JP5160599B2 - 電力線搬送通信システム、電力線搬送通信方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
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Description
互いに異なるスペクトラム拡散コードを発生する複数の拡散コード発生部と、
2個の前記異なるスペクトラム拡散コードの各存在時点の時間差を1チップ単位時間でカウントした値が、送信するデータの数値となるように、前記各拡散コード発生部が前記2個の異なるスペクトラム拡散コードを発生するタイミングを決定する送出タイミング決定部と、
前記各拡散コード発生部が発生した前記2個の異なるスペクトラム拡散コードを合成した送信信号波形を生成するコード合成部と、
搬送波を前記送信信号波形によって変調する変調部と、
前記変調部で変調された搬送波を電力線へ送出する送信用電力線結合部とを有する送信装置と、
前記変調された搬送波を前記電力線から取得する受信用電力線結合部と、
前記電力線から取得した変調された搬送波を復調する復調部と、
前記搬送波を復調して得られた送信信号波形を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された送信信号波形のデータを再生し、前記2個の異なるスペクトラム拡散コードの各同期時点を検出する同期時点検出部と、
前記同期時点検出部が前記各同期時点を検出する前に、前記再生された送信信号波形のデータを対数値に変換する対数フィルターと、
前記2個の異なるスペクトラム拡散コードの前記各同期時点の時間差を前記1チップ単位時間でカウントして、前記送信装置が送信するデータの数値を取得する受信データ変換部とを有する受信装置と、を備えた電力線搬送通信システムであって、
前記変調部で前記送信信号波形によって変調された搬送波は、一定時間間隔でK回以上(Kは2以上の整数)繰り返して送出され、
一方、前記受信装置において前記変調された搬送波を前記復調部によって復調して得られる信号波形は、前記送信装置が送信する際の送信クロック信号のL倍(Lは2以上の整数)の周波数の受信クロック信号でサンプリングされ、
前記同期時点検出部は、前記復調部によって復調された前記一定時間間隔毎のK回分の前記送信信号波形の加算平均の結果から、前記スペクトラム拡散コードの前記各同期時点を検出され、
前記受信装置は、
前記送信クロック信号の周波数の誤差を考慮した、最大値、最小値および中央値の3種類の周波数を算出し、前記中央値の周波数のL倍のクロック信号でサンプリングして保存した前記送信信号波形のデータを、前記最大値または前記最小値の周波数に合った比率で間引きまたは補間によってリサンプリングして補正するとともに、
相関関数演算を用いて、既知のスペクトラム拡散コードと前記送信装置から受信した前記送信信号波形のK回分の加算平均の結果とから前記複数のスペクトラム拡散コードの各同期時点を検出し、
前記送信信号波形のデータおよび前記リサンプリングしたデータのそれぞれについて検出された同期時点の相関値のうち、最も高い相関値が得られた前記送信信号波形のデータまたは前記リサンプリングデータの等価クロックを最適な等価クロック信号と決定し、その決定した前記送信信号波形のデータまたは前記リサンプリングデータに対する各スペクトラム拡散コードの各同期時点の時間差を前記1チップ単位時間でカウントして前記送信装置が送信するデータの数値を取得する、電力線搬送通信システムである。
前記送出タイミング決定部は、前記2個の異なるスペクトラム拡散コードのうち、先行するスペクトラム拡散コードの存在時点よりも所定時間前が存在時点となるスペクトラム拡散コードをマーカー用として前記拡散コード発生部に発生させるタイミングを決定し、
前記コード合成部は、前記2個の異なるスペクトラム拡散コードとともに、前記マーカー用のスペクトラム拡散コードを合成する、第1の本発明の電力線搬送通信システムである。
前記送出タイミング決定部は、前記2個の異なるスペクトラム拡散コードの後に、さらに異なる一または複数のスペクトラム拡散コードを前記拡散コード発生部に発生させるタイミングを決定し、
隣接する前記スペクトラム拡散コードの各存在時点の時間差を1チップ単位時間でカウントした値は、互いに別の通信するデータの数値に対応している、第1または第2の本発明の電力線搬送通信システムである。
送信装置から送信するデータを、電力線を介して受信装置が受信する電力線搬送通信方法であって、
前記送信装置が、2個の異なるスペクトラム拡散コードの各存在時点の時間差を1チップ単位時間でカウントした値が、前記送信するデータの数値となるように、前記2個の異なるスペクトラム拡散コードを発生するタイミングを決定する送出タイミング決定ステップと、
前記送信装置が、前記決定されたタイミングにしたがって、前記2個の異なるスペクトラム拡散コードを発生する拡散コード発生ステップと、
前記送信装置が、前記発生した2個の異なるスペクトラム拡散コードを合成した送信信号波形を生成するコード合成ステップと、
前記送信装置が、前記合成した送信信号波形によって搬送波を変調する変調ステップと、
前記送信装置が、前記変調した搬送波を前記電力線へ送出する電力線データ送出ステップと、
前記受信装置が、前記電力線から前記変調された搬送波を取得する電力線データ取得ステップと、
前記受信装置が、前記電力線から取得した前記変調された搬送波を復調する復調ステップと、
前記受信装置が、前記変調された搬送波を復調して得られた送信信号波形を記憶する記憶ステップと、
前記受信装置が、前記記憶した送信信号波形のデータを再生し、前記2個の異なるスペクトラム拡散コードの各同期時点を検出する同期時点検出ステップと、
前記同期時点検出ステップにおいて前記各同期時点を検出する前に、前記再生された送信信号波形のデータを対数フィルターによって対数値に変換する対数値変換ステップと、
前記受信装置が、前記2個の異なるスペクトラム拡散コードの前記各同期時点の時間差を前記1チップ単位時間でカウントして、前記送信装置が送信したデータの数値を取得する受信データ変換ステップとを備え、
前記変調ステップでは、前記送信信号波形によって変調された搬送波を、一定時間間隔でK回以上(Kは2以上の整数)繰り返して送出し、
一方、前記受信装置の前記復調ステップでは、前記変調された搬送波を復調して得られる信号波形を、前記送信装置が送信する際の送信クロック信号のL倍(Lは2以上の整数)の周波数の受信クロック信号でサンプリングし、
前記同期時点検出ステップでは、前記復調ステップで復調された前記一定時間間隔毎のK回分の前記送信信号波形の加算平均の結果から、前記スペクトラム拡散コードの前記各同期時点を検出し、
前記受信装置は、
前記送信クロック信号の周波数の誤差を考慮した、最大値、最小値および中央値の3種類の周波数を算出し、前記中央値の周波数のL倍のクロック信号でサンプリングして保存した前記送信信号波形のデータを、前記最大値または前記最小値の周波数に合った比率で間引きまたは補間によってリサンプリングして補正するとともに、
相関関数演算を用いて、既知のスペクトラム拡散コードと前記送信装置から受信した前記送信信号波形のK回分の加算平均の結果とから前記複数のスペクトラム拡散コードの各同期時点を検出し、
前記送信信号波形のデータおよび前記リサンプリングしたデータのそれぞれについて検出された同期時点の相関値のうち、最も高い相関値が得られた前記送信信号波形のデータまたは前記リサンプリングデータの等価クロックを最適な等価クロック信号と決定し、その決定した前記送信信号波形のデータまたは前記リサンプリングデータに対する各スペクトラム拡散コードの各同期時点の時間差を前記1チップ単位時間でカウントして前記送信装置が送信するデータの数値を取得する、電力線搬送通信方法である。
第4の本発明の電力線搬送通信方法の、少なくとも前記送出タイミング決定ステップ、前記同期時点検出ステップ、および前記受信データ変換ステップの動作をコンピュータに実行させるプログラムである。
第5の本発明のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
また、本発明に関連する第1の発明は、
互いに異なるスペクトラム拡散コードを発生する複数の拡散コード発生部と、
2個の前記異なるスペクトラム拡散コードの各存在時点の時間差を1チップ単位時間でカウントした値が、送信するデータの数値となるように、前記各拡散コード発生部が前記2個の異なるスペクトラム拡散コードを発生するタイミングを決定する送出タイミング決定部と、
前記各拡散コード発生部が発生した前記2個の異なるスペクトラム拡散コードを合成した送信信号波形を生成するコード合成部と、
前記送信信号波形を搬送波によって変調する変調部と、
前記変調部で変調された送信信号波形を電力線へ送出する送信用電力線結合部とを有する送信装置と、
前記送信信号波形を前記電力線から取得する受信用電力線結合部と、
前記電力線から取得した送信信号波形を前記搬送波によって復調する復調部と、
前記復調された送信信号波形を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された送信信号波形のデータを再生し、前記2個の異なるスペクトラム拡散コードの各同期時点を検出する同期時点検出部と、
前記同期時点検出部が前記各同期時点を検出する前に、前記再生された送信信号波形のデータを対数値に変換する対数フィルターと、
前記2個の異なるスペクトラム拡散コードの前記各同期時点の時間差を前記1チップ単位時間でカウントして、前記送信装置が送信するデータの数値を取得する受信データ変換部とを有する受信装置と、を備えた電力線搬送通信システムであって、
前記変調部で変調された送信信号波形は、一定時間間隔でK回以上(Kは2以上の整数)繰り返して送出され、
前記復調部によって復調される前記電力線から取得する送信信号波形は、前記送信装置が送信する際の送信クロック信号のL倍(Lは2以上の整数)の周波数の受信クロック信号でサンプリングされ、
前記同期時点検出部は、前記復調部によって復調された前記一定時間間隔毎のK回分の前記送信信号波形の加算平均の結果から、前記スペクトラム拡散コードの前記各同期時点を検出され、
前記受信装置は、
前記送信クロック信号の周波数の誤差を考慮した、最大値、最小値および中央値の3種類の周波数のそれぞれのL倍のクロック信号でサンプリングし、
相関関数演算を用いて、既知のスペクトラム拡散コードと前記送信装置から受信した前記送信信号波形のK回分の加算平均の結果とから前記複数のスペクトラム拡散コードの各同期時点を検出し、
前記3種類の各クロック信号における同期検出時点の相関値のうち最も高い相関値が得られた前記クロック信号を最適なクロック信号と決定し、前記最適なクロック信号を前記受信クロック信号とする、電力線搬送通信システムである。
図1に、本発明の実施の形態1の電力線搬送通信システムの概要構成図を示す。
図8に、本発明の実施の形態2の送信装置のブロック図を示す。
11 A/D変換部
12 拡散コード1発生器
13 拡散コード2発生器
14 タイミング決定部
15 コード合成部
16 搬送波変調部
17 電力線結合部
20 受信装置
21 電力線結合部
22 バンドパスフィルター&アンプ
23 搬送波復調部
24 A/D変換部
25 受信データ記憶部
26 対数フィルター
27 受信データ解析部
28 受信データ表示部
29 同期検出部
30 拡散コード1同期時点検出部
31 拡散コード2同期時点検出部
32 時間差算出部
33 時間差/受信データ変換部
34 第1メモリーブロック
35 メモリー
36 加算器
37 アドレスカウンター部
38 第2メモリーブロック
39 メモリー
40 加算器
41 アドレスカウンター部
42 除算部
43 送信周期
44、45 同期時点
46 同期時点時間差
47、48 時間差
49 加算周期範囲
50 柱上トランス
51 電力線
52 送信データ
53 受信データ
60 タイミング決定部
61 マーカー用拡散コード発生器
62 拡散コード3発生器
63 受信データ解析部
64 同期検出部
65 マーカー用拡散コード同期時点検出部
66 拡散コード3同期時点検出部
67、68 時間差算出部
69 通信エラー処理部
70 時間差/受信データ変換部
71 送信周期
72、73、74、75 同期時点
76、77、78 同期時点時間差
79 所定時間差
80、81、82、83 時間差
84 加算周期範囲
100 送信データ信号
101 拡散変調波
Claims (6)
- 互いに異なるスペクトラム拡散コードを発生する複数の拡散コード発生部と、
2個の前記異なるスペクトラム拡散コードの各存在時点の時間差を1チップ単位時間でカウントした値が、送信するデータの数値となるように、前記各拡散コード発生部が前記2個の異なるスペクトラム拡散コードを発生するタイミングを決定する送出タイミング決定部と、
前記各拡散コード発生部が発生した前記2個の異なるスペクトラム拡散コードを合成した送信信号波形を生成するコード合成部と、
搬送波を前記送信信号波形によって変調する変調部と、
前記変調部で変調された搬送波を電力線へ送出する送信用電力線結合部とを有する送信装置と、
前記変調された搬送波を前記電力線から取得する受信用電力線結合部と、
前記電力線から取得した変調された搬送波を復調する復調部と、
前記搬送波を復調して得られた送信信号波形を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された送信信号波形のデータを再生し、前記2個の異なるスペクトラム拡散コードの各同期時点を検出する同期時点検出部と、
前記同期時点検出部が前記各同期時点を検出する前に、前記再生された送信信号波形のデータを対数値に変換する対数フィルターと、
前記2個の異なるスペクトラム拡散コードの前記各同期時点の時間差を前記1チップ単位時間でカウントして、前記送信装置が送信するデータの数値を取得する受信データ変換部とを有する受信装置と、を備えた電力線搬送通信システムであって、
前記変調部で前記送信信号波形によって変調された搬送波は、一定時間間隔でK回以上(Kは2以上の整数)繰り返して送出され、
一方、前記受信装置において前記変調された搬送波を前記復調部によって復調して得られる信号波形は、前記送信装置が送信する際の送信クロック信号のL倍(Lは2以上の整数)の周波数の受信クロック信号でサンプリングされ、
前記同期時点検出部は、前記復調部によって復調された前記一定時間間隔毎のK回分の前記送信信号波形の加算平均の結果から、前記スペクトラム拡散コードの前記各同期時点を検出され、
前記受信装置は、
前記送信クロック信号の周波数の誤差を考慮した、最大値、最小値および中央値の3種類の周波数を算出し、前記中央値の周波数のL倍のクロック信号でサンプリングして保存した前記送信信号波形のデータを、前記最大値または前記最小値の周波数に合った比率で間引きまたは補間によってリサンプリングして補正するとともに、
相関関数演算を用いて、既知のスペクトラム拡散コードと前記送信装置から受信した前記送信信号波形のK回分の加算平均の結果とから前記複数のスペクトラム拡散コードの各同期時点を検出し、
前記送信信号波形のデータおよび前記リサンプリングしたデータのそれぞれについて検出された同期時点の相関値のうち、最も高い相関値が得られた前記送信信号波形のデータまたは前記リサンプリングデータの等価クロックを最適な等価クロック信号と決定し、その決定した前記送信信号波形のデータまたは前記リサンプリングデータに対する各スペクトラム拡散コードの各同期時点の時間差を前記1チップ単位時間でカウントして前記送信装置が送信するデータの数値を取得する、電力線搬送通信システム。 - 前記送出タイミング決定部は、前記2個の異なるスペクトラム拡散コードのうち、先行するスペクトラム拡散コードの存在時点よりも所定時間前が存在時点となるスペクトラム拡散コードをマーカー用として前記拡散コード発生部に発生させるタイミングを決定し、
前記コード合成部は、前記2個の異なるスペクトラム拡散コードとともに、前記マーカー用のスペクトラム拡散コードを合成する、請求項1に記載の電力線搬送通信システム。 - 前記送出タイミング決定部は、前記2個の異なるスペクトラム拡散コードの後に、さらに異なる一または複数のスペクトラム拡散コードを前記拡散コード発生部に発生させるタイミングを決定し、
隣接する前記スペクトラム拡散コードの各存在時点の時間差を1チップ単位時間でカウントした値は、互いに別の通信するデータの数値に対応している、請求項1または2に記載の電力線搬送通信システム。 - 送信装置から送信するデータを、電力線を介して受信装置が受信する電力線搬送通信方法であって、
前記送信装置が、2個の異なるスペクトラム拡散コードの各存在時点の時間差を1チップ単位時間でカウントした値が、前記送信するデータの数値となるように、前記2個の異なるスペクトラム拡散コードを発生するタイミングを決定する送出タイミング決定ステップと、
前記送信装置が、前記決定されたタイミングにしたがって、前記2個の異なるスペクトラム拡散コードを発生する拡散コード発生ステップと、
前記送信装置が、前記発生した2個の異なるスペクトラム拡散コードを合成した送信信号波形を生成するコード合成ステップと、
前記送信装置が、前記合成した送信信号波形によって搬送波を変調する変調ステップと、
前記送信装置が、前記変調した搬送波を前記電力線へ送出する電力線データ送出ステップと、
前記受信装置が、前記電力線から前記変調された搬送波を取得する電力線データ取得ステップと、
前記受信装置が、前記電力線から取得した前記変調された搬送波を復調する復調ステップと、
前記受信装置が、前記変調された搬送波を復調して得られた送信信号波形を記憶する記憶ステップと、
前記受信装置が、前記記憶した送信信号波形のデータを再生し、前記2個の異なるスペクトラム拡散コードの各同期時点を検出する同期時点検出ステップと、
前記同期時点検出ステップにおいて前記各同期時点を検出する前に、前記再生された送信信号波形のデータを対数フィルターによって対数値に変換する対数値変換ステップと、
前記受信装置が、前記2個の異なるスペクトラム拡散コードの前記各同期時点の時間差を前記1チップ単位時間でカウントして、前記送信装置が送信したデータの数値を取得する受信データ変換ステップとを備え、
前記変調ステップでは、前記送信信号波形によって変調された搬送波を、一定時間間隔でK回以上(Kは2以上の整数)繰り返して送出し、
一方、前記受信装置の前記復調ステップでは、前記変調された搬送波を復調して得られる信号波形を、前記送信装置が送信する際の送信クロック信号のL倍(Lは2以上の整数)の周波数の受信クロック信号でサンプリングし、
前記同期時点検出ステップでは、前記復調ステップで復調された前記一定時間間隔毎のK回分の前記送信信号波形の加算平均の結果から、前記スペクトラム拡散コードの前記各同期時点を検出し、
前記受信装置は、
前記送信クロック信号の周波数の誤差を考慮した、最大値、最小値および中央値の3種類の周波数を算出し、前記中央値の周波数のL倍のクロック信号でサンプリングして保存した前記送信信号波形のデータを、前記最大値または前記最小値の周波数に合った比率で間引きまたは補間によってリサンプリングして補正するとともに、
相関関数演算を用いて、既知のスペクトラム拡散コードと前記送信装置から受信した前記送信信号波形のK回分の加算平均の結果とから前記複数のスペクトラム拡散コードの各同期時点を検出し、
前記送信信号波形のデータおよび前記リサンプリングしたデータのそれぞれについて検出された同期時点の相関値のうち、最も高い相関値が得られた前記送信信号波形のデータまたは前記リサンプリングデータの等価クロックを最適な等価クロック信号と決定し、その決定した前記送信信号波形のデータまたは前記リサンプリングデータに対する各スペクトラム拡散コードの各同期時点の時間差を前記1チップ単位時間でカウントして前記送信装置が送信するデータの数値を取得する、電力線搬送通信方法。 - 請求項4に記載の電力線搬送通信方法の、少なくとも前記送出タイミング決定ステップ、前記同期時点検出ステップ、および前記受信データ変換ステップの動作をコンピュータに実行させるプログラム。
- 請求項5に記載のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
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