JP3633857B2 - 電力線通信についての方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配電線路網の線路（電力線）上の通信についての方法及び装置に関する。
【０００２】
電子通信、すなわち、種々の情報及びデータの電子伝送に対する要望が着実に増えている。したがって、適正な伝送媒体及びチャネルの必要が高まりつつある。
【０００３】
１つのこのような媒体は、ほとんど全世界に広がって設置されているかつ現代の人々にとってアクセス容易な配電線路網（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ）である。欧州電気標準委員会、すなわち、ＣＥＮＥＬＥＣ（Ｃｏｍｉｔｅ Ｅｕｒｏｐｅｅｎ ｄｅ Ｎｏｒｍａｌｉｓａｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）の規格ＥＮ ５００６５は、この線路網の低圧部分（中央ヨーロッパでは２３０Ｖ、５０Ｈｚ、他の国々では、例えば、１２０Ｖ、６０Ｈｚ）上での情報伝送用に１４８．５ｋＨｚまでの周波数領域でいくつかの異なった周波数帯域を提供する。この規格内でのデータ伝送用在来システムがＳＧＳトムスン社（ＳＧＳ−Ｔｈｏｍｐｓｏｎ ｃｏｍｐａｎｙ）、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｔ．ｃｏｍ．のアップリケーション・ノートＡＮ ６５５に開示されている。このシステムは、約１３１ｋＨｚ及び約１３３ｋＨｚの固定周波数での周波数変調によって伝送されるデータを発生しかつ受信するモデムを含む。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
実時間での高精細度ビデオ信号用又は高速インターネット・アクセス用高速データ伝送は、１Ｍビット／ｓ以上の領域でのデータ伝送速度を要求する。実際上は、これらのデータ伝送速度は、高雑音レベルと大きな信号減衰を伴う配電線路網に対しては上の規格内で要求された信頼度を以て実現することができない。
【０００５】
したがって、本発明者達は、１５０ｋＨｚから約３０ＭＨｚまでの周波数範囲を考慮してきている。このようなかなり高い周波数範囲での配電線路網上通信に対して明確に許容信号レベルを決定する一般規格又は規則は、現在存在しない。これらの範囲を使用する機器を一般に設置すると、それと同じ周波数範囲で動作する認可を取っている現在の無線サービスを妨害する危険を増す。
【０００６】
０．１５から３０ＭＨｚの周波数範囲は、多数の無線サービスによって現在占められており、これらのサービスの各々がこの範囲全体の小部分を割り当てられている。認可無線サービスと干渉する電子機器の動作は、電気通信の規制に携わる政府当局が禁止することができる。現在の周波数割り当ては前以て長期にわたり告知された場合に限り変更することができるから、考慮する対象としては無線サービスによってほとんど又は全く使用されないと規制当局が知っている周波数範囲の「条件付き解放（ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ ｒｅｌｅａｓｅ）」である。このことは、或る無線サービスがその周波数範囲で妨害されるや否や解放を取り消されるおそれがあることを意味する。
【０００７】
この状況で、エネルギー分配線路網（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ）を通す高速電気通信は技術的に及び経済的に考慮するに値するが、しかしこのような通信サービスの提供者（ｐｒｏｖｉｄｅｒ）又は適当なシステムの供給者（ｓｕｐｐｌｉｅｒ）はそのサービス又はシステムが認可無線サービスを妨害すると云う理由で提供者又は供給者のサービス又はシステムを規制当局によって禁止されるおそれがある危険に直面しなければならない。したがって、かなり広い応用は、その提供者及び供給者にとって高く付くリコール訴訟（ｒｅｃａｌｌ ａｃｔｉｏｎ）に帰結しかねない。
【０００８】
したがって、配電線路網にわたる高速かつ効率的通信についての方法及び装置を提供することが本発明の目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的は、本願の特許請求の範囲の請求項１の方法及び請求項９の装置によって解決される。従属請求項は、本発明の好適実施の形態に関する。
【００１０】
本発明は、配電線路網の利用度に従って伝送装置を再プログラムすることによって配電線路網の資源の最適使用を許す。したがって、例えば、それらの装置が他のサービスを妨害する又はそれらの装置自体が妨害されると云う理由で或る決まった周波数範囲がもはや利用可能でないとき、又は妨害が既に除去されている又は他のサービスがもはや妨害されると感じないと云う理由で個々の周波数範囲が利用可能になるときそれらの装置を全体的に交換する必要はない。実際上は、再プログラムされるのは、典型的に、装置内の変調手段及び復調手段又はそれらのどちらかである。
【００１１】
好適には、再プログラムすること、すなわち、再プログラミングは、下記の処置の少なくとも１つを伴う。
・ １つ以上の搬送波周波数の位置を再定義する。
・ 変調の形式、例えば、変調方法、変調深度（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈ）又は変調指数を変更する。
・ 個々の搬送波又は全ての搬送波の振幅を再定義する。
・ マイクロプロセッサ制御変調手段又は同復調手段内で、マイクロプロセッサのソフトウェアの部分又は全体を交換する。
・ 変調手段又は復調手段内のディジタル・フィルタの周波数応答を再定義する。
・ 新データ伝送速度を設定する。
・ 個々の搬送波又は全ての搬送波に対する新データ伝送方向を設定する。
・ 伝送媒体としての配電線路網の資源の使用に影響する変調手段又は復調手段の機能を変更する。
・ 例えば、或る決まった遠隔端末であってそれらの位置又は使用搬送波周波数が原因で他と干渉する遠隔端末との通信に対する権利を再定義する。
・ 変調手段又は復調手段を全面的に又は或る決まった時間間隔にわたって鎖錠（ｌｏｃｋｉｎｇ）又は解除（ｒｅｌｉｅｖｉｎｇ）する。
【００１２】
配電線路網の利用度を検出することは、好適には、その網の１つ以上の伝送チャネルの特性の測定に依存する。測定及び再プログラミングは、干渉に対する反応においてもまた再プログラミングを安全に実施することができるように、妨害によってほとんど影響されない堅牢な形式の変調で以て好適には実施される。
【００１３】
本願の特許請求の範囲の従属請求項２及び４又は６は、上に記載した好適再プログラミング処置の個々の１つに関する。
【００１４】
請求項３の実施の形態は、装置を配電線路網から分離しないで、特に装置を製造業者又はサービスに送らないで、再プログラミングを経済的に行うことができると云う利点を有する。好適には、装置は、請求項７に従って、命令信号を受信することを通して配電線路網の資源の利用度の変化を検出する。それゆえ、例えば、線路網提供者からの命令信号の伝送が装置の遠隔再プログラミングを開始させる。装置の好適実施の形態が請求項１０に記載されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の好適実施の形態を図面を参照して説明する。単独の図１は、配電線路網を使用するデータ伝送回路を概略的に示す。
【００１６】
図１に示すように、端末３、３′及び線路網提供者４（サーバ）が配電線路網１に各々結合されている。結合は、それぞれのモデム２、２′、２″及びインタフェース５、５′、５″によって達成される。
【００１７】
配電線路網１は、低圧の屋内又は屋外線路網（ｉｎ−ｏｒ ｏｕｔ−ｈｏｕｓｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）、又は中圧線路網を含む。この線路網は、端末３、３′と提供者４との間で被変調波の形でのデータの伝送に使用される。各インタフェース５、５′、５″は、配電線路網１上の電源電圧がモデム２、２′、２″に実質的に及ぶことがない一方、データ伝送に使用される被変調波は通過できるように、それぞれのモデム２、２′、２″を配電線路網１から分離するように働く。
【００１８】
各モデム２、２′、２″は変復調回路２１を含み、これらの回路は一方でそれぞれの端末３、３′又は提供者４に出入するディジタル・データと他方でそれぞれのインタフェース５、５′、５″を経由して配電線路網１に出入する被変調波との間の変換を行う。被変調波は、０．１５から３０ＭＨｚの領域で１つ以上の周波数帯域内に存在する。各周波数帯域は１つ以上の搬送波の周波数（搬送波周波数）を含み、これらの搬送波は変復調回路２１内で前記ディジタル・データで以て変調される。変調の型式は、離散マルチトーン直交周波数分割多重化、すなわち、ＤＭＴ−ＯＦＤＭ（ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｍｕｌｔｉｔｏｎｅ−ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）又はこれに代えて多搬送波符号分割多元接続、すなわち、多搬送波ＣＤＭＡ（ｍｕｌｔｉ−ｃａｒｒｉｅｒ ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ ａｃｃｅｓｓ）である。
【００１９】
各モデム２、２′、２″は、使用周波数帯域をいかなるときにもかつ望むに従い頻繁に変化させることができるように適合している。これが、変更する周波数割当てへの容易な適合を許す。この目的のために、モデムは、ＥＥＰＲＯＭとして実現された書換え可能メモリ２２及びマイクロプロセッサの形をした制御ユニット２３を含む。しかしながら、ここに説明したモデム２、２′、２″の機能をディジタル信号プロセッサ、すなわ、ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）又は特定用途向け集積回路、すなわち、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）によってまた実現することができる。メモリ２２は、変復調回路２１によって使用される搬送波周波数を決定するソフトウェア・データを保持する。制御回路２３は、メモリ２２にばかりでなく変復調回路２１のディジタル・データ用入力／出力端子２４に接続されている。それによって、制御ユニット２３は、ディジタル・データに含まれた命令信号を受信することができる。命令信号はモデムをプログラム・モードにセットし、このモードでモデムは制御ユニット２３に命令してメモリ２２内に保持された搬送波周波数の定義を変更させるので、その後或る決まった搬送波周波数がもはや使用されないようになる又は他の搬送波周波数が新に使用されるようになる。それゆえ、モデム２を、命令信号によって関連端末３から又は提供者４から遠隔プログラムすることができる。こうして、モデム２を、製造業者又はサービスへ送らないで現場で再プログラムすることができる。
【００２０】
したがって、モデム２、２′、２″は、命令信号の受信によって、いままで使用されていた被変調波に対する、及び搬送波周波数、変調の形式、又は振幅のような被変調波の個々の特性に対する配電線路網１の利用度が変化したことを検出する。
【００２１】
制御ユニット２３は、命令信号がそれぞれのモデム２、２′、２″を個別に指定する一意アドレスを含むときに限りその命令信号に応答する。それゆえ、各個々のモデムを再プログラムすることもでき又はいくつかのモデムを１群として再プログラムすることもできる。好適には、メモリ２２の内容を見直すことができるようにかつ必要な場合に限り再プログラミングをすればよいようにメモリの内容を制御ユニット２３を介して提供者４又は関連端末３へ読み出すことができる。
【００２２】
命令信号は、関連端末３、３′のユーザから予め許しを得て又は得ないで提供者４が形成することができる。ユーザの許しなしで、これを、例えば、提供者４によって利用可能に作られたインターネット接続のようなシステムへのユーザの各アクセスで行うことができる。
【００２３】
上に説明した実施の形態の変形では、モデム２、２′、２″の再プログラミングを、アナログ電話線、サービス総合ディジタル網接続、すなわち、ＩＳＤＮ接続、ケーブル・テレビジョン網への接続、無線リンク（例えば、移動体通信グローバル・システム、すなわち、ＧＳＭ、汎欧州ディジタル・コードレス電話、すなわち、ＤＥＣＴ、広帯域ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ））を通して、赤外線リンク、コンピュータ・インタフェース（例えば、直列インタフェース又は並列インタフェース、ＵＳＢコネクタ又はＰＣＭＣＩＡコネクタ）を経由して、ディジタル・データ入力デバイス（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ又はフロッピーディスク・ドライブ）を通して、その際ＥＰＲＯＭとして実現することができるディジタル・メモリ２２を置換することによって、又はなんらかの他のディジタル・バスを通して、また達成することができる。
【００２４】
モデムの動作をいくつかの異なった実例に関連して説明する。
【００２５】
もし提供者４がインターネット・サービス提供者であるならば、この提供者は、例えば、端末３の各インターネット・アクセスで、そのアクセスが提供者自体のモデム２″を通して及びモデム２から配電線路網１を通して行われることを認識することができる。次いで、メモリ２２内のソフトウェアのバージョンが制御ユニット２３への命令信号によってポールされ、かつもし必要ならば、そのソフトウェアが自動的に又は端末３におけるユーザによる同意の際に更新される。
【００２６】
異なる例では、データ伝送に対する配電線路網１の資源の利用度が変化したとき、提供者４は、その顧客に、例えば、９センチ・メートル（３．５インチ）フロッピー・ディスク上の更新ソフトウェアを配布する。端末３は、ユーザによってモデム２に接続されたパーソナル・コンピュータである。ユーザは、そのフロッピー・ディスク及びパーソナル・コンピュータを用いてモデム２を再プログラムする。
【００２７】
他の例では、ユーザが提供者４とのそのユーザの契約を変更する。したがって、そのユーザのモデム２は、より高いデータ伝送速度へ、データ伝送サービスに対する拡張アクセス権利へ、配電線路網の伝送媒体を経由して選択可能かつ受信可能なより多数のビデオ・チャネルへ、又はゲーム、映画等のような得ることが可能なサービスについての異なった選択へ再プログラムされる。
【００２８】
他の実例では、新空港が端末３、３′の区域に建設される。空港の動作を妨害しないために、いままで使用していた個々の周波数範囲を解放させるようにその区域のモデム２、２′を遠隔から再プログラムし、それであるからそれら個々の周波数範囲はその区域のモデム２、２′によってもはや使用されないのに反して他の周波数範囲が新たにそれらのモデム２、２′に割り当てられる。
【００２９】
更になお他の例では、線路網の個々の負荷から起こる妨害を遮蔽しかつフィルタするような合目的処置によって、低圧線路網上の情報伝送に対する信号対雑音比が改善され、その上で、線路網の全てのモデム２、２′、２″がいっそう高速型式の変調へ、例えば、８直交振幅変調、すなわち、ＱＡＭ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）から６４ＱＡＭへとスイッチされる。
【００３０】
最後に、或る実施の形態で、モデム２の制御ユニット２３が配電線路網１にわたるデータ伝送における誤り率に基づいて又は配電線路網の線路の他の特性の測定に基づいて伝送品質を判定し、かつ伝送品質について情報をメモリ２２に記憶する。例えば、雑音信号の周波数スペクトルにおいて線路網又は線路の減衰のような特性を測定しかつ妨害プロトコルとして記憶することができる。記憶情報は、伝送品質を改善するように、提供者４によって時おり読み出されかつモデム２を再プログラムするために使用される。これは、命令信号をモデム２へ送って、例えば、干渉が起こる周波数領域を不活性化させかつ低干渉性の新周波数領域を活性化させることによって行われる。それゆえ、モデム２の制御ユニット２３は、再プログラミングが必要であることを提供者４からの命令信号に基づいてのみ認識する。しかしながら、好適には、制御ユニット２３は、妨害プロトコルに基づいて、伝送誤りがかなり頻繁になる又は干渉が制御を逸脱さえもすることを自身で認識しかつ自身の再プログラミングを開始する。その際、制御ユニット２３は、それ自身へ全体的再プログラミングを実施することもあり又は提供者４によって命令されたように再プログラミミングを行うために提供者４に上に説明した命令をリクエストすることもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】配電線路網を使用するデータ伝送回路の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１ 配電線路網
２、２′、２″ モデム
３、３′ 端末
４ 線路網提供者
５、５′、５″ インタフェース
２１ 変復調回路
２２ 書換え可能メモリ
２３ 制御ユニット
２４ 入力出力端子

Claims (5)

1. 配電線路網を経由して通信装置によって情報を伝送する方法であって、
   搬送波信号と変調の形式とを決定するステップと、
   決定された変調形式に従って、伝送される前記情報で前記搬送波信号を変調するステップと、
   前記配電線路網に変調信号を伝送するステップと、
   変調信号に関する前記配電線路網の利用度を検出するステップと、
   検出された利用度に従って前記通信装置を再プログラムするステップと、
   再プログラムされた前記通信装置で前記変調するステップと前記伝送するステップとを続行するステップとを含み、
   信号対雑音比の減少が予め検出されたときは情報伝送速度の減少を持つ変調形式の変化を生じること、及び、信号対雑音比の増大が予め検出されたときは情報伝送速度の増加を持つ変調形式の変化を生じることを前記再プログラムするステップが含む方法。
2. 前記再プログラムするステップが現場で行われる、請求項１記載の方法。
3. 前記変調するステップの代わりに、又は前記変調するステップに加えて、前記伝送された変調信号を復調するステップが前記伝送するステップの後に実行される、請求項１記載の方法。
4. 配電線路網に情報を伝送する情報伝送装置であって、
   搬送波信号と変調形式とを決定する手段と、
   決定された変調形式に従って、伝送される前記情報で前記搬送波信号を変調し、かつ前記配電線路網に変調信号を伝送する手段と、
   変調信号に対して配電線路網が利用可能であるかどうか検出して利用度の変化が検出されるときに前記装置を再プログラムする手段であって、再プログラムされた前記装置で検出された前記利用度に従って伝送が続行されるようにする前記検出しかつ再プログラムする手段とを含み、該検出しかつ再プログラムする手段は信号対雑音比の減少が予め検出されたときは情報伝送速度の減少を持つ変調形式の変化を生じ、信号対雑音比の増大が予め検出されたときは情報伝送速度の増加を持つ変調形式の変化を生じること
   を特徴とする、情報伝送装置。
5. 前記変調に代えて又は前記変調に加えて、決定された前記変調形式に従って伝送された変調波信号を復調するように前記変調する手段が適合されている、請求項４記載の情報伝送装置。

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