JP5164613B2 - 電力線搬送通信システム - Google Patents

Description

本発明は、電力線搬送通信システムに係る発明であって、特に、通信区間を複数に分け、当該通信区間の相互間に中継器を備える電力線搬送通信システムに関するものである。

複数の通信機を電力線で結合し、当該電力線を介して通信機の相互間に情報を伝送する電力線搬送システムがある。この電力線搬送システムでは、通信用の信号線を用いた情報通信に比べて損失が大きい伝送線路を通して通信を行うので、遠距離の通信では信号の減衰が極めて大きくなるとともに、通信誤りの原因となるノイズの影響を受けやすい。そこで、従来の電力線搬送システムでは、ノイズの影響に応じて通信に用いる変調方式を動的に変えることが行われていた。具体的に、特許文献１にはノイズの影響に応じて通信に用いる変調方式を動的に変える電力線搬送システムが開示されている。なお、この変調の制御は、固定時間であるタイム・スロット単位で行われる。

また、電力線搬送システムにおける信号の減衰に対しては、通信可能な距離以下毎に中継器を設置し、一方向から送信された情報を、他の方向に再送信することで、長距離の通信を行っている。中継器を設ける場合に、特許文献２に示すように受信する周波数と再送信する周波数を異なる構成にすることで、中継器の一方の側における通信と、他方の側における通信との相互干渉を防いでいる。

さらに長い距離を電力線搬送システムで通信する場合では、複数の中継器を設け、異なる第１及び第２の周波数帯ｆ１，ｆ２を用いる通信区間を交互に設置し、且つ中継器と電力線との間で信号を授受するための結合器の間に、通信に用いる周波数帯の信号を減衰させるフィルタを設置している。

特開２００７−３７１５４号公報 特開２００４−３３６６４２号公報

従来の電力線搬送システムのように中継器がタイム・スロット単位で通信を中継する場合、中継器はタイム・スロット単位で受信したデータを蓄積して、その後に送信することになる。従って、ｎ個の中継器を経る通信では、タイム・スロットＴ×ｎだけ遅延時間が生じることになる。例えば、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコルを用いて通信した場合、受信した通信データに誤りがなければ肯定応答（ＡＣＫ）を返信し、通信データを送信した端末がＡＣＫを受信することで通信が完結する。即ち、通信は送信及び受信の１往復の動作で完了するため、遅延時間はＴ×ｎ×２となる。このように、中継器を用いた従来の電力線搬送システムでは、遅延時間が長くなる問題があった。

また、タイム・スロットＴは、特許文献１に示すように、通信のオーバーヘッドを低くすることと、遅延時間を短くすることとの間にトレード・オフの関係が存在する。例えば、タイム・スロットＴが短い場合、データ量の大きい通信データをより多くのタイム・スロットに分けて送受信することになり、通信のオーバーヘッドが大きくなる。しかし、肯定応答（ＡＣＫ）などのデータ量が小さい通信であれば分割されずに１つのタイム・スロットＴで送受信可能となり、オーバーヘッドの影響が少なくなる。

つまり、通信データのデータ量によって、トレード・オフの関係から選択されるタイム・スロットＴの適切な長さも異なる。従って、従来の電力線搬送システムでは、一つのタイム・スロットＴで通信を行うと、オーバーヘッドもしくは遅延時間が最適にできない通信データが存在することになっていた。

そこで、本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、中継器の増加に対する遅延時間の増加割合を抑えることが可能な電力線搬送通信システムを提供することを目的とする。

本発明に係る解決手段は、電力線で接続された複数の通信機と、電力線を介した通信機間の通信を複数の通信区間に分け、通信区間の相互間に少なくとも１つの中継器とを備える電力線搬送通信システムであって、中継器は、通信容量の異なる複数のチャネルを同時に用いて通信を行い、且つ通信データのデータ量に基づきチャネルを割り当て、通信容量がより大きいチャネルに対してより長いタイム・スロットを単位として通信データを送受信し、中継器は、通信容量の異なる２つのチャネルである第１チャネルと第２チャネルとを同時に用いて通信を行い、所定の基準以上のデータ量の通信データを、第２チャネルより通信容量の大きい第１チャネルで、所定の基準より小さいデータ量の通信データを第２チャネルでそれぞれ通信し、通信機及び中継器の相互間では、一定周期毎に同期信号が第１チャネルを用いて送受信され、第１チャネルは、同期信号の周期を１以上の整数ｎで分割したタイム・スロットを単位として通信データの送受信を行い、第２チャネルは、同期信号の周期を整数ｎよりも大きい整数ｍで分割したタイム・スロットを単位として送受信を行う。

本発明に記載の電力線搬送通信システムは、通信容量の異なる複数のチャネルを同時に用いて通信を行い、且つ通信データのデータ量に基づきチャネルを割り当て、通信容量がより大きいチャネルに対してより長いタイム・スロットを単位として通信データを送受信するので、通信データのデータ量によって最適なタイム・スロットを選択でき、中継器の増加に対する遅延時間の増加割合を抑えることが可能となる。

（実施の形態１）
図１に、本実施の形態に係る電力線搬送通信システムの通信シーケンスを示した模式図を示す。図１に示す通信シーケンスでは、説明を簡単にするために送信側の通信機１と受信側の通信機２とを電力線で接続した通信区間を２つに分け、その間に中継器３を１台設けた構成である。しかし、本発明に係る電力線搬送通信システムは、図１に示す構成に限られず、３つ以上の通信機と複数の中継器とを備える構成であっても良い。また、図１に示す通信シーケンスでは、図の左側を送信側、右側を受信側としているが、電力線搬送通信システムは双方向通信であるため、両者の関係は通信データにより入れ替わる。

さらに、図１に示す通信シーケンスでは、送信側端末４と通信機１との通信は、通信専用線を用いた通信１１で、通信機１と通信機２との通信は電力線搬送通信１０で、受信側端末５と通信機１との通信は、通信専用線を用いた通信１２で、それぞれ接続されている。ここで、通信専用線を用いた通信１１，１２としては、例えばイーサーネット（登録商標）がある。

図１に示す電力線搬送通信システムでは、外部の送信側端末４から通信データ２０が送信され、通信機１でこれをカプセル化し、電力線搬送通信のパケットとして電力線搬送通信１０を経由して通信機２に送られる。通信機２では、当該カプセル化された通信データをデカプセル化して外部の受信側端末５に送信データ２３として送り出す。これに対して受信側端末５は、肯定応答（ACKnowledge：以下、ＡＣＫともいう）信号２４を、再び電力線搬送通信１０を介して送信側端末４に受信肯定応答信号２７として送信される。図１に示す通信シーケンスでは、上記の動作を時間を追って説明しており、時間の経過方向が図の上から下になっている。

図２に、図１で示した電力線搬送通信システムに用いるチャネルの時系列変化を模式的に示した図である。また、図２では、電力線搬送通信システムに使用するチャネルＡ（４１）、チャネルＢ（４２）、チャネルＣ（４３）、チャネルＤ（４４）の周波数帯での配置例、及び後述するタイム・スロットの配置例を模式的に示している。

従来の電力線搬送通信では、例えば通信機１と中継器３との間の通信は、一つの周波数帯のみで行われていたが、本実施の形態に係る電力線搬送通信システムでは、図２に示すように、チャネルＡ（４１）とチャネルＢ（４２）との２つの周波数帯を用いて通信を行う。また、本実施の形態に係る電力線搬送通信システムでは、中継器３の両側にある通信区間（通信機１と中継器３との間、中継器３と通信機２との間）で信号が干渉しないように、中継器３の両側で異なる周波数帯を使用して通信を行う（図２の例では、チャネルＡ（４１）とチャネルＣ（４３））。なお、各チャネルで行われる任意の周波数帯域を用いた通信としては、例えばＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、直交周波数分割多重）がある。このＯＦＤＭは、複数の搬送周波数の通信を並行して行うことで、広い周波数帯を使用した通信が実現できる。

次に、図１、及び図２を参照して、本実施の形態に係る電力線搬送通信システムについて説明する。まず、図２に示すように通信機１と中継器３との間の通信は、タイム・スロットがＴ２（３１）であるチャネルＡ（４１）と、タイム・スロットがＴ３（３２）であるチャネルＢ（４２）とを用いて行う。また、図２に示すように中継器３と通信機２との間の通信は、タイム・スロットがＴ２（３１）であるチャネルＣ（４３）と、タイム・スロットがＴ３（３２）であるチャネルＤ（４４）とを用いて行う。チャネルＡ（４１）とチャネルＣ（４３）は、通信データのデータ量が基準Ｌよりも大きい通信データの送受信に用い、基準Ｌより小さいデータ量の通信データは、チャネルＢ（４２）、及びチャネルＤ（４４）を用いて送受信を行う。

なお、チャネルＢ（４２）及びチャネルＤ（４４）に通信容量の空きがあれば、必ずチャネルＢ（４２）及びチャネルＤ（４４）を用いて通信を行うが、空きがなければ、チャネルＡ（４１）及びチャネルＣ（４３）を用いて通信を行う。また、通信データのうちチャネルＢ（４２）及びチャネルＤ（４４）で通信できる部分（通信容量内の部分）は、チャネルＢ（４２）及びチャネルＤ（４４）で行い、残り部分（通信容量を超えた部分）はチャネルＡ（４１）及びチャネルＣ（４３）で行う。なお、各チャネルでは、双方向の通信を行うが、時分割で通信方向を切り替える半二重通信である。また、基準Ｌは、電力線搬送通信システムに用いるプロトコルで伝送制御に使用する通信データのデータ量とする。例えば、伝送制御に使用する通信データとして肯定応答（ＡＣＫ）信号があり、当該信号のデータ量を基準Ｌとする。

通信機１，２及び中継器３の同期は、図２に示すように周期Ｔ１毎に時間Ｔ４（３３）の間に同期信号を授受して行う。この同期信号は、一つの通信区間を構成する機器の中の１台がマスター機器となり他のスレーブ機器に向けて送信されるものである。例えば、通信機１がマスター機器となり、他のスレーブ機器である通信機２や中継器３に対して同期信号を送信する。

チャネルＡ（４１）とチャネルＣ（４３）には、周期Ｔ１で送受信される同期信号の間に２つのタイム・スロット（どちらも時間Ｔ２（以下、タイム・スロットＴ２ともいう））が設けられている。チャネルＢ（４２）とチャネルＤ（４４）には、周期Ｔ１を８分割した時間Ｔ３のタイム・スロット（以下、タイム・スロットＴ３ともいう）が設けられている。ここで、同期信号の時間を時間Ｔ４とすると、各時間の関係は、Ｔ１＝Ｔ２×２＋Ｔ４＝Ｔ３×８となる。

なお、タイム・スロットＴ３の長さは、ＡＣＫ信号などの制御信号を、図１の通信機１から通信機２までと、図１の通信機２から通信機１までの１往復できる時間とする。また、本実施の形態に係る電力線搬送通信システムでは、通信方向の切替タイミング（通信の方向及びタイミング）が、チャネルＢ（４２）及びチャネルＤ（４４）の全てのタイム・スロットで予め一定に固定化されているので、切り替えを制御する情報を授受することが不要となり、通信データ２５、２６の送受信可能な時間を最大化できる。

次に、図１に示す電力線搬送通信システムの動作概要を、時間の流れに沿って説明する。なお、図１に示す説明では、各タイム・スロットの前半で図の左から右に向けての通信を行った後に通信方向を切り替え、各タイム・スロットの後半で図の右から左への通信を行うこととしている。実運用上では、各通信区間毎に、どちら向きを先に通信するか方向が一定であれば、隣接の通信区間で通信方向が反対向きであっても、問題なく通信することができる。

図１に示す通信シーケンスでは、まず送信側端末４から送信された通信データ２０を、通信機１がデータ量（データ長）に基づいて図２に示すチャネルＡ（４１）で送信することを判定する。通信機１は、チャネルＡ（４１）の同一周期Ｔ１内のタイム・スロットＴ２における前半部分（３１ａ）を用いて通信データ２０を送信データ２１ａとして中継器３に送る。

中継器３が、送信データ２１ａを正常に受信でき場合、タイム・スロットＴ２（３１ａ）の期間が終わった後に、ＡＣＫ信号２１ｂをチャネルＡ（４１）もしくはチャネルＢ（４２）を用いて通信機１に送信する。このＡＣＫ信号２１ｂは、通信機１が通信失敗に備えて保存している再送信用の通信データが不要であることを通知するものであり、電力線搬送通信システム全体の遅延には関係しないため、どのチャネルで送受しても良い。なお、図１に示す通信シーケンスでは、チャネルＡ（４１）を用いる例を示している。

次に、中継器３は、受信した送信データ２１ａのデータ量から、図２に示すチャネルＣ（４３）で送信することを判定する。そして、中継器３は、タイム・スロットＴ２（３１ｂ）の期間に、チャネルＣ（４３）を用いて送信データ２１ａを送信データ２２ａとして通信機２に送信する。

通信機２は、送信データ２２ａをデカプセル化して取り出した送信データ２３を電力線搬送通信システムの外にある受信側端末５に送信する。また、通信機２は、送信データ２２ａの受信が正常である場合に、ＡＣＫ信号２２ｂを中継器２に送信する。なお、ＡＣＫ信号２２ｂの送信は、前述のＡＣＫ信号２１ｂの場合と同様に、どのチャネルを用いて行っても良い。図に示す通信シーケンスでは、チャネルＤ（４４）を用いる例を示している。

送信データ２３に対応して受信側端末５からＡＣＫ信号２４が通信機２に送信されると、通信機２はＡＣＫ信号２４をカプセル化した状態でのデータ量に基づき、送信するチャネルを判定する。図１に示す場合では、図２に示すチャネルＤ（４４）で送信することを判定し、チャネルＤ（４４）のタイム・スロットＴ３（３２）の期間に、中継器３に対してＡＣＫ信号２４をカプセル化したＡＣＫ信号２５ａを送信する。ＡＣＫ信号２５ａを受信した中継器３は、ＡＣＫ信号２５ａのデータ量に基づき、図２に示すチャネルＢ（４２）で送信することを判定し、次の送信可能なタイム・スロットＴ３（３２）の期間に通信機１へＡＣＫ信号２５ａをＡＣＫ信号２６ａとして送信する。同時に、電力線搬送通信システムの制御信号として、中継器３はＡＣＫ信号２５ａを正常に受信したことに対してＡＣＫ信号２５ｂを通信機２に送信する。

次に、通信機１は、中継器３から送信されたＡＣＫ信号２６ａを受信すると、ＡＣＫ信号２６ａをデカプセル化してＡＣＫ信号２７として送信側端末４に送信する。同時に、電力線搬送通信システムの制御信号として、通信機１はＡＣＫ信号２５ａを正常に受信したことに対してＡＣＫ信号２６ｂを中継器２に送信する。なお、ＡＣＫ信号２５ｂ，２６ｂは、通信機２や中継器３が通信失敗に備えて保存している再送信用の通信データが不要であることを通知するものであり、電力線搬送通信システム全体の遅延には関係しないため、どのチャネルで送受しても良い。図１に示す通信シーケンスでは、チャネルＢ，Ｃ（４２，４４）を用いる例を示している。

図１に示す通信シーケンスの例では、１個の中継器３を通過して電力線搬送通信を行うことによる遅延時間は、Ｔ２×２＋Ｔ３×２となる。同期信号の時間Ｔ４（３３）が、タイム・スロットＴ２（３１）やタイム・スロットＴ３（３２）と比べて非常に短いとすれば、おおよそ２．５×Ｔ２の遅延時間となる。従来の電力線搬送通信では、タイム・スロットＴ２（３１）のチャネルのみを用いて通信を行うため、４×Ｔ２＋（受信側端末５のＡＣＫ信号２４を通信機２が受信してから次のタイム・スロットＴ２（３１）が始まるまでの待ち時間）の遅延が必要となる。そのため、両者を比較すると、本実施の形態に係る電力線搬送通信システムは、少なくとも２５％の遅延時間を短縮できる。なお、タイム・スロットＴ２（３１）とタイム・スロットＴ３（３２）との比が大きいほど、また、中継器３が多く設けられているほど、本実施の形態に係る電力線搬送通信システムによる遅延時間の短縮効果は大きくなり、５０％に近づく。即ち、本実施の形態に係る電力線搬送通信システムは、電力線搬送通信のネットワーク規模が大きくなるほど、電力線搬送通信の高速化の効果をより奏するものとなる。

次に、本実施の形態に係る電力線搬送通信システムの中継器３の構成について説明する。図３は、中継器３の機能構成を示したブロック図である。図３に示す中継器３は、電力線との間で高周波の通信信号を授受するための第１乃至第４の結合器５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂと、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）階層モデルにおける物理層の機能を担う物理層処理手段２１１ａ，２１１ｂ，２１２ａ，２１２ｂと、ＯＳＩ階層モデルにおけるデータリンク層を担うデータリンク層処理手段２２１ａ，２２１ｂ，２２２ａ，２２２ｂと、通信データを蓄積する通信データバッファ処理手段２３０と、機器制御部２４０とを備えている。

通信データバッファ処理手段２３０は、データリンク層処理手段２２１ａ，２２１ｂと、データリンク層処理手段２１２ａ，２１２ｂとの二組の手段の一方から通信データを受け取り、他方の手段に渡すまでの期間に通信データを蓄積する。また、機器制御部２４０は、物理層処理手段２１１ａ，２１１ｂ，２１２ａ，２１２ｂ、データリンク層処理手段２２１ａ，２２１ｂ，２２２ａ，２２２ｂ、通信データバッファ処理手段２３０を協調動作させるため装置である。

物理層処理手段２１１ａ，２１１ｂ，２１２ａ，２１２ｂは、内部にアナログの高周波信号をデジタル情報に変換するアナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）２５１ａ，２５１ｂ，２５２ａ，２５２ｂと、デジタル処理で作成した高周波信号の波形情報をアナログ信号に変換するデジタル・アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）２６１ａ，２６１ｂ，２６２ａ，２６２ｂとを備えている。さらに、物理層処理手段２１１ａ，２１１ｂ，２１２ａ，２１２ｂは、送信時にはデータリンク層処理手段２２１ａ，２２１ｂ，２２２ａ，２２２ｂから受け取った通信データに対して、デジタル処理で変調などを行ったデータをＤＡＣ２６１ａ，２６１ｂ，２６２ａ，２６２ｂに供給し、受信時にはＡＤＣ２５１ａ，２５１ｂ，２５２ａ，２５２ｂから受け取った波形データに対してデジタル処理で復調などを行ったデータをデータリンク層処理手段２２１ａ，２２１ｂ，２２２ａ，２２２ｂに渡すデジタル信号処理手段２７１ａ，２７１ｂ，２７２ａ，２７２ｂを備えている。そして、物理層処理手段２１１ａ，２１１ｂ，２１２ａ，２１２ｂは、送信時に結合器５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂとＤＡＣ２６１ａ，２６１ｂ，２６２ａ，２６２ｂとが接続され、受信時に結合器５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂとＡＤＣ２５１ａ，２５１ｂ，２５２ａ，２５２ｂとが接続される。

データリンク層処理手段２２１ａ，２２１ｂ，２２２ａ，２２２ｂは、受信した通信データの誤り検出を含む再送制御を行う。通信データバッファ手段２３０は、各チャネルに対応した通信データのバッファ２３１ａ，２３１ｂ，２３２ａ，２３２ｂを備えている。例えば、図３の左側に示す結合器５１ａ，５１ｂに接続されたチャネルＡもしくはチャネルＢから通信データを中継器３が受信した場合、通信データバッファ手段２３０は、データ量が基準Ｌよりも少なく、且つチャネルＤのバッファ２３２ｂに空きがあれば、チャネルＤのバッファ２３２ｂに当該通信データを蓄え、チャネルＤでの送信に備える。

一方、通信データバッファ手段２３０は、データ量が基準Ｌよりも小さいが、チャネルＤのバッファ２３２ｂに空きがなく、チャネルＣのバッファ２３２ａに空きがある場合、当該通信データをチャネルＣのバッファ２３２ａで蓄える。もし、当該通信データをチャネルＣで送信しない場合、電力線搬送通信システムの外部にある端末の再送信プロトコルで再送信となるため、本実施の形態に係る電力線搬送通信システムによる遅延時間の短縮の効果が得られない。

なお、基準Ｌより小さい通信データがタイム・スロットＴ２で送受信される場合が多発するネットワークに対して、本実施の形態に係る電力線搬送通信システムでは、タイム・スロットＴ３のチャネル帯域を広げ、タイム・スロットＴ２のチャネル帯域を狭めるように調整することで、電力線搬送通信システムによる遅延時間が短縮され、より多くの通信データに対して効果を発揮することができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、基準Ｌのデータ量より小さい通信データが、チャネルＡ，Ｃより通信容量の小さいチャネルＢ，Ｄで通信を行う条件として、チャネルＢのバッファ２３１ｂ又はチャネルＤのバッファ２３２ｂに空きが必要であった。一方、本実施の形態に係る電力線搬送通信システムでは、基準Ｌのデータ量より小さい通信データをチャネルＢ，Ｄを用いて通信させるために優先度を示す符号を通信データに付与している。例えば、優先符号を付した通信データがチャネルＤを用いて中継器３に送信された場合、中継器３では、チャネルＢから送信するためにチャネルＢのバッファ２３１ｂに当該通信データを蓄えなければならない。そのため、実施の形態１ではチャネルＢのバッファ２３１ｂに空きが必要であったが、本実施の形態では通信データに優先符号を付しているので、チャネルＢのバッファ２３１ｂに空きがない場合でも、当該優先符号より優先度の低いバッファ２３１ｂのデータをチャネルＡのバッファ２３１ａに移して、チャネルＢのバッファ２３１ｂに当該通信データを蓄える。

この優先符号を付加するのは、電力線搬送通信システムに新たなデータが入るときに、そのデータを入れる通信機１，２で付加する。例えば、図１の通信機１や通信機２において、カプセル化を行った後のデータ量から判定して、基準Ｌのデータ量より小さい場合は優先符号を付加する。これにより、制御信号のプロトコルなどの短い通信データが外部から送信されて来た場合、当該通信データを優先的にチャネルＢもしくはチャネルＤで送受信することができ、電力線搬送通信システムを通過する通信データの遅延時間を短くできる。

図４に、本実施の形態に係る電力線搬送通信システムを説明するための通信シーケンス図を示す。図４に示す通信シーケンスでは受信側端末５から送信されたＡＣＫ信号３４を通信機２が受信し、通信機２が当該ＡＣＫ信号３４をカプセル化し、優先符号を付したＡＣＫ信号３５ａを中継器３に送信する。

電力線搬送通信では、その通信経路が電力線に接続されているため、例えばインバータ電源やモータなどから発生する雑音の影響を受ける。そのため、電力線搬送通信では、この雑音に起因するデータ誤りが発生しやすい。図４に示す通信シーケンスでは、中継器３が受信したＡＣＫ信号３５ａにデータ誤りがあるのを検出して、通信機２に対して否定応答（ＮＡＣＫ：Negative ACKnowledgment）信号３５ｂを送信して、通信データ（ここではＡＣＫ信号３５ａ）の再送信要求を行っている。なお、データ誤りは、ＣＲＣ符号などにより検出することができる。

ＮＡＣＫ信号３５ｂを受信した通信機２は、ＡＣＫ信号３５ａと同じデータのＡＣＫ信号３５ｃを中継器３に再送信する。なお、再送信したＡＣＫ信号３５ｃにも優先符号は付与されている。中継器３は、受信したＡＣＫ信号３５ｃにデータ誤りがない場合、通信機２に対してＡＣＫ信号３５ｄを送付する。なお、通信制御のプロトコルであるＡＣＫ信号３５ｄに対して、優先符号を付したＡＣＫ信号３５ｃの方が電力線搬送通信システムの遅延時間に影響を与えるので中継器３では優先的に処理される。

そして、中継器３は、受信したＡＣＫ信号３５ｃに優先符号が付与されているため、通信データのデータ量に基づき使用するチャネルの判定を行わず、優先符号に基づきチャネルＢやチャネルＤを用いるか否かを判定する。例えば、図４に示す通信シーケンスでは、ＡＣＫ信号３５ｃがチャネルＤを用いて中継器３に送信されているとすると、中継器３はＡＣＫ信号３５ｃを優先的にチャネルＢのバッファ２３１ｂに蓄えられ、その後チャネルＢから送信される。

中継器３では、チャネルＢを用いてＡＣＫ信号３５ｃをＡＣＫ信号３６ａとして通信機１に送信する。なお、ＡＣＫ信号３５ｃには優先符号が付与されているが、この優先符号は中継器３を通過した後も継続的に付加されるので、ＡＣＫ信号３６ａにも当該優先符号が付与されている。

ＡＣＫ信号３６ａを受信した通信機１は、ＡＣＫ信号３６ａをデカプセル化してＡＣＫ信号３７として送信側４に付与すると共に、中継器３に対してＡＣＫ信号３６ｂを送信する。なお、正常に通信データを受信した際に送信されるＡＣＫ信号３５ｄ，３６ｂは、電力線搬送通信システムの遅延に関係しないため、チャネルＢもしくはチャネルＤを使う優先度は最も低い。これに対し、データ誤りによる再送信のＡＣＫ信号３５ｃは、再送信が生じた時点で、通信データの伝送に大きな遅延を生じさせるため、当該遅延を最小限とするために、ＮＡＣＫ信号３５ｂ及びＡＣＫ信号３５ｃの優先度は最も高い。これにより、本実施の形態に係る電力線搬送通信システムは、再送信を行う通信データが、その時点で最も遅延していると考えられるので、再送信を行う通信データにより高い優先度を与えることで、遅延時間の増加を回避できる効果がある。

本発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信システムの通信シーケンスを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信システムのチャネルを説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信システムの中継器のブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る電力線搬送通信システムの通信シーケンスを示す図である。

符号の説明

１，２ 通信機、３ 中継器、４ 送信側端末、５ 受信側端末、１０ 電力線搬送通信、１１，１２ 通信専用線を用いた通信、５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ 結合器、２１１ａ，２１１ｂ，２１２ａ，２１２ｂ 物理層処理手段、２２１ａ，２２１ｂ，２２２ａ，２２２ｂ データリンク層処理手段、２３０ 通信データバッファ処理手段、２４０ 機器制御部、２５１ａ，２５１ｂ，２５２ａ，２５２ｂ アナログ・デジタル・コンバータ、２６１ａ，２６１ｂ，２６２ａ，２６２ｂ デジタル・アナログ・コンバータ、２７１ａ，２７１ｂ，２７２ａ，２７２ｂ デジタル信号処理手段。

Claims (7)

1. 電力線で接続された複数の通信機と、
   前記電力線を介した前記通信機間の通信を複数の通信区間に分け、前記通信区間の相互間に少なくとも１つの中継器とを備える電力線搬送通信システムであって、
   前記中継器は、通信容量の異なる複数のチャネルを同時に用いて通信を行い、且つ通信データのデータ量に基づき前記チャネルを割り当て、通信容量がより大きい前記チャネルに対してより長いタイム・スロットを単位として前記通信データを送受信し、
   前記中継器は、通信容量の異なる２つの前記チャネルである第１チャネルと第２チャネルとを同時に用いて通信を行い、
   所定の基準以上のデータ量の前記通信データを、前記第２チャネルより通信容量の大きい前記第１チャネルで、前記所定の基準より小さいデータ量の前記通信データを前記第２チャネルでそれぞれ通信し、
   前記通信機及び前記中継器の相互間では、一定周期毎に同期信号が前記第１チャネルを用いて送受信され、
   前記第１チャネルは、前記同期信号の周期を１以上の整数ｎで分割したタイム・スロットを単位として前記通信データの送受信を行い、前記第２チャネルは、前記同期信号の周期を前記整数ｎよりも大きい整数ｍで分割したタイム・スロットを単位として送受信を行うことを特徴とする電力線搬送通信システム。
2. 請求項１に記載の電力線搬送通信システムであって、
   前記所定の基準より小さいデータ量の前記通信データが、前記第２チャネルの通信容量を超える場合は、当該超えた前記通信データを前記第１チャネルで通信することを特徴とする電力線搬送通信システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電力線搬送通信システムであって、
   前記所定の基準は、前記電力線搬送通信システムに用いるプロトコルで伝送制御に使用する前記通信データのデータ量であることを特徴とする電力線搬送通信システム。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の電力線搬送通信システムであって、
   前記第２チャネルのタイム・スロットは、前記第２チャネルの通信容量に相当するデータ量を有する前記通信データが、前記中継器を挟む前記通信機間を少なくとも１往復できる時間であり、且つ通信の方向及びタイミングが予め固定化されていることを特徴とする電力線搬送通信システム。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の電力線搬送通信システムであって、
   前記第２チャネルを用いて通信を行う前記通信データには優先符号を付与し、
   前記中継器は、前記通信データが通過する場合に前記優先符号を継承し、且つ前記第２チャネルの送信バッファが前記優先符号よりも優先度の低い前記通信データで占められている場合、前記送信バッファを占めている前記通信データを前記第１チャネルの送信バッファに移し、前記優先符号を付した前記通信データを前記第２チャネルの送信バッファに入れることを特徴とする電力線搬送通信システム。
6. 請求項５に記載の電力線搬送通信システムであって、
   前記優先符号が付された前記電力線搬送通信システム外からの前記通信データは、前記電力線搬送通信システムの伝送制御に使用する前記通信データである肯定応答（ＡＣＫ）よりも優先することを特徴とする電力線搬送通信システム。
7. 請求項６に記載の電力線搬送通信システムであって、
   前記電力線搬送通信システムに誤りが発生した場合に生じる、再送信を要求するための応答である前記通信データ、及び当該応答によって再送信される前記通信データは、他の前記通信データよりも高い優先度の前記優先符号が付与されることを特徴とする電力線搬送通信システム。

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