JP4098606B2

JP4098606B2 - 電力線通信装置

Info

Publication number: JP4098606B2
Application number: JP2002347868A
Authority: JP
Inventors: 信勝半谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: EP1424787A1; JP2004186736A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電力線を搬送路として、データを送受信する電力線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データを送受信に用いられる電力線の信号減衰チェッカは、電力線上にシステムで使用している搬送周波数と同一周波数に試験信号を連続的に送信する送信器と、電力線に接続し電力線上の試験信号を受信、増幅及びＡ／Ｄコンバートを行いこの信号の減衰レベルを表示する表示回路を備えた受信器とを備えている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、電力線通信装置は、電力線を介して受信した変調信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器と、ＡＤ変換器の出力ディジタル信号を用いて伝送特性の測定処理を行い、測定結果を送出する機能を有し、且つ電力線に接続されたモデムを介してデータの送受信制御処理を行う制御処理部と、制御処理部により測定処理した結果の伝送特性を表示する表示部と、伝送特性の測定コマンド等を入力する操作部とを備えている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６１−５０４２８号公報
【特許文献２】
特開平２−８２８２１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような電力線信号チェッカや電力線通信装置は、減衰レベルを複数のＬＥＤに表示しているし、受信レベルデータの測定値を数値表示している。しかし、電力線信号チェッカを用いて所望のポイントツーポイントの間の減衰レベルを測定したときだけ表示される。また、電力線通信装置は測定コマンを入力したときだけ受信レベルの測定がなされ、その測定結果が表示される。しかし電力線の伝送特性は電化製品などの接続に伴う負荷変動の影響を大きく受けていて、通信を行うとき通信に要する所用時間を判断することができない。さらに、減衰レベルや受信レベルからは電力線を介した通信の通信速度が直接判明しないので、通信に要する所用時間を判断することができない。
【０００６】
この発明の目的は、電力線に接続されている複数の電力線通信装置間の通信速度が表示された電力線通信装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる電力線通信装置は、
電力線を搬送路としてデータを送受信する電力線通信装置において、上りまたは下りの送信に切り換える手段と、下りの送信に切り換えられているとき、電力線に接続された他の電力線通信装置に通信速度測定信号を送信し、上りの送信に切り換えられているとき、電力線に接続された他の電力線通信装置に通信速度測定信号の送信を要求する信号を送信する基準発生手段と、下りの送信に切り換えられているとき、他の電力線通信装置から送信された下りの通信速度を受信し、上りの送信に切り換えられているとき、電力線に接続された他の電力線通信装置から送信された通信速度測定信号から上りの通信速度を求める速度検出手段と、を備える。
【０００８】
【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の電力線通信装置の構成図である。図２は図１のフロントパネルの概略図である。図３は図１の動作を示すフローチャートである。電力線通信装置は電力線につながったコンセントに接続されていて、送受信の相手となる複数の電力線通信装置が電力線に接続されている。
【０００９】
電力線通信装置は、電力線１と搬送波の送受信を切り換える切換手段２と、データが変調されて重畳された搬送波を受信する受信手段３と、受信された搬送波からデータを復調する復調手段４と、パーソナルコンピュータ５（以下ＰＣと略記する。）などの端末とデータの授受を行う入出力手段６と、ＰＣ５から入力されたデータを電力線１の搬送波上に変調する変調手段７と、変調されたデータが重畳された搬送波を電力線１に送信する送信手段８と、通信速度測定信号を発生し、変調手段７に送信する基準発生手段９と、他の電力線通信装置１０から送信されてきた通信速度測定信号から通信速度を求める速度検出手段１１と、通信速度を表示する表示手段１２とを備えている。
【００１０】
電力線通信装置の電源手段１３には電力線１のコンセントから供給されていて、電源スイッチ１４の開閉により電源の切入を操作している。
【００１１】
データの変調・復調方式として直交振幅変調方式（以下ＱＡＭと略記する。）を採用し、信号対雑音比（ＳＮＲ）に従って４、１６、３２ＱＡＭ方式を選択している。
【００１２】
実施の形態１ではＩＴＵ−Ｔ勧告に準拠するビットエラーレート（以下ＢＥＲと略記する。）測定テストを行っている。基準発生手段９は、８〜２４ビット程度の繰り返しパターン、例えば２^６−１、２^９−１、２^１１−１などのパターンからなる通信速度測定信号を発生する。
【００１３】
また速度検出手段１１は、他の電力線通信装置１０から受信した通信速度測定信号に付随している通信速度測定信号のパターンを読みとり、基準発生手段９に通信速度測定信号を要求し対照信号を入手する対照信号入手手段１５と、他の電力線通信装置１０から受信したパターンと基準発生手段９から受付た通信速度測定信号とを比較してＢＥＲを求める比較手段１６と、ＢＥＲを表示手段１２に出力する出力手段１７とを備えている。
【００１４】
図２に示すように電力線通信装置のフロントパネルには、電源スイッチ１４と、リセットボタン１８と、電源ランプ１９と、リンク確立ランプ２０と、ケーブル接続ランプ２１と、データ送受信ランプ２２と、ＢＥＲの値を３等分した区分を表示する通信速度ランプ２３が備えられている。
【００１５】
次に電力線通信装置の動作を図３のフローチャートに従って説明する。なお、ＰＣ５などの端末を用いてデータを送受信する操作に関しては、通信速度に関した範囲で記述し、それ以外の説明は省略する。当該電力線通信装置（以下Ａ装置と称す。）と他の電力線通信装置（以下Ｂ装置と称す。）との２つの間で行われる通信速度の確認の動作を説明する。Ｂ装置からＡ装置への下りの速度の表示を説明する。通常は上りと下りで同じ周波数帯域を用いていると、通信速度は上り下りで同じ値になる。また、上りと下りで異なる周波数帯域を用いて通信速度は上りと下りで異なる場合も含む。
【００１６】
ステップ１０１（以下ステップをＳと略記する。）で、Ａ装置の電源スイッチ１４をＯＮすると、Ａ装置の電源が入り、電源ランプ１９が点灯する。Ｓ１０２で、送信手段８から受信可能になった旨のリンク信号を電力線１に送信し、Ｓ１０３で、Ｂ装置１０でリンク信号を受信したかどうか判断し、受信したらＳ１０４へ進み、受信されていなければＳ１０３を繰り返す。Ｓ１０４でリンク信号を受信して、リンク信号が送ったＡ装置を記憶する。Ｓ１０５で、リンク信号を受信して記憶した旨の返信信号をＡ装置へ送信する。Ｓ１０６で、返信信号を受信したか判断し、返信信号を受信していなければＳ１０６を繰り返す。返信信号を受信したらＳ１０７へ進む。Ｓ１０７で、リンク確立ランプを点灯する。Ｓ１０８で、基準発生手段９からＢ装置１０へＢＥＲ測定用通信速度測定信号の送信を要求する信号を送信する。Ｓ１０９で、Ｂ装置では要求信号の受信の有無を判断し、受信が無いときはＳ１０９を繰り返す。要求信号の受信があったらＳ１１０へ進む。Ｓ１１０で、Ｂ装置１０の受信手段３は要求信号を受信したことを確認し、Ｂ装置の基準発生手段９にＢＥＲ信号の発生を要求する。Ｓ１１１で、Ｂ装置の基準発生手段９にＢＥＲ信号の発生し、変調手段７で変調し、送信手段８でＡ装置へ送信する。Ｓ１１２で、ＢＥＲ信号の受信の有無を判断し、受信が無ければＳ１１２を繰り返す。受信されたら、Ｓ１１３へ進む。Ｓ１１３で、受信手段３でＢ装置１０から送信された通信速度測定信号がＱＡＭ変調して重畳された搬送波を受信し、受信された搬送波から復調手段４で通信速度測定信号を復調する。同時に通信速度測定信号のパターンを復調する。Ｓ１１４で、復調された通信速度測定信号と、送信されたパターンと同じパターンを有する基準発生手段９で発生された通信速度測定信号とを比較してＢＥＲを求め、速度検出手段１１の記憶手段２４にＢＥＲを記憶する。Ｓ１１５で、求められたＢＥＲを２つのしきい値を備えた速度検出手段１１で通信速度を３区分けする。Ｓ１１６で、区分けされた通信速度を表示手段１２に入力し、該当する通信速度ランプ２３を点灯してＳ１０２へ戻る。
【００１７】
このような電力線通信装置は、フロントパネルに表示された通信速度を目視で確認してから、データの送受信を行うので、通信に掛かる時間が把握することができる。
【００１８】
また、宅内に複数の電力線通信装置が備えることで、必要に応じて異なった速度の送受信を行って、全体としてスムーズな通信を行うことができる。
【００１９】
また、記憶手段に記憶されたＢＥＲをパーソナルコンピュータに取り込んで、当該電力線通信装置の接続している回線の状況をモニターすることができる。
【００２０】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２の電力線通信装置の動作のフローチャートである。実施の形態２の電力線通信装置と図１と同じ構成である。ただ、ＢＥＲを所定の値に固定して、データを変調するときに割り当てられる総ビット数を求めることにより、通信速度を区分することが異なっている。
【００２１】
図４を参照して実施の形態２の電力線通信装置の動作を説明する。
Ｓ２０１から２１４までは実施の形態１と等しく、ＢＥＲを求める。Ｓ２１５で、求まったＢＥＲと所定ＢＥＲとを比較し、ＢＥＲが所定ＢＥＲより大きいときはＳ２１７へ進む。またＢＥＲが所定ＢＥＲより小さいときはＳ２１６へ進む。Ｓ２１６で、変調に用いられる総ビット数に所定数を加算して、変調手段７に加算された総ビット数を送信して、Ｓ２０８へ戻る。Ｓ２１７で、Ｓ２１４で得られた総ビット数を２つのしきい値を備えた速度検出手段１１で総ビット数を３つに区分けする。Ｓ２１８で、区分けされた総ビット数を表示手段１２に入力し、該当する通信速度ランプ２３を点灯してＳ２０２へ戻る。
【００２２】
このような電力線通信装置は、ＢＥＲを一定に保ちながら信号変調に用いる総ビット数を通信速度として表示しているので、変調速度を速めることができる。
【００２３】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３の電力線通信装置のフロントパネルの概略図である。図６は図５の動作を示すフローチャートである。実施の形態１とは当該の電力線通信装置（以下Ａ装置と称す。）から送信される場合（以下上りと称す。）と他の電力線通信装置（以下Ｂ装置と称す。）からＡ装置へ送信される場合（以下下りと称す。）との使用される搬送波の周波数帯域が異なることである。
【００２４】
フロントパネルに上下切換スイッチ２５と、上りと下りそれぞれの通信速度を表示する上り通信速度ランプ２６ａと下り通信速度ランプ２６ｂとが備えられている。
【００２５】
ステップ３０１（以下ステップをＳと略記する。）で、Ａ装置の電源スイッチ１４をＯＮすると、Ａ装置の電源が入り、電源ランプ１９が点灯する。Ｓ３０２で、送信手段８から受信可能になった旨のリンク信号を電力線１に送信し、Ｓ３０３で、Ｂ装置１０でリンク信号を受信したかどうか判断し、受信したらＳ３０４へ進み、受信されていなければＳ３０３を繰り返す。Ｓ３０４でリンク信号を受信して、リンク信号が送ったＡ装置を記憶する。Ｓ３０５で、リンク信号を受信して記憶した旨の返信信号をＡ装置へ送信する。Ｓ３０６で、返信信号を受信したか判断し、返信信号を受信していなければＳ３０６を繰り返す。返信信号を受信したらＳ３０７へ進む。Ｓ３０７で、リンク確立ランプを点灯する。Ｓ３０８で、上下切換スイッチが上にあるか判断する。上であればＳ３０９へ進み、下ならばＳ３１３へ進む。Ｓ３０９で、Ａ装置の基準発生手段９にＢＥＲ信号の発生し、変調手段７で変調し、送信手段８でＢ装置へ送信する。Ｓ３１０で、Ｂ装置ではＢＥＲ信号の受信の有無を判断し、受信が無ければＳ３１４へ進む。受信されたら、Ｓ３１１へ進む。Ｓ３１１で、受信手段３でＡ装置１０から送信された通信速度測定信号がＱＡＭ変調して重畳された搬送波を受信し、受信された搬送波から復調手段４で通信速度測定信号を復調する。同時に通信速度測定信号のパターンを復調する。Ｓ３１２で、復調された通信速度測定信号と、送信されたパターンと同じパターンを有する基準発生手段９で発生された通信速度測定信号とを比較してＢＥＲを求め、速度検出手段１１の記憶手段２４にＢＥＲを記憶してＢＥＲの区分の値をＡ装置へ送信してＳ３０３へ戻る。Ｓ３１３で、基準発生手段９からＢ装置１０へＢＥＲ測定用通信速度測定信号の送信を要求する信号を送信する。Ｓ３１４で、Ｂ装置では要求信号の受信の有無を判断し、受信が無いときはＳ３１０へ戻る。要求信号の受信があったらＳ３１５へ進む。Ｓ３１５で、Ｂ装置１０の受信手段３は要求信号を受信したことを確認し、Ｂ装置の基準発生手段９にＢＥＲ信号の発生を要求する。Ｓ３１６で、Ｂ装置の基準発生手段９にＢＥＲ信号の発生し、変調手段７で変調し、送信手段８でＡ装置へ送信する。Ｓ３１７で、ＢＥＲ信号の受信の有無を判断し、受信が無ければＳ３１７を繰り返す。受信されたら、Ｓ３１８へ進む。Ｓ３１８で、受信手段３でＢ装置１０から送信された通信速度測定信号がＱＡＭ変調して重畳された搬送波を受信し、受信された搬送波から復調手段４で通信速度測定信号を復調する。同時に通信速度測定信号のパターンを復調する。Ｓ３１９で、復調された通信速度測定信号と、送信されたパターンと同じパターンを有する基準発生手段９で発生された通信速度測定信号とを比較してＢＥＲを求め、速度検出手段１１の記憶手段２４にＢＥＲを記憶する。Ｓ３２０で、Ｓ３１２から送られた上りのＢＥＲとＳ３１９で求められた下りのＢＥＲを２つのしきい値を備えた速度検出手段１１で通信速度を３区分けする。Ｓ３２１で、区分けされた通信速度を表示手段１２に入力し、該当する通信速度ランプ２６ａ、２６ｃを点灯してＳ３０８へ戻る。
【００２６】
このように異なった上り下りの通信速度を目視で確認できるので、互いにデータの交換に要する時間の予測が可能になる。
【００２７】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４の電力線通信装置の構成図である。実施の形態１では、ＢＥＲを計測することで通信速度を区分けしているが、実施の形態４では搬送波の電力減衰率を計測し、予め求められた通信速度との関係から通信速度を区分けし、表示する点が異なっている。
【００２８】
電力線通信装置は、電力線１と搬送波の送受信を切り換える切換手段２と、電力線１からデータが変調されて重畳された搬送波を受信する受信手段３と、搬送波からデータを復調する復調手段４と、ＰＣ５などの端末から入力されたデータを電力線１の搬送波上に変調する変調手段７と、変調されたデータが重畳された搬送波を電力線に送信する送信手段８と、搬送波を遅延して異なる位相を有する搬送波に変換し、変換された搬送波の振幅を減衰して基準化して、送信手段８に送出する基準発生手段２７と、他の電力線通信装置から送信され、搬送波と異なる位相の搬送波だけをフィルタし、その電力を計測する電力計測手段２８と、計測された搬送波の電力と、基準化された搬送波の電力とを比較して減衰率を求め、予め求められている通信速度と減衰率との関係から通信速度を求める速度検出手段２９と、通信速度を表示する表示手段１２とを備えている。
【００２９】
減衰量が大きいほど通信速度が小さいという通信速度と減衰量との関係は逆比例している。
【００３０】
このように、電力線における減衰量を計測することにより、予め求められた逆比例の関係から通信速度を簡易的に求めることができ、フロントパネルに通信速度が区分されて表示されているので、所望の通信速度を選択することができる。
【００３１】
なお、減衰量の計測はこの実施の形態では一方だけを説明したが、下りと上りの周波数帯域が異なっている場合など、上下それぞれ計測することができる。この際、一方から計測された減衰量と通信速度は電力線を経由してデータとして、その他の電力線通信装置へ送信され、それぞれの装置では表示し、記憶手段に記憶することができる。
【００３２】
実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５の電力線通信装置の構成図である。図９は電力線に加振手段と感知手段とを固定した斜視図である。図１０は図８のフロントパネルの概略図である。図１の電力線通信装置の切換手段２と電力線１との間を接続する電線に機械的振動を与える加振手段３０と、切換手段２と電力線１との間を接続する電線の機械的振動を感知する感知手段３１を備えていることである。
【００３３】
加振手段３０は、電線に接するように固定された圧電ブザー３２と、電力線通信装置のフロントパネルに設けられた加振スイッチ３３と、電力線から抵抗分圧して商用周波数の信号を圧電ブザーに供給する加振素子３４とを備えている。加振スイッチ３３をオンすると、加振素子３４と商用電源とが接続され、圧電ブザー３２は商用周波数の信号で振動して、電力線１に振動が伝達される。
【００３４】
感知手段３１は、振動を感知する圧電素子３５と、圧電素子３５に励起される電圧と所定のしきい値との比較をして、振動の伝達の有無を検出する検出手段３６とを備えている。
【００３５】
表示手段１２は、フロントパネルのメータ３７を駆動して、加振の有無を検出することができる。
【００３６】
このようにして当該電力線通信装置間が同相の電力線で接続されているか検出することができ、逆相の場合は、コンセントを入れ替えて同相にすることができる。
【００３７】
【発明の効果】
この発明に係わる電力線通信装置は、上りまたは下りの送信に切り換える手段と、下りの送信に切り換えられているとき、電力線に接続された他の電力線通信装置に通信速度測定信号を送信し、上りの送信に切り換えられているとき、電力線に接続された他の電力線通信装置に通信速度測定信号の送信を要求する信号を送信する基準発生手段と、下りの送信に切り換えられているとき、他の電力線通信装置から送信された下りの通信速度を受信し、上りの送信に切り換えられているとき、電力線に接続された他の電力線通信装置から送信された通信速度測定信号から上りの通信速度を求める速度検出手段と、を備えるので、通信速度を目視で確認でき、所望の通信速度でデータを送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の電力線通信装置の構成図である。
【図２】図１のフロントパネルの概略図である。
【図３】図１の動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２の電力線通信装置の動作のフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態３の電力線通信装置のフロントパネルの概略図である。
【図６】図５の動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態４の電力線通信装置の構成図である。
【図８】この発明の実施の形態５の電力線通信装置の構成図である。
【図９】図８の電力線に加振手段と感知手段とを固定した斜視図である。
【図１０】図８のフロントパネルの概略図である。
【符号の説明】
１電力線、２切換手段、３受信手段、４復調手段、５ＰＣ、６入出力手段、７変調手段、８送信手段、９、２７基準発生手段、１０電力線通信装置、１１、２９速度検出手段、１２表示手段、１３電源手段、１４電源スイッチ、１５対照信号手段、１６比較手段、１７出力手段、１８リセットボタン、１９電源ランプ、２０リンク確立ランプ、２１ケーブル接続ランプ、２２データ送受信ランプ、２３、２６ａ、２６ｂ通信速度ランプ、２４記憶手段、２５上下切換スイッチ、２８電力計測手段、３０加振手段、３１検知手段、３２圧電ブザー、３３加振スイッチ、３４加振素子、３５圧電素子、３６検出手段、３７メータ。

Claims

電力線を搬送路としてデータを送受信する電力線通信装置において、
上りまたは下りの送信に切り換える手段と、
下りの送信に切り換えられているとき、上記電力線に接続された他の電力線通信装置に通信速度測定信号を送信し、上りの送信に切り換えられているとき、上記電力線に接続された他の電力線通信装置に通信速度測定信号の送信を要求する信号を送信する基準発生手段と、
下りの送信に切り換えられているとき、上記他の電力線通信装置から送信された下りの通信速度を受信し、上りの送信に切り換えられているとき、上記電力線に接続された他の電力線通信装置から送信された通信速度測定信号から上りの通信速度を求める速度検出手段と、
を備えたことを特徴とする電力線通信装置。
上記上りおよび下りの通信速度を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電力線通信装置。
２線以上を有する電力線のうち測定すべき電力線に機械的振動を加振する加振手段と、
上記電力線の機械的振動を感知する感知手段とを備え、
上記加振手段で加振された電力線を上記電力線に接続された他の電力線通信装置が該電力線の機械的振動を感知して同一線を判定し、また、上記電力線に接続された他の電力線通信装置が加振した電力線の機械的振動を上記感知手段で感知して同一線を判定し、通信速度を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の電力線通信装置。
上記表示手段は、通信速度を区分けして表示することを特徴とする請求項２に記載の電力線通信装置。