【手続補正書】
【提出日】平成16年5月11日(2004.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  電力線搬送通信装置および高速伝送装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  スペクトラム拡散方式により通信を行う第１高速伝送手段と、振幅または位相変調方式の狭帯域の周波数スペクトラムにより通信を行う低速伝送手段とが、同一の系統または、系統の一部を共用する電力線を用い情報伝送を行う電力線搬送通信装置において、上記第１高速伝送手段は、その使用周波数スペクトラムのうち上記低速伝送手段が使用する信号成分が、上記低速伝送手段の受信感度未満の強度に抑圧されていることを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項２】  第１高速伝送手段は、低速伝送手段が使用する信号成分を上記低速伝送手段の受信感度未満の強度に抑圧する低域通過フィルタを備えることを特徴とする請求項１記載の電力線搬送通信装置。
【請求項３】  第１高速伝送手段は、低速伝送手段が使用する信号成分を上記低速伝送手段の受信感度未満の強度に抑圧する高域通過フィルタを備えることを特徴とする請求項１記載の電力線搬送通信装置。
【請求項４】  第１高速伝送手段は、低速伝送手段が使用する信号成分を上記低速伝送手段の受信感度未満の強度に抑圧する帯域抑止フィルタを備えることを特徴とする請求項１記載の電力線搬送通信装置。
【請求項５】  スペクトラム拡散方式により通信を行う第２高速伝送手段と、振幅または位相変調方式の狭帯域の周波数スペクトラムにより通信を行う低速伝送手段とが、同一の系統または、系統の一部を共用する電力線を用い情報伝送を行う電力線搬送通信装置において、上記第２高速伝送手段は、その送信出力レベルが上記低速伝送手段の受信しきい値以下に設定されていることを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項６】  第２高速伝送手段は、その受信入力部に受信レベルを規制するリミッタ手段を備えることを特徴とする請求項５記載の電力線搬送通信装置。
【請求項７】  リミッタ手段のしきい値が、第２高速伝送手段の送信出力値と同一値であることを特徴とする請求項６記載の電力線搬送通信装置。
【請求項８】  第１高速伝送手段又は第２高速伝送手段のスペクトラム拡散方式が直接拡散方式であることを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の電力線搬送通信装置。
【請求項９】 スペクトラム拡散方式により電力線通信を行う高速伝送装置であって、
その使用周波数スペクトラムのうち、振幅または位相変調方式の狭帯域の周波数スペクトラムにより通信を行う低速伝送装置が使用する信号成分が、上記低速伝送装置の受信感度未満の強度に抑圧されていることを特徴とする高速伝送装置。
【請求項１０】 上記低速伝送装置が使用する信号成分を上記低速伝送装置の受信感度未満の強度に抑圧する低域通過フィルタを備えることを特徴とする請求項９記載の高速伝送装置。
【請求項１１】 上記低速伝送装置が使用する信号成分を上記低速伝送装置の受信感度未満の強度に抑圧する高域通過フィルタを備えることを特徴とする請求項９記載の高速伝送装置。
【請求項１２】 上記低速伝送装置が使用する信号成分を上記低速伝送装置の受信感度未満の強度に抑圧する帯域抑止フィルタを備えることを特徴とする請求項９記載の高速伝送装置。
【請求項１３】 スペクトラム拡散方式により電力線通信を行う高速伝送装置であって、
その送信出力レベルが、振幅または位相変調方式の狭帯域の周波数スペクトラムにより通信を行う低速伝送装置の受信しきい値以下に設定されていることを特徴とする高速伝送装置。
【請求項１４】 その受信入力部に受信レベルを規制するリミッタ手段を備えることを特徴とする請求項１３記載の高速伝送装置。
【請求項１５】 上記リミッタ手段のしきい値が、上記電力線への送信出力値と同一値であることを特徴とする請求項１４記載の高速伝送装置。
【請求項１６】 上記スペクトラム拡散方式が直接拡散方式であることを特徴とする請求項９から請求項１５のうちのいずれか１項記載の高速伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は建物の屋内や工場の構内等の電源配線を利用してデータ伝送を行う電力線搬送通信装置および高速伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は従来の電力線搬送通信装置を示すブロック構成図であり、図において、１は屋内や構内等の電力線、Ｌ１，Ｌ２は後述で説明する低速方式に準拠して製造された伝送装置であり、互いに同一方式の低速伝送装置Ｌ１，Ｌ２と双方向でデータの送受信を行う低速伝送装置、Ｈ１，Ｈ２は後述で説明する高速方式に準拠して製造された伝送装置であり、互いに同一方式の高速伝送装置Ｈ１，Ｈ２と双方向でデータの送受信を行う高速伝送装置である。
【０００３】
ここで、上述した低速及び高速方式について説明する。昭和６１年７月に電力線搬送通信調査委員会から発行された電力線搬送通信調査委員会報告書（最終報告）には低速方式と高速方式の２つの標準化案が記載されている。低速方式の技術標準案においてはキャリア周波数１２５ｋＨｚまたは１６５ｋＨｚの振幅変調信号を用い、送信出力１００ｍＷ（＝２０ｄＢｍ）、受信感度２０ｍＶ（２０ｍＶを入力インピーダンス下限値１２０オームで換算すると≒−２４．８ｄＢｍ）と規定されている。
【０００４】
また、高速方式の技術標準案においては周波数１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの周波数帯域幅を持つ直接拡散によるスペクトラム拡散信号を用い、送信出力１０ｄＢｍ、受信感度−１０ｄＢｍ以下と規定されている。
【０００５】
即ち、図１５は、言い換えれば、上記低速方式及び高速方式に準拠して製造された伝送装置Ｌ１，Ｌ２，Ｈ１，Ｈ２が同一の電力線１に接続された場合の伝送システムの構成を示すものである。
【０００６】
次に動作について説明する。
図１６は上記の構成により通信を行う場合の電力線１上の信号を表したものである。以下、電力線１による信号滅衰が周波数に依らず一定（ここでは２０ｄＢ）として説明を行う。現実の電力線１は様々な機器が接続されるため信号減衰量は周波数特性を持つが、本発明にかかる課題の本質の説明には支障ないため上記の前提で説明を行う。
【０００７】
低速伝送装置Ｌ１は先に説明した通り、送信データＤ１を振幅変調することにより２０ｄＢｍの電力の信号Ｓ１を出力し、電力線１の減衰２０ｄＢを受け、低速伝送装置Ｌ２には０ｄＢｍの信号Ｓ２として受信される。低速伝送装置Ｌ２の受信感度は−２４．８ｄＢｍであるから、この信号Ｓ２が低速伝送装置Ｌ２で受信、復調されることによって受信データＤ２が得られる。
【０００８】
一方、高速伝送装置Ｈ１においては、低速伝送装置Ｌ１が出力した送信出力がほぼそのままのレベルで入力されるが、復調時に直接拡散に用いられるＰＮ符号などの疑似ランダム符号と相関をとるため、低速伝送装置Ｌ１の出力した送信出力を誤受信することはない。また高速伝送装置Ｈ２においても−０ｄＢｍのレベルで信号入力されるが、高速伝送装置Ｈ１と同様、復調時に直接拡散に用いるＰＮ符号などの疑似ランダム符号と相関をとるため、低速伝送装置Ｌ１の出力した送信出力を誤受信することはない。
【０００９】
以上は低速伝送装置Ｌ１がデータ伝送を行う場合であったが、次に高速伝送装置Ｈ１がデータ伝送を行う場合を図１７に基づいて説明する。
【００１０】
高速伝送装置Ｈ１は上述で説明した通り、送信データＤ３を直接拡散によるスペクトラム拡散を行うことによって１０ｄＢｍの電力の信号Ｓ３を出力し、電力線１の減衰３０ｄＢを受け、高速伝送装置Ｈ２には−１０ｄＢｍの信号Ｓ４として受信される。高速伝送装置Ｈ２の受信感度は−１０ｄＢｍであるから、この信号Ｓ４が高速伝送装置Ｈ２で受信、復調されることによって受信データを得られる。
【００１１】
一方、低速伝送装置Ｌ１においては、高速伝送装置Ｈ１が出力した送信出力がほぼそのままのレベルで入力され、かつ受信感度を持つ周波数帯域の信号成分が含まれるため、低速伝送装置Ｌ１は信号Ｓ３を復調することによってデータＤ５を出力する。しかし、高速伝送装置Ｈ１の送信信号Ｓ３は疑似ランダム符号で変調されているのでノイズと同じである。したがって出力したデータＤ５は元の情報の形を取り得ない。高速伝送装置Ｈ１の送信出力により伝送エラーが発生することとなる。
【００１２】
また低速伝送装置Ｌ２においても−１０ｄＢｍのレベルで信号入力され、かつ受信感度を持つ周波数帯域の信号成分が含まれるため、低速伝送装置Ｌ２は信号Ｓ４を復調することによってデータＤ６を出力する。しかし、低速伝送装置Ｌ１と同様、高速伝送装置Ｈ１の送信信号Ｓ３は疑似ランダム符号で変調されているのでノイズと同じである。したがって出力したデータＤ６は元の情報の形を取り得ない。高速伝送装置Ｈ１の送信出力により伝送エラーが発生することとなる。このように、高速伝送装置Ｈ１ないしはＨ２によりデータ伝送が行われると低速伝送装置Ｌ１，Ｌ２において伝送エラーが発生する。
【００１３】
さらに、低速伝送装置Ｌ１と高速伝送装置Ｈ２が同時にデータ伝送を行う場合においては、上記の説明から自明の通り、低速伝送装置Ｌ２においては、高速伝送装置Ｈ２の送信する信号が同一レベルのノイズ信号と同等に見なされるため、この場合、Ｓ／Ｎ（Ｓｉｎｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ）比が０ｄＢとなり伝送エラーが発生する。伝送エラーの発生頻度は、伝送装置の変調方式により理論的に異なる。この例をエス．スタイン  アンド  ジェイ．ジェイ．ジョーンズ共著（関英男監訳）「現代の通信回線理論」１９７０年、森北出版発行記載の既存狭帯域伝送方式のＳ／Ｎ比−誤り率特性図に示す。即ち、図１８に示す４本の特性カーブは、狭帯域変調方式のＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）及びＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）の各方式のＳ／Ｎに対するエラー率の理論値である。ＰＳＫの場合、Ｓ／Ｎが０ｄＢではエラー率２×１０-1〜５×１０-1となる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電力線搬送通信装置は以上のように構成されているので、低速伝送装置Ｌ１，Ｌ２と高速伝送装置Ｈ１，Ｈ２との送信信号のスペクトラムが互いに重なる場合、狭帯域変調方式の伝送装置（低速伝送装置Ｌ１，Ｌ２）では伝送エラーが発生し、正常なデータ伝送を維持できなくなるなどの課題があった。
【００１５】
このことから、通常屋内などに敷設されている電力線１は物理的にすべて繋がっているため、低速伝送で十分なシステムと高速伝送が必要なシステムとを１つの棟内で共存することが非常に困難となるなどの課題があった。
【００１６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、屋内あるいは構内等の物理的に繋がった電力線（電源配線）に高速伝送装置と低速伝送装置とを伝送エラーが発生しないように共存させ、電力線の有効利用を図ることができる電力線搬送通信装置および高速伝送装置を得ることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明に係る電力線搬送通信装置は、スペクトラム拡散方式により通信を行う第１高速伝送手段の使用周波数スペクトラムのうち、共通の電力線に接続される低速伝送手段が使用する信号成分が、低速伝送手段の受信感度未満の強度に抑圧されているものである。
【００１８】
請求項２記載の発明に係る電力線搬送通信装置は、低速伝送手段が使用する信号成分を低速伝送手段の受信感度未満の強度に抑圧する低域通過フィルタを第１高速伝送手段に備えたものである。
【００１９】
請求項３記載の発明に係る電力線搬送通信装置は、低速伝送手段が使用する信号成分を低速伝送手段の受信感度未満の強度に抑圧する高域通過フィルタを第１高速伝送手段に備えたものである。
【００２０】
請求項４記載の発明に係る電力線搬送通信装置は、低速伝送手段が使用する信号成分を低速伝送手段の受信感度未満の強度に抑圧する帯域抑止フィルタを第１高速伝送手段に備えたものである。
【００２１】
請求項５記載の発明に係る電力線搬送通信装置は、スペクトラム拡散方式により通信を行う第２高速伝送手段の送信出力レベルが、電力線に共通に接続される低速伝送手段の受信しきい値以下に設定されているものである。
【００２２】
請求項６記載の発明に係る電力線搬送通信装置は、第２高速伝送手段の受信入力部に受信レベルを規制するリミッタ手段を備えたものである。
【００２３】
請求項７記載の発明に係る電力線搬送通信装置は、リミッタ手段のしきい値が、第２高速伝送手段の送信出力値と同一値であるものである。
【００２４】
請求項８記載の発明に係る電力線搬送通信装置は、第１又は第２高速伝送手段のスペクトラム拡散方式が直接拡散方式であることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項９記載の発明に係る高速伝送装置は、使用周波数スペクトラムのうち、振幅または位相変調方式の狭帯域の周波数スペクトラムにより通信を行う低速伝送装置が使用する信号成分が、低速伝送装置の受信感度未満の強度に抑圧されているものである。
【００２６】
請求項１０記載の発明に係る高速伝送装置は、低速伝送装置が使用する信号成分を低速伝送装置の受信感度未満の強度に抑圧する低域通過フィルタを備えたものである。
【００２７】
請求項１１記載の発明に係る高速伝送装置は、低速伝送装置が使用する信号成分を低速伝送装置の受信感度未満の強度に抑圧する高域通過フィルタを備えたものである。
【００２８】
請求項１２記載の発明に係る高速伝送装置は、低速伝送装置が使用する信号成分を低速伝送装置の受信感度未満の強度に抑圧する帯域抑止フィルタを備えたものである。
【００２９】
請求項１３記載の発明に係る高速伝送装置は、送信出力レベルが、振幅または位相変調方式の狭帯域の周波数スペクトラムにより通信を行う低速伝送装置の受信しきい値以下に設定されているものである。
【００３０】
請求項１４記載の発明に係る高速伝送装置は、高速伝送装置の受信入力部に受信レベルを規制するリミッタ手段を備えたものである。
【００３１】
請求項１５記載の発明に係る高速伝送装置は、リミッタ手段のしきい値が、電力線への送信出力値と同一値であるものである。
【００３２】
請求項１６記載の発明に係る高速伝送装置は、スペクトラム拡散方式が直接拡散方式であることを特徴とするものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による電力線搬送装置のブロック構成図である。図において、１は建物の屋内あるいはビル構内等の電力線、２は図１５に示した低速伝送装置Ｌ１，Ｌ２に対応するように電力線１に接続され、狭帯域の周波数スペクトラム信号を用いて伝送を行う低速伝送装置（低速伝送手段）、３は図１５に示した高速伝送装置Ｈ１，Ｈ２に対応するように電力線１に接続され、例えば直接拡散変調方式などの広帯域周波数スペクトラム信号を用いて伝送を行う高速伝送装置（第１高速伝送手段）である。
【００３４】
この高速伝送装置３の内部のブロック構成図を図２に示す。図において、３ａは所定レベルの送信信号をフィルタ装置３ｂへ出力すると共に、フィルタ装置３ｂからの受信信号を受信するスペクトラム拡散方式伝送装置（以下、ＳＳ伝送装置と略す）、３ｂはＳＳ伝送装置３ａの送信信号出力端及び受信信号入力端の双方に接続されると共に電力線１に接続され、低域通過フィルタ、高域通過フィルタ及び帯域抑止フィルタの何れかのフィルタとして設定されるフィルタ装置である。
【００３５】
このフィルタ装置３ｂが低域通過フィルタである場合の低域通過フィルタ特性図を図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示し、フィルタ装置３ｂが高域通過フィルタである場合の高域通過フィルタ特性図を図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示し、フィルタ装置３ｂが帯域抑止フィルタである場合の帯域抑止フィルタ特性図を図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。
【００３６】
これら図３〜図５は、低速伝送装置２及び高速伝送装置３が伝送を行う際に、出力する信号の周波数を横軸に、信号の強度を縦軸に取って表したものである。各図３〜図５（ａ）には高速伝送装置３おけるフィルタ装置３ｂを通過する前の送信信号スペクトラムを示し、（ｂ）にはフィルタ装置３ｂの周波数−ゲイン特性を示し、（ｃ）には電力線１上に出力される高速伝送装置３の送信信号と低速伝送装置２の送信信号ならびに受信しきい値との関連を示した。
【００３７】
ここで、本発明の前提となる実験データを説明する。実験は直接拡散方式の高速伝送装置（信号帯域１００ＫＨｚ〜４５０ＫＨｚの試作品）３において、フィルタ装置３ｂによりその通過帯域幅を制限し、全信号帯域に比べどの程度信号が残存していれば通信可能かを調べたものである。
【００３８】
図６の低域通過フィルタによる帯域制限伝送実験結果図に示すように、低域通過フィルタにおいては遮断周波数１８０ｋＨｚに設定しても通信エラーの発生はない。このときの送信波形を図７の低域通過フィルタを通過した受信信号の波形図に示す。図７において、受信しきい値ＴＨ以上の信号で見れば１００ｋＨｚから２５０ｋＨｚまでの信号が受信されているものと見なせる。
【００３９】
また、図８の高域通過フィルタによる帯域制限伝送実験結果図に示すように、高域通過フィルタにおいては遮断周波数２７０ｋＨｚに設定しても通信エラーの発生はない。このときの送信波形を図９の高域通過フィルタを通過した受信信号の波形図に示す。図９において、受信しきい値ＴＨ以上の信号で見れば１８５ｋＨｚから４５０ｋＨｚまでの信号が受信されているものと見なせる。以上の実験により、全帯域３５０ｋＨｚの内の約５割から７割の信号帯域があれば通信が可能であることを確認している。
【００４０】
次に動作について説明する。
最初に、図３を参照して、フィルタ装置３ｂを低域通過フィルタとした場合の高速伝送装置３と低速伝送装置２の共存について説明する。高速伝送装置３においてフィルタ装置３ｂは、低速伝送装置２の送信信号Ｓ１０のキャリア中心周波数ｆｎを中心とした帯域に掛からないよう遮断周波数ｆｃを設定する。
【００４１】
ＳＳ伝送装置３ａは所定の出力レベルの送信出力をフィルタ装置３ｂに入力する。この送信信号Ｓ１１の出力は、（ａ）に示すように周波数ｆ１〜ｆ２の帯域幅と０ｄＢｍのレベルを持ち出力される。低域通過フィルタは（ｂ）に示すように遮断周波数ｆｃ、遮断周波数ｆｃ以上の周波数での減衰が４０ｄＢとなるよう構成されているため、フィルタ装置３ｂ通過後の送信信号Ｓ１２は（ｃ）に示すようにｆ１〜ｆｃが０ｄＢｍ、ｆｃ〜ｆ２が−４０ｄＢｍの強度で電力線１に送出される。
【００４２】
従って、低速伝送装置２においては、伝送に使用する周波数成分は受信しきい値ＴＨ１以下に押さえられているため、高速伝送装置３が送信した信号Ｓ１２を受信することはない。また、低速伝送装置２が送信した場合にも受信した信号Ｓ１０はフィルタ装置３ｂに入力され４０ｄＢの減衰を受ける。低速伝送装置２の出力レベルは従来例で示した標準案では２０ｄＢｍであるから、受信レベル（受信感度）は−２０ｄＢｍとなり、高速伝送装置３の受信感度は−１０ｄＢｍ以下となり、誤受信は発生しない。このように、低域通過フィルタにより帯域を分割することにより、高速伝送装置３と低速伝送装置２の共存が可能となる。
【００４３】
次に、図４を参照して、フィルタ装置３ｂを高域通過フィルタとした場合の高速伝送装置３と低速伝送装置２の共存について説明する。
【００４４】
高速伝送装置３においてフィルタ装置３ｂは、低速伝送装置２の送信信号Ｓ１３のキャリア中心周波数ｆｎを中心とした帯域に掛からないよう遮断周波数ｆｃを設定する。ＳＳ伝送装置３ａは所定の出力レベルの送信出力をフィルタ装置３ｂに入力する。
【００４５】
この送信信号Ｓ１１の出力は、（ａ）に示すように周波数ｆ１〜ｆ２の帯域幅と０ｄＢｍのレベルを持ち出力される。高域通過フィルタは（ｂ）に示すように遮断周波数ｆｃ、遮断周波数ｆｃ以上の周波数での減衰が４０ｄＢとなるよう構成されているため、フィルタ装置３ｂを通過した送信信号Ｓ１４は（ｃ）に示すようにｆ１〜ｆｃが−４０ｄＢｍ、ｆｃ〜ｆ２が０ｄＢｍの強度で電力線１に送出される。
【００４６】
従って、低速伝送装置２においては、伝送に使用する周波数成分は受信しきい値ＴＨ１以下に押さえられているため、高速伝送装置３が送信した信号Ｓ１４を受信することはない。また、低速伝送装置２が送信した場合にも受信した信号Ｓ１１はフィルタ装置３ｂに入力され４０ｄＢの減衰を受ける。低速伝送装置２の出力レベルは従来例で示した標準案では２０ｄＢｍであるから、受信レベルは−２０ｄＢｍとなり、高速伝送装置３の受信感度−１０ｄＢｍ以下となり、誤受信は発生しない。このように、高域通過フィルタにより帯域を分割することにより、高速伝送装置３と低速伝送装置２の共存が可能となる。
【００４７】
次に、図５を参照して、フィルタ装置３ｂを帯域抑止フィルタとした場合の高速伝送装置３と低速伝送装置２の共存について説明する。高速伝送装置３においてフィルタ装置３ｂは、（ａ）に示すように低速伝送装置２の送信信号Ｓ１５のキャリア中心周波数ｆｎを中心とした帯域に掛からないよう、（ｂ）に示すように遮断周波数ｆｃ１並びにｆｃ２を設定する。
【００４８】
ＳＳ伝送装置３ａは所定の出力レベルの送信出力をフィルタ装置３ｂに入力する。この送信信号Ｓ１１の出力は、（ａ）に示すように周波数ｆ１〜ｆ２の帯域幅と０ｄＢｍのレベルを持ち出力される。帯域抑止フィルタは（ｂ）に示すように遮断周波数ｆｃ１とｆｃ２の間の周波数での減衰が４０ｄＢとなるよう構成されているため、フィルタ装置３ｂを通過した送信信号Ｓ１６は（ｃ）に示すようにｆ１〜ｆｃ１の帯域が０ｄＢｍ、ｆｃ１〜ｆｃ２の帯域が−４０ｄＢｍ、ｆｃ２〜ｆ２の帯域が０ｄＢｍの強度で電力線１に送出される。
【００４９】
従って、低速伝送装置２においては、伝送に使用する周波数成分は受信しきい値ＴＨ１以下に押さえられているため、高速伝送装置３が送信した信号を受信することはない。また、低速伝送装置２が送信した場合にも受信した信号Ｓ１１はフィルタ装置３ｂに入力され４０ｄＢの減衰を受ける。低速伝送装置２の出力レベルは従来例で示した標準案では２０ｄＢｍであるから、受信レベルは−２０ｄＢｍとなり、高速伝送装置３の受信感度−１０ｄＢｍ以下となり、誤受信は発生しない。このように、帯域抑止フィルタにより帯域を分割することにより、高速伝送装置３と低速伝送装置２の共存が可能となる。
【００５０】
以上のように、この実施の形態１によれば、電力線１に接続された狭帯域信号を用いる低速伝送装置２のキャリア周波数に応じて、電力線１上に送出される広帯域信号を用いる高速伝送装置３から送信される信号帯域が５割から７割となるよう、低域通過フィルタ、高域通過フィルタ及び帯域抑止フィルタを選択することにより、高速伝送装置３と低速伝送装置１とを伝送エラーが発生しないように物理的に繋がった電力線１に共存させ、電力線１の有効利用を図ることができる効果が得られる。
【００５１】
言い換えれば、広帯域・高速の伝送装置を電力線に接続する際、既存の狭帯域・低速の伝送装置が伝送不能になるなどの障害を与えることなく、屋内の電力線を伝送媒体として共用することが可能となり、電力線の有効活用が図れる効果が得られる。
【００５２】
また、フィルタ装置３ｂをプログラマブルに構成し、狭帯域信号のキャリア周波数に応じフィルタ特性を可変するように構成しても同様に共存が可能な電力線搬送通信装置を構成することができる。
【００５３】
更に、上記実施の形態１では、フィルタ装置３ｂを所定のレベルに増幅された後に挿入していたが、図１１に示すようにＳＳ伝送装置３ａからの送信信号を増幅する前にフィルタ装置３ｂを挿入した後、増幅回路３ｄにより所定の電力に増幅して送出しても同様な動作が可能である。
【００５４】
実施の形態２．
図１１はこの発明の実施の形態２による電力線搬送通信装置における高速伝送装置のブロック構成図である。図において、３ｘは実施の形態１で説明した高速伝送装置３の代わりに電力線１に接続された高速伝送装置（第２高速伝送手段）、３ａはその送信出力端にフィルタ装置３ｂが接続されると共に、受信入力端が電力線１に接続されたＳＳ伝送装置、３ｂはＳＳ伝送装置３ａの送信出力端と、電力線１及びＳＳ伝送装置３ａの受信入力端に接続された実施の形態１で図３〜図５を参照して説明したのと同様の特性を有するフィルタ装置である。
【００５５】
次に動作について説明する。
高帯域伝送装置３ｘのＳＳ伝送装置３ａが送信した信号がフィルタ装置３ｂにより減衰され、しきい値以下の強度で低速伝送装置２に伝わることは実施の形態１と同様であるため省略する。実施の形態１の構成と異なる点は、高速伝送装置３ｘに入力される低速伝送装置２が送信した狭帯域信号のレベルの処理が異なることであるため、この点について説明する。ここでは、高速伝送装置３ｘの出力レベルを１０ｄＢｍとして説明を行う。
【００５６】
低速伝送装置２の送信出力は、高速伝送装置３ｘにほぼそのままのレベルで入力される。すなわち、高速伝送装置３ｘにおいては、ピーク出力２０ｄＢｍの狭帯域ノイズが加わった状態となる。ここで、高速伝送装置３ｘが送信した信号は出力端で１０ｄＢｍであり電力線１の線路の滅衰を含めると−２０ｄＢｍの信号が入力される。
【００５７】
仮に低速伝送装置２の送信信号の帯域幅を１０ＫＨｚ、高速伝送装置３ｘの受信する信号の帯域幅を１００ＫＨｚ〜４５０ＫＨｚの幅の３５０ＫＨｚとすれば電力の比は１００ｍＷ×１０ＫＨｚ：０．０１ｍＷ×３５０ＫＨｚ＝１０００：３．５であるから、Ｓ／Ｎ比として見れば約−２４ｄＢである。
【００５８】
直接拡散による伝送では下記の処理により見かけ上のＳ／Ｎ改善が図られ、高速伝送装置３ｘは信号の受信が可能となる。狭帯域信号はＳＳ伝送装置３ａでの復調時にＰＮ符号による逆拡散という処理により滅衰される。例えば３１チップの直接拡散では１ビットに対し、３１周期のＰＮ符号により変調を行う。この場合逆拡散による低速伝送装置２の信号の減衰は１０ｌｏｇ３１＝約１５ｄＢとなる。逆に広帯域信号は１５ｄＢのゲインとなりトータルとして３０ｄＢのＳ／Ｎ比の改善が実現できる。すなわち、Ｓ／Ｎ比の−２４ｄＢが＋６ｄＢに改善されることになる。
【００５９】
以上のように、この実施の形態２によれば、狭帯域信号の分離が可能となるので、高速伝送装置３ｘの送受信が低速伝送装置２が共存しても可能となる効果が得られる。
【００６０】
また、上記実施の形態２では、フィルタ装置３ｂを所定のレベルに増幅された後に挿入していたが、図１２に示すように送信信号をＳＳ伝送装置３ａで増幅する前にフィルタ装置３ｂを挿入した後、増幅回路３ｄにより所定の電力に増幅して送出しても同様な動作が可能である。
【００６１】
実施の形態３．
図１３はこの発明の実施の形態３による電力線搬送通信装置における高速伝送装置のブロック構成図である。図において、３ｙは実施の形態１で説明した高速伝送装置３の代わりに電力線１に接続された高速伝送装置、３ｃは図１４に示すようにＳＳ伝送装置３ａの送信信号Ｓ１７のレベルを低速伝送装置２の受信しきい値ＴＨ１以下になるよう設定して送信する出力調整装置、３ｅは出力調整装置３ｃにより調整された送信出力の信号レベル値と同一にしきい値ＴＨ２が設定され、このしきい値ＴＨ２に応じてＳＳ伝送装置３ａの受信入力に加わる過大な入力を低減するリミッタ回路（リミッタ手段）である。なお、出力調整装置３ｃは実施の形態２で説明したフィルタ装置３ｂでも代用できる。
【００６２】
次に動作について説明する。
この例では、高速伝送装置３ｙの出力が低速伝送装置２の受信しきい値（−２４．８ｄＢｍ）以下である−２５ｄＢｍに設定されており、よってリミッタ回路３ｅのしきい値ＴＨ２が−２５ｄＢｍに設定されたものとして説明を行う。
【００６３】
低速伝送装置２においては高速伝送装置３ｙが出力する信号はしきい値ＴＨ１以下であるため、全く影響を受けることはない。一方、高速伝送装置３ｙにおいては低速伝送装置２の送信出力はノイズと見なされる。すなわち、高速伝送装置３ｙにおいては、ビークで２０ｄＢｍの狭帯域ノイズが加わった状態となる。ただし、ＳＳ伝送装置３ａの全段に設けられたリミッタ回路３ｅによりそのレベルは−２５ｄＢｍに制限される。
【００６４】
次に、高速伝送装置３が送信する信号は出力端で−２５ｄＢｍであるから線路の減衰を含めると−５５ｄＢｍの信号が高速伝送装置３ｙに入力される。仮に低速伝送装置２の送信信号の帯域幅を１０ＫＨｚ、高速伝送装置３ｙの受信する信号の帯域幅を１００ＫＨｚ〜４５０ＫＨｚの幅の３５０ＫＨｚとすれば電力の比は、低速伝送装置２からの信号は−２５ｄＢｍに制限されているから、−２５ｄＢｍ×１０ＫＨｚ：−５５ｄＢｍ×３５０ＫＨｚ＝０．０３１６：０．００１１であるから、Ｓ／Ｎ比として見れば約−１４．６ｄＢである。
【００６５】
直接拡散による伝送では下記の処理により見かけ上のＳ／Ｎ改善が図られ、高速伝送装置３ｙは信号の受信が可能となる。狭帯域信号はＳＳ伝送装置３ａでの復調時にＰＮ符号による逆拡散という処理により滅衰される。例えば３１チップの直接拡散では１ビットに対し、３１周期のＰＮ符号により変調を行う。この場合逆拡散による低速伝送装置２の信号の減衰は１０ｌｏｇ３１＝約１５ｄＢとなる。逆に広帯域信号は１５ｄＢのゲインとなりトータルとして３０ｄＢのＳ／Ｎ改善が実現できる。
【００６６】
すなわち、Ｓ／Ｎ比の−１４．６ｄＢは＋１５．４ｄＢに改善されることになる。ＳＳ伝送装置３ａは一般に伝送信号をＰＳＫないし、ＦＳＫ等の一次変調を行い次に拡散符号である疑似ランダム符号（例えばＰＮ符号など）で拡散する。逆に受信時は疑似ランダム符号で復調し、一次変調方式のＰＳＫないし、ＦＳＫ等の信号に直して受信する。前記したＳ／Ｎ比の１５．４ｄＢの信号は受信時の一次変調形式の信号の信号対ノイズ比である。
【００６７】
図１８に示したように、変調方式がＦＳＫ、ＰＳＫ何れであってもこのＳ／Ｎ比であれば十分な伝送品質を保つことができる。
以上のように、この実施の形態３によれば、高速伝送装置３ｙにＳＳ方式を採用しかつ送信出力レベルを低速伝送装置２のしきい値ＴＨ１以下にすることにより、高速伝送装置３と低速伝送装置２の共存が可能となる効果が得られる。
【００６８】
なお、上記実施の形態１，２，３においては高速伝送装置３の変調方式が直接拡散として説明を行ったが、ＳＳ通信方式としては他にチャープ式、周波数ホッビング式があり、これらについても直接拡散方式の実験結果を示したごとく、信号スペクトラム中、帯域を制限しても伝送可能であることが確認できれば同様な装置構成にて、本実施の形態１から３に示したと同様な効果が得られる。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、スペクトラム拡散方式により通信を行う第１高速伝送手段を、その使用周波数スペクトラムのうち、共通の電力線に接続される低速伝送手段が使用する信号成分が、低速伝送手段の受信感度未満の強度に抑圧されているように構成したので、第１高速伝送手段の送信信号が低速伝送手段で受信される事が無くなり、これによって第１高速伝送手段を電力線に接続する際、既存の低速伝送手段が伝送不能になるなどの障害を与えることなく、屋内の電力線を伝送媒体として共用することが可能となり、電力線の有効活用が図れる効果がある。
【００７０】
請求項２記載の発明によれば、低速伝送手段が使用する信号成分を低速伝送手段の受信感度未満の強度に抑圧する低域通過フィルタを第１高速伝送手段に備えるように構成したので、第１高速伝送手段の送信信号が低速伝送手段で受信される事が無くなり、これによって第１高速伝送手段と低速伝送手段とを伝送エラーが発生しないように物理的に繋がった電力線に共存させ、電力線の有効利用を図ることができる効果がある。
【００７１】
請求項３記載の発明によれば、低速伝送手段が使用する信号成分を低速伝送手段の受信感度未満の強度に抑圧する高域通過フィルタを第１高速伝送手段に備えるように構成したので、第１高速伝送手段の送信信号が低速伝送手段で受信される事が無くなり、これによって第１高速伝送手段と低速伝送手段とを伝送エラーが発生しないように物理的に繋がった電力線に共存させ、電力線の有効利用を図ることができる効果がある。
【００７２】
請求項４記載の発明によれば、低速伝送手段が使用する信号成分を低速伝送手段の受信感度未満の強度に抑圧する帯域抑止フィルタを第１高速伝送手段に備えるように構成したので、第１高速伝送手段の送信信号が低速伝送手段で受信される事が無くなり、これによって第１高速伝送手段と低速伝送手段とを伝送エラーが発生しないように物理的に繋がった電力線に共存させ、電力線の有効利用を図ることができる効果がある。
【００７３】
請求項５記載の発明によれば、スペクトラム拡散方式により通信を行う第２高速伝送手段の送信出力レベルを、電力線に共通に接続される低速伝送手段の受信しきい値以下に設定するように構成したので、第１高速伝送手段の送信信号が低速伝送手段で受信される事が無くなり、これによって第１高速伝送手段と低速伝送手段とを伝送エラーが発生しないように物理的に繋がった電力線に共存させ、電力線の有効利用を図ることができる効果がある。
【００７４】
請求項６記載の発明によれば、第２高速伝送装の受信入力部に受信レベルを規制するリミッタ手段を備えるように構成したので、第２高速伝送手段の受信レベルが規制されることによりＳ／Ｎ比が改善され、これによって第２高速伝送手段と低速伝送手段とを伝送エラーが発生しないように物理的に繋がった電力線に共存させ、電力線の有効利用を図ることができる効果がある。
【００７５】
請求項７記載の発明によれば、リミッタ手段のしきい値を、第２高速伝送手段の送信出力値と同一値とするように構成したので、第２高速伝送手段の受信レベルがしきい値で規制されることによりＳ／Ｎ比が改善され、これによって第２高速伝送手段と低速伝送手段とを伝送エラーが発生しないように物理的に繋がった電力線に共存させ、電力線の有効利用を図ることができる効果がある。
【００７６】
請求項８記載の発明によれば、第１又は第２高速伝送手段のスペクトラム拡散方式が直接拡散方式とするように構成したので、直接拡散による伝送によって見かけ上のＳ／Ｎ比の改善が図られ、これによって第２高速伝送手段と低速伝送手段とを伝送エラーが発生しないように物理的に繋がった電力線に共存させ、電力線の有効利用を図ることができる効果がある。
【００７７】
請求項９記載の発明によれば、スペクトラム拡散方式により電力線通信を行う高速伝送装置を、その使用周波数スペクトラムのうち、振幅または位相変調方式の狭帯域の周波数スペクトラムにより通信を行う低速伝送装置が使用する信号成分が、低速伝送装置の受信感度未満の強度に抑圧されているように構成したので、高速伝送装置の送信信号が低速伝送装置で受信される事が無くなり、これによって高速伝送装置を電力線に接続する際、既存の低速伝送装置が伝送不能になるなどの障害を与えることなく、屋内の電力線を伝送媒体として共用することが可能となり、電力線の有効活用が図れる効果がある。
【００７８】
請求項１０記載の発明によれば、低速伝送装置が使用する信号成分を低速伝送装置の受信感度未満の強度に抑圧する低域通過フィルタを備えるように構成したので、高速伝送装置の送信信号が低速伝送装置で受信される事が無くなり、これによって高速伝送装置と低速伝送装置とを伝送エラーが発生しないように物理的に繋がった電力線に共存させ、電力線の有効利用を図ることができる効果がある。
【００７９】
請求項１１記載の発明によれば、低速伝送装置が使用する信号成分を低速伝送装置の受信感度未満の強度に抑圧する高域通過フィルタを備えるように構成したので、高速伝送装置の送信信号が低速伝送装置で受信される事が無くなり、これによって高速伝送装置と低速伝送装置とを伝送エラーが発生しないように物理的に繋がった電力線に共存させ、電力線の有効利用を図ることができる効果がある。
【００８０】
請求項１２記載の発明によれば、低速伝送装置が使用する信号成分を低速伝送装置の受信感度未満の強度に抑圧する帯域抑止フィルタを備えるように構成したので、高速伝送装置の送信信号が低速伝送装置で受信される事が無くなり、これによって高速伝送装置と低速伝送装置とを伝送エラーが発生しないように物理的に繋がった電力線に共存させ、電力線の有効利用を図ることができる効果がある。
【００８１】
請求項１３記載の発明によれば、スペクトラム拡散方式により通信を行う高速伝送装置の送信出力レベルを、振幅または位相変調方式の狭帯域の周波数スペクトラムにより通信を行う低速伝送装置の受信しきい値以下に設定するように構成したので、高速伝送装置の送信信号が低速伝送装置で受信される事が無くなり、これによって高速伝送装置と低速伝送装置とを伝送エラーが発生しないように物理的に繋がった電力線に共存させ、電力線の有効利用を図ることができる効果がある。
【００８２】
請求項１４記載の発明によれば、高速伝送装置の受信入力部に受信レベルを規制するリミッタ手段を備えるように構成したので、高速伝送装置の受信レベルが規制されることによりＳ／Ｎ比が改善され、これによって高速伝送装置と低速伝送装置とを伝送エラーが発生しないように物理的に繋がった電力線に共存させ、電力線の有効利用を図ることができる効果がある。
【００８３】
請求項１５記載の発明によれば、リミッタ手段のしきい値を、電力線への送信出力値と同一値とするように構成したので、高速伝送装置の受信レベルがしきい値で規制されることによりＳ／Ｎ比が改善され、これによって高速伝送装置と低速伝送装置とを伝送エラーが発生しないように物理的に繋がった電力線に共存させ、電力線の有効利用を図ることができる効果がある。
【００８４】
請求項１６記載の発明によれば、高速伝送装置のスペクトラム拡散方式が直接拡散方式とするように構成したので、直接拡散による伝送によって見かけ上のＳ／Ｎ比の改善が図られ、これによって高速伝送装置と低速伝送装置とを伝送エラーが発生しないように物理的に繋がった電力線に共存させ、電力線の有効利用を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による電力線搬送通信装置のブロック構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による電力線搬送通信装置における高速伝送装置のブロック構成図である。
【図３】  この発明の実施の形態１、２による高速伝送装置内に設けられるフィルタ装置において、低域通過フィルタの特性を示す図である。
【図４】  この発明の実施の形態１、２による高速伝送装置内に設けられるフィルタ装置において、高域通過フィルタの特性を示す図である。
【図５】  この発明の実施の形態１、２による高速伝送装置内に設けられるフィルタ装置において、帯域抑止フィルタの特性を示す図である。
【図６】  低域通過フィルタによる帯域制限伝送実験結果図である。
【図７】  低域通過フィルタを通過した受信信号の波形図である。
【図８】  高域通過フィルタによる帯域制限伝送実験結果図である。
【図９】  高域通過フィルタを通過した受信信号の波形図である。
【図１０】  この発明の実施の形態１による電力線搬送通信装置における高速伝送装置の他の構成を示すブロック図である。
【図１１】  この発明の実施の形態２による電力線搬送通信装置における高速伝送装置のブロック構成図である。
【図１２】  この発明の実施の形態２による電力線搬送通信装置における高速伝送装置の他の構成を示すブロック図である。
【図１３】  この発明の実施の形態３による電力線搬送通信装置における高速伝送装置のブロック構成図である。
【図１４】  この発明の実施の形態３による高速伝送装置の送信信号ならびにリミッタ回路のしきい値を示す図である。
【図１５】  従来の電力線搬送通信装置における高速伝送装置のブロック構成図である。
【図１６】  従来の電力線搬送通信装置において低速伝送装置による高速伝送への影響を示す図である。
【図１７】  従来の電力線搬送通信装置において高速伝送装置による低速伝送への影響を示す図である。
【図１８】  既存狭帯域伝送方式のＳ／Ｎ比−誤り率特性図である。
【符号の説明】
１  電力線、２  低速伝送装置（低速伝送手段）、３  高速伝送装置（第１高速伝送手段）、３ｘ，３ｙ  高速伝送装置（第２高速伝送手段）、３ｅ  リミッタ回路（リミッタ手段）。