JP3630091B2

JP3630091B2 - Power line carrier communication equipment

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Publication number: JP3630091B2
Application number: JP2000318036A
Authority: JP
Inventors: 利康樋熊; 善朗伊藤; 吉秋小泉
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-10-18
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2020-10-18
Also published as: JP2002124896A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力線に接続された複数のノード（端末器）が電力線を共通線路としてアクセス制御を行い、通信を実施する電力線搬送通信装置に関するものであり、特にノード間で伝送される任意のボーレート（伝送速度）のフレームを共存可能とする伝送方式及びボーレートの制御方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は例えば、特開平３ー６５８４５号公報に示された従来の通信装置の構成を示すブロック図であり、図において、端末伝送装置１０は、例えば電気、ガス、水道などの使用量を収集する自動検針システムに適用し得るものであり、これらの使用量を計測する複数のメータ１３に接続されると共に、複数のメータ１３から収集したデータをさらに全体的に収集する上位装置１５に接続されている。
【０００３】
さらに、端末伝送装置１０は、上位装置１５から送信されてくるデータ、データ伝送速度情報などを受信したり、上位装置１５にデータを伝送する制御を行う伝送制御部１７と、該伝送制御部１７に接続され全体の制御を行う主制御部１９と、該主制御部１９に接続され、計時情報を供給する時計部１１と、伝送制御部１７が受信し、主制御部１９を介して供給される上位装置１５からのデータ伝送速度情報を設定するボーレート設定部１６と、主制御部１９に接続され、データを記憶するデータ記憶部１４と、主制御部１９に接続され、データを操作するデータ操作部１２と、主制御部１９に接続されると共に前記複数のメータ１３に接続され、これらメータ１３を読み取るメータ読取部２０とから構成されている。
【０００４】
図１３は上位装置１５から端末伝送装置１０に送信されてくるデータ伝送速度情報を含んだ伝送データの一例を示す図である。同図に示すデータはデータの最初、すなわちＳＴＸ以前に所定のビット数、例えば８ビットのマーク信号２１を有し、このマーク信号２１によってデータ伝送速度を指定するようになっている。すなわち、このマーク信号２１は例えば８ビットからなる所定のビット数を含んでいるものであるが、このマーク信号２１の長さは設定しようとするデータ伝送速度によって可変するように構成され、このマーク信号２１の長さを変えることによってデータ伝送速度を変えようとするものである。すなわち図１３においてマーク部分を拡大して示しているが、このマーク信号２１中に８ビットが存在するものであるからこのマーク信号の長さｔを８ビットで割れば、次式に示すようにデータ伝送速度がボーレートで得られる。
ｂ＝１／（ｔ／８）
【０００５】
このように設定されるデータ伝送速度情報を伝送制御部１７から主制御部１９に供給し主制御部１９において時計部１１からの時計情報に基づいて前記マーク信号の長さの時間ｔを計測し、この時間ｔを所定のビット数例えば８ビットで割ることによりデータ伝送速度を算出し、該ボーレート設定部１６に設定し、該ボーレート設定部１６から伝送制御部１７に供給することにより、この上位装置１５から設定されたデータ伝送速度で上位装置１５と端末伝送装置１０とはデータ伝送を行うことができる。
【０００６】
また、図１４は特開平１０−３０８７９３号公報に示された従来のボーレート設定装置の概略構成図であり、シリアル回線（ＲＳ−２３２Ｃ）を利用した装置間のデータ通信で、一方の装置（ＤＣＥ）の通信速度を、他方の装置の通信速度（他方の装置（ＤＴＥ）にユーザが設定した、あるいは他方の装置（ＤＥＴ）に予め設定されていた通信速度）に装置に負担をかけず且つ確実に、自動的に一致させる。
【０００７】
すなわち、シリアル回線を介してデータ通信を行う一方の装置（ＤＣＥ）において、他方の装置との物理的な回線の接続を電気的に検出した場合、装置間で定められた複数の通信速度の一つの通信速度を選択して、装置間で決められた制御コードを他方の装置（ＤＴＥ）に対して送信する。なお装置間で定められる制御コードには、例えばこれまで伝送制御コードとして使用されていなかった’ＳＹＮ’（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ：同期コード）を用いることができる。
【０００８】
他方の装置（ＤＴＥ）には、あるボーレートが既に設定されている。すなわちユーザにより設定された、或は予め設定されたボーレートが設定されているので、一方の装置（ＤＣＥ）から制御コードが送信された場合、ボーレートが一致する場合にこの制御コードを受信でき、この制御コードを受信すると一方の装置（ＤＣＥ）へ同じ制御コードを返送する。一方の装置（ＤＣＥ）は、他方の装置（ＤＴＥ）からの制御コードの返送を受信すると、その時点でボーレートが一致していると判断し、通信速度をこのボーレートに固定してデータ通信を開始する。
【０００９】
一方の装置（ＤＣＥ）から行う制御コードの送信は受信されるまで所定回数（ｎ回）繰り返し行われるが、一方の装置（ＤＣＥ）から制御コードが送信されても他方の装置（ＤＴＥ）に設定されているボーレートが異なる場合、他方の装置（ＤＴＥ）はこの制御コードを受信できないので、制御コードの返送は行われず、従って一方の装置（ＤＣＥ）は制御コードの返送を、ｎ回送信を繰り返す間に受信できない場合、このボーレートが不一致であると判断し、通信速度を他の通信速度に変更し、変更したボーレートで上述の制御コードを他方の装置（ＤＴＥ）へ送信する。以降、この動作を繰り返す。
【００１０】
以上のように、あらかじめ定めた制御コードをあらかじめ定められた複数の伝送速度で複数回送信し、返送のあった速度を伝送速度とする、ＤＣＥ−ＤＴＥ間１対１の構成におけるトレーニングによる伝送速度決定の技術が開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
特開平３ー６５８４５号公報に示された従来の通信装置は、上位装置１５と端末伝送装置１０の１対１の構成において、通信タイミングが一意に決められている場合についてのみ、所要の伝送速度で通信を行うことができるものであり、不特定多数の端末が１つの線路を共通の媒体として用い、アクセス制御を行い通信を実施するシステム構成（以下、Ｎ対Ｎシステムという）に適用するには以下のような問題点がある。
【００１２】
Ｎ対Ｎシステムでは、ノード同士が線路アクセスする際のタイミングを同期させる機構が必要であり、この同期機構は伝送速度情報のやりとりにおいて必須であるが、従来の通信装置にはこの同期機構を有していない。従って、伝送速度情報と通常のデータとの識別がつかないため、全てのノードが伝送速度情報を共有できなくなり、線路アクセスのためのタイミングがとれず、正常な通信が行えないという問題点があった。
【００１３】
また、特開平１０−３０８７９３号公報に示された従来のボーレート設定装置は、あらかじめ定めた制御コードをあらかじめ定められた複数の伝送速度で複数回送信し、返送のあった速度を伝送速度に設定するため、伝送速度をトレーニングするためのオーバヘッドが大きく、データ長の短い制御情報を不特定のノード間で頻繁にやりとりするシステムへの適用は実用的でないという問題点があった。
【００１４】
また、Ｎ対Ｎシステムにおいては、システム全体のスループットを維持するために各伝送速度の利用方法に所定の制約を設ける必要があるが、このボーレート設定装置にはその概念がないため、スループットを保証できないという問題点もあった。
【００１５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、共通線路を複数の端末が使用するシステム構成において、種々の伝送速度を簡単に混在させることができる電力線搬送通信装置を得るものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電力線搬送通信装置は、電力線と、この電力線に接続された複数のノードとを備え、前記ノードが１次変調方式を位相変調とした複数の搬送周波数を前記電力線へ送信し、各ノード間の通信がフレーム単位で行われ、前記ノードには、位相変調波の１シンボルへ載せるビット数を可変とする１次変調方式を定める１次変調手段と、複数の搬送周波数へ送信データを載せるマッピング方式を定めるマッピング手段と、前記１次変調手段による１次変調方式および前記マッピング手段によるマッピング方式に基づいて変調波を復調する復調手段とを備え、前記各ノード間で送受信する通信フレームには、共通の１次変調方式およびデータのマッピング方式からなるヘッダ部と、個別の１次変調方式およびデータのマッピングからなるペイロード部とを備え、前記ヘッダ部には通信フレーム毎のペイロード部の１次変調方式とマッピング方式とデータ長が記載され、前記各ノードは、前記電力線に送信された全通信フレームのヘッダ部に記載されたペイロード部の１次変調方式、マッピング方式、データ長を読み取るとともに、前記ヘッダ部のデータ長に基づいてフレーム同期を行なうものである。
【００１７】
また、各ノードに電力線上の搬送周波数の信号対雑音比を検出するＳＮ測定部と、送信するフレーム毎にデータ伝送速度を外部から指定するインターフェース部とを備え、ＳＮ測定部による信号対雑音比に基づいて、各ノードの１次変調方式またはマッピング方式を変更する、または、インターフェース部によりデータ伝送速度を指定するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す電力線搬送通信装置のシステム構成図である。図において、１は電力線、２は電力線１を共通線路として相互に通信を行う伝送端末器である。
【００１９】
図２はこの電力線搬送通信装置において、伝送端末器２が電力線１に送出するフレームの構成を示す図である。図において、フレーム３はヘッダ部３１とペイロード部３２に分かれており、ヘッダ部３１は、全伝送端末器間での共通の通信方式が用いられると共に、ペイロード部３２の１次変調方式および各搬送波へのマッピング方式、ペイロード部のデータ長の情報（以下、１次変調方式、マッピング方式、データ長の情報を定義情報という）を含んでいる。ペイロード部３２は、ヘッダ部３１の定義情報に基づいた１次変調方式およびマッピング方式で変調され、各フレーム毎に個別の通信方式が用いられる。
【００２０】
図３はこの電力線搬送通信装置のフレームに採用された１次変調方式の第１の例であるＤＱＰＳＫ（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）の原理波形を示す図、図４はこのＤＱＰＳＫの位相変換を示す図である。
例えば４．３１２５ｋＨｚの正弦波１周期を１シンボルとした場合、正弦波が始まる位相を図３に示すように４通り定義し、２ビットの情報を図４に示すように割り当てる。図４に示した４通りの位相から始まる正弦波を１シンボル送出することにより２ビットの情報が送信されるので、この例では変調速度は８．６２５ｋｂｉｔ／秒（以下、８ｋｂｐｓという）となる。
【００２１】
図５はこの電力線搬送通信装置のフレームに採用された１次変調方式の第２の例であるＤＢＰＳＫ（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＢｉｎａｒｙＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）の原理波形を示す図、図６はこのＤＢＰＳＫの位相変換を示す図である。
例えば４．３１２５ｋＨｚの正弦波１周期を１シンボルとした場合、正弦波が始まる位相を図５に示すように２通り定義し、１ビットの情報を図６に示すように割り当てる。図６に示した２通りの位相から始まる正弦波を１シンボル送出することにより１ビットの情報が送信されるので、この例では変調速度は４．３１２５ｋｂｉｔ／秒（以下、４ｋｂｐｓという）となる。
【００２２】
図７はこの電力線搬送通信装置の搬送周波数へのデータのマッピング方式の第１の例を示す図であり、（ａ）は１次変調方式がＤＢＰＳＫの場合、（ｂ）は１次変調方式がＤＱＰＳＫの場合である。例として３つの周波数の搬送波を用いて通信を行い、かつ、この３つの搬送波に同じ情報を載せるマッピング方式（以下、×１モードという）を示す。
×１モードでは３つの周波数に同一のデータを載せるため、この３つの周波数のうち、１つまたは２つの周波数がノイズなどで妨害を受けたとしても、妨害を受けていない残りの周波数により、データを復元できるロバスト（高信頼）性を有する。
【００２３】
０、１や００、０１、１１、１０の送信データのビット配列に従い、ＤＢＰＳＫまたはＤＱＰＳＫの１次変調方式で変調され、さらに所定の周波数、例えば２０７ｋＨｚ、２７６ｋＨｚ、３４５ｋＨｚの３つの周波数（後述）に変換された後、搬送周波数として電力線１に送出される。
この例では、例えば、シンボル周波数４．３１２５ｋＨｚの４８、６４、８０倍の周波数に変換し、各々２０７ｋＨｚ、２７６ｋＨｚ、３４５ｋＨｚの搬送周波数で電力線１に送出される。×１モードの場合には、図７（ａ）のように１次変調方式がＤＢＰＳＫであれば伝送速度は４ｋｂｐｓとなり、図７（ｂ）のようにに示すように１次変調方式がＤＱＰＳＫであれば８ｋｂｐｓとなる。
【００２４】
図８はこの電力線搬送通信装置の搬送周波数へのデータのマッピング方式の第２の例を示す図であり、（ａ）は１次変調方式がＤＢＰＳＫの場合、（ｂ）は１次変調方式がＤＱＰＳＫの場合である。例として３つの周波数の搬送波を用いて通信を行い、かつ、この３つの搬送波に別々の情報を載せるマッピング方式（以下、×３モードという）を示す。
【００２５】
×３モードでは３つの周波信号に別々のデータを載せるため、伝送速度が×１モードの３倍にすることができる。送信データのビット配列を各々の周波数に分割し、各々ＤＢＰＳＫまたはＤＱＰＳＫの１次変調方式で変調され、所定の周波数に変換された後、電力線１に送出される。周波数の変換については、前記×１モードと同様に行われる。×３モードの場合には、図８（ａ）のように１次変調方式がＤＢＰＳＫであれば伝送速度は１２ｋｂｐｓとなり、図８（ｂ）に示すように１次変調方式がＤＱＰＳＫであれば２４ｋｂｐｓとなる。
【００２６】
図９はこの電力線搬送通信装置の伝送端末器２の内部構成を示すブロック図である。
図において、７１は機器コントローラ、７２は変復調制御部（以下、制御部という）であり、変復調部７５（後述）に変復調時の１次変調方式、マッピング方式を指示する機能を有する。７５は変復調部であり、前述した周波数で送信されてくる搬送波を復調する機能と、送信データを前述した１次変調方式ならびにマッピング方式で変調し所定の搬送周波数に変換して電力線１に送出する機能を有する。
【００２７】
７４はフレーム同期部であり、変復調部７５から変調信号の有無の情報を入手し、フレームの送信終了時刻を把握し、その終了時刻から所定のＴｎ時間を送信禁止期間とする出力を制御部７２に出力する機能を有する。７３は変調方式情報読取り部（以下、レート読取部という）であり、変復調部７５により、復調されたデータのうち、図２のヘッダ部３１に含まれる定義情報を読みとり、制御部７２に出力する機能を有する。
【００２８】
図１０はこの電力線搬送通信装置において、伝送路である電力線１に各伝送端末器２から送出されるフレームを示す図であり、一例として、ペイロード部の伝送速度が４ｋｂｐｓ、８ｋｂｐｓ、２４ｋｂｐｓのフレーム３ａ、３ｂ、３ｃが送出されている場合を示す。
図において、横軸は時間であり、フレーム３ａ、３ｂ、３ｃの伝送速度が異なるため、各フレームの出力時間が異なることを示している。また、Ｔｎは前述の送信禁止時間を示し、各フレームの送信終了時点から計時される。
【００２９】
次に、動作について説明する。
まず、本実施形態では、フレーム３において、ヘッダ部３１は全伝送端末器間での共通の通信方式として、１次変調方式としてＤＱＰＳＫを、マッピング方式として×１モードを用いたものを示す。また、各伝送端末器２の変復調部７５は、１次変調方式とマッピング方式の変復調機能を備えている。
【００３０】
まず、伝送端末器２の送信動作について説明する。
機器コントローラ７１は送信データおよび定義情報（１次変調方式、マッピング方式、ペイロードのデータ長）を制御部７２に出力する。制御部７２は、他の伝送端末器から電力線１に出力される搬送波の有無情報を変復調部７５によりモニタする。
【００３１】
そこで、電力線１に搬送波がある場合には、送信動作を開始しせず、後述の受信動作に入る。電力線１に搬送波が無い場合には、変復調部７５に送信データを引き渡すと共に、定義情報に基づいてペイロード部３２の１次変調方式およびマッピング方式を指示する。
変復調部７５は指定された定義情報をヘッダ部３１に書き込むとともに、ヘッダ部３１を伝送速度８ｋｂｐｓ、すなわち１次変調方式をＤＱＰＳＫとし、マッピング方式を×１モードとして変調し、ペイロード部を制御部７２に指示された定義情報に基づいた１次変調方式およびマッピング方式で変調し、所定の搬送波に変換して電力線１に出力する。
【００３２】
次に、伝送端末器の受信動作について説明する。
電力線１に重畳されたフレーム３は変復調部７５で検出され、復調が開始される。変復調部７５は１次変調ＤＱＰＳＫ、マッピング方式×１モードで復調を行い、ヘッダ部３１から定義情報を読み出す。読み出した定義情報が制御部７２に入力されると、制御部７２は、変復調部７５に対してペイロード部３２の復調を定義情報に基づいた１次変調方式、マッピング方式で行うように指示し、変復調部７５はペイロード部３２のデータを復調し、制御部７２に受信データとして出力する。変復調部７５は定義情報で規定されたペイロード部３２のデータ長を復調し終わると、フレーム同期部７４に計時の開始を通知する。フレーム同期部７４は、ペイロード部３２のデータ復調完了時点から時間Ｔｎを計時し、この時間Ｔｎの計時期間中は送信禁止期間とする。送信禁止期間であることは、制御部７２に入力され、この送信禁止期間中は制御部７２が機器コントローラ７１から送信データを受け取っても送信の動作は行わない。
【００３３】
また、上記説明では定義情報に指定された１次変調方式とマッピング方式がペイロード部３２に実装されている場合を示したが、もし、指定されたものがペイロード部３２に無い場合には、変復調部７５は搬送波周波数が電力線１上に検出されなくなった時点から時間Ｔｎを計時し、この時間Ｔｎの計時期間中を送信禁止期間とする。
【００３４】
伝送端末器２において、以上のように送受信の動作が行われるため、伝送速度が４ｋｂｐｓ、８ｋｂｐｓあるいは２４ｋｂｐｓの伝送端末器が電力線１に複数接続され、例えば図１０に示すようにお互いに異なる速度で通信している場合でも、各伝送速度のフレーム３の搬送周波数（例えば２０７ｋＨｚ、２７６ｋＨｚ、３４５ｋＨｚ）や、基本となるシンボル周波数（例えば４．３１２５ｋＨｚ）が共通であるため、全伝送端末器２はヘッダ部分を読みとることが可能であり、また、ペイロード部３２についても、定義情報に示された１次変調方式ならびにマッピング方式がサポートされ実装されていれば、定義情報に含まれるペイロードデータ長に基づいて復調され、たとえ自分宛のフレームでなくても、フレームの終了を検出できる。また、定義情報により指定された１次変調方式、マッピング方式がサポートされていなくても、搬送周波数はどの速度でも同一であるため、電力線１に搬送周波数成分が有るか無いかでフレームが存在するか否かがわかる。
【００３５】
従って、各々の伝送端末器２が送信する種々の伝送速度のフレームの終了を全伝送端末器２が検知し、同一の通信禁止期間Ｔｎの時間経過を待って送信を開始することが可能となる。このような動作をフレーム同期と呼ぶ。
このフレーム同期では、複数の伝送端末器２が送信要求を持っている場合には送信時にデータが衝突することが考えられるが、通常は再送信などの処理を機器コントローラ７１の機能として実装しているため、再度送信タイミングを変え、送信を試みることなどを行い、所望の相手先との通信を完了することになる。
【００３６】
なお、本実施形態とは異なり、仮に、送信禁止期間を正確に捉えられない場合には、各々の伝送端末器２の機器コントローラの要求の発生に応じて電力線１にフレームを送信してしまうため、例えば、特定の伝送端末器２が電力線１に接続されている他の伝送端末器２より非常に短い時間間隔で送信要求をする場合には、当該伝送端末２のみが電力線１上にフレームを送信することになり、他の伝送端末器２が送信不可能になる。このような状況では電力線１を共通線路として用い複数の端末が共存することはできない。したがって、上記説明の種々伝送速度のフレームにおいて、フレーム同期を行うことが本発明の必須のシステム構成となる。
【００３７】
実施の形態２．
図１１はこの発明の実施の形態２に示す電力線搬送装置の伝送端末器の構成図である。図において、上記実施の形態１と同一または相当部分には同一符号を付け説明を省略する。７６はＳＮ測定部であり、伝送路の品質情報、例えば図７または図８に示す各搬送周波数信号に対する雑音比（以下、Ｓ／Ｎ比という）を変復調部７５から情報を得て計測する部分である。７７は機器コントローラ７１と制御部７２の間に設けられ、外部から伝送速度を指定するインタフェース（以下、伝送速度指定インタフェースという）であり、本図では機器コントローラ７１から制御部７２に渡すフレームデータの先頭に設けた例を示す。
なお、伝送端末器の構成図以外については、実施の形態１の各図を用いる。
【００３８】
次に動作について説明する。
送受信動作は上記実施の形態１と同一であるため省略し、本実施の形態ではＳ／Ｎ比に基づく動作について説明する。なお、図２のフレーム構成では、ヘッダ部３１には誤り訂正がかけられ、ヘッダ部の耐ノイズ性能はペイロード部の最低速度である４ｋｂｐｓと同等になるよう構成する。
【００３９】
まず、図１０の送信禁止期間Ｔｎに伝送端末器２のＳＮ測定部７６は、各搬送周波数の信号レベルを変復調部７５から受け取り、ノイズレベル（以下、Ｎという）として記憶する。次に、変復調部７５が搬送波検出すると、そのレベル値を信号レベル（以下、Ｓという）として保持する。このようにして得たＳとＮにより、受信信号のＳ／Ｎ比を算出する。
マッピング方式に×１モードを選択した場合には、いずれか一つの搬送周波数のＳ／Ｎが規定以上であればその信号を受信して通信を実施するが、各搬送波のＳ／Ｎ比が所定値（例えば、Ｓ／Ｎ＝１３ｄＢ）以下であれば変調方式をＤＢＰＳＫにして次回の送信を行い、電力線１の品質が悪化しても通信が途絶えないようにする。
【００４０】
このように、通常、マッピング方式を×１モードで通信している場合には、線路の状況に応じて１次変調方式を自動的に変えることでロバスト性の強い通信が維持できる。ＤＱＰＳＫをＤＢＰＳＫに変えることにより、耐ノイズ性能が上がる原理は、図３、５で示すように、ＤＱＰＳＫでは各符号間の位相差がπ／２であるのに対し、ＤＢＰＳＫではπであるため、ノイズによる位相偏差のマージン（許容値）が２倍となる。通常、これをＳ／Ｎ比に換算すると、電力比で３ｄＢ、電圧比で６ｄＢの改善となる。従って、１次変調方式をＤＱＰＳＫからＤＢＰＳＫに変えることにより、耐ノイズ性は向上する。
【００４１】
次に、マッピング方式を×３モードに選んだ場合について説明する。このモードでは、各搬送波全てが所定のＳ／Ｎを満足していないとデータに誤りが生じ通信ができない。従って、機器コントローラ７１は多少のデータ誤りが含まれても障害のないデータ、例えば画像などの転送にこのモードを用いることになる。
そこで、機器コントローラ７１は制御部７２に送信データと共に伝送速度の指定情報を伝送速度指定インタフェース７７を介して与え、送信要求を発する。制御部７２はヘッダ部３１の定義情報に指定された伝送速度を書き込み、ヘッダ部をＤＱＰＳＫ、×１モードで変調部７５は送信した後、制御部７２は定義情報に基づいた１次変調方式、マッピング方式を変復調部７５に指示しペイロード部３２の送信を行い、電力線１にフレーム３が送信される。
【００４２】
電力線１に送信されたフレーム３は、変復調部７５で検出され復調が開始される。変復調部７５は１次変調ＤＱＰＳＫ、マッピング方式×１モードで復調を行い、ヘッダ部３１から定義情報を読み出す。読み出した定義情報は制御部７２に入力されると、制御部７２は定義情報に従い、変復調部７５へペイロード部３２の復調方式を定義情報に従った１次変調方式、マッピング方式で行うように指示する。変復調部７５はデータを復調し制御部７２に受信データを出力する。
【００４３】
以上のように、制御情報の伝送など信頼性が要求される情報は、ロバスト性の高いモード、×１モードで送信し、画像のように多少の品質劣化より速度が要求される情報は×３モードで送信することを伝送速度指定インタフェース７７で外部より指定することにより、伝送情報の種類によるモードの使い分けが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ノードには、位相変調波の１シンボルへ載せるビット数を可変とする１次変調方式を定める１次変調手段と、複数の搬送周波数へ送信データを載せるマッピング方式を定めるマッピング手段と、１次変調手段による１次変調方式およびマッピング手段によるマッピング方式に基づいて変調波を復調する復調手段とを備え、各ノード間で送受信する通信フレームには、共通の１次変調方式およびデータのマッピング方式からなるヘッダ部と、個別の１次変調方式およびデータのマッピングからなるペイロード部とを備え、ヘッダ部には通信フレーム毎のペイロード部の１次変調方式とマッピング方式とデータ長が記載され、各ノードは、電力線に送信された全通信フレームのヘッダ部に記載されたペイロード部の１次変調方式、マッピング方式、データ長を読み取るとともに、ヘッダ部のデータ長に基づいてフレーム同期を行なうので、共通線路を複数の端末が使用するシステムにおいて種々の伝送速度を混在させることができ、また、フレーム同期によりスループットを保証可能となる。
【００４５】
また、各ノードに電力線上の搬送周波数の信号対雑音比を検出するＳＮ測定部と、送信するフレーム毎にデータ伝送速度を外部から指定するインターフェース部とを備え、ＳＮ測定部による信号対雑音比に基づいて、各ノードの１次変調方式またはマッピング方式を変更するので、通信の信頼性が向上でき、または、インターフェース部によりデータ伝送速度を指定するので、インターフェース部によりアプリケーションに応じてノード間で必要とする伝送速度を選択可能となり、電力線搬送を用いたシステム構築の柔軟性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す電力線搬送装置のシステム構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す電力線搬送装置のフレーム構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１を示す電力線搬送装置のフレームの１次変調方式ＤＱＰＳＫの原理波形図である。
【図４】この発明の実施の形態１を示す電力線搬送装置のフレームの１次変調方式ＤＱＰＳＫの位相変換を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１を示す電力線搬送装置のフレームの１次変調方式ＤＢＳＫの原理波形図である。
【図６】この発明の実施の形態１を示す電力線搬送装置のフレームの１次変調方式ＤＢＳＫの位相変換を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１を示す電力線搬送装置のマッピング方式を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１を示す電力線搬送装置のマッピング方式を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態１を示す電力線搬送装置の伝送端末器の構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態１を示す電力線搬送装置の伝送端末器から送出されるフレームを示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に示す電力線搬送装置の伝送端末器の構成図である。
【図１２】従来の通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】従来の通信装置に用いられる伝送データを示す図である。
【図１４】従来のボーレート設定装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１電力線、２伝送端末器、３フレーム、３１ヘッダ部、３２ペイロード部、７１機器コントローラ、７２制御部、７３レート情報読取部、７４フレーム同期部、７５変復調部、７６ＳＮ測定部、７７伝送速度指定インタフェース。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power line carrier communication apparatus in which a plurality of nodes (terminal units) connected to a power line perform access control using the power line as a common line and perform communication, and in particular, an arbitrary baud rate transmitted between the nodes. The present invention relates to a transmission method and a baud rate control method that allow frames of (transmission speed) to coexist.
[0002]
[Prior art]
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of a conventional communication device disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-65845. In the figure, the terminal transmission device 10 collects the usage amount of electricity, gas, water, etc. It is applicable to an automatic meter reading system that is connected to a plurality of meters 13 that measure the amount of use and is connected to a host device 15 that further collects data collected from the plurality of meters 13 as a whole. ing.
[0003]
Further, the terminal transmission device 10 receives data transmitted from the host device 15, data transmission rate information, and the like, and controls transmission of data to the host device 15, and the transmission control unit 17. Connected to the main control unit 19 for overall control, the clock control unit 11 connected to the main control unit 19 for supplying timing information, and the transmission control unit 17 to receive and supplied via the main control unit 19 Data that is connected to the baud rate setting unit 16 that sets data transmission rate information from the host device 15 and the main control unit 19 and that stores data, and data that is connected to the main control unit 19 and operates the data The operation unit 12 is connected to the main control unit 19 and is connected to the plurality of meters 13. The meter reading unit 20 reads the meters 13.
[0004]
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of transmission data including data transmission rate information transmitted from the higher-level device 15 to the terminal transmission device 10. The data shown in the figure has a mark signal 21 having a predetermined number of bits, for example, 8 bits, at the beginning of the data, that is, before STX, and the data transmission speed is designated by the mark signal 21. That is, the mark signal 21 includes a predetermined number of bits consisting of, for example, 8 bits, but the length of the mark signal 21 is configured to vary depending on the data transmission speed to be set. The data transmission speed is changed by changing the length of the signal 21. That is, the mark portion is shown in an enlarged manner in FIG. 13. Since there are 8 bits in the mark signal 21, if the length t of this mark signal is divided by 8 bits, the following equation is obtained. Data transmission speed is obtained at baud rate.
b = 1 / (t / 8)
[0005]
The data transmission rate information set in this way is supplied from the transmission control unit 17 to the main control unit 19, and the main control unit 19 measures the time t of the length of the mark signal based on the clock information from the clock unit 11. By dividing the time t by a predetermined number of bits, for example, 8 bits, the data transmission rate is calculated, set in the baud rate setting unit 16, and supplied from the baud rate setting unit 16 to the transmission control unit 17. The host device 15 and the terminal transmission device 10 can perform data transmission at the data transmission rate set by the device 15.
[0006]
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a conventional baud rate setting device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-308793. In data communication between devices using a serial line (RS-232C), one device (DCE) ), The communication speed of the other device (the communication speed set by the user for the other device (DTE) or set in advance for the other device (DET)) is not burdened on the device and is reliable. Automatically match.
[0007]
That is, in one device (DCE) that performs data communication via a serial line, when a physical line connection with the other device is electrically detected, one of a plurality of communication speeds defined between the devices is determined. One communication speed is selected, and a control code determined between the apparatuses is transmitted to the other apparatus (DTE). For example, 'SYN' (synchronous code) that has not been used as a transmission control code can be used as a control code determined between devices.
[0008]
A certain baud rate is already set in the other apparatus (DTE). That is, since the baud rate set by the user or set in advance is set, when the control code is transmitted from one device (DCE), this control code can be received when the baud rate matches, When the control code is received, the same control code is returned to one device (DCE). When one device (DCE) receives the return of the control code from the other device (DTE), it determines that the baud rate is the same at that time, and fixes the communication speed to this baud rate and starts data communication. To do.
[0009]
Transmission of the control code from one device (DCE) is repeated a predetermined number of times (n times) until it is received, but even if a control code is transmitted from one device (DCE), it is set to the other device (DTE) If the baud rate is different, the other device (DTE) cannot receive this control code, so the control code is not returned, so one device (DCE) repeats the transmission of the control code n times. If it cannot be received in the meantime, it is determined that the baud rates do not match, the communication speed is changed to another communication speed, and the above-described control code is transmitted to the other apparatus (DTE) at the changed baud rate. Thereafter, this operation is repeated.
[0010]
As described above, the transmission speed by training in the one-to-one configuration between DCE and DTE, in which a predetermined control code is transmitted a plurality of times at a plurality of predetermined transmission speeds, and the returned speed is the transmission speed. A decision technique is disclosed.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional communication apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-65845 has a required transmission rate only when the communication timing is uniquely determined in the one-to-one configuration of the host apparatus 15 and the terminal transmission apparatus 10. And can be applied to a system configuration (hereinafter referred to as an N-to-N system) in which an unspecified number of terminals use one line as a common medium to perform access control and perform communication. Has the following problems.
[0012]
In an N-to-N system, a mechanism is required to synchronize the timing when nodes access the line. This synchronization mechanism is indispensable for exchanging transmission rate information, but conventional communication devices have this synchronization mechanism. Not done. Therefore, since transmission rate information cannot be distinguished from normal data, all nodes cannot share transmission rate information, and the timing for line access cannot be obtained, and normal communication cannot be performed. It was.
[0013]
Also, the conventional baud rate setting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-308793 transmits a predetermined control code a plurality of times at a plurality of predetermined transmission speeds, and sets the returned speed as the transmission speed. Therefore, there is a problem that application to a system in which overhead for training the transmission rate is large and control information having a short data length is frequently exchanged between unspecified nodes is not practical.
[0014]
In an N-to-N system, it is necessary to set a predetermined restriction on the method of using each transmission rate in order to maintain the throughput of the entire system. However, since this baud rate setting device has no concept, throughput is guaranteed. There was also a problem that it was not possible.
[0015]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a power line carrier communication device capable of easily mixing various transmission speeds in a system configuration in which a plurality of terminals use a common line. Is.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
A power line carrier communication apparatus according to the present invention includes a power line and a plurality of nodes connected to the power line, and the node transmits a plurality of carrier frequencies having a primary modulation method as phase modulation to the power line, Communication between nodes is performed in units of frames. In the nodes, primary modulation means for defining a primary modulation method for changing the number of bits carried in one symbol of a phase modulation wave, and transmission data to a plurality of carrier frequencies are transmitted. A mapping means for determining a mapping method to be mounted; a demodulating means for demodulating a modulated wave based on a primary modulation method by the primary modulation means and a mapping method by the mapping means; and a communication frame transmitted and received between the nodes Consists of a header portion composed of a common primary modulation scheme and data mapping scheme, and an individual primary modulation scheme and data mapping. A payload part, and the header part describes a primary modulation method, a mapping method, and a data length of the payload part for each communication frame, and each node is included in a header part of all communication frames transmitted to the power line. The primary modulation method, mapping method, and data length of the described payload portion are read, and frame synchronization is performed based on the data length of the header portion.
[0017]
Each node includes an SN measurement unit that detects a signal-to-noise ratio of a carrier frequency on the power line, and an interface unit that designates a data transmission rate from the outside for each frame to be transmitted. Based on the above, the primary modulation scheme or mapping scheme of each node is changed, or the data transmission rate is designated by the interface unit.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
1 is a system configuration diagram of a power line carrier communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 1 is a power line, and 2 is a transmission terminal that communicates with each other using the power line 1 as a common line.
[0019]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a frame transmitted from the transmission terminal 2 to the power line 1 in this power line carrier communication apparatus. In the figure, the frame 3 is divided into a header part 31 and a payload part 32. The header part 31 uses a common communication method among all transmission terminals, and the primary modulation method and each carrier wave of the payload part 32. Mapping information and data length information of the payload portion (hereinafter, primary modulation scheme, mapping scheme, and data length information are referred to as definition information). The payload portion 32 is modulated by the primary modulation scheme and the mapping scheme based on the definition information of the header portion 31, and an individual communication scheme is used for each frame.
[0020]
FIG. 3 shows a first example of the primary modulation method adopted for the frame of this power line carrier communication apparatus, DQPSK ( D idealial Q udrature P hase S hift K FIG. 4 is a diagram showing the phase conversion of this DQPSK.
For example, when one cycle of a sine wave of 4.3125 kHz is defined as one symbol, four phases are defined as shown in FIG. 3 and 2-bit information is assigned as shown in FIG. Since two bits of information are transmitted by transmitting one symbol of a sine wave starting from the four phases shown in FIG. 4, the modulation rate is 8.625 kbit / sec (hereinafter referred to as 8 kbps) in this example.
[0021]
FIG. 5 shows a DBPSK (second example of the primary modulation method employed in the frame of this power line carrier communication apparatus. D important binary P hase S hift K FIG. 6 is a diagram showing the phase conversion of the DBPSK.
For example, when one period of a 4.3125 kHz sine wave is defined as one symbol, two phases are defined as shown in FIG. 5 and 1-bit information is assigned as shown in FIG. Since 1-bit information is transmitted by transmitting one symbol of a sine wave starting from the two phases shown in FIG. 6, in this example, the modulation rate is 4.3125 kbit / sec (hereinafter referred to as 4 kbps).
[0022]
FIG. 7 is a diagram showing a first example of the data mapping method to the carrier frequency of this power line carrier communication device, where (a) is the primary modulation method is DBPSK, and (b) is the primary modulation method. This is the case for DQPSK. As an example, a mapping method (hereinafter referred to as “x1 mode”) in which communication is performed using carrier waves of three frequencies and the same information is placed on these three carrier waves is shown.
In the x1 mode, since the same data is loaded on three frequencies, even if one or two of the three frequencies are disturbed by noise or the like, the remaining frequency not disturbed causes the data It has robustness (high reliability) that can be restored.
[0023]
According to the bit arrangement of the transmission data of 0, 1, 00, 01, 11, 10 and modulated by the primary modulation system of DBPSK or DQPSK, and further to three frequencies (described later) such as 207 kHz, 276 kHz, and 345 kHz After the conversion, it is sent to the power line 1 as a carrier frequency.
In this example, for example, the frequency is converted to 48, 64, and 80 times the symbol frequency 4.3125 kHz, and transmitted to the power line 1 at carrier frequencies of 207 kHz, 276 kHz, and 345 kHz, respectively. In the × 1 mode, if the primary modulation scheme is DBPSK as shown in FIG. 7A, the transmission rate is 4 kbps, and the primary modulation scheme is DQPSK as shown in FIG. 7B. If there is, it becomes 8 kbps.
[0024]
FIG. 8 is a diagram showing a second example of the data mapping method to the carrier frequency of this power line carrier communication device, where (a) is the primary modulation method is DBPSK, and (b) is the primary modulation method. This is the case for DQPSK. As an example, a mapping method (hereinafter referred to as “x3 mode”) in which communication is performed using carrier waves of three frequencies and different information is placed on the three carrier waves is shown.
[0025]
In the x3 mode, since separate data is loaded on the three frequency signals, the transmission speed can be three times that of the x1 mode. The bit array of the transmission data is divided into respective frequencies, each modulated by the primary modulation system of DBPSK or DQPSK, converted into a predetermined frequency, and then transmitted to the power line 1. The frequency conversion is performed in the same manner as in the x1 mode. In the × 3 mode, the transmission rate is 12 kbps if the primary modulation scheme is DBPSK as shown in FIG. 8A, and 24 kbps if the primary modulation scheme is DQPSK as shown in FIG. 8B. It becomes.
[0026]
FIG. 9 is a block diagram showing the internal configuration of the transmission terminal 2 of this power line carrier communication apparatus.
In the figure, 71 is a device controller, and 72 is a modulation / demodulation control unit (hereinafter referred to as a control unit), and has a function of instructing a modulation / demodulation unit 75 (described later) the primary modulation method and mapping method at the time of modulation / demodulation. A modulation / demodulation unit 75 demodulates a carrier wave transmitted at the above-described frequency, modulates transmission data by the above-described primary modulation method and mapping method, converts the data into a predetermined carrier frequency, and transmits the result to the power line 1. It has a function.
[0027]
Reference numeral 74 denotes a frame synchronization unit which obtains information on the presence / absence of a modulated signal from the modulation / demodulation unit 75, grasps the transmission end time of the frame, and outputs an output having a predetermined Tn time from the end time as a transmission prohibition period. It has the function to output to. Reference numeral 73 denotes a modulation method information reading unit (hereinafter referred to as a rate reading unit). The modulation / demodulation unit 75 reads definition information included in the header unit 31 of FIG. 2 among the demodulated data, and outputs the definition information to the control unit 72. It has a function.
[0028]
FIG. 10 is a diagram showing a frame sent from each transmission terminal 2 to the power line 1 serving as a transmission line in this power line carrier communication apparatus. As an example, a frame 3a having a transmission rate of 4 kbps, 8 kbps, and 24 kbps in the payload portion. The case where 3b and 3c are transmitted is shown.
In the figure, the horizontal axis represents time, and since the transmission rates of the frames 3a, 3b, and 3c are different, the output time of each frame is different. Tn indicates the transmission prohibition time described above, and is counted from the end of transmission of each frame.
[0029]
Next, the operation will be described.
First, in the present embodiment, in the frame 3, the header unit 31 indicates that the DQPSK is used as the primary modulation method and the x1 mode is used as the mapping method as a common communication method among all transmission terminals. Further, the modulation / demodulation unit 75 of each transmission terminal 2 has a modulation / demodulation function of a primary modulation scheme and a mapping scheme.
[0030]
First, the transmission operation of the transmission terminal device 2 will be described.
The device controller 71 outputs transmission data and definition information (primary modulation method, mapping method, payload data length) to the control unit 72. The control unit 72 monitors the presence / absence information of the carrier wave output from the other transmission terminals to the power line 1 by the modem unit 75.
[0031]
Therefore, when there is a carrier wave on the power line 1, the transmission operation is not started and the reception operation described later is started. When there is no carrier wave on the power line 1, the transmission data is delivered to the modem unit 75 and the primary modulation method and mapping method of the payload unit 32 are instructed based on the definition information.
The modem unit 75 writes the specified definition information in the header unit 31, modulates the header unit 31 with a transmission rate of 8 kbps, that is, sets the primary modulation method to DQPSK, sets the mapping method to × 1 mode, and controls the payload unit to the control unit 72. Are modulated by the primary modulation scheme and mapping scheme based on the definition information instructed in the above, converted into a predetermined carrier wave, and output to the power line 1.
[0032]
Next, the reception operation of the transmission terminal will be described.
The frame 3 superimposed on the power line 1 is detected by the modem unit 75, and demodulation is started. The modem unit 75 performs demodulation in the primary modulation DQPSK, mapping method × 1 mode, and reads definition information from the header unit 31. When the read definition information is input to the control unit 72, the control unit 72 instructs the modem unit 75 to perform demodulation of the payload unit 32 using the primary modulation method and the mapping method based on the definition information, The modem unit 75 demodulates the data in the payload unit 32 and outputs the data to the control unit 72 as received data. When the modem 75 demodulates the data length of the payload part 32 defined by the definition information, it notifies the frame synchronization part 74 of the start of timing. The frame synchronization unit 74 measures the time Tn from the time when the data demodulation of the payload unit 32 is completed, and sets the transmission prohibited period during the time period of the time Tn. The transmission prohibition period is input to the control unit 72. During the transmission prohibition period, even if the control unit 72 receives transmission data from the device controller 71, no transmission operation is performed.
[0033]
In the above description, the primary modulation scheme and the mapping scheme specified in the definition information are implemented in the payload portion 32. However, if the specified one is not in the payload portion 32, modulation / demodulation is performed. The unit 75 measures the time Tn from the time when the carrier frequency is no longer detected on the power line 1, and sets the period during which the time Tn is counted as a transmission prohibition period.
[0034]
Since transmission / reception operation is performed in the transmission terminal 2 as described above, a plurality of transmission terminals having a transmission rate of 4 kbps, 8 kbps, or 24 kbps are connected to the power line 1, for example, at different rates as shown in FIG. Even in the case of communication, since the carrier frequency (for example, 207 kHz, 276 kHz, 345 kHz) of the frame 3 at each transmission rate and the basic symbol frequency (for example, 4.3125 kHz) are common, all the transmission terminals 2 are headers. If the primary modulation scheme and mapping scheme indicated in the definition information are supported and implemented, the payload portion 32 can be read based on the payload data length included in the definition information. The end of the frame can be detected even if it is demodulated and not the frame addressed to itself. Even if the primary modulation scheme and mapping scheme specified by the definition information are not supported, the carrier frequency is the same at any speed, and therefore there is a frame depending on whether or not the power line 1 has a carrier frequency component. I know whether or not.
[0035]
Accordingly, all the transmission terminals 2 detect the end of frames of various transmission rates transmitted by the respective transmission terminals 2 and can start transmission after the same communication prohibition period Tn has elapsed. . Such an operation is called frame synchronization.
In this frame synchronization, when a plurality of transmission terminals 2 have a transmission request, data may collide at the time of transmission. Usually, processing such as retransmission is implemented as a function of the device controller 71. Therefore, the transmission timing is changed again, transmission is attempted, and the communication with the desired destination is completed.
[0036]
Unlike the present embodiment, if the transmission prohibition period cannot be accurately captured, a frame is transmitted to the power line 1 in response to a request from the device controller of each transmission terminal 2. For example, when a specific transmission terminal 2 makes a transmission request at a time interval much shorter than other transmission terminals 2 connected to the power line 1, only the transmission terminal 2 transmits a frame on the power line 1. The other transmission terminal 2 becomes unable to transmit. In such a situation, a plurality of terminals cannot coexist using the power line 1 as a common line. Therefore, it is an essential system configuration of the present invention to perform frame synchronization in the frames of various transmission rates described above.
[0037]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 11 is a configuration diagram of a transmission terminal of the power line carrier apparatus shown in Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Reference numeral 76 denotes an SN measuring unit, which obtains information from the modem unit 75 and measures the transmission path quality information, for example, the noise ratio (hereinafter referred to as S / N ratio) for each carrier frequency signal shown in FIG. It is. Reference numeral 77 denotes an interface provided between the device controller 71 and the control unit 72 and designates a transmission rate from the outside (hereinafter referred to as a transmission rate designation interface). In this figure, the frame data passed from the device controller 71 to the control unit 72 is shown. An example provided at the top is shown.
In addition, each figure of Embodiment 1 is used except a block diagram of a transmission terminal.
[0038]
Next, the operation will be described.
Since the transmission / reception operation is the same as that in the first embodiment, the description thereof will be omitted. In this embodiment, an operation based on the S / N ratio will be described. In the frame configuration of FIG. 2, error correction is applied to the header portion 31 so that the noise resistance performance of the header portion is equivalent to 4 kbps which is the minimum speed of the payload portion.
[0039]
First, during the transmission prohibition period Tn in FIG. 10, the SN measurement unit 76 of the transmission terminal 2 receives the signal level of each carrier frequency from the modem unit 75 and stores it as a noise level (hereinafter referred to as N). Next, when the modem unit 75 detects a carrier wave, the level value is held as a signal level (hereinafter referred to as S). The S / N ratio of the received signal is calculated from S and N obtained in this way.
When the × 1 mode is selected as the mapping method, if the S / N of any one of the carrier frequencies is not less than the specified value, the signal is received and communication is performed, but the S / N ratio of each carrier wave is predetermined. If the value (for example, S / N = 13 dB) or less, the next transmission is performed by setting the modulation method to DBPSK so that communication is not interrupted even if the quality of the power line 1 deteriorates.
[0040]
As described above, when communication is normally performed in the × 1 mode as the mapping method, communication with strong robustness can be maintained by automatically changing the primary modulation method according to the line condition. By changing DQPSK to DBPSK, the principle of improving noise resistance performance is that, as shown in FIGS. 3 and 5, the phase difference between each code is π / 2 in DQPSK, whereas π in DBPSK is π. The margin (allowable value) of the phase deviation due to noise is doubled. Usually, when this is converted into an S / N ratio, the power ratio is improved by 3 dB and the voltage ratio by 6 dB. Therefore, the noise resistance is improved by changing the primary modulation method from DQPSK to DBPSK.
[0041]
Next, a case where the mapping method is selected as the × 3 mode will be described. In this mode, if all the carrier waves do not satisfy the predetermined S / N, an error occurs in data and communication cannot be performed. Therefore, the device controller 71 uses this mode for transferring data that does not have any trouble even if some data errors are included, such as an image.
Therefore, the device controller 71 gives transmission rate designation information together with transmission data to the control unit 72 via the transmission rate designation interface 77 and issues a transmission request. After the control unit 72 writes the transmission rate specified in the definition information of the header unit 31 and transmits the header unit in DQPSK, x1 mode, the control unit 72 transmits the primary modulation scheme based on the definition information, The mapping method is instructed to the modem unit 75 to transmit the payload unit 32, and the frame 3 is transmitted to the power line 1.
[0042]
The frame 3 transmitted to the power line 1 is detected by the modem unit 75, and demodulation is started. The modem unit 75 performs demodulation in the primary modulation DQPSK, mapping method × 1 mode, and reads definition information from the header unit 31. When the read definition information is input to the control unit 72, the control unit 72 instructs the modulation / demodulation unit 75 to perform the demodulation method of the payload unit 32 using the primary modulation method and the mapping method according to the definition information. To do. The modem unit 75 demodulates the data and outputs the received data to the control unit 72.
[0043]
As described above, information that requires reliability, such as transmission of control information, is transmitted in a highly robust mode, × 1 mode, and information that requires speed due to some quality degradation, such as an image, is × 3. By designating the transmission in the mode from the outside by the transmission speed designation interface 77, the mode can be selectively used according to the type of transmission information.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the primary modulation means for determining the primary modulation method for changing the number of bits to be loaded on one symbol of the phase-modulated wave and the transmission data are loaded on a plurality of carrier frequencies. A mapping unit for determining a mapping method; a demodulating unit for demodulating a modulated wave based on a primary modulation method by a primary modulation unit and a mapping method by a mapping unit; A header portion comprising a primary modulation scheme and a data mapping scheme, and a payload portion comprising an individual primary modulation scheme and data mapping, and the header portion comprising a primary modulation scheme and mapping of the payload portion for each communication frame The method and data length are described, and each node has a payload described in the header part of all communication frames transmitted to the power line. In addition to reading the primary modulation method, mapping method, and data length, frame synchronization is performed based on the data length of the header portion, so that various transmission rates can be mixed in a system in which a plurality of terminals use a common line. Also, throughput can be guaranteed by frame synchronization.
[0045]
Each node includes an SN measurement unit that detects a signal-to-noise ratio of a carrier frequency on the power line, and an interface unit that designates a data transmission rate from the outside for each frame to be transmitted. Since the primary modulation scheme or mapping scheme of each node is changed based on the above, the reliability of communication can be improved, or the data transmission speed is specified by the interface section. The required transmission rate can be selected, and the flexibility of system construction using power line carrier can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a power line carrier device showing Embodiment 1 of the invention.
FIG. 2 is a frame configuration diagram of the power line carrier device showing Embodiment 1 of the invention.
FIG. 3 is a principle waveform diagram of a primary modulation method DQPSK for a frame of a power line carrier apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing phase conversion of a primary modulation scheme DQPSK of a frame of the power line carrier apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 5 is a principle waveform diagram of a primary modulation scheme DBSK for a frame of a power line carrier apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing phase conversion of the primary modulation scheme DBSK of a frame of the power line carrier apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a mapping method for the power line carrier apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a mapping method for the power line carrier apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram of a transmission terminal of the power line carrier apparatus showing Embodiment 1 of the invention.
FIG. 10 is a diagram showing a frame sent from the transmission terminal of the power line carrier apparatus showing Embodiment 1 of the invention.
FIG. 11 is a configuration diagram of a transmission terminal of the power line carrier apparatus shown in Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a conventional communication apparatus.
FIG. 13 is a diagram showing transmission data used in a conventional communication apparatus.
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a conventional baud rate setting device.
[Explanation of symbols]
1 power line, 2 transmission terminal, 3 frame, 31 header part, 32 payload part, 71 device controller, 72 control part, 73 rate information reading part, 74 frame synchronization part, 75 modulation / demodulation part, 76 SN measurement part, 77 transmission speed Designated interface.

Claims

Power lines,
A plurality of nodes connected to the power line,
In the power line carrier communication apparatus in which the node transmits a plurality of carrier frequencies whose primary modulation method is phase modulation to the power line, and communication between the nodes is performed in units of frames.
In the node, primary modulation means for determining a primary modulation method for changing the number of bits to be loaded on one symbol of a phase modulation wave, mapping means for determining a mapping method for loading transmission data on a plurality of carrier frequencies, Demodulating means for demodulating a modulated wave based on a primary modulation system by a secondary modulation means and a mapping system by the mapping means;
The communication frame transmitted / received between the nodes includes a header portion composed of a common primary modulation scheme and data mapping scheme, and a payload portion composed of an individual primary modulation scheme and data mapping, and the header portion Describes the primary modulation method, mapping method and data length of the payload part for each communication frame,
Each node reads the primary modulation method, mapping method, and data length of the payload portion described in the header portion of all communication frames transmitted to the power line, and performs frame synchronization based on the data length of the header portion. A power line carrier communication device characterized in that:

An SN measurement unit for detecting a signal-to-noise ratio of a carrier frequency on the power line at each node;
An interface unit for designating the data transmission rate from the outside for each frame to be transmitted;
2. The power line according to claim 1, wherein a primary modulation scheme or a mapping scheme of each node is changed based on a signal-to-noise ratio by the SN measurement unit, or a data transmission rate is designated by the interface unit. Carrier communication device.