JPH0446493B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ホームオートメーシヨンシステムに
用いる電力線搬送による通信信号のブースターに
関するものである。

従来の技術 ホームオートメーシヨンシステムにおける電力
線搬送通信の信号形態は、例えば、第９図に示す
ように、50Hz又は60Hzの電源電圧波形３１のゼロ
クロス点３２を基準に２つの異なる特定時間位置
を送信時間幅2.8msの通信タイミング３４とし
て、この電源電圧波形３１の各半サイクルの前半
または後半の２つの通信タイミング３４のどちら
に高周波キヤリア（以下、信号またはパルスとい
う）のASK方式による通信データ３３を重畳さ
せてあるかにより、デジタルデータの“１”と
“０”とを区別して送るASKパルス位置変調によ
るデジタルデータ通信となつており、同図ｂ及び
ｃのように受信側は送出された送信時間幅2.8ms
の信号パルスの半数程度（必要最低受信時間
1.3ms）を受信できれば、それをデータと見なす
という構造となつている。このような方式の通信
では、電力線に接続された負荷（家電製品）のイ
ンピーダンスや、電力線の長大化に伴なうインピ
ーダンスによる信号レベルの減衰には対処でき
ず、更に、受信感度は、電力線搬送路上のノイズ
レベルにより制限され、送信出力強度は隣接家屋
との混信防止の点から制限されるため、通信距離
も自ずと限定され、システムの空間的拡張に限界
があつた。

そこで、ある端末から別の端末までの距離が遠
くて通信データが減衰して届かない場合、第８図
ａに示すように電力線搬送用増幅器４０を電力線
搬送路１の途中に挿入することが考えられる。

この電力線搬送用増幅器４０は、同図ｂに示す
ように、電力線搬送路１を分断するようにローパ
スフイルタ４１を挿入して、交流電流は通すが通
信データは通さないようにし、制御手段４２によ
りコントロールされ、互いに逆方向に接続され
て、一方の電力線搬送路１上の信号を他方の電力
線搬送路１に増幅して送出する一対のアンプ４３
をローパスフイルタ４１の両端に接続して構成さ
れている。制御手段４２は一方のアンプ４３が作
動中は他方のアンプ４３を停止させ、２台のアン
プ４３の同時動作による発振現象を防ぐものであ
る。

この電力線搬送用増幅器４０により、電力線搬
送線路１上の減衰した通信データは増幅されて他
方に送出され、遠方まで届くようになる。

発明が解決しようとする問題点 このような型式の電力線搬送用増幅器４０は、
内蔵するローパスフイルタ４１の容量を電力線搬
送路１の電流容量に合わせて大きめに設定しなく
てはならず、また同時には作動しない２台のアン
プを設けることは無駄であり、全体として、大
型・大重量・高コストとなるという問題点があつ
た。

また、電力線を切断して挿入しなければならな
いが、この切断位置や、それに伴なう設置場所に
制約され、ときには増幅器として充分に機能しな
いことが生じるという問題点もあつた。

本発明は、上記問題点を解消するもので、小
型・軽量・低コストで、設置場所を選ばずに設置
できるとともに、システムの通信距離の延伸と、
システムの空間的拡張性を高めることを目的とす
るものである。

問題点を解決するための手段 本発明のブースターは、電力線搬送路上に取付
け、受信手段で受信した１ビツト毎の信号を、そ
の信号の持続パルス数または持続時間の大小を計
測してノイズとデータとに早期（通常の受信端末
器が正規のデータと認識するために最低限必要と
する時間より短い時間）に判別し、データと判定
した場合、受信中の信号１ビツトの通信タイミン
グの残り時間内に送信手段を作動させ、ノイズと
判定した場合や通信タイミング以外では送信の機
能を停止させるものである。

作 用 上記手段により、システムとしての受信感度や
送信出力強度の制約を受けることなく、その通信
距離を延伸し、システムの空間的拡張性を確保す
ることができるものである。

実施例 第１図は第１の発明の電力線搬送用ブースター
の一実施例を示すブロツク図である。図におい
て、１は信号伝送路と電力線路が同一の電力線搬
送路、２は電力線搬送路１上のコンセント、３は
電力線搬送用ブースター１０をコンセント２に接
続するプラグである。前記電力線搬送用ブースタ
ー１０は、電力線搬送路１に接続される送信手段
７および受信手段４と受信手段４が受信したキヤ
リア信号の信号パルス数または信号の持続時間
を、通常の受信端末器が正規のデータと認識する
ために最低限必要とするパルス数または持続時間
より少なく設定された基準値と比較して、基準値
に達しているか否かによりデータとノイズとに早
期に判別・区分（以下、予測判別という）し、デ
ータと判断すれば直ちに送信手段７を作動させる
為の信号を出力する判別手段５と、送信手段７お
よび判別手段５を電力線搬送路上の通信タイミン
グと同期して作動可能とする制御手段６と、制御
手段６及び判別手段５の信号の論理積をとり、両
者とも送信手段７に対応する作動信号を出力して
いるときのみ、送信手段７を動作させる論理積
（AND）回路９と、電源８とよりなつている。

ここで、プラグ３をコンセント２に接続する
と、受信手段４は電力線搬送路１上の遠方から届
いて減衰している信号パルスを受信し、判別手段
５に送る。判別手段５はノイズとデータとの特徴
的差異、すなわち、各通信タイミング内の受信信
号の累積値（例えば、継続時間や高周波パルス
数）の大（データ）・小（ノイズ）に着目して、
受信信号をノイズとデータとに通信タイミング内
の早期の時点で予想判別する。

本実施例では、第６図に示すように、通信タイ
ミング2.8ms中、真にデータとして成立する為の
必要最低受信時間1.3msに対し、予想判別の所要
時間（受信信号が途切れ途切れの場合はその累
計）を約0.8msとし、受信信号がそれを越える場
合には、現在受信中の信号はデータとして成立し
うるものと予想判別し、逆に、受信信号が0.8ms
に満たない場合は、受信中の信号をデータではな
いもの（ノイズ）と予想判別する。そして、受信
信号がデータと判定されれば送信手段７を作動さ
せ、受信信号レベルより強い信号を通信タイミン
グの終了まで電力線搬送路１上に送出する。制御
手段６は、通信タイミングに同期するための通信
タイミング信号を発生し、通信タイミング内での
み送信手段７を作動可能とするもので、実際に
は、制御手段６の発生する通信タイミング内であ
つて、かつ判別手段６の出力が受信信号をデータ
であると予想判別したことを示している場合のみ
送信手段７が作動するようにするため、論理積回
路９により制御手段６の出力と判別手段５の出力
との論理積をとり、その出力によつて送信手段７
を制御している。

第２図は、第１の発明の第２の実施例を示すブ
ロツク図で、第１図との相異は第１図上の判別手
段５がカウンタ１１で構成されている点である。

第２図において、受信手段４により受信された
信号は、カウンタ１１によつて、そのパルス数を
カウントされ、通信タイミング内でカウント値が
一定値に達すれば論理積回路９を介して送信手段
７を作動させる。なお、このカウンタ１１は送信
手段７と同様、制御手段６によつて通信タイミン
グ内でのみ作動可能となり、通信タイミング外で
はリセツトされる。

第３図は、第１の発明の第３の実施例を示すブ
ロツク図で、第１図における判別手段５をタイマ
１２で構成したものである。

第３図において、受信手段４により受信された
信号は、タイマ１２によつてその信号の持続時間
を計測され、通信タイミング内で、タイマ値が一
定にすれば、送信手段７を作動させる。なお、こ
のタイマ１２は、送信手段７と同様、制御手段６
によつて通信タイミング内でのみ作動可能とな
り、通信タイミング外ではリセツトされる。

なお、第１図〜第３図の各実施例で、受信手段
４の受信感度は、システム内の一般の受信感度と
同等か、ノイズ対策として、多少悪い程度とし、
送信手段７の送信出力強度は、システム内の一般
の送信出力強度と同等としておくことにより、通
信距離を、電力線搬送用ブースター１個当り２倍
程度まで延伸することができる。

第４図は第２の発明の一実施例を示すブロツク
図で、判別手段５の信頼性を更に向上するため
に、タイマ１４を付加したものである。

同図において、タイマ１４は、制御手段６によ
り、通信タイミング外ではリセツトされている
が、通信タイミングの始まりと同時に計時動作を
開始し、同時に判別手段５の作動を可能し、計時
動作の終了は、通信タイミングより短い所定時
間、即ち、通信タイミングの終了から電力線搬送
路１上で信号が真にデータとして成り立つ為の必
要最低受信時間を差し引いた残り時間、又はそれ
より短い時間が経過した時点である。例えば、通
信タイミング幅が2.8ms、必要最低受信時間が
1.3msであれば、計時動作の終了は1.5ms以下と
なる。

これは、稀れに存在する長いノイズ（例えば、
持続時間が0.8ms〜1.3ms）に対する対策のため
に設けるものである。

例えば、今、タイマ１４を備えていないブース
ターを考えると、予想判別の所要時間を0.8msと
すると、第７図ａに示すように、もしもノイズが
通信タイミングの始まりから1ms遅れて到達した
とすると、このノイズをデータであると誤判別す
るのは通信タイミングの始まりから1.8msの時点
であり、通信タイミングの残り時間1msを送信手
段が強力に送信したとしても、同図ｂの信号とノ
イズとの位置関係図に示すように、ノイズ源２１
より遠く離れていてノイズは減衰してしまつて電
力線搬送用ブースター１０の送信信号しか届かな
いような端末２０Ａにとつては、受信信号は同図
ａに示すように、1msしかないので、これは正規
のテータとはなり得ないが、同図ｂに示すノイズ
源２１に近い端末２０Ｂは、ノイズとその後のブ
ースター１０からの送信信号の両方を継続して受
信することになり、その持続時間の合計は、同図
ａに示すように1.8msで、正規のデータを受信し
たものと誤つてしまう。

つまり、システム全体で考えると、本当はノイ
ズであつたものが、場合によつてはデータに化け
てしまうこともあり得るわけである。そこで、通
信タイミングの始まりから1.5ms以内において判
別手段５は、受信信号をデータ（幅1.3ms以上に
なりうるもの）と判定（予想判別）すれば直ちに
送信し、データとして判定できなければタイマ１
４によつて、判別動作を停止させられる。この一
連の動作により、これまでの実施例（第１図〜第
３図）中に述べたような予想判別の所要時間が通
信データの必要最低受信時間より短いことに起因
する判定誤りの可能性を減少させることができ
る。

なお、発振端末器から送信されたもとの送信信
号と、ブースター１０から送出された送信信号と
がオーバーラツプされる危険があるが、本発明で
は、ブースター１０の送信する高周波キヤリアの
周波数を、電力線搬送路１上の通常の受信端末器
の受信周波数の帯域内で、発振端末のものより意
図的にずらしておき、２つの信号に干渉（うな
り）を起こさせて、１ビツト分の通信タイミング
内で信号の打ち消しもある代りに、直ちにその状
態から抜け出し、必ず信号の加算も起きるように
してオーバーラツプを回避している。

第５図は、第１の発明および第２の発明の電力
線搬送用ブースターの、システム内での接続位置
の一例である。

第５図において、電力線搬送路１上の各所に、
内部に送受信手段を備えた端末２０が複数個接続
されている。ところが、端末２０間の通信が、電
力線搬送路１上で遠く離れた部分で信号減衰のた
めに行えなくなつているとする。このとき、同図
のように、電力線搬送用ブースター１０を電力線
搬送路１の中間（コンセント又は電力線搬送路に
直接）に接続すれば、全体の通信が確保できる。

もし、電力線搬送路１が最大であるが、或い
は、そこに接続された家電製品等の他の機器のた
めに信号の減衰が激しい場合、複数の電力線搬送
用ブースターを、各所に接続することにより、そ
の通信距離を延伸することができる。

発明の効果 以上述べたように、本発明の電力線搬送用ブー
スターは、受信手段で受信した１ビツト毎の減衰
した信号を、その信号の持続パルス数または持続
時間を計測し、ノイズとデータとに早期に判別
し、データと判定した場合、受信中の１ビツトの
通信タイミングの残り時間内に送信手段を作動さ
せるから、電力線搬送路上の通信に要する時間間
を増加させることなく信号レベルを増幅でき、ま
た、電力線搬送路上の通信タイミングより短い所
定時間が経過した時点で判別手段の動作を停止さ
せるから、ノイズとデータとの早期の判別に伴う
誤判別による信頼性の低下でき、しかも、ローパ
スフイルタが不要であり、２台のアンプの代りに
送・受信手段のみで済むので、小型・軽量・低コ
スト化され、更に、電力線を切断する必要がない
ので、設置の自由度が高くなり、これをシステム
に組込むことにより、受信感度や送信出力強度の
制約をうけることなく、システムの通信距離を延
伸し、システムの空間的拡張性を飛躍的に高める
ことができ、実用上、極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の電力線搬送用ブースター
の一実施例を示すブロツク図、第２図は第１の発
明の第２の実施例を示すブロツク図、第３図は第
１の発明の第３の実施例を示すブロツク図、第４
図は第２の発明の実施例を示すブロツク図、第５
図は第１図〜第３図および第４図に示した発明の
システム内における接続位置の例を示すブロツク
図、第６図は第１図の構成の実施例で判別手段５
の判別動作を説明するためのタイミングチヤー
ト、第７図は第２の発明のタイマ１４の動作を説
明するためのタイミングチヤートおよび信号とノ
イズとの位置関係図、第８図は従来の電力線搬送
用ブースターを示すブロツク図、第９図はホーム
オートメーシヨンシステムに使用する信号形態を
説明するための説明図である。 １……電力線搬送路、４……受信手段、５……
判別手段、６……制御手段、７……送信手段、９
……論理積回路、１０……電力線搬送用ブースタ
ー、１２……タイマ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高周波キヤリアの有無によりデジタルデータ
   通信を行うASK通信方式を用い信号伝送路と電
   力線路とが同一の電力線搬送路に接続される送信
   手段および受信手段と、その受信手段が受信した
   キヤリア信号をデータ１ビツト毎に信号パルス数
   または信号の持続時間を通常の受信端末器が正規
   の１ビツトのデータと認識するために最低限必要
   とするパルス数または持続時間より少なく設定さ
   れた基準値と比較して基準値に達しているか否か
   によりデータとノイズに早期に判別・区分して１
   ビツトのデータと判定すれば直ちに前記送信手段
   を作動させるための信号を出力する判別手段と、
   前記送信手段および判別手段を電力線搬送路上の
   １ビツト毎の通信タイミングと同期して作動可能
   とする制御手段と、前記制御手段および判別手段
   から出力された信号の論理積をとり、この論理積
   で前記送信手段を作動させる論理積回路とを有す
   る電力線搬送用ブースター。 ２ 高周波キヤリアの有無によりデジタルデータ
   通信を行うASK通信方式を用い信号伝送路と電
   力線路とが同一の電力線搬送路に接続される送信
   手段および受信手段と、その受信手段が受信した
   キヤリア信号をデータ１ビツト毎に信号パルス数
   または信号の持続時間を通常の受信端末器が正規
   の１ビツトのデータと認識するために最低限必要
   とするパルス数または持続時間より少なく設定さ
   れた基準値と比較して基準値に達しているか否か
   によりデータとノイズとに早期に判別・区分して
   １ビツトのデータと判定すれば直ちに前記送信手
   段を作動させるための信号を出力する判別手段
   と、前記送信手段および判別手段を電力線搬送路
   上の１ビツト毎の通信タイミングと同期して作動
   可能とする制御手段と、電力搬送路上の通信タイ
   ミングの始まりと同時に動作を開始し、通信タイ
   ミングより短い所定時間の経過を計時した時点で
   前記判別手段の動作を停止させる信号を判別手段
   に出力するタイマと、前記制御手段および判別手
   段から出力された信号の論理積をとり、この論理
   積で前記送信手段を作動させる論理積回路とを有
   する電力線搬送用ブースター。 ３ タイマは、通信タイミングの終了から電力線
   搬送路上で信号が正規のデータとして成り立つ最
   低持続時間を差し引いた残り時間、またはそれよ
   り短い時間を所定時間とする特許請求の範囲第２
   項記載の電力線搬送用ブースター。