JPS6245231A - スペクトラム拡散電力線搬送通信方法および装置 - 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、電力線を利用してデータの伝送を行なうスペ
クトラム拡散電力線伝送に関し、特に負荷変動等によっ
て電力線の伝送特性が悪化した場合の対策に関するもの
である。

〔従来技術〕

従来、電力線を利用してデータの伝送を行なう場合には
、伝送路の種類によって種々の変調方式が用いられてい
る。例えば送電線伝送路の場合には単側波帯変調方式が
用いられており、また、配電線伝送路の場合には周波数
変調方式あるいは位相変調方式が用いられている。ここ
で、電力線はデータの伝送を考慮して布設されているも
のではないことから、データの伝送を行なおうとすると
、種々の雑音が入ってきたり、あるいは負荷の状況によ
って伝送特性が大幅に変動する問題を有している。つま
り、電力線の高周波特性は送電線および配電線を問わず
に、コロナ雑音および負荷雑音が大きく、かつ電力線の
負荷状態に応じて大きく変動する。従って、信顧性の高
いデータ伝送を行なうことは困難であり、特に高速のデ
ータ伝送は不可能であった。

ところで、最近スペクトラム拡散通信方式を各分野に於
いて積極的に活用しようとする研究が進められており、
その原理および適用分野の解説が電子通信学会誌の昭和
５７年９月号９６５頁および１０月号の１０５３頁に開
示されている。このスペクトラム拡散通信方式は、スペ
クトルの広帯域化、特殊符号の使用および相関信号を特
徴とするものであって、電力線を利用したデータ伝送に
用いると、雑音および伝送特性の影響が受けにくくなる
ことから、高速データの伝送を高信頼で行なうことが可
能になる。つまり、このスペクトラム拡散電力線搬送通
信方式は、狭帯域の送信データを広帯域にわって均等に
そのスペクトラムを拡散して伝送するものであることか
ら、電力線の負荷状態によって伝送特性に零点が生ずる
状態となっても影響を受けることが少なくなり、また狭
帯域雑音が混入しても、受信側に於いて相関をとること
から、Ｓ／Ｎが太き（なるものでえある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記スペクトラム拡散電力線搬送通信方
法に於いても、電力線に接続される電気機器の種類ある
いは数によって伝送特性が極端に劣悪化する場合があり
、特に他の機器への影響を考慮して送信信号レベルを下
げた場合に確実な通信が行なえなくなる問題を有してい
る。

〔問題点を解決するための手段〕

従って、この発明によるスペクトラム拡散電力ｖＡ搬送
通信方法および装置は、伝送路として利用する電力線に
於ける伝送特性の劣悪化が比較的狭い帯域に於いて生ず
ることに注目して、予め複数の伝送帯域を用意しておき
、設定レベル以上の伝送特性が得られる帯域を選択して
スペクトラム拡散変調信号の伝送を行なうものである。

そして、この伝送特性の測定は、伝送路としての電力線
に供給したスペクトラム拡散変調信号を取り込んで送信
データ変調用のＭ系列符号との相関を求め、この相間出
力の検波平滑出力が基準値以下の場合に伝送帯域の切換
を行なうものである。そして、この伝送帯域の切換は、
送信データをスペクトラム拡散変調するのに用いられる
Ｍ系列符号を乗積変調するクロックパルスの周波数切換
あるいはスペクトラム拡散変調信号を乗積変調するクロ
ックパルスの周波数切換によって行なうものである。

〔作用〕

この様に構成されたスペクトラム拡散電力線確送通信方
法および装置に於いては、伝送路としての電力線の伝送
特性が何かの原因によって劣悪になったとしても、予じ
め定められている他の伝送帯域に自動的に切換えて通信
を行なうものであることから、常に確実なデータ伝送が
行なえるものである。

〔実施例〕

第１図は、本発明によるスペクトラム拡散電力線搬送方
法および装置の一実施例を説明するための全体構成図で
ある。同図に於いて１はクロック発生回路、２はクロッ
ク発生回路１から発生されるクロックパルスＣＰＩを基
本クロックとして疑似雑音信号としてのＭ系列符号を発
生するＭ系列符号発生回路であって、第２図に示すよう
に例えば３段のシフトレジスタ２ａと、このシフトレジ
スタ２ａに於ける第２段目と第３段目の出力に対する排
他的論理和を求める排他的論理和ゲート２ｂとによって
構成されており、クロックパルスＣＰ　＋に応じて排他
的論理和ゲート２ｂの出力信号を順次シフトすることに
よって、終段から最大符号長が２”−１（ｎはシフト段
数）のＭ系列符号を発生する。

次に第１図に於いて３はクロックパルスＣＰＩを２分周
することによりクロックパルスＣＰ２を発生する分周器
、４は後述する切替制御回路１７によって切替制御され
るセレクタであって、クロックパルスｃｐ、、ｃｐｚを
選択して出力する５はセレクタ４の出力信号によってＭ
系列符号発生回路２から出力されるＭ系列符号を乗積変
調する第１変調器、６は第１変調器５の出力信号を用い
て送信データを乗積変調することにより、狭帯域の送信
データが広帯域にわたってスペクトラムが一様に分布す
るスペクトラム拡散変調信号を出力する第２変調器、７
は第２変調器６から出力される変調信号を増幅する送信
アンプ、８は送信アンプ７の出力を伝送路として利用す
る電力ｖＡ９に供給する結合器であって、トランス１０
とコンデンサｌｌａ、ｌｌｂとによって構成されている
。

１２は電力線９に流れる変調信号を取り出す結合器であ
って、　結合器８と同様にトランスｌＯとコンデンサ　
ｌｌａ、ｌｌｂとによって構成されている。１３は結合
器１２の出力を増幅する受信アンプ、１４はデータ復調
部であって、結合器１２の出力信号を入力とすることに
より、送信側ニ於いテ送信データをスペクトラム拡散変
調するのに用いられているＭ系列符号に同期しかつ符号
パターンが一致する復調用のＭ系列符号を発生する同期
Ｍ系列符号発生回路１４ａと、この同期Ｍ系列符号発生
回路１４ａから発生されるＭ系列符号を用いて受信アン
プ１３の出力信号を乗積復調する復調器１４ｂとによっ
て構成されている。

１５は送信時に於ける第１復調器５の出力信号と受信ア
ンプ１３の出力信号との相関を求める相関器、１６は相
関器１５の相関出力を検波平滑することにより、伝送特
性に応じたレベルの信号を出力する検波平滑回路、１７
は検波平滑回路１６の出力信号に応じてセレクタ４の切
替を制御する切替制御回路であっ　て、検波平滑回路１
６の出力信号を可変抵抗器　１７ａから供給される基準
値Ｖｒとを比較し、基準値Ｖｒ以下に低下した時に出力
を発生するコンパレータ１７ｂと、このコンパレータ１
７ｂの出力信号により反転するモノマルチバイブレーク
回路１７ｃとによって構成されており、このモノマルチ
ハイブレーク回路１７ｃから出力される“Ｈ”、“Ｌ”
に反転する出力信号によってセレクタ４の切替制御が行
なわれている。

このように構成されたシステムに於いて、送信データの
発生に伴なう送信モード時にクロック発生回路１から発
生されるクロックパルスＣＰ、が、Ｍ系列符号発生回路
２を構成する第２図に示すシフトレジスタ２ａに供給さ
れると、排他的論理和ゲート２ｂの出力信号を順次シフ
トすることによって、このシフトレジスタ２ａの約数と
排他的論理和ゲート２ｂのシフトレジスフ的出力の取り
込み位置によって決定される符号パターンを有するＭ系
列符号を発生することになる。

一方、セレクタ４はクロックパルスＣＰ、とこのクロッ
クパルスＣＰ、を分周器３に於いて２分周したクロック
パルスＣＰ　ｚとを入力しており、最初はクロックパル
スＣＰＩを選択して第１変調器５に供給しているものと
する。従って、第１変調器５はセレクタ４から供給され
るクロソクパルスＣＰ、によってＭ系列符号発生回路２
から供給されるＭ系列符号を乗積変調した信号（マンチ
ェスター符号）を出力して第２変調器６に供給する。

第２変調器６は第１変調器５から供給される信号を用い
て送信データを乗積変調することにより、狭帯域の送信
データが広帯域にわたって一様にスペクトラム分布され
たスペクトラム拡散変調信号が出力される。そして、こ
の変調信号は、送信アンプ７に於いて増幅それた後に、
結合器８を介して電力線９に供給される。

ここで、結合器１２は電力線９に送出された送信変調信
号の一部を伝送特性検出用として取り出し、その変調信
号を受信アンプ１３に供給して増幅している。このため
に、送信モード時に受信アンプ１３から出力される変調
信号には、使用伝送帯域に対する伝送特性情報が含まれ
ていることになる。従って、相関器１５に於いて第１変
調器５の出力信号と受信アンプ１３の出力信号との相関
を求め、この相関出力を検波平滑回路１６に於いて処理
すると、使用伝送帯域に対する電力線の伝送特性に対応
したレベルの信号が得られることになる。そして、この
検波平滑回路１６の出力信号は、切替制御回路１７を構
成するコンパレータ１７ｂに於いて基準値Ｖｒと比較さ
れる。ここで、検波平滑回路１６の出力信号が基準値Ｖ
ｒよりも高い場合には、伝送特性が十分であることから
コンパレータ１７ｂの出力は“Ｌ”状態を続ける。

従って、モノマルチハイブレーク回路１７ｃはトリガさ
れずにそのままの状態を続ける。つまり、クロックパル
スＣＰ、の周波数をｆ。とすると、この場合に於ける使
用帯域のメインローブのスペクトラムは、第３図に特性
Ａとして示すようになる。これに対して、伝送路として
の電力線９の伝送特性が第４図に示すように、周波＠ｆ
０に於けるロスが少ない場合には、上述した様に使用伝
送帯域を変えずにその状態を保持し続けることになる。

次に何かの原因によって、電力線９に於ける伝送特性が
第５図に示すように周波数ｆ。部分のロスが大きくなっ
て、周波Ｂ　１　／　２　ｆ　ｏ部分のロスが少なくな
ったとする。この様な状態が生ずると、まず使用帯域に
於ける伝送特性を表わす検波平滑回路１６の出力信号レ
ベルが基準値Ｖｒを越えて低下することになる。この結
果、コンパレータ１７ｂの出力が“Ｈ”に反転すること
から、この”　Ｈ″出力よりモノマルチバイブレーク回
路１７ｃがトリガされてその出力が反転することになる
。ここで、モノマルチバイブレーク回路１７Ｃの出力信
号は、セレクタ４に対する切替制御信号としていること
から、セレクタ４は分周器３から供給されるクロックパ
ルスＣＰ、の周波数ｆ０を１／２に減じたクロックパル
スＣＰ２を選択して第１変調器５に供給することになる
。この結果、使用帯域のメインロープのスペクトラムは
、第３図に特性Ｂとして示すようになって第５図に示す
ロスの少ない部分に移行する。そして、この状態に於い
ては、上述した様に検波平滑回路１６の出力信号レベル
が基準値Ｖｒ以上に上昇することから、コンパ［／−夕
１７ｂの出力信号は“Ｌ”となってモノマルチハイブレ
ーク回路１７ｃをそのままの状態に保持する。つまり、
これは伝送特性の劣化が比較的狭い帯域に於いて生ずる
ことに着目し使用帯域の伝送特性が劣悪になる毎に、モ
ノマルチバイブレーク１７ｃをトリガしてその出力を反
転することにより、セレクタ４を切替えて第１変調器５
に供給するクロックパルスの周波数を変えて使用帯域を
移行し、これにより伝送特性の改善を計っているもので
ある。なお、送信モードに於いては、データ復調部１４
へ信号供給が図示しない手段によって阻止されているも
のとする。

次に受信モードに於いては、図示しない手段によって結
合器８への信号供給が阻止されている。

従って、他の装置から電力線９を介して送られて来る変
調信号は、結合器１２に於いて取り出された後に、受信
アンプ１３に於いて増幅されてデータ復調部１４に供給
される。そして、このデータ復調部１４に於ける同期Ｍ
系列符号発生回路１４ａは、供給される変調信号の利用
あるいは電源同期等の方法によって、送信データの変調
に用いられたＭ系列符号と位相および符号パターンが−
敗する復調用のＭ系列符号を発生して復調器１４ｂに供
給する。復調器１４ｂは、復調用のＭ系列符号を用いて
受信アンプ１３の出力信号を乗積復調することにより受
信データを取り出して出力する。

なお、上記実施例に於いては、第１復調器の出力信号を
用いて送信データの変調を行なった場合について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｍ系列
符号を用いて送信データを変調し、この変調信号をセレ
クタから出力される多口ツクパルスによって変調するこ
とにより使用帯域の変更を行なわせるようにしても良い
。ただしこの場合に於けるデータ復調部は受信アンプか
ら供給される４３号を上記変調クロックに一致するクロ
ックを用いて復調した後に用いる必要があり、このクロ
ックの切替は上記クロックパルスによる復調が設定レベ
ル以上となる条件をクロックパルスを切替えながら選択
すれば良い。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、この発明によるスペクトラム拡散電
力線搬送通信方法および装置は、複数の伝送帯域を設け
ておくとともに、伝送路としての電力線を介して受信側
に送信した変調信号を電力線から取り込み、この取り込
んだ変調信号と送信用のＭ系列符号との相関出力を検波
平滑することにより使用帯域に於ける伝送特性を表わす
信号を取り出し、この信号が基準レベルを越えて低下し
た時に送信伝送帯を切替えるものである。従って、電力
線に於ける伝送特性の劣化は、比較的狭い帯域に於いて
発生することから、伝送帯域の切替を行なうことにより
、常に確実なデータ伝送が行なえる優れた効果を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるスペクトラム拡散電力線搬送通
信方法および装置の一実施例を説明するための全体構成
図、第２図は第１図に示すＭ系列符号発生回路の一例を
示す回路図、第３図は使用帯域切替時に於けるメインロ
ーブのスペクトルを示す図、第４図、第５図は電力線の
伝送特性を示す図である。 １・・・クロック発生回路、２・・・Ｍ系列符号発生回
路、３・・・分周器、４・・・セレクタ、５，６・・・
第１・第２変調器、７・・・送信アンプ、８．１２・・
・結合器、９・・・電力線、１３・・・受信アンプ、１
４・・・データ復調部、１５・・・相関器、１６・・・
検波平滑回路、１７・・・切替制御回路、１７ａ可変抵
抗器、１７ｂ・・・コンパレータ、１７ｃ・・・モノマ
ルチハ゛イブレータ回路。 出願人　日本電気ホームエレクトロニス第２図 フｈ し　　第３図 岱

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信側に於いて発生されるＭ系列符号と送信デー
   タとを乗積変調することにより、送信データがスペクト
   ラム拡散された変調信号を発生して電力線に供給し、受
   信側に於いては送信時と同一のＭ系列符号と電力線を介
   して受信した変調信号とを用いて受信データを乗積復調
   するスペクトラム拡散電力線搬送通信方法に於いて、前
   記電力線上に送出された変調信号と前記送信用のＭ系列
   符号との相関を求め、この相関出力を検波平滑した信号
   レベルが基準値を越えて低下した時に使用帯域の伝送特
   性が劣悪化したものとして前記変調信号の使用帯域の切
   替を行なうことを特徴とするスペクトラム拡散電力線搬
   送通信方法。
2. （２）送信側に於けるＭ系列符号および変調信号のいず
   れかにクロックパルスを乗積し、このクロックパルスの
   周波数を切替えることによって使用帯域の変更を行なう
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスペクト
   ラム拡散電力線搬送通信方式。
3. （３）伝送路として利用する電力線を介して接続された
   送信装置と受信装置からなり、前記送信装置はクロック
   パルスを発生するクロック発生回路と、このクロックパ
   ルス発生回路から発生されるクロックパルスに応じてＭ
   系列符号を発生するＭ系列符号発生回路と、前記クロッ
   ク発生回路から発生されるクロックパルスおよびその分
   周出力を入力とするセレクタと、このセレクタの出力信
   号と前記Ｍ系列符号および送信データを乗積する変調器
   と、この変調器の出力を電力線に供給する第１の結合器
   と、前記電力線に送り出された変調信号を取り出す第２
   の結合器と、この第２の結合器から送出される出力信号
   と前記Ｍ系列符号との相関を求める相関器と、この相関
   器の出力信号を整流平滑する整流平滑回路と、この整流
   平滑回路の出力信号レベルが基準値以下となった場合に
   前記セレクタを切替える切替制御回路とからなり、前記
   受信装置は電力線を介して供給される変調信号を取り込
   む結合器と、前記送信装置側に於いて送信データのスペ
   クトラム拡散変調に用いられるＭ系列符号と同一の復調
   用Ｍ系列符号を発生する同期Ｍ系列符号発生回路と、前
   記結合器の出力信号に前記復調用Ｍ系列符号を乗積して
   受信データを取り出す復調器とによって構成されること
   を特徴とするスペクトラム拡散電力線搬送通信装置。