JPS6086935A - スペクトラム拡散電力線通信方式 - Google Patents

スペクトラム拡散電力線通信方式

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JPS6086935A
JPS6086935A JP58194908A JP19490883A JPS6086935A JP S6086935 A JPS6086935 A JP S6086935A JP 58194908 A JP58194908 A JP 58194908A JP 19490883 A JP19490883 A JP 19490883A JP S6086935 A JPS6086935 A JP S6086935A
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JP
Japan
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power line
spread spectrum
power
spectrum
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JP58194908A
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Satoshi Hasegawa
聡 長谷川
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • H04B1/69Spread spectrum techniques
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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】 本発明は電力線を介して情報信号を伝送する通信方式に
関するものである。
従来、電力線を介した情報信号の伝送における通信方式
は、伝送路の種類によシ種々の変調方式が用いられてい
る。送電線伝送路の場合は、単側波帯変調方式、配電線
伝送路の場合は周波数変調方式あるいは位相変調方式が
採用されていた。電力線の高周波特性は、送電線、配電
線を問わずコロナ雑音、負荷雑音が大きく、かつ電力線
の負荷状態によシ伝送特性も大きく変動する。また、雑
音、伝送特性とも負荷状態によシ長・短時間及び瞬時的
にも変動する。信号電力は、他システムへ悪影響を及は
さないように上限が定められている。
このような非常に悪い伝送路条件下で、従来方式では伝
送特性の平滑化は困難であシ、信号スペクトラム密度を
下げるため信号電力を下げる必要があった。このため信
頼性の高い通信を行なうことは困難であシ、l持に高速
データ伝送は不可能であった。
本発明の目的は、上記従来方式の欠点を除去せしめ、電
力線を介した高品質な高速データ伝送方式を供給するこ
とにある。
本発明によれば、電力線を介して情報信号を伝送する電
力線通信方式において、送信側にては前記情報信号をス
ペクトラム拡散変調して結合器にて低周波数成分をフィ
ルタによシ減衰させた後電力線に送出し、受信側にては
電力線からの入力信号を結合器でフィルタによル商用電
力信号と高周波スペクトラム拡散信号とに分離し、分離
された該高周波スペクトラム拡散信号をスペクトラム逆
拡散復調することで情報信号を得て通信を行なうことを
特徴とするスペクトラム拡散電力線通信方式が得られる
周波数拡散通信方式は狭帯域情報信号を高いクロック周
波数を有する擬似ランダム系列にて乗積変調することで
広帯域にスペクトラム拡散して送信し、受信側では受信
信号を相関検波を用いてスペクトラム逆拡散することで
復調し、ピーク電力制限下にても高い受信SN(信号対
雑音)比を得る方式である。擬似ランダム系列としては
、m系列(最大長系列)がよく用いられる。こうした周
波数拡散通信は、狭帯域雑音に強いこと、フェージング
等伝送路変動に強いこと、秘匿性が高いこと等によシ、
従来無線通信への適用がなされてきた。有線通信への適
用は、有線回線特性が無線回線に比べ良好であることか
ら、符号多重による多元接続に焦点がおかれた適用範囲
の検討がなされ2 ているにすぎない。しかし、電力線
は本来商用電力信号の伝送を目的として高周波伝送特性
に関してはほとんど規定がない。よって、電気機器の接
続状態によシ前述したように大きく高周波伝送特性が変
動し、有線と言えども劣要な高周波回線環境となる。ま
た、本来の電力線の目的である商用電力信号への悪影響
は極力小さく抑えねばならないし、電気機器への影響も
最小限に留めるべく、高周波信号パワーも小さくせねば
ならない。このような劣悪な高周波回線環境にて、周波
数拡散通信方式が良好な伝送を行なえることは無線回線
の例によシ記述したが、更に商用電力信号や電気機器へ
の影響を最小限に抑える観点からも、スペクトラム拡散
通信では変調スペクトラムが広帯域且つ白色に拡散され
るのでスペクトラム密度が低くなシ良好な特性を呈する
。以上のように考えると、電力線伝送にスペクトラム拡
散通信方式を適用することで非常に有用且つ従来方式で
は得られなかった新規な効果が得られることがわかる。
次に本発明の原理について図を参照しながら説明する。
第1図はスペクトラム拡散通信方式における変調過程を
示すものである。スペクトラム拡散通信方式における変
調過程は、第1図(a)に示す狭帯域情報信号を、第1
図(b)に−例として示す高いクロック周波数にて生成
される擬似ランダム系列にて乗積変調し、広帯域にスペ
クトラムを拡散するものである。第1図(clにスペク
トラム拡散変調された信号波形の一例を示す。第2図で
は、スペクトラム拡散変調過程の信号の周波数スペクト
ラムの例を示す。第2図(alは狭帯域情報信号のスペ
クトラムの一例であシ、第2図(blは擬似ランダム系
列のスペクトラムの一例であシ、第2図(e)はスペク
トラム拡散変調信号の一例である。なお、第2図(e)
は変調信号スペクトラムのメインローブのみを示してい
る。第2図(c)にての拡散されたスペクトラム中の部
分スペクトラム200(1)〜200(N)には、狭帯
域情報信号の信号成分が均等に分散され入っている。こ
こで、Nは擬似ランダム系列の周期長を示す。復調過程
では、受信信号を変調側と同じ擬似ランダム系列によシ
相関検波を行ない第2図(elのスペクトラムを有する
拡散信号から第2図(fi)のスペクトラムを有する狭
帯域情報信号を得ることができる。
前述の狭帯域情報信号が均等に拡散される性質は、特に
電力線を用いた通信には大きな効果を発揮する。電力線
の伝送特性は負待状態により大きく変動し、複数の零点
を生じる可能性もある。第3図ta+に、ある負荷状態
における電力線の伝送特性例を示す。第3図(+L)の
特性は、f、の周波数位置に伝送零点が生じた例でおる
。いま、従来方式である振幅変調9周波数変調1位相変
調のいずれによってもftの周波数が中心周波数である
ならば、受信信号パワーは極端に小さくなシ、伝送品質
は大きく劣化する。一方、本発明におけるスペクトラム
拡散電力軛通信方式によると、前述の狭帯j威情報信号
が均等に拡散される性質からf、の周波数近傍の信号パ
ワーが失われるだけで#1とんど全ての信号パワーが受
信されることになる。この効果は擬似ランダム系列の周
期長Nが大きくなるにつれ顕著なものとなる。第3図(
b) 、 (c)に従来方式による信号スペクトラムと
第3図(a)の伝送路を通して復調された復調スペクト
2ム例、第3図(d)。
(e)に本発明の方式による信号スペクトラム第3図(
a)の伝送路を通して復調された復調信号スペクトラム
例を示す。第3図(e) 、 (a)にて点線は送信情
報信号スペクトラム例である。また、電力線の伝送特性
は、負荷状態の変化に伴ない、時間的にも大きく変動す
る。即ち、伝送零点の位置が時間的に変動するわけであ
る。このような状況で、従来方式によると時間的に受信
信号パワーが大きく変動しく中心周波数近傍に零点が存
在する時刻で受信信号パワーが急激に減少する。)、安
定した通信が不可能となることは明らかである。一方、
本発明のスペクトラム拡散電力線通信方式では、時間的
に伝送特性、特に伝送零点が変動してもほとんど受信信
号パワーは変化せず、安定した通信が可能となる。さら
に、本発明の方式では、復調過程にて電力線の雑音が白
色化されるので、特に周波数選択性のある雑音に対して
耐力がある通信が可能となる。
以上のように、従来方式では不可能であった高速データ
伝送が本発明の方式では可能となる。本発明のスペクト
ラム拡散電力線通信方式は、負荷状態による伝送特性の
変動の影響を最小限に留めるため、信号を拡散し危険分
散を行なうことで安定な高い通信品質を確保するもので
fil)、その効果は多大である。
以下、本発明を実現する一実施例を参照しながら説明す
る。
第4図は本発明の電力線通信システムを示す図である。
図において、400は電力線を示し、401(1) 、
 401(2)は変復調器を示す。402(1)〜40
2−及び403(1)〜403N)は端末を示す。
401(1) 、 401(2)の変復調器は、400
の電力線に受動的に接続されておシ、該端末どうしの通
信を行なうための周波数拡散変復調を実行する。本シス
テム実施例では簡単のため変復調器は1組しか示してい
ないが、複数の変復調器を1システム中に収容すること
も可能である。
第5図は本発明の方式を実現する変復調器の一例を示す
ブロック図である。500は電力線と変復調器を結合す
るための結合器で1)、信号線550はコンセントを介
して電力線に接続される。
500の結合器では、低周波商用電力信号と高周波デー
タ信号とを分離し、低周波商用電力信号は信号線553
を介して電気機器の電源に供給される。まず、復調側の
動作について説明する。500の結合器にて分離された
高周波データ信号は信号m551に出力され増幅器50
1を通過した後、自動利得制御増幅器503に入力され
る。503の自動利得制御増幅器は、電力線の底積の変
動を補償するに十分なダイナミックレンジを有しておシ
、一定の電力を有する信号が信号線555に出力される
。信号線555の信号から同期信号抽出回路504にて
復調用擬似ランダム信号のクロック成分及びフレーム信
号が抽出され信号線556に出力される。505の復調
用擬似ランダム系列発生器には、信号線556からのク
ロック信号及びフレーム信号、また信号線558からの
送信側変調擬似ランダム系列の初期位相信号が入力され
、信号線557に変調擬似ランダム系列と同じ擬似信号
は、5060乗算器にて乗算がとられ信号線559に出
力される。信号線559の信号は507の低域通過フィ
ルタによシ、データ信号成分が抽出され、信号線560
に出力後多重分離回路508によシ各端末への信号に分
離される。
次に変調側の動作について説明する。端末側からの信号
566(1)〜566軸は多重化回路511で多重化さ
れ、信号線561に出力される。509の擬似ランダム
系列発生器は信号線562から入力される相手方変復調
器のアドレスに対応する初期位相信号を用いて擬似ラン
ダム系列を生成し信号線563に出力する。信号線56
3の変調用擬似うンダム系列と信号線561のデータ信
号は、5100乗算器によシ乗積変調が行なわれ信号線
564に出力される。512の加算器では、信号線56
4からの変調信号と信号線568からの同期信号の和が
とられ信号線567に出力後、502の増幅器にて十分
に増幅され、結合器500で商用電力信号の周波数と重
ならないよう低周波成分を減衰した後電力線に送出され
る。
以上のようにして、スペクト2ム拡散電力線通信が可能
となる。本方式による電力線搬送方式は、変調の際の擬
似ランダム系列の初期位相が複数種類とれるので複数種
類の変復調器の選択が可能となシ、マルチアクセス系も
拡張構成できる。また、スペクトラム拡散変調では、変
調スペクトラムが広帯域に拡散されるので、スペクトラ
ム密度が低くなシ、他機器への悪影響が大幅に軽減され
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(e)はスペクトラム拡散通信方式にお
ける変調過程のタイミングを示す図、第2図(a)〜(
c)はスペクトラム拡散変調過程の信号の周波数スペク
トラムを示す図、第3図(al〜(e)は電力線の伝送
特性例及び本方式、従来方式の信号スペクトラムを示す
図、第4図は本方式におけるシステム構成側を示す図、
第5図は本方式における変復調器の一実施例を示すブロ
ック図である。 図において、 400・・・電力線、 401(1)、 401(2)
 ・・・変復調器。 402(1)〜4021N)、403(1)〜403■
・・・端末。 500・・・結合器、501.502・・・増幅器。 503・・・自動利得制御増幅器、504・・・同期抽
出回路、505,509・・・擬似ランダム系列発生器
。 506.510−・乗算器、512・・・加算器。 507−・・低域通過フィルタ、508・・多重化分離
回路、511・・・多重化回路 をそれぞれ示す。 第1図 男z図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電力線を介して情報信号を伝送する電力線通信方式にお
    いて、送信側にては前記情報信号をスペクトラム拡散変
    調し結合器にて低周波数成分をフィルタによシ減衰させ
    た後電力線に送出し、受信側にては電力線からの入力信
    号を結合器でフィルタによシ商用電力信号と高周波スペ
    クトラム拡散信号とに分離し、分離された該高周波スペ
    クトラム拡散信号をスペクトラム逆拡散復調することで
    情報信号を得て通信を行なうことを特徴とするスペクト
    ラム拡散電力線通信方式。
JP58194908A 1983-10-18 1983-10-18 スペクトラム拡散電力線通信方式 Pending JPS6086935A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58194908A JPS6086935A (ja) 1983-10-18 1983-10-18 スペクトラム拡散電力線通信方式
US06/662,111 US4641322A (en) 1983-10-18 1984-10-18 System for carrying out spread spectrum communication through an electric power line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58194908A JPS6086935A (ja) 1983-10-18 1983-10-18 スペクトラム拡散電力線通信方式

Publications (1)

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JPS6086935A true JPS6086935A (ja) 1985-05-16

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ID=16332332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58194908A Pending JPS6086935A (ja) 1983-10-18 1983-10-18 スペクトラム拡散電力線通信方式

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6245233A (ja) * 1985-08-23 1987-02-27 Nec Home Electronics Ltd スペクトラム拡散電力線搬送通信方法および装置
US4864589A (en) * 1985-07-24 1989-09-05 Nec Home Electronics Ltd. Spread spectrum power line communications
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53142114A (en) * 1977-05-17 1978-12-11 Landis & Gyr Ag Method of and device for transmitting and receiving signal via ac distribution network lines

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