JP6536794B2 - 電力線通信装置、電力線通信方法および電力線通信プログラム - Google Patents

Description

本発明は、電力線通信装置、電力線通信方法および電力線通信プログラムに関する。

従来、伝送路として電力線を利用する電力線通信（ＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）または電力線搬送通信とも呼ぶ）が提案されている。電力線は、電力線に接続された複数の機器に対して電源を供給するための配線であり、屋外に設けられた送電網の電圧を降圧させる変圧器に接続されている。

このような電力線を利用した電力線通信は、例えば、ホームネットワーク（家庭内ＬＡＮ）に利用される。ホームネットワークには、電力線に接続された１台の親局と複数台の子局とを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−０８２５４９号公報

しかしながら、複数の親局が同じ通信周波数帯を用いて電力線通信を行うと、通信パケット同士の干渉が生じる場合があるという問題があった。通信パケットの干渉が生じると、電力線の通信トラフィックが増大するという問題がある。

そこで、本発明は、通信パケットの干渉を抑制することができる電力線通信装置、電力線通信方法および電力線通信プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る電力線通信装置は、電力線通信を行う電力線通信装置であって、前記電力線通信装置の通信状況を示す情報を含む干渉通知信号を前記電力線通信により送信する通信部を備える。

本発明の電力線通信装置、電力線通信方法および電力線通信プログラムは、通信パケットの干渉を抑制することができる。

実施の形態における複数の電力線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態における親局（メディアコンバータ）の構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態における親局の動作のうち、干渉通知信号の送信間隔の変更を行う場合の一例を示すフローチャートである。 実施の形態における干渉回避動作の一例である送信レベルの低減の処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態における自局の送受信範囲および他局の送受信範囲の一例を示す図である。 実施の形態における干渉回避動作の一例である受信感度の低減の処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態における自局の送受信範囲および他局の送受信範囲の一例を示す図である。 実施の形態における干渉回避動作の一例である送信頻度の低減の処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態における通信パケットの送信タイミングの一例を示す図である。 実施の形態において、３つの親局の送受信範囲の一例を示す図である。

以下では、本発明の実施の形態に係る電力線通信装置、電力線通信方法および電力線通信プログラムについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。

（実施の形態１）
実施の形態１の電力線通信装置、電力線通信方法および電力線通信プログラムについて、図１〜図７を用いて説明する。

［１．構成］
図１は、本実施の形態の電力線通信装置が属する電力線通信システムを含む複数の電力線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。

図１に示すように、電力供給元から電力線通信システムを含む需要家に電力を供給するための送電網１０に、送電網１０の交流電圧を降圧する変圧器２０Ａ〜２０Ｃが接続されている。

変圧器２０Ａ〜２０Ｃの各々には、電気機器（図示せず）に電力を供給するための電力線が接続されている。なお、以下の説明では、変圧器２０Ａに接続される電力線を電力線の第一区域１０Ａ、変圧器２０Ｂに接続される電力線を電力線の第二区域１０Ｂ、変圧器２０Ｃに接続される電力線を電力線の第二区域１０Ｃと称する。

電力線の各区域には、当該電力線の区域を利用する電力線通信システムが構築されている。

以下の説明では、電力線通信システム３０Ａを中心に説明する。このため、以下の説明では、適宜、電力線通信システム３０Ａを自システム、電力線通信システム３０Ａに属する親局４０Ａを自局、電力線通信システム３０Ｂおよび１０Ｃを他システム、電力線通信システム３０Ｂに属する親局４０Ｂおよび電力線通信システム３０Ｃに属する親局４０Ｃを他局と称する。

［１−１．電力線通信システム３０Ａ］
電力線通信システム３０Ａは、電力線の第一区域１０Ａを利用するシステムであり、例えば、家庭内ＬＡＮ等のホームネットワーク、あるいは、所定の施設に設けられる構内ネットワーク等である。

電力線通信システム３０Ａは、図１に示すように、親局４０Ａおよび子局５１Ａ〜５ｎＡ（ｎは任意の自然数）を備えている。親局４０Ａおよび子局５１Ａ〜５ｎＡは、電力線の第一区域１０Ａを利用して電力線通信を行う機器である。

親局４０Ａは、本実施の形態では、異なる伝送媒体の信号を相互に変換するメディアコンバータである。親局４０Ａは、本実施の形態では、信号方式を、電力線を伝送媒体とする電力線通信の信号方式と、インターネット網ＮＴを伝送媒体とするデータ通信の信号方式との間で変換する。また、親局４０Ａは、サーバ６０と子局５１Ａ〜５ｎＡとの間のデータ通信を中継する。

図２は、本実施の形態にかかる親局の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、親局４０Ａは、記憶部４１と、転送処理部４２と、第一通信部４３と、第二通信部４４とを備えている。

記憶部４１は、各種情報が記憶される記憶部であり、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）あるいはフラッシュメモリ等のメモリを用いて構成される。

転送処理部４２は、異なる伝送媒体の信号を相互に変換する。転送処理部４２は、ここでは、第一通信部４３と第二通信部４４との間で通信方式の変換を行う。具体的には、転送処理部４２は、第一通信部４３が受信した信号のプロトコルを、電力線通信のプロトコルからインターネットプロトコルに変換する。さらに、転送処理部４２は、第二通信部４４が受信した信号のプロトコルを、インターネットプロトコルから電力線通信のプロトコルに変換する。

転送処理部４２は、さらに、子局５１Ａ〜５ｎＡから送信されるハローパケットを用いて、マルチホップ通信の管理（通信ルートの決定）を行う。

本実施の形態では、子局５１Ａ〜５ｎＡは、定期的に自己の存在を示すハローパケットを送信するように構成されている。ハローパケットには、子局の固有のＩＤ、通信可能な他の子局の情報、通信速度等の情報が含まれている。

転送処理部４２は、通信ルートの決定を行う子局５ｉＡ（ｉ＝１〜ｎ）が、親局４０Ａとの間で直接的に電力線通信を行うことができない場合は、子局５ｉＡ宛のパケットを中継させる子局を決定する。親局４０Ａは、子局５ｉＡについて、中継させる子局が複数の場合はさらに中継順を決定する。なお、親局４０Ａから直接子局５ｉＡに対してパケットを送信可能な場合は、中継させる子局はないと決定する。ルートの決定は、既知の方法で行う。

なお、通信ルートの決定は、親局４０Ａの起動時、電力線通信システム３０Ａの構成の変更時（子局の追加、位置変更等）、および、第一区域１０Ａにおける通信トラフィックの増大時等に行っても構わない。

第一通信部４３は、電力線を伝送媒体とする電力線通信のための通信部であり、直交周波数分割多重方式あるいはスペクトラム拡散変調方式等の変調方式により信号を変調する変調回路と、干渉通知信号の制御を行う制御回路とを備えている。第一通信部４３は、電力線通信で利用可能な通信帯域の全域、あるいは、電力線通信で利用可能な通信帯域のうちの比較的広い帯域を利用して電力線通信を行う。

なお、第一通信部４３の制御回路は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｅｒｃｕｉｔ）等のハードウェアで構成されていても構わないし、コンピュータが電力線通信プログラムを実行することにより実現されても構わない。電力線通信プログラムは、電力線通信を制御するためのプログラムであり、干渉通知信号を生成するステップ、干渉通知信号の送信間隔を変更するステップ、および、送信間隔を決定するステップ等をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

第二通信部４４は、インターネット網ＮＴを伝送媒体とするデータ通信のための通信部である。

［１−２．電力線通信システム３０Ｂ］
電力線通信システム３０Ｂは、電力線通信システム３０Ａと同様に、ホームネットワークあるいは構内ネットワーク等である。電力線通信システム３０Ｂは、親局４０Ｂおよび子局５１Ｂ〜５ｐＢ（ｐは任意の自然数）を備えている。親局４０Ｂおよび子局５１Ｂ〜５ｐＢは、電力線の第二区域１０Ｂを利用して電力線通信を行う機器である。

親局４０Ｂの構成は、親局４０Ａの構成と同じである。電力線通信システム３０Ｂは、子局の数、親局および複数の子局の配置等を除き、電力線通信システム３０Ａと同じである。

［１−３．電力線通信システム３０Ｃ］
電力線通信システム３０Ｃは、電力線通信システム３０Ｂおよび３０Ｃと同様に、ホームネットワークあるいは構内ネットワーク等である。電力線通信システム３０Ｃは、親局４０Ｃおよび子局５１Ｃ〜５ｑＣ（ｑは任意の自然数）を備えている。親局４０Ｃおよび子局５１Ｃ〜５ｑＣは、電力線の第二区域１０Ｃを利用して電力線通信を行う機器である。

親局４０Ｃの構成は、親局４０Ａの構成と同じである。電力線通信システム３０Ｃは、子局の数、親局および複数の子局の配置等を除き、電力線通信システム３０Ａと同じである。

［２．動作］
電力線通信システム３０Ａの親局４０Ａの動作について説明する。親局４０Ａは、他の電力線通信システム３０Ｂおよび３０Ｃの親局４０Ｂおよび４０Ｃと通信パケットの干渉を抑制するための動作として、干渉通知信号の送信、および、他システムからの干渉通知信号の受信対応とを行う。

［２−１．干渉通知信号の送信］
親局４０Ａは、親局４０Ａ内の通信状況を示す情報を含む干渉通知信号を送信する。本実施の形態では、親局４０Ａは、ブロードキャストにより干渉通知信号を送信する。

［干渉通知信号の構成］
上述したように、干渉通知信号には、当該干渉通知信号を送信した親局内の通信状況を示す情報が含まれる。

通信状況を示す情報には、後述する干渉通知信号の送信タイミングを変更するための情報、後述する干渉回避動作を行うか否かの判定を行うための情報、および、干渉回避動作の内容を規定するための情報等が含まれる。

親局４０Ａ内の通信状況を示す情報には、本実施の形態では、第一区域１０Ａに接続された子局５１Ａ〜５ｎＡの台数、親局４０Ａおよび子局５１Ａ〜５ｎＡの送信エラー率、ノイズレベル、送信レベルおよび受信レベル、第一区域１０Ａにおける通信トラフィック占有率、および、第一区域１０Ａとは異なる第二区域１０Ｂあるいは１０Ｃに接続された他の親局４０Ｂあるいは４０Ｃから送信された当該他の親局４０Ｂあるいは４０Ｃ内の通信状況を示す情報の少なくとも１つが含まれる。

また、親局４０Ａ内の通信状況を示す情報には、さらに、送信レベルの出力範囲と現在の送信レベルを示す情報、受信感度の範囲と現在の受信感度、現在の送信頻度等を、通信状況を示す情報に含ませても構わない。これにより、他の親局４０Ｂあるいは４０Ｃにおける対応に応じて自局の対応を決定することが可能になり、過剰な送信レベル、受信感度あるいは送信頻度の低減を防止することが可能になる。

［干渉通知信号の送信タイミング］
干渉通知信号の送信タイミングは、例えば、親局４０Ａの起動時、特定の日時、特定の送信周期毎、外部からの指定された日時、および、未知の他の親局により送信された干渉通知信号を受信したとき等である。

また、本実施の形態では、親局４０Ａは、ハローパケットを干渉通知信号として利用しても構わない。ハローパケットは、マルチホップ通信方法において、子局の通信ルートの決定に用いられる信号である。親局４０Ａは、当該ハローパケットに自局の通信状況を示す情報を含ませることにより、ハローパケットを干渉通知信号として利用することが可能になる。この場合、干渉通知信号の送信タイミングは、ハローパケットの送信タイミングとなる。ハローパケットを干渉通知信号として利用すれば、通信トラフィックの増大を抑制できる。

なお、親局４０Ａは、ハローパケットを干渉通知信号として利用しながら、さらに、ハローパケットではない干渉通知信号を別の送信タイミングで送信しても構わない。

干渉通知信号を定期的に（特定の送信周期毎に）送信した場合、電力線通信システム３０Ａ〜３０Ｃの構成の変更および通信状況に対応することができる。また、例えば、サーバ６０により、深夜等の通信トラフィックが少ない時間帯、あるいは、電力線の第一区域１０Ａに接続された電気機器の動作が少ない時間帯（電力線の第一区域１０Ａにおける電圧変動の少ない時間帯）等を指定させることで、干渉通知信号の送信により通常のデータ通信が妨げられるのを防止できる。

さらに、未知の他の親局により送信された干渉通知信号を受信したときに干渉通知信号を送信すれば、未知の他の親局に自局の存在を速やかに通知することが可能になる。

なお、干渉通知信号の送信タイミングはこれらに限られるものではない。干渉通知信号の送信タイミングは、上述したタイミングの一部であっても構わないし、他の任意のタイミングが追加されても構わない。

［干渉通知信号の送信タイミングの変更］
親局４０Ａは、本実施の形態では、干渉通知信号の送信タイミングを、第一区域１０Ａにおける通信状況、および、他の親局４０Ｂあるいは４０Ｃから送信された干渉通知信号等に応じて変更する。

例えば、通信パケットの干渉が生じる可能性が比較的高いと考えられる場合に、干渉通知信号の送信間隔を短くする。このように構成すれば、自局あるいは他の親局において後述する干渉通知信号の受信時の対応を行うことにより、通信パケットの干渉を抑制することが可能になる。

干渉通知信号の送信タイミングの変更条件（例えば、通信パケットの干渉が生じる可能性が比較的高くなる状況であると判定できる条件）としては、例えば、通信トラフィック占有率が基準占有率（閾値）を上回る場合が考えられる。この場合、干渉通知信号の送信間隔を短くすることで、自局の通信負荷が大きいことを他局に通知し、他局に対応を促すことができる。

図３は、実施の形態における親局の動作のうち、干渉通知信号の送信間隔の変更を行う場合の一例を示すフローチャートである。図３では、自局、つまり、親局４０Ａの通信トラフィックに応じて干渉通知信号の送信間隔を変更している。

親局４０Ａの第一通信部４３は、第一区域１０Ａの通信トラフィック占有率が基準占有率を下回る場合は（Ｓ１の「ＮＯ」）、通常の送信間隔（第一送信間隔）で干渉通知信号を送信する（Ｓ２）。第一送信間隔は、例えば、３０分である。親局４０Ａの第一通信部４３は、第一区域１０Ａの通信トラフィック占有率が基準占有率を上回る場合に（Ｓ１のＹＥＳ）、第一送信間隔よりも短い第二送信間隔で干渉通知信号の送信を行う（Ｓ３）。第二送信間隔は、例えば、１０分である。

なお、基準占有率が複数設定されていても構わない。この場合、基準占有率によって規定される通信トラフィック占有率の区分ごとに、送信間隔を設定しても構わない。

なお、図３では、通信パケットの干渉が生じる可能性が比較的高くなる状況として、通信トラフィック占有率が基準占有率を上回る場合について示したが、これに限られるものではない。

干渉通知信号の送信タイミングの他の変更条件としては、他の電力線通信システム３０Ｂあるいは３０ＣにおけるＳＮＲが基準ＳＮＲ以下の場合、他の親局４０Ｂあるいは４０Ｃにおける受信エラー率が基準受信エラー率を上回る場合、他の電力線通信システム３０Ｂあるいは３０Ｃにおける通信トラフィック占有率が基準占有率（閾値）を上回る場合、自局の送信エラー率が基準送信エラー率を上回る場合、自局の受信エラー率が基準受信エラー率を上回る場合、他の電力線通信システム３０Ｂあるいは３０Ｃから受信した干渉通知信号の信号強度が基準信号強度以下である場合等が考えられる。

干渉通知信号の送信タイミングのさらに他の変更条件としては、ノイズレベルが基準ノイズレベルを上回る場合、通信トラフィック占有率の予測値が基準予測値を上回る場合等が考えられる。

干渉通知信号の送信タイミングの変更条件としては、他局（親局４０Ｂあるいは４０Ｃ）から送信された干渉通知信号を受信した場合も考えられる。この場合、親局４０Ａの第一通信部４３は、一定の期間あるいは他局から干渉通知信号の受信完了を示す受信完了信号を受け取るまで、干渉通知信号の送信間隔を短くする。特に、既知の他の親局がオフ状態からオン状態に切り替わった時などには、当該干渉通知信号が受信される前は通信の干渉が生じないが、当該干渉通知信号が受信された後は通信の干渉が生じる可能性がある。このように構成すれば、通信の干渉が生じる状況になったときに、速やかに他局に自局の存在を通知することが可能になる。

また、上述した送信タイミングの変更条件は、いずれも干渉通知信号の送信間隔を短くする場合を例示したが、これに限られるものではない。親局４０Ａは、例えば、他局から、一定数、自局の干渉通知信号を受信したことを示す受信完了信号を受信した場合には、干渉通知信号の送信間隔が長くなるように変更しても構わない。一定数の受信完了信号を受信した場合とは、通信の干渉が生じる可能性のある他システムの大半に自局の存在を通知できた場合であると考えられる。つまり、自局の存在を知らない他システムがないあるいは少ないため、干渉通知信号の送信間隔を長くすることができる。これにより、干渉通知信号の送信による通信トラフィックの増大を抑制できる。

なお、干渉通知信号の送信タイミングの変更条件は、これらに限られるものではない。

干渉通知信号の送信タイミングを変更するか否かの判定は、上述した条件の何れか１つを満たした場合、あるいは、複数の条件を組み合わせて行っても構わない。

また、図３では、送信間隔を、予め定められた送信間隔（１０分、３０分等）に変更する場合について説明したが、これに限られるものではない。送信間隔は、自局あるいは他局内の通信状況を示す情報に含まれるパラメータを用いて導出する（例えば、所定の関数を利用して導出する）ように構成しても構わない。

［２−２．受信完了信号の送信］
親局４０Ａは、他局から干渉通知信号を受信した場合、受信完了信号を送信する。これにより、他局に自局の存在を通知することができ、他局による干渉通知信号の送信回数を低減させることが可能になる。

［２−３．干渉回避動作］
親局４０Ａは、他の電力線通信システムに属する親局４０Ｂあるいは４０Ｃから送信された干渉通知信号を受信した場合、当該干渉通知信号に含まれる通信状況を示す情報を用いて、干渉回避動作を行うか否かを判定する。

親局４０Ａは、干渉回避動作を行うと判定した場合に、干渉回避動作を行う。干渉回避動作には、例えば、通信パケットの送信レベルの低減、通信パケットの受信感度の低減、通信パケットの送信頻度の低減、および、一定期間の通信パケットの送信の停止の何れかが含まれる。干渉回避動作に含まれる各動作の詳細については後述する。

親局４０Ａは、干渉回避動作を実行した場合、干渉回避動作を行うと判定された干渉通知信号を送信した他局から送信される別の干渉通知信号により、干渉回避動作が必要無いと判断されるまで、干渉回避動作を継続する。つまり、親局４０Ｂから送信された干渉通知信号に含まれる情報に基づいて干渉回避動作を実行した場合、親局４０Ｃから送信された干渉通知信号において干渉回避動作が必要無いと判断された場合であっても干渉回避動作は継続される。親局４０Ｂから送信された干渉通知信号において干渉回避動作が必要無いと判断された場合は、干渉回避動作から通常動作に復帰する。

［送信レベルの低減］
図４Ａは、実施の形態における送信レベルの低減の処理手順の一例を示すフローチャートである。図４Ｂは、実施の形態における自局（親局４０Ａ）および他の親局（親局４０Ｂ）の送受信範囲を示す図である。なお、図４Ｂでは、説明のため、親局４０Ａの送受信範囲と親局４０Ｃの送受信範囲とが重複しないことを前提として、親局４０Ｃの送受信範囲について図示していない。

本実施の形態では、親局４０Ａの第一通信部４３は、先ず、親局４０Ｂから送信された干渉通知信号から、送信レベルの低減を行うか否かを判定するための情報を取得する。ここでは、第一通信部４３は、送信レベルの低減を行うか否かを判定するための情報として、他システムの親局４０Ｂにおける受信ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ、信号雑音比、ノイズレベルに相当）（図４Ａでは他システムの受信ＳＮＲと記載）、他システムの親局４０Ｂにおける受信エラー率（図４Ａでは他システムの受信エラー率と記載）、および、第二区域１０Ｂにおける親局４０Ｂの通信トラフィック占有率（図４Ａでは他システムの通信トラフィック占有率と記載）を取得する。

第一通信部４３は、他システムの受信ＳＮＲが基準ＳＮＲより大きい場合は（Ｓ１１の「ＮＯ」）、送信レベルの低減は行わずに処理を終了する。ＳＮＲが大きく、ノイズの影響が小さい場合は、信号の干渉による通信への影響が非常に小さいと考えられるからである。基準ＳＮＲは、例えば、３０ｄＢである。なお、基準ＳＮＲは、３０ｄＢに限られるものではなく、信号の干渉による通信への影響が問題とならないレベルであれば構わない。基準ＳＮＲは、例えば、電力線通信システム３０Ａおよび３０Ｂにおいて要求される通信の精度、電力線通信システム３０Ａおよび３０Ｂが設置される施設の用途（家庭用、業務用等）に応じて任意に決定することができる。

第一通信部４３は、他システムの受信ＳＮＲが基準ＳＮＲ以下であると判定された場合において（Ｓ１１の「ＹＥＳ」）、他システムの受信エラー率が基準受信エラー率よりも小さいときは（Ｓ１２の「ＮＯ」）、送信レベルの低減は行わずに処理を終了する。受信エラー率が基準受信エラー率よりも小さい場合は、信号の干渉による通信への影響が非常に小さいと考えられるからである。基準受信エラー率は、例えば、１％である。基準受信エラー率は、１％に限られるものではなく、信号の干渉による通信への影響を考慮して、任意に決定することができる。

第一通信部４３は、他システムの受信エラー率が基準受信エラー率以上であると判定された場合において（Ｓ１２の「ＹＥＳ」）、第二区域１０Ｂにおける親局４０Ｂの通信トラフィック占有率が基準占有率よりも小さいときは、送信レベルの低減は行わずに処理を終了する。通信トラフィック占有率が基準占有率よりも小さい場合は、信号の干渉が生じにくいと考えられるからである。基準占有率は、例えば、５０％である。基準占有率は、５０％に限られるものではなく、任意に決定することができる。

第一通信部４３は、第二区域１０Ｂにおける親局４０Ｂの通信トラフィック占有率が基準占有率以上であると判定された場合に（Ｓ１３の「ＹＥＳ」）、送信レベルを低減する（Ｓ１４）。

なお、これらの３つの条件を全て満たす場合だけでなく、何れか１つあるいは２つを満たす場合に送信レベルの低減を行っても構わない。さらに、送信レベルの低減を行う条件はこれらに限られるものではない。他システムの子局の台数、送信エラー率、受信エラー率およびノイズレベル等の他の情報に応じて、送信レベルの低減を行うか否かの判定を行っても構わないし、これらの条件を任意に組み合わせても構わない。

図４Ｂの（ａ）は、送信レベルの低減を行う前の自局（親局４０Ａ）および他の親局（親局４０Ｂ）の送受信範囲の一例を示している。図４Ｂの（ｂ）は、送信レベルの低減を行った後の自局（親局４０Ａ）および他の親局（親局４０Ｂ）の送受信範囲の一例を示している。

図４Ｂにおいて、実線で示す範囲ＲＡＴは、親局４０Ａの送信範囲（干渉通知信号の到達範囲）を、二点鎖線で示す範囲ＲＡＲは、親局４０Ａの受信範囲（干渉通知信号の受信範囲）を示している。また、実践で示す範囲ＲＢＴは、親局４０Ｂの送信範囲を、二点鎖線で示す範囲ＲＢＲは、親局４０Ｂの受信範囲を示している。

図４Ｂの（ａ）に示すように、送信レベルの低減を行う前は、親局４０Ａの送信範囲ＲＡＴと親局４０Ｂの受信範囲ＲＢＲとが重複しており、親局４０Ａから送信される通信パケットを親局４０Ｂが受信できる状態となっている。

これに対し、図４Ｂの（ｂ）に示すように、送信レベルの低減を行った後は、親局４０Ａの送信範囲ＲＡＴと親局４０Ｂの受信範囲ＲＢＲとが重複せず、親局４０Ａから送信される通信パケットを親局４０Ｂが受信できない状態となっている。これにより、親局４０Ａから送信された通信パケットが、親局４０Ｂの通信に影響を与えるのを抑制する（通信パケットの干渉を抑制する）ことができる。さらに、親局４０Ａが属する電力線通信システム３０Ａの情報が他の電力線通信システム３０Ｂあるいは３０Ｃに漏洩するのを防止することができる。

［受信感度の低減］
図５Ａは、実施の形態における受信感度の低減の処理手順の一例を示すフローチャートである。図５Ｂは、実施の形態における自局（親局４０Ａ）および他の親局（親局４０Ｂ）の送受信範囲を示す図である。なお、図５Ｂでは、説明のため、親局４０Ａの送受信範囲と親局４０Ｃの送受信範囲とが重複しないことを前提として、親局４０Ｃの送受信範囲について図示していない。

本実施の形態では、親局４０Ａの第一通信部４３は、先ず、親局４０Ｂから送信された干渉通知信号から、受信感度の低減を行うか否かを判定するための情報を取得する。ここでは、第一通信部４３は、受信感度の低減を行うか否かを判定するための情報として、自システムの親局４０Ａにおける受信ＳＮＲ（図５Ａでは自システムの受信ＳＮＲと記載）、自システムの親局４０Ａにおける受信エラー率（図５Ａでは自システムの受信エラー率と記載）、および、親局４０Ｂから送信された干渉通知信号の信号強度（図５Ａでは他システムの信号強度と記載）を取得する。

第一通信部４３は、自システムの受信ＳＮＲが基準ＳＮＲ以上であり（Ｓ２１の「ＹＥＳ」）、かつ、自システムの受信エラー率が基準受信エラー率以上であり（Ｓ２２の「ＹＥＳ」）、かつ、他システムの信号強度が基準強度以上である場合（Ｓ２３の「ＹＥＳ」）に、受信感度を低減する（Ｓ２４）。

基準ＳＮＲは、例えば、３０ｄＢである。基準受信エラー率は、例えば、１％である。基準信号強度は、例えば、３０ｄＢμＶである。なお、これらの基準率あるいは基準値は、これらに限られるものではない。また、送信レベルの低減における基準率あるいは基準値と必ずしも同じ値にする必要はない。

自システムの受信ＳＮＲが基準ＳＮＲより小さい場合、自システムの受信エラー率が基準受信エラー率より小さい場合、および、他システムの信号強度が基準強度より小さい場合は、通信の干渉による影響が小さい、あるいは、通信の干渉が生じにくいと考えられる場合である。このような場合には、第一通信部４３は、受信感度の低減を行う必要が無いと判断する。

なお、送信レベルの低減の場合と同様に、任意の条件を追加しても構わないし、これらの１または複数の条件を任意に組み合わせても構わない。

図５Ｂの（ａ）は、受信感度の低減を行う前の自局（親局４０Ａ）および他の親局（親局４０Ｂ）の送受信範囲の一例を示している。図５Ｂの（ｂ）は、受信感度の低減を行った後の自局（親局４０Ａ）および他の親局（親局４０Ｂ）の送受信範囲の一例を示している。

図５Ｂにおいて、実線で示す範囲ＲＡＴは、親局４０Ａの送信範囲（干渉通知信号の到達範囲）を、二点鎖線で示す範囲ＲＡＲは、親局４０Ａの受信範囲（干渉通知信号の受信範囲）を示している。また、実践で示す範囲ＲＢＴは、親局４０Ｂの送信範囲を、二点鎖線で示す範囲ＲＢＲは、親局４０Ｂの受信範囲を示している。

図５Ｂの（ａ）に示すように、受信感度の低減を行う前は、親局４０Ａの受信範囲ＲＡＲと親局４０Ｂの送信範囲ＲＢＴとが重複しており、親局４０Ｂから送信される通信パケットを親局４０Ａが受信できる状態となっている。

これに対し、図５Ｂの（ｂ）に示すように、受信感度の低減を行った後は、親局４０Ａの受信範囲ＲＡＲと親局４０Ｂの送信範囲ＲＢＴとが重複せず、親局４０Ｂから送信される通信パケットが親局４０Ａに到達しない状態となっている。このように構成すれば、親局４０Ｂから送信される通信パケットが、親局４０Ａの電力線通信に影響を与えるのを抑制する（通信パケットの干渉を抑制する）ことができる。

［送信頻度の低減］
図６Ａは、実施の形態における送信頻度の低減の処理手順の一例を示すフローチャートである。図６Ｂは、通信パケットの送信タイミングの一例を示す図である。なお、図６Ｂでは、説明のため、親局４０Ｃの通信トラフィックの負荷が非常に低いことを前提として、親局４０Ｃについては図示していない。

本実施の形態では、親局４０Ａの第一通信部４３は、先ず、親局４０Ｂから送信された干渉通知信号から、送信頻度の低減を行うか否かを判定するための情報を取得する。ここでは、第一通信部４３は、送信頻度の低減を行うか否かを判定するための情報として、他システムの子局の台数、他システムの親局４０Ｂにおける受信エラー率（図６Ａでは他システムの受信エラー率と記載）、および、第二区域１０Ｂにおける親局４０Ｂの通信トラフィック占有率（図６Ａでは他システムの通信トラフィック占有率と記載）を取得する。

第一通信部４３は、他システムの子局の台数が自システムの子局の台数よりも多く（Ｓ３１の「ＹＥＳ」）、かつ、他システムの受信エラー率が基準受信エラー率以上であり（Ｓ３２の「ＹＥＳ」）、かつ、第二区域１０Ｂにおける親局４０Ｂの通信トラフィック占有率が基準占有率以上である場合（Ｓ３３の「ＹＥＳ」）に、送信頻度を低減する（Ｓ３４）。

基準受信エラー率は、例えば、１％である。基準占有率は、例えば、５０％である。なお、これらの基準率あるいは基準値は、これらに限られるものではない。また、送信レベルの低減あるいは受信感度の低減における基準率あるいは基準値と必ずしも同じ値にする必要はない。

他システムの子局の台数が自システムの子局の台数より多い場合、自システムの受信エラー率が基準受信エラー率以上である場合、および、他システムのトラフィック占有率が基準占有率以上である場合は、他システムにおける通信トラフィックが非常に多くなっている場合であると考えられる。このような場合には、自システムにおける送信頻度を低減することで、通信パケットの干渉を抑制することができる。

なお、送信レベルの低減および受信感度の低減の場合と同様に、任意の条件を追加しても構わないし、これらの１または複数の条件を任意に組み合わせても構わない。

図６Ｂの（ａ）は、送信頻度の低減を行う前の自局（親局４０Ａ）および他の親局（親局４０Ｂ）の通信パケットの送信タイミングの一例を示している。図６Ｂの（ｂ）は、送信頻度の低減を行った後の自局（親局４０Ａ）および他の親局（親局４０Ｂ）の通信パケットの送信タイミングの一例を示している。

図６Ｂにおいて、ＰＡは親局４０Ａから送信される通信パケットであり、ＰＢは親局４０Ｂから送信される通信パケットである。また、図６Ｂでは、比較のため、時刻について、送信頻度の低減を行う前後で同じ符号を割り当てている。

図６Ｂの（ａ）に示す例では、送信頻度の低減を行う前は、親局４０Ａは、親局４０Ｂの通信パケットの送信タイミング（時刻ｔ１、ｔ３、ｔ５、・・・）の間（時刻ｔ２、ｔ４、ｔ６）で、通信パケットを送信している。

これに対し、送信頻度の低減を行った後は、図６Ｂの（ｂ）に示すように、親局４０Ａは、親局４０Ｂの通信パケットの送信タイミング（時刻ｔ１、ｔ３、ｔ５、・・・）の間（時刻ｔ２、ｔ４、ｔ６）のうち、時刻ｔ２で通信パケットを送信し、時刻ｔ４およびｔ６では通信パケットを送信していない。この例では、送信頻度は、１／３以下に低減されている。

このように、他局の通信負荷が大きい場合に、自局の送信頻度を低減する、つまり、送信間隔を長くすることで、他局の通信負荷を低減させることが可能になる。これにより、他局の受信エラー率を低減することが可能になる。

［一定期間の通信パケットの送信停止］
上記送信頻度の低減では、親局４０Ａは、通信パケットの送信間隔を伸していたが、一定期間、通信パケットの送信停止を行うように構成しても構わない。

例えば、図６Ａにおいて、ステップＳ３４の送信頻度の低減に代えて、一定期間通信パケットの送信を停止しても構わない。

あるいは、一定期間の通信パケットの送信停止は、送信頻度が０の場合に対応することから、図６Ａにおいて、さらに、子局の台数の差（他システムの子局の台数−自システムの子局の台数）が基準差よりも大きく、かつ、他システムの受信エラー率が基準受信エラー率よりも大きい第二基準受信エラー率以上であり、かつ、他システムのトラフィック占有率が基準占有率よりも大きい第二基準占有率以上の場合に、一定期間通信パケットの送信停止を行うように構成しても構わない。

この場合においても、他局の通信負荷が大きい場合に、自局の送信頻度を低減する、つまり、送信間隔を長くすることで、他局の通信負荷を低減させることが可能になる。

［複数の親局において干渉回避動作を実行した場合］
なお、上記干渉回避動作の説明では、親局４０Ａが干渉回避動作を行う場合について説明した。図４Ｂに示す送信レベルの低減を行う場合、親局４０Ａは、親局４０Ｂから送信される通信パケットを受信できるが、図５Ｂに示す受信感度の低減を組み合わせて行えば、親局４０Ｂが属する他システムの情報が、親局４０Ａが属する電力線通信システム３０Ａに漏洩するのを防止できる。

これに対し、複数の親局の間で協調して干渉回避動作を行っても構わない。複数の親局の間で協調して干渉回避動作を行う場合には、干渉通知信号に、通信状況を示す情報として、当該干渉通知信号を送信した親局における送信レベルの出力範囲と現在の送信レベルを示す情報、受信感度の範囲と現在の受信感度、現在の送信頻度等、実行する干渉回避動作の情報を含ませることが好ましい。

図７は、本実施の形態における親局４０Ａ〜４０Ｃの送受信範囲の一例を示す図である。図７の（ａ）は、干渉回避動作を行う前の親局４０Ａ〜４０Ｃの送受信範囲の一例を示している。図７の（ｂ）は、親局４０Ａおよび４０Ｃにおいて協調して干渉回避動作を行った場合の親局４０Ａ〜４０Ｃの送受信範囲の一例を示している。

ここでは、親局４０Ａおよび４０Ｃは、自システムにおける情報漏洩を防止するため、供に、送信レベルの低減および受信感度の低減のうち、送信レベルの低減を優先的に行うように構成されている。また、送信頻度の低減は、送信レベルの低減および受信感度の低減と並行して実行するように構成されている。

図７の（ｂ）に示す場合、図４Ｂあるいは図５Ｂの場合に比べ、親局４０Ａおよび４０Ｃのいずれも、通信パケットが他システムに到達しないようになっている。また、この場合、受信感度の低減の優先順位を下げることで、マルチホップ通信方法による子局の通信ルートの決定の柔軟度を上げることができる。さらに、他局の対応を考慮することで、過剰な送信レベルの低減あるいは受信感度の低減を抑制することができる。

さらに、例えば、親局４０Ａにおいて送信レベルの低減を行っても、親局４０Ｃの受信範囲に通信パケットが到達してしまう場合には、親局４０Ｃにおいて受信感度の低減を行うことで、親局４０Ａと親局４０Ｃとの間の通信の干渉をより確実に抑制できる。つまり、自局において優先順位の高い動作を実行しても通信の干渉が生じる場合に、相手局（他局）に当該通信状況を通知することにより、相手局が対応することが可能になる。

なお、逆に、親局４０Ａにおいて受信感度の低減を行っても、親局４０Ａの受信範囲に親局４０Ｃの通信パケットが到達してしまう場合に、親局４０Ｃにおいて送信レベルの低減を行うように構成しても構わない。

［干渉回避動作の他の例］
上述した干渉回避動作では、１つの基準値に基づいて送信レベル、受信感度あるいは送信頻度の低減を行ったが、複数の基準値を用いて、複数段階で送信レベル、受信感度あるいは送信頻度を低減させても構わない。

［４．効果等］
上記実施の形態では、親局４０Ａが、自局内の通信状況を示す情報を含む干渉通知信号を送信する。自局の通信状況を示す情報が含まれることで、他局において、自局の通信状況に応じた干渉回避動作を行うことが可能になる。

特に、電力線通信において利用可能な通信帯域のうちの比較的広い帯域を利用して通信パケットの送信を行う場合は、通信パケットの干渉が生じ易いため、有用である。

なお、従来技術のように所属するグループを示す情報を通知する場合には、自局が属する電力線通信システム３０Ａ以外の他システムから送信された情報を利用しないように構成することはできるが、通信パケットの干渉回避動作を適切に行うのは困難である。本実施の形態では、例えば、通信状況を示す情報として、自システムの通信トラフィック占有率を含ませることで、干渉回避動作が必要であるか否かを判定することが可能になる。あるいは、通信状況を示す情報を用いて、どの程度の干渉回避動作を行うか（通信パケットの送信レベルをどの程度まで下げるか等）を適宜決定することも可能になる。

（その他の実施の形態）
以上、本発明に係る電力線通信装置について、上記実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

上記の実施の形態では、電力線通信装置が親局であり、マルチホップ通信方法による電力線通信を行う場合について説明したが、これに限られるものではない。また、電力線通信装置がメディアコンバータである場合を例に説明したが、これに限られるものではない。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ 親局（電力線通信装置）
５１Ａ、５ｉＡ、５１Ｂ、５１Ｃ 子局

Claims (13)

1. 電力線通信を行う電力線通信装置であって、
   前記電力線通信装置の通信状況を示す情報を含む干渉通知信号を前記電力線通信により送信する通信部を備え、
   前記電力線通信装置は、電力線の第一区域に接続された複数の子局との間で電力線通信を行う親局であり、
   前記干渉通知信号は、前記第一区域とは異なる第二区域に接続された他の電力線通信装置に、前記電力線通信装置と前記他の電力線通信装置との間における通信の状況に関する情報を知らせるための信号であり、
   前記通信部は、予め定められた日時、予め定められた周期毎、外部から指定された日時、および、未知の他の電力線通信装置により送信された前記干渉通知信号を受信したときの少なくとも何れか１つにおいて前記干渉通知信号を送信する、
   電力線通信装置。
2. 電力線通信を行う電力線通信装置であって、
   前記電力線通信装置の通信状況を示す情報を含む干渉通知信号を前記電力線通信により送信する通信部を備え、
   前記電力線通信装置は、電力線の第一区域に接続された複数の子局との間で電力線通信を行う親局であり、
   前記干渉通知信号は、前記第一区域とは異なる第二区域に接続された他の電力線通信装置に、前記電力線通信装置と前記他の電力線通信装置との間における通信の状況に関する情報を知らせるための信号であり、
   前記通信状況を示す情報には、
   前記複数の子局の台数、
   前記電力線通信装置および前記複数の子局の送信エラー率、受信エラー率、ノイズレベル、送信レベルおよび受信レベル、
   前記第一区域における前記電力線通信装置の通信トラフィック占有率、および、
   前記他の電力線通信装置から送信された干渉通知信号に含まれる当該他の電力線通信装置内の通信状況を示す情報のうちの少なくとも１つが含まれる、
   電力線通信装置。
3. 電力線通信を行う電力線通信装置であって、
   前記電力線通信装置の通信状況を示す情報を含む干渉通知信号を前記電力線通信により送信する通信部を備え、
   前記電力線通信装置は、電力線の第一区域に接続された複数の子局との間で電力線通信を行う親局であり、
   前記干渉通知信号は、前記第一区域とは異なる第二区域に接続された他の電力線通信装置に、前記電力線通信装置と前記他の電力線通信装置との間における通信の状況に関する情報を知らせるための信号であり、
   前記通信部は、前記干渉通知信号を定期的に送信し、前記通信状況を示す情報に応じて前記干渉通知信号の送信間隔を変更する、
   電力線通信装置。
4. 前記通信部は、前記第一区域における前記電力線通信装置の通信トラフィック占有率が基準占有率を上回る場合に、前記干渉通知信号の送信間隔を短くする、
   請求項３に記載の電力線通信装置。
5. 電力線通信を行う電力線通信装置であって、
   前記電力線通信装置の通信状況を示す情報を含む干渉通知信号を前記電力線通信により送信する通信部を備え、
   前記電力線通信装置は、電力線の第一区域に接続された複数の子局との間で電力線通信を行う親局であり、
   前記干渉通知信号は、前記第一区域とは異なる第二区域に接続された他の電力線通信装置に、前記電力線通信装置と前記他の電力線通信装置との間における通信の状況に関する情報を知らせるための信号であり、
   前記通信部は、前記干渉通知信号を定期的に送信し、前記他の電力線通信装置から送信された干渉通知信号に応じて前記干渉通知信号の送信間隔を変更する、
   電力線通信装置。
6. 前記通信部は、前記他の電力線通信装置により送信されたハローパケットに当該他の電力線通信装置の通信状況を示す情報が含まれている場合は、前記干渉通知信号の送信間隔を短くする、
   請求項５に記載の電力線通信装置。
7. 前記通信部は、前記他の電力線通信装置から送信された前記干渉通知信号を受信したことを示す受信完了信号を一定数以上受信した場合に、前記干渉通知信号の送信間隔を長くする、
   請求項５または６に記載の電力線通信装置。
8. 前記通信部は、前記他の電力線通信装置により送信された前記干渉通知信号を受信した場合に、前記干渉通知信号を受信したことを示す受信完了信号を送信する、
   請求項１〜７の何れか１項に記載の電力線通信装置。
9. 電力線通信を行う電力線通信装置であって、
   前記電力線通信装置の通信状況を示す情報を含む干渉通知信号を前記電力線通信により送信する通信部を備え、
   前記電力線通信装置は、電力線の第一区域に接続された複数の子局との間で電力線通信を行う親局であり、
   前記干渉通知信号は、前記第一区域とは異なる第二区域に接続された他の電力線通信装置に、前記電力線通信装置と前記他の電力線通信装置との間における通信の状況に関する情報を知らせるための信号であり、
   前記電力線通信装置は、前記複数の子局とマルチホップ通信方法を用いて前記電力線通
   信を行い、
   前記通信部は、前記複数の子局における通信ルートを決定するためのハローパケットに、前記電力線通信装置の通信状況を示す情報を含ませることにより、前記ハローパケットを前記干渉通知信号として送信する、
   電力線通信装置。
10. 前記通信部は、前記他の電力線通信装置から送信された干渉通知信号に含まれる前記通信状況を示す情報を用いて、通信パケットの送信レベルの低減、前記通信パケットの受信感度の低減、前記通信パケットの送信頻度の低減、および、一定期間の通信パケットの送信の停止の何れかを含む干渉回避動作を行う、
    請求項１〜９の何れか１項に記載の電力線通信装置。
11. 前記第一区域および前記第二区域は、送電網の電圧を降圧する変圧器により区分される領域であり、
    前記電力線通信装置は、前記複数の子局よりも前記変圧器に近い位置で前記第一区域に接続されている、
    請求項１〜１０の何れか１項に記載の電力線通信装置。
12. 電力線の第一区域を利用して電力線通信を行う電力線通信装置により実行される電力線通信方法であって、
    前記電力線通信装置の通信状況を示す情報を含む干渉通知信号を前記電力線通信により送信するステップを含む、
    前記電力線通信装置は、電力線の第一区域に接続された複数の子局との間で電力線通信を行う親局であり、
    前記干渉通知信号は、前記第一区域とは異なる第二区域に接続された他の電力線通信装置に、前記電力線通信装置と前記他の電力線通信装置との間における通信の状況に関する情報を知らせるための信号であり、
    前記ステップでは、予め定められた日時、予め定められた周期毎、外部から指定された日時、および、未知の他の電力線通信装置により送信された前記干渉通知信号を受信したときの少なくとも何れか１つにおいて前記干渉通知信号を送信する、
    電力線通信方法。
13. 請求項１２に記載の電力線通信方法をコンピュータに実行させるための電力線通信プログラム。

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