JPWO2007043162A1

JPWO2007043162A1 - 電力線搬送通信システム及びその中継装置

Info

Publication number: JPWO2007043162A1
Application number: JP2007539780A
Authority: JP
Inventors: 秀信福島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2009-04-16
Also published as: WO2007043162A1

Abstract

電力線搬送通信システムにおいて、入力した送信信号を電力線に結合する第１の結合手段１２、電力線上の受信信号を取出す第２の結合手段１７、第１の結合手段へ送信信号を送信すると共に送信信号を位相反転してキャンセル信号を生成する第１の通信手段２、および第２の結合手段から受信した受信信号にキャンセル信号を加算する第２の通信手段７を備え、第２の通信手段における前記キャンセル信号の加算により、第２の通信手段の受信信号に含まれる第１の通信手段からの送信信号を除去することで、受信信号に含まれる不要な信号を、容易に的確に除去することができるようにする。

Description

この発明は、電力送配電等における配電線等の電力線を使って通信する電力線搬送通信システム及びその中継装置に関し、特に受信信号に含まれる不要な信号を除去する機能を有する電力線搬送通信システム及びその中継装置に関するものである。

従来の電力送配電等における配電線等の電力線を使って通信する電力線搬送通信システムは、例えば、特開平１１−１９６０３４号公報（特許文献１）に示されており、その図１に示されているように配電線上に結合した位置から所定の距離を離した配電線上にキャンセル信号を結合し、配電線の両方向に向かう信号のうち片方向に向かう信号を除去しており、またその図２に示すように伝播遅延装置が必要であり、伝播遅延量は伝送路の遅延量に合わせて調整するものがある。

特開平１１−１９６０３４号公報（図１、図２、およびそれらの説明）

従来の配電線に注入した信号を除去する装置は、配電線上に結合した位置から所定の距離を離した配電線上にキャンセル信号を結合しなければならず、配電線に結合する為の装置が必要である。また、最大の効果を得る為には１／４波長離した点にキャンセル信号を結合しなければならず、例えば２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの帯域を使用する装置では３２．５ｍ〜２．５ｍ離した点に結合する必要があり現実には距離が離れすぎていて設置が困難であり、例えば２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの帯域内で複数の周波数を同時に使用するマルチキャリアシステムやスプレッドスペクトラムシステムでは３２．５ｍ〜２．５ｍのどこか１点にキャンセル信号の結合点を決めなければならず複数の周波数がすべて最大の効果を得ることは難しい。
また、キャンセル信号の結合点は１／４波長より短い点でも可能と書かれているが０に近づくほど本来送信したい方向への信号も消失してしまう。
また、キャンセル信号の生成に伝播遅延装置が必要であり、その伝播遅延量は所定の距離を離した配電線間の伝播遅延値に合わせて調整しなければならず、例えば複数の周波数を同時に使用するマルチキャリアシステムやスプレッドスペクトラムシステムでは複数の周波数全てに最適な遅延量は設定することができない、等の問題点があった。

この発明は前述のような従来の実状に鑑みてなされたもので、受信信号に含まれる不要な信号を、容易に的確に除去することができるようにすることを目的とするものである。

この発明に係わる電力線搬送通信システムは、電力線を使用して通信を行う電力線搬送通信システムにおいて、入力した送信信号を前記電力線に結合する第１の結合手段、前記電力線上の受信信号を取出す第２の結合手段、前記第１の結合手段へ前記送信信号を送信すると共に前記送信信号を位相反転してキャンセル信号を生成する第１の通信手段、および前記第２の結合手段から受信した前記受信信号に前記キャンセル信号を加算する第２の通信手段を備え、前記第２の通信手段における前記キャンセル信号の加算により、前記第２の通信手段の前記受信信号に含まれる前記第１の通信手段からの送信信号を除去するものである。

この発明に係わる中継装置は、電力線を使用して通信を行う電力線搬送通信システムにおける前記通信の中継を行う中継装置において、前記電力線へ送信信号を送信すると共に前記送信信号を位相反転してキャンセル信号を生成する第１の通信手段、および前記電力線から受信した受信信号に前記キャンセル信号を加算する第２の通信手段を備え、前記第２の通信手段における前記キャンセル信号の加算により、前記第２の通信手段の前記受信信号に含まれる前記第１の通信手段からの送信信号を除去するものである。

この発明は、電力線を使用して通信を行う電力線搬送通信システムにおいて、入力した送信信号を前記電力線に結合する第１の結合手段、前記電力線上の受信信号を取出す第２の結合手段、前記第１の結合手段へ前記送信信号を送信すると共に前記送信信号を位相反転してキャンセル信号を生成する第１の通信手段、および前記第２の結合手段から受信した前記受信信号に前記キャンセル信号を加算する第２の通信手段を備え、前記第２の通信手段における前記キャンセル信号の加算により、前記第２の通信手段の前記受信信号に含まれる前記第１の通信手段からの送信信号を除去するようにしたので、受信信号に含まれる不要な信号（前記第１の通信手段からの送信信号）を、容易に的確に除去することができる効果がある。

また、この発明は、電力線を使用して通信を行う電力線搬送通信システムにおける前記通信の中継を行う中継装置において、前記電力線へ送信信号を送信すると共に前記送信信号を位相反転してキャンセル信号を生成する第１の通信手段、および前記電力線から受信した受信信号に前記キャンセル信号を加算する第２の通信手段を備え、前記第２の通信手段における前記キャンセル信号の加算により、前記第２の通信手段の前記受信信号に含まれる前記第１の通信手段からの送信信号を除去するようにしたので、受信信号に含まれる不要な信号（前記第１の通信手段からの送信信号）を、中継装置において容易に的確に除去することができる効果がある。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１〜図３によって説明する。図１は電力線を使用して通信を行う電力線搬送通信システムのシステム構成の一例を示す図、図２は図１における受信信号の波形を示す図、図３は図１における加算器内での波形を示す図である。

この発明の実施の形態１による電力線を使用して通信を行う電力線搬送通信システムは、図１に示すように、後述の配電線１０上の通信データ信号を周波数の変更を伴って中継する中継装置１と、周波数帯域Ａ（例えば３ＭＨｚ〜１３ＭＨｚ）の信号を送受信する通信モジュールである第１の通信手段２と、前記周波数帯域Ａの通信信号を生成する送信器３と、前記送信器３から出力された信号を２つに分配する分配器４と、前記分配器４から出力された信号を位相反転させる位相反転器５と、前記位相反転器５から出力された信号の振幅を可変調整するための振幅調整器６と、周波数帯域Ｂ（例えば１３．５ＭＨｚ〜２３．５Ｈｚ）の信号を送受信する通信モジュールである第２の通信手段７と、２つの入力信号を電圧加算する加算器８と、前記加算器８で加算した信号をデータに変換する受信器９と、通信データ信号などの通信信号を伝送する配電線１０と、前記第１の通信手段２の送信出力である送信信号１３を後述の結合器（第１の結合手段）１２に接続するための電線１１と、前記送信信号１３を前記配電線１０に結合する結合器１２と、前記中継装置１内の通信モジュールである前記第１の通信手段２から出力された例えば周波数帯域Ａの送信信号(周波数帯域Ａ)１３と、トランスやフューズや負荷装置などの信号を減衰させるまたは減衰させない配電機器１４と、前記配電線１０や前記配電機器１４の影響で減衰されたまたは減衰されない伝送送信信号(周波数帯域Ａ)１５と、前記中継装置１以外の通信機器が前記第２の通信手段７と通信する為に送信した例えば周波数帯域Ｂを使用した伝送受信信号(周波数帯域Ｂ)１６と、前記配電線１０に流れる通信信号を受信するための結合器である第２の結合手段１７と、第２の結合手段１７と前記第２の通信手段７とを接続する電線１８と、前記伝送受信信号１６を前記第２の結合手段１７を通じて受信した受信信号(周波数帯域Ｂ)１９と、前記伝送送信信号１６を前記第２の結合手段１７を通じて受信した受信信号(周波数帯域Ａ)２０と、前記第１の通信手段２で生成されたキャンセル信号(周波数帯域Ａ)２１と、前記第１の通信手段２から出力された前記キャンセル信号２１を前記第２の通信手段７に接続する電線２２とを有している。

次に動作について説明する。

図１における送信器３はディジタルデータを変調し例えば周波数帯域Ａの変調信号を生成し分配器４に伝達する。分配器４は周波数帯域Ａの変調信号を２つの信号に分配する。分配された信号のうち１つは送信信号１３として第１の結合手段１２を通して配電線１０に伝達される。送信信号１３は配電線１０を通じて他の周波数Ａ通信装置の方向と第２の結合手段１７の方向に伝達されて行く、前者は他の周波数Ａ通信装置との通信に使用されるが、後者は第２の通信手段７に対しての干渉(妨害)信号になる。第２の結合手段１７の方向に向かう送信信号１３は、第２の結合手段１７に伝達されるまでに途中に存在する配電線１０や配電機器１４の影響で信号振幅が減す衰し伝送送信信号１５になる(減衰しない場合もある)。伝送送信信号は第２の結合手段１７を通じて受信され受信信号２０になる。受信信号２０は通信モジュール７にとっては干渉(妨害)信号である。一方、他の周波数Ｂ通信装置から送信された伝送受信信号１６は、第２の結合手段１７を通じて受信され受信信号１９になる。第２の通信手段７では本来の通信目的先の受信信号１９と、干渉(妨害)信号である受信信号２０が加算された信号が加算器８に伝達される（この様子を図２に模式的に示す）。また一方、第１の通信手段２の分配器４で分配されたもう一方の信号は位相反転器５で位相を１８０°反転された後、振幅調整器６で受信信号２０の振幅に合わせて調整することでキャンセル信号２１となる。このキャンセル信号振幅の調整は、加算器８の入力部分で受信信号２０の振幅（電圧）とキャンセル信号２１の振幅（電圧）を計測器（例えばオシロスコープ）で確認し、これら２つの信号振幅（電圧）が同じになるように振幅調整器６で調整する。キャンセル信号２１は電線２２を通じて加算器８に伝達される。加算器８では受信信号１９と受信信号２０とキャンセル信号２１が同時に電圧加算される。加算器８では受信信号２０とキャンセル信号２１が加算されると図３に模式的に示すように受信信号２０を除去する事ができる。結果加算器８から出力される信号は本来の通信目的先からの受信信号１９のみとなる。

このように、この発明の実施の形態１によれば、受信信号に含まれる不要な信号（前記第１の通信手段からの送信信号）を、容易に的確に除去することができる。また、前述の従来システムのような、配電線への結合装置の追加、所定の距離を離した点への信号結合、伝播遅延装置の実装などの煩わしさもなく、通信手段からの送信信号を隣接した通信手段の受信信号から除去でき、当該除去は複数の周波数を同時に使用するマルチキャリアシステムやスプレッドスペクトラムシステムでもできる。

なお、前記第１の通信手段２は、前記第２の通信手段７と同様な受信機能も備え、前記第２の通信手段７は、前記第１の通信手段２と同様な送信機能も備えている。

実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を、電力線を使用して通信を行う電力線搬送通信システムのシステム構成の一例を示す図４により説明する。なお、図４において図１と同一または相当部分には同一符号を付し、前述のこの発明の実施の形態１と異なる点を主体に説明し、他の説明は割愛する。

前述のこの発明の実施の形態１では、第１の通信手段２に内蔵した振幅調整器６によってキャンセル信号２１の振幅を受信信号２０の振幅に合わせて調整する場合について述べたが、図４に示すように、第２の通信手段７に振幅調整器６と振幅比較器２３とを設け、伝送受信信号１６をオフした時に受信信号１９とキャンセル信号２１とを比較して両信号の振幅差が０になる方向に前記振幅調整器６を自動で調整できるようにしたので、伝送受信信号１６をオフする必要があるが自動で振幅調整器６を調整することができる。例えば振幅調整器６には一般的なオペアンプ（演算増幅器）を用いたコンパレータを使用して実現することができる。

実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を、電力線を使用して通信を行う電力線搬送通信システムのシステム構成の一例を示す図５により説明する。なお、図５において図１および図４と同一または相当部分には同一符号を付し、前述のこの発明の実施の形態１および２と異なる点を主体に説明し、他の説明は割愛する。

前述のこの発明の実施の形態１では、第１の通信手段２に内蔵した振幅調整器６によってキャンセル信号２１の振幅を受信信号２０の振幅に合わせて調整する場合について述べたが、図５に示すように、第２の通信手段７に振幅調整器６と受信信号の信号品質値（信号−雑音比）算出器２４とを設け、受信信号の信号品質値が最も良くなるように、前記信号品質値算出器２４が前記振幅調整器６を自動で調整できるようにしたので、前記伝送受信信号１６をオフする事なく自動で前記振幅調整器６を調整することができる。例えば、信号品質値算出器２４は通信装置が一般的に内蔵する信号処理演算器（Digital
Signal Processor）による演算結果を流用することで実現され、この信号処理演算器が振幅調整器６を制御して実現できる。

この発明の実施の形態１を示す図で、電力線を使用して通信を行う電力線搬送通信システムのシステム構成の一例を示す図である。この発明の実施の形態１を示す図で、図１における受信信号の波形を示す図である。この発明の実施の形態１を示す図で、図１における加算器内での波形を示す図である。この発明の実施の形態２を示す図で、電力線を使用して通信を行う電力線搬送通信システムのシステム構成の一例を示す図である。この発明の実施の形態３を示す図で、電力線を使用して通信を行う電力線搬送通信システムのシステム構成の一例を示す図である。

符号の説明

１中継装置２第１の通信手段
７第２の通信手段１０電力線
１２第１の結合手段１７第２の結合手段。

Claims

電力線を使用して通信を行う電力線搬送通信システムにおいて、入力した送信信号を前記電力線に結合する第１の結合手段、前記電力線上の受信信号を取出す第２の結合手段、前記第１の結合手段へ前記送信信号を送信すると共に前記送信信号を位相反転してキャンセル信号を生成する第１の通信手段、および前記第２の結合手段から受信した前記受信信号に前記キャンセル信号を加算する第２の通信手段を備え、前記第２の通信手段における前記キャンセル信号の加算により、前記第２の通信手段の前記受信信号に含まれる前記第１の通信手段からの送信信号を除去することを特徴とする電力線搬送通信システム。
請求項１に記載の電力線搬送通信システムにおいて、前記受信信号に加算される前記キャンセル信号が当該加算前に振幅調整されることを特徴とする電力線搬送通信システム。
請求項２に記載の電力線搬送通信システムにおいて、前記受信信号に含まれる前記第１の通信手段からの前記除去対象の送信信号と前記キャンセル信号との振幅を比較し両者の振幅差が０になる方向に前記振幅調整が行われることを特徴とする電力線搬送通信システム。
請求項２に記載の電力線搬送通信システムにおいて、前記第２の通信手段の受信信号品質を判別し当該受信信号品質が良くなる方向に前記振幅調整が行われることを特徴とする電力線搬送通信システム。
電力線を使用して通信を行う電力線搬送通信システムにおける前記通信の中継を行う中継装置において、前記電力線へ送信信号を送信すると共に前記送信信号を位相反転してキャンセル信号を生成する第１の通信手段、および前記電力線から受信した受信信号に前記キャンセル信号を加算する第２の通信手段を備え、前記第２の通信手段における前記キャンセル信号の加算により、前記第２の通信手段の前記受信信号に含まれる前記第１の通信手段からの送信信号を除去することを特徴とする中継装置。
請求項５に記載の中継装置において、前記受信信号に加算される前記キャンセル信号が当該加算前に振幅調整されることを特徴とする中継装置。
請求項６に記載の中継装置において、前記受信信号に含まれる前記第１の通信手段からの前記除去対象の送信信号と前記キャンセル信号との振幅を比較し両者の振幅差が０になる方向に前記振幅調整が行われることを特徴とする中継装置。
請求項６に記載の中継装置において、前記第２の通信手段の受信信号品質を判別し当該受信信号品質が良くなる方向に前記振幅調整が行われることを特徴とする中継装置。