えることなく前記第２多重変調情報信号の成分を分離
    し、 （iii）前記第２多重変調情報信号の成分を前記復調器
    と並列的に送るもの。
30. 【請求項３０】さらに、前記電線を介して前記第２多重
    変調信号を送信し、前記電線を介して前記第１多重変調
    信号を受信するための、前記電線に連結される第２の送
    受信ステーションを有することを特徴とする、請求項29
    に記載の通信送受信装置。
31. 【請求項３１】前記第２の送受信（ステーション）は、
    前記電線にインピーダンス整合された空心カプラを有す
    ることを特徴とする、請求項30に記載の通信送受信装
    置。