JPWO2009060555A1 - 電力線通信装置 - Google Patents
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Abstract
自ネットワークのコントローラを隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態が一番よい端末にすることにより、ネットワーク間の制御を確実に共有できる。もしくは、受信状態が良くない場合は、一番悪い端末にすることにより、隣家ネットワークから独立したネットワークとし、自端末が出力する基準信号や制御信号が、隣家ネットワークへ妨害することを低減する。
Description
本発明は、宅内の電力線を通信媒体として用いた電力線通信システムに関し、特に、前記電力線通信システムにおいて使用する電力線通信装置に関するものである。
電力線通信では、電力を供給するために設けられた電力線を通信媒体として用いる。電力線は電気的に繋がっているため、同一の通信媒体上に複数のネットワークが存在することがある。この場合、自端末が属さないネットワーク(以下、隣家ネットワークと呼ぶ)の通信はノイズとなり、自端末が属するネットワークの通信を妨げる。電力線そのものの経路による減衰や分岐による減衰等により、電力線通信経路的に離れていれば隣家ネットワークの影響は小さいが、特に、大規模な建築物内等でフロア毎にネットワークを構築する場合などでは、減衰が小さい隣家ネットワークが存在する。隣家ネットワークを自端末に属するネットワークと統合して、隣家ネットワークの影響をなくすものがある(例えば、特許文献1を参照)。
特開2006-135943号公報
複数の隣家ネットワークを1つのネットワークに統合すると、コントローラの信号が届かない端末が出てくる場合があり、その場合、コントローラが発する制御信号を中継する必要がある。制御信号を中継すると、制御信号で帯域を消費してしまうことになる。また、方式の異なる電力線通信では1つのネットワークに統合できず、たとえ制御信号のみを仮想的に統合したネットワークとして扱ったとしても前述の課題が発生する。
さらに、複数の隣家ネットワークを1つのネットワークに統合、あるいは制御信号のみを仮想的に統合すると、電力線通信経路的に離れているネットワークの端末の通信でも、同一の制御信号で制御されるので、不要な通信制限を受けることとなる。
本発明よる電力線通信装置は、複数の端末が電力線を用いて通信を行なう電力線通信システムで用いられて、他の端末に対して制御信号および/または基準信号を出力する端末であるコントローラになることができる電力線通信装置であって、電力線を通して通信信号,制御信号,あるいは,基準信号を受信する受信手段と、電力線を通して通信信号,制御信号,あるいは,基準信号を送信する送信手段と、前記受信手段で受信した受信信号から、自端末が属するネットワーク以外のネットワーク(以下、隣家ネットワークという)のコントローラからの信号を検知し、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態である隣家ネットワーク受信状態を調べる隣家ネットワーク検知手段と、前記隣家ネットワーク受信状態を比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果および/または前記受信手段で受信される受信信号を用いて、コントローラ交代要求信号あるいはコントローラ交代許可信号を前記送信手段より送信し、コントローラを決定するコントローラ決定手段と、を備えることを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記比較手段は、隣家ネットワーク受信状態とあらかじめ定められた第1の値とを比較し、前記コントローラ決定手段は、自端末がコントローラではない端末であって、前記比較手段の比較結果より、隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好な場合、自端末がコントローラとなることを要求するコントローラ交代要求信号を前記送信手段より送信し、これに対するコントローラ交代許可信号を前記受信手段にて受信したときに自端末がコントローラとなり、自端末がコントローラである端末であって、前記比較手段の比較結果より、隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好ではない場合,もしくは,前記隣家ネットワーク検知手段にて隣家ネットワークのコントローラからの信号が検出されなかった場合、前記受信手段にてコントローラ交代要求信号を受信すると、コントローラ交代許可信号を前記送信手段より送信し、自端末がコントローラではない端末となる、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、自端末がコントローラである端末であって、前記比較手段の比較結果より、隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好な場合、前記送信手段は、隣家ネットワークがあることをコントローラではない端末に定期的に送信し、自端末がコントローラではない端末であって、隣家ネットワークがあることを前記受信手段がコントローラより受信した場合、前記コントローラ決定手段は、隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好な場合であってもコントローラ交代要求信号を送信しない、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、自端末がコントローラである場合、前記送信手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態がある場合は、当該隣家ネットワーク受信状態をコントローラではない端末に送信し、前記コントローラ決定手段は、前記受信手段にてコントローラ交代要求信号を受信すると、コントローラ交代許可信号を前記送信手段より送信し、自端末がコントローラではない端末となり、自端末がコントローラではない場合、前記受信手段は、コントローラの隣家ネットワーク受信状態を受信し、前記比較手段は、前記受信手段が受信したコントローラの隣家ネットワーク受信状態と自端末の隣家ネットワーク受信状態とを比較し、前記コントローラ決定手段は、前記比較手段の比較結果が、前記コントローラの隣家ネットワーク受信状態より前記自端末の隣家ネットワーク受信状態が良好なとき、自端末がコントローラとなることを要求するコントローラ交代要求信号を前記送信手段より送信し、これに対するコントローラ交代許可信号を前記受信手段にて受信したときに自端末がコントローラとなる、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、自端末がコントローラである場合、前記比較手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態とあらかじめ定められた第1の値とを比較し、前記送信手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値より良好でない場合は、自端末の隣家ネットワーク受信状態がある場合であっても当該隣家ネットワーク受信状態をコントローラで無い端末へ送信せず、自端末がコントローラではない場合、前記比較手段は、前記受信手段が受信したコントローラの隣家ネットワーク受信状態と自端末の隣家ネットワーク受信状態を比較、及び自端末の隣家ネットワーク受信状態と前記第1の値とを比較し、前記コントローラ決定手段は、前記比較手段の比較結果が、前記コントローラの隣家ネットワーク受信状態より前記自端末の隣家ネットワーク受信状態が良好であっても、前記第1の値より良好ではない場合は、コントローラ交代要求信号を送信しない、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、自端末がコントローラではない場合、前記送信手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態をコントローラへ送信し、前記コントローラ決定手段は、前記受信手段にてコントローラ交代要求信号を受信すると、コントローラ交代許可信号を前記送信手段より送信し、自端末がコントローラとなり、自端末がコントローラである場合、前記受信手段は、コントローラではない端末の隣家ネットワーク受信状態を受信し、前記比較手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態および前記コントローラではない端末の隣家ネットワーク受信状態を比較し、前記コントローラ決定手段は、前記比較手段の比較結果より、一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末が自端末ではない場合、前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末へ、前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末がコントローラとなることを要求するコントローラ交代要求信号を前記送信手段より送信し、前記受信手段にてコントローラ交代許可信号を受信したときに自端末がコントローラではない端末となる、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、自端末がコントローラではない場合、前記比較手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態とあらかじめ定められた第1の値とを比較し、前記送信手段は、前記比較手段の比較結果、隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値より良好でない場合は、自端末の隣家ネットワーク受信状態がある場合でも当該隣家ネットワーク受信状態をコントローラへ送信しない、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、自端末がコントローラではない場合、前記送信手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態をコントローラへ送信し、前記コントローラ決定手段は、前記受信手段にてコントローラ交代要求信号を受信すると、コントローラ交代許可信号を前記送信手段より送信し、自端末がコントローラとなり、自端末がコントローラである場合、前記受信手段は、コントローラではない端末の隣家ネットワーク受信状態を受信し、前記比較手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態と,前記コントローラではない端末の隣家ネットワーク受信状態と,あらかじめ定められた第1の値と,の比較を行い、前記コントローラ決定手段は、前記比較手段の比較結果より、一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末が自端末ではない場合で,かつ,前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好な場合、前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末へ、前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末がコントローラとなることを要求するコントローラ交代要求信号を送信し、前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好でない場合、前記受信手段で隣家ネットワーク受信状態を受信していないコントローラではない端末,あるいは,前記比較手段の比較結果が一番良好でない隣家ネットワーク受信状態である端末へ、コントローラとなることを要求するコントローラ交代要求信号を送信し、これに対するコントローラ交代許可信号を前記受信手段にて受信したときに自端末がコントローラではない端末となる、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態を隣家ネットワーク毎に調べ、その全てあるいは一部の演算結果を隣家ネットワーク受信状態とする、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態を隣家ネットワーク毎に調べ、その総和もしくは対数の総和を隣家ネットワーク受信状態とする、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態を隣家ネットワーク毎に調べ、あらかじめ定められた第1の値以上の総和もしくは当該第1の値以上の対数の総和を隣家ネットワーク受信状態とする、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態を隣家ネットワーク毎に調べ、一番良好な受信状態を隣家ネットワーク受信状態とする、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態が一定時間以内で一番良好な受信状態を隣家ネットワーク受信状態とする、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、隣家ネットワーク受信状態が良好とは、隣家ネットワークのコントローラが送信する信号の受信誤り率が低いこと,あるいは,隣家ネットワークのコントローラが送信する信号の受信電力が高いこと,あるいは,隣家ネットワークのコントローラが送信する信号の受信レートが高いこと,あるいは,隣家ネットワークのコントローラからの受信信号のCINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)が高いことである、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信を隣家ネットワーク毎に調べ、隣家ネットワーク受信状態が良好とは、前記隣家ネットワーク検知手段で検知できた隣家ネットワークの数量が多いことである、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信を隣家ネットワーク毎に調べ、隣家ネットワーク受信状態が良好とは、受信誤り率の低さ,受信電力の高さ,受信レートの高さ,あるいは,受信信号のCINRの高さがあらかじめ決められた値以上の隣家ネットワークの数量が多いことである、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記送信手段および前記受信手段は、隣家ネットワーク受信状態を受信していない端末,あるいは,隣家ネットワーク受信状態が一番良好でないで端末がコントローラとなった場合、自ネットワーク内の全ての端末の通信は、ノイズに対する強度の強い通信を行う、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記送信手段および前記受信手段は、隣家ネットワーク受信状態を受信していない端末,あるいは,隣家ネットワーク受信状態が一番良好でない端末がコントローラとなった場合、自ネットワーク内の全ての端末の通信は、再送単位が小さくなるようにフレームを分割して通信を行う、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記送信手段および前記受信手段は、隣家ネットワーク受信状態を受信していない端末,あるいは,隣家ネットワーク受信状態が一番良好でない端末がコントローラである場合で、隣家ネットワークを検知した端末と通信を行う場合には、ノイズに対する強度の強い通信を行う、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記送信手段および前記受信手段は、隣家ネットワーク受信状態を受信していない端末,あるいは,隣家ネットワーク受信状態が一番良好でない端末がコントローラとなった場合で、隣家ネットワークを検知した端末と通信を行うときは、再送単位が小さくなるようにフレームを分割して通信を行う、ことを特徴とする。
本発明によれば、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態がある設定値より良好な場合、その受信状態が最善である端末に自ネットワークのコントローラ権を移すので、自ネットワークと隣家ネットワークのコントローラ間で制御信号の通信が円滑に行える。
さらに、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態が良好ではない場合、その受信状態が劣悪である端末に自ネットワークのコントローラ権を移すので、自ネットワークのコントローラからの信号が隣家ネットワークに与える影響を低減できる。
さらに、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態が劣悪である端末に自ネットワークのコントローラ権を移したとき、ノイズ耐性が強固な通信,あるいは,再送単位が小さな通信を行うので、隣家ネットワークの通信によりバースト的に発生するノイズに対して強固な通信が行える。
A,B,C…ネットワーク
A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3…電力線通信装置
100,110,114…配電盤
121…受信部
122,222,322…隣家ネットワーク検知部
123,223,323…比較部
124,224,324…コントローラ決定部
125,325…送信部
A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3…電力線通信装置
100,110,114…配電盤
121…受信部
122,222,322…隣家ネットワーク検知部
123,223,323…比較部
124,224,324…コントローラ決定部
125,325…送信部
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、一度説明した構成要素と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電力線通信システムの接続関係の一例を示す図である。この電力線通信システムでは、同一の通信媒体(電力線)上に複数のネットワークA,Bが存在している。電力線通信を行う電力線通信装置(以下、端末と呼ぶ)A1,A2,A3が電力線,配電盤100を介して互いに接続されネットワークA(ここでは、自ネットワークとする)を構成しており、端末B1,B2,B3が電力線,配電盤110を介して互いに接続されネットワークB(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成している。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電力線通信システムの接続関係の一例を示す図である。この電力線通信システムでは、同一の通信媒体(電力線)上に複数のネットワークA,Bが存在している。電力線通信を行う電力線通信装置(以下、端末と呼ぶ)A1,A2,A3が電力線,配電盤100を介して互いに接続されネットワークA(ここでは、自ネットワークとする)を構成しており、端末B1,B2,B3が電力線,配電盤110を介して互いに接続されネットワークB(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成している。
なお、図1において、各端末A1〜A3,B1〜B3が接続されている電力線の経路長は、模式的に、電力線通信上の経路長の長短を表すこととする。
また、それぞれのネットワークA,Bの制御信号あるいは基準信号を送信するコントローラは端末A1,B2である。コントローラは、1つのネットワークに1つであるが、何れの端末もコントローラになることができることとする。
(電力線通信装置A1〜A3,B1〜B3の構成)
各端末A1〜A3,B1〜B3は、自身がコントローラであるときに時刻の基準信号を定期的に出力する機能を有している。図2は、基準信号等の出力タイミングを例示する図である。図2に示すa0,a1,a2は、コントローラから定期的に出力された基準信号である。また、b0,b1,b2は、端末間における通信信号を示している。
各端末A1〜A3,B1〜B3は、自身がコントローラであるときに時刻の基準信号を定期的に出力する機能を有している。図2は、基準信号等の出力タイミングを例示する図である。図2に示すa0,a1,a2は、コントローラから定期的に出力された基準信号である。また、b0,b1,b2は、端末間における通信信号を示している。
図3は、各端末A1〜A3,B1〜B3の構成の主要部を示すブロック図である。各端末A1〜A3,B1〜B3は、図3に示すように、受信部121,隣家ネットワーク検知部122,比較部123,コントローラ決定部124,及び送信部125を含んでいる。
受信部121は、基準信号,制御信号,通信信号を電力線を介して受信する。制御信号には、後述するコントローラ交代要求信号,コントローラ交代許可信号等がある。隣家ネットワーク検知部122は、受信部121で受信した基準信号のうち、ネットワークを識別する値(ex.ネットワークID等)を調べ、隣家ネットワークの有無を検出すると共に、その通信の状態を示すCINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)を算出する。比較部123は、隣家ネットワーク検知部122で「隣家ネットワーク有り」と判断された場合、隣家ネットワーク検知部122で算出した隣家ネットワークのCINRとあらかじめ定めた基準との大小比較を行う。コントローラ決定部124は、比較部123の比較結果に基づいてコントローラ交代要求信号を作成し、受信部121で受信されたコントローラ交代許可信号に基づいて、自端末がコントローラとなるかどうかを決定する。送信部125は、基準信号,制御信号,通信信号を送信する。
(電力線通信装置A1〜A3,B1〜B3の動作)
次に、各端末A1〜A3,B1〜B3の動作を説明する。まず、自身がコントローラである場合の各端末A1〜A3,B1〜B3の動作について説明する。
次に、各端末A1〜A3,B1〜B3の動作を説明する。まず、自身がコントローラである場合の各端末A1〜A3,B1〜B3の動作について説明する。
受信部121で自端末宛のコントローラ交代要求信号が受信されると、コントローラ決定部124は、比較部123の比較結果を調べ、「隣家ネットワーク無し」あるいは「CINRがあらかじめ定めた基準値より低い」との結果の場合、自端末はコントローラでない端末となり、コントローラ交代許可信号を送信部125から出力する。さらに、コントローラ決定部124は、定期的に比較部123の比較結果を調べ、「CINRがあらかじめ定めた基準より高い」との結果の場合、コントローラではない各端末へ、コントローラが隣家ネットワークを受信していることを送信部125から出力する。
次に、自身がコントローラではない場合の各端末A1〜A3,B1〜B3の動作について説明する。
コントローラ決定部124は、比較部123の比較結果を調べ、「CINRがあらかじめ定めた基準より高い」との結果の場合で、かつ、コントローラから、隣家ネットワークを受信している旨の通知を受けていない場合に、コントローラ交代要求信号を送信部125から出力し、更にコントローラ決定部124は、受信部121が、コントローラ交代許可信号を受信すると、コントローラ決定部124により、自端末はコントローラとなる。
次に、図1のネットワークBのコントローラである端末B2の基準信号により、端末A1から端末A2にネットワークAのコントローラが変更される例を図4を用いて説明する。
まず、端末B2はネットワークBのコントローラなので、基準信号を定期的に出力する(11a)。この基準信号をネットワークAの端末A1,A2が受信し、端末A2のみがあらかじめ設定されたCINRを超える値であったとする。また、端末A3は受信できなかったものとする。端末A1はネットワークAのコントローラなので、基準信号を定期的に出力する(11b)。端末A1は、端末B2からの基準信号があらかじめ設定されたCINRを超えていないので、端末A1からの基準信号(11b)には、隣家ネットワーク(ここではネットワークB)を受信していないことを含む。端末A3は、端末B2からの基準信号(11a)を受信できなかったので、何も行わない。端末A2は、コントローラではない端末であり,かつ,自端末が属さないネットワークBの基準信号(11a)のCINRが基準値を超えていたので、コントローラである端末A1にコントローラ交代要求信号を出力する(11c)。端末A1は、端末A2からのコントローラ交代要求信号を受信すると、ネットワークBに属する端末B2からの基準信号のCINRが基準値を超えていないので、コントローラ交代許可信号を端末A2へ送信し(11d)、端末A1は、コントローラではない端末となる。端末A2は、コントローラ交代許可信号を受信すると(11d)、コントローラとなり、図5のように、ネットワークAのコントローラが端末A1から端末A2に代わる。それ以降、電力線の状態が変わらなければ、端末A2で受信されるネットワークBに属する端末B2からの基準信号のCINRは基準値を超えているので(11e)、端末A2は、端末A1,A3へコントローラが隣家ネットワーク(ここではネットワークB)を受信していることを基準信号と共に通知し(11f)、端末A2はコントローラ交代許可信号を出さないので、コントローラが代わることはなく、端末A1,A3は、コントローラが隣家ネットワークを受信している通知を受けるので、CINRが基準値を超えてもコントローラ交代要求信号を出すことはない。
なお、上記第1の実施形態では、コントローラは、コントローラが隣家ネットワークを受信している通知をコントローラではない端末へ送信しているが、通知を出さなくても同様の結果が得られる。
(第2の実施形態)
図6は、本発明の第2の実施形態に係る電力線通信システムの接続関係の一例を示す図である。この電力線通信システムでは、同一の通信媒体(電力線)上に複数のネットワークA,B,Cが存在している。電力線通信を行う電力線通信装置(以下、端末と呼ぶ)A1,A2,A3が電力線,配電盤100を介して互いに接続されネットワークA(ここでは、自ネットワークとする)を構成しており、端末B1,B2,B3が電力線,配電盤110を介して互いに接続されネットワークB(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成しており、端末C1,C2,C3が電力線,配電盤114を介して互いに接続されネットワークC(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成している。
図6は、本発明の第2の実施形態に係る電力線通信システムの接続関係の一例を示す図である。この電力線通信システムでは、同一の通信媒体(電力線)上に複数のネットワークA,B,Cが存在している。電力線通信を行う電力線通信装置(以下、端末と呼ぶ)A1,A2,A3が電力線,配電盤100を介して互いに接続されネットワークA(ここでは、自ネットワークとする)を構成しており、端末B1,B2,B3が電力線,配電盤110を介して互いに接続されネットワークB(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成しており、端末C1,C2,C3が電力線,配電盤114を介して互いに接続されネットワークC(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成している。
なお、図6において、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3が接続されている電力線の経路長は、模式的に、電力線通信上の経路長の長短を表すこととする。
また、それぞれのネットワークA,B,Cの制御信号あるいは基準信号を送信するコントローラは端末A1,B2,C3である。コントローラは、1つのネットワークに1つであるが、何れの端末もコントローラになることができることとする。
(電力線通信装置A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の構成)
図7は、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の構成の主要部を示すブロック図である。各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3は、図7に示すように、受信部121,隣家ネットワーク検知部222,比較部223,コントローラ決定部224,及び送信部125を含んでいる。
図7は、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の構成の主要部を示すブロック図である。各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3は、図7に示すように、受信部121,隣家ネットワーク検知部222,比較部223,コントローラ決定部224,及び送信部125を含んでいる。
隣家ネットワーク検知部222は、受信部121で受信した基準信号のうち、ネットワークを識別する値(ex.ネットワークID等)を調べ、隣家ネットワークの有無を検出すると共に、その通信の状態を示すCINRを隣家ネットワーク毎に算出し、あらかじめ定めた基準値以上のCINRの端末の数量を隣家ネットワーク受信状態とする。比較部223は、隣家ネットワーク検知部222で算出した隣家ネットワーク受信状態と、受信部121で受信したコントローラである端末あるいはコントローラではない他の端末の隣家ネットワーク受信状態とを比較する。コントローラ決定部224は、比較部223の比較結果に基づいてコントローラ交代要求信号を作成し、受信部121で受信されたコントローラ交代許可信号に基づいて、自端末がコントローラとなるかどうかを決定する。
(電力線通信装置A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作)
次に、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作を説明する。まず、自身がコントローラである場合の各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作について説明する。
次に、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作を説明する。まず、自身がコントローラである場合の各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作について説明する。
受信部121で自端末宛のコントローラ交代要求信号が受信されると、コントローラ決定部224は、比較部223の比較結果を調べ、自端末の隣家ネットワーク受信状態がコントローラ交代要求信号を送信した端末の隣家ネットワーク受信状態より低い場合、自端末はコントローラではない端末となり、コントローラ交代許可信号を送信部125から送信する。また、隣家ネットワーク検知部222で算出した隣家ネットワーク受信状態を定期的にコントローラではない端末へ送信する。
次に、自身がコントローラではない場合の各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作について説明する。
コントローラ決定部224は、比較部223の比較結果を調べ、自端末の隣家ネットワーク受信状態がコントローラ交代要求信号を送信した端末の隣家ネットワーク受信状態より高い場合、コントローラ交代要求信号を送信部125から出力する。
次に、図6のネットワークBのコントローラである端末B2の基準信号,および,ネットワークCのコントローラである端末C3の基準信号より、端末A1から端末A2にネットワークAのコントローラが変更される手順を図8を用いて示す。
まず、端末B2はネットワークBのコントローラなので、基準信号を定期的に出力する(21a)。この基準信号をネットワークAの端末A1,A2,A3が受信し、いずれもあらかじめ設定した基準のCINRを超える値であったとする。また、端末C3はネットワークCのコントローラなので、基準信号を定期的に出力する(21b)。この基準信号をネットワークAの端末A1,A2が受信し、端末A2のみがあらかじめ設定した基準のCINRを超える値であったとする。すると、ネットワークAの端末A1,A3の隣家ネットワーク受信状態は1となり、端末A2の隣家ネットワーク受信状態は2となる。端末A1は、ネットワークAのコントローラなので、基準信号を自端末の隣家ネットワーク受信状態を含めて送信する(21c)。端末A2,A3は、端末A1からの基準信号に含まれているコントローラの隣家ネットワーク受信状態と自端末の隣家ネットワーク受信状態を比較する。端末A3の隣家ネットワーク受信状態は、コントローラA1の隣家ネットワーク受信状態と同じなので端末A3は何もしない。端末A2の隣家ネットワーク受信状態は、コントローラA1の隣家ネットワーク受信状態よりも高いので、端末A2は、コントローラ交代要求信号を自端末の隣家ネットワーク受信状態を含めて、コントローラである端末A1に送信する(21d)。端末A1は、端末A2からのコントローラ交代要求信号を受信すると、端末A2の隣家ネットワーク受信状態は自端末の隣家ネットワーク受信状態よりも高いので、コントローラ交代許可信号を端末A2へ送信し(21e)、端末A1は、コントローラではない端末となる。端末A2は、コントローラ交代許可信号を受信すると、コントローラとなり、ネットワークAのコントローラは端末A1から端末A2へ代わる。
なお、第2の実施形態では、コントローラは、隣家ネットワーク受信状態をコントローラではない端末へ送信しているが、隣家ネットワーク受信状態を送信しなくても同様の結果が得られる。
なお、隣家ネットワーク検知部222で隣家ネットワーク受信状態の算出に用いているのはCINRであるが、誤り率,受信電力,受信レートの何れであっても同様の効果が得られることは明らかである。
なお、隣家ネットワーク検知部222で算出する隣家ネットワーク受信状態は、あらかじめ定めた基準値以上のCINRの端末の数量であるが、ネットワーク毎に算出した誤り率,受信電力,受信レート,CINRのいずれかの加算値、あるいは受信できた端末の数量であっても同様の効果が得られることは明らかである。
(第3の実施形態)
図9は、本発明の第3の実施形態に係る電力線通信システムの接続関係の一例を示す図である。この電力線通信システムでは、同一の通信媒体(電力線)上に複数のネットワークA,B,Cが存在している。電力線通信を行う電力線通信装置(以下、端末と呼ぶ)A1,A2,A3が電力線,配電盤100を介して互いに接続されネットワークA(ここでは、自ネットワークとする)を構成しており、端末B1,B2,B3が電力線,配電盤110を介して互いに接続されネットワークB(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成しており、端末C1,C2,C3が電力線,配電盤114を介して互いに接続されネットワークC(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成している。
図9は、本発明の第3の実施形態に係る電力線通信システムの接続関係の一例を示す図である。この電力線通信システムでは、同一の通信媒体(電力線)上に複数のネットワークA,B,Cが存在している。電力線通信を行う電力線通信装置(以下、端末と呼ぶ)A1,A2,A3が電力線,配電盤100を介して互いに接続されネットワークA(ここでは、自ネットワークとする)を構成しており、端末B1,B2,B3が電力線,配電盤110を介して互いに接続されネットワークB(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成しており、端末C1,C2,C3が電力線,配電盤114を介して互いに接続されネットワークC(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成している。
なお、図9において、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3が接続されている電力線の経路長は、模式的に、電力線通信上の経路長の長短を表すこととする。
また、それぞれのネットワークA,B,Cの制御信号あるいは基準信号を送信するコントローラは端末A1,B2,C3である。コントローラは、1つのネットワークに1つであるが、何れの端末もコントローラになることができることとする。
(電力線通信装置A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の構成)
図10は、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の構成の主要部を示すブロック図である。各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3は、図10に示すように、受信部121,隣家ネットワーク検知部322,比較部323,コントローラ決定部324,及び送信部325を含んでいる。
図10は、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の構成の主要部を示すブロック図である。各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3は、図10に示すように、受信部121,隣家ネットワーク検知部322,比較部323,コントローラ決定部324,及び送信部325を含んでいる。
隣家ネットワーク検知部322は、受信部121で受信した基準信号のうち、ネットワークを識別する値(ex.ネットワークID等)を調べ、隣家ネットワークの有無を検出すると共に、その通信の状態を示すCINRを隣家ネットワーク毎に算出し、あらかじめ定めた基準値以上のCINRの総和,あるいは,あらかじめ定めた基準値以上のCINRであるネットワークが存在しない場合は、あらかじめ定めた基準値以下のネットワークで最大のCINRを隣家ネットワーク受信状態とする。なお、該当する隣家ネットワークを検出していない場合は、隣家ネットワーク受信状態を0とする。比較部323は、隣家ネットワーク検知部322で算出した隣家ネットワーク受信状態と、受信部121で受信したコントローラではない端末の隣家ネットワーク受信状態とを比較する。コントローラ決定部324は、比較部323の比較結果に基づいてコントローラ交代要求信号を作成し、受信部121で受信されたコントローラ交代許可信号に基づいて、自端末がコントローラとなるかどうかを決定する。送信部325は、基準信号,通信信号,コントローラ交代要求信号等の制御信号を送信するとともに、あらかじめ定めた基準値以下のCINRのネットワークがある場合は、通信信号を分割して送信する。
(電力線通信装置A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作)
次に、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作を説明する。まず、自身がコントローラではない場合の各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作について説明する。
次に、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作を説明する。まず、自身がコントローラではない場合の各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作について説明する。
受信部121で自端末宛のコントローラ交代要求信号が受信されると、コントローラ決定部324は、自端末をコントローラとし、コントローラ交代許可信号を送信部125から出力する。また、受信部121で受信した信号が隣家ネットワークの基準信号であると、隣家ネットワーク検知部322は、隣家ネットワーク受信状態を求める。コントローラ決定部324は、隣家ネットワーク検知部322で算出した隣家ネットワーク受信状態を定期的にコントローラへ送信する。
次に、自身がコントローラである場合の各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作について説明する。
受信部121で受信した信号が隣家ネットワークの基準信号であると、自端末がコントローラではない場合と同様に、隣家ネットワーク検知部322が隣家ネットワーク受信状態を求める。比較部323は、まず、受信部121で受信したコントローラではない各端末の隣家ネットワーク受信状態と、隣家ネットワーク検知部322で算出した隣家ネットワーク受信状態とを比較する。隣家ネットワーク受信状態があらかじめ定めた基準値以上である値を持つ端末がある場合は、隣家ネットワーク受信状態が最大である端末を、基準値以上の端末がない場合は、隣家ネットワーク受信状態が最小である端末を求める。求めた端末に自端末が含まれない場合は、求めた端末のうちの1つにコントローラ交代要求信号を送信部125から出力する。
次に、図9のネットワークBのコントローラである端末B2の基準信号,および,ネットワークCのコントローラである端末C3の基準信号より、端末A1から端末A2を経て端末A3へネットワークAのコントローラが変更される手順を図11を用いて示す。
まず、端末B2はネットワークBのコントローラなので、基準信号を定期的に出力する。この基準信号をネットワークAの端末A1,A2,A3が受信し、それぞれCINRが5,6,4でいずれもあらかじめ設定した基準4を超えた値であったとする(31a)。
また、端末C3はネットワークCのコントローラなので、基準信号を定期的に出力する。この基準信号をネットワークAの端末A1,A2,A3が受信し、それぞれCINRが3,4,2で、端末A2のみがあらかじめ設定した基準4以上の値であったとする(31b)。
端末A1はネットワークAのコントローラなので、基準信号を定期的に出力する(31c)。
端末A2は、あらかじめ設定した基準値4以上のCINRの合計値である10を隣家ネットワーク受信状態として、コントローラである端末A1へ送信する(31d)。
端末A3は、あらかじめ設定した基準値4以上のCINRの合計値である4を隣家ネットワーク受信状態として、コントローラである端末A1へ送信する(31e)。
ネットワークAのコントローラである端末A1は、あらかじめ設定した基準値4以上のCINRの合計値である5を隣家ネットワーク受信状態とし、端末A2,A3の隣家ネットワーク受信状態と比較する。ここでは、隣家ネットワーク受信状態があらかじめ設定した基準値4以上である端末があり、また、その中で隣家ネットワーク受信状態が最大である端末は自端末ではない端末A2であるため、端末A2へコントローラ交代要求を送信する(31f)。
コントローラ交代要求を受信した端末A2は、コントローラとなり、コントローラ交代許可信号を端末A1に送信し(31g)、端末A1はコントローラではない端末となる。
ネットワークAのコントローラが端末A1から端末A2に代わった後、更に、図12に示すように、機器318がネットワークBの電力線に接続され、機器318のノイズあるいはインピーダンス変動の影響により電力線の状態が変わったとする。端末B2の基準信号を端末A1,A2が受信し、それぞれCINRが2,3とし、端末A3は受信できないとする(31h)。端末C3の基準信号は、端末A2が受信しCINRが1であり、端末A1,A3は受信できなかったとする(31i)。
ネットワークAのコントローラである端末A2が基準信号を出力(31j)した後、端末A1は、あらかじめ設定した基準値4を超えないCINRの最大値である2を隣家ネットワーク受信状態として、コントローラである端末A2へ送信する(31k)。端末A3は、いずれの端末B2,C3の基準信号も受信できなかったので、隣家ネットワーク受信状態をコントローラA2へ送信しない。コントローラである端末A2は、あらかじめ設定した基準値4を超えないCINRの最大値である3を隣家ネットワーク受信状態とし、端末A2,A3の隣家ネットワーク受信状態と比較する。いずれの端末A1〜A3もあらかじめ設定した基準値4を超えておらず,また,その中で隣家ネットワーク受信状態が最小の端末は隣家ネットワークB,Cの基準信号を受信していない端末A3であり自端末A2ではない。よって、端末A2は端末A3へコントローラ交代要求を送信する(31l)。コントローラ交代要求を受信した端末A3は、ネットワークAのコントローラとなり、コントローラ交代許可信号を端末A2に送信し(31m)、端末A2はコントローラではない端末となる。このとき、このネットワークA内の端末A1,A2,A3間の通信は、通信サイズに制限を設け、容量を超える通信を行うときは分割して通信を行う。
なお、第3の実施形態では、いずれの隣家ネットワークのコントローラの基準信号も受信できなかったコントローラではない端末は、隣家ネットワーク受信状態を自ネットワーク(自端末が属するネットワーク)のコントローラへ送信していないが、受信できなかったことを自ネットワークのコントローラへ報告すれば、その端末が通信可能であることが確認できるという効果をもたらす。
なお、第3の実施形態では、CINRがあらかじめ定めた基準値以上であるネットワークが存在しない場合でも、CINRがあらかじめ定めた基準値以下のネットワークで最大のCINRを隣家ネットワーク受信状態としているが、CINRがあらかじめ定めた基準値未満のときは隣家ネットワーク受信状態を0とすると、隣家ネットワーク受信状態の算出が容易になるという効果をもたらす。
なお、第1,3の実施形態の比較部123,323で比較する値はCINRであるが、誤り率,受信電力,受信レートの何れであっても同様の効果が得られることは明らかである。
なお、第3の実施形態では、いずれの端末においても隣家ネットワーク受信状態があらかじめ設定した基準値4を超えず,かつ,その中で隣家ネットワーク受信状態が最小の端末がコントローラとなった場合、通信サイズに制限を設けて通信しているが、バーストノイズのノイズ耐性に強い通信方式であれば同様の効果が得られる。
なお、第3の実施形態では、隣家ネットワーク受信状態がいずれの端末もあらかじめ設定した基準値4を超えず,かつ,その中で隣家ネットワーク受信状態が最小の端末がコントローラとなった場合、自ネットワーク内の全ての通信について通信サイズに制限を設けて通信しているが、自端末もしくは通信相手が隣家ネットワークを検出している場合のみ、通信サイズに制限を設けるあるいはバーストノイズ耐性の強い通信方式を行うと、一層伝送効率が向上するという効果がある。
なお、第1の実施形態のコントローラでは、自端末の隣家ネットワークの受信の有無を、第2の実施形態のコントローラでは、自端末の隣家ネットワーク受信状態を基準信号に含めて送信しているが、これらを基準信号に含めなくても、定期的に送信すれば、同様の効果が得られる。
なお、第1の実施形態のコントローラでは、自端末の隣家ネットワークの受信の有無を、第2の実施形態のコントローラでは、自端末の隣家ネットワーク受信状態を基準信号に含めて送信しているが、隣家ネットワークを受信したときにこれらを送信すれば、同様の効果が得られる。
なお、第1,2の実施形態のコントローラではない端末はコントローラ交代要求信号を、第3の実施形態のコントローラではない端末は隣家ネットワーク受信状態を、基準信号の後に送信しているが、基準信号の後でなくても、定期的に送信すれば、同様の効果が得られる。
なお、第1〜3の実施形態では、都度、隣家ネットワーク受信状態を算出しているが、一定期間の平均値,最小値,あるいは最大値を隣家ネットワーク受信状態とすると、コントローラの移動が頻繁に起こらず、より安定した通信が行えるという効果が得られる。
なお、第1,2の実施形態では、比較部123,223の比較結果より、自端末がコントローラではない端末がコントローラ交代要求信号を送信しているが、自端末と通信できる自ネットワーク内の端末の数が、現在のコントローラと通信できる自ネットワーク内の端末の数より少ない場合は、コントローラ交代要求信号を出さない方が、自ネットワーク内の通信が安定して通信できるという効果が得られる。
なお、第3の実施形態では、比較部323の比較結果より、コントローラがコントローラ交代要求信号を送信しているが、送信先の端末が通信できる自ネットワーク内の端末の数が、現在のコントローラと通信できる自ネットワーク内の端末の数より少ない場合は、コントローラ交代要求信号を出さない方が、自ネットワーク内の通信が安定して通信できるという効果が得られる。
本発明に係る電力線通信システムは、隣家ネットワークが存在しても、隣家ネットワークの隣接度に応じて、自ネットワークのコントローラの位置を変更するので、隣家ネットワークとのコントローラ間で制御信号の通信が円滑に行える。また、自ネットワークのコントローラが出力する制御信号あるいは基準信号が隣家ネットワークのノイズになることの低減を図ることができる。したがって本発明は、宅内の電力線を用いた電力線通信システムおよび当該システムにおいて使用する電力線通信装置等として有用である。
本発明は、宅内の電力線を通信媒体として用いた電力線通信システムに関し、特に、前記電力線通信システムにおいて使用する電力線通信装置に関するものである。
電力線通信では、電力を供給するために設けられた電力線を通信媒体として用いる。電力線は電気的に繋がっているため、同一の通信媒体上に複数のネットワークが存在することがある。この場合、自端末が属さないネットワーク(以下、隣家ネットワークと呼ぶ)の通信はノイズとなり、自端末が属するネットワークの通信を妨げる。電力線そのものの経路による減衰や分岐による減衰等により、電力線通信経路的に離れていれば隣家ネットワークの影響は小さいが、特に、大規模な建築物内等でフロア毎にネットワークを構築する場合などでは、減衰が小さい隣家ネットワークが存在する。隣家ネットワークを自端末に属するネットワークと統合して、隣家ネットワークの影響をなくすものがある(例えば、特許文献1を参照)。
特開2006-135943号公報
複数の隣家ネットワークを1つのネットワークに統合すると、コントローラの信号が届かない端末が出てくる場合があり、その場合、コントローラが発する制御信号を中継する必要がある。制御信号を中継すると、制御信号で帯域を消費してしまうことになる。また、方式の異なる電力線通信では1つのネットワークに統合できず、たとえ制御信号のみを仮想的に統合したネットワークとして扱ったとしても前述の課題が発生する。
さらに、複数の隣家ネットワークを1つのネットワークに統合、あるいは制御信号のみを仮想的に統合すると、電力線通信経路的に離れているネットワークの端末の通信でも、同一の制御信号で制御されるので、不要な通信制限を受けることとなる。
本発明よる電力線通信装置は、複数の端末が電力線を用いて通信を行なう電力線通信システムで用いられて、他の端末に対して制御信号および/または基準信号を出力する端末であるコントローラになることができる電力線通信装置であって、電力線を通して通信信号,制御信号,あるいは,基準信号を受信する受信手段と、電力線を通して通信信号,制御信号,あるいは,基準信号を送信する送信手段と、前記受信手段で受信した受信信号から、自端末が属するネットワーク以外のネットワーク(以下、隣家ネットワークという)のコントローラからの信号を検知し、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態である隣家ネットワーク受信状態を調べる隣家ネットワーク検知手段と、前記隣家ネットワーク受信状態を比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果および/または前記受信手段で受信される受信信号を用いて、コントローラ交代要求信号あるいはコントローラ交代許可信号を前記送信手段より送信し、コントローラを決定するコントローラ決定手段と、を備えることを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記比較手段は、隣家ネットワーク受信状態とあらかじめ定められた第1の値とを比較し、前記コントローラ決定手段は、自端末がコントローラではない端末であって、前記比較手段の比較結果より、隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好な場合、自端末がコントローラとなることを要求するコントローラ交代要求信号を前記送信手段より送信し、これに対するコントローラ交代許可信号を前記受信手段にて受信したときに自端末がコントローラとなり、自端末がコントローラである端末であって、前記比較手段の比較結果より、隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好ではない場合,もしくは,前記隣家ネットワーク検知手段にて隣家ネットワークのコントローラからの信号が検出されなかった場合、前記受信手段にてコントローラ交代要求信号を受信すると、コントローラ交代許可信号を前記送信手段より送信し、自端末がコントローラではない端末となる、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、自端末がコントローラである端末であって、前記比較手段の比較結果より、隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好な場合、前記送信手段は、隣家ネットワークがあることをコントローラではない端末に定期的に送信し、自端末がコントローラではない端末であって、隣家ネットワークがあることを前記受信手段がコントローラより受信した場合、前記コントローラ決定手段は、隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好な場合であってもコントローラ交代要求信号を送信しない、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、自端末がコントローラである場合、前記送信手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態がある場合は、当該隣家ネットワーク受信状態をコントローラではない端末に送信し、前記コントローラ決定手段は、前記受信手段にてコントローラ交代要求信号を受信すると、コントローラ交代許可信号を前記送信手段より送信し、自端末がコントローラではない端末となり、自端末がコントローラではない場合、前記受信手段は、コントローラの隣家ネットワーク受信状態を受信し、前記比較手段は、前記受信手段が受信したコントローラの隣家ネットワーク受信状態と自端末の隣家ネットワーク受信状態とを比較し、前記コントローラ決定手段は、前記比較手段の比較結果が、前記コントローラの隣家ネットワーク受信状態より前記自端末の隣家ネットワーク受信状態が良好なとき、自端末がコントローラとなることを要求するコントローラ交代要求信号を前記送信手段より送信し、これに対するコントローラ交代許可信号を前記受信手段にて受信したときに自端末がコントローラとなる、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、自端末がコントローラである場合、前記比較手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態とあらかじめ定められた第1の値とを比較し、前記送信手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値より良好でない場合は、自端末の隣家ネットワーク受信状態がある場合であっても当該隣家ネットワーク受信状態をコントローラで無い端末へ送信せず、自端末がコントローラではない場合、前記比較手段は、前記受信手段が受信したコントローラの隣家ネットワーク受信状態と自端末の隣家ネットワーク受信状態を比較、及び自端末の隣家ネットワーク受信状態と前記第1の値とを比較し、前記コントローラ決定手段は、前記比較手段の比較結果が、前記コントローラの隣家ネットワーク受信状態より前記自端末の隣家ネットワーク受信状態が良好であっても、前記第1の値より良好ではない場合は、コントローラ交代要求信号を送信しない、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、自端末がコントローラではない場合、前記送信手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態をコントローラへ送信し、前記コントローラ決定手段は、前記受信手段にてコントローラ交代要求信号を受信すると、コントローラ交代許可信号を前記送信手段より送信し、自端末がコントローラとなり、自端末がコントローラである場合、前記受信手段は、コントローラではない端末の隣家ネットワーク受信状態を受信し、前記比較手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態および前記コントローラではない端末の隣家ネットワーク受信状態を比較し、前記コントローラ決定手段は、前記比較手段の比較結果より、一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末が自端末ではない場合、前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末へ、前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末がコントローラとなることを要求するコントローラ交代要求信号を前記送信手段より送信し、前記受信手段にてコントローラ交代許可信号を受信したときに自端末がコントローラではない端末となる、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、自端末がコントローラではない場合、前記比較手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態とあらかじめ定められた第1の値とを比較し、前記送信手段は、前記比較手段の比較結果、隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値より良好でない場合は、自端末の隣家ネットワーク受信状態がある場合でも当該隣家ネットワーク受信状態をコントローラへ送信しない、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、自端末がコントローラではない場合、前記送信手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態をコントローラへ送信し、前記コントローラ決定手段は、前記受信手段にてコントローラ交代要求信号を受信すると、コントローラ交代許可信号を前記送信手段より送信し、自端末がコントローラとなり、自端末がコントローラである場合、前記受信手段は、コントローラではない端末の隣家ネットワーク受信状態を受信し、前記比較手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態と,前記コントローラではない端末の隣家ネットワーク受信状態と,あらかじめ定められた第1の値と,の比較を行い、前記コントローラ決定手段は、前記比較手段の比較結果より、一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末が自端末ではない場合で,かつ,前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好な場合、前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末へ、前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末がコントローラとなることを要求するコントローラ交代要求信号を送信し、前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好でない場合、前記受信手段で隣家ネットワーク受信状態を受信していないコントローラではない端末,あるいは,前記比較手段の比較結果が一番良好でない隣家ネットワーク受信状態である端末へ、コントローラとなることを要求するコントローラ交代要求信号を送信し、これに対するコントローラ交代許可信号を前記受信手段にて受信したときに自端末がコントローラではない端末となる、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態を隣家ネットワーク毎に調べ、その全てあるいは一部の演算結果を隣家ネットワーク受信状態とする、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態を隣家ネットワーク毎に調べ、その総和もしくは対数の総和を隣家ネットワーク受信状態とする、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態を隣家ネットワーク毎に調べ、あらかじめ定められた第1の値以上の総和もしくは当該第1の値以上の対数の総和を隣家ネットワーク受信状態とする、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態を隣家ネットワーク毎に調べ、一番良好な受信状態を隣家ネットワーク受信状態とする、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態が一定時間以内で一番良好な受信状態を隣家ネットワーク受信状態とする、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、隣家ネットワーク受信状態が良好とは、隣家ネットワークのコントローラが送信する信号の受信誤り率が低いこと,あるいは,隣家ネットワークのコントローラが送信する信号の受信電力が高いこと,あるいは,隣家ネットワークのコントローラが送信する信号の受信レートが高いこと,あるいは,隣家ネットワークのコントローラからの受信信号のCINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)が高いことである、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信を隣家ネットワーク毎に調べ、隣家ネットワーク受信状態が良好とは、前記隣家ネットワーク検知手段で検知できた隣家ネットワークの数量が多いことである、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信を隣家ネットワーク毎に調べ、隣家ネットワーク受信状態が良好とは、受信誤り率の低さ,受信電力の高さ,受信レートの高さ,あるいは,受信信号のCINRの高さがあらかじめ決められた値以上の隣家ネットワークの数量が多いことである、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記送信手段および前記受信手段は、隣家ネットワーク受信状態を受信していない端末,あるいは,隣家ネットワーク受信状態が一番良好でないで端末がコントローラとなった場合、自ネットワーク内の全ての端末の通信は、ノイズに対する強度の強い通信を行う、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記送信手段および前記受信手段は、隣家ネットワーク受信状態を受信していない端末,あるいは,隣家ネットワーク受信状態が一番良好でない端末がコントローラとなった場合、自ネットワーク内の全ての端末の通信は、再送単位が小さくなるようにフレームを分割して通信を行う、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記送信手段および前記受信手段は、隣家ネットワーク受信状態を受信していない端末,あるいは,隣家ネットワーク受信状態が一番良好でない端末がコントローラである場合で、隣家ネットワークを検知した端末と通信を行う場合には、ノイズに対する強度の強い通信を行う、ことを特徴とする。
また、上記電力線通信装置において、前記送信手段および前記受信手段は、隣家ネットワーク受信状態を受信していない端末,あるいは,隣家ネットワーク受信状態が一番良好でない端末がコントローラとなった場合で、隣家ネットワークを検知した端末と通信を行うときは、再送単位が小さくなるようにフレームを分割して通信を行う、ことを特徴とする。
本発明によれば、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態がある設定値より良好な場合、その受信状態が最善である端末に自ネットワークのコントローラ権を移すので、自ネットワークと隣家ネットワークのコントローラ間で制御信号の通信が円滑に行える。
さらに、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態が良好ではない場合、その受信状態が劣悪である端末に自ネットワークのコントローラ権を移すので、自ネットワークのコントローラからの信号が隣家ネットワークに与える影響を低減できる。
さらに、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態が劣悪である端末に自ネットワークのコントローラ権を移したとき、ノイズ耐性が強固な通信,あるいは,再送単位が小さな通信を行うので、隣家ネットワークの通信によりバースト的に発生するノイズに対して強固な通信が行える。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、一度説明した構成要素と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電力線通信システムの接続関係の一例を示す図である。この電力線通信システムでは、同一の通信媒体(電力線)上に複数のネットワークA,Bが存在している。電力線通信を行う電力線通信装置(以下、端末と呼ぶ)A1,A2,A3が電力線,配電盤100を介して互いに接続されネットワークA(ここでは、自ネットワークとする)を構成しており、端末B1,B2,B3が電力線,配電盤110を介して互いに接続されネットワークB(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成している。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電力線通信システムの接続関係の一例を示す図である。この電力線通信システムでは、同一の通信媒体(電力線)上に複数のネットワークA,Bが存在している。電力線通信を行う電力線通信装置(以下、端末と呼ぶ)A1,A2,A3が電力線,配電盤100を介して互いに接続されネットワークA(ここでは、自ネットワークとする)を構成しており、端末B1,B2,B3が電力線,配電盤110を介して互いに接続されネットワークB(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成している。
なお、図1において、各端末A1〜A3,B1〜B3が接続されている電力線の経路長は、模式的に、電力線通信上の経路長の長短を表すこととする。
また、それぞれのネットワークA,Bの制御信号あるいは基準信号を送信するコントローラは端末A1,B2である。コントローラは、1つのネットワークに1つであるが、何れの端末もコントローラになることができることとする。
(電力線通信装置A1〜A3,B1〜B3の構成)
各端末A1〜A3,B1〜B3は、自身がコントローラであるときに時刻の基準信号を定期的に出力する機能を有している。図2は、基準信号等の出力タイミングを例示する図である。図2に示すa0,a1,a2は、コントローラから定期的に出力された基準信号である。また、b0,b1,b2は、端末間における通信信号を示している。
各端末A1〜A3,B1〜B3は、自身がコントローラであるときに時刻の基準信号を定期的に出力する機能を有している。図2は、基準信号等の出力タイミングを例示する図である。図2に示すa0,a1,a2は、コントローラから定期的に出力された基準信号である。また、b0,b1,b2は、端末間における通信信号を示している。
図3は、各端末A1〜A3,B1〜B3の構成の主要部を示すブロック図である。各端末A1〜A3,B1〜B3は、図3に示すように、受信部121,隣家ネットワーク検知部122,比較部123,コントローラ決定部124,及び送信部125を含んでいる。
受信部121は、基準信号,制御信号,通信信号を電力線を介して受信する。制御信号には、後述するコントローラ交代要求信号,コントローラ交代許可信号等がある。隣家ネットワーク検知部122は、受信部121で受信した基準信号のうち、ネットワークを識別する値(ex.ネットワークID等)を調べ、隣家ネットワークの有無を検出すると共に、その通信の状態を示すCINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)を算出する。比較部123は、隣家ネットワーク検知部122で「隣家ネットワーク有り」と判断された場合、隣家ネットワーク検知部122で算出した隣家ネットワークのCINRとあらかじめ定めた基準との大小比較を行う。コントローラ決定部124は、比較部123の比較結果に基づいてコントローラ交代要求信号を作成し、受信部121で受信されたコントローラ交代許可信号に基づいて、自端末がコントローラとなるかどうかを決定する。送信部125は、基準信号,制御信号,通信信号を送信する。
(電力線通信装置A1〜A3,B1〜B3の動作)
次に、各端末A1〜A3,B1〜B3の動作を説明する。まず、自身がコントローラである場合の各端末A1〜A3,B1〜B3の動作について説明する。
次に、各端末A1〜A3,B1〜B3の動作を説明する。まず、自身がコントローラである場合の各端末A1〜A3,B1〜B3の動作について説明する。
受信部121で自端末宛のコントローラ交代要求信号が受信されると、コントローラ決定部124は、比較部123の比較結果を調べ、「隣家ネットワーク無し」あるいは「CINRがあらかじめ定めた基準値より低い」との結果の場合、自端末はコントローラでない端末となり、コントローラ交代許可信号を送信部125から出力する。さらに、コントローラ決定部124は、定期的に比較部123の比較結果を調べ、「CINRがあらかじめ定めた基準より高い」との結果の場合、コントローラではない各端末へ、コントローラが隣家ネットワークを受信していることを送信部125から出力する。
次に、自身がコントローラではない場合の各端末A1〜A3,B1〜B3の動作について説明する。
コントローラ決定部124は、比較部123の比較結果を調べ、「CINRがあらかじめ定めた基準より高い」との結果の場合で、かつ、コントローラから、隣家ネットワークを受信している旨の通知を受けていない場合に、コントローラ交代要求信号を送信部125から出力し、更にコントローラ決定部124は、受信部121が、コントローラ交代許可信号を受信すると、コントローラ決定部124により、自端末はコントローラとなる。
次に、図1のネットワークBのコントローラである端末B2の基準信号により、端末A1から端末A2にネットワークAのコントローラが変更される例を図4を用いて説明する。
まず、端末B2はネットワークBのコントローラなので、基準信号を定期的に出力する(11a)。この基準信号をネットワークAの端末A1,A2が受信し、端末A2のみがあらかじめ設定されたCINRを超える値であったとする。また、端末A3は受信できなかったものとする。端末A1はネットワークAのコントローラなので、基準信号を定期的に出力する(11b)。端末A1は、端末B2からの基準信号があらかじめ設定されたCINRを超えていないので、端末A1からの基準信号(11b)には、隣家ネットワーク(ここではネットワークB)を受信していないことを含む。端末A3は、端末B2からの基準信号(11a)を受信できなかったので、何も行わない。端末A2は、コントローラではない端末であり,かつ,自端末が属さないネットワークBの基準信号(11a)のCINRが基準値を超えていたので、コントローラである端末A1にコントローラ交代要求信号を出力する(11c)。端末A1は、端末A2からのコントローラ交代要求信号を受信すると、ネットワークBに属する端末B2からの基準信号のCINRが基準値を超えていないので、コントローラ交代許可信号を端末A2へ送信し(11d)、端末A1は、コントローラではない端末となる。端末A2は、コントローラ交代許可信号を受信すると(11d)、コントローラとなり、図5のように、ネットワークAのコントローラが端末A1から端末A2に代わる。それ以降、電力線の状態が変わらなければ、端末A2で受信されるネットワークBに属する端末B2からの基準信号のCINRは基準値を超えているので(11e)、端末A2は、端末A1,A3へコントローラが隣家ネットワーク(ここではネットワークB)を受信していることを基準信号と共に通知し(11f)、端末A2はコントローラ交代許可信号を出さないので、コントローラが代わることはなく、端末A1,A3は、コントローラが隣家ネットワークを受信している通知を受けるので、CINRが基準値を超えてもコントローラ交代要求信号を出すことはない。
なお、上記第1の実施形態では、コントローラは、コントローラが隣家ネットワークを受信している通知をコントローラではない端末へ送信しているが、通知を出さなくても同様の結果が得られる。
(第2の実施形態)
図6は、本発明の第2の実施形態に係る電力線通信システムの接続関係の一例を示す図である。この電力線通信システムでは、同一の通信媒体(電力線)上に複数のネットワークA,B,Cが存在している。電力線通信を行う電力線通信装置(以下、端末と呼ぶ)A1,A2,A3が電力線,配電盤100を介して互いに接続されネットワークA(ここでは、自ネットワークとする)を構成しており、端末B1,B2,B3が電力線,配電盤110を介して互いに接続されネットワークB(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成しており、端末C1,C2,C3が電力線,配電盤114を介して互いに接続されネットワークC(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成している。
図6は、本発明の第2の実施形態に係る電力線通信システムの接続関係の一例を示す図である。この電力線通信システムでは、同一の通信媒体(電力線)上に複数のネットワークA,B,Cが存在している。電力線通信を行う電力線通信装置(以下、端末と呼ぶ)A1,A2,A3が電力線,配電盤100を介して互いに接続されネットワークA(ここでは、自ネットワークとする)を構成しており、端末B1,B2,B3が電力線,配電盤110を介して互いに接続されネットワークB(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成しており、端末C1,C2,C3が電力線,配電盤114を介して互いに接続されネットワークC(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成している。
なお、図6において、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3が接続されている電力線の経路長は、模式的に、電力線通信上の経路長の長短を表すこととする。
また、それぞれのネットワークA,B,Cの制御信号あるいは基準信号を送信するコントローラは端末A1,B2,C3である。コントローラは、1つのネットワークに1つであるが、何れの端末もコントローラになることができることとする。
(電力線通信装置A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の構成)
図7は、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の構成の主要部を示すブロック図である。各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3は、図7に示すように、受信部121,隣家ネットワーク検知部222,比較部223,コントローラ決定部224,及び送信部125を含んでいる。
図7は、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の構成の主要部を示すブロック図である。各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3は、図7に示すように、受信部121,隣家ネットワーク検知部222,比較部223,コントローラ決定部224,及び送信部125を含んでいる。
隣家ネットワーク検知部222は、受信部121で受信した基準信号のうち、ネットワークを識別する値(ex.ネットワークID等)を調べ、隣家ネットワークの有無を検出すると共に、その通信の状態を示すCINRを隣家ネットワーク毎に算出し、あらかじめ定めた基準値以上のCINRの端末の数量を隣家ネットワーク受信状態とする。比較部223は、隣家ネットワーク検知部222で算出した隣家ネットワーク受信状態と、受信部121で受信したコントローラである端末あるいはコントローラではない他の端末の隣家ネットワーク受信状態とを比較する。コントローラ決定部224は、比較部223の比較結果に基づいてコントローラ交代要求信号を作成し、受信部121で受信されたコントローラ交代許可信号に基づいて、自端末がコントローラとなるかどうかを決定する。
(電力線通信装置A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作)
次に、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作を説明する。まず、自身がコントローラである場合の各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作について説明する。
次に、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作を説明する。まず、自身がコントローラである場合の各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作について説明する。
受信部121で自端末宛のコントローラ交代要求信号が受信されると、コントローラ決定部224は、比較部223の比較結果を調べ、自端末の隣家ネットワーク受信状態がコントローラ交代要求信号を送信した端末の隣家ネットワーク受信状態より低い場合、自端末はコントローラではない端末となり、コントローラ交代許可信号を送信部125から送信する。また、隣家ネットワーク検知部222で算出した隣家ネットワーク受信状態を定期的にコントローラではない端末へ送信する。
次に、自身がコントローラではない場合の各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作について説明する。
コントローラ決定部224は、比較部223の比較結果を調べ、自端末の隣家ネットワーク受信状態がコントローラ交代要求信号を送信した端末の隣家ネットワーク受信状態より高い場合、コントローラ交代要求信号を送信部125から出力する。
次に、図6のネットワークBのコントローラである端末B2の基準信号,および,ネットワークCのコントローラである端末C3の基準信号より、端末A1から端末A2にネットワークAのコントローラが変更される手順を図8を用いて示す。
まず、端末B2はネットワークBのコントローラなので、基準信号を定期的に出力する(21a)。この基準信号をネットワークAの端末A1,A2,A3が受信し、いずれもあらかじめ設定した基準のCINRを超える値であったとする。また、端末C3はネットワークCのコントローラなので、基準信号を定期的に出力する(21b)。この基準信号をネットワークAの端末A1,A2が受信し、端末A2のみがあらかじめ設定した基準のCINRを超える値であったとする。すると、ネットワークAの端末A1,A3の隣家ネットワーク受信状態は1となり、端末A2の隣家ネットワーク受信状態は2となる。端末A1は、ネットワークAのコントローラなので、基準信号を自端末の隣家ネットワーク受信状態を含めて送信する(21c)。端末A2,A3は、端末A1からの基準信号に含まれているコントローラの隣家ネットワーク受信状態と自端末の隣家ネットワーク受信状態を比較する。端末A3の隣家ネットワーク受信状態は、コントローラA1の隣家ネットワーク受信状態と同じなので端末A3は何もしない。端末A2の隣家ネットワーク受信状態は、コントローラA1の隣家ネットワーク受信状態よりも高いので、端末A2は、コントローラ交代要求信号を自端末の隣家ネットワーク受信状態を含めて、コントローラである端末A1に送信する(21d)。端末A1は、端末A2からのコントローラ交代要求信号を受信すると、端末A2の隣家ネットワーク受信状態は自端末の隣家ネットワーク受信状態よりも高いので、コントローラ交代許可信号を端末A2へ送信し(21e)、端末A1は、コントローラではない端末となる。端末A2は、コントローラ交代許可信号を受信すると、コントローラとなり、ネットワークAのコントローラは端末A1から端末A2へ代わる。
なお、第2の実施形態では、コントローラは、隣家ネットワーク受信状態をコントローラではない端末へ送信しているが、隣家ネットワーク受信状態を送信しなくても同様の結果が得られる。
なお、隣家ネットワーク検知部222で隣家ネットワーク受信状態の算出に用いているのはCINRであるが、誤り率,受信電力,受信レートの何れであっても同様の効果が得られることは明らかである。
なお、隣家ネットワーク検知部222で算出する隣家ネットワーク受信状態は、あらかじめ定めた基準値以上のCINRの端末の数量であるが、ネットワーク毎に算出した誤り率,受信電力,受信レート,CINRのいずれかの加算値、あるいは受信できた端末の数量であっても同様の効果が得られることは明らかである。
(第3の実施形態)
図9は、本発明の第3の実施形態に係る電力線通信システムの接続関係の一例を示す図である。この電力線通信システムでは、同一の通信媒体(電力線)上に複数のネットワークA,B,Cが存在している。電力線通信を行う電力線通信装置(以下、端末と呼ぶ)A1,A2,A3が電力線,配電盤100を介して互いに接続されネットワークA(ここでは、自ネットワークとする)を構成しており、端末B1,B2,B3が電力線,配電盤110を介して互いに接続されネットワークB(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成しており、端末C1,C2,C3が電力線,配電盤114を介して互いに接続されネットワークC(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成している。
図9は、本発明の第3の実施形態に係る電力線通信システムの接続関係の一例を示す図である。この電力線通信システムでは、同一の通信媒体(電力線)上に複数のネットワークA,B,Cが存在している。電力線通信を行う電力線通信装置(以下、端末と呼ぶ)A1,A2,A3が電力線,配電盤100を介して互いに接続されネットワークA(ここでは、自ネットワークとする)を構成しており、端末B1,B2,B3が電力線,配電盤110を介して互いに接続されネットワークB(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成しており、端末C1,C2,C3が電力線,配電盤114を介して互いに接続されネットワークC(ここでは、隣家ネットワークとする)を構成している。
なお、図9において、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3が接続されている電力線の経路長は、模式的に、電力線通信上の経路長の長短を表すこととする。
また、それぞれのネットワークA,B,Cの制御信号あるいは基準信号を送信するコントローラは端末A1,B2,C3である。コントローラは、1つのネットワークに1つであるが、何れの端末もコントローラになることができることとする。
(電力線通信装置A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の構成)
図10は、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の構成の主要部を示すブロック図である。各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3は、図10に示すように、受信部121,隣家ネットワーク検知部322,比較部323,コントローラ決定部324,及び送信部325を含んでいる。
図10は、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の構成の主要部を示すブロック図である。各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3は、図10に示すように、受信部121,隣家ネットワーク検知部322,比較部323,コントローラ決定部324,及び送信部325を含んでいる。
隣家ネットワーク検知部322は、受信部121で受信した基準信号のうち、ネットワークを識別する値(ex.ネットワークID等)を調べ、隣家ネットワークの有無を検出すると共に、その通信の状態を示すCINRを隣家ネットワーク毎に算出し、あらかじめ定めた基準値以上のCINRの総和,あるいは,あらかじめ定めた基準値以上のCINRであるネットワークが存在しない場合は、あらかじめ定めた基準値以下のネットワークで最大のCINRを隣家ネットワーク受信状態とする。なお、該当する隣家ネットワークを検出していない場合は、隣家ネットワーク受信状態を0とする。比較部323は、隣家ネットワーク検知部322で算出した隣家ネットワーク受信状態と、受信部121で受信したコントローラではない端末の隣家ネットワーク受信状態とを比較する。コントローラ決定部324は、比較部323の比較結果に基づいてコントローラ交代要求信号を作成し、受信部121で受信されたコントローラ交代許可信号に基づいて、自端末がコントローラとなるかどうかを決定する。送信部325は、基準信号,通信信号,コントローラ交代要求信号等の制御信号を送信するとともに、あらかじめ定めた基準値以下のCINRのネットワークがある場合は、通信信号を分割して送信する。
(電力線通信装置A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作)
次に、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作を説明する。まず、自身がコントローラではない場合の各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作について説明する。
次に、各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作を説明する。まず、自身がコントローラではない場合の各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作について説明する。
受信部121で自端末宛のコントローラ交代要求信号が受信されると、コントローラ決定部324は、自端末をコントローラとし、コントローラ交代許可信号を送信部125から出力する。また、受信部121で受信した信号が隣家ネットワークの基準信号であると、隣家ネットワーク検知部322は、隣家ネットワーク受信状態を求める。コントローラ決定部324は、隣家ネットワーク検知部322で算出した隣家ネットワーク受信状態を定期的にコントローラへ送信する。
次に、自身がコントローラである場合の各端末A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3の動作について説明する。
受信部121で受信した信号が隣家ネットワークの基準信号であると、自端末がコントローラではない場合と同様に、隣家ネットワーク検知部322が隣家ネットワーク受信状態を求める。比較部323は、まず、受信部121で受信したコントローラではない各端末の隣家ネットワーク受信状態と、隣家ネットワーク検知部322で算出した隣家ネットワーク受信状態とを比較する。隣家ネットワーク受信状態があらかじめ定めた基準値以上である値を持つ端末がある場合は、隣家ネットワーク受信状態が最大である端末を、基準値以上の端末がない場合は、隣家ネットワーク受信状態が最小である端末を求める。求めた端末に自端末が含まれない場合は、求めた端末のうちの1つにコントローラ交代要求信号を送信部125から出力する。
次に、図9のネットワークBのコントローラである端末B2の基準信号,および,ネットワークCのコントローラである端末C3の基準信号より、端末A1から端末A2を経て端末A3へネットワークAのコントローラが変更される手順を図11を用いて示す。
まず、端末B2はネットワークBのコントローラなので、基準信号を定期的に出力する。この基準信号をネットワークAの端末A1,A2,A3が受信し、それぞれCINRが5,6,4でいずれもあらかじめ設定した基準4を超えた値であったとする(31a)。
また、端末C3はネットワークCのコントローラなので、基準信号を定期的に出力する。この基準信号をネットワークAの端末A1,A2,A3が受信し、それぞれCINRが3,4,2で、端末A2のみがあらかじめ設定した基準4以上の値であったとする(31b)。
端末A1はネットワークAのコントローラなので、基準信号を定期的に出力する(31c)。
端末A2は、あらかじめ設定した基準値4以上のCINRの合計値である10を隣家ネットワーク受信状態として、コントローラである端末A1へ送信する(31d)。
端末A3は、あらかじめ設定した基準値4以上のCINRの合計値である4を隣家ネットワーク受信状態として、コントローラである端末A1へ送信する(31e)。
ネットワークAのコントローラである端末A1は、あらかじめ設定した基準値4以上のCINRの合計値である5を隣家ネットワーク受信状態とし、端末A2,A3の隣家ネットワーク受信状態と比較する。ここでは、隣家ネットワーク受信状態があらかじめ設定した基準値4以上である端末があり、また、その中で隣家ネットワーク受信状態が最大である端末は自端末ではない端末A2であるため、端末A2へコントローラ交代要求を送信する(31f)。
コントローラ交代要求を受信した端末A2は、コントローラとなり、コントローラ交代許可信号を端末A1に送信し(31g)、端末A1はコントローラではない端末となる。
ネットワークAのコントローラが端末A1から端末A2に代わった後、更に、図12に示すように、機器318がネットワークBの電力線に接続され、機器318のノイズあるいはインピーダンス変動の影響により電力線の状態が変わったとする。端末B2の基準信号を端末A1,A2が受信し、それぞれCINRが2,3とし、端末A3は受信できないとする(31h)。端末C3の基準信号は、端末A2が受信しCINRが1であり、端末A1,A3は受信できなかったとする(31i)。
ネットワークAのコントローラである端末A2が基準信号を出力(31j)した後、端末A1は、あらかじめ設定した基準値4を超えないCINRの最大値である2を隣家ネットワーク受信状態として、コントローラである端末A2へ送信する(31k)。端末A3は、いずれの端末B2,C3の基準信号も受信できなかったので、隣家ネットワーク受信状態をコントローラA2へ送信しない。コントローラである端末A2は、あらかじめ設定した基準値4を超えないCINRの最大値である3を隣家ネットワーク受信状態とし、端末A2,A3の隣家ネットワーク受信状態と比較する。いずれの端末A1〜A3もあらかじめ設定した基準値4を超えておらず,また,その中で隣家ネットワーク受信状態が最小の端末は隣家ネットワークB,Cの基準信号を受信していない端末A3であり自端末A2ではない。よって、端末A2は端末A3へコントローラ交代要求を送信する(31l)。コントローラ交代要求を受信した端末A3は、ネットワークAのコントローラとなり、コントローラ交代許可信号を端末A2に送信し(31m)、端末A2はコントローラではない端末となる。このとき、このネットワークA内の端末A1,A2,A3間の通信は、通信サイズに制限を設け、容量を超える通信を行うときは分割して通信を行う。
なお、第3の実施形態では、いずれの隣家ネットワークのコントローラの基準信号も受信できなかったコントローラではない端末は、隣家ネットワーク受信状態を自ネットワーク(自端末が属するネットワーク)のコントローラへ送信していないが、受信できなかったことを自ネットワークのコントローラへ報告すれば、その端末が通信可能であることが確認できるという効果をもたらす。
なお、第3の実施形態では、CINRがあらかじめ定めた基準値以上であるネットワークが存在しない場合でも、CINRがあらかじめ定めた基準値以下のネットワークで最大のCINRを隣家ネットワーク受信状態としているが、CINRがあらかじめ定めた基準値未満のときは隣家ネットワーク受信状態を0とすると、隣家ネットワーク受信状態の算出が容易になるという効果をもたらす。
なお、第1,3の実施形態の比較部123,323で比較する値はCINRであるが、誤り率,受信電力,受信レートの何れであっても同様の効果が得られることは明らかである。
なお、第3の実施形態では、いずれの端末においても隣家ネットワーク受信状態があらかじめ設定した基準値4を超えず,かつ,その中で隣家ネットワーク受信状態が最小の端末がコントローラとなった場合、通信サイズに制限を設けて通信しているが、バーストノイズのノイズ耐性に強い通信方式であれば同様の効果が得られる。
なお、第3の実施形態では、隣家ネットワーク受信状態がいずれの端末もあらかじめ設定した基準値4を超えず,かつ,その中で隣家ネットワーク受信状態が最小の端末がコントローラとなった場合、自ネットワーク内の全ての通信について通信サイズに制限を設けて通信しているが、自端末もしくは通信相手が隣家ネットワークを検出している場合のみ、通信サイズに制限を設けるあるいはバーストノイズ耐性の強い通信方式を行うと、一層伝送効率が向上するという効果がある。
なお、第1の実施形態のコントローラでは、自端末の隣家ネットワークの受信の有無を、第2の実施形態のコントローラでは、自端末の隣家ネットワーク受信状態を基準信号に含めて送信しているが、これらを基準信号に含めなくても、定期的に送信すれば、同様の効果が得られる。
なお、第1の実施形態のコントローラでは、自端末の隣家ネットワークの受信の有無を、第2の実施形態のコントローラでは、自端末の隣家ネットワーク受信状態を基準信号に含めて送信しているが、隣家ネットワークを受信したときにこれらを送信すれば、同様の効果が得られる。
なお、第1,2の実施形態のコントローラではない端末はコントローラ交代要求信号を、第3の実施形態のコントローラではない端末は隣家ネットワーク受信状態を、基準信号の後に送信しているが、基準信号の後でなくても、定期的に送信すれば、同様の効果が得られる。
なお、第1〜3の実施形態では、都度、隣家ネットワーク受信状態を算出しているが、一定期間の平均値,最小値,あるいは最大値を隣家ネットワーク受信状態とすると、コントローラの移動が頻繁に起こらず、より安定した通信が行えるという効果が得られる。
なお、第1,2の実施形態では、比較部123,223の比較結果より、自端末がコントローラではない端末がコントローラ交代要求信号を送信しているが、自端末と通信できる自ネットワーク内の端末の数が、現在のコントローラと通信できる自ネットワーク内の端末の数より少ない場合は、コントローラ交代要求信号を出さない方が、自ネットワーク内の通信が安定して通信できるという効果が得られる。
なお、第3の実施形態では、比較部323の比較結果より、コントローラがコントローラ交代要求信号を送信しているが、送信先の端末が通信できる自ネットワーク内の端末の数が、現在のコントローラと通信できる自ネットワーク内の端末の数より少ない場合は、コントローラ交代要求信号を出さない方が、自ネットワーク内の通信が安定して通信できるという効果が得られる。
本発明に係る電力線通信システムは、隣家ネットワークが存在しても、隣家ネットワークの隣接度に応じて、自ネットワークのコントローラの位置を変更するので、隣家ネットワークとのコントローラ間で制御信号の通信が円滑に行える。また、自ネットワークのコントローラが出力する制御信号あるいは基準信号が隣家ネットワークのノイズになることの低減を図ることができる。したがって本発明は、宅内の電力線を用いた電力線通信システムおよび当該システムにおいて使用する電力線通信装置等として有用である。
A,B,C…ネットワーク
A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3…電力線通信装置
100,110,114…配電盤
121…受信部
122,222,322…隣家ネットワーク検知部
123,223,323…比較部
124,224,324…コントローラ決定部
125,325…送信部
A1〜A3,B1〜B3,C1〜C3…電力線通信装置
100,110,114…配電盤
121…受信部
122,222,322…隣家ネットワーク検知部
123,223,323…比較部
124,224,324…コントローラ決定部
125,325…送信部
Claims (20)
- 複数の端末が電力線を用いて通信を行なう電力線通信システムで用いられて、他の端末に対して制御信号および/または基準信号を出力する端末であるコントローラになることができる電力線通信装置であって、
電力線を通して通信信号,制御信号,あるいは,基準信号を受信する受信手段と、
電力線を通して通信信号,制御信号,あるいは,基準信号を送信する送信手段と、
前記受信手段で受信した受信信号から、自端末が属するネットワーク以外のネットワーク(以下、隣家ネットワークという)のコントローラからの信号を検知し、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態である隣家ネットワーク受信状態を調べる隣家ネットワーク検知手段と、
前記隣家ネットワーク受信状態を比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果および/または前記受信手段で受信される受信信号を用いて、コントローラ交代要求信号あるいはコントローラ交代許可信号を前記送信手段より送信し、コントローラを決定するコントローラ決定手段と、
を備える、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項1において、
前記比較手段は、隣家ネットワーク受信状態とあらかじめ定められた第1の値とを比較し、
前記コントローラ決定手段は、
自端末がコントローラではない端末であって、前記比較手段の比較結果より、隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好な場合、自端末がコントローラとなることを要求するコントローラ交代要求信号を前記送信手段より送信し、これに対するコントローラ交代許可信号を前記受信手段にて受信したときに自端末がコントローラとなり、
自端末がコントローラである端末であって、前記比較手段の比較結果より、隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好ではない場合,もしくは,前記隣家ネットワーク検知手段にて隣家ネットワークのコントローラからの信号が検出されなかった場合、前記受信手段にてコントローラ交代要求信号を受信すると、コントローラ交代許可信号を前記送信手段より送信し、自端末がコントローラではない端末となる、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項2において、
自端末がコントローラである端末であって、前記比較手段の比較結果より、隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好な場合、前記送信手段は、隣家ネットワークがあることをコントローラではない端末に定期的に送信し、
自端末がコントローラではない端末であって、隣家ネットワークがあることを前記受信手段がコントローラより受信した場合、前記コントローラ決定手段は、隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好な場合であってもコントローラ交代要求信号を送信しない、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項1において、
自端末がコントローラである場合、
前記送信手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態がある場合は、当該隣家ネットワーク受信状態をコントローラではない端末に送信し、
前記コントローラ決定手段は、前記受信手段にてコントローラ交代要求信号を受信すると、コントローラ交代許可信号を前記送信手段より送信し、自端末がコントローラではない端末となり、
自端末がコントローラではない場合、
前記受信手段は、コントローラの隣家ネットワーク受信状態を受信し、
前記比較手段は、前記受信手段が受信したコントローラの隣家ネットワーク受信状態と自端末の隣家ネットワーク受信状態とを比較し、
前記コントローラ決定手段は、前記比較手段の比較結果が、前記コントローラの隣家ネットワーク受信状態より前記自端末の隣家ネットワーク受信状態が良好なとき、自端末がコントローラとなることを要求するコントローラ交代要求信号を前記送信手段より送信し、これに対するコントローラ交代許可信号を前記受信手段にて受信したときに自端末がコントローラとなる、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項4において、
自端末がコントローラである場合、
前記比較手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態とあらかじめ定められた第1の値とを比較し、
前記送信手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値より良好でない場合は、自端末の隣家ネットワーク受信状態がある場合であっても当該隣家ネットワーク受信状態をコントローラで無い端末へ送信せず、
自端末がコントローラではない場合、
前記比較手段は、前記受信手段が受信したコントローラの隣家ネットワーク受信状態と自端末の隣家ネットワーク受信状態を比較、及び自端末の隣家ネットワーク受信状態と前記第1の値とを比較し、
前記コントローラ決定手段は、前記比較手段の比較結果が、前記コントローラの隣家ネットワーク受信状態より前記自端末の隣家ネットワーク受信状態が良好であっても、前記第1の値より良好ではない場合は、コントローラ交代要求信号を送信しない、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項1において、
自端末がコントローラではない場合、
前記送信手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態をコントローラへ送信し、
前記コントローラ決定手段は、前記受信手段にてコントローラ交代要求信号を受信すると、コントローラ交代許可信号を前記送信手段より送信し、自端末がコントローラとなり、
自端末がコントローラである場合、
前記受信手段は、コントローラではない端末の隣家ネットワーク受信状態を受信し、
前記比較手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態および前記コントローラではない端末の隣家ネットワーク受信状態を比較し、
前記コントローラ決定手段は、前記比較手段の比較結果より、一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末が自端末ではない場合、前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末へ、前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末がコントローラとなることを要求するコントローラ交代要求信号を前記送信手段より送信し、前記受信手段にてコントローラ交代許可信号を受信したときに自端末がコントローラではない端末となる、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項6において、
自端末がコントローラではない場合、
前記比較手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態とあらかじめ定められた第1の値とを比較し、
前記送信手段は、前記比較手段の比較結果、隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値より良好でない場合は、自端末の隣家ネットワーク受信状態がある場合でも当該隣家ネットワーク受信状態をコントローラへ送信しない、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項1において、
自端末がコントローラではない場合、
前記送信手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態をコントローラへ送信し、
前記コントローラ決定手段は、前記受信手段にてコントローラ交代要求信号を受信すると、コントローラ交代許可信号を前記送信手段より送信し、自端末がコントローラとなり、
自端末がコントローラである場合、
前記受信手段は、コントローラではない端末の隣家ネットワーク受信状態を受信し、
前記比較手段は、自端末の隣家ネットワーク受信状態と,前記コントローラではない端末の隣家ネットワーク受信状態と,あらかじめ定められた第1の値と,の比較を行い、
前記コントローラ決定手段は、前記比較手段の比較結果より、一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末が自端末ではない場合で,かつ,前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好な場合、前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末へ、前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態である端末がコントローラとなることを要求するコントローラ交代要求信号を送信し、前記一番良好な隣家ネットワーク受信状態が前記第1の値よりも良好でない場合、前記受信手段で隣家ネットワーク受信状態を受信していないコントローラではない端末,あるいは,前記比較手段の比較結果が一番良好でない隣家ネットワーク受信状態である端末へ、コントローラとなることを要求するコントローラ交代要求信号を送信し、これに対するコントローラ交代許可信号を前記受信手段にて受信したときに自端末がコントローラではない端末となる、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項2,4,6,8のいずれか1つにおいて、
前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態を隣家ネットワーク毎に調べ、その全てあるいは一部の演算結果を隣家ネットワーク受信状態とする、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項2,4,6のいずれか1つにおいて、
前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態を隣家ネットワーク毎に調べ、その総和もしくは対数の総和を隣家ネットワーク受信状態とする、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項4または6において、
前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態を隣家ネットワーク毎に調べ、あらかじめ定められた第1の値以上の総和もしくは当該第1の値以上の対数の総和を隣家ネットワーク受信状態とする、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項2において、
前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態を隣家ネットワーク毎に調べ、一番良好な受信状態を隣家ネットワーク受信状態とする、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項2,4,6,8のいずれか1つにおいて、
前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信状態が一定時間以内で一番良好な受信状態を隣家ネットワーク受信状態とする、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項2,4,6,8のいずれか1つにおいて、
隣家ネットワーク受信状態が良好とは、隣家ネットワークのコントローラが送信する信号の受信誤り率が低いこと,あるいは,隣家ネットワークのコントローラが送信する信号の受信電力が高いこと,あるいは,隣家ネットワークのコントローラが送信する信号の受信レートが高いこと,あるいは,隣家ネットワークのコントローラからの受信信号のCINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)が高いことである、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項4において、
前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信を隣家ネットワーク毎に調べ、
隣家ネットワーク受信状態が良好とは、前記隣家ネットワーク検知手段で検知できた隣家ネットワークの数量が多いことである、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項4において、
前記隣家ネットワーク検知手段は、隣家ネットワークのコントローラからの信号の受信を隣家ネットワーク毎に調べ、
隣家ネットワーク受信状態が良好とは、受信誤り率の低さ,受信電力の高さ,受信レートの高さ,あるいは,受信信号のCINRの高さがあらかじめ決められた値以上の隣家ネットワークの数量が多いことである、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項8において、
前記送信手段および前記受信手段は、隣家ネットワーク受信状態を受信していない端末,あるいは,隣家ネットワーク受信状態が一番良好でないで端末がコントローラとなった場合、自ネットワーク内の全ての端末の通信は、ノイズに対する強度の強い通信を行う、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項8において、
前記送信手段および前記受信手段は、隣家ネットワーク受信状態を受信していない端末,あるいは,隣家ネットワーク受信状態が一番良好でない端末がコントローラとなった場合、自ネットワーク内の全ての端末の通信は、再送単位が小さくなるようにフレームを分割して通信を行う、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項8において、
前記送信手段および前記受信手段は、隣家ネットワーク受信状態を受信していない端末,あるいは,隣家ネットワーク受信状態が一番良好でない端末がコントローラである場合で、隣家ネットワークを検知した端末と通信を行う場合には、ノイズに対する強度の強い通信を行う、
ことを特徴とする電力線通信装置。 - 請求項8において、
前記送信手段および前記受信手段は、隣家ネットワーク受信状態を受信していない端末,あるいは,隣家ネットワーク受信状態が一番良好でない端末がコントローラとなった場合で、隣家ネットワークを検知した端末と通信を行うときは、再送単位が小さくなるようにフレームを分割して通信を行う、
ことを特徴とする電力線通信装置。
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