WO2001026268A1

WO2001026268A1 - Procede et dispositif de communication

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Publication number: WO2001026268A1
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Authority: WO
Inventors: Wataru Matsumoto
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 1999-10-04
Filing date: 2000-10-03
Publication date: 2001-04-12
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Description

明細書通信方法および通信装置技術分野

本発明は、マルチキヤリア変復調方式を採用する通信装置および通信方法に関するものであり、特に、 D MT (Di screte Mul t i Tone) 変復調方式や O F D M (Orthogonal Frequency Division Mul t iplex) 変復調方式等により、既存の電力線を用いたデータ通信を実現可能とする通信方法、および該通信方法を実現可能な通信装置に関するものである。ただし、本発明は、 DMT変復調方式により電力線通信を行う通信装置に限らず、マルチキヤリア変復調方式およびシングルキヤリア変復調方式により、通常の通信回線を介した有線通信および無線通信を行うすべての通信装置に適用可能である。背景技術

以下、従来の通信方法について説明する。近年、コスト削減や既存の設備を有効利用のため、新たな通信線を増設することなく、既存の電力線を利用して通信を行う「電力線モデム」が注目されている。この電力線モデムでは、電力線により接続されている家庭内外、ビル、工場、および店舗等の電気製品をネットヮーク化することにより、その製品の制御ゃデー夕通信等のさまざまな処理を行う。現在、このような電力線モデムとしては、 S S (Spread Spectrum) 方式を用いたものが考えられている。たとえば、電力線モデムとして、 S S方式を用いた場合、送信側では、所定の情報を変調後、さらに「拡散符号」を用いて拡散変調を行うことにより、信号の帯域を数十〜数千倍に広げて送信する。一方、受信側では、送信側と同一の拡散符号を用いて拡散復調（逆拡散）を行い、その後、情報の復調を行う。

しかしながら、上記、 S S方式を用いた従来の通信装置では、たとえば、与えられた帯域を埋め尽くすスぺクトラムを送出してしまうため他の通信方式との共存が難しいこと、使用帯域に対する転送レートが低いこと、等の問題があった。また、上記電力線モデムのようなデ一夕通信を主たる目的としていない既存の電力線をデータ通信用に用いるような場合には、給電を目的に接続されているさまざまな機器がノイズ源となるため、それに対する対策も必要となる、という問題があった。

また、 S S方式を用いた従来の通信装置では、電波の状態に応じて送信に使用する周波数を切り換える場合、周波数を切り換えようとしている通信装置とその通信相手となる通信装置との間で同調させるための手順が必要となる。そして、この手順を互いに実行することにより異周波数への同調が可能となる。しかしな力ら、このような場合、 1対 1または 1対 N ( 2以上の整数）の通信、たとえば、基地局と複数（または単一）の移動局との通信であれば、基地局の制御で各移動局を同調させることが可能であるが、 N対 Nの通信では、同調が大変困難となる、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、マルチキャリア変復調方式を用いることにより、耐ノイズ性の向上、転送レートの高速化（高速モード）、および伝送路状況や通信相手に応じた通信モード（高速モード Z低速モード）の変更、を可能とし、かつ N対 Nの高速通信を容易に実現可能な通信方法、およびその通信方法を実行可能な通信装置を提供することを目的としている。発明の開示

本発明にかかる通信方法にあっては、通信方式としてマルチキヤリア変復調方式を採用し、伝送路の状況や通信相手に応じて、通信速度を高速モードまたは低速モードに適宜変更することを可能とし、さらに、高速モード時の仮想マス夕として動作する特定の通信装置が、スレーブとして動作するある通信装置と 1対 1 のトレーニングを行うことにより、転送レートに関する情報として、データ通信に使用可能なすべてのキャリアと、各キャリアに割り当て可能なビット数と、を決定し、以降、スレーブとして動作する他のすべての通信装置と順にトレーニングを行うことにより、個別に、前記転送レートに関する情報を決定する転送レート決定ステップ（後述する実施の形態におけるステップ S 4〜S 8に相当）と、前記仮想マスタとして動作する特定の通信装置が、個々のトレーニングにより得られた結果から、マツピング情報として、各通信装置間で使用可能な共通のキャリアと、各キャリアに割り当て可能な共通のビット数と、を決定するマッピング情報決定ステップ（ステップ S 9に相当）と、前記マッピング情報をすベての通信装置に同報する同報ステップ（ステップ S 1 0に相当）と、を含み、伝送路に接続されたすベての通信装置が、前記マツビング情報に基づいて高速モードで動作することを特徴とする。

つぎの発明にかかる通信方法にあっては、高速モード時、スレーブとして動作する通信装置間のデータ通信で、受信側の通信装置がデー夕を受け取れなかつた場合、前記仮想マスタとして動作する特定の通信装置が、そのデータを中継し、前記受信側の通信装置にデータを送信する（ステップ S 3 1〜S 3 4、ステップ S 4 1、ステップ S 4 2に相当）ことを特徴とする。

つぎの発明にかかる通信方法にあっては、高速モード時、スレーブとして動作する通信装置間のデータ通信で、受信側の通信装置がデータを受け取れなかった場合、前記仮想マスタとして動作する特定の通信装置に代わって、送信側の通信装置が仮想マスタとなり、新規にマスタ装置として動作する通信装置が、前記各ステップを実行後、前記受け取れなかったデータを再度送信する（ステップ S 5 1〜S 5 5に相当）ことを特徴とする。

つぎの発明にかかる通信装置にあっては、通信方式としてマルチキヤリア変復調方式を採用し、伝送路の状況や通信相手に応じて、通信速度を高速モードまたは低速モードに適宜変更することを可能とし、高速モード時の仮想マスタとして動作する場合、スレーブとして動作するある通信装置と 1対 1のトレーニングを行うことにより、転送レートに関する情報として、データ通信に使用可能なすべてのキャリアと、各キャリアに割り当て可能なビット数と、を決定し、以降、スレーブとして動作する他のすべての通信装置と順にトレーニングを行うことにより、個別に、前記転送レートに関する情報を決定し、さらに個々のトレーニングにより得られた結果から、マッピング情報として、各通信装置間で使用可能な共通のキャリアと、各キャリアに割り当て可能な共通のビット数と、を決定し、その後、前記マッビング情報をすベての通信装置に同報することを特徴とする。つぎの発明にかかる通信装置にあっては、高速モード時、スレーブとして動作する通信装置間のデータ通信で、受信側の通信装置がデータを受け取れなかった場合、そのデータを中継し、前記受信側の通信装置にデータを送信することを特徴とする。

つぎの発明にかかる通信装置にあっては、高速モード時、スレーブとして動作する通信装置間のデータ通信で、受信側の通信装置がデータを受け取れなかった場合、送信側の通信装置が仮想マスタとなり、新規にマスタ装置として動作する通信装置が、前記各ステップを実行後、前記受け取れなかったデータを再度送信することを特徴とする。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明にかかる通信装置の構成を示す図であり、第 2図は、フレーミング処理で生成されるフレームの構成と、そのフレームにおける P O Cフィ一ルドの構成を示す図であり、第 3図は、トーングループの定義を示す図であり、第 4図は、トーングループ内のトーンセットの定義を示す図であり、第 5図は、各通信モードにおける通信方法を示す図であり、第 6図は、実施の形態 1の通信方法を示すフローチャートであり、第 7図は、実施の形態 2の通信方法を示すフローチャートであり、第 8図は、実施の形態 3の通信方法を示すフローチャートである。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明にかかる通信方法および通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以降の各実施の形態においては、既設の電力線を用いてデータ通信を行う「電力線モデム」を具体例として説明するが、本発明にかかる通信装置は、電力線モデムに限らず、マルチキャリア変復調方式およびシングルキャリア変復調方式により、通常の通信回線を介した有線通信および無線通信を行うすべての通信装置に適用可能である。

本発明にかかる通信装置は、 S S方式と比較して、耐ノイズ性が高い、高速化の実現が可能、等の観点から、マルチキャリア変復調方式を採用し、伝送路の状況ゃ通信相手に応じて通信モード（高速モード Z低速モード）を適宜変更可能とし、さらに、複数の通信装置が接続された伝送路上で、 1対 1 , 1対 N, および N対 Nにおける高速通信を容易に実行可能な構成とした。

第 1図は、本発明にかかる通信装置の構成を示す図である。第 1図において、 1はフレーミング回路であり、 2は一次変調器であり、 3はトーン選択器であり、 4は逆高速フ一リェ変換回路（ I F F T： Inverse Fast Fourier Transform) であり、 5はパラレル Zシリアル変換回路（P/S ) であり、 6はディジタル Z アナログ変換回路（DZA) であり、 7は伝送路（電力線）であり、 8は結合回路であり、 9はノィズ測定器であり、 1 0は制御回路であり、 1 1はデフレ一ミング回路であり、 1 2は一次復調器であり、 1 3はトーン選択器であり、 1 4は高速フーリエ変換回路（F F T： Fast Fourier Transform) であり、 1 5はシリァル/ノラレル変換回路（ S Z P ) であり、 1 6はアナ口グデイジ夕ル変換回路（A/D) であり、 1 7はキャリア検出器であり、 1 8はダミーキャリア生成器である。そして、フレーミング回路 1、一次変調器 2、トーン選択器 3、 I F F T 4、 P/ S 5、 D/A 6で送信系を構成し、 AZD 1 6、 S Z P 1 5、 F F T 1 4、トーン選択器 1 3、一次復調器 1 2、デフレ一ミング回路 1 1で受信系を構成する。

ここで、上記のように構成される通信装置の基本的な動作を説明する。まず、送信系の動作について説明する。たとえば、上記通信装置（電力線モデム）に接続されたデータ処理装置（図示せず）から送信データが入力されると、フレーミング回路 1では、後述の第 2図に示すフレーミング処理を行い、そのフレームを一次変調器 2に出力する。そして、一次変調器 2では、受け取ったフレームを、制御回路 1 0からの一次変調 Z復調方式選択情報により指示された、たとえば、 DBPSKまたは DQPSK方式で変調し、マルチキャリア変調方式の各トーンに同一フレームを符号化後、その信号をトーン選択器 3へ出力する。なお、本実施の形態では、低速モード時、後述の第 3図に示すように、 5個のトーン（以降、トーンセットと呼ぶ）、たとえば、トーン # 32, #4 8, # 64, # 80, # 96のすべてに同一フレームを符号化する。一方、高速モード時は、すべてのトーンにそれぞれ異なるフレームを符号化する。ただし、以降の説明においては、低速モード時の動作について示すが、高速モード時の動作についても同様の手順で処理可能である。

その後、トーン選択器 3では、制御回路 1 0からの情報に基づいて、たとえば、前記トーンセットのうちから、トーン # 48， # 64, # 80の 3個のトーンを選択して、 I FFT4へ出力する。そして、 I FFT4では、受け取った 3個のトーン #48, # 64, # 80を逆フーリエ変換することにより、周波数軸デ —夕を時間軸データに変換して PZS 5へ出力する。

P/S 5では、 I FFT4から出力されたパラレルデ一夕をシリアルデータに変換し、さらに、そのシリアルデータを DZA 6へ出力し、最後に、 D/A 6では、そのシリアルデータに対してディジタル Zアナログ変換を行い、そのアナ口グ信号を、結合回路 8および電力線 7を介して、電力線 7に接続された他の通信装置（図示せず）へ送信する。

その結果、電力線 7上には、後述の第 4図に示すように、周波数軸上で周波数間隔が 1 6 トーンである 3個のトーンに載せられた、同一のマルチキャリアデ一夕が出力されることになる。これにより、このデータを受信する側の通信装置では、ノイズがある周波数帯域に集中した場合においても、周波数間隔が 1 6 トーンである 3個の同一マルチキヤリアデータが送信されているため、周波数間隔が空いている分だけ、シングルキヤリアの電力線通信よりも電力線ノイズに強いデ —夕通信が可能となる。一方、上記のように、すべてのトーンにそれぞれ異なるフレームを符号化した場合には、転送レ一トの高速化を実現することが可能となる。

つぎに、受信系の動作について説明する。なお、ここでは、説明の便宜上、伝送路 Ίに通信装置が 1台しか接続されていないので、第 1図の受信系の構成を用いて説明を行う。まず、上述のように送信系からマルチキャリアデータが送信されると、他の通信装置の受信系では、送信系の動作とは逆の動作を行い、デ—夕を復調する。具体的にいうと、まず、送信側の通信装置から送られてきた 3個のマルチキャリアデータを取り込み、 AZD 1 6力 <、アナログ Zディジタル変換を行う。続いて、キャリア検出器 1 7力 \ キャリアセンスおよびトーン検定によりキャリアを検出し、その後、シンボル同期を確立する。そして、 S Z P 1 5が、ディジタルデータに変換されたシリアルデータをパラレルデ一夕に変換し、 F F T 1 4へ出力する。

F F T 1 4では、前記パラレルデータに対してフーリエ変換を行うことにより

、時間軸のマルチキャリアデータを周波数軸上のデ一夕に変換し、その周波数軸デ一夕をトーン選択器 1 3およびノイズ測定器 9へ出力する。その後、トーン選択器 1 3では、制御回路 1 0によって指定された 3個のトーン、たとえば、トーン # 4 8 , # 6 4 , # 8 0を選択し、それを一次復調器 1 2に出力し、一次復調器 1 2では、それら 3個のトーン、 # 4 8 , # 6 4， # 8 0における同一デ一夕を、制御回路 1 0からの一次変調/復調方式選択情報により指定された一次変調方式で復調する。

最後に、デフレ一ミング回路 1 1では、一次復調されたデータをデフレ一ミング処理することにより受信データを生成し、この通信装置に接続された機器（図示せず）に受信データを出力する。なお、デフレ一ミング処理とは、フレーミング回路 1によるフレーミング処理とは逆の処理であり、一次復調されたデ一夕のフレームから、後述のプリアンブル（ 1 ) 、（2 ) 、および制御コードを分離して、データフィールドのみを合成する処理、すなわち、受信データをもとの送信デ一夕の形に再構成する処理のことをいう。

第 2図は、上記フレーミング回路 1によるフレーミング処理で生成されるフレー厶の構成と、そのフレームにおける P〇C (Power Line Communication Overh ead Control Field) フィールドの構成を示す図である。第 2図に示すフレ一厶は、キャリァ検出用の信号の領域であるプリアンブル（ 1 ) フィ一ルドと、シンボル同期用の信号の領域であるプリアンブル（2) フィールドと、予め定められた固定コ一ドの領域である同期コードフィールドと、データフィールドの長さを示す信号の領域である F r ameTy p e (FT) フィールドと、住宅識別用コ ―ドの領域である Ho u s e C 0 d e (HC) フィ一ルドと、物理層で使用する制御コマンドの領域である p〇Cフィールドと、 FT, HC, POCに対する誤り訂正符号の領域である R— S符号フィールドと、データフィールドから構成され、このフレームがフレーミング回路 1にて生成され、前述の処理で変調後、伝送路 7に出力される。

また、伝送路上のフレームは、伝送路に接続されたすベての通信装置で受け取られ、制御回路 1 0では、 HCの識別を行った上で自家の HCと一致した場合、伝送路上に送信されているデータが自分宛てである可能性があると判断し、 RS (リードソロモン）符号を利用してエラーチヱック/訂正を行い、その内容を理解する。また、自家の HCと一致しない場合は、動作を行わない。

一方、 POCは、通信の速度（たとえば、低速モード、高速モード等）を設定する 2ビッ卜の通信モードフィ一ルドと、選択可能な変調方式（たとえば、 DQ PSK, DBPSK, DBPSK十時間ダイバーシチ等）を示す 2ビットの変調方式フィールドと、制御コマンド（通常動作、変更動作）を示す 1 ビットのコマンドフィールドと、制御コマンドの機能を示す 2ビットのサブコマンドと、各機能の設定情報（トーングループ、セットポジション、一次変調方式）を示す 8ビットのコマンド引数と、 1 ビッ卜の拡張ビットから構成され、たとえば、トーンの移動、一次変調方式の変更、および通信モード（低速モード Z高速モード）の変更等の処理を行うために使用される。

第 3図は、第 1図に示す通信装置がデータ通信に用いるトーングループの定義を示す図である。たとえば、電力線通信を行う電力線モデムにおいては、（a ) のように、 4 . 3 1 2 5 k H z間隔の 8 0本（# 1 7〜# 9 6 ) のトーンを想定し、 1 6本間隔で選び出した 5本の組をトーングループとし、さらに、トーン # 1 7〜トーン # 3 2を起点とした 1 6組のトーングループ（トーングループ # 0 〜# 1 5 ) を、（b ) のように定義する。

また、第 4図は、前記トーングループ内のトーンセットの定義を示す図である。たとえば、任意の卜一ングループを構成する 5本のトーンのうち、連続する 3 本のトーンの組をトーンセッ卜と定義する。すなわち、各トーングループ内の低周波側の連続する 3本の組からなるトーンセットのセットポジションを L 0 wポジシヨンとし、高周波側の連続する 3本の組からなるトーンセットのセットポジションを H i g hポジションとし、中央のトーンセットのセットポジションを M i d d 1 eポジションとする。したがって、低速モード時のデータ通信は、特定のトーグループのなかの、特定のセットポジションで指定されるトーンセットを使用して行われる。

また、本実施の形態における通信装置では、上記基本的な動作に加えて、さらに、前記第 2図に示す通信モード（高速モード Z低速モード）を自由に変更する機能を備えている。具体的にいうと、たとえば、低速モードおよび高速モードの両方のモードで動作可能な通信装置の場合は、通信相手の通信モードに応じて各モードを選択的に切り替えて動作し、また、低速モードでのみ動作可能な通信装置、または高速モードでのみ動作可能な通信装置の場合は、通信相手の通信モ一ドにかかわらずそのモ一ドでのみ動作する。

以下、上記のような仕様の異なる通信装置がネットワーク内に共存する場合における、通信装置間の通信方法を具体的に説明する。第 5図は、各通信モードにおける通信方法を示す図である。たとえば、低速モードで動作可能な通信装置どうしが通信を行う場合、通信装置の送信系では、所定の 3本のトーンセット（たとえば、トーン # 4 8， # 64， # 8 0) に対して同一のデ一夕を割り当て、その後、 00?31くまたは08?31くの変調方式を用ぃて変調処理を行ぃ、さらに、 I F FT処理を行うことにより周波数軸データを時間軸データに変換する。すなわち、低速モード時、送信系では、第 5図に示すとおり、前記 3本のトーンに対してそれぞれ同一のフレームを割り当てることになり、その際、 P〇C内の通信モードに「低速」を設定し、さらに、第 2図に示すデータフィールド内の S A (Souse Address) に「送信者の I D」を、 DA (Destination Address) に「受信者の I D」を設定する。

一方、各通信装置の受信系では、まず、送信フレームの HCを確認して自家に対して送信されたフレームかどうかを識別する。自家に対するフレームであった場合、つぎに、受信系では、 P0C内の通信モードを確認し、このフレームのデ —夕フィールドが動作可能なモードであることを確認する。ここでは、送信系が低速モードにて動作しているため、低速モードにて動作可能な通信装置だけが D Aを確認し、自分に対するフレームである場合、その通信装置の受信系がデ一夕フィ一ルドを低速モードにて受け取る。

つぎに、たとえば、高速モードで動作可能な通信装置どうしが通信を行う場合、通信装置の送信系では、プリアンブル，同期コード， FT, HC, P0C，および R— Sを、所定の 3本のトーンセット（たとえば、トーン # 3 2, # 4 8, # 64) に対してそれぞれ順に所定ビットずつ割り当て、さらに、データフィ一ルドを、すべてのトーン（たとえば、トーン # 0〜トーン # 1 27) に対してそれぞれ順に所定ビットずつ割り当てる。その後、送信系では、 DQPSKまたは DBPSKの変調方式を用いて変調処理を行い、さらに、 I FFT処理を行うことにより周波数軸デ一夕を時間軸データに変換する。

このように、高速モードにて動作時、送信系では、第 5図に示すとおり、プリアンブルから R— Sまでのデータを、低速モード時と同様の速度で、 3本のトーンに対してそれぞれ順に割り当てることになり、さらに、データフィールドのデ —夕を、すべてのトーンに対してそれぞれ順に割り当てる。その際、 P〇C内の通信モードに「高速」を設定し、さらに、デ一夕フィールド内の SA (Souse Ad dress) に「送信者の I D」を、 DA (Destination Address) に「受信者の I D」を設定する。

一方、各通信装置の受信系では、まず、送信フレームの HCを確認して自家に対して送信されたフレームかどうかを識別する。自家に対するフレームであった場合、つぎに、受信系では、 P〇C内の通信モードを確認し、このフレームのデ —夕フィールドが動作可能なモードであることを確認する。ここでは、送信系が高速モードにて動作しているため、高速モードにて動作可能な各通信装置だけが D Aを確認し、自分に対するフレームである場合、その受信系がデータフィ一ルドを高速モードにて受け取る。

このように、本実施の形態の通信装置によれば、上記 2種類の通信モードを備えることにより、通信の高速化が図れるとともに、さらに、ネットワーク内で、低コストで実現できる低速モ一ドで動作可能な通信装置と、利便性の高い高速モ一ドで動作可能な通信装置と、の共存が可能となる。

つぎに、上記のような通信モードを備える複数の通信装置が伝送路 7に接続されたシステムにおいて、 N対 Nの通信を行う場合の動作について説明する。たとえば、複数の通信装置が低速モードで N対 Nの通信を行う場合、各通信装置では、デフォルトトーンセット（DTS) 、または、アクティブトーンセット（AT S) となる 3本のトーンにおける POCを確認することにより、動作モード、一次変調方式、および設定情報を容易に知ることができる。そして、これらの情報に基づいて、各トーンに特定ビット数（固定）の同一データを割り当てることにより、容易に N対 Nの通信を行うことが可能となる。すなわち、すべての通信装置が、自分以外の通信装置と容易に通信を行うことができる。

なお、 ATSとは、データ通信に使用する特定のトーングループ（5本）内の、特定のトーンセッ卜（3本）のことをレ、い、アクティブトーンとは、前記ァクティブトーンセットを構成する 3本のトーンのうちの任意の 1 トーンのことをいう。また、 DTS (ATS = DTSの場合もある）とは、たとえば、ト一ン # 4 8, # 64, # 80で構成される固定のトーンセットのことをいい、デフォルトトーンとは、前記デフオルトトーンセットを構成する 3本のトーンのうちの任意の 1 トーンのことをいう。

一方、複数の通信装置が高速モードで N対 Nの通信を行う場合も、各通信装置では、デフォルトトーンセット（DTS) 、または、アクティブトーンセット（ ATS) となる 3本のトーンにおける P〇Cを確認することにより、動作モード、一次変調方式、および設定情報を容易に知ることができる。しかしながら、高速モードの場合には、第 5図に示すように、伝送路 7の状態に応じてすベてのトーンに異なるビット数が割り当てられるため、すなわち、各トーンが受けるノィズの影響を考慮してビット数が割り当てられるため、各通信装置間でトレーニングを行し、トーン毎にマッピングを行う必要がある。

そこで、以下では、 N対 Nの高速通信におけるマッピング処理について説明する。第 6図は、本発明にかかる通信装置が実行する実施の形態 1の通信方法、すなわち、卜レーニングにより各通信装置間で使用可能な共通のトーン、およびそのトーンに使用可能な共通のビット数を決定する処理（マツビング処理）を示すフローチャートである。たとえば、伝送路 7上に接続されたある通信装置の電源を立ち上げると（ステップ S 1 ) 、まず、この通信装置は、伝送路 7に接続された他の通信装置に対して返答要求を DTSに載せて送信する（ステップ S 2) 。すなわち、この要求で他の通信装置に対して自分が接続されたことを認識させるものである。

そして、この通信装置は、この状態で、いずれかの通信装置からの返答（AC K) を待つ（ステップ S 3) 。このとき、たとえば、所定時間内に他の通信装置からの返答がなければ（ステップ S 3, NO) 、この通信装置は、伝送路 7に接続されたすベての通信装置の仮想マスタとなり（ステップ S 4) 、その後、他の通信装置からのトレーニングデ一夕の受信を待つ（ステップ S 5) 。

その結果、たとえば、卜レーニングデータが受信できなレ、場合（ステップ S 5 , NO) 、この仮想マスタとなった通信装置では、現在、伝送路 7には他の通信装置が接続されていないと判断し（ステップ S 6) 、他の通信装置の接続を継続して待つ（ステップ S 5) 。一方、複数（または単一）の通信装置が接続された状態で、トレーニングデ一夕を受信した場合（ステップ S 5, YES) , この通信装置では、データ送信元の通信装置と 1対 1のトレーニングを行い、高速モ一ド時のデータ通信に使用可能なトーン（データフィールドの割り当て可能なト一ン）と、各トーンに使用可能なビット数を決定する（ステップ S 7) 。すなわち、この 1対 1の通信における最も高速な転送レートを決定する。

以降、仮想マス夕となった通信装置では、同様にして、さらに他のすべての通信装置とのトレーニングを行い（ステップ S 8, NO) 、すべての通信装置とのトレーニングを終了した段階で（ステップ S 8， YES) 、すべてのトレーニング結果に基づいて、マッピング処理を行う（ステップ S 9) 。すなわち、個々のトレーニングにより得られたトレーニング結果から、各通信装置間で使用可能な共通のトーン、およびそのトーンに使用可能な共通のビット数を決定する処理を行う。

具体的にいうと、たとえば、第 1のスレーブ装置とのトレーニング結果が、 { トーン # 1 : 0ビット，トーン # 2 : 8ビット，トーン # 3 : 9ビット，トーン #4 ： 1 0ビット… } であり、第 2のスレーブ装置とのトレーニング ¾；吉果が、 { トーン # 1 : 5ビット，トーン # 2 : 1 0ビット，トーン # 3 : 9ビット，トーン #4 ： 7ビット… } であり、第 3のスレーブ装置とのトレーニング結果が、 { ト一ン # 1 : 8ビット，トーン # 2 : 1 0ビット，トーン # 3 : 6ビット，ト一ン #4 ： 8ビット ···} であった場合、仮想マス夕装置では、使用する共通ト一ンをトーン # 2，トーン # 3，トーン # 4… （トーン # 1以外）と決定し、さらに、各トーン単位の共通ビット数をそれぞれ 8ビット， 6ビット， 7ビッ卜… （それぞれ最も小さい値をとる）と決定する。

最後に、仮想マス夕となつた通信装置では、上記のように決定したマツピング情報をすベての通信装置に同報し（ステップ S 1 0) 、トレーニングを終了する (ステップ S 1 1 ) 。一方、ステップ S 3の処理において、所定時間内に他の通信装置からの返答があった場合（ステップ S 3 , N O ) 、この通信装置は、仮想マスタが存在することを認識して、伝送路 7に接続された通信装置の中でスレーブとして動作する（ステップ S 2 1 ) 。そして、スレーブとなった通信装置は、仮想マスタに対してトレーニングデータを送信し（ステップ S 2 2 ) 、この状態で、最新のマツピング情報の到着を待つ（ステップ S 2 3 , N O ) 。

その後、スレーブとなった通信装置では、仮想マスタからのマッピング情報を受け取り（ステップ S 2 3 , Y E S ) 、その情報を高速モードにおける共通の転送レートとして設定し（ステップ S 2 4 ) 、トレーニングを終了する（ステップ S 2 5 ) 。

このように、本実施の形態においては、マルチキャリア変復調方式を用いることにより、耐ノイズ性の向上、転送レートの高速化（高速モード）、および伝送路状況や通信相手に応じた通信モード（高速モード/低速モード）の変更、を可能とし、さらに電源を投入した段階で、伝送路 7に接続された各通信装置を仮想マス夕か、またはスレーブとして動作させ、仮想マス夕となった通信装置の制御で使用可能な共通トーンおよびそのトーンに割り当て可能な共通ビット数を決定することにより、高速モードにおける N対 Nの通信を容易に実現可能とする。本実施の形態では、実施の形態 1の動作において、スレーブどうしの高速通信でエラーが発生する場合、すなわち、送信側の通信装置からのデータが受信側の通信装置で受け取れない場合の動作について説明する。これは、スレーブとなつた通信装置どうしの距離が、仮想マス夕となった通信装置との距離と比較して大幅に長い場合に発生する。

このような場合、本実施の形態では、以下に示す通信方法で高速モードにおける通信を継続する。第 7図は、実施の形態 2の通信方法を示すフローチャートである。たとえば、第 1のスレーブ装置が、実施の形態 1のように、仮想マスタ装置が決定した転送レー卜の高速モードで、第 2のスレーブ装置に対してデ一夕通信を行い（ステップ S 3 1 ) 、その結果、そのデータを第 2のスレーブ装置で受け取れなかった場合、すなわち、第 2のスレーブ装置からの応答がなかった場合、第 1のスレーブ装置は、仮想マス夕装置に対して、第 2のスレーブ装置との通信が N Gであったことを通知する（ステップ S 3 2 ) 。そして、このような場合には、仮想マス夕装置がリピータとなって、第 1のスレーブ装置からのデータを第 2のスレーブ装置に対して送信する（ステップ S 3 3，ステップ S 3 4 ) (第 7図（ a ) 参照）。

なお、本実施の形態においては、上記の通信方法に限らず、たとえば、仮想マス夕装置が、伝送路 7を常に監視しておけば、スレーブ装置どうしのデータ通信における O K/N Gを容易に認識することが可能となるため、第 7図（b ) に示すように、上記ステップ S 3 2および S 3 3の処理を簡略化することが可能となる。

このように、本実施の形態においては、実施の形態 1 と同様の効果が得られるとともに、さらに、高速モード時、スレーブとなった通信装置間のデータ通信が N Gとなった場合においても、仮想マス夕となった通信装置がリピー夕となることより、高速モードでのデータ通信を継続することが可能となる。

本実施の形態では、実施の形態 1の動作において、スレーブどうしの高速通信でエラーが発生する場合、すなわち、送信側の通信装置からのデータが受信側の通信装置で受け取れない場合の、実施の形態 2とは異なる動作について説明する。これは、実施の形態 2と同様、スレーブとなった通信装置どうしの距離が、仮想マスタとなつた通信装置との距離と比較して大幅に長し、場合に発生する。このような場合、本実施の形態では、以下に示す通信方法で高速モードにおける通信を継続する。第 8図は、実施の形態 3の通信方法を示すフローチャートである。たとえば、第 1のスレーブ装置が、実施の形態 1のように、仮想マス夕装置が決定した転送レ一トの高速モードで、第 2のスレーブ装置に対してデータ通信を行い（ステップ S 5 1 ) 、その結果、そのデータを第 2のスレーブ装置で受け取れなかった場合、すなわち、第 2のスレーブ装置からの応答がなかった場合、第 1のスレーブ装置は、仮想マスタ装置に対して、つぎに自分がマスタとなることを通知し（ステップ S 5 2 ) 、その後、仮想マスタ装置は、その通知に対する応答として、仮想マスタを譲渡する旨を通知する（ステップ S 5 3 ) 。そして、新規に仮想マスタとなった通信装置は、実施の形態 1 と同様に、すべてのスレ —ブ装置と再トレーニングを行い（ステップ S 5 4 ) 、前述のマッピング処理を行うことにより最適な転送レートを決定し、そのマッピング情報をすベてのスレーブ装置に対して同報する（ステップ S 5 5 ) 。この状態で、最初に N Gとなつた通信を再度実行する。

このように、本実施の形態においては、実施の形態 1 と同様の効果が得られるとともに、さらに、高速モード時、スレーブとなった通信装置間のデ一夕通信が N Gとなった場合においても、仮想マス夕となる通信装置を、 N Gとなった通信における送信元のスレーブの通信装置に変更することにより、高速モードでのデ一夕通信を継続することが可能となる。また、 N Gが発生した時の状態（転送レート）を含めて、本実施の形態における通信方法が繰り返し実行されると、最終的には、すべての通信装置間でトレーニングが実施されることになり、距離の遠近により N Gが発生することのなし、高速通信が可能となる。

以上、説明したとおり、本発明によれば、マルチキャリア変復調方式を用いることにより、耐ノイズ性の向上、転送レートの高速化（高速モード）、および伝送路状況や通信相手に応じた通信モード（高速モード/低速モード）の変更、を可能とし、さらに、電源を投入した段階で、伝送路に接続された各通信装置を仮想マスタか、またはスレーブとして動作させ、仮想マス夕となった通信装置の制御で使用可能な共通トーン、およびそのトーンに割り当て可能な共通ビット数を決定することにより、高速モードにおける N対 Nの通信を容易に実現可能な通信方法を得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、高速モード時、スレーブとなった通信装置間のデータ通信がェラーとなった場合においても、仮想マス夕となつた通信装置がそのデータを中継することより、高速モードでのデータ通信を継続することが可能な通信方法を得ることができる、という効果を奏する。つぎの発明によれば、高速モード時、スレーブとなった通信装置間のデータ通信がエラーとなった場合においても、仮想マスタとなる通信装置を、エラ一となつた通信における送信元のスレーブの通信装置に変更することにより、高速モードでのデ一夕通信を継続することが可能な通信方法を得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、マルチキャリア変復調方式を用いることにより、耐ノィズ性の向上、転送レートの高速化（高速モード）、および伝送路状況や通信相手に応じた通信モード（高速モード/低速モード）の変更、を可能とし、さらに、電源を投入した段階で、伝送路に接続された各通信装置を仮想マスタか、またはスレーブとして動作させ、仮想マス夕となった通信装置の制御で使用可能な共通トーン、およびそのトーンに割り当て可能な共通ビット数を決定することにより、高速モードにおける N対 Nの通信を容易に実現可能な通信装置を得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、高速モード時、スレーブとなった通信装置間のデ一夕通信がエラーとなった場合においても、仮想マス夕となった通信装置がそのデ一夕を中継することより、高速モードでのデータ通信を継続することができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、高速モード時、スレーブとなった通信装置間のデ一夕通信がエラ一となった場合においても、仮想マス夕となる通信装置を、エラ一となつた通信における送信元のスレーブの通信装置に変更することにより、高速モードでのデー夕通信を継続することができる、という効果を奏する。産業上の利用可能性

以上のように、本発明にかかる通信方法および通信装置は、 DMT (Discrete Mul t i Tone) 変復調方式や O F DM (Orthogonal Frequency Division Mul t ip lex) 変復調方式等により、既存の電力線を用いたデータ通信を実現するの適している。さらに、 DMT変復調方式により電力線通信を行う通信装置に限らず、マルチキヤリア変復調方式およびシングルキヤリア変復調方式により、通常の通信回線を介した有線通信および無線通信を行、うすべての通信装置にも適しているものである。

Claims

請求の範囲

1 . 通信方式としてマルチキャリア変復調方式を採用し、伝送路の状況や通信相手に応じて、通信速度を高速モードまたは低速モードに適宜変更する通信方法において、

高速モード時の仮想マスタとして動作する特定の通信装置が、スレーブとして動作するある通信装置と 1対 1のトレーニングを行うことにより、転送レートに関する情報として、データ通信に使用可能なすべてのキャリアと、各キャリアに割り当て可能なビット数と、を決定し、以降、スレーブとして動作する他のすべての通信装置と順にトレーニングを行うことにより、個別に、前記転送レートに関する情報を決定する転送レ一ト決定ステップと、

前記仮想マス夕として動作する特定の通信装置が、個々のトレーニングにより得られた結果から、マッピング情報として、各通信装置間で使用可能な共通のキャリアと、各キャリアに割り当て可能な共通のビット数と、を決定するマツピング情報決定ステップと、

前記マッピング情報をすベての通信装置に同報する同報ステップと、を含み、

伝送路に接続されたすベての通信装置が、前記マツビング情報に基づいて高速モードで動作することを特徴とする通信方法。

2 . 高速モード時、スレーブとして動作する通信装置間のデータ通信で、受信側の通信装置がデータを受け取れなかった場合、前記仮想マスタとして動作する特定の通信装置が、そのデータを中継し、前記受信側の通信装置にデータを送信することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の通信方法。

3 . 高速モード時、スレーブとして動作する通信装置間のデータ通信で、受信側の通信装置がデータを受け取れなかった場合、前記仮想マスタとして動作する特定の通信装置に代わって、送信側の通信装置が仮想マスタとなり、新規にマス夕装置として動作する通信装置が、前記各ステップを実行後、前記受け取れなかつたデータを再度送信することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の通信方法。

4 . 通信方式としてマルチキャリア変復調方式を採用し、伝送路の状況や通信相手に応じて、通信速度を高速モードまたは低速モードに適宜変更可能な通信装置において、

高速モード時の仮想マス夕として動作する場合、

スレーブとして動作するある通信装置と 1対 1のトレーニングを行うことにより、転送レートに関する情報として、データ通信に使用可能なすべてのキャリアと、各キャリアに割り当て可能なビット数と、を決定し、以降、スレーブとして動作する他のすべての通信装置と順にトレーニングを行うことにより、個別に、前記転送レートに関する情報を決定し、

さらに、個々のトレーニングにより得られた結果から、マッピング情報として、各通信装置間で使用可能な共通のキャリアと、各キャリアに割り当て可能な共通のビット数と、を決定し、

その後、前記マツビング情報をすベての通信装置に同報することを特徴とする

5 . 高速モード時、スレーブとして動作する通信装置間のデータ通信で、受信側の通信装置がデータを受け取れなかった場合、そのデータを中継し、前記受信側の通信装置にデータを送信することを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の通信

6 . 高速モード時、スレーブとして動作する通信装置間のデータ通信で、受信側の通信装置がデータを受け取れなかった場合、送信側の通信装置が仮想マス夕となり、新規にマス夕装置として動作する通信装置が、前記各ステップを実行後、前記受け取れなかったデータを再度送信することを特徴とする請求の範面第 4項に記載の通信装置。