JPS61131624A - 電力線通信方式 - Google Patents

電力線通信方式

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JPS61131624A
JPS61131624A JP59253793A JP25379384A JPS61131624A JP S61131624 A JPS61131624 A JP S61131624A JP 59253793 A JP59253793 A JP 59253793A JP 25379384 A JP25379384 A JP 25379384A JP S61131624 A JPS61131624 A JP S61131624A
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JP
Japan
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signal
power line
spread spectrum
filter
analog
Prior art date
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Pending
Application number
JP59253793A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukihiro Shimura
志村 行浩
Satoshi Hasegawa
聡 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS61131624A publication Critical patent/JPS61131624A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

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〕 本発明は電力線を介して情報信号を伝送する通信方式に
関する。特にスペトラム拡散変調を用いた電力線通信方
式に関する。
ここでスペクトラム拡散変調方式とは、周波数帯域(B
i)に比較して十分に広い帯域(Bm)の中で、搬送波
をスペクトラム拡11k(Spread Spectr
um)およびスペクトラム収束(Despread S
pectrum) させ、希望信号のみとり出す擬似ラ
ンダム連続符号を用いる方式を言う。
〔従来の技術〕
従来、電力線を介する情報信号通信方式として伝送路の
種類により種々の変調方式が用いられている。たとえば
、送電線伝送路の場合は車側波帯変調方式、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
されている。
文献 R,C,口1xon :5pread 5pec
trun+ Systems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、
がっ電力線の負荷状態により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り長時間にあ
るいは短時間におよび瞬時的にも変動する。しがも信号
電力は他システムへの悪影響を及ぼさないように上限が
定められている。
これを改良するひとつの方法として文献rIEEETr
ansactions on Consumer El
ectronics 、 Partl、^ugust 
19B2 、 Vol、CB−28、No、3 Mit
chellLee  、  八 New  Carri
er  Current  Transceiver 
 ICJに記載されているようなFSX変調による方式
がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしこの方式では伝送特性の平滑化は困難であり、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
がある。このため信頼性の高い通信を行うことは困難で
あった。
さらに電力線はその高周波の伝送特性からみて、スペク
トラム拡散通信の利点を十分に生がすほどの周波数帯域
を確保することが困難であり、符号分割多重通信を行う
と、チャネル間干渉を避けるため実際に利用することの
できるチャネル数はわずかであった。
本発明は上記の従来方式の欠点を除去するものであり、
電力線を介した高品位でより多くのチャネル数を使用す
ることのできる情報伝送方式を提供することを目的とす
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、入力情報信号をスペクトラム拡散変調して電
力線に結合する手段を含む送信装置と、電力線から受信
される通信信号を相関受信して情報信号を復調する手段
を含む受信装置とを備えた電力線通信方式において、上
記入力情報信号は、アナログ信号およびディジタル信号
であり、上記送信装置には、入力アナログ信号を通過さ
せる第一の帯域通過濾波器と、入力ディジタル信号を通
過させ上記第一の帯域通過濾波器とその通過帯域が重な
らないように設定された第二の帯域通過濾波器と、上記
二つの濾波器の出力を合成して変調信号とする手段とを
備え、上記受信装置には、復調信号を通過させる上記第
一の帯域通過濾波器と同等の特性の濾波器と、上記復調
信号を分岐して通過させる上記第二の帯域通過濾波器と
同等の特性の濾波器とを備えたことを特徴とする。
〔作用〕
アナログ入力信号とディジタル入力信号とは、それぞれ
所要かつ重ならない帯域幅でフィルタを通り加算器に入
力される。加算された信号は、スペクトラム拡散変調器
により変調され結合器を介して電力線へ送出される。電
力線からとり出されたスペクトラム拡散信号は、相関受
信器で相関受信され、アナログ出力信号とディジタル出
力信号の混合した相関出力となる。これは、送信側で帯
域の重ならないフィルタで結合したので受信側でも、同
特性のフィルタによって、アナログ信号およびディジタ
ル信号用に分離される。
〔実施例〕
次に本発明を添付図面の実施例装置により説明する。
第1図は本発明の電力線通信のための送受信装置の実施
例ブロック構成図により示したものである。第2図(a
)はアナログ信号用のフィルタの通過域特性を、第2図
(blはディジタル信号用のフィルタの通過域特性の一
例を示したものである。送受信装置1の送信部11に入
力するアナログ信号151は、フィルタ113を介して
加算器115に入力する。
ディジタル信号152はフィルタ114を介して上記加
算器115に入力する。この加算器115の出力はスペ
クトラム拡散変調部112と結合器111を経て電力線
へ出力する。電力線からの受信信号は受信部12の結合
器121に入力し、相関受信部122を介してアナログ
信号用フィルタ123を経てアナログ信号161として
出力する。ディジタル信号はフィルタ124を経てディ
ジタル信号162として出力する。
まず送信部11の動作について説明する。アナログ入力
信号151はフィルタ113により第2図(alに示す
周波数帯域に制限され加算器115に入力される。一方
ディジタル入力信号152はフィルタ114により第2
図(b)に示す周波数帯域に制限され、加算115に入
力される。フィルタの周波数特性は第2図(a)および
(b)に示した通りであるから、加算器115に入力さ
れるアナログ信号とディジタル信号の周波数帯域は重な
っていない。加算器115により加算された信号155
はスペクトラム拡散変調器112により一つの擬似ラン
ダム系列を用いてスペクトラム拡散変調され、結合器1
11を介して電力線へ送出される。
次に受信部12の動作について説明する。電力線から結
合器121を介してスペクトラム拡散信号を取り出し、
相関受信器122にて相関受信されアナログ信号とディ
ジタル信号が混合した相関出力163となる。相関出力
163はアナログ信号とディジタル信号が混合されたも
のとなっているが、送信側にてアナログ信号とディジタ
ル信号の帯域があらかじめ分離されているので、これを
フィルタにより容易に分離することができる。そこでフ
ィルタ123により相関出力163のアナログ信号周波
数帯域だけを取り出しアナログ出力信号161を得る。
同様にしてフィルタ124により相関出力のディジタル
信号周波数帯域だけを取り出しディジタル出力信号16
2を得る。
なおフィルタ113とフィルタ1230周波数特性は伝
送しようとするアナログ信号の周波数帯域を必要十分に
カバーしなければならない。またフィルタ114とフィ
ルタ124の周波数特性は伝送しようとするディジタル
信号の周波数帯域を必要十分にカバーしなけばならない
以上のようにして、一つの擬似ランダム系列符号を用い
てアナログ信号とディジタル信号の伝送を行うことがで
き、アナログ信号用の擬似ランダム系列符号、ディジタ
ル信号用の擬似ランダム系列符号というように別々にす
る必要がなくなる。
第3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300は電力線を示し、301(1)〜30
1 (N)は送受信部を示す。送受信部301(1)〜
301(N)は各入力信号をスペクトラム拡散変調して
、電力線へ送出するとともに、電力線からのスペクトラ
ム拡散信号を相関受信し、各出力信号を得る。
次に本発明の動作原理を説明する。スペクトラム拡散度
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(
最大製系列)がよく用いられる。こうしたスペクトラム
拡散通信は、狭対域雑音に強いこと、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り、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路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り
前述したように太き(高周波伝送特性が変動し、有線と
いえども劣悪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数回線環境にて、スペクトラム拡
散通信方式が良好な伝送を行えることは無線回線の例に
より記述したが、さらに商用電力′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かつf特性のない白色
に拡散されるのでスペクトラム密度が低くなり良好な特
性を呈する。以上d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かつ
従来方式で得られなかった新規な効果が得られることが
わかる。
次にスペクトラム拡散通信方式について図を参照して説
明する。第4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4図fatに示す狭帯域情報信号
を、第4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
域スペクトラムを拡散するものである。第4図(C)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
5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5図(a)は狭帯域情報信号
のスペクトラムの一例であり、第5図(b)は擬似ラン
ダム系列のスペクトラムの一例であり、第5図(C1は
スペクトラム拡散変調信号の一例である。
なお、第5図(C1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5図(C1にての拡散された
スペクトラム中の部分スペクトラム500(1)〜50
0 (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り相関検波を行い第5図(C1のス
ペクトラムを有する拡散信号から第5図(a)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、負荷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6図(alに、ある負荷状態における電力線の伝送特
性例を示す。第6図(alの特性は、「1の周波数位置
に伝送零点が生じた例である。いま、従来方式である振
幅変調、周波数変調、位相変調のいずれによっても、f
lの周波数が中心数であるならば、受信信号パワーは極
端に小さくなり、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線通信方式によると
、前述の狭帯域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ほとんど全
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6図(b)、(C)に従来方
式による信号スペクトラムと第6図(alの伝送路を通
して復調された復調スペクトラム例、第6ず(d)、t
elに本発明の方式による信号スペクトラム第6図(a
l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6図(C1、(e)にて点線は
送信情報信号スペクトラム例tある。また、電力線の伝
送特性は、負荷状態の変化に伴い、時間的にも大きく変
動する。すなわち、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。情報信号のうち
のアナログ−信号の例として音声信号がある。音声は電
話回線の伝送特性として知られているように300〜3
400Hz程度の帯域を伝送すればよい。従ってこのよ
うな場合、300H2以下の周波数帯域に低速ディジタ
ル信号を乗せ音声とともに伝送することで音声と低速デ
ィジタル信号の多重伝送が可能である。また3400H
z以上に副搬送波を設けこれをディジタル信号により変
調することによっても多重伝送が可能となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、アナログ信号とディジタル信号の
周波数帯域を分割し、同一の擬似ランダム符号を用いて
電力線を介してスペクトラム拡散通信をおこなうことに
より、アナログ信号とディジタル信号を同時に伝送でき
、従ってチャネルの有効利用が可能であり、しかも電力
線という本来信号伝送用ではない伝送路を用いて安定な
通信が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例送受信器のプロ・ツク構成図。 第2図(alおよび(blは本発明実施例送受信器に用
いるフィルタの特性図。 第3図は本発明による電力線通信システム構成例を示す
図。 第4図(a)〜(C1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5図(a)〜(C)はスペクトラム拡散変調過程の周
波数スペクトルを示す図。 第6図(al〜(elは電力線の伝送特性例および信号
スペクトラムを示す図。 ■・・・送受信装置、11・・・送信部、12・・・受
信部、111.121・・・結合器、112・・・スペ
クトラム拡散変調部、113.114.123.124
・・・フィルタ、115・・・加算器、122・・・相
関受信部、300・・・電力線、301 (1)、30
1 (2)−−・301 (N)・・・送受信装置。 12  図 7!i 3 図 、!!i!i4 図 M5° 回 手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 2発明の名称 ・12.η珠通イ鶏ざ式゛3、 補正を
する者 事件との関係 特許出願人 4、代理人 6、補正により増加する発明の数 すI。 7、補正の対象 特願昭59−253793 +11  明細書第3頁第8行目 「R1C0Dixon・・・・・・・5yStellS
」をつぎのとおり補正する。 「ディクソン著、立野敏他訳「最新スペクトラム拡散通
信方式」日本技術経済センター発行」(2)明細書第3
頁第16行目〜同頁第19行目r TEEE  ・・・
IC」をつぎのとおり補正する。 「米国学会IEEE発行ト発行トラクズアクションE)
1982年8月号ミツシェル・リー著新しい搬送波電流
送受信用集積回路(I[iEE Transactio
n CE−28No、3M1tchel Lee:A 
NeIICarrier Current Tranc
eiverIc) J IQI−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力情報信号をスペクトラム拡散変調して電力線
    に結合する手段を含む送信装置と、 電力線から受信される通信信号を相関受信して情報信号
    を復調する手段を含む受信装置と を備えた電力線通信方式において、 上記入力情報信号は、アナログ信号およびディジタル信
    号であり、 上記送信装置には、 入力アナログ信号を通過させる第一の帯域通過濾波器と
    、 入力ディジタル信号を通過させ上記第一の帯域通過濾波
    器とその通過帯域が重ならないように設定された第二の
    帯域通過濾波器と、 上記二つの濾波器の出力を合成して変調信号とする手段
    と を備え、 上記受信装置には、 復調信号を通過させる上記第一の帯域通過濾波器と同等
    の特性の濾波器と、 上記復調信号を分岐して通過させる上記第二の帯域通過
    濾波器と同等の特性の濾波器と を備えた ことを特徴とする電力線通信方式。
JP59253793A 1984-11-29 1984-11-29 電力線通信方式 Pending JPS61131624A (ja)

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JP59253793A JPS61131624A (ja) 1984-11-29 1984-11-29 電力線通信方式

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JPS61131624A true JPS61131624A (ja) 1986-06-19

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ID=17256222

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008278536A (ja) * 1997-06-12 2008-11-13 Microsoft Corp 既存の電線を通信媒体として用いる自動化家庭制御

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008278536A (ja) * 1997-06-12 2008-11-13 Microsoft Corp 既存の電線を通信媒体として用いる自動化家庭制御

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