JP4545521B2 - 電力線を利用した多元接続装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、交流電力線の電力信号を搬送波として情報信号を伝送する電力線搬送に用いた信号重畳装置および信号重畳方法に関し、特に符号分割多重アクセス型の多対多の同時接続ネットワークを形成する電力線において、基地局と端末局との通信を可能にする通信装置および通信方式に関する。

今日、ユビキタス社会の構築のための情報伝送手段の一として電力線搬送（ＰＬＣ：Power Line Communication）が有効であると考えられているが、その為には非常に大きな伝送容量と伝送速度が必要であるにもかかわらず。現実には欧米で屋内電力線を利用したインターネットなどのネットワークが構築されてきてはいるが、複数の端末が常時、同時に高速アクセスする多チャンネルの符号分割多重アクセス型の開発はほとんどされていない。また、多元接続方式として、メディアを複数チャネルに分割しそれぞれを各局に割り当てる方法、各局が通信メディアの使用状況を測定し自立的に送信制御を行う方法（ランダムアクセス）、ランダムアクセス以外の多元接続方式が考えられるが、一般的にはランダムアクセスが使用されている。この方法では時分割通信しかできなかった。例えばＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）などのように電力線上で他の機器が情報通信を行っていないことを確認してからパケット化されたデータを送出する方法が多くの規格や商品で採用されているが同時にアクセスすることができなかった。ランダムアクセス以外も多元接続方式として周波数分割多重アクセス型（ＦＤＭＡ）、時分割多重アクセス型（ＴＤＭＡ）などが考えられるが、周波数分割多重アクセス型は周波数によって大幅に特性が違う電力線通信には適さない。また時分割多重アクセス型は、各局共通のクロックを持つ必要があるため、電力線環境では実現困難であることが一般的にいわれていた。

そして、従来から、符号分割多重アクセス型（ＣＤＭＡ）は、スペクトル拡散技術により各局が同じ周波数を用い、また中央制御を必要としない方式として、電力線通信システムに適した方式であることは知られていた、また、時間次元で拡散符号の重畳を行う直接拡散符号分割多重アクセス型ではなく、周波数次元での拡散信号の重畳をする符号分割多重アクセス型が変調方式との整合の面からも望ましいとも考えられていた、しかし、ＣＤＭＡで電力線通信を多対多の同時接続の実現は困難であった。

また、従来の電力線搬送方法においては、正弦波の電力信号を搬送波とし、情報信号を電力信号に重畳して送出している。そして、受信側では、電力信号に重畳された情報信号をフィルタなどを用いて分離していた。その場合、電力信号から情報信号を分離する際にフィルタの特性により分離した場合、情報信号の位相がフィルタ特性によって変位してしまうが、情報信号がアナログ音声などでは、本質的に支障がなかった。また、上記電力線搬送にてデジタル信号を送った場合では、受信側でデジタル信号の位相が変位し、時間軸上に波形が歪んでしまう。しかし、ＰＣＭ方式（Pulse Code Modulation）でパルス信号を送る場合には、時間軸上に波形が歪んでも、受信側でパルス信号を新たに生成することができ、係る歪みに対応することができた。

しかしながら、スペクトル拡散方式を応用して信号を多重化した場合、ＰＣＭ方式のように、受信側でパルス信号を新たに生成することができない。この受信時における時間軸上の波形の歪みが、スペクトル拡散方式及びＣＤＭＡの大きな課題となっている。

更に、従来より電力線搬送方式の一つとして、交流電力線の正弦波電力信号を搬送波とし情報信号を重畳する方式が知られており、例えばモータ等のオンオフ制御のような比較
的単純な制御信号の伝送や音声などのアナログ信号、あるいはＰＣＭ方式によるデジタル信号の伝送に用いられている。そして、この方式に用いる信号重畳装置の多くは、伝送路としての交流電力線との間に結合トランスを介在させて電力信号に情報信号を重畳する構成を採用している。そのため、この結合トランスと交流電力線とにより形成されるある種のフィルタによって情報信号の位相などが変化し、重畳した情報信号に波形歪みを与えることがわかっている。

しかしながら、このような波形歪が情報信号に生じても、前述した制御信号やアナログ信号では信号処理の特質から本質的な支障を与えるには至らず、またＰＣＭ方式によるデジタル信号においても受信側の信号再生処理等により波形歪による符号誤りを修復できないほどの障害には至っていないため、システム上の問題は生じていなかった。

一方、近年の多元接続技術の進歩により、様々な多重化方式が検討されているなか、周波数分割多重方式や時分割多重方式よりも比較的に簡素な構成により多重化が可能なスペクトル拡散多重方式によるＣＤＭＡが特に注目されている。ところが、このＣＤＭＡにより多重化された情報信号を前述した電力線搬送方式により伝送しようとすると、情報信号の波形歪によって受信側の逆拡散が困難になるため、情報信号を復調することができないという問題を生じる。つまり、交流電力線の電力信号を搬送波としこれに情報信号を重畳する電力線搬送方式では、所望とする波形の情報信号を波形歪なく重畳することができないため、ＣＤＭＡによる伝送できないという問題を生じている。

また、特許文献１、特許文献２、特許文献３により、ＣＤＭＡによる伝送を可能とする、交流電力線の電力信号に所望とする波形の情報信号を重畳し得る電力線を用いる通信装置および方法があげられる。特に、接地または中性点を有する交流電力線（例えば単相、三相等）の電力信号に所望とする波形の情報信号を重畳し得る電力線を用いる通信装置および方法が提供された。しかし、これらの通信装置および方法は、各コンセント（each Receptacle）から電圧源（voltage source）にて、符号多重分割多元接続用の情報信号を伝送し、１つのコンセントから、他の多のコンセントに、複数の異なった情報を同時に担う（例：画像、音声、ＦＡＸ、ＴＣＰ／ＩＰ プロトコル信号など）符号多重分割多元接続用の情報信号を送信する（１対多）方式なので、どれかのコンセントから送信している間は、他のコンセントは受信のみしかできず、異なったコンセントから独立に、複数の異なった情報を同時に担う符号多重分割多元接続用の情報信号を同時に送信し、どれかのひとつのコンセントで受信する（多対１）方式、及び符号多重分割多元アクセス型の電力線通信の多対多の同時接続が不可能であった。さらに、電力線上に同期信号と個々のコンセントからの独立の信号から符号多重信号を形成して電力線上に重畳するためには、携帯電話などを含めて一般的にＣＤＭＡを実現するときの最大の問題である（１）各符号信号の同期のとり方（２）符号多重信号を形成する方法について提供するものではなかった。
米国特許 6194996 特開平11-88239 特開2002-111554

本発明の課題は、交流電力線（グランド付きも含む）を利用し符号多重分割アクセス型（ＣＤＭＡ）の電力線通信で１対多、多対１、多対多の同時接続を実現する通信装置および通信方法を提供することである。

上記課題を解決するため、一次側に外部から電力を供給する電力線が接続され、二次側にグランド付電力線が接続されるトランスを備え、前記グランド付電力線を用いて、電力線通信を行う電力線通信システムは、基地局と端末局を備える。

基地局は、いずれかの電力線とグランド線の間に接続され、前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電圧源と、前記電力線通信システムの回路構成により決まるインピーダンスを、パラメトリックなモデルを用いて推定する基地局用推定手段と、推定したインピーダンスを用いて、前記電力線通信に用いる信号を分離する基地局用分離手段と、外部装置と外部通信網を介して通信を行う手段、を備えている。
端末局は、前記基地局が接続された電力線と前記グランド線の間に接続され、前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電流源と、前記電力線通信システムの回路構成により決まるインピーダンスを、パラメトリックなモデルを用いて推定する端末用推定手段と、推定したインピーダンスを用いて、前記電力線通信に用いる信号を分離する端末局用分離手段とを備えている。

前記電力線通信において前記端末局から前記基地局へアップリンクするとき、前記基地局は、前記端末局から送信される第１の情報信号の送信タイミングを決める第１の同期信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電圧源を用いて送信し、前記端末局は、第1の同期信号に同期させて前記第１の情報信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電流源を用いて前記基地局に送信し、前記基地局が前記第１の情報信号を、前記基地局用分離手段を用いて抽出して復調する。

前記電力線通信において前記基地局からいずれかの端末局へダウンリンクするとき、前記端末局は、前記基地局から送信される第２の情報信号の送信タイミングを決める第２の同期信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電流源を用いて送信し、前記基地局は、第２の同期信号に同期させて前記第２の情報信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電圧源を用いて送信し、前記端末局が前記第２の情報信号を、前記端末局用分離手段を用いて抽出して復調する。

また、前記基地局が接続されている電力線とインピーダンスを有する第１の素子の一方を接続し、前記インピーダンスを有する前記第１の素子の他方と前記基地局の前記従属電圧源の一方を直列に接続し、前記基地局の前記従属電圧源の他方をグランドの間に接続し、他方の前記電力線とグランドの間にインピーダンスを有する第２の素子を接続してもよい。

また、前記基地局は、さらに前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電流源と、前記基地局に備えた前記従属電圧源と前記従属電流源を切換える手段と、を備えていてもよい。

また、前記基地局は、前記第２の情報信号を、符号分割多重アクセス型の信号に変調する手段を備えていてもよい。

また、前記端末局が接続されている電力線とインピーダンスを有する第３の素子の一方を接続し、前記インピーダンスを有する前記第３素子の他方と前記端末局の前記従属電流源の一方を直列に接続し、前記端末局の前記従属電流源の他方をグランドの間に接続し、他方の前記電力線とグランドの間にインピーダンスを有する第４の素子を接続してもよい。

また、前記端末局は、さらに外部装置と外部通信網を介して通信を行う手段と、前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電圧源と、前記端末局に備えた前記従属電圧源と前記従属電流源を切換える手段と、を備えていてもよい。

また、前記端末局は、前記第１の情報信号を、符号分割多重アクセス型の信号に変調する手段を備えていてもよい。

また、前記第１の素子または前記第２の素子は、コンデンサまたはインピーダンスを有し低周波を遮断する回路であってもよい。

また、前記第３の素子または前記第４の素子は、コンデンサまたはインピーダンスを有し低周波を遮断する回路であってもよい。

次に、一次側に外部から電力を供給する電力線が接続され、二次側にグランド付電力線が接続されるトランスを備え、前記グランド付電力線を用いて、基地局と端末局により電力線通信を行う電力線通信方法は、次のように行う。

電力線通信に用いる基地局は、いずれかの電力線とグランド線の間に接続され、前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電圧源と、前記電力線通信システムの回路構成により決まるインピーダンスを、パラメトリックなモデルを用いて推定する基地局用推定手段と、推定したインピーダンスを用いて、前記電力線通信に用いる信号を分離する基地局用分離手段と、外部装置と外部通信網を介して通信を行う手段、を備えている。

電力線通信に用いる端末局は、前記基地局が接続された電力線と前記グランド線の間に接続され、前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電流源と、前記電力線通信システムの回路構成により決まるインピーダンスを、パラメトリックなモデルを用いて推定する端末用推定手段と、推定したインピーダンスを用いて、前記電力線通信に用いる信号を分離する端末局用分離手段、を備えている。

また、前記基地局が接続されている電力線とインピーダンスを有する第１の素子の一方を接続し、前記インピーダンスを有する前記第１の素子の他方と前記基地局の前記従属電圧源の一方を直列に接続し、前記基地局の前記従属電圧源の他方をグランドの間に接続し、他方の前記電力線とグランドの間にインピーダンスを有する第２の素子が接続されている。

また、前記端末局が接続されている電力線とインピーダンスを有する第３の素子の一方を接続し、前記インピーダンスを有する前記第３の素子の他方と前記端末局の前記従属電流源の一方を直列に接続し、前記端末局の前記従属電流源の他方をグランドの間に接続し、他方の前記電力線とグランドの間にインピーダンスを有する第４の素子が接続されている。

また、前記電力線通信において前記端末局から前記基地局へアップリンクするとき、前記基地局は、前記端末局から送信される第１の情報信号の送信タイミングを決める第１の同期信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電圧源を用いて送信し、前記端末局は、第1の同期信号に同期させて前記第１の情報信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電流源を用いて前記基地局に送信し、前記基地局が前記第１の情報信号を、前記基地局用分離手段を用いて抽出して復調する。

また、前記電力線通信において前記基地局からいずれかの端末局へダウンリンクするとき、前記端末局は、前記基地局から送信される第２の情報信号の送信タイミングを決める第２の同期信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電流源を用いて送信し、前記基地局は、第２の同期信号に同期させて前記第２の情報信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電圧源を用いて送信し、前記端末局が前記第２の情報信号を、前記端末局用分離手段を用いて抽出して復調する。

また、前記基地局は、さらに前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電流源を備え、前記基地局に備えた前記従属電圧源と前記従属電流源を切換えていてもよい。

また、前記基地局が送信する、前記第２の情報信号が、符号分割多重アクセス型の信号であってもよい。

前記端末局は、さらに外部装置と外部通信網を介して通信を行う手段と、前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電圧源とを備え、前記端末局に備えた前記従属電圧源と前記従属電流源を切換えてもよい。

前記端末局が送信する、前記第１の情報信号が、符号分割多重アクセス型の信号であってもよい。

本発明により、電力線通信ネットワークシステムにおいて同時に使用できる多くのチャンネル数が確保されるだけでなく、時分割通信も併用可能となり、各コンセント間の通信伝送容量を従来手法より増加させることができる。さらに、符号多重分割アクセス型はいわば、各チャンネルで異なった符号を簡単な暗号鍵として、それぞれのチャンネルでの信号を暗号化して重ね合わせて、その後、受信側では、必要なチャンネルの信号をそのチャンネルの符号の暗号鍵で復調することを行っているので、コインランドリ、無人店舗などの管理システム、ネットワーク家電などの管理、運営に十分なセキュリティも確保できる。例えば、携帯電話、無線機器などから送信された電磁波から重要情報が盗まれル可能性があるが本発明が提供するネットワークシステムを通して制御・通信を行うことでセキュリティを確保できる。

電力線通信を用いて、各コンセント間の通信伝送容量を増加させることができるので、光・電磁波・電力線通信を用いたユビキタス社会を構築するときの電力線通信部分の基盤技術になる可能性を有している。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は基地局となる情報端末のネットワーク接続図で、電力線上の符号分割多元接続型（ＣＤＭＡ）の多対多の同時接続のネットワーク形成を示す。

同図は外部電力線モデル１、分電盤２、室内電力線モデル３から構成される。外部電力線モデル１は、電力供給会社から交流電力線を介して送られてくる交流電力信号を示し、例えば、関東における１００Ｖ、５０Ｈｚ等の交流電力信号等である。

そして、分電盤２の変圧トランスを介して屋内電力線モデル３に電力を供給する。
変圧トランスの電気的特性は、Ｌ１を変圧トランスの一次側自己インダクタンス、Ｌ２を二次側自己インダクタンス、Ｍを相互インダクタンス、ｅ０を変圧トランスの一次側電圧、ｅ１を二次側電圧、ｉ０を変圧トランスの一次側電流、ｉ１を二次側電流とすると、一般的に次式の数１で表すことができる。

この数１より、二次側電圧ｅ１ はＭ（ｄｉ０／ｄｔ）とＬ２（ｄｉ１／ｄｔ）との重
ね合わせとして与えられることがわかる。つまり、相互インダクタンスＭの項と自己インダクタンスＬ２の項とにより二次側電圧ｅ１、すなわち、屋内の電圧が決まる。したがって、二次側電流ｉ1 に情報信号を与えることによって、ｅ１＝［正弦波電力信号］＋［情報信号］から、二次側電圧ｅ１に情報信号が重畳できることになる。そして、屋内の配線は並列接続であることから、屋内配線回路の各端末局の両端の端子電圧ｅｋ はｅ１＝ｅ
２＝ｅ３,・・・,ｅｋで与えられるため、交流電力線の電力信号を搬送波としこれに情報信号を重畳する電力線搬送方式による通信が成立することになる。

同図の室内電力線モデル３の構成は、数１の特性を利用して基地局４（Base station）と各端末局５がコンセントを介し電力線通信を行い、屋内電力線モデル３に設置した６（ＰＣ、監視カメラ、電化製品等）の制御および管理を端末局５から行う。

同図の室内電力線モデル３は、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚのような周波数の低い電力信号の正弦波を遮断するコンデンサを通して、電力線に接続し端末局５（ｃｈ１〜ｃｈｎ）と、５０Ｈｚまたは６０ Ｈｚの周波数の低い電力信号の正弦波を遮断するコンデンサを通して電力線に接続する。

基地局４は、回線（ＣＡＴＶケーブル、光ケーブル、ＡＤＳＬモデム、無線ＬＡＮ等の回線）を介し、インターネットと常時接続し、または外部データバス（Data Bus）と常時接続するメディア変換器７（Media Converter）とデータリンク制御器８（Data Link Controller）を有し、情報信号及び同期信号の送信、受信を制御する電力線通信制御器９（ＰＬＣ Controller）を有する。

また、端末局５（ｃｈ１〜ｃｈｎ）は、データリンク制御器８と情報信号及び同期信号の送信、受信を制御する電力線通信制御器９を有する。
上記メディア変換器７は、データリンク制御器８とＣＡＴＶケーブル、光ケーブル、ＡＤＳＬモデム、無線ＬＡＮ等でインターネットまたは、外部ＬＡＮ（Local Area Network）等と常時接続する機能または、外部データバスと接続する機能を有し、例えば、ＯＳＩ７層構造モデルの階層番号２のデータリンク層（隣接した外部ＬＡＮまたは外部データバスのノードと基地局４に１ビットを転送する）または、規格ＩＥＥＥ８０２．３，イーサネットII（登録商標以下同様）を有する。（ＩＥＥＥ:Institute of Electronicand Electric Engineers 米国電気電子技術者協会）尚、上記接続する機能は特に限定するものではない。

データリンク制御器８は、例えば、ＯＳＩ７層構造モデルの階層番号２（レイヤ２）のデータリンク層（Data Link Layer）（隣接した端末局５（ｃｈ１〜ｃｈｎ）と、基地局
４に１ビットを転送する）または規格ＩＥＥＥ８０２．３，イーサネットIIを有する。尚、上記機能は特に限定するものではない。

本実施例において、データリンク層は、端末局５（ｃｈ１〜ｃｈｎ）と、基地局４に対して１つの電文（ビット列）を転送する。ここで、物理メディア（ケーブルなど）が異なるものが端末局５と、または、基地局４に接続されていれば、データリンク制御器８が各メディア用にフォーマットなどの変換を行い、対応する物理層にデータを渡す。また、規格ＩＥＥＥ８０２．３，イーサネットIIにおいては、ＴＣＰ／ＩＰデータリンク層は、ＰＰＰ、ＬＡＮボードの各種デバイスドライバの機能を有し、物理媒体／装置へのインターフェースとなっている。また、電力線のインピーダンスの等価モデルを１０で表している。

電力線通信制御器９は、図２に示すような構成からなり、情報信号、同期信号の送信を行い、従属電圧源２１（dependent voltage source）と従属電流源２２（dependent current source）、電圧モニタ２４（voltage monitor）、電流モニタ２５（Current monitor）、信号切り替えスイッチ２３（Multiplexer）に含まれる送受信制御器（transceiver-receiver Controller）（図面に無表示）から構成される。

情報信号または同期信号は、信号切換えスイッチ２３によって切換えられ、従属電圧源２１と従属電流源２２のどちらかによって送信される。また、電圧モニタ２４、電流モニタ２５によって常に、電圧信号と、電流信号がモニタしている。そして、送受信制御器は外部ポートと１ビットの送受信の制御を行う。また、送受信制御器はＣＤＭＡの送受信の機能も有する。

また、従属電圧源２１と従属電流源２２の内部回路は、図３と図４に示すような構成からなるシミュレーションモデルを考えることができる。尚、この構成は限定されるものではない。

図５は、信号切換えスイッチ２３の電圧源と電流源の切換えフローチャートで、図６は、同期信号の検出方法のブロック図である。
図６は電圧モニタ２４で測定した信号を、同期信号を抽出するためのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を通し、同期信号を抽出する。次のリミッタブロックで抽出した同期信号を、設定した閾値により同期信号であるか判断する。その後、同期信号は周波数を電圧に変換し、例えば、８ＭＨｚ→３．３Ｖに変換する。そして、コンパレータにより電圧変換された周波数とリファレンス値を比較して、その後スイッチ２３（通信速度に応じたスイッチの切換が可能なデバイス）は切換えを行う。尚、同期信号の抽出はＡＲＸモデル等を利用しても抽出することができるし、通常無線で利用するプリアンブル信号を用いたクロック再生回路等により同期信号を再生してもかまわない。

切換え条件は、あとで数式と図１２に基づいて説明するが、図５のＳ１で電圧モニタ２４、電流モニタ２５でモニタした信号を入力信号として、電圧であればｖ_b、ｖ_kを、電流であればｉ_b、ｉ_kを入力する。Ｓ２で基地局として動作しているか、端末局として動作しているかを判断する。基地局であればＳ３でｉ_bまたはｉ_kが同期信号Ｉ_Sであるか判断し
、同期信号であれば、Ｓ４でｖ_b（ｖ_k）＝Ｖ_CDMAとして従属電圧源から送信をする。ＮＯであればＳ５でｖ_b（ｖ_k）＝Ｖ_Sとして従属電圧源から送信をする。

端末局であればＳ６でｖ_bまたはｖ_kが同期信号Ｖ_Sであるか判断し、同期信号であれば、Ｓ７でｉ_bまたはｉ_kを従属電流源から送信をする。ＮＯであればＳ８でｉ_b（ｉ_k）＝Ｉ_Sとして従属電流源から送信をする。

図７は同期用信号と重畳信号の関係を示した図で、（７ａ）は重畳信号で基地局から送信した電流波形で、（７ｂ）は同期信号波形である。
図８〜１２は図１の等価回路で、電力線通信における、ＣＤＭＡの１対多、多対１及び多対多の同時接続通信体系（各ｃｈへの入力がわかる電流源回路図、基地局となる情報端末のネットワーク接続図）のグランド付き電力線通信に関する回路図である。図８はグランド付き電力線通信路に注目した等価回路で、図８を順次図９、図１０、図１１、図１２に変形する。

図１２に基づいて説明する。

数２は、通信路以外の電力線環境の部分回路網の等価モデルを陰関数形式で表し、同図における、通信路以外の電力線環境の部分回路網の等価モデルＨ_SNは、並列に通信路に接続されているので、Ｈ_SNに流れる電流ｉ_SNを値域としたＨ_SN両端の電圧ｖ_SNを領域とする陽関数を自動的に規定し、ｉ_SN（ｖ_SN）は具体的には、ＡＲＸ（Auto-Regression with extra inputs）モデルを用いて推定し、そのＡＲＸモデルはＦＰＧＡ等の演算処理可能な
デバイスを用いて実現する。

数３は各端末局が基地局に送信する符号分割多重型電流信号または無信号を示し、各端末局からの電流信号はこのように総和として表すことができる。

（１）アップリンク
各コンセントの端末局から基地局へのアップリンクを行う場合、グランド付電力線において電圧信号と電流信号が独立に重畳できる性質を用いて、各コンセントの端末局から基地局へのアップリンク（uplink）は電流信号で行い、各端末局の信号はキルヒホッフの電流側によって重ね合わせをし、符号多重信号を形成し、基地局で各端末局の情報を復調する。このとき、電圧信号によって同期信号が重畳し、各端末局はこの同期信号によってうまく符号多重信号を作れるように制御する。

アップリンクの回路動作を説明すると、基地局は、従属電圧源電圧ｖ_b（dependent Voltage source Voltage）を用いて、数４が示す陰関数形式の従属源として表すことができ従属電圧源となる。数４のｉ_bの状態は自ら決定できず、図１２の等価モデルの回路状態に基づき決定されるので、ｉ_bは任意の状態が考えられる。

そして、各端末局がＣＤＭＡ用の電流信号を形成できるように従属電圧源を用いて、電圧同期信号Ｖ _S を発信する。

このとき、数５に表すようにグランド付き電力線通信路には、直接ｖ_bを送ることはできず、キルヒホッフの電圧則によりＶ _S は数６のようになる。

そして、数６の電圧同期信号が送られることにより、上記で説明したように通信路以外の電力線環境の部分回路網の等価モデルが並列に通信路に接続されているので、ｉ_SNが値域でｖ_SNが領域となるような陽関数を数２から自動的に規定される。そして、キルヒホッフの電圧則と電流則から以下数７の関係が得られる。

ｉ_bの基本周波数（fundamental frequency）が高いとき、コンデンサＣ_bの電圧値は積分効果により工学的に数８の条件が成り立つ。

したがって、数８より数９が導かれる。

そして、各端末局で受け取る同期電圧信号を用いて、直交性を有する符号の先頭をそろえて各端末局がその符号を電流で送信することにより符号多重信号が形成される。

したがって、ｉ_bをモニタすることにより、基地局において、各端末局から送信されて形成された符号多重信号を受信し、復号できる。ただし、ｉ_bのモニタリングでは、Ｉ_CDMAだけでなく、ｉ_SN（Ｖ _S ）の分も含まれているので、ＡＲＸモデルなどを利用したｉ_SN（Ｖ _S ）の推定モデルを用いて、その補正を行う。

次に、各端末局（Receptacle Channels（ｋ＝１〜ｎ））は、基地局からの電圧同期信号を受信して、直交性を有する符号の先頭をそろえて各端末局がその符号を電流で送信する。数１０は陰関数形式の従属源で、端末局を従属電流源として扱い、ｉ_kは従属電流源電流である。ｖ_kの状態は自ら決定できず、回路の状態により決定され、ｖ_kは任意の状態となる。

以下に基地局からの電圧同期信号Ｖ _S の受信について説明する。

数１１の式は各端末局の関係を示し、特にｋ番目の端末局について示した数式である。数１１の条件においてｉ_kの基本周波数（fundamental frequency）が高いとき、下に示したコンデンサＣ_kの積分効果により、数１２に示す条件が成り立つ。

したがって、この条件下で数１３が導かれる。

よって、ｖ_kをモニタすることにより、電圧同期信号Ｖ _S を受信し、従属電流源電流ｉ_kによって、直交性を有する符号の先頭をそろえて各端末局がその符号を電流で送信することができる。

次に、基地局から、各コンセントの端末局へのダウンリンク（Down link）は、グランド付電力線において電圧信号と電流信号が独立に重畳できる性質を用いて行う。基地局から、各コンセントの端末局へのダウンリンクは電圧信号で行い、基地局において形成した符号多重信号を各端末局でそれぞれ復調する。このとき、電流信号によって同期信号を重畳し、各端末局はこの同期信号によってうまく符号多重信号をそれぞれ復調する。

数１４は図１２における電流同期信号または無信号を示し、ｉ₁〜ｉ_n は同期が取れるように設定する。そして、基地局から情報信号を受け取りたい端末局は電流で同期信号を送信し、どれかの端末局がすでに同期信号を送信している時に、別の局が基地局から情報信号を受け取りたい場合は、すでにある同期信号に同期させて同期信号を送信する。

Ｖ_CDMAは符号分割多重型電圧信号または無信号とし、基地局は数４で示したように陰関数形式の従属源で表され、従属電圧源となるので、ｉ_bの状態は自ら決定できず、回路の状態から決定され、ｉ_bは任意の状態を取る。

各端末局が基地局からＣＤＭＡ型の信号を電圧で受信したい場合、上記のような電流同期信号を送る。このとき、基地局において、キルヒホッフの電圧則と電流則から数１５の関係を得る。

さらに、ｉ_bの基本周波数（fundamental frequency） が高いとき、下に示したコンデンサＣ_bの積分効果により数１６に示す条件が成り立つ。

したがって、この条件下で数１７が導かれる。

したがって、ｉ_bをモニタすることにより、基地局において、各端末局から送信されて形成された電流同期信号を受信し、符号分割多重型電圧信号Ｖ_CDMAをこの同期信号に合わせて送信できる。ただし、ｉ_bのモニタリングでは、Ｉ_Sだけでなく、ｉ_SN（Ｖ_CDMA）の分も含まれているので、ＡＲＸモデルなどを利用したｉ_SN（Ｖ_CDMA）の推定モデルを用いて補正を行う。

端末局は、数１８に示す陰関数形式の従属源、として従属電流源として扱うことができる。

数１８のｖ_kの状態は自ら決定できず、回路の状態方程式から決定されるので、ｖ_kは任意の状態をとる。基地局からＣＤＭＡ型の信号を電圧で受信したい場合、各端末局において電流同期信号を送る。基地局から、符号分割多重型電圧信号を数１９の条件において送る場合、

キルヒホッフの電圧則と電流則から数２０の関係を得る。

このとき、ｉ_kの基本周波数（fundamental frequency）が高いとき、上に示したコンデンサＣ_kの積分効果により数２１となり、

したがって、この条件下で数２２が成立する。

したがって、ｖ_kをモニタすることにより、各端末局において、基地局から送信された
符号分割多重型電圧信号Ｖ_CDMAをこの同期信号に合わせて受信し復号できる。

（実施例１）
図１３にデジタル信号処理（ＤＳＰ）実現用符号分割多重（ＣＤＭＡ）のシミュレーションを行うためのモデルで、送信部と受信部は１つの回線で接続した例である。実際の回線においては、電力線に限らず回線にはノイズ成分が存在し、通信に影響を与える。

しかし、ＣＤＭＡ方式を用いることによりノイズ成分の影響を受けにくいことをシミュレーションにより確認したモデルである。
図１４は、符号分割多重（ＣＤＭＡ）送信部内部モデルを示した図で、図１３のＴＸＣＯＤＥ１３１の内部構成を示した図である。図１４のＣＨ１〜ＣＨ４はＣＤＭＡ信号をそれぞれ生成し、ｉｎ１〜ｉｎ４より同期信号を入力し、生成した信号のゲイン等を調整し、各出力ＣＨ１（−１）、ＣＨ１（１）、ＣＨ２（−１）、ＣＨ２（１）、ＣＨ３（−１）、ＣＨ３（１）、ＣＨ４（−１）、ＣＨ４（１）からそれぞれ送信する。上記ゲインを調整するブロックは１４１や１４２で示した三角形によって示し、四角形１４４は定数を示し、四角形１４３は加算器を示している。

図１３においては、ＣＨ１（−１）、ＣＨ２（１）、ＣＨ３（１）、ＣＨ４（１）の送信信号を合成し、そして、上記説明したように、回線にノイズ成分をノイズ発生器１３３より加え復調する。ここでノイズ成分は白色ノイズ（モデル上では帯域制限がある）を加算器１３５により加えている。また、１３２は切換えスイッチ付き加算器を示している。

また、パルス発生器１３８で生成されたパルス信号は、離散化するために１３４、１３７のブロックを通り、ＴＸＣＯＤＥ１３１または、ＲＸＣＯＤＥ１３６に供給される。
図１５は符号分割多重（ＣＤＭＡ）受信部内部モデルを示した図である。本モデルにおいては、受信側のクロック再生は行わず同期信号をパルスジェネレータにより生成している。また、ＲＸＣＯＤＥ１３６でコードを生成し、ＲＸＣＯＤＥ１３６の信号と前記ノイズ成分を含む合成された送信信号との相関を求めて復調を行う。ＲＸＣＯＤＥ１３６の信号と前記ノイズ成分を含む合成された送信信号は乗算器１５１で乗算され、ブロック１５２により区間演算をし、Ｓ／Ｈブロック１５３でＣＬＫからの同期信号を逓倍器１５５でクロックアップ（クロックアップを必ずする必要はない）し、その信号を基にサンプルホールドし、正負判定ブロック１５４で正負の判定を行い出力する。

図１６に符号分割多重送信部と受信部のシミュレーション結果を示す。図１６の波形は図１３のスコープ１３１０に示す観測点で測定した波形で、１番上は、図１３のノイズを加えた送信信号であり、２番目は同期信号を示し、３番目、４番目、５番目、６番目は、 それぞれ、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４にそれぞれ、−１、 １、１、１信号を入れた場合の復号の結果を示している。ノイズを加えてもほとんど波形の形がわからないにも関わらず復号できている。他のパターンも同様に復号できる。尚、各チャンネルには、デジタル信号入力として、−１はローレベル（Low Level）、１はハイレベル（High Level）信号を表している。ここで−１と１に置換えた理由は、本シミュレーションは、パターンを多項式で示し計算しているためである。

（実施例２）
図１７は、図１２のＣＤＭＡモデルの回線に、電力線モデルを配置したモデルである。そして、本モデルは、電力線インピーダンス環境と電流信号重畳型符号分割多重通信（アクセス）シミュレーションに電力線の分布定数の影響も考慮し、基地局に対する、各コンセントの端末局からのアップリンク（uplink）接続を可能とする、同時刻符号多重分割通信の原型モデルである。

本モデルの変圧トランスの一次側に交流電源を接続し、電力信号（例えば１００Ｖ、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ等）を供給する。本モデルにおける端末局は、ＴＸＣＯＤＥの各チャンネルから送信された信号を電力線に電流信号を重畳するモデルＤＩＰと電流モニタ信号変換ブロックとコンデンサから構成され、本例においてはＴＸＣＯＤＥから送信信号を各ＤＩＰを介し基地局へ送信する。本モデルにおける基地局は、電流モニタ信号変換ブロック１７１とコンデンサ１７２と復調部（demodulation）１７３とＲＸＣＯＤＥ１７４から構成され、電力線に重畳された電流信号を電流モニタ信号変換ブロック１７１で計測しＲＸＣＯＤＥに計測信号を渡し復調を行う。この時、各ＤＩＰの送信タイミングは、基地局から同期信号を重畳し電圧値として、同期信号再生ブロックにより再生してタイミングをとっている。

電力線インピーダンス環境と電流信号重畳型符号分割多重通信シミュレーション結果を図１８に示す。電力線の分布定数の影響も考慮した同図の良好例（１８a）の１番上は、電力線インピーダンス環境で歪まされた符号分割多重信号波形であり、２番目、３番目、４番目、５番目は、それぞれ、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４にそれぞれ、−１、 1、１、−１信号を入れた場合の復号の結果を示している。電力線インピーダンス環境でかなり歪まされたにも関わらず復号できている。

ほとんどの他のパターンも同様であるが、図１８の不良例（１８ｂ）では一部復号されないパターンが存在する。これは、電力線インピーダンス環境への電流信号の分流が影響を及ぼしているためであり、この分流の影響を最小限にするため、電力線インピーダンス環境の近似モデルを自動的に作成して、補正するアルゴリズムを作成することが必要である。

補正するアルゴリズムは、伝達関数の推定であり、基本的な方法論は確立されており、この通信用に特化すれば良いと判断できる。（パラメトリックな推定方法を用いる）
次に、１８Ｃに示す波形は、１番上の波形は、電力線インピーダンス環境で歪まされた符号分割多重信号波形であり、図１７の同期信号再生ブロックで再生を行い、２番目、３番目、４番目はそれぞれ、基地局から発信された同期信号、電力線インピーダンス環境に重畳された同期信号を、分離復調した同期信号を表している。これは、同期信号の重畳と復調がうまくいっていることを示している。（数１１〜数１３に記載）
（実施例３）
図１９は、電力線インピーダンス環境と電圧信号重畳型符号分割多重通信(アクセス)シミュレーションモデルでこれが、基地局から、各端末局へのダウンリンク接続である。（本例では電力線の分布定数的影響は考慮していない、また同期信号は簡略モデルを使用している）
アップリンクの時と同様に、本モデルの変圧トランスの一次側に交流電源を接続し、電力信号（例えば１００Ｖ、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ等）を供給する。本モデルにおける端末局は、ＴＸＣＯＤＥの各チャンネルから送信された信号を電力線に電圧信号を重畳するモデルＤＶＰ１９１と電圧モニタ信号変換ブロック１９２と電流モニタ信号変換ブロック１９３とコンデンサ１９４から構成され、本例においてはＴＸＣＯＤＥから送信信号をＤＶＰ１９１を介し端末局へ送信する。

そして、本モデルにおける端末局は、電圧モニタ信号変換ブロック１９５とＲＸＣＯＤＥとコンデンサ１９６、１９７と復調部から構成され、電力線に重畳された電圧信号を電圧モニタ信号変換ブロック１９５で計測した信号と、ＲＸＣＯＤＥの信号を復調部（demodulation）に渡し復調を行う。

電力線インピーダンス環境と電圧信号重畳型符号分割多重通信シミュレーションした結果を観測した１９８の波形を図２０に示す。１番上は、電力線インピーダンス環境で歪まされた符号分割多重信号波形であり、２番目、３番目、４番目、５番目は、それぞれ、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４にそれぞれ、１、 −１、−１、１信号を入れた場合の復号の結果を示している。

電力線インピーダンス環境でかなり歪まされたにも関わらず、復号できている。他のパターンも同様に良好である。
（実施例４）
図２１は、電力線インピーダンス環境における、電圧と電流信号同時重畳型符号分割多重通信(アクセス)シミュレーションでこれが、基地局から、各コンセントの端末局へのダウンリンク接続と、基地局に対する、各コンセントの端末局からのアップリンク接続の同時刻混合型である。（本例では電力線の分布定数的影響は考慮していない、また同期信号は簡略モデルを使用している）
本例は図１７と図１９で説明したモデルより構成され、図２２は電力線インピーダンス環境における、電圧と電流信号同時重畳型符号分割多重通信シミュレーション結果で、同図の２２ａの１番上は、電力線インピーダンス環境で歪まされた符号分割多重信号波形であり、２番目、３番目、４番目、５番目は、それぞれ、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４にそれぞれ、電流信号として、−１、 −１、−１、１信号を入れた場合の復号の結果を示している。その次の図２２ｂにおいて、図の１番上は、電力線インピーダンス環境で歪まされた符号分割多重信号波形であり、２番目、３番目、４番目、５番目は、それぞれ、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４にそれぞれ、電圧信号として、１、−１、１、１信号を入れた場合の復号の結果を示している。これは、エラーを含んでいる。

図２１に示すように混合型に最適な回路定数を調べて重要な回路定数が最適化されていないため、エラー率は高いが、電圧と電流信号同時重畳型符号分割多重通信そのものが可能であることを示している。最も重要なポイントは、電圧と電流信号を同時に独立に重畳できることであり、これが、電圧信号でダウンリンク符号分割多重通信をする場合、電流信号で同期信号を重畳し、電流信号でアップリンク符号分割多重通信をする場合、電圧信号で同期信号を重畳する方式である。尚、電圧と電流信号を同時に重畳型符号分割多重通信をいつも同時にしなくてもよい。

また、図２３は、電力線インピーダンス環境における電圧と電流信号同時重畳型符号分割多重通信（アクセス）シミュレーション結果で、ＣＤＭＡ部の波形を示し、図２１のスコープ２１１で観測した重畳波形である。

（実施例５）
符号多重信号及び同期信号を重畳、復調するために電力線の環境インピーダンスを推定して重畳、復号する方法は、各コンセントから電流信号でキルヒホッフの電流則を利用して、各チャンネルが独立に発信して符号多重信号を基地局で形成するためには、基地局以外の電力線の環境インピーダンス要素の影響を考慮しなければならない。そこで、図２４のモデル方式を考案した。

すなわち、電流信号でキルヒホッフの電流則を利用して、各チャンネルが独立に発信して符号多重信号が形成された後に、基地局以外の電力線の環境インピーダンス要素の影響で波形が歪む現象を変調と解釈し、それを基地局以外の電力線の環境インピーダンス要素の影響を推定して、復調すると解釈した。図２５の信号波形は上段から、１は各チャンネルが独立に発信して符号多重信号が形成された波形、２番目は基地局以外の電力線の環境インピーダンス要素の影響で波形が歪んだ波形、３番目は推定した符号多重信号、４番目以降は各チャンネルでの復調波形を示している。この例では、１、−１、１、１、信号を入れた場合の復号の結果を示している。このとき、環境インピーダンスは下記に示す、ＡＲＸモデルを用いて推定した。（ＡＲＸモデルはＦＰＧＡ等の演算処理ができるデバイスを用いて実施できる）
図２６は、環境インピーダンスの推定をＡＲＸモデルを用いて行う場合の電力線モデル例で、直列ＲＬＣはそれぞれ１Ω、１ｍＨ、１μＦ、ＡＣ電圧は１００ボルト６０Ｈｚとした時の例である。

図２７は、図２６の変圧トランスの１次側の入力電圧波形を示し、図２８は、図２６の変圧トランスの１次側の出力電流波形を示し、図２９は、ＡＲＸモデル推定時におけるモデルの悪さを測る尺度をＡＩＣで示した図である。（ＡＩＣ：Akaike's Information Criterion 赤池情報量規範が小さいほど良いモデルとなる）
また、多変数システムにおけるＡＲＸモデルは数２３のように離散多項式として示される。

赤池情報量規範が小さくなるように数２４のＡＲＸモデルの次数と各係数を決定し、図３０に示す変圧トランスの１次側の電流推定ＡＲＸモデルをＦＰＧＡ用実施回路で構築した。

この電流推定ＡＲＸモデルのＦＰＧＡ用実施回路による推定ＡＲＸモデルによる変圧トランスの１次側の推定出力電流波形を図３１に示す。この結果から、図２６のような変圧トランスを含む電力線モデルの変圧トランスの１次側電流と電圧を１ポートとする環境インピーダンスと見なした場合の環境インピーダンスの推定が推定ＡＲＸモデルのＦＰＧＡ用実施回路によって行われることがわかる。但し、推定モデルはＡＲＸモデルに限定されるものではなく、他のパラメトリックなモデルを利用して推定してもかまわない。

（実施例６）
実際に電力線を介しての通信を想定し、送信側、受信側の双方に電力線の６０（Ｈｚ）成分を除去するためのフィルタを構成する。またこのとき、電流源回路は出力最大を取るように調整した状態とする。この状態で負荷抵抗Ｒ_Lを変化させ、Ｒ_Lの両端に現れる電圧を観測する。その時の測定系を図３２に示し、電流源回路の回路図に関し図３３に示す。同様にフィルタの回路図に関し図３４に示す。但し、回路に記載した定数および回路構成はこれに限定されるものではない。

実験の結果、観測した送信側の電流源回路の入力信号波形、受信側の電圧波形について、図３５〜図４３に示す。
また、受信側の抵抗Ｒ_Lの抵抗値と、抵抗Ｒ_Lの両端に現れる電圧波形の振幅（受信側電圧波形振幅とする）、電圧波形の振幅とＲ_Lの抵抗値から求められる。受信側の電流振幅（受信側電流振幅とする）について表１にまとめる。

（実施例７）
製作した電流源回路を用い送信側、受信側の双方に電力線の６０（Ｈｚ）成分を除去するためのフィルタを構成した上で、電力線へ接続し、１対１の通信を実験した。

またこのとき、電流源回路は出力最大を取るように調整した状態とする。この状態で負荷抵抗Ｒ_Lを変化させ、Ｒ_Lの両端に現れる電圧を観測する。その時の測定系を図４４に示し、電流源回路の回路図に関し、図３３に示し、同様にフィルタの回路図に関し図３４に示す。但し、回路に記載した定数および回路構成はこれに限定されるものではない。

実験の結果、観測された送信側の電流源回路の入力信号波形、受信側の電圧波形について、図４５〜図５３に示す。
また、受信側の抵抗Ｒ_Lの抵抗値と、抵抗Ｒ_Lの両端に現れる電圧波形の振幅（受信側電圧波形振幅とする）、電圧波形の振幅とＲ_Lの抵抗値から求められる、受信側の電流振幅（受信側電流振幅とする）についての表２にまとめる。

（実施例８）
製作した電流源回路を用い送信側、受信側の双方に電力線の６０（Ｈｚ）成分を除去するためのフィルタを構成した上で、電力線へ接続し、更に電力線へ電化製品(オシロスコープ)を接続した状態で１対１の通信を、図５４に示す測定系にて実験した。

このとき、３線の延長コードへ電化製品（オシロスコープ、信号を観測するオシロスコープとは別のもの）を接続する。３線の延長コードへ接続した電化製品の電源部分を調査したところ、図５４示すように１０００（ｐＦ）のコンデンサが構成されている。

電流源回路は出力最大を取るように調整した状態とする。この状態で負荷抵抗Ｒ_Lを変化させ、Ｒ_Lの両端に現れる電圧を観測する。
電流源回路の回路図に関し図３３に示す。同様にフィルタの回路図に関し図３４に示す。

但し、回路に記載した定数および回路構成はこれに限定されるものではない。
実験の結果、観測された送信側の電流源回路の入力信号波形、受信側の電圧波形について、図５５〜図６３に示す。

また、受信側の抵抗Ｒ_Lの抵抗値と、抵抗Ｒ_Lの両端に現れる電圧波形の振幅（受信側電圧波形振幅とする）、電圧波形の振幅とＲ_Lの抵抗値から求められる、受信側の電流振幅（受信側電流振幅とする）について表３にまとめる。

（実施例９）
製作した電流源回路を用い信号発生源（送信側）１台から方形波(クロックパルス)を出力し、受信側で信号波形を観測する。また、同時に電力線通信モジュールで通信を行い、それぞれ独立して通信できるかどうかを確認する。図６４に示す測定系で実験を行った。

送信機、受信機の双方に電力線の６０（Ｈｚ）成分を除去するためのフィルタを構成した上で、電流源回路での通信に関して、電流検出用抵抗Ｒ_L（Ｒ_Lを変化させる）の両端に現れる信号を観測することで評価する。

電力線通信モジュールでの通信に関してはＰＣ(コマンドプロンプト)上からＰＩＮＧテスト（１０００回）を実行し、ＰＩＮＧテストの成功率で評価した。
１）電流源回路から電流信号を出力しない場合、２）周波数１（ＭＨｚ）の矩形波電流信号を出力（電流源回路は出力最大を取るように調整した状態とする）している状態で同時に前回製作した電力線通信モジュールで通信を行う場合の２つの条件を比較することで、電流信号が電力線通信モジュールの通信へ与える影響を調べる。

また、３線の延長コードへ電化製品（オシロスコープ、信号を観測するものとは別）を接続して同様に評価する。
電流源回路の回路図に関し図３３に示す。同様にフィルタの回路図に関し図３４に示す。

３線の延長コードへ接続した電化製品の電源部分を調査したところ、図６４に示すように１０００（ｐＦ）のコンデンサが構成される。
実験結果、電流源回路での通信に関して、電流検出用抵抗Ｒ_Lを変化させて実験した結果、観測された送信側電流源回路の入力信号波形、受信側電流検出用抵抗Ｒ_Lの両端に現れる信号波形について、電力線へ電化製品を接続しなかった場合の波形を図６５〜図８２に、接続した場合の波形を図８３〜図１００に示す。

また、電力線通信モジュールの通信状態に関して、前述のそれぞれの場合において、電流源回路からの電流信号出力がある場合とない場合での、ＰＩＮＧコマンド実行１０００回中のテスト成功率を表４にまとめる。表４の電化製品接続ありの場合のＰＩＮＧテスト成功率（電流信号あり）は低いように思われるが、これは実施例４の実験に相当しており、全く独立に電圧信号と電流信号を出力しているだけの状況であることを考えれば有効であることがわかる。

（実施例１０）
ＣＤＭＡの符号に同期用の頭出し符号または信号（周波数８ＭＨｚの正弦波を使用）を付加した信号から同期用の頭出し符号をＡＲＸモデルを用いて分離する実施例を示す。

ＣＤＭＡの符号に同期用の頭出し符号または信号（例として周波数８ＭＨｚの正弦波を使用）を付加して送信して、受信側で同期用の頭だし符号を分離してＣＤＭＡの符号の頭出しを行う場合、ＡＲＸモデルを利用して受信側で同期用の頭だし符号または信号を分離する方法を示す。

図１０１はＣＤＭＡの符号に同期用の頭出し符号または信号（周波数８ＭＨｚの正弦波を使用）を付加するシミュレーションモデルであり、図１０２は図１０１のモデルが発生するＣＤＭＡの符号に同期用の頭出し符号または信号（周波数８ＭＨｚの正弦波：図１０２の黒い部分）を付加している波形である。図１０３は同期用の頭出し符号または信号（周波数８ＭＨｚの正弦波）のタイミング波形である。図１０４はＡＲＸモデル推定時におけるモデルの悪さを測る尺度をＡＩＣで示した図である。

数２５は頭出し符号または信号分離に用いたＡＲＸモデル式で、図１０５は頭出し符号または信号分離を行うＡＲＸモデルを用いたＦＰＧＡ用実施回路である。

図１０６は、図１０５のＡＲＸモデルを用いたＦＰＧＡ用実施回路による頭出し符号または信号分離結果である。尚、推定モデルはＡＲＸモデルに限定されるものではなく、他のパラメトリックなモデルを利用して推定してもかまわない。

上記構成により、グランド付電力線において電圧信号と電流信号が独立に重畳できる性質を応用することで、独立に直交性のある符号の先頭をきちんと合わせて符号多重化して階段波形を形成し、符号多重化された階段波形の先頭と必要なチャンネルを取り出すための符号の先頭をきちんと合わせるために、電流信号が符号多重化された階段波形を担う場合、電圧信号が各符号信号の先頭を合わせるための同期信号を担い、そして、電圧信号が符号多重化された階段波形を担う場合、電流信号が各符号信号の先頭を合わせるための同期信号を担う方式を提供できる。

また、いかに符号多重信号を形成するか、符号多重信号及び同期信号を重畳、復調するために電力線のインピーダンスを推定して重畳、復号する方法として、0電圧信号で符号多重信号を形成する方法は確立していたが、各コンセントは並列接続となっており、一個のコンセントから、信号を発信している間は、他のチャンネルから発信することは不可能であった。しかし、各コンセントから電流信号でキルヒホッフの電流則を利用して、各チャンネルが独立に発信して符号多重信号を基地局で形成する方法を提供できる。

符号多重信号及び同期信号を重畳、復調するために電力線の環境インピーダンスを推定して重畳、復号する方法として、符号多重信号及び同期信号を重畳、復調するために電力線の環境インピーダンスを推定して重畳、復号する方法について述べる。各コンセントから電流信号でキルヒホッフの電流則を利用して、各チャンネルが独立に発信して符号多重信号を基地局で形成するためには、基地局以外の電力線の環境インピーダンス要素の影響を考慮する方式を提供できる。

（実施例１１）
電力線を通る情報内容として、音声情報、画像情報、制御情報、機器管理情報等があり、店内で使用する機器の稼動状況、故障状況を監視管理をし、遠隔操作による復旧も可能とする。

（実施例１２）
そして、店舗管理情報として店内照明、外部看板照明、出入り口ドア施錠、空調、火災、盗難、いたずら給水ポンプ、ガスメータ、在室人数などの状況を把握し、管理できる。

（実施例１３）
利用者管理情報は、洗濯機や乾燥機の利用者を画像処理や指紋照合、プリペイドカードＩＤなどにより特定し、利用状況を取得する。曜日、時間帯、気温、天候などと、利用状況との関係を分析し、販売促進にやくだてる。

（実施例１４）
メンテナンス要員管理情報は、店舗清掃、機器清掃、集金、補充、修理などをおこなうメンテナンス要員の活動状況、集金金額、修理履歴などを管理する。

（実施例１５）
利用者とのコミュニケーションのための情報は、機器の利用方法、クレーム、要望などをテレビ電話などの機器を用いて、遠隔地のオペレータとコミュニケーションをとり、利用者の満足度を高める。オペレータとは別に、利用者の質問をアンサー装置により答える。

（実施例１６）
上記式９、式１７を変形したＡＲＸモデルの実施例について説明する。（パラメトリックなモデルの実施例の説明）
例えば、西日本においては電力会社から屋外電力線２００Ｖ、６０Ｈｚで送電され、通常、配電トランスにより１００Ｖ、６０Ｈｚに変換され一般家庭に引き込まれる。

そして、電力線上におけるＣＤＭＡを用いた通信の実現に効果的な波形や同期信号は、テレビセット、屋内配線、または配電トランスに代表される家庭用電化製品のラインフィルタのような環境電力線インピーダンスにより激しい歪が生じる。

そこで、図１０７に示すような屋内の電圧が１００Ｖとなるようなテレビセットをモデルとしたラインフィルタからなる単純な電力線モデルを考えた。
配電トランスは、中性線（グランド線付き等）をもつ２線の電力線を用いる。また、配電トランスは１．５ｋＶＡ用１００Ｖ−２００Ｖで、Ｌ１＝１４３．５ｍＨ，Ｌ２＝３８．７ｍＨ，Ｍ＝７４．５ｍＨのような特性を有したものを使用する。なお、本例では配電トランスの一次側に交流電源をＡＣ２００Ｖ−６０Ｈｚとした。

なお、モデルの内部パラメータはＲ１＝０．３５Ω、Ｒ２＝０．１５Ω、Ｒ３＝１Ω、 Ｒ４＝４Ω、Ｒ５＝１００Ω、Ｃ１＝１０００ｐＦ、Ｃ２＝１０００ｐＦ、Ｃ３＝１０００ｐＦ、Ｃ４＝２４８００ｐＦ、Ｃ５＝６２２００ｐＦ、Ｌ１＝２５μＨ、Ｌ２＝２９．８μＨ、Ｌ３＝０．６μＨとした。

次に、図１０７に示す電力線モデルに流れる電流、端末局が基地局に送信する符号多重型電流信号Ｉ_CDMAと同期信号電流Ｉ_Sを推定するために、ＡＲＸ_CDMAとＡＲＸ_Sモデルを用いる。

端末ｃｈ１の従属電流源の電流信号は同期パルス生成器とランダムＭ系列信号生成器（ＴＸＣＯＤＥ）により制御される。その電流信号がＡＲＸ_CDMAとＡＲＸ_Sモデルの出力y（ｔ）とし、基地局の電流モニタで測定する信号をＡＲＸ_CDMAとＡＲＸ_Sモデルの入力ｕ（ｔ）とする。

赤池情報量規範ＡＩＣ（Akaike's Information Criterion）を用いて生成し、同定モデルＡ（ｑ）とＢ（ｑ）の安定性を考慮すると、ＡＲＸ_CDMAとＡＲＸ_Sは数２６であらわすことができる。

ここで、ｕ（ｔ）は離散時間で測定した入力信号を示し、ｙ（ｔ）は離散時間で測定した出力信号を示し、ｅ（ｔ）は離散時間で測定したホワイトノイズのような未知の入力信号である。ｑ^-1はサンプリング時間間隔を示し、本実施例では１０^-7（ｓ）の間隔のバックワードシフトオペレータである。

ランダムＭ系列信号生成器または同期パルス生成器の切換えは図１０７のスイッチにより簡単に行うことができる。ＡＲＸ_CDMAとＡＲＸ_Sのシミュレーション結果は図１０８と図１０９に各々示す。

図１０８、図１０９の上段から下段という順序で、基地局(電流測定)における電流信号（Ａ）、ＡＲＸ_CDMAにより推定したＩ_CDMA（Ａ）（またはＡＲＸ_Sにより推定したＩ_S（Ａ））、各端末ｃｈから送信された電流信号の合成によって構成されたＩ_CDMA（Ａ）（または各端末ｃｈから送信されたＩ_S（Ａ））をそれぞれ表している。数２６はＡＲＸ_CDMAとＡＲＸ_Sモデルを精度よく記述している。

次に、図１１０は端末から基地局に送信する多重通信のシミュレーションモデルである。
Ｃ６＝５００００００ｐＦ、Ｃ７＝１００００ｐＦ（例えば、送信機の全てのチャンネルが１で、同期パルスパラメータが振幅を１、周期４（μs）、パルス幅は周期の１２．５％、パルス間隔４（μs））のときの端末から基地局に送信する多重通信シミュレーション結果を図１１１と図１１２に示す。

図１１１の上段から下段という順序で、基地局（電流測定）における電流信号（Ａ）、ＡＲＸ_CDMAにより推定したＩ_CDMA（Ａ）、各端末ｃｈから送信された電流信号により構成されたＩ_CDMA（Ａ）（各端末ｃｈｋから送信される各信号電流ｉ_kの和）をそれぞれ表している。

図１１２の上段から下段という順序で、端末（電圧測定）であるチャンネルｋにおける電圧信号（Ｖ）、前述した電圧信号により変換したパルス波（Ｖ）（Ｖ_Sは端末であるチャンネルｋにより推定した）、基地局から送信したＶ_S（Ｖ）、復調した２値信号であるチャンネルｋ，ｋ＝１,・・・，４をそれぞれ表している。

環境インピーダンスなどによるノイズ外乱があるにもかかわらず、図１１１、図１１２に示していない他の各チャンネル固有の信号についても基地局において図１１１、図１１２と同様に精度よく受信できることがシミュレーションモデルにより確認された。

次に、基地局から端末に送信する多重通信について説明する。図１１３は端末から基地局に送信する多重通信のシミュレーションモデルである。
Ｃ６＝１０００（μＦ）、Ｃ７＝１０００（ｐＦ）（例えば、送信機の全てのチャンネルが１で、同期パルスパラメータは振幅を１、周期４（μs）、パルス幅は周期の１２．５％、パルス間隔４（μs））のときの基地局から端末に送信する多重通信シミュレーション結果を図１１４と図１１５に示す。

図１１４の上段から下段という順序で、各端末ｃｈから送信されたＩ_S （Ａ）、基地局（電流測定）における電流信号（Ａ）、ＡＲＸ_Sにより推定したＩ_S （Ａ）、前述した電流信号により変換したパルス波（Ａ）（Ｉ_S （Ａ）は基地局で受信される）をそれぞれ表している。

図１１５の上段から下段という順序で、端末（電圧測定）であるチャンネルｋにて実測した電圧信号（Ｖ）、基地局から送信したＶ_CDMA （Ｖ）、復調した２値信号であるチャンネルｋ，ｋ＝１,・・・，４をそれぞれ表している。

環境インピーダンスなどによるノイズ外乱があるにもかかわらず、図１１４、図１１５に示していない他の各チャンネル固有の信号についても端末チャンネルｋにおいて図１１４、図１１５と同様に精度よく受信できることがシミュレーションモデルにより確認された。

これらのシミュレーションでは、ＡＲＸモデルの初期値が最適となるように構成されている。ＡＲＸモデルの初期値を最適にするためには、カルマンフィルターなどを応用した周辺信号処理を利用する。

（実施例１７）
マーカー付きコードによる同期法について説明する。
実施例１６で示したように、コードとその同期リセットインプットシグナルは電圧と電流のように異なる量のシグナルである。

本実施例では、送信機と受信機のコードと同期リセットインプットシグナルが同じ量である場合のタイミングの手法をマーカー付きコードによる同期法を用いて説明する。
まず、マーカーシグナルを送信機の周期信号の前または後ろに加える。次に、正負の２値バイポーラ情報信号−１または１を各々のチャンネルのマーカー付き信号に乗じた信号を受信機に送る。

最後に、受信機によりマーカー信号は送信機からの信号から分離される。送信機から送られた各々のチャンネルの正負の２進数データは分離用マーカーシグナルを使用することで復調される。

特に、ＡＲＸ_MSを用いて、送信機から送られるマーカー付き信号からマーカー信号を分離する方法を示す。
以下では、マーカー信号はマーカーシグナルはＭ系列符号のチップタイムの間の８ＭＨｚの正弦波とする。

図１１６は基本的な電力線モデルにおける一対多アクセスのシミュレーションを示す。
配電トランスは、中性線（グランド線付き等）をもつ２線の電力線を用いる。また、配電トランスは１．５ｋＶＡ用１００Ｖ−２００Ｖで、Ｌ１＝１４３．５ｍＨ，Ｌ２＝３８．７ｍＨ，Ｍ＝７４．５ｍＨのような特性を有したものを使用する。なお、本例では配電トランスの一次側に交流電源をＡＣ２００Ｖ−６０Ｈｚとした。

なお、モデルの内部パラメータはＲ１＝０．３５Ω、Ｒ２＝０．１５Ω、Ｒ３＝１Ω、 Ｒ４＝４Ω、Ｒ５＝１００Ω、Ｃ１＝１０００ｐＦ、Ｃ２＝１０００ｐＦ、Ｃ３＝１０００ｐＦ、Ｃ４＝２４８００ｐＦ、Ｃ５＝６２２００ｐＦ、Ｌ１＝２５μＨ、Ｌ２＝２９．８μＨ、Ｌ３＝０．６μＨとした。

そして、Ｃ６＝１０００μＦ、Ｃ７＝１０００ｐＦとし、送信機のすべてのチャンネルを１とした。
同期用パルスのパラメータは振幅を１、周期を４μｓ、パルス幅を周期の１２．５％とし、パルスの初期遅れが４μｓの条件のもとで、図１１６の基本的な電力線モデルのコンセント端末局で測定された電圧信号から８ＭＨｚの正弦波のマーカー信号を分離するＡＲＸ_MSを導出する。

図１１６の基本的な電力線モデルにおいて、基地局で、ランダムなＭ系列符号信号に８ＭＨｚの正弦波のマーカー信号を付加して送信する。８ＭＨｚの正弦波のマーカー信号を付加されたランダムなＭ系列符号信号をコンセント端末局で測定した電圧信号をＡＲＸ_MSの入力ｕ（ｔ）とし、Ｍ系列符号のチップタイムの間の８ＭＨｚの正弦波マーカー信号をＡＲＸ_MSの出力をｙ（ｔ）とする。

このとき、同定モデルＡ（ｑ）とＢ（ｑ）について赤池規範と安定性を考慮し、数２７のようなＡＲＸ_MSモデルを定義する。

ここで、ｕ（ｔ）は離散時間で測定した入力信号、ｙ（ｔ）は離散時間で測定した出力信号ｅ（ｔ）は離散時間で測定したホワイトノイズのような未知の入力信号、ｑ^-1はサンプリング時間間隔である１０^-9（ｓ）の間隔のバックワードシフトオペレータである。

さらに、分離された８ＭＨｚの正弦波のマーカー信号から同期ｒｅｓｅｔ入力信号のためのパルス波形を得るために、分離された８ＭＨｚの正弦波のマーカー信号をＡＲＸ_CONVERTの入力ｕ（ｔ）とし、同期ｒｅｓｅｔ入力信号のためのパルス波形をｙ（ｔ）とする。このとき、同定モデルＡ（ｑ）とＢ（ｑ）について赤池規範と安定性を考慮し、数２８のようなＡＲＸ_MSモデルを定義する。

ここで、ｕ（ｔ）は離散時間で測定した入力信号、ｙ（ｔ）は離散時間で測定した出力信号ｅ（ｔ）は離散時間で測定したホワイトノイズのような未知の入力信号、ｑ^-1はサンプリング時間間隔である１０^-9（ｓ）の間隔のバックワードシフトオペレータである。

次に、Ｃ６＝１０００（μＦ）、Ｃ７＝１０００（ｐＦ）、そして、送信機のすべてのチャンネルを１とし、同期用パルスのパラメータを振幅は１、周期は４（μｓ）、パルス幅は周期の１２．５％、パルスの初期遅れは４（μｓ）の条件のもとで、マーカー信号付き拡散符号の同期を利用する１対多アクセスのシミュレーションを図１１７に示す。

図１１７において、図１１７の上段から下段という順序で、端末(電圧測定) であるチャンネルｋにおける測定電圧信号（Ｖ）、基地局でのＭ系列符号のチップタイムの間の８ＭＨｚの正弦波マーカー信号（オリジナル）、ＡＲＸ_MSにより推定した８ＭＨｚの正弦波マーカー信号、ＡＲＸ_CONVERTによって、上記推定した８ＭＨｚの正弦波マーカー信号を変換した同期ｒｅｓｅｔ入力信号のためのパルス波形をそれぞれ表している。

図１１８において、図１１８の上段から下段という順序で、端末(電圧測定) であるチャンネルｋにおける測定電圧信号（Ｖ）、ＡＲＸ_MSにより推定した８ＭＨｚの正弦波マーカー信号、ＡＲＸ_CONVERTによって、上の推定した８ＭＨｚの正弦波マーカー信号を変換した同期ｒｅｓｅｔ入力信号のためのパルス波形、復調した２値信号であるチャンネルｋ，ｋ＝１,・・・，４をそれぞれ表している。

環境インピーダンスなどによるノイズ外乱があるにもかかわらず、図１１７、図１１８に示していない他の各チャンネル固有の信号ついても端末チャンネルｋにおいて図１１７、図１１８と同様に精度よく受信できる。シミュレーションによりマーカー付きコードによる同期法の有効性が確認できた。

尚、上記実施例はこれに限るものではない。

基地局となる情報端末のネットワーク接続図で、電力線上の符号分割多元接続型（ＣＤＭＡ）の多対多の同時接続のネットワーク形成を示す。 電力線通信制御器（ＰＬＣ Controller）のシミュレーションモデルを示した図である。 従属電流源を示した図である。 従属電圧源を示した図である。 従属電圧源と従属電流源の切換えのフローチャートを示した図である。 同期信号検出ブロックを示した図である。 重畳信号と同期信号の関係を示した図である。 電力線通信における、ＣＤＭＡの１対多、多対１及び多対多の同時接続通信体系（各ｃｈへの入力がわかる電流源回路図、基地局となる情報端末のネットワーク接続図）のグランド付き電力線通信に関する等価回路である。 図８の等価回路である。 図９の等価回路である。 図１０の等価回路である。 図１１の等価回路である。 デジタル信号処理（ＤＳＰ）実現用符号分割多重（ＣＤＭＡ）のシミュレーションを行うためのモデルで、送信部と受信部は１つの回線で接続した例である。 ＣＤＭＡのコードを生成し送信する内部モデルである。 ＣＤＭＡの復調部の内部モデルである。 図１３のシミュレーション結果を示す図である。（白色ノイズ注入時） 電力線インピーダンス環境と電流信号重畳型符号分割多重通信（アクセス）シミュレーションに電力線の分布定数の影響も考慮し、基地局に対する、各コンセントの端末局からのアップリンク（uplink）接続を可能とする、同時刻符号多重分割通信の原型モデルである。 電力線インピーダンス環境と電流信号重畳型符号分割多重通信シミュレーション結果である。 電力線インピーダンス環境と電圧信号重畳型符号分割多重通信(アクセス)シミュレーションで、基地局から、各コンセントの端末局へのダウンリンク（downlink）接続である。（電力線の分布定数的影響は考慮していない、また同期信号は簡略モデルを使用している） 電力線インピーダンス環境と電圧信号重畳型符号分割多重通信シミュレーション結果である。 電力線インピーダンス環境における、電圧と電流信号同時重畳型符号分割多重通信(アクセス)シミュレーションで、基地局から各コンセントの端末局へのダウンリンク（downlink）接続と、基地局に対する、各コンセントの端末局からのアップリンク（uplink）接続の同時刻混合型である。（電力線の分布定数的影響を考慮したシミュレーション、また同期信号は簡略モデルを使用している） 電力線インピーダンス環境における、電圧と電流信号同時重畳型符号分割多重通信シミュレーション結果である。 電力線インピーダンス環境における電圧と電流信号同時重畳型符号分割多重通信（アクセス）の各チャンネルの符号の合成波形である。 電力線通信モデルの環境インピーダンス要素を考慮したモデルである。 図２４シミュレーション結果である。 環境インピーダンスの推定をＡＲＸモデルを用いて行う場合の電力線モデル例である。 電力線モデルの変圧トランスの１次側の入力電圧波形である。 電力線モデルの変圧トランスの１次側の出力電流波形である。 ＡＲＸモデル推定時におけるモデルの悪さを測る尺度をＡＩＣで示した図である。 変圧トランスの１次側の電流推定ＡＲＸモデルの回路図である。 図３０のシミュレーション結果である。 電流源回路を用いた電力線通信の実験回路である。 電流源回路図である。 フィルタ回路図である。 Ｒ_L６８０オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L４７０オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L３３０オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L２２０オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L１５０オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L１００オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L４７オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L３３オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L２２オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 電流源回路を用いた電力線通信の実験回路である。 Ｒ_L６８０オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L４７０オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L３３０オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L２２０オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L１５０オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L１００オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L４７オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L３３オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L２２オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 電流源回路を用いた電力線通信の実験回路である。 Ｒ_L６８０オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L４７０オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L３３０オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L２２０オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L１５０オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L１００オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L４７オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L３３オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 Ｒ_L２２オーム時の送信側電流源回路の入力信号波形と受信側電圧波形である。 電力線通信モジュールと電流源回路を用いた電力線通信の実験回路である。 Ｒ_L６８０オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L６８０オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 Ｒ_L４７０オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L４７０オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 Ｒ_L３３０オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L３３０オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 Ｒ_L２２０オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L２２０オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 Ｒ_L１５０オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L１５０オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 Ｒ_L１００オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L１００オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 Ｒ_L４７オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L４７オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 Ｒ_L３３オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L３３オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 Ｒ_L２２オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L２２オーム時に電化製品接続なしの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 Ｒ_L６８０オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L６８０オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 Ｒ_L４７０オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L４７０オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 Ｒ_L３３０オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L３３０オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 Ｒ_L２２０オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L２２０オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 Ｒ_L１５０オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L１５０オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 Ｒ_L１００オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L１００オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 Ｒ_L４７オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L４７オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 Ｒ_L３３オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L３３オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 Ｒ_L２２オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がない場合の測定波形である。 Ｒ_L２２オーム時に電化製品接続ありの場合で、電力線通信モジュールと電流源回路からの電流信号出力がある場合の測定波形である。 ＣＤＭＡの符号に同期用の頭出し符号または信号（周波数８ＭＨｚの正弦波を使用）を付加するシミュレーションモデルである。 図１０１のモデルが発生するＣＤＭＡの符号に同期用の頭出し符号または信号（周波数８ＭＨｚの正弦波：図１０２の黒い部分）を付加している波形である。 同期用の頭出し符号または信号（周波数８ＭＨｚの正弦波）のタイミング波形である。 ＡＲＸモデル推定時におけるモデルの悪さを測る尺度をＡＩＣで示した図である。 頭出し符号または信号分離を行うＡＲＸモデルを用いたＦＰＧＡ用実施回路である。 図１０５のＡＲＸモデルを用いたＦＰＧＡ用実施回路による頭出し符号または信号分離結果である。 屋内の電圧が１００Ｖとなるようなテレビセットをモデルとしたラインフィルタからなる単純な電力線モデルを示した図である。 基地局（電流測定）における電流信号（Ａ）とＡＲＸ_CDMAにより推定したＩ_CDMA（Ａ）と各端末ｃｈから送信構成されたＩ_CDMA（Ａ）をそれぞれ示した図である。 基地局（電流測定）における電流信号（Ａ）とＡＲＸ_CDMAにより推定したＩ_CDMA（Ａ）と各端末ｃｈから送信構成されたＩ_CDMA（Ａ）をそれぞれ示した図である。 端末から基地局に送信する多重通信のシミュレーションモデルである。 基地局（電流測定）における電流信号（Ａ）とＡＲＸ_CDMAにより推定したＩ_CDMA（Ａ）と各端末ｃｈから送信構成されたＩ_CDMA（Ａ）（各端末ｃｈｋから送信される各信号電流ｉ_kの和）をそれぞれ示した図である。 端末（電圧測定）であるｃｈｋにおける電圧信号（Ｖ）前述した電圧信号により変換したパルス波（Ｖ）（Ｖ_Sは端末であるｃｈｋにて推定した）基地局から送信したＶ_S（Ｖ）を復調した２値信号であるチャンネルｋ，ｋ＝１,・・・，４をそれぞれ示した図である。 端末から基地局に送信する多重通信のシミュレーションモデルである。 各端末ｃｈから送信されたＩ_S （Ａ）を基地局（電流測定）における電流信号（Ａ）とＡＲＸ_CDMAにより推定したＩ_S （Ａ）と電流信号により変換したパルス波（Ａ）（Ｉ_S （Ａ）は基地局で受信される）をそれぞれ示した図である。 上段から下段という順序で、端末（電圧測定）であるチャンネルｋにて実測した電圧信号（Ｖ）と基地局から送信したＶ_CDMA （Ｖ）と復調した２値信号であるチャンネルｋ，ｋ＝１,・・・，４をそれぞれ示した図である。 基本的な電力線モデルにおける一対多アクセスのシミュレーションを示す図である。 シミュレーションによりマーカー付きコードによる同期法の有効性を確認した図である シミュレーションによりマーカー付きコードによる同期法の有効性を確認した図である。

符号の説明

１ 外部電力線モデル
２ 分電盤
３ 屋内電力線モデル
４ 基地局
５ 端末局（ｃｈ１〜ｃｈｎ）
６ 家電製品等
７ メディアコンバータ
８ データリンク制御器
９ 電力線通信制御器
１０ 電力線インピーダンスモデル
２１ 従属電流源
２２ 従属電圧源
２３ 切換えスイッチ
２４ 電圧モニタ
２５ 電流モニタ
１３１ ＴＸＣＯＤＥ
１３２ スイッチ付き加算器（送受信制御器を含む）
１３３ ノイズ生成器（帯域制限付白色ノイズ）
１３４、１３７ 離散化器
１３５ 加算器
１３６ ＲＸＣＯＤＥ
１３８ パルス生成器
１３９ 復調器（demodulation）
１３１０ スコープ
１４１、１４２ ゲイン
１４３ 加算器
１４４ 固定値
１５１ 乗算器
１５２ 区間演算器
１５３ サンプルホールド
１５４ 正負判定ブロック
１５５ 逓倍器
１７１ 電圧モニタ信号変換ブロック
１７２ コンデンサ
１７３ 復調器（demodulation）
１７４ ＲＸＣＯＤＥ
１９１ 従属電圧源
１９２ 電圧モニタ信号変換ブロック
１９３ 電流モニタ信号変換ブロック
１９４ コンデンサ
１９５ 電圧モニタ信号変換ブロック
１９６ コンデンサ
１９７ コンデンサ
１９８ スコープ
２１１ スコープ

Claims (16)

1. 一次側に外部から電力を供給する電力線が接続され、二次側にグランド付電力線が接続されるトランスを備え、前記グランド付電力線を用いて、電力線通信を行う電力線通信システムであって、
   基地局は、前記グランド付き電力線におけるいずれかの電力線とグランド線の間に接続され、前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電圧源と、前記電力線通信システムの回路構成により決まるインピーダンスを、パラメトリックなモデルを用いて推定する基地局用推定手段と、推定したインピーダンスを用いて、前記電力線通信に用いる信号を分離する基地局用分離手段と、外部装置と外部通信網を介して通信を行う手段、を備え、
   端末局は、前記基地局が接続された電力線と前記グランド線の間に接続され、前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電流源と、前記電力線通信システムの回路構成により決まるインピーダンスを、パラメトリックなモデルを用いて推定する端末用推定手段と、推定したインピーダンスを用いて、前記電力線通信に用いる信号を分離する端末局用分離手段とを備え、
   前記電力線通信において前記端末局から前記基地局へアップリンクするとき、前記基地局は、前記端末局から送信される第１の情報信号の送信タイミングを決める第１の同期信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電圧源を用いて送信し、前記端末局は、第1の同期信号に同期させて前記第１の情報信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電流源を用いて前記基地局に送信し、前記基地局が前記第１の情報信号を、前記基地局用分離手段を用いて抽出して復調する、
   前記電力線通信において前記基地局からいずれかの端末局へダウンリンクするとき、前記端末局は、前記基地局から送信される第２の情報信号の送信タイミングを決める第２の同期信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電流源を用いて送信し、前記基地局は、第２の同期信号に同期させて前記第２の情報信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電圧源を用いて送信し、前記端末局が前記第２の情報信号を、前記端末局用分離手段を用いて抽出して復調する、
   ことを特徴とする電力線通信システム。
2. 前記基地局が接続されている電力線とインピーダンスを有する第１の素子の一方を接続し、前記インピーダンスを有する前記第１の素子の他方と前記基地局の前記従属電圧源の一方を直列に接続し、前記基地局の前記従属電圧源の他方をグランドに接続し、
   他方の前記電力線とグランドの間にインピーダンスを有する第２の素子を接続する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力線通信システム。
3. 前記基地局は、
   さらに前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電流源と、
   前記基地局に備えた前記従属電圧源と前記従属電流源を切換える手段と、を備え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システム。
4. 前記基地局は、前記第２の情報信号を、符号分割多重アクセス型の信号に変調する手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力線通信システム。
5. 前記端末局が接続されている電力線とインピーダンスを有する第３の素子の一方を接続し、前記インピーダンスを有する前記第３素子の他方と前記端末局の前記従属電流源の一方を直列に接続し、前記端末局の前記従属電流源の他方をグランドに接続し、
   他方の前記電力線とグランドの間にインピーダンスを有する第４の素子を接続する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力線通信システム。
6. 前記端末局は、
   さらに外部装置と外部通信網を介して通信を行う手段と、
   前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電圧源と、
   前記端末局に備えた前記従属電圧源と前記従属電流源を切換える手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の電力線通信システム。
7. 前記端末局は、前記第１の情報信号を、符号分割多重アクセス型の信号に変調する手段を備え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システム。
8. 前記第１の素子または前記第２の素子は、コンデンサまたはインピーダンスを有し低周波を遮断する回路であることを特徴とする請求項２に記載の電力線通信システム。
9. 前記第３の素子または前記第４の素子は、コンデンサまたはインピーダンスを有し低周波を遮断する回路であることを特徴とする請求項５に記載の電力線通信システム。
10. 一次側に外部から電力を供給する電力線が接続され、二次側にグランド付電力線が接続されるトランスを備え、前記グランド付電力線を用いて、電力線通信を行う電力線通信方法であって、
    基地局は、前記グランド付き電力線におけるいずれかの電力線とグランド線の間に接続され、前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電圧源と、前記電力線通信システムの回路構成により決まるインピーダンスを、パラメトリックなモデルを用いて推定する基地局用推定手段と、推定したインピーダンスを用いて、前記電力線通信に用いる信号を分離する基地局用分離手段と、外部装置と外部通信網を介して通信を行う手段、を備え、
    端末局は、前記基地局が接続された電力線と前記グランド線の間に接続され、前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電流源と、前記電力線通信システムの回路構成により決まるインピーダンスを、パラメトリックなモデルを用いて推定する端末用推定手段と、推定したインピーダンスを用いて、前記電力線通信に用いる信号を分離する端末局用分離手段とを備え、
    前記基地局が接続されている電力線とインピーダンスを有する第１の素子の一方を接続し、前記インピーダンスを有する前記第１の素子の他方と前記基地局の前記従属電圧源の一方を直列に接続し、前記基地局の前記従属電圧源の他方をグランドに接続し、他方の前記電力線とグランドの間にインピーダンスを有する第２の素子を接続し、
    前記端末局が接続されている電力線とインピーダンスを有する第３の素子の一方を接続し、前記インピーダンスを有する前記第３の素子の他方と前記端末局の前記従属電流源の一方を直列に接続し、前記端末局の前記従属電流源の他方をグランドに接続し、他方の前記電力線とグランドの間にインピーダンスを有する第４の素子を接続し、
    前記電力線通信において前記端末局から前記基地局へアップリンクするとき、前記基地局は、前記端末局から送信される第１の情報信号の送信タイミングを決める第１の同期信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電圧源を用いて送信し、前記端末局は、第1の同期信号に同期させて前記第１の情報信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電流源を用いて前記基地局に送信し、前記基地局が前記第１の情報信号を、前記基地局用分離手段を用いて抽出して復調する、
    前記電力線通信において前記基地局からいずれかの端末局へダウンリンクするとき、前記端末局は、前記基地局から送信される第２の情報信号の送信タイミングを決める第２の同期信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電流源を用いて送信し、前記基地局は、第２の同期信号に同期させて前記第２の情報信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電圧源を用いて送信し、前記端末局が前記第２の情報信号を、前記端末局用分離手段を用いて抽出して復調する、
    ことを特徴とする電力線通信方法。
11. 前記基地局は、さらに前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電流源を備え、
    前記基地局に備えた前記従属電圧源と前記従属電流源を切換えることを特徴とする請求項１０に記載の電力線通信方法。
12. 前記基地局が送信する、前記第２の情報信号が、符号分割多重アクセス型の信号であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の電力線通信方法。
13. 前記端末局は、さらに外部装置と外部通信網を介して通信を行う手段と、前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電圧源とを備え、
    前記端末局に備えた前記従属電圧源と前記従属電流源を切換えることを特徴とする請求項１０に記載の電力線通信方法。
14. 前記端末局が送信する、前記第１の情報信号が、符号分割多重アクセス型の信号であることを特徴とする請求項１０または１３に記載の電力線通信方法。
15. 一次側に外部から電力を供給する電力線が接続され、二次側にグランド付電力線が接続されるトランスを備え、前記グランド付電力線を用いて、電力線通信を行う電力線通信システムで用いる基地局であって、
    前記基地局は、前記グランド付き電力線におけるいずれかの電力線とグランド線の間に接続され、前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電圧源と、前記電力線通信システムの回路構成により決まるインピーダンスを、パラメトリックなモデルを用いて推定する基地局用推定手段と、推定したインピーダンスを用いて、前記電力線通信に用いる信号を分離する基地局用分離手段と、外部装置と外部通信網を介して通信を行う手段、を備え、
    前記基地局が接続された電力線と前記グランド線の間に接続され、前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電流源と、前記電力線通信システムの回路構成により決まるインピーダンスを、パラメトリックなモデルを用いて推定する端末用推定手段と、推定したインピーダンスを用いて、前記電力線通信に用いる信号を分離する端末局用分離手段とを備える、端末局と前記基地局は、前記電力線通信を行い、
    前記電力線通信において前記端末局から前記基地局へアップリンクするとき、前記基地局は、前記端末局から送信される第１の情報信号の送信タイミングを決める第１の同期信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電圧源を用いて送信し、前記端末局は、第1の同期信号に同期させて前記第１の情報信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電流源を用いて前記基地局に送信し、前記基地局が前記第１の情報信号を、前記基地局用分離手段を用いて抽出して復調する、
    前記電力線通信において前記基地局からいずれかの端末局へダウンリンクするとき、前記端末局は、前記基地局から送信される第２の情報信号の送信タイミングを決める第２の同期信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電流源を用いて送信し、前記基地局は、第２の同期信号に同期させて前記第２の情報信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電圧源を用いて送信し、前記端末局が前記第２の情報信号を、前記端末局用分離手段を用いて抽出して復調する、
    ことを特徴とする電力線通信システムで用いる基地局。
16. 一次側に外部から電力を供給する電力線が接続され、二次側にグランド付電力線が接続されるトランスを備え、前記グランド付電力線を用いて、電力線通信を行う電力線通信システムで用いる端末局であって、
    前記端末局は、前記グランド付き電力線におけるいずれかの電力線と前記グランド線の間に接続され、前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電流源と、前記電力線通信システムの回路構成により決まるインピーダンスを、パラメトリックなモデルを用いて推定する端末用推定手段と、推定したインピーダンスを用いて、前記電力線通信に用いる信号を分離する端末局用分離手段、を備え、
    前記端末局が接続された電力線とグランド線の間に接続され、前記電力線通信に用いる信号を送信するために用いる従属電圧源と、前記電力線通信システムの回路構成により決まるインピーダンスを、パラメトリックなモデルを用いて推定する基地局用推定手段と、推定したインピーダンスを用いて、前記電力線通信に用いる信号を分離する基地局用分離手段と、外部装置と外部通信網を介して通信を行う手段、を備える基地局と前記端末局は、前記電力線通信を行い、
    前記電力線通信において前記端末局から前記基地局へアップリンクするとき、前記基地局は、前記端末局から送信される第１の情報信号の送信タイミングを決める第１の同期信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電圧源を用いて送信し、前記端末局は、第1の同期信号に同期させて前記第１の情報信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電流源を用いて前記基地局に送信し、前記基地局が前記第１の情報信号を、前記基地局用分離手段を用いて抽出して復調する、
    前記電力線通信において前記基地局からいずれかの端末局へダウンリンクするとき、前記端末局は、前記基地局から送信される第２の情報信号の送信タイミングを決める第２の同期信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電流源を用いて送信し、前記基地局は、第２の同期信号に同期させて前記第２の情報信号を、前記基地局が接続されている電力線とグランド線に前記従属電圧源を用いて送信し、前記端末局が前記第２の情報信号を、前記端末局用分離手段を用いて抽出して復調する、
    ことを特徴とする電力線通信システムで用いる端末局。