(57)【要約】【課題】複数の通信局がマルチドロップ接続された通信網において、リピータ等の中継装置を必要とすることなく、通信距離に関係なく全ての通信局間で正しく通信をすることができる通信システムを実現する。【解決手段】伝送路に複数の通信局をマルチドロップ接続し、伝送路を介して通信局間で通信を行う通信システムに関する。各通信局に、同一の通信データを複数の変調方式で変調する変調手段と、複数の変調方式で変調された通信データを並べて通信フレームを生成し、伝送路に送信する通信フレーム生成手段と、伝送路から通信フレームを検出する通信フレーム検出手段と、通信フレームを変調方式ごとに復調する復調手段と、復調手段による復調の成否判定を行う判定手段とを設けた。【選択図】図１
2010010745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路に複数の通信局をマルチドロップ接続し、伝送路を介して通信局間で通信を行う通信システムにおいて、
各通信局は、同一の通信データを複数の変調方式で変調する変調手段と、
前記複数の変調方式で変調された通信データを並べて通信フレームを生成し、前記伝送路に送信する通信フレーム生成手段と、
前記伝送路から通信フレームを検出する通信フレーム検出手段と、
前記通信フレームを変調方式ごとに復調する復調手段と、
該復調手段による復調の成否判定を行う判定手段と、
を有することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記フレーム検出手段は、前記検出した通信フレームから変調方式ごとに通信データの受信を行い、
前記復調手段による復調が失敗した場合は、前記検出した通信フレームから別の変調方式により変調された通信データを受信し、
前記復調が成功した場合は、通信データの受信を完了することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記変調手段は、信号レベルを変えて通信データを変調することを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項４】
前記変調手段は、信号レベル及び周波数を変えて通信データを変調することを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項５】
各通信局は、各通信局間の距離情報を含むシステム情報を格納するシステム情報記憶手段を有し、
前記変調手段は、前記システム情報に基づいて変調パラメータを変更することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項６】
前記変調手段は、前記システム情報記憶手段から通信局間の最長距離及び最短距離を抽出し、該最長距離及び最短距離に基づいて前記信号レベルの最高値及び最小値を決定することを特徴とする請求項５記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送路（ケーブル）に複数の通信局をマルチドロップ接続し、伝送路を介して通信局間で通信を行う通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の通信局間で通信を行う場合、１本のケーブルに各通信局を接続するマルチドロップと呼ばれる形態の通信網が多く採用されている。
【０００３】
通信局間の通信において、信号はケーブルを通過するとその信号レベルが減衰する。このため、送信側の通信局は、ケーブルによる減衰量を考慮した信号レベルで送信している。すなわち、送信側の通信局は、受信側の通信局が近距離ならば小振幅の信号レベルで送信し、遠距離ならば大振幅の信号レベルで送信する。
【０００４】
また、ケーブルの途中にリピータと呼ばれる中継装置を挿入して通信を行う方法もある。リピータにおいてケーブル上を流れてきた信号を受信し、増幅や波形の整形などをした後に別の側へ信号を流すことで遠距離の通信を可能にしている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２５２１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通信距離によって信号レベルを変える方法では、１対１の通信局同士は正しく通信できるが、ブロードキャストと呼ばれる１対多の通信局間では正しく通信ができない場合がある。すなわち、小振幅の信号レベルで送信した場合、近距離の通信局は正しく信号を受信できるが、遠距離の通信局では信号レベルが小さ過ぎて受信できない。逆に、大振幅の信号レベルで送信した場合、遠距離の通信局は正しく信号を受信できるが、近距離の通信局では信号レベルが大き過ぎて飽和してしまい受信できない。
【０００７】
また、リピータを介した通信においては、その分、機器代や機器メンテナンス代等でコストアップしてしまうという問題点があった。
【０００８】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、複数の通信局がマルチドロップ接続された通信網において、リピータ等の中継装置を必要とすることなく、通信距離に関係なく全ての通信局間で正しく通信をすることができる通信システムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を達成するために、本発明は次のとおりの構成になっている。
（１）伝送路に複数の通信局をマルチドロップ接続し、伝送路を介して通信局間で通信を行う通信システムにおいて、
各通信局は、同一の通信データを複数の変調方式で変調する変調手段と、
前記複数の変調方式で変調された通信データを並べて通信フレームを生成し、前記伝送路に送信する通信フレーム生成手段と、
前記伝送路から通信フレームを検出する通信フレーム検出手段と、
前記通信フレームを変調方式ごとに復調する復調手段と、
該復調手段による復調の成否判定を行う判定手段と、
を有することを特徴とする通信システム。
【００１０】
（２）前記フレーム検出手段は、前記検出した通信フレームから変調方式ごとに通信データの受信を行い、
前記復調手段による復調が失敗した場合は、前記検出した通信フレームから別の変調方式により変調された通信データを受信し、
前記復調が成功した場合は、通信データの受信を完了することを特徴とする（１）記載の通信システム。
【００１１】
（３）前記変調手段は、信号レベルを変えて通信データを変調することを特徴とする（１）又は（２）記載の通信システム。
【００１２】
（４）前記変調手段は、信号レベル及び周波数を変えて通信データを変調することを特徴とする（１）又は（２）記載の通信システム。
【００１３】
（５）各通信局は、各通信局間の距離情報を含むシステム情報を格納するシステム情報記憶手段を有し、
前記変調手段は、前記システム情報に基づいて変調パラメータを変更することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の通信システム。
【００１４】
（６）前記変調手段は、前記システム情報記憶手段から通信局間の最長距離及び最短距離を抽出し、該最長距離及び最短距離に基づいて前記信号レベルの最高値及び最小値を決定することを特徴とする（５）記載の通信システム。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば次のような効果がある。
同一通信データを異なる信号レベルで変調し、それらを１つの通信フレームとして送信するため、送信側と受信側の通信局間の距離に関係なく、全ての通信局間で正しく通信をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例を示す構成図である。
複数の通信局１が通信ケーブ２にマルチドロップ接続している。通信局１は、送信部１０と受信部２０をそれぞれ有し、通信ケーブル２を介して通信局間で通信を行う。
【００１７】
通信局１が送信側の場合、変調手段１１は、送信するデータを変調する際、複数の変調方式で変調する。通信フレーム生成手段１２は、変調手段１１により複数の変調方式で変調された送信データを変調された順番に並べて１つの通信フレームを生成し、この通信フレームを通信ケーブル２に接続されている他の通信局に対してブロードキャストする。
【００１８】
通信局１が受信側の場合、ブロードキャストされた通信フレームは、通信フレーム検出手段２１により検出される。この際、通信フレーム検出手段２１は通信フレームから変調手段１１で変調した方式ごとに１つずつ順番にデータの受信を行い、復調手段２２は受信したデータを変調手段１１で変調した方式で順番に復調を行う。
【００１９】
判定手段２３は、復調手段２２により復調した受信データが正常か異常かの判定を行う。判定手段２３による判定の結果は通信フレーム検出手段２１に伝えられ、１つ目の変調方式による復調が成功すれば、通信フレーム検出手段２１は２つ目以降の変調方式のデータは受信せず、データの受信が完了する。
【００２０】
一方、１つ目の変調方式による復調が失敗した場合、通信フレーム検出手段２１は、２つ目の変調方式のデータを通信フレームから受信し、復調手段２２は、この受信したデータを２つ目の変調方式で復調する。この復調が成功すればデータの受信が完了し、復調が失敗した場合は次の変調方式により変調されたデータを通信フレームから受信するという動作を繰り返す。最終的に全ての変調方式で復調に失敗した場合には、通信エラーとして処理される。
【００２１】
図２は通信局間の送受信の説明図である。
通信局１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは通信ケーブル２にマルチドロップ接続しており、通信ケーブル２を介して通信局間で通信を行う。
通信局１ａが送信局である場合、通信局１ａから送信した通信フレーム３０を近距離の通信局１ｂ、中距離の通信局１ｃ、遠距離の通信局１ｄがそれぞれ受信する構成である。ここでは、近距離、中距離、遠距離の各通信局を１台ずつ示しているが、各通信局の台数は０台であってもよいし、２台以上であってもよい。
【００２２】
図３は本発明の通信フレームの一波形例を示した図である。
通信フレーム３０は、３つの部分で構成されており、前から順にＳ１，Ｓ２，Ｓ３とする。Ｓ１は送信データを変調方式Ｍ１で変調した信号（変調波）、Ｓ２は送信データを変調方式Ｍ２で変調した信号、Ｓ３は送信データを変調方式Ｍ３で変調した信号である。すなわち、同一の送信データを、変調手段１１により異なる３つの変調方式で変調し、通信フレーム生成手段１２でこれらを順番に並べて通信フレーム３０を生成する。
なお、図３では変調信号を前からＳ１，Ｓ２，Ｓ３の順に並べて通信フレーム３０を生成しているが、変調信号の並べ方はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｓ３，Ｓ２，Ｓ１の順に並べて通信フレーム３０を生成してもよい。
【００２３】
変調方式Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は信号レベルがそれぞれ違い、変調方式Ｍ１は信号レベルＬ１、変調方式Ｍ２は信号レベルＬ２、変調方式Ｍ３は信号レベルＬ３で送信データを変調したものである。信号は距離が長いと、伝送経路で徐々に波形が崩れ、信号が弱まってしまうため、信号の減衰量を考慮して通信局間の距離に応じた信号レベルを設定している。
【００２４】
変調方式Ｍ１は、図２の通信局１ａと通信局１ｄとの間のように、遠距離の通信においても通信局１ｄが正常にデータを受信できるような信号レベルＬ１としている。
変調方式Ｍ２は、図２の通信局１ａと通信局１ｃとの間のように、中距離の通信においても通信局１ｃが正常にデータを受信できるような信号レベルＬ２としている。通信局１ｃでは、信号レベルＬ１では大き過ぎて飽和してしまい正常にデータを受信できないため、信号レベルＬ１よりも小さな信号レベルとなる。
【００２５】
変調方式Ｍ３は、図２の通信局１ａと通信局１ｂとの間のように、近距離の通信においても通信局１ｂが正常にデータを受信できるような信号レベルＬ３としている。通信局１ｂでは、信号レベルＬ１，Ｌ２では大き過ぎて飽和してしまい正常にデータを受信できないため、信号レベルＬ２よりも小さな信号レベルとなる。
【００２６】
図３の通信フレームを送信した場合の動作について、図２を用いて具体的に説明する。
送信側の通信局１ａは通信データを変調方式Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３で変調してＳ１，Ｓ２，Ｓ３を作り、これらを並べて通信フレーム３０とし、通信ケーブル２に送信する。
受信側の通信局１ｂ，１ｃ，１ｄは、通信フレーム３０を検出すると、まずＳ１の部分を受信し、これを変調方式Ｍ１で復調を試みる。
Ｓ１の復調に成功して通信データが得られた通信局は受信を完了し、それ以降のＳ２，Ｓ３の受信は行わない。
Ｓ１の復調に失敗した通信局は、次のＳ２の部分を受信し、これを変調方式Ｍ２で復調を試みる。
【００２７】
Ｓ２の復調に成功して通信データが得られた通信局は受信を完了し、それ以降のＳ３の受信は行わない。
Ｓ２の復調に失敗した通信局は、次のＳ３の部分を受信し、これを変調方式Ｍ３で復調を試みる。
Ｓ３の復調に成功して通信データが得られた通信局は受信を完了する。
各通信局は、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のいずれも復調に失敗した場合には通信エラーとして処理を行う。
【００２８】
通信局１ｄは、遠距離の通信局であるため、通常であればＳ１の復調に成功して受信を完了し、それ以降のＳ２，Ｓ３の受信は行わない。
通信局１ｃは、中距離の通信局であるため、Ｓ１では信号レベルが大き過ぎるため復調に失敗し、通常であればＳ２の復調に成功して受信を完了し、それ以降のＳ３の受信は行わない。
通信局１ｂは、近距離の通信局であるため、Ｓ１，Ｓ２では信号レベルが大き過ぎるため復調に失敗し、通常であればＳ３の復調に成功して受信を完了する。
【００２９】
このように、同一通信データを異なる信号レベルで変調し、それらを１つの通信フレームとして送信するため、リピータ等の外部機器を別途必要とすることなく、送信側と受信側の通信局間の距離に依存せずに全ての通信局間で正しく通信をすることができる。
【００３０】
図４は本発明の通信フレームの他の波形例を示した図であり、図５は図４の通信フレームのスペクトラムを示した図である。スペクトラムとは、情報（通信データ）を運ぶキャリア（搬送波）を周波数軸から見た波形である。
通信フレーム３０は、３つの部分で構成されており、前から順にＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３とする。Ｓ１１は送信データを変調方式Ｍ１１で変調した信号、Ｓ１２は送信データを変調方式Ｍ１２で変調した信号、Ｓ１３は送信データを変調方式Ｍ１３で変調した信号である。すなわち、同一の送信データを、変調手段１１により異なる３つの変調方式で変調し、通信フレーム生成手段１２でこれらを順番に並べて通信フレーム３０を生成する。
なお、図４では変調信号を前からＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３の順に並べて通信フレーム３０を生成しているが、変調信号の並べ方はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｓ１３，Ｓ１２，Ｓ１１の順に並べて通信フレーム３０を生成してもよい。
【００３１】
変調方式Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ１３は信号レベル及び信号の周波数帯域がそれぞれ違い、変調方式Ｍ１１は信号レベルＬ１１で周波数帯域Ｆ１、変調方式Ｍ１２は信号レベルＬ１２で周波数帯域Ｆ２、変調方式Ｍ１３は信号レベルＬ１３で周波数帯域Ｆ３となるように送信データを変調したものである。信号は距離が長いほど減衰量が大きくなり、また、信号は高周波成分ほど減衰量が大きくなるため、信号の減衰量を考慮して通信局間の距離に応じた信号レベル及び周波数帯域を設定している。
変調方式としては、例えば、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Moduration）、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）等の方式が挙げられる。
【００３２】
変調方式Ｍ１１は、図２の通信局１ａと通信局１ｄとの間のように、遠距離の通信においても通信局１ｄが正常にデータを受信できるような信号レベルＬ１１とするとともに、信号の周波数帯域は遠距離の通信においても減衰しにくい低い周波数Ｆ１以下だけを利用して変調する。
変調方式Ｍ１２は、図２の通信局１ａと通信局１ｃとの間のように、中距離の通信においても通信局１ｃが正常にデータを受信できるような信号レベルＬ１２とするとともに、信号の周波数帯域は中距離の通信において減衰による影響のないＦ１より高い周波数帯域Ｆ２として変調する。通信局１ｃでは、信号レベルＬ１１では大き過ぎて飽和してしまい正常にデータを受信できないため、信号レベルＬ１１よりも小さな信号レベルとなる。また、通信局１ｃは、通信局１ｄよりも近距離であるので、Ｆ１よい高い周波数帯域Ｆ２としても正常にデータを受信することができる。
【００３３】
変調方式Ｍ１３は、図２の通信局１ａと通信局１ｂとの間のように、近距離の通信においても通信局１ｂが正常にデータを受信できるような信号レベルＬ１３とするとともに、信号の周波数帯域は近距離の通信において減衰による影響のないＦ２より高い周波数帯域Ｆ３として変調する。通信局１ｂでは、信号レベルＬ１１，Ｌ１２では大き過ぎて飽和してしまい正常にデータを受信できないため、信号レベルＬ１２よりも小さな信号レベルとなる。また、通信局１ｂは、通信局１ｃよりも近距離であるので、Ｆ２より高い周波数帯域Ｆ１としても正常にデータを受信することができる。
【００３４】
通信局１ｄは、遠距離の通信局であるため、通常であればＳ１１の復調に成功して受信を完了し、それ以降のＳ１２，Ｓ１３の受信は行わない。
通信局１ｃは、中距離の通信局であるため、Ｓ１１では信号レベルが大き過ぎるため復調に失敗し、通常であればＳ１２の復調に成功して受信を完了し、それ以降のＳ１３の受信は行わない。
通信局１ｂは、近距離の通信局であるため、Ｓ１１，Ｓ１２では信号レベルが大き過ぎるため復調に失敗し、通常であればＳ１３の復調に成功して受信を完了する。
【００３５】
これらの結果、遠距離では、通信速度（ビットレート）は低速になり、信号長は長時間になるが、近距離では、通信速度は高速にでき、信号長は短時間にすることができる。このように、近距離ほど通信速度が速くなる変調方式としているので、単に信号レベルだけを変えた変調方式に比べて通信に要する時間を短縮することができる。
【００３６】
また、他の実施の形態として、通信システムのシステム情報を格納したシステム情報記憶手段１３を設けてもよい。システム情報は、通信ケーブルの長さ、各通信局間の距離等の情報であり、各通信局が自動的にシステム情報を取得するものであってもよいし、ユーザが手動で設定するものであってもよい。
変調手段１１は、システム情報記憶手段１３のシステム情報に基づいて変調する際のパラメータ（変調パラメータ）を変更する。変調パラメータとしては、信号レベル、スペクトラム周波数、通信速度、信号長等が挙げられる。
【００３７】
例えば、変調パラメータとして信号レベルを変更する変調方式の場合、変調手段１１はシステム情報記憶手段１３から通信局間の最長距離及び最短距離を抽出し、最長距離及び最短距離に基づいて信号レベルの最高値及び最小値を決定する。信号レベルの最高値及び最小値を決める方法としては、あらかじめ通信局間の距離に対する信号レベルをテーブル形式で定めておき、それを基に決定する方法や、通信ケーブルの特性から算出する方法等がある。
また、変調手段１１は、通信局間の最長距離及び最短距離から信号レベルを何段階に変えるかを決定し、それぞれに信号レベルが違う変調方式で変調を行う。
【００３８】
このように、システム情報記憶手段のシステム情報を利用することにより、変調手段の変調パラメータを通信システムの環境に応じて最適に変更することができる。また、通信局の追加、除去、配置変更等がされた場合にもリピータ等の外部機器を別途必要とすることなく、通信フレームを構成する変調信号の変更、追加等をすることにより、容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】通信局間の送受信の説明図である。
【図３】本発明の通信フレームの一波形例を示した図である。
【図４】本発明の通信フレームの他の波形例を示した図である。
【図５】図４の通信フレームのスペクトラムを示した図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  通信局
２  通信ケーブル
１１  変調手段
１２  通信フレーム生成手段
１３  システム情報記憶手段
２１  通信フレーム検出手段
２２  復調手段
２３  判定手段
【図１】
2010010745.tif 000003
【図２】
2010010745.tif 000004
【図３】
2010010745.tif 000005
【図４】
2010010745.tif 000006
【図５】
2010010745.tif 000007