JPH03254526A - 配電線搬送受信信号抽出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、配電線搬送を利用した情報伝送において、あ
るフィーダに注入された信号の受信信号抽出方式に関す
る。

（従来の技術） 従来、配電線搬送を利用した情報伝送においては、商用
周波の高調波雑音、白色雑音、負荷変動による雑音など
多くの雑音が受信波形に含まれており、信号伝送速度を
上げようとする場合は、必要な信号以外の帯域の雑音は
フィルタを使用して除いたり、商用周波の高調波に対し
てもフィルタにより除去する方法などが行われているが
、信号と同じ帯域内にありかつレベルも大きい雑音があ
る場合にはフィルタの効果だけでは不充分である。

そこでＳ／Ｎ比を大きくとるために必要とする信号の送
信レベルを上げる方法もあるが、これには電力設備及び
保護装置等に悪影響を及ぼす恐れがあるために信号の送
信レベルは制限されて有効ではない。

（発明が解決しようとする課題） 上記のように、信号の伝送速度を上げるためにフィルタ
の使用及び信号の送信レベルを上げる方法の何れも充分
な効果を発揮できない、なお、信号の伝送速度を上げる
と、信号帯域幅を広げる必要があるため、帯域内雑音は
増加し、ビット誤り率が高くなる。従って誤り率をある
程度以下に抑えるためには現状以上に伝送速度を上げら
れないという問題があった。

本発明は上記従来の問題を解決するものであり、雑音レ
ベルが大きくまた信号周波数成分と同じ成分をもつ雑音
を含む波形から受信信号の抽出ができ、信号伝送速度の
高速化と高信頼性のシステムを可能にすることを目的と
するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を遠戚するために、各配電線路の線間
電圧あるいは配電線路に流れる電流から、各々の線路間
の伝達函数をモデル化しておき、雑音を含んだ信号の受
信時にこのモデルを利用して、必要とする信号の帯域内
に含まれる雑音を推定、除去し、必要とする信号のみを
抽出するようにしたものである。

（作　用） したがって、本発明によれば、雑音レベルが大きくまた
信号周波数成分と同じ成分をもつ雑音に対しても、雑音
を含んだ受信波形から必要とする信号を抽出することが
できる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の原理を示したものであり、
第１図（ａ）は配電線搬送の信号無伝送時の場合を、ま
た第１図（ｂ）はフィーダ（Ａ）で信号伝送の場合を示
している。第１図において、１はフィーダ（Ａ）、２は
フィーダ（Ｂ）、３はフィーダ（Ｃ，）、　４は主幹、
５は商用周波電源電圧、６はノイズ電圧、Ｚ、は電源イ
ンピーダンス、Ｚ□、ｚ２゜Ｚ、はそれぞれフィーダ（
Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の負荷インピーダンス（信号無伝
送時）、Ｚ□、はフィーダ（Ａ）の信号伝送時の負荷イ
ンピーダンスである。

第１図（ａ）の信号無伝送時において、電源側は商用周
波電圧（Ｖ）５とノイズ電圧（ＶＮ）６とがあり、フィ
ーダ（Ａ）１．（Ｂ）２．（Ｃ）３にはそれぞれ負荷イ
ンピーダンスＺ−，Ｚｓ、Ｚｓが接続され、各フィーダ
（Ａ）１．（Ｂ）２．（Ｃ）３にはそれぞれＸｓ　（ｔ
ｉＬ　ＸＩ　（ｔｘＬ　Ｘａ　（ｔｘ）ノミ流が流れ、
主幹４にはｘｘ（ｔｚ）の電流が流れている０次に第１
図（ｂ）において、フィーダ（Ａ）１の負荷インビーダ
ンＸＺ、、を、Ｌｓ＝ｚｘ（ｔ）十ΔＺ、（７）ように
信号に応じて変化させると、これによって信号電流Ｘ、
が流れる。このとき、フィーダ（Ａ）１にはノイズ分を
含む負荷電流又□と信号電流Ｘ、の和Ｘｔｌ（ｔ２）＝
　ＸＩ（ｔ２）＋　ＸＩ（ｔｌ）が流れる。また、フィ
ーダ（Ｂ）２及びフィーダ（Ｃ）３は、負荷のインピー
ダンス２２．２３はその間はとんど変化しないと考え、
ノイズ電圧（Ｖｌｌ）６による成分も含んだ電流Ｘ２□
（ｔ２）がフィーダ（Ｂ）２に、また電流ｘｌｌｓ（ｔ
ａ）がフィーダ（Ｃ）３に流れる。

ここで、実用上次のように考えることができる。

（ｉ）フィーダ（Ａ）１．（Ｂ）２．（Ｃ）３のそれぞ
れの負荷インピーダンスＺ　１　、Ｚ　ｘ　−Ｚ　ａ及
びノイズ電圧（Ｖｌｌ）６は時間的に変化するが、その
変動周波数はノイズ電圧（ｖｘ）６の方が高いため、負
荷インピーダンスＺ□、　Ｚ、、　Ｚ３は略々一定とす
る。

（ｉｉ）電源側のインピーダンスが低いので、各フィー
ダ間の電流は互いに干渉しない。

とすると、第１図（ａ）から信号無伝送時ｔ１の各フィ
ーダ（Ａ）１．（Ｂ）２．（Ｃ）３及び主幹４に流れる
電流Ｘ１（ｔユＬ　ＸＺ（ｊｌＬ　Ｘ）（ｊ□）−Ｘ、
（ｔ、）は次のように表すことができる。

ｘ、（ｔｘ）＝ｘ□（ｔ工）＋　Ｘ、　（ｔｘ）＋　Ｘ
３（ｔｔ）＝　（ｖ（ｔｔ）＋ｖｘ（ｔｘ））　ｙｔ、
−−・−（１−４）次に第１図（ｂ）の信号伝送時ｔ２
において、フィーダ（Ａ）１の負荷インピーダンス２工
、の変化によって信号を注入した場合、各フィーダ（Ａ
）１゜（Ｂ）２．（Ｃ）３及び主幹４に流れる電流をそ
れぞれＸｚｓ（ｔｚＬ　Ｘｚｔ（ｔｚＬ　Ｘａｉ（ｔｚ
）、Ｘｘｉ（ｔｚ）とすると、 また、　（２−１）式ないしく２−４）式により、ΔＺ 但し、Ｘｇ（ｔｚ）＝　ｆ　（Ｖ［ｔｉ）　＋ｖ＊（ｔ
ｚ））また、ｖｗ（ｔｚ）りｖ（ｔ、）、　ｚ、＞ΔＺ
８Ｘｇｉ（ｔｚ）　＝　Ｌ　ｇ（ｔｚ　）　＋　Ｌ　＊
（ｔｇ）＋　Ｘｌ　ｍ（ｔｇ）＝　（ｖ（ｔ、）＋ｖ、
（ｔ、））ｙＬ＋ｘ、（ｔ、）　　−−−−−−（２−
４）上記（１−１）式ないしく１−４）式から、フィー
ダ（Ａ）１とフィーダ（Ｂ）２．（Ｃ）３及び主幹４に
流れる電流の比を求めると、 （３−１）式と（４−１）式から 同様に（３−２）式と（４−２）式から２ ＝　ｚ、　　・・・・・・（３−１） １ また、（３−３）式と（４−３）式から上記から、一般
にｎ回路のフィーダがある場合には、信号無伝送時に各
フィーダに流れる電流Ｘ、（ｔ□）ｔ　Ｘ、（ｔユＬ　
Ｘｌ（ｔｚ）・・・・・・Ｘ　ｎ　（ｔｘ　）の測定値
と信号無送時各フィーダに流れる電流Ｘｔｓ（ｊｚＬＸ
ａｉ（ｔｚＬ　Ｘａｓ（ｔｚ）・・・・・・Ｘ□（ｔｇ
）の測定値から信号電流Ｘ　ｉ　（ｔｚ　）を算出する
ことができる。

実際の場合、信号無伝送時各フィーダおよび主幹に流れ
る電流Ｘ１（ｔｘＬ　Ｘ、（ｔ工Ｌｘａ（ｔよ）・・・
・・・Ｘｎ（ｊｘＬ　Ｘｇ（ｔｌ）を。

ｔｔ”ｔｕｔｓ　ｔａｇ’・・・・・ｔ□、のサンプリ
ング時刻毎に得られた時系列データとして次のように表
し、（Ｌ）　＝Ｘ１（ｔｍｘＬ　Ｌ（ｔＪ＊　Ｌ（ｔｚ
ａ）・・・・・・Ｌ（ｔｉ、）（Ｘｉ）　＝Ｌ（ｔｉｉ
）−Ｘｉ（ｔｘｇＬ　Ｌ（ｔｘａ）”””Ｌ（ｔｘｓ）
（Ｘｎｌ　”Ｘｇ（ｊｘｘＬ　Ｘｇ（ｉＪ＊　Ｘｇ（ｔ
ｘｓ）”””ＸｗｒＣｔｘｗｍ）上記時系列データを用
いて、　（３−１）式ないしく３−３）式で求めたよう
にインピーダンス比を表すと、となり、（５−１）Ｌ　
（５−２）式の中のＷ分などの電Ｚ　　　　。

流此の代りに］票なとのインピーダンス比を使用する。

具体的には、測定電流の時系列データからモデルによっ
てパラメータ同定を行い、上記インピーダンス比の推定
値を求める。このようにしていて、（５−１）、　（５
−２）、　（５−３）式によって信号電流ｘｉ（ｔｚ）
を求めたと同様にして、一般にｎ回路のフィーダがある
とした場合には１次式のようにＸ　ｌ　（ｔｚ　）が求
まる。

Ｌ（ｔｇ）＝Ｘ１１（ｔｇ）−（−ｉ）　−Ｘ２ＭＣｔ
ｓ）＋ｅｘ　・・・・−（６−１）１ −　Ｘａｓ（ｔｉ）＋　ｅ　ａ　・−−−−−ＣＧ−Ｃ
ｎ−１））１−　〔：＃〕 Ｚ□ ここで、ｅ１ｔｅｍ＋・・・ａｌｌｔｅｌｌｌは誤差で
ある。

今、誤差ｅ１ｔｅ２１・・・ｅ、、ｅ、が正規分布であ
ると仮定すると、信号電流の推定値は（６−１）、　（
６−２）・・・（６−（ｎ−１））、　（６−Ｍ）式の
平均値を求め、これを信号電流Ｘ１（ｔりの最適推定値
として採用する。この推定値をＸ　ｌ　（ｔｌ　）と表
すと、を示す。

第２図（ａ）から次式が成立する また第２図（ｂ）から次の式が成立する・・・・・・（
７） となる。

第２図は本発明の他の実施例の原理を示したものであり
、母線電圧を利用した例である。第２図（ａ）は配電線
搬送の信号無伝送時の場合を、また第２図（ｂ）はフィ
ーダ（Ａ）で信号伝送時の場合を示している。第２図に
おいて、第１図と同一の番号及び記号はそれぞれ第１図
の対応する番号及び記号と同じである。また、ｘｖ（ｔ
ｉ）は信号無伝送時の母線電圧、Ｘｖｇ（ｊｉ）は信号
伝送時の母線電圧・・・・・・　（９） ココテ、ΔＺ　＜　Ｚｘ　＋　Ｘｖｇ（ｔａ）”Ｆ　Ｖ
　（ｔｚ）　＋ＶＩｌ（ｔｚＬ　Ｖｗ（ｔｚ）（Ｖ（ｔ
ｌ）と考えられるので（９）式は と（９）式は （８）式と（１０）式とから １Ｘ□（ｔｌ） Ｘｉ（ｔｚ）＝Ｘｘｍ（ｔＪ　　Ｘｖｓ（ｔＪ＝Ｘｔｇ
（ｔｉ）−因０Ｘｖｓ（ｔｚ）Ｚ。

・・・・・・　（１１） （１１）式から、信号無伝送時の測定データ、フィーダ
（Ａ）１の電流ｘ　１（ｔｘ　＞と母線電圧Ｘ　Ｖ　（
ｔｉ　）と、信号伝送時の測定データ、フィーダ（Ａ）
１電流ｘｉｓ（ｔａ）と母線電圧Ｘ。（ｔ８）とを用い
て信号電流ｘｉ（ｔａ）を求めることができることがわ
かる。

さらにこの原理を実際に適用する場合には、第１図の実
施例の場合と同様に、１１＝１１□、ｔ工、。

・・・・・・ｔｌｌｌｌの各時刻におけるＸｌおよびＸ
ｖの時系列データを夫々法のように表すと。

（Ｘｘ）　＝Ｘｘ（ｔｘｘＬ　Ｘｌ（ｔｘｚＬ　””・
’Ｘｘ（ｔｘ　−）（Ｘｖ）＝Ｘｖ（ｔｘｚＬ　Ｘｖ（
ｔｘａＬ　・・・”’Ｘｖ（ｔｘｊこれらの時系列デー
タを用いて、インピーダンスの逆比　１　　＝　ｔ　（
（Ｘ　ｘ　））と表し、これをフィーダ２、　　　「「
汀 電流の場合と同様にモデルによってパラメータ同定を行
う、パラメータ同定によって得られた推定領を（１）と
すると（１１）式より Ｘｉ（ｔり＝Ｘｉｇ（ｔり−（±）ｘｖ＊（ｔｘ）　　
−−−−−−（１２）Ｚ工 が得られる。この結果を（７）式に加味して使用するこ
とができる。（７）式に加えて平均すると次の式を得る
。

の求め方を例にとって説明する。他のモデルも同様にし
て求めることができる。第３図はインピーる。第３図に
おいて、３１はインピーダンス比の推遅延素子、３３は
サンプル乗算回路、３４は総和回路、３５は減算器、３
６は自乗回路である。

モデルを決定する動作は、信号電流がないときの入力Ｘ
ｔ（ｔｌ）を使ってモデル出力Ｘｘ＊ｍ（ｔｉ）が、ｔ
□＝ｊ、□、ｔ１□ｔ　ｔ１３ｙ　’・・ｔｉ。の各時
刻でＸ、（ｔ□）の計測値との誤差の自乗和が最小にな
るようにパラメータａｌｌ　ａｍ’・・ａ、を決定する
ものである。このように、モデルの決定法は一般のノイ
ズキャンセラに用いられる方法と同じ方法を用いる。

のモデルが求められると、これを用いて、（６−１）〜
（６−ｎ）　、　（６−Ｍ）　、　（７）　、　（１３
）式から、信号が注入された場合の各フィーダ及び主幹
の測定電流Ｘｘｇ（ｉｉＬ　Ｘｚ＊（ｉｉＬ　・・・・
・・ｘ、（ｔ、）、　ｘｗ＊（ｔｓ）と測定母線電圧Ｘ
□（ｔｉ）から信号電流の最適な推定＾ 値ＸＩ（ｔｌ）を求めることができる。

第４図は信号電流の最適な推定値Ｘ　ｌ　（ｔｉ　）を
求めるブロック線図を示している。第４図において、４
１ないし４５はインピーダンス比推定値のモデル、総和
回路、 ４９は　　　回路である。

ｎ＋１ また、第４図のブロック線図において、場合に応じｘ、
、、ｘ、、　・−・−ｘ、、、ｘｖ、、ｘ□のうち一部
を選定して使用することも勿論可能である。

（発明の効果） 本発明は上記実施例から明らかなように、雑音レベルが
大きくまた信号周波数成分と同じ成分をもつ雑音を含ん
でいる場合でも、各フィーダに流れる電流と線間電圧か
ら雑音を推定、除去して信号を抽出することができる。

従って、配電線搬送の伝送速度と信頼性を上げることが
できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の原理図、第２図は本発明の
他の実施例の原理図、第３図は本発明の実施例における
インピーダンス比の推定値のモデルの求め方の図、第４
図は信号電流の最適推定値を求めるブロック線図である
。 １．２．３　・・・フィーダ、　４　・・・主幹、５・
・・商用周波電圧、　６　・・・ノイズ電圧、３１、４
１〜４５・・・インピーダンス比の推定値のモデル、３
２・・・　１サンプルタイム遅延素子、３３・・・サン
プル乗算回路、３４゜４８・・・総和回路、３５．４６
・・・減算器、Ｎ１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各配電線路の線間電圧あるいは配電線路に流れる電流か
   ら、各々の線路間の伝達函数をモデル化する手段と、信
   号の受信時に前記モデルを利用して受信波形に含まれる
   雑音を推定する手段とを用いて、受信波形から必要信号
   のみを抽出することを特徴とする配電線搬送受信信号抽
   出方式。