JPS6245232A - 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搬送に関し、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、信頬性の高
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
クトラムの広帯域化、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たって均
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う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が大きくなるものである。

〔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線搬送通
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
ことに注目して複数の伝送帯域を用意しておき、受信側
に於いて伝送特性の悪化を伝送エラーの増大あるいは相
関出力の低下等によって検出した場合には帯域切替要求
信号を送信側に伝送し、送信側はこの帯域切替要求信号
に応じて予め用意されている他の伝送帯域に切替えて送
信を行なうものである。

〔作　用〕

コ（７）　様ニ構成されたスペクトラム拡散電力線搬送
通信方法および装置に於いては、伝送路として利用する
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、予め定められている他の伝送帯域に自動的に切
替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ことになる。

〔実施例〕

第】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が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の出カ信を順次シフトすることによ
って、終段がら最大符号長が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ｃＰ１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は後述する制御部１５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。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の出方を伝送路として利用する電力線９に供
給する結合器でああって、トランス１ｏとコンデンサ１
１ａ。

１１ｂとによって構成されている。Ｉ２は電力線９を介
して供給される変調信号を取り出すためにトランス１０
に設けられた出力巻線、１３は結合器８の出力信号を増
幅する受信アンプ、１４はデータ復調部であって、送信
側に於いて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ことにより受信データを取り出す
復調器１４ｂとによって構成されている。１５はマイク
ロコンピュータ（ＣＰＵ）によって構成される制御部で
あって、受信モード時には受信データを監視してその誤
り率が設定値以上に増加すると、使用帯域に於ける伝送
特性が劣悪化したものと判断して、帯域切替要求信号を
送信データとして第２変調器６に供給し、送信モード時
には人力データを送信データとして第２変調器６に供給
するとともに、受信データに含まれる受信側からの帯域
切替要求信号を検出送信帯域の切替、つまりセレクタ４
の切替を制御する。

このように構成されたシステムに於いて、制御部１５に
入力データが供給される送信モード時に、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２
ａ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２
ａの段数と排他的論理和ゲート２ｂのシフトレジスタ出
力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ｃＰ１とこのクロッ
クパルスｃＰ１を分周器３に°於いて２分周したクロッ
クパルスＣＰ２とを入力しており、最初はクロックパル
スＣＰ、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
るクロックパルスｃｐ、によってＭ系列符号発生回路２
がら供給される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、制御部１５から供給される入力データを送信データ
として乗積変調することにより、狭帯域の人力データが
広帯域にわたって一様に分布するスペクトラム拡散変調
信号を出力する。そして、この変調信号は、送信アンプ
７に於いて増幅れた後に、結合器８を介して電力線９に
送出されることにより受信側に供給される。

ここで、クロックパルスＣＰ、の周波数をｆｏすると、
この場合に於ける使用帯域のスペクトラム（メインロー
プ）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、周波数をｆｏに於けるロスが少ない場合には
、送信データの確実な伝送が行なえることになる。

次に何かの原因によって、電力線９に於ける伝特性が第
５図に示すように、周波数１０部分のロスが大きくなっ
て周波数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、受信側に於いて復調
される受信データの誤り率が設定値を越えて増大するこ
とから、帯域切替要求信号を発生する。そして、この帯
域切替要求信号は、受信側に於いてスペクトラム拡散変
調された後に、電力線９を介して送信側に供給される。

従って、送信側を構成する第１図に示す結合器８は電力
線９を介して供給される変調信号を取り出し、受信アン
プ１３に於いて増幅した後にデータ復調部１４に供給す
る。データ復調部１４に於いては、同期Ｍ系列符号発生
回路１４ａが受信変調信号のスペクトラム拡散変調に用
いられたＭ系列符号と同期し、かつ符号パターンが一致
する復調用のＭ系列符号を発生している。そして、この
Ｍ系列符号は復調器１４ｂに供給されることにより、受
信アンプ１３から出力される受信変調信号をスペクトラ
ム逆拡散復調することにより受信データ、つまり帯域切
替要求信号を取り出す。

ここで、制御部１５はデータ復調部１４の復調出力を常
時監視しており、帯域切替要求信号が出力されたことを
判別すると、セレクタ４に切替信号を供給してクロック
パルスＣＰ　ｚの選択を行なわせる。このようにして、
セレクタ４から第１変調器５に供給されるクロックパル
スの周波数がｆｏから１　／　２　ｆ　ｏに切り替えら
れると、この場合に於ける使用帯域のスペクトラム（メ
インローブ）が第３図に特性Ｂとして示すように低域側
に移行する。つまり、第５図に示す特性のロス減少側に
移行させて、使用帯域に対する伝送特性の改善を計って
いることになる。このようにして、伝送特性の良い帯域
に切り替えられると、伝送エラーが減少することから、
受信側からの帯域切替要求信号の送信が中断されて、デ
ータ伝送が行なわれる。

次に、入力データが無い場合には受信モードとなってお
り、電力線９を介して他の装置からスペクトラム拡散変
調信号が送られて来ると、結合器８はこの変調信号を取
り出して受信アンプ１３に供給することにより増幅する
。そして、この受信アンプ１３の出力信号は、復調器１
４ｂに於いて同期Ｍ系列符号発生回路１４ａから供給さ
れるＭ系列符号によって、スペクトラム逆拡散復調され
ることにより受信データが取り出される。

ここで、制御部１５はデータ復調部１４から出力される
受信データを監視しており、伝送エラーが設定値よりも
増大すると、現在使用中の受信帯域に於ける伝送特性が
劣悪化したことを検出する。

そして、この制御部１５が伝送特性の劣悪化を検出する
と帯域切替要求信号を発生し、この信号を送信データと
して第２変調部６に供給することによりスペクトラム拡
散変調した後に、前述した送信モード時の動作と同様に
、送信フンプロ、結合器８および電力線９を介して送信
側に供給する。

送信側はこの変調信号を受けて復調することにより帯域
切替要求信号を取り出すと、上述した送信モード時の動
作と同様に、予め用意されている他の伝送帯域に切り替
えて再び送信動作を開始する。

この様に、受信側に於いて伝送特性の悪化を検出して送
信側に使用帯域の切替要求信号を返送すれば、送信側電
力線に於ける伝送特性の劣悪化に関係なく、予め用意さ
れている他の伝送帯域に移行にして伝送特性の改善を計
りながら、確実なデータ伝送を続けることが可能になる
ものである。

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
タから出力されるクロッ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ね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
から供給される信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出力が設定
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。

また、上記実施例に於いては、伝送特性の劣化を受信デ
ータに対する伝送エラーの量によって制御部が判断する
場合について説明したが、受信変調信号に対する相関出
力レベルによって判断する等の種々の方法を用いること
が出来るものである。

〔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、複数の送信伝送帯域を
予め用意しておき、受信側に於いて伝送特性が設定値以
上に劣化したことが検出されると伝送帯域切替要求信号
を送信側に返送し、送信側はこの伝送帯域切替要求信号
に応じて送信伝送帯域の切替を行なうものである。従っ
て、比較的狭い帯域に於いて発生する電力線の伝送特性
劣化は、伝送帯域の切替えによって常に確実なデータ伝
送が行なえることになる。また、この発明に於いては、
受信側に於いて伝送特性劣化の判断を行なって、その結
果を送信側にフィードバックするものであることから、
その判断動作が確実なものとなる等の種々優れた効果を
有する。

【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。 ■・・・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・・・結合
器、９・・・電力線、１３・・・受信アンプ、１４・・
・データ復調器、１４ａ・・・同期Ｍ系列符号発生回路
、１４ｂ・・・復調器、１５・・・制御部。 出願人　日本電気ホームエレクトロニクス第２図 第３図 レ ベ。 ル／

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信側に於いて発生されるＭ系列符号を用いて送
   信データを乗積変調することにより、送信データが広範
   囲にわたって一様に分布するスペクトラム拡散変調信号
   を発生して伝送路として利用する電力線に供給し、受信
   側に於いては前記変調時に用いたＭ系列符号に同期しか
   つ符号パターンが一致するＭ系列符号を用いて受信変調
   信号をスペクトラム逆拡散復調することにより受信デー
   タを取り出すスペクトラム拡散電力線搬送通信方法に於
   いて、前記受信側は受信状態で伝送特性が設定値以上に
   劣化したことを検出すると伝送帯域切替要求信号をスペ
   クトラム拡散変調して前記送信側に供給し、前記送信側
   は前記伝送帯域切替要求信号に応じて、送信伝送帯域の
   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）受信側に於いて復調されることにより取りされる
   受信データの伝送エラー量によって伝送特性の劣化を検
   出する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法。
3. （３）変調用のＭ系列符号またはＭ系列符号により送信
   データを変調した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
   によって送信帯域の切替えを行なうことを特徴とする特
   許範囲第１項記載のスペクトラム拡散電力線搬送通信方
   法。
4. （４）Ｍ系列符号の発生に用いられるクロックパルスお
   よびこのクロックパルスを分周したクロックパルスを選
   択することによって送信帯域切替用のクロックパルスと
   することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のスペ
   クトラム拡散電力線搬送通信方法。
5. （５）伝送路として利用する電力線を介して接続された
   少なくとも一対の送受信装置を有し、この送受信装置は
   第１クロックパルスを発生するクロック発生回路と、こ
   の第１の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、前記第１のクロックパルスおよ
   びその分周出力を選択するセレクタと、このセレクタか
   ら出力される第２のクロックパルスと前記Ｍ系列符号お
   よび送信データを乗積する変調器と、この変調器から出
   力される変調信号を前記電力線に供給するとともに電力
   線を介して他の送受信装置から供給されるスペクトラム
   拡散変調信号を取り出す結合器と、この結合器から出力
   される変調信号を復調して受信データを取り出すデータ
   復調部と、送信モードに於いては入力データを送信デー
   タとして前記変調器に供給するとともに、前記データ復
   調部から出力される受信データを監視して帯域切替要求
   信号を検出すると前記セレクタの切替を制御し、受信モ
   ードに於いては受信データの伝送エラー量が設定値以上
   に増大すると使用帯域の伝送特性が劣化したものと判断
   して帯域切替要求信号を前記変調部に供給して相手側に
   伝送する制御部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。