(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信装置を動作させる方法において、
前記通信装置（１）は複数のＰＬＣ装置（１０，２０，２１，２２）を有し、
各ＰＬＣ装置に対して、運用中の無線サービスからの干渉の存在が監視されることと、
運用中の上記無線サービスからの干渉が検出された場合は、上記無線サービスからの上記干渉が検出されない通信チャンネル又は通信スペクトルにおいて、自らの電力線通信が実行されることと、からなり、
事前定義基準信号が少なくとも１つのＰＬＣモデム装置により生成され、少なくとも１つの利用可能な通信チャンネルを介して伝送され、可能な通信相手装置が前記事前定義基準信号を前記少なくとも１つの利用可能な通信チャンネル以外のチャンネルを介して測定し、前記事前定義基準信号の測定により得られた測定値を解析し、前記測定値に基づき、通信スペクトル、及び／又は通信チャンネルが選択され、
上記選択された通信スペクトルにて供給される又は供給すべき送信電力を下げることにより、無線サービスとの干渉を回避するために電力バックオフプロセスが実行され、
それにより、運用中の無線サービスと関連する通信スペクトル（ＣＳ）を回避又は割り当て解除し、同時に、無線サービスから又は無線サービスへの干渉を回避する、方法。
【請求項２】
上記電力バックオフプロセスにおいて、供給される又は供給すべき送信電力が、損失なし又は原則的に損失なし電力線通信を実現及び／又は維持するのにまだ十分及び／又は適当である予め定められた最小値又は範囲まで下げられることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記電力バックオフプロセスが１つ又は複数の異なるチャンネル及び／又は搬送波について個別に実行されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
特定のチャンネル及び／又は搬送波の実際の信号対騒音比が上記特定のチャンネル及び／又は搬送波における実際ビットローディングに必要な信号対騒音比よりも優れている場合は、上記電力バックオフプロセスが使用されたチャンネル及び／又は搬送波の特定の１つにおいて実行されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
電力線通信が、受信側における最大感度、最大入力利得及び最小入力減衰の少なくとも１つに適合する送信側における送信利得及び／又は送信電力により実行されることからなる請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
上記送信側の送信利得及び／又は送信電力が、上記受信側により設定、要求され、上記受信側と通信し、取決められたものの少なくとも１つであることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
通信中の装置間の克服すべき距離及び伝送された信号の減衰の少なくとも１つに応じて送信利得及び／又は送信電力を調節するために、克服すべき短距離については上記送信利得及び／又は送信電力を下げるために、上記電力バックオフプロセスが実行されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
サービスデータストリームの品質についてのサービス値可能な品質を高めるために、送信利得及び／又は送信電力が上げられることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
より高いＱｏＳ値を必要とする情報及び／又は信号成分が特定の搬送波に割り当て及びマッピングされることと、
上記特定の搬送波については、電力線通信において、振幅及び／又は送信出力が増強されることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
上記電力線通信のための上記振幅及び／又は送信出力の増強は、それぞれのスペクトルインタリーバ装置を動作させ、より高いＱｏＳ値を必要とする情報及びビットを上記それぞれの搬送波に割り当て及びマッピングすることにより実現されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
上記送信利得及び／又は送信出力を上げることが、
電力線通信に関連する装置及びサービス以外の装置（２０、ＣＰ）及びサービスの通信スペクトル（ＣＳ）及び通信チャンネル（ＣＣ）の少なくとも１つを部分的又は完全に回避又は割り当て解除することと、
運用中の無線サービスと関連する通信スペクトル（ＣＳ）を部分的又は完全に回避又は割り当て解除することをまだ実現及び／又は維持することにより実行される、請求項８乃至請求項１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
運用中の無線源及び／又は無線サービスからの干渉の存在を監視するプロセス中において、何らかの利用可能な無線サービス及び／又は無線源がある場合は、ＰＬＣ装置が空中でスヌープすることと、
該無線サービス及び／又は無線源がいずれかの周波数位置で発見された場合は、それぞれの周波数帯域が電力線通信において除外されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれの１項に記載の方法。
【請求項１３】
運用中の無線源及び／又は無線サービスからの干渉の存在を上記監視するプロセスが無線方式及び／又は有線方式で実行されることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれの１項に記載の方法。
【請求項１４】
運用中の無線サービスからの干渉の存在を監視する手段と、
上記運用中の無線サービスからの干渉が検出された場合は、自らの電力線通信を、無線サービスからの上記干渉が検出されない通信チャンネル又は通信スペクトルにおいて実行する手段と、
自らの電力線通信に使われる通信スペクトルにて供給される又は供給すべき送信電力を下げることにより、電力バックオフプロセスを実行する手段とを備え、
それにより、無線サービスとの間での相互の干渉が回避される、ＰＬＣ装置において、
事前定義基準信号が少なくとも１つのＰＬＣ装置により生成され、少なくとも１つの利用可能な通信チャンネルを介して伝送され、可能な通信相手装置が前記事前定義基準信号を前記少なくとも１つの利用可能な通信チャンネル以外のチャンネルを介して測定し、前記事前定義基準信号の測定により得られた測定値を解析し、前記測定値に基づき、通信スペクトル、及び／又は通信チャンネルが選択されることを特徴とする、ＰＬＣ装置。
【請求項１５】
無線源及び無線サービスの少なくとも１つの無線受信の少なくとも１つを実行する手段を備える請求項１４に記載のＰＬＣ装置。
【請求項１６】
無線源及び／又は無線サービスを受信するための地上波チューナ装置及び／又はアンテナ装置（Ａ）を備えることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載のＰＬＣ装置。
【請求項１７】
無線源及び／又は無線サービスを受信し、評価のために受信された信号を送信及び提供するために接続されたアンテナ装置（Ａ）及びアンテナインタフェース（ＡＩ）を備えることを特徴とする請求項１４乃至請求項１６のいずれか１項記載のＰＬＣ装置。
【請求項１８】
無線源及び／又は無線サービスを受信し、評価のために受信された信号を送信及び提供するために接続された電力線感知手段及び／又は地上波チューナ装置並びに電源線インタフェース（ＰＬＩ）を備えることを特徴とする請求項１４乃至請求項１７のいずれか１項に記載のＰＬＣ装置。
【請求項１９】
測定されて受信されたデータ及び／又は雑音を評価し、チャンネル品質を推定するための評価・推定ユニット（ＥＥＵ）を備える請求項１４乃至請求項１８のいずれか１項記載のＰＬＣ装置。
【請求項２０】
その制御のためにアンテナインタフェース（ＡＩ）及び／又は電源線インタフェース（ＰＬＩ）に接続されている中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備える請求項１４乃至請求項１９のいずれか１項記載のＰＬＣ装置。
【請求項２１】
請求項１４乃至請求項２０ずれか１項記載の複数のＰＬＣ装置（１０、２０、２１、２２）を備える通信装置。
【請求項２２】
コンピュータ又はデジタル信号処理手段により実行された場合に請求項１乃至請求項１３のいずれか１項記載の方法、及びそのステップを実行することが可能なコンピュータプログラム手段を備えるコンピュータプログラム。
【請求項２３】
請求項２２記載のコンピュータプログラムを格納したコンピュータ可読記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線通信方法及び電力線通信装置に関する。
【０００２】
本発明は、詳細には、少なくとも１つの第１の送信電力線通信相手装置と少なくとも１つの第２の受信電力線通信相手装置間のデータ伝送又はデータ通信を実現する電力線通信方法に関する。より具体的には、本発明は、電力線通信システム用の動的周波数領域、すなわちＦＤ共存方法、及び／又は、電力線通信用の動的時間領域、すなわちＴＤ共存方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
近年、無線通信技術が益々重要になってきているが、電力線通信ネットワーク及び電力線通信システムに対する関心も高く、幾つかの技術戦略に関与している。しかしながら、電力線通信技術の開発及び発展においては、高い信頼性を達成することが今もなお重要な課題である。
【０００４】
前述に加え、以下のことにも注目しなければならない。通信装置及び通信ネットワークの分野においては、さまざまな種類の情報交換用装置が関与することが多い。例えば、それぞれの通信相手装置との通信の際に、電力線を通信チャンネル又はその一部として使用するように構成及び設計されたいわゆる電力線通信モデム、すなわち、ＰＬＣモデム又はＰＬＣ装置を使用することもできる。
【０００５】
最近は、従来の通信装置又は通信ネットワーク中の公知のＰＬＣモデムは、可能な通信周波数領域の事前定義通信スペクトルを固定化された方法で割り当てている。従って、ＰＬＣモデムを使用する公知の通信方式は柔軟性とは程遠いものである。これが特に欠点となるのが、例えば、選択された通信チャンネル及び事前定義・選択された通信スペクトルにおいて生じる信号ひずみ、信号減衰及び／又は雑音が原因で、特定の通信チャンネルに関する事前定義通信スペクトルが通信能力又は通信特徴の低さに悩まされる場合である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような従来の事情を鑑みて提案されたものであり、他の電力線通信システム又は他のシステムからの、あるいは雑音源からの干渉による電力線通信相手装置間の電力線通信の妨害を、単純で信頼性のある方法で低減し、通信品質及び通信の信頼度のみならず、電力線通信ネットワークを介する可能なデータスループットを高めることができる電力線通信方法及び電力線通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の範囲には、２つの概念が存在する。
【０００８】
本発明の第１の概念によれば、本発明の目的は、独立請求項１の特徴を有する電力線通信方法によって達成される。さらに、この目的は、独立請求項１７、１８、３４及び３５にそれぞれ記載の電力線通信システム、電力線通信装置、コンピュータプログラム製品、コンピュータ可読記録媒体によって達成される。
【０００９】
以下では、発明の第１の概念に係る電力線通信方法について説明する。
【００１０】
本発明の第１の概念に係る電力線通信方法は、少なくとも１つの第１の送信電力線通信相手装置と少なくとも１つの第２の受信電力線通信相手装置間のデータ通信を実現するように構成される。本発明に係る電力線通信方法は、（ａ）少なくとも１つの第１の送信電力線通信相手装置と少なくとも１つの第２の受信電力線通信相手装置間の複数の可能な通信チャンネルの伝送状態を確認することにより、それぞれの可能な通信チャンネルの通信状態を記述する伝送状態データを生成するステップを有する。さらに、本発明に係る電力線通信方法は、（ｂ）少なくとも１つの第１の送信電力線通信相手装置と少なくとも１つの第２の受信電力線通信相手装置間の伝送状態データに基づき、複数の可能な通信チャンネルの通信状態を実際の通信状態として選択するステップを有する。
【００１１】
従って、本発明の基本アイデアは、データ通信又はデータ伝送が確立される、あるいは進行中である電力線通信相手装置間の可能な通信チャンネルの送信状態又は受信状態を監視することである。本発明では、伝送状態は伝送状態データにより記述される。この伝送状態データに基づき、複数の可能な通信チャンネルに関する通信状態が、確立される実際の通信又は進行中の実際の通信に関する実際の通信状態として選択される。これらの方法では、１つの通信チャンネルを選択することにより、あるいは高い品質のデータ通信又はデータ伝送を可能にする通信状態を選択することにより、電力線通信相手装置間のデータ通信又はデータ伝送の品質を維持又は改善することができる。
【００１２】
言い換えれば、このことが意味しているのは、可能な外部の干渉を探し、それぞれのチャンネル、周波数帯域、周波数スペクトル及び／又はタイムスロットの回避により該干渉を回避することによって、他のＰＬＣ通信相手装置が妨害から守られるだけではなく、同じ対策によって、−例えば、ＰＬＣフィールドの外側の、及び、例えば、アマチュア、ＡＭ又はＤＲＭ無線サービスのような−他のタイプの通信システムへの干渉が回避又は少なくとも低減されるということである。
【００１３】
前述の伝送状態データは、好ましくは、信号対雑音比、タイムスロット、周波数帯域、チャンネル容量、電力線通信システム又は可能な電力線通信チャンネルを有する他のシステムの電力線通信相手装置からの干渉信号からなるグループのうちの少なくとも１つを記述するために生成することもできる。
【００１４】
その代案又は追加として、上記実際の通信状態は、周波数帯域、タイムスロット、信号変調方式、少なくとも１つの第１の送信電力線通信相手装置と少なくとも１つの第２の受信電力線通信相手装置間の複数の可能な通信チャンネルのうちの可能な又は上記実際の通信チャンネルの送出電力からなるグループのうちの少なくとも１つを達成及び選択するように選択することもできる。
【００１５】
上記伝送状態を確認する上記ステップ（ａ）は、好ましくは、繰り返し実行することができる。
【００１６】
その追加又は代案として、伝送状態を確認する上記ステップ（ａ）は、少なくとも１つの第１の送信電力線通信相手装置と少なくとも１つの第２の受信電力線通信相手装置間で進行中のデータ通信の処理中に実行することもできる。
【００１７】
上記通信状態を選択する上記ステップ（ｂ）は、好ましくは、繰り返し実行することができる。
【００１８】
追加又は代案として、その通信状態を変更して、少なくとも１つの第１の送信電力線通信相手装置と少なくとも１つの第２の受信電力線通信相手装置間で進行中のデータ通信の実際のデータ通信品質を維持又は改善するために、通信状態を選択するステップ（ｂ）は、少なくとも１つの第１の送信電力線通信相手装置と少なくとも１つの第２の受信側の電力線通信相手装置間で進行中のデータ通信の処理中に実行される。
【００１９】
上記実際の通信状態が、所定の閾値基準、特に上記伝送パラメータのうちの少なくとも１つに従って選択されれば効果的である。
【００２０】
追加又は代案として、上記実際の通信状態は、特に所定の閾値基準、特に上記伝送パラメータのうちの少なくとも１つに対して、最良のデータ通信を実現するように選択することもできる。
【００２１】
さらに、少なくとも１つの第２の受信電力線通信相手装置が監視していない周波数帯域、及び／又は、外部の送信装置又は雑音が存在する周波数帯域に対する、少なくとも１つの第１の送信電力線通信相手装置と少なくとも１つの第２の受信電力線通信相手装置間のデータ通信のための信号送出は、少なくとも１つの第１の送信電力線通信相手装置によって低減又は回避することもできる。
【００２２】
さらに効果的な点として、少なくとも１つの第１の送信電力線通信相手装置と少なくとも１つの第２の受信電力線通信相手装置間のデータ通信のための信号送出電力は、選択された送出周波数帯域に対する送出電力の所定の制限要件を満たすように設定することもできる。
【００２３】
かかる設定は、例えばアンテナを介して測定された放射信号に基づき、及び／又は伝導路を介して測定された信号に基づき達成することもできる（図１７）。図１７に示した状況においては、評価・推定ユニットＥＥＵが両タイプの信号を、すなわち、両インタフェース、つまり、アンテナインタフェースＡＩと電力線インタフェースＰＬＩからの情報を受信する。
【００２４】
少なくとも１つの第１の送信電力線電力線通信相手装置と少なくとも１つの第２の受信電力線通信相手装置間のデータ通信は、好ましくは、媒体アクセス制御、すなわちＭＡＣ構造に基づき確立することもできる。
【００２５】
チャンネル容量は、シャノンの法則に従い、特に以下の式（１）に従って求められる。
【００２６】
【数１】
0005592325.tif 000002
【００２７】
ここで、Ｃはチャンネル容量を表し、ｔはデータ送信の時間変数を表し、ｔｓｔａｒｔは開始時間を表し、ｔｓｔｏｐは停止時間を表し、ｆは周波数変数を表し、ｆｓｔａｒｔは開始周波数を表し、ｆｓｔｏｐは停止周波数を表し、ｌｄ（・）は二重対数関数を表し、ＳＮＲはそれぞれの信号対雑音比を表す。
【００２８】
更なる追加又は代わりの実行形態では、ｊ＝１〜ｎに対してｔｓｔａｒｔ，ｊ≦ｔｓｔａｒｔ，ｊ＋１、ｔｓｔｏｐ，ｊ≦ｔｓｔｏｐ，ｊ＋１、ｔｓｔａｒｔ，ｊ＜ｔｓｔｏｐ，ｊの条件を満たすそれぞれの開始時間ｔｓｔａｒｔ，１〜ｔｓｔａｒｔ，ｎと停止時間ｔｓｔｏｐ，１〜ｔｓｔｏｐ，ｎ間の複数の時間間隔、及び／又は、ｋ＝１〜ｍに対してｆｓｔａｒｔ，ｋ≦ｆｓｔａｒｔ，ｋ＋１、ｆｓｔｏｐ，ｋ≦ｆｓｔｏｐ，ｋ＋１、ｆｓｔａｒｔ，ｋ＜ｆｓｔｏｐ，ｋの条件を満たすそれぞれの開始周波数ｆｓｔａｒｔ，１〜ｆｓｔａｒｔ，ｍと停止周波数ｆｓｔｏｐ，１〜ｆｓｔｏｐ，ｍ間の複数の周波数間隔について、全チャンネル容量Ｃｆｕｌｌは、以下の式（２ａ）により求められる。
【００２９】
【数２】
0005592325.tif 000003
【００３０】
ここで、Ｃｊ，ｋは、ｊ番目の時間間隔とｋ番目の周波数間隔に対する部分的なチャンネル容量を表し、シャノンの法則に従い、特に以下の式（２ｂ）によって定まる。
【００３１】
【数３】
0005592325.tif 000004
【００３２】
ここで、ｔはデータ送信の時間変数を表し、ｆは周波数変数を表し、ｌｄ（・）は二重対数関数を表し、ＳＮＲはそれぞれの信号対雑音比を表す。
【００３３】
これにより、それぞれ開始時間ｔｓｔａｒｔ，１〜ｔｓｔａｒｔ，ｎと停止時間ｔｓｔｏｐ，１〜ｔｓｔｏｐ，ｎを有する複数の時間間隔を用いたＴＤ手法、及び／又は、それぞれ開始周波数ｆｓｔａｒｔ，１〜ｆｓｔａｒｔ，ｍと停止周波数ｆｓｔｏｐ，１〜ｆｓｔｏｐ，ｍを有する複数の周波数間隔を用いたＦＤ手法が実現され、使用可能な全チャンネル容量又はチャンネル容量は、部分的な各チャンネル容量Ｃｊ，ｋの合計である。
【００３４】
その追加又は代案として、信号対雑音比は、以下の式（３）によって定まる。
【００３５】
【数４】
0005592325.tif 000005
【００３６】
ここで、ＳＮＲは各信号対雑音比を表す。ＰＳＤｆｅｅｄは、給電電力のスペクトル密度であり、全てのモデムには特に既知である。ＮＰＳＤｒｅｃｅｉｖｅは、受信機における雑音電力のスペクトル密度であり、特に受信側の電力線通信相手装置によって測定される。ＡＴＴは、特に第１の送信電力線通信相手装置と第２の受信電力線通信相手装置間における信号の減衰を表す。
【００３７】
本発明に係る電力線通信方法の更なる好ましい実施の形態によれば、複数の電力線通信システムであって、特に、それぞれが複数の電力線通信相手装置を有し、及び／又は、それぞれが複数の電力線通信システムの各システム間におけるシステム間通信を行わない複数の電力線通信システムを管理することもできる。
【００３８】
以下では、本発明の第１の概念に係る電力線通信装置を説明する。本発明の更なる態様は、本発明に係る電力線通信方法を実現するように構成及び／又は配置され、電力線通信方法を実現する手段を備えた電力線通信システムを提供することである。
【００３９】
本発明の更なる態様は、本発明に係る電力線通信方法を実現及び／又は関与するように構成及び／又は配置され、電力線通信方法の実現及び／又は関与するための手段を備えた電力線通信装置を提供することである。
【００４０】
また、本発明は、コンピュータ、デジタル信号処理手段等において実行されたときに、本発明に係る電力線通信方法及びそのステップを実現するように構成及び／又は配置されるコンピュータ手段を有するコンピュータプログラム製品も提供する。
【００４１】
そして、本発明は、本発明に係るコンピュータプログラム製品を備えたコンピュータ可読記憶媒体を提供する。
【００４２】
本発明のこれら及び更なる態様について、以下にさらに説明する。本発明は、例えば、電力線通信システム又はＰＬＣシステム、すなわちＰＬＣ用の動的ＦＤ及び／又はＴＤ共存方法に関するものである。
【００４３】
電力線ネットワークは、オープンネットワークである。共同住宅の隣接した一室に設置されたＰＬＣシステムからの信号は、他のＰＬＣシステムに対してクロストークを起こすことがある。この干渉により、両方のＰＬＣシステムのデータスループットは低下する。本発明は、両方のＰＬＣシステムが干渉を起こさない時間領域及び周波数領域においてリソースを共有する方法を開示する。この共存方法を用いることにより、両方のＰＬＣシステムの合計スループットは、通信信号の干渉がある場合よりも高くなる。ＰＬＣシステム間の互換性又はデータ交換の必要はない。
【００４４】
現在、ＰＬＣ通信において共存状態は存在しない。ＰＬＣモデムは、可能な最大電力で、固定の周波数割り当てを使用している。様々な販売業者のＰＬＣモデムの信号は干渉し、全システムのデータスループットは低下する。
【００４５】
１．順固定チャンネルにおける周知及び未知の通信システムに関する時間及び周波数の多様性
【００４６】
１．１概論
電力線ネットワークはオープンネットワークである。建物内の電線は変電所に繋がっている。各変電所は多数の家屋に繋がっている。家屋は、多くの場合、高架線に沿って連結されている。１つの建物内でも、幾つかの共同住宅、すなわちアパートは、メータ室又はヒューズボックスで接続されている。ＰＬＣ信号は、１つのアパートから他のアパートにクロストークを起こす。クロストーク信号は、電力計、あるいはアパート間又は建物間の距離によって減衰する。距離が長いほど、通信の干渉の危険性が低くなる。統計的に、殆どの場合、１つのアパート内の１つのコンセントから別のアパートの別のコンセントに接続する方が、１つの共同住宅内の２つのコンセントを接続する場合よりも減衰する。しかし、極めて少ないケースでは、逆の場合がある。干渉に対しては、共存メカニズムが必要である。理論的には、共存の問題は、時間領域又は周波数領域において解決することができる。
【００４７】
１．２ シナリオ
例えば、共同住宅１内には、Ｐ１（プラグ１）からＰ１０までの電力線通信、すなわちＰＬＣ通信がある。隣接した共同住宅には、Ｐ１５からＰ２１までのＰＬＣ通信がある。共同住宅２からのＰＬＣ通信システムは、共同住宅１に設置されたＰＬＣシステムに対して干渉を起こす。
【００４８】
本発明は、同一又は異なるアーキテクチャに基づく２つのＰＬＣシステム間の干渉の影響を最小限にするメカニズム及び方法を開示する。
【００４９】
１．３ 一般的なＰＬＣシステムの対象
１． 互いに通信を行いたい２つのコンセントは、時間領域及び周波数領域における最良の可能な通信リンクを利用する。
【００５０】
２． ２つのコンセント間の通信リンクは、周波数及び時間において妨害を受けない容量のみを占有する。
【００５１】
１．４ 集中型の媒体アクセス制御、すなわちＭＡＣの概要
提案する発明は、特に集中型ＭＡＣアーキテクチャを目的としたものであり、集中型ＭＡＣアーキテクチャでは、中央制御装置が、各ＭＡＣフレームに対するタイムスロット（チャンネル）割り当ての調整を担当する。集中型ＭＡＣフレームは、典型的には以下のフェーズに分割される。
・同報送信フェーズ：中央制御装置が、フレーム同期及びリソース割り当て情報（タイムスロット又はチャンネル割り当て）を受信端末装置に送る。
・ダウンリンクフェーズ：中央制御装置からデータを１つ以上の受信端末装置に送る。
・アップリンクフェーズ：端末装置が、データを中央制御装置に送る。
・直接リンクフェーズ（オプション）：端末装置が他の端末装置にデータを直接送る。
・リソース要求フェーズ：端末装置が、ランダムアクセス方式でリソース予約を要求することもできる。すなわち、このフェーズの間は、全ての端末装置が媒体用のコンテンツを要求する。
【００５２】
１．５ 適応ＯＦＤＭの概要
本発明の好ましい実施の形態では、ＰＬＣは、現在のチャンネル状態に応じて適応変調方式を使用することができる。多数の直交副搬送波からなる変調方式としてのＯＦＤＭは、各副搬送波がそのチャンネル特性に適応できるように拡張される。すなわち、良好な状態の副搬送波に対しては、高い変調方式を選択して、高いビットレートのスループットを可能にする。状態の悪い副搬送波に対しては、より強い変調方式を選択するので、ビットレートのスループットは低くなる。更に、非常に状態の悪い副搬送波は除外することができる。図３は、ＰＬＣチャンネルにおいて使用可能なＳＮＲの一例を示す。ｙ軸は使用可能なＳＮＲを表し、ｘ軸は周波数を表す。ＳＮＲが高い周波数では、１０２４ＱＡＭまでの変調を選択する。ＳＮＲが低下すると、より強い変調方式を用い、すなわちＱＰＳＫまで下げ、更にはＢＰＳＫとする。ＳＮＲが非常に低い帯域はノッチアウトされる。
【００５３】
１．６ 第１の共同住宅１における２つのコンセント間の通信リンクの割り当て
本発明の更なる実施の形態を、以下の処理ステップに基づき少なくとも部分的に実現することもできる。
１．Ｐ１０は、周波数帯域内、例えば４ＭＨｚ〜３０ＭＨｚにおいて、ＰＬＣフレーム周期、すなわちＰＬＣＭＡＣフレーム周期に亘り振幅、すなわち電界強度を監視する。Ｐ１０は、妨害波が最小であるタイムスロットを検出する。
２．Ｐ１０は、１つのＰＬＣフレーム内の最良のタイムスロットでＰ１からデータが送信されることを要求する。これは、集中型ＭＡＣのマスタにより調整することもできる。
３．Ｐ１は、確定したタイムスロットで、強い変調パターンを有する第１の初期データパケットをＰ１０に送る。
４．Ｐ１０は、Ｐ１から受信される信号の中から周波数に依存した変調パターンと、測定した妨害波及び雑音を定める（ＳＮＲ算出）。
５．Ｐ１０は、データを、特定の変調パターンを有する持続的なペイロードとして、Ｐ１からＰＬＣフレーム内の特定のタイムスロットで、要求する。
６．Ｐ１は、データを、要求された変調パターンでＰ１０に送る。Ｐ１０が、Ｐ１から受信されるデータによって、タイムスロット又は周波数に問題があることを検出した場合、上位層によって、直ちに再送信が要求される。そして、Ｐ１０は、さらに、ＰＬＣフレーム内の新たなタイムスロットで、及び／又は、新たな変調パターンを有するデータをＰ１に要求する。
【００５４】
１．７ ケース１：第２の共同住宅２のＰＬＣシステムが完全に未知の妨害源である場合
時間選択的な妨害波（Ｐ１５からＰ２１への伝送）は予測が困難であることから、タイムスロットを変更しても利点は少ない。しかし、少なくともある期間は、この妨害を回避できる十分な可能性がある。
【００５５】
１．８ ケース２：第２の共同住宅２のＰＬＣシステムが既知のＰＬＣ妨害源、例えば第１の共同住宅１のＰＬＣシステムと同じシステムアーキテクチャを有するＰＬＣシステムである場合
クロックのずれは非常に小さく、ＰＬＣフレームの相対的移動は非常に遅いと考えられることから、第１の共同住宅１及び第２の共同住宅２の２つのＰＬＣシステムは完全に同期していなくても、タイムスロットを変更することにより、大きな効果が得られる。
【００５６】
１．９ 時間領域アプローチの場合のチャンネル容量の算出
シャノンの法則を用いて、以下の式（１）により、１タイムフレーム内のチャンネル容量Ｃを算出することができる。
【００５７】
【数５】
0005592325.tif 000006
【００５８】
それぞれ開始時間ｔｓｔａｒｔ，１〜ｔｓｔａｒｔ，ｎと停止時間ｔｓｔｏｐ，１〜ｔｓｔｏｐ，ｎを有する複数の時間間隔を用いた時間領域（ＴＤ）アプローチ、及び／又は、それぞれ開始周波数ｆｓｔａｒｔ，１〜ｆｓｔａｒｔ，ｍと停止周波数ｆｓｔｏｐ，１〜ｆｓｔｏｐ，ｍを有する複数の周波数間隔を用いた周波数領域（ＦＤ）アプローチでは、使用可能な全チャンネル容量又はチャンネル容量は、部分的な各チャンネル容量Ｃｊ，ｋの合計である。
【００５９】
この場合、ｊ＝１〜ｎに対してｔｓｔａｒｔ，ｊ≦ｔｓｔａｒｔ，ｊ＋１、ｔｓｔｏｐ，ｊ≦ｔｓｔｏｐ，ｊ＋１、ｔｓｔａｒｔ，ｊ＜ｔｓｔｏｐ，ｊの条件を満たすそれぞれの開始時間ｔｓｔａｒｔ，１〜ｔｓｔａｒｔ，ｎと停止時間ｔｓｔｏｐ，１〜ｔｓｔｏｐ，ｎ間の複数の時間間隔、及び／又は、ｋ＝１〜ｍに対してｆｓｔａｒｔ，ｋ≦ｆｓｔａｒｔ，ｋ＋１、ｆｓｔｏｐ，ｋ≦ｆｓｔｏｐ，ｋ＋１、ｆｓｔａｒｔ，ｋ＜ｆｓｔｏｐ，ｋの条件を満たすそれぞれの開始周波数ｆｓｔａｒｔ，１〜ｆｓｔａｒｔ，ｍと停止周波数ｆｓｔｏｐ，１〜ｆｓｔｏｐ，ｍ間の複数の周波数間隔が与えられる。そして、全チャンネル容量Ｃｆｕｌｌは、以下の式（２ａ）により求められる。
【００６０】
【数６】
0005592325.tif 000007
【００６１】
ここで、Ｃｊ，ｋは、ｊ番目の時間間隔とｋ番目の周波数間隔に対する部分的なチャンネル容量を表し、シャノンの法則に従い、特に以下の式（２ｂ）によって定まる。
【００６２】
【数７】
0005592325.tif 000008
【００６３】
ここで、ｔはデータ送信の時間変数を表し、ｆは周波数変数を表し、ｌｄ（・）は二重対数関数を表し、ＳＮＲはそれぞれの信号対雑音比を表す。
【００６４】
信号対雑音比ＳＮＲは、以下の式（３）によって算出することもできる。
【００６５】
【数８】
0005592325.tif 000009
【００６６】
ＰＳＤｆｅｅｄは、給電電力のスペクトル密度であり、全てのモデムには既知である。ＮＰＳＤｒｅｃｅｉｖｅは、受信機における雑音電力のスペクトル密度であり、受信モデムによって測定される。ＡＴＴは、一対のＰＬＣモデム又はＰＬＣ装置によって測定される減衰を表す。時間領域アプローチでは、使用可能な全周波数スペクトルが使用される。伝送容量は、全てのタイムフレームの容量の合計である。
【００６７】
１．１０ 無用な周波数帯域を解放する
全てのＰＬＣシステムは、電力線ネットワーク上の雑音を検出するとともに、例えばＯＦＤＭ搬送波をノッチすることにより、妨害を受ける周波数を通信から除外することができなければならない。ＳＮＲが良好な周波数のみを通信に使用し、他の周波数（ＳＮＲが悪い周波数）は除外するものとする。受信モデムは、送信側で通信用搬送波を選択するための基準となる使用可能なＳＮＲを測定する。
【００６８】
図１の具体例では、図５に示すように、Ｐ１からＰ１０への減衰が続く。送信信号は、Ｐ１では０ｄＢの減衰である。Ｐ１０では、受信信号は、図５に示すように減衰している。
【００６９】
以下、本発明の好ましい実施の形態に基づき、また、本発明の態様を示す図面を参照して、本発明のこれらの態様及び更なる態様について詳細に説明する。図６中の赤色の曲線はＰ１５からＰ１０への減衰を示す。これは、Ｐ１５とＰ２１間の通信により生じるＰ１０への妨害と同じである。図６の具体例は、稀なケースであり、外部からの干渉信号が最高点において、その共同住宅内部からの信号よりも減衰が小さい場合である。このような制約が存在しても、所望の接続における減衰が干渉信号よりも小さくなるような周波数帯域がある。
【００７０】
干渉信号が所望の信号よりも高いような周波数、例えば４〜１０ＭＨｚ、１３〜１６ＭＨｚ、２０〜３０ＭＨｚでは、Ｐ１からＰ１０への通信は不可能である。従って、これらの周波数は、ビットレートを解放することなく、除外される。これらの周波数をノッチした後の受信信号は、図７に示すようになる。
【００７１】
青色の領域は、Ｐ１からＰ１０への通信で使用できるＳＮＲを示す。この結果、解放された周波数を、隣接する他のＰＬＣシステム、例えば共同住宅２のＰＬＣシステムが使用することができる。共同住宅２が共同住宅１のシステムと同じように動作する場合は、Ｐ１５からＰ２１への通信では、共同住宅１が使用する周波数を除外すればよい。これにより、共同住宅１では拡張ＳＮＲが得られ、より高いビットレートが得られる（図８参照）。
【００７２】
この共存メカニズムが電力線モデム又は装置に対して実現されている場合、ＳＷ無線保護のための動的ノッチングが既に含まれている。これは、ＳＷ同報送信信号により生じる低いＳＮＲの周波数が除外されるためである。
【００７３】
１．１１ 周波数領域アプローチの場合のチャンネル容量の算出
ここでも、式（１）に示すシャノンの法則に従って、チャンネル容量Ｃを算出することができる。ここでは、永続的に１つ又は幾つかの周波数幅を通信に使用する。
【００７４】
１．１２ パワーバックオフ
干渉の可能性を低減するために、周波数領域について説明したのと同様の動作を送出電力レベルに適用することができる。
【００７５】
式（１）及び式（２）によりチャンネル容量Ｃを算出する場合、ＰＳＤｆｅｅｄの値は小さくなり、使用可能な全スペクトルが永続的に使用される。
【００７６】
少なくとも１つの第１の送信電力線通信相手装置（Ｐ１）と少なくとも１つの第２の受信電力線通信相手装置（Ｐ１０）との間の複数の可能な通信チャンネル（Ｃｈ１〜Ｃｈｎ）の可能な又は実際の通信チャンネル（Ｃｈ１〜Ｃｈｎ）それぞれの周波数帯域、信号変調方式、タイムスロット、送出電力又は送信電力、送送信利得及び受信利得からなるグループの少なくとも１つを達成及び選択するように、実際の通信状態を選択することもできる。
【００７７】
さらに、供給される又は供給すべき送信電力を下げることにより、他の電力線通信サービス及び／又は無線サービスとの干渉を回避するように電力バックオフプロセスを設計することもできる。
【００７８】
上記電力バックオフプロセスにおいて、供給される、又は供給すべき送信電力を、損失なし又は原則的に損失なし電力線通信を実現及び／又は維持するのにまだ十分及び／又は適当である最小値又は範囲まで下げることもできる。
【００７９】
上記電力バックオフプロセスは１つ又は複数の異なるチャンネル及び／又は搬送波について個別に実行することもできる。
【００８０】
上記特定のチャンネル及び／又は搬送波の実際の信号対騒音比が上記特定のチャンネル及び／又は搬送波における実際ビットローディングに必要な信号対騒音比よりも優れている場合は、上記電力バックオフプロセスは別個のチャンネル及び／又は搬送波において実行することもできる。
【００８１】
電力線通信は、受信側における最大感度、最大入力利得及び最小入力減衰の少なくとも１つに適合する送信側における送信利得及び／又は送信電力により実行することもできる。
【００８２】
上記送信側の送信利得及び／又は送信電力は、上記受信側により設定、要求され、上記受信側と通信し、取決められたものの少なくとも１つとすることもできる。
【００８３】
通信中の装置間の克服すべき減衰及び距離の少なくとも１つに応じて送信利得及び／又は送信電力を調節するために、特に、同等の短距離については上記送信利得及び／又は送信電力を下げるために、上記電力バックオフプロセスを実行することもできる。
【００８４】
サービスデータストリーム又はＱｏＳストリームの品質についてのサービス値又はＱｏＳ値の可能な品質を高めるために、送信利得及び／又は送信電力を上げることもできる。
【００８５】
より高いＱｏＳ値を必要とする情報及び／又は信号成分を特定の搬送波に割り当て及
び、マッピングすることもでき、上記特定の搬送波については、電力線通信プロセスにお
いて、振幅及び／又は送信出力を増強することもできる。
【００８６】
上記電力線通信プロセスのための上記振幅及び／又は送信出力の増強は、それぞれのスペクトルインタリーバ装置を動作させ、より高いＱｏＳ値を必要とする情報及びビットを上記それぞれの搬送波に割り当ておよびマッピングすることにより実現することもできる。
【００８７】
１．１３ 本発明の実行形態の装置及び構成要素の概要
本発明の受信側ＰＬＣ相手装置Ｐ１０の一実施の形態を示す図９において、ＡＦＥ、すなわちアナログフロントエンドが設けられ、本発明においては、現在の最新のＰＬＣモデムと比較して、最良の振幅、時間、周波数幅の算出が新規のものである。各情報を送信側モデム又は装置に送り返すことができる。
【００８８】
本発明の送信側ＰＬＣ相手装置Ｐ１の一実施の形態を示す図１０において、ＰＳＤ、すなわち電力スペクトル密度が設定され、送信側モデム又はＰＬＣ装置は、最良の電力設定、タイミング、周波数割り当てに関する情報を取得する。この情報は、ＭＡＣレイヤＭＡＣ及び物理レイヤＰＨＹにおけるモジュールに転送される。ＭＡＣレイヤＭＡＣは、ＰＬＣモデム又は装置Ｐ１がデータを送信するときに機能する。物理レイヤＰＨＹは、最良のスループット条件に従ってＯＦＤＭ送信のノッチ又は搬送波を配置する。
【００８９】
１．１４ 結論
最新の通信技術における幾つかの特性を以下に列挙する。
【００９０】
１．時間及び周波数によって変動するチャンネル内の時間及び周波数インターリーブとともに符号化を利用する。急速に変動するチャンネルに対して有用かつ効率的である。
【００９１】
２．最新のＯＦＤＭシステム、例えば無線システムは、ＰＬＣ等の準安定状態チャンネルの利点を利用しない。
【００９２】
３．固定周波数ブロックを様々なユーザに割り当てることで共存を実現する。
【００９３】
４．固定タイムスロットを様々なユーザに割り当てることで共存を実現する（同期システムが必要）。
【００９４】
５．他のユーザと十分な距離を取ることにより、共存を可能にする（ユーザ間の減衰が大きい）。
【００９５】
新たなアプローチにより可能な幾つかの特性を以下に列挙する。
１．変動するチャンネルに高速に適応するシステムが実現できる。オーバヘッドは、チャンネルを変更する間のみ増える。これは、準安定状態チャンネルに対して効率的である。
【００９６】
２．未使用の周波数ブロックが、他のユーザにとって使用可能となる。
【００９７】
３．自由なタイムスロットを利用するのに、完全に同期したシステムを必要としない。
【００９８】
４．システムは、ノードと、外部、すなわちアウトサイド干渉との間の特定のチャンネル状態を利用することができる。
【００９９】
５．最大のチャンネル容量又はチャンネル容量が得られる共存メカニズム（周波数領域、時間領域、電力領域）を通信に使用する。
【０１００】
本発明の第２の概念によれば、本発明の目的は、独立請求項３６及び３７の特徴を有するＰＬＣ装置を動作させる方法によって達成される。更に、この目的は、独立請求項７３、７４、８２及び８３、８４、及び８５のそれぞれに記載の特徴を有する通信装置、ＰＬＣモデム装置、通信装置、コンピュータプログラム製品、並びにコンピュータ可読記憶媒体を動作させる方法によって達成される。電力線通信方法及び電力線通信装置の好ましい実施の形態はそれぞれの従属下位請求項の範囲内にある。
【０１０１】
本発明によれば、通信装置中のＰＬＣモデム装置を動作させる方法が提案されており、該方法は、他のＰＬＣモデム装置又は無線サービスからの干渉の存在が監視されることと、他のＰＬＣモデム装置又は無線サービスからの干渉が検出された場合は、電力線通信が、最大限でも、他のＰＬＣモデム装置又は無線サービスからの干渉が検出されない通信チャンネル又は通信スペクトルにおいて実行されることと、それにより、他のＰＬＣモデム装置及び無線サービスとの間での相互の干渉が同時に回避されることとを特徴とする。
【０１０２】
本発明によるＰＬＣモデム装置を動作させる方法は、特に通信ネットワーク又は通信装置内でのＰＬＣ装置を動作させるように構成されている。一方、本発明による方法は、少なくとも１つの通信チャンネルの通信品質データを生成及び／又は提供するステップと、少なくとも通信スペクトルデータ及び通信チャンネルデータを決定するステップと、通信スペクトル及び／又は通信チャンネルを決定及び／又は選択するステップと、上記選択された通信チャンネル及び上記選択された通信スペクトル（ＣＳ）の少なくとも１つを介して少なくとも１つの通信相手装置と通信するステップとを有する。それぞれの通信品質データは上記ＰＬＣモデム装置と少なくとも１つの通信相手装置との間の少なくとも１つの通信チャンネルに関して生成及び／又は提供される。上記通信品質データは、上記少なくとも１つの通信相手装置及び／又は上記少なくとも１つの通信チャンネルの少なくとも通信能力、通信品質及び／又は通信特徴を記述する。上記通信スペクトルデータ及び／又は上記通信データは上記通信データに基づき決定され、それぞれが上記少なくとも１つの通信相手装置に関する上記ＰＬＣモデム装置及び／又は上記少なくとも１つの通信チャンネルについての少なくも１つの通信スペクトルを記述する。上記通信スペクトル及び／又は上記通信チャンネルは、それぞれが上記通信スペクトルデータ及び上記通信チャンネルデータに基づき少なくとも１つの通信チャンネルから決定及び／又は選択される。
【０１０３】
従って、本発明の基本アイデアは、ＰＬＣモデム装置が、少なくとも１つの通信相手装置との通信のために、上記少なくとも１つの通信相手装置及び／又は少なくとも１つの通信チャンネルの通信能力、通信品質及び／又は通信特徴を記述するデータを生成及び／又は提供することを可能にすることである。これらのデータは、広い意味で可能な通信の品質を記述しているので、通信品質データと呼ばれる。
【０１０４】
本発明はＰＬＣ技術にも適用することができる。又、無線伝送及び技術も考えられる。本発明は、好ましくは通信に関与している全てのモデムに影響を与える。相互運用性又は共存性のために、通信に関与していない、又は別のシステムに所属するモデムであっても影響を受ける。ＰＬＣシステムは、相互に通信を行う幾つかのモデムを有する。１本の電力線に幾つかのＰＬＣシステムが接続されることもある。
【０１０５】
測定プロセスにより、可能な通信チャンネル及び通信スペクトルの少なくとも１つが、上記通信品質データの前記生成及び提供の少なくとも１つのステップ内で監視される。
【０１０６】
上記通信スペクトル及び通信チャンネルの少なくとも１つの決定及び選択の少なくとも１つのステップにおいて、実際の通信スペクトル及び実際の通信チャンネルの少なくとも１つが、上記通信ステップに関連する通信相手装置以外の信号源又は信号及びそれに起因する信号からの干渉が比較的低い上記通信ステップのために選択される。
【０１０７】
それにより、上記通信のステップに関連する装置及びサービス以外の装置及びサービスの通信スペクトル及び通信チャンネルの少なくとも１つの部分的又は完全な回避又は割り当て解除を達成することができる。
【０１０８】
また、アマチュア、ＡＭ又はＤＲＭ無線サービスの１つ又は複数と関連する通信スペクトル及び通信チャンネル）の少なくとも１つの部分的又は完全な回避又は割り当て解除を達成することができる。
【０１０９】
換言すれば、このことが意味しているのは、可能な外部の干渉を探し、それぞれのチャンネル、周波数帯域、周波数スペクトル及び／又はタイムスロットの回避により該干渉を回避することによって、他のＰＬＣ通信相手装置が妨害から守られるだけではなく、同じ対策によって、−例えば、ＰＬＣフィールドの外側の、及び、例えば、アマチュア、ＡＭ又はＤＲＭ無線サービスのような−他のタイプの通信システムへの干渉が回避又は少なくとも低減されるということである。
【０１１０】
上記測定プロセスは無線で実行することもできる。上記測定プロセスは上記ＰＬＣモデム装置の一部としてのアンテナにより実行されることもできる。
【０１１１】
上記測定プロセスは有線で実行することもできる。
【０１１２】
上記測定プロセスはさらに、それぞれの通信有線手段に接続されたセンサ手段により実行することもできる。
【０１１３】
上記少なくとも１つの第１の送信電力線通信相手装置と上記少なくとも１つの第２の受信電力線通信相手装置との間の複数の可能な通信チャンネルの可能な又は上記実際の通信チャンネルそれぞれの周波数帯域、信号変調方式、タイムスロット、送出電力、送信利得及び受信利得を含むグループの少なくとも１つを達成及び選択するために、実際の通信状態を選択することもできる。
【０１１４】
さらに、供給される又は供給すべき送信電力を下げることにより、他の電力線通信サービス及び／又は無線サービスによる干渉を回避するために、電力バックオフプロセスを有することもできる。
【０１１５】
上記電力バックオフプロセスにおいて、供給される、又は供給すべき送信電力を、損失なし又は原則的に損失なし電力線通信を実現及び／又は維持するのにまだ十分及び／又は適当である最小値又は範囲まで下げることもできる。
【０１１６】
上記電力バックオフプロセスは複数の異なるチャンネル及び／又は搬送波について個別に実行することもできる。
【０１１７】
上記特定のチャンネル及び／又は搬送波の信号対騒音比が、上記特定のチャンネル及び／又は搬送波における実際ビットローディングに必要な信号対騒音比よりも優れている場合は、上記電力バックオフプロセスは別個のチャンネル及び／又は搬送波において実行することもできる。
【０１１８】
電力線通信は、受信側における最大感度、最大入力利得及び最小入力減衰の少なくとも１つに適合する送信側における送信利得及び／又は送信電力により実行することもできる。
【０１１９】
上記送信側の送信利得及び／又は送信電力は、上記受信側により設定、要求され、上記受信側と通信し、取決められたものの少なくとも１つとすることもできる。
【０１２０】
通信中の装置間の克服すべき減衰及び距離の少なくとも１つに応じて送信利得及び／又は送信電力を調節するために、特に、同等の短距離については上記送信利得及び／又は送信電力を下げるために、上記電力バックオフプロセスを実行することもできる。
【０１２１】
より高いＱｏＳ値を必要とする情報及び／又は信号成分が特定の搬送波に割り当て及びマッピングすることもでき、上記特定の搬送波については、電力線通信プロセスにおいて、振幅及び／又は送信出力を増強することもできる。
【０１２２】
電力線通信プロセスのための上記振幅及び／又は送信出力の増強は、それぞれのスペクトルインタリーバ装置を動作させ、より高いＱｏＳ値を必要とする情報及びビットを上記それぞれの搬送波に割り当ておよびマッピングすることにより実現することもできる。
【０１２３】
サービスデータストリーム又はＱｏＳストリームの品質についてのサービス値又はＱｏＳ値の可能な品質を高めるために、送信利得及び／又は送信電力を上げることもできる。
【０１２４】
上記送信利得及び／又は送信出力を上げる上記プロセスは、上記通信のステップに関連する装置及びサービス以外の装置及びサービスの通信スペクトル及び通信チャンネルの少なくとも１つの部分的又は完全な回避又は割り当て解除、及び／又はアマチュア、ＡＭ又はＤＲＭ無線サービスの１つ又は複数と関連する通信スペクトル及び通信チャンネルの少なくとも１つの部分的又は完全な回避又は割り当て解除をまだ実現及び／又は維持する方法で実施することもできる。
【０１２５】
本発明の更なるアイデアは、上記通信品質データに基づき通信スペクトルデータ及び／又は通信チャンネルデータを決定するように上記通信品質データを使用することである。上記通信スペクトルデータ及び／又は通信チャンネルデータは、そのそれぞれが上記少なくとも１つの通信相手装置に関連する上記ＰＬＣモデム装置及び／又は上記少なくとも１つの通信チャンネルについての少なくとも１つの通信スペクトルを記述するように選択される。上記通信スペクトルデータ及び／又は通信チャンネルデータに基づき、上記通信相手装置との可能な通信にために、通信スペクトルが決定及び／又は選択される。その追加及び／又は代案として、上記通信スペクトルデータ及び／又は通信チャンネルデータは、上記ＰＬＣモデム装置と上記通信相手装置との間の上記通信プロセスを実現するためにもそれぞれの通信チャンネルを決定及び／又は選択するための基礎として使用される。
【０１２６】
本発明の更なる又は代案的態様によれば、本発明による方法は、少なくとも１つの通信チャンネルを介して上記ＰＬＣモデム装置に接続された少なくとも１つの通信相手装置を検出するステップを有する。
【０１２７】
その追加又は代案として、本発明による方法は、上記ＰＬＣモデム装置と少なくとも１つの通信相手装置との間で上記少なくとも１つの通信チャンネルを検出するステップも有する。
【０１２８】
本発明によるＰＬＣモデム装置を動作させる方法の好ましい実施の形態においては、上記通信品質データを生成及び／又は提供するステップは、特にその電力線の上記少なくとも１つの通信チャンネルの雑音を決定及び／又は測定するプロセスを有する。
【０１２９】
更なる追加又は代案として、上記通信品質データを生成及び／又は提供するステップは、特にその電力線の上記少なくとも１つの通信チャンネルの信号減衰、信号伝送レベル、上記ＰＬＣモデム装置から上記通信相手装置までの距離、及び／又は、上記少なくとも１つの通信チャンネルに関する、特にその電力線に関する信号対雑音比を決定及び／又は測定するプロセスを有することもできる。信号対雑音比を決定及び／又は測定する場合は、上記決定又は測定された雑音、減衰、信号伝送レベル及び距離に基づき、これを実現することもできる。
【０１３０】
特に、上記少なくとも１つの通信チャンネル及び／又は上記少なくとも１つの通信チャンネルを検出する上記ステップ内において、上記通信品質データを生成及び／又は提供する上記ステップ内において、少なくとも上記通信スペクトルデータ及び／又は上記通信チャンネルデータを決定する上記ステップ内において、及び／又は上記通信スペクトルデータ及び／又は上記通信チャンネルを決定及び／又は選択する上記ステップ内において、上記少なくとも１つの通信相手装置について、複数の通信チャンネル、特に、全ての利用可能な通信チャンネルを解析することが更に好ましい。
【０１３１】
本発明によるＰＬＣモデム装置を動作させる方法の更なる効果的な実施の形態によれば、特に上記通信スペクトルデータ及び／又は上記通信チャンネルを決定及び／又は選択する上記ステップ内において、上記通信ネットワーク又は通信装置内における通信プロセスにより、及び／又は他の通信相手装置の間で同時に使用または割り当てされることのない通信スペクトル及び／又は通信チャンネルを選択及び／又は使用することもできる。
【０１３２】
本発明による方法の更なる好ましい実施の形態によれば、上記ＰＬＣモデム装置と上記選択された通信相手装置との間に類似のより長い又は類似の長い通信距離を有する又は実現する通信チャンネルについて、特に上記通信スペクトルを決定又は選択するステップ内において、類似のより低い又は類似の低い周波数範囲が上記通信スペクトルに対して選択される。
【０１３３】
その追加又は代案として、上記ＰＬＣモデム装置と上記選択された通信相手装置との間に類似のより短い又は類似の短い通信距離を有する又は実現する通信チャンネル（について、特に上記通信スペクトルを決定又は選択するステップ内において、類似のより低い又は類似の低い周波数範囲を有する通信スペクトルが選択される。
【０１３４】
特に通信品質データを生成及び／又は提供するステップ内、少なくとも通信スペクトルデータ及び／又は通信チャンネルデータを決定する上記ステップ内、及び／又は通信スペクトルデータ及び／又は通信チャンネルを決定及び／又は選択する上記ステップ内において、他及び外部の無線源及び無線サービスの少なくとも１つの存在、実在及び活動を確認するプロセスが実行されることと、上記通信品質データ、上記通信スペクトルデータ、上記通信チャンネルデータ、上記通信スペクトル及び／又は上記通信チャンネルが選択されるのは、他及び外部の無線源及び無線サービスの少なくとも１つが少なくとも実在、存在又は活動するスペクトル範囲を回避するためであることと、他及び外部の無線源及び／又は無線サービスに対する、及び／又は該サービスとの相互間の妨害及び干渉を低減及び回避するためであることを特徴とする、本発明による方法の更なる好ましい実施の形態が提供される。
【０１３５】
上記他及び外部の無線源及び／又は無線サービスの少なくとも１つの存在、実在及び活動を確認するプロセス内において、何らかの利用可能な無線サービス及び／又は無線源がある場合は、ＰＬＣモデム装置が空中でスヌープすることと、該無線サービス及び／又は無線源がいずれかの周波数位置で発見された場合は、それぞれの周波数帯域が電力線通信において除外されることを特徴とする、更にまた好ましい実施の形態が提供される。
【０１３６】
その追加又は代案として、上記他及び外部の無線源及び／又は無線サービスの少なくとも１つの存在、実在及び活動を確認するプロセスが無線方式及び／又は有線方式で実行することが提案される。
【０１３７】
本発明の更なる態様は、複数のＰＬＣモデム装置を含む通信装置又は通信ネットワークを動作させるための方法を提供することであり、上記ＰＬＣモデム装置のそれぞれに対して、本発明に係るＰＬＣモデム装置を動作させる方法が実行されることを特徴とする。
【０１３８】
その結果、適正な回避により、アマチュア、ＡＭ及びＤＲＭ無線サービスの少なくとも１つと関連する通信スペクトル及び通信チャンネルの少なくとも１つを回避及び割り当て解除するプロセスを実現することができる。
【０１３９】
事前定義基準信号が少なくとも１つのＰＬＣモデム装置により生成され、少なくとも１つの利用可能な通信チャンネルを介して伝送されることと、可能な通信相手装置が上記事前定義基準信号を上記少なくとも１つの利用可能な通信チャンネルを介して測定し、及び／又は個々の測定データを解析することと、特に、他及び外部の無線源及び無線サービスの少なくとも１つが少なくとも実在、存在又は活動するスペクトル範囲を回避するために、上記測定値に基づき、上記通信品質データ、上記通信スペクトルデータ、上記通信チャンネルデータ、上記通信スペクトル、及び／又は上記通信チャンネルが選択されることを特徴とする代案又は追加の実施の形態が提供される。
【０１４０】
事前定義基準信号が少なくとも１つのＰＬＣモデム装置により生成され、少なくとも１つの利用可能な通信チャンネルを介して伝送されることと、可能な通信相手装置が上記事前定義基準信号を上記少なくとも１つの利用可能な通信チャンネル以外のチャンネルを介して測定し、及び／又は個々の測定データを解析することと、特に、他及び外部の無線源及び無線サービスの少なくとも１つが少なくとも実在、存在又は活動するスペクトル範囲を回避するために、上記測定値に基づき、上記通信品質データ、上記通信スペクトルデータ、上記通信チャンネルデータ、上記通信スペクトル、及び／又は上記通信チャンネルが選択されることを特徴とする別の代案又は追加の実施の形態が提供される。
【０１４１】
上記ＰＬＣモデム装置が、接続されている電力線の放射を測定することと、１つのモデム装置がよく知られている信号を基準信号として電力線チャンネルにより送信し、全ての加入モデムが無線チャンネルを介して、特にその地上波アンテナによりこの信号を受信及び／又は測定することと、この測定により、モデム装置が周波数に応じて電力線チャンネルの放射を決定することと、ＰＬＣ通信のために該放射に関する周波数又はスペクトル範囲を使用しないために、又は回避するために、この測定の結果が全てのモデム装置の間で交換されることを特徴とする別の更なる実施の形態が提案される。
【０１４２】
その追加又は代案として、上記少なくとも１つのＰＬＣモデム装置及び／又は上記可能な通信相手装置が、それぞれの測定データ、そのそれぞれの解析結果、上記通信品質データ、上記通信スペクトルデータ、上記通信チャンネルデータ、上記通信スペクトル（ＣＳ）及び／又は上記通信チャンネルを上記可能な通信相手装置及び／又は上記少なくとも１つのＰＬＣモデム装置に送信及び／又は伝送する。
【０１４３】
上記通信品質データを生成及び／又は提供するステップ中、上記少なくとも通信スペクトルデータ及び／又は通信チャンネルデータを決定するステップ内、及び／又は上記通信スペクトル及び／又は通信チャンネルを決定するステップ内において、上記事前定義基準信号を生成・伝送し、測定値を測定・解析し、及び／又はそれぞれのデータを上記可能な通信相手装置及び／又は上記１つのＰＬＣモデム装置（１０、ＰＬＣ）に送信する上記それぞれのプロセスを実行することが更に提案される。
【０１４４】
本発明の更なる態様は、本発明に係るＰＬＣモデム装置を動作させる方法を実現することが可能で、そのための手段を有するＰＬＣモデム装置を提供することである。
【０１４５】
本発明に係るＰＬＣ通信又はモデム装置は、動作中の他のＰＬＣモデム装置、自らの電力線通信に使用される通信線、及び／又は運用中の無線サービスが原因の干渉の存在を監視するための手段と、上記動作中の他のＰＬＣモデム装置、上記自らの電力線通信に使用される通信線、及び／又は上記運用中の無線サービスからの干渉が検出された場合は、電力線通信を、最大限でも、又は原則的に、他のＰＬＣモデム装置又は無線サービスからの上記干渉が検出されない通信チャンネル又は通信スペクトルにおいて実行するための手段とを有することもでき、それにより、他のＰＬＣモデム装置及び無線サービスとの間での相互の干渉を同時に回避するように構成される。
【０１４６】
本発明によれば、上記ＰＬＣモデム装置は、上記ＰＬＣモデム装置と少なくとも１つの通信相手装置との間の少なくとも１つの通信チャンネルに関する通信品質データの生成及び提供の少なくとも１つのステップを実行するための手段と、上記通信品質データが、上記少なくとも１つの通信相手装置と上記少なくとも１つの通信チャンネルの少なくとも１つの通信能力、通信品質及び通信特徴の少なくも１つを記述することと、上記通信品質データに基づき通信スペクトルデータ及び通信チャンネルデータの少なくとも１つを決定するステップを実行するための手段と、このステップが、それぞれが上記少なくとも１つの通信相手装置に関する上記ＰＬＣモデム装置及び上記少なくとも１つの通信相手装置についての少なくも１つの通信スペクトルの少なくとも１つを記述することと、それぞれが上記通信スペクトルデータの少なくとも１つ及び上記通信チャンネルデータに基づく上記少なくとも１つの通信チャンネルからの通信スペクトル及び通信チャンネルの少なくとも１つの決定及び選択の少なくとも１つのステップを実行するための手段と、上記選択された通信チャンネル及び上記選択された通信スペクトル（ＣＳ）の少なくとも１つを介して上記少なくとも１つの通信相手装置と通信するステップを実行するための手段とを有する。
【０１４７】
本発明によれば、上記ＰＬＣモデム装置は、測定プロセスにより、可能な通信チャンネル及び通信スペクトルの少なくとも１つを、上記通信品質データの上記生成及び提供の少なくとも１つのステップを実行するための上記手段内において監視するように構成される。
【０１４８】
通信スペクトル及び通信チャンネルの少なくとも１つの決定及び選択の少なくとも１つのステップを実行するための上記手段は、実際の通信スペクトル及び実際の通信チャンネルの少なくとも１つを、上記通信ステップに関連する通信相手装置以外の信号源又は信号及びそれに起因する信号からの干渉が比較的低い上記通信ステップのために少なくとも選択するように構成される。
【０１４９】
それにより、ＰＬＣモデム装置は、上記通信のステップに関連する装置及びサービス以外の装置及びサービスの通信スペクトル及び通信チャンネルの少なくとも１つを部分的又は完全に回避又は割り当て解除するように構成される。
【０１５０】
また、ＰＬＣモデム装置は、アマチュア、ＡＭ又はＤＲＭ無線サービスの１つ又は複数と関連する通信スペクトル及び通信チャンネルの少なくとも１つを部分的又は完全に回避又は割り当て解除するように構成される。
【０１５１】
好ましくは、前記本発明によるＰＬＣモデム装置は、無線源及び無線サービスの少なくとも１つの無線及び有線受信の少なくとも１つを実行するための手段を有することもできる。
【０１５２】
更に、前記本発明によるＰＬＣモデム装置は、無線源及び無線サービスの少なくとも１つを受信するための地上波チューナ装置及びアンテナ装置の少なくとも１つを有することもできる。
【０１５３】
本発明によるＰＬＣ通信又はモデム装置は、無線源及び／又は無線サービスを受信し、評価のためにそれぞれの信号を送信及び提供するために接続されたアンテナ装置及びアンテナインタフェース（ＡＩ）を有することもできる。
【０１５４】
本発明によるＰＬＣ通信又はモデム装置は、無線源及び／又は無線サービスを受信し、評価のためにそれぞれの信号を送信及び提供するために接続された電力線感知手段及び／又は地上波チューナ装置並びに電源線インタフェースを有することもできる。
【０１５５】
本発明によるＰＬＣ通信又はモデム装置は、放射及び／又は雑音を評価し、チャンネルを推定するための評価・推定ユニット（ＥＥＵ）を有することもできる。
【０１５６】
本発明によるＰＬＣ通信又はモデム装置は、特にその制御のために上記アンテナインタフェース及び／又は上記電源線インタフェースに接続されている中央演算処理装置、すなわち、ＣＰＵを有することもできる。
【０１５７】
その追加として、本発明の更なる態様は、本発明に係る通信装置を動作させる方法及び／又は損ステップを実現することが可能で、本発明に係る複数のＰＬＣモデム装置を有する通信装置又は通信ネットワークを提供することである。
を特徴とする通信装置。
【０１５８】
更に、本発明によれば、コンピュータ又はデジタル信号処理手段により実行された場合に、本発明に係るＰＬＣモデム装置を動作させる方法及び／又は本発明に係る通信装置を動作させるための方法及び／又はそのステップを実行及び／又は実現することが可能なコンピュータプログラム製品が提供される。
【０１５９】
最後に、本発明に係るコンピュータプログラム製品を有するコンピュータ可読記憶媒体が本発明により提供される。
【０１６０】
以下、本発明の第２の概念のこれら及び更なる態様について、以下の点を考慮しつつより詳細に説明する。
【０１６１】
本発明は特にＰＬＣ通信のスペクトル配置に関する。
【０１６２】
例えば通信中のＰＬＣモデム間で測定されたＳＮＲ及び距離に応じて、その通信スペクトルを周波数領域に配置するものとする。
【０１６３】
現在、公知のＰＬＣモデムは事前定義された通信スペクトルを周波数領域に割り当てる。従って、現在、公知のＰＬＣモデムは利用可能な帯域幅を効率的に使用してないことになる。本発明によれば、これは通信スペクトルのインテリジェント配置により最適化される。
−ペクトル配置を改善することにより、ＰＬＣモデム間の共存の問題を解決することができる。
−利用可能な帯域幅をより効率的に利用することができ、その結果、スループット能力が高まることになる。
【０１６４】
ＰＬＣ通信に関与するあらゆるノードは、電力線上の雑音、減衰及び通信相手までの距離を測定する。
【０１６５】
伝送レベル、減衰及び雑音を知ることにより、利用可能なＳＮＲを算出することができる。ＳＮＲグラフの様々な可能な通信ウィンドウについて、チャンネル能力を算出することができる。新たに開始された通信は、算出チャンネル能力が必要伝送能力に最も適合する周波数位置に配置するものとする。
【０１６６】
後に開始された通信が、他の通信によりすでに割り当てられているものと同じ周波数位置を使用することを決定した場合は、モデム間の距離がより短い通信は、周波数がより高い第２の「最良適合」位置に移動する。より長い距離を介しての通信は、より低い周波数でスペクトルを使用するものとする。
【０１６７】
このメカニズムの背景は以下のとおりである。
統計的に、モデム間の距離がより長い場合の通信は、短距離通信の場合よりも減衰が大きくなる。周波数スペクトルを使用するために、効率的な短距離通信はより高い周波数を使用するものとし、長距離通信はより低い周波数を使用するものとする（図５を参照）。
【０１６８】
本発明及びその技術はＤＳＬ及びｘＤＳL通信にも有益で、適応が可能でもある。
【０１６９】
ＰＬＣ通信に関与するあらゆるノードは、電力線上の雑音、減衰及び通信相手までの距離を測定する。
【０１７０】
ここで、これらのパラメータをどのように測定するかを簡単に説明する。
−伝送される信号は全てのモデムには既知である。
−既知の信号を伝送し、その信号を受信機側で測定することにより、２つのモデム間の減衰を算出することができる。
−受信機における局所的な電力線ワイヤのスヌープにより、雑音が測定される。
−伝送レベル、減衰及び雑音を知ることにより、利用可能なＳＮＲを算出することができる。
【０１７１】
ＳＮＲグラフの様々な可能な通信ウィンドウについて、チャンネル能力を算出することができる。例えば、可能な通信ウィンドウは、図４において、２０ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ、５０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ又は６０ＭＨｚ〜８０ＭＨｚで発見することができる。
【０１７２】
新たに開始された通信は、算出チャンネル能力が必要伝送能力に最も適合する周波数位置に配置するものとする。
【０１７３】
ＰＬＣモデムは地上波チューナ及びアンテナを組込むこともできる。何らかの無線サービス及び／又は無線源が利用可能である場合は、上記ＰＬＣモデム装置は空中でスヌープすることもできる。該無線サービス及び／又は無線源がいずれかの周波数位置で発見された場合は、それぞれの周波数帯域は電力線通信において除外されか、又は除外するものとする。同一の周波数がＰＬＣに使用された場合は、電力線の放射のために、これらのサービスにおいて品質の低下が起こることがある。
【０１７４】
次に、ＰＬＣモデムは、接続されている電力線チャンネルの放射を測定するものとする。１つのモデム装置がよく知られている信号を基準信号として電力線チャンネルにより送信し、全ての加入モデムが無線チャンネルを介して、特にその地上波アンテナによりこの信号を受信及び／又は測定する。この測定により、モデムは周波数に応じて電力線チャンネルの放射を決定する。この測定の結果は全てのモデム装置の間で交換されるものとし、従って、ＰＬＣ通信のために該放射を有する周波数は使用しないものとする。
【０１７５】
２つの通信相手間の距離測定には様々な可能性がある。
−周波数領域における伝達関数を測定し、チャンネルインパルス応答を算出し、主インパルスを選択し、信号伝送速度と主インパルスの到着時間により距離を算出する。
−ｐｎシーケンスにより時間領域におけるインパルス応答を測定し、主インパルスの到着時間と信号伝送速度により距離を算出する。
【０１７６】
後に開始された通信が、他の通信によりすでに割り当てられているものと同じ周波数位置を使用することを決定した場合は、モデム間の距離がより短い通信は、周波数がより高い第２の「最良に適合する」位置に移動する。より長い距離を介しての通信は、より低い周波数でスペクトルを使用するものとする。
【０１７７】
ＰＬＴシステムは、全てのＰＬＴモデム相互間の距離を記憶するいわゆる「距離マップ」を使用するものとする。「距離マップ」は全てのモデムから読取可能でなければならない。周波数割り当てのアービトレーションは距離マップを使用して行うものとする。
【図面の簡単な説明】
【０１７８】
【図１】本発明に係る電力線通信方法により管理することができる通信環境を示す略ブロック図である。
【図２】一般的なＭＡＣ構造を示す略ブロック図である。
【図３】電力線通信チャンネルにおける可能な信号対雑音比ＳＮＲと、各搬送波の配列の選択を示す図である。
【図４】ＴＤ共存アプローチの場合について、図１のシステム内の通信を確立できる時間構造を示す略ブロック図である。
【図５】ＦＤ共存アプローチの場合について、電力線通信プロセスにおける通信状態の特徴を説明するための略グラフ表示である。
【図６】ＦＤ共存アプローチの場合について、電力線通信プロセスにおける通信状態の特徴を説明するための略グラフ表示である。
【図７】ＦＤ共存アプローチの場合について、電力線通信プロセスにおける通信状態の特徴を説明するための略グラフ表示である。
【図８】ＦＤ共存アプローチの場合について、電力線通信プロセスにおける通信状態の特徴を説明するための略グラフ表示である。
【図９】受信側の電力線通信相手装置の一実行形態を示す略ブロック図である。
【図１０】送信側の電力線通信相手装置の一実行形態を示す略ブロック図である。
【図１１】本発明に係るＰＬＣモデム装置を動作させる方法の好ましい実行形態を示す略ブロック図である。
【図１１Ａ】本発明に係るＰＬＣモデム装置を動作させる方法の好ましい実行形態を示す略ブロック図である。
【図１１Ｂ】本発明に係るＰＬＣモデム装置を動作させる方法の好ましい実行形態を示す略ブロック図である。
【図１２】本発明に係るＰＬＣモデム装置を動作させる方法及び本発明に係る通信装置の基本的側面を示す略ブロック図である。
【図１３】異なるスペクトル、本発明の幾つかの側面のグラフ表示である。
【図１４】異なるスペクトル、本発明の幾つかの側面のグラフ表示である。
【図１５】異なるスペクトル、本発明の幾つかの側面のグラフ表示である。
【図１６Ａ】関連の放射状況の概略図である。
【図１６Ｂ】関連の放射状況の概略図である。
【図１７】本発明に係るＰＬＣモデム装置の幾つかの側面を例示した略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０１７９】
以下、添付した概略図面を参照し、本発明の好ましい実施の形態に基づいて、本発明の態様及び更なる態様についてさらに説明する。
【０１８０】
以下、互いに類似、同様又は同等の構成要素及び／又は機能的要素については同一の指示符号で示す。これにより、各要素が出てくる度に詳細な説明を繰り返すことはしない。
【０１８１】
図１は、本発明に係る電力線通信方法の一実施の形態を適用することができる通信環境１００についての可能な構成を示す略ブロック図である。上記通信環境１００は相互作用する１つ又はもう１つの手段とすることもできる装置のグローバルネットワークと呼ぶことができる。
【０１８２】
図１に示す通信環境１００は、共同住宅１の第１のアパートに配置された第１の電力線通信システムＰと、上記共同住宅１の第１のアパートから空間的に離れた共同住宅２の第２のアパートに配置された第２の電力線通信システムＰ’とを備えている。
【０１８３】
第１の電力線通信システムＰは、図１に示す具体例では、３つの電力線通信相手装置Ｐ１、Ｐ７、Ｐ１０を備えている。電力線通信相手装置Ｐ１と電力線通信相手装置Ｐ１０との間では、第１の送信電力線通信相手装置Ｐ１から第２の受信電力線通信相手装置Ｐ１０に向かう矢印で示す電力線通信が確立されるものとする、あるいは進行中である。
【０１８４】
一方、第２の電力線通信システムＰ’内では、電力線通信相手装置Ｐ１５から電力線通信相手装置Ｐ２１に向かう矢印で示す、送信電力線通信相手装置Ｐ１５と受信電力線通信相手装置Ｐ２１間の通信が進行中である、あるいは維持されるものとする。また、第２の電力線通信システムＰ’の送信電力線通信相手装置Ｐ１５により、第１の電力線通信システムＰの受信電力線通信相手装置Ｐ１０に対して、点線矢印で示す処理又は効果の干渉又はクロストークが発生する場合がある。
【０１８５】
本発明に係る電力線通信方法は、図１に示すような電力線通信システムにおけるクロストーク及び干渉の問題を回避するために確立される。
【０１８６】
図２は、図１に示すような、第１の送信電力線通信相手装置Ｐ１と第２の受信電力線通信相手装置Ｐ１０間の電力線通信を実現できるＭＡＣフレームの構造を示す略ブロック図である。図２によれば、相互作用する送信電力線通信相手装置Ｐ１と受信電力線通信相手装置Ｐ１０の間で送受信すべきるデータは、図２に示す所謂ＭＡＣフレーム又は媒体アクセス制御フレームの構造内において送信される。データは一連のＭＡＣフレーム内に配給され、各ＭＡＣフレームは５つの主要部分からなる。すなわち、同報チャンネル部、ダウンリンクフェーズ部、直接リンクフェーズ部、アップリンクフェーズ部、リソースフェーズ部である。
【０１８７】
図４は、送信電力線通信相手装置Ｐ１と受信電力線通信相手装置Ｐ１０間の通信と、送信電力線通信相手装置Ｐ１５と受信電力線通信相手装置Ｐ２１間の通信とを示す略ブロック図である。実線のブロックは、第１の電力線通信システムＰにおける第１の送信電力線通信相手装置Ｐ１と第２の受信電力線通信相手装置Ｐ１０間のデータ通信を示し、点線のブロックは、第２の電力線通信システムＰ’における送信電力線通信相手装置Ｐ１５と受信電力線通信相手装置Ｐ２１間のデータ通信を示す。各ブロックは、上記第１の電力線通信システムＰと上記第２の電力線通信システムＰ’間の干渉及びクロストークの問題を回避するために、上記第１及び第２の電力線通信システムＰ、Ｐ’における各対の電力線通信相手装置Ｐ１、Ｐ１０及び電力線通信相手装置Ｐ１５、Ｐ２１に割り当てられた各タイムスロットに対応している。
【０１８８】
図５〜８は、図１に示す上記第１及び第２の電力線通信システムＰ、Ｐ’における送受信状態を示すグラフである。
【０１８９】
図５は、上記第１の電力線通信システムＰの上記第１の送信電力線通信相手装置Ｐ１から上記第１の電力線通信システムＰの上記第２の受信電力線通信相手装置Ｐ１０に送信される信号の減衰を示す。図５のトレース線は減衰を送信信号の周波数の関数としてｄＢで示すものである。ここでは、上記第１の電力線通信システムＰの第２の電力線通信相手装置Ｐ１０の位置において減衰を測定する。
【０１９０】
図６には、第１の電力線通信システムＰの第２の受信電力線通信相手装置Ｐ１０の位置における、第２の電力線通信システムＰ’の送信電力線通信相手装置Ｐ１５から送信される信号の減衰が別のトレース線として示されている。明らかに、第１の電力線通信システムＰの第２の受信電力線通信相手装置Ｐ１０において、第２の電力線通信システムＰ’の送信電力線通信相手装置Ｐ１５から発した信号の減衰が、第１の電力線通信システムＰの第１の送信電力線通信相手装置Ｐ１から発した信号の減衰と比較して小さくなる周波数帯域が存在する。従って、第１の電力線通信システムＰの上記第２の受信電力線通信相手装置Ｐ１０により受信すべきデータ信号よりも信号強度が大きくなる干渉又はクロストーク信号がある周波数スペクトル部分が存在する。
【０１９１】
図７では、上述の状態にはない周波数帯域、すなわち、上記第１の電力線通信システムＰの第２の受信電力線通信相手装置Ｐ１０の位置において、第１の送信電力線通信相手装置Ｐ１から送信されるデータ信号の信号強度が、第１の電力線通信システムＰ’の送信電力線通信相手装置Ｐ１５から干渉される信号よりも大きくなる周波数帯域を強調して示してある。
【０１９２】
図８は、上記第１の電力線通信システムＰの第１の送信電力線通信相手装置Ｐ１から上記第２の受信電力線通信相手装置Ｐ１０へのデータ信号送信について、各周波数帯域における信号対雑音比を大きくすることにより、可能な通信帯域幅及びデータスループットを高くするため、第２の電力線通信システムＰ’の送信電力線通信相手装置Ｐ１５の送出から図７に示す強調部分を除外した状態を示す。
【０１９３】
以下、本発明のこれらの態様及び更なる態様について、以下の説明に基づいてさらに明らかにする。
【０１９４】
以下、その機能及び／又は構造に関して互いに同等又は類似の構成要素及び／又は機能的要素については同一の指示符号で示す。これにより、各要素が出てくる度に詳細な説明を繰り返すことはしない。
【０１９５】
図１１は、本発明に係るＰＬＣモデム装置を動作させる本発明に係る方法の好ましい実施の形態のフローチャートを含む略ブロック図である。
【０１９６】
最初のセクション中に、通信相手装置ＣＰを検出するステップＳ１ａ、及び、その追加又は代案として、通信チャンネルＣＣを検出するステップＳ１ｂが実行される。これらの両ステップＳ１ａ及びＳ１ｂは選択肢とすることもできるが、しかしながら、両方とも実行することもできる。それにより、可能な通信相手装置ＣＰ及び／又は上記可能な通信相手装置ＣＰに関する可能な通信チャンネルＣＣについての情報を得ることができる。
【０１９７】
本発明に係るＰＬＣモデム装置を動作させる方法の次のセクションの次のステップＳ２においては、ステップＳ１ａ及びステップＳ１ｂから得られた情報に基づき、通信品質データＣＱＤが決定、検出及び／又は導出される。この通信品質データＣＱＤを検出するステップＳ２は、信号減衰、信号伝送レベル、雑音、及び／又は信号対雑音比に関する検出プロセス又は測定プロセスを有することもできる。
【０１９８】
本発明に係るＰＬＣモデム装置を動作させる方法の次のセクションにおいては、通信スペクトルデータＣＳＤを決定するステップＳ３ａ及び／又は通信チャンネルデータＣＣＤを決定するステップＳ３ｂが実行される。両ステップＳ３ａ及びＳ３ｂは代わりに実行することもできるし、将来の通信に使用される可能性のあるスペクトルを記述する情報及び／又は可能な適用可能通信チャンネルに関する情報を導出するために、両方とも実行することもできる。
【０１９９】
決定された通信スペクトルデータＣＳＤ及び通信チャンネルデータＣＣＤに基づき、次のセクションにおいては、それぞれの処理ステップＳ４ａ及びＳ４ｂを実行することにより、それぞれ、可能な通信スペクトルデータの中から、及び／又は可能な通信チャンネルの中から、通信スペクトルＣＳ及び／又は通信チャンネルＣＣを選択することもできる。
【０２００】
最後に、最終のステップＳ５において、前記ＰＬＣモデム装置と選択された、すなわち特定の通信相手装置ＣＰとの間に通信を確立するために、選択された通信スペクトルＣＳ及び／又はそれぞれの選択された通信チャンネルＣＣが使用される。
【０２０１】
図１１Ａ及び１１Ｂは、図１１に示した一般的スキームのサブプロセスを、特に、ネットワーク初期化フェーズ中のサブプロセス及びネットワーク通信フェーズ中のサブプロセスをそれぞれより詳細に示している。図１１Ａ及び図１１ＢのスキームのそれぞれのステップＴ０〜Ｔ８及びＵ１〜Ｕ７及びＵ１’〜Ｕ３’は基本的には一目瞭然であり、説明は不要である。
【０２０２】
図１１Ａは、アービトレーションのサブステップＴ０と測定及び評価のサブステップＴ１〜Ｔ８とを含む可能なネットワーク初期化フェーズを記述している。最終的には、それぞれの通信品質データＣＱＤ等が利用可能になる。
【０２０３】
図１１Ｂは、２対のＰＬＣモデム１０、ＰＬＣの可能な通信管理を記述している。ステップＵ１〜Ｕ３は、第１対のＰＬＣモデムの、すなわち、第１と第２のＰＬＣモデムの間の通信の確立を記述している。ステップＵ１’及びＵ２’は、第２対のＰＬＣモデムの、すなわち、第３と第４のＰＬＣモデムの間の通信前フェーズを記述している。ステップＵ４〜Ｕ６及びＵ３’は、最良又は比較良好適合する適当な通信構造を確立するための２対のＰＬＣモデム間のネゴシエーションを記述している。
【０２０４】
図１２は、本発明に係るＰＬＣモデム装置を動作させる又は通信装置／ネットワークを動作させる方法を適用することができる通信装置１又は通信ネットワーク１の略ブロック図により例示している。
【０２０５】
図１２の通信ネットワーク１又は通信装置１は、電力線搬送波モデム装置又はＰＬＣモデム装置１０、ＰＬＣを有する。追加として、上記装置又はネットワーク１は更に可能な通信相手装置２０、２１、２２、ＣＰを有する。図１２の実施の形態の事例においては、ＰＬＣモデム装置１０、ＰＬＣは通信チャンネル３１、３２、ＣＣにより上記通信相手装置２０、ＣＰに接続されている。他の通信相手装置２１、２２の間及びそれらの通信相手装置へのそれぞれの接続のために、更なる通信チャンネル３３〜３９、ＣＣが備えられている。
【０２０６】
本発明に係るＰＬＣモデム装置１０、ＰＬＣを動作させる方法を適用する際には、関係通信相手装置２０、ＣＰとの通信のためのどの通信チャンネルが利用可能であるかをまず確認することもできる。それぞれの通信チャンネル３１及び３２が発見された後に、どのそれぞれの通信スペクトルデータＣＳＤ並びに通信チャンネルデータＣＣＤが導出されるかに基づき、通信品質データＣＱＤが収集及び評価される。前記ＰＬＣモデム装置１０とそれぞれの通信相手装置２０との間に確立すべき次の通信のために導出された通信スペクトルデータＣＳＤ及び通信チャンネルデータＣＣＤに基づき、通信のためのそれぞれのチャンネル及びそれぞれのスペクトルが選択される。
【０２０７】
この選択は、実際の現在の状況において通信装置又は通信ネットワークの通信、スペクトル及びチャンネル能力に最良に適合する通信を確立するために実現される。
【０２０８】
本発明に係る通信装置又は通信ネットワークを動作させる方法の好ましい実施の形態によれば、あらゆるノードが、従って、あらゆるＰＬＣモデム装置が、それぞれの動力線の雑音、信号の減衰及びそれぞれの通信相手装置までの距離を測定できるようになる。図１３は、動作のプロセス中及び通信のプロセス中に生じることがある異なる測定結果を例示している。
【０２０９】
図１３は、信号レベルを信号の周波数の関数としてグラフ表示したものである。トレース線ＣＳ１は、ＰＬＣ通信プロセスに関与する全てのノードには既知である伝送信号又は基準信号を例示している。ＣＳ２により表示されたトレース線は伝送後の受信信号を表し、原信号ＣＳ１に関するぞれぞれの伝送依存減衰を示している。最後に、ＣＳ３により表示されたトレース線は、それぞれの伝送プロセス中に得られた局所的雑音を例示している。伝送信号は全てのノードには既知のものであり、従って、全ての加入ＰＬＣモデム装置には既知のものであり、既知の信号の伝送体は受信側又は受信機側において測定することができるので、２つの加入装置、すなわち、送信側のＰＬＣモデム装置と受信側の通信相手装置ＣＰ又はその逆の間のそれぞれの減衰を算出することができる。従って、電力線における局所的スヌープにより、受信機側における雑音を測定することができる。伝送レベルを知ることにより、信号の減衰、雑音、及び利用可能な信号対雑音比を算出することができる。
【０２１０】
図１４は信号対雑音比ＳＮＲのスペクトル表示である。
【０２１１】
信号対雑音比ＳＮＲは、シャノンの法則を使用して上記式（３）に従って計算することもできるが、ここでは、上記式（３）は以下のようになる。
【０２１２】
【数９】
0005592325.tif 000010
【０２１３】
図１３及び１４に示した状況においては、信号対雑音比ＳＮＲは以下のようになる。
【０２１４】
【数１０】
0005592325.tif 000011
【０２１５】
その場合、それぞれのチャンネル能力Ｃは以下のようになる。
【０２１６】
【数１１】
0005592325.tif 000012
【０２１７】
ここで、ｆｓｔａｒｔ及びｆｓｔｏｐは、以下の式の必要な帯域幅Ｂｗについての周波数帯域の境界を表す。
【０２１８】
【数１２】
0005592325.tif 000013
【０２１９】
図１４では、ＳＮＲについては、２０ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ、５０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ、並びに６０ＭＨｚ〜８０ＭＨｚの同等の高い値を有する範囲となっている。
【０２２０】
図１５は、減衰レベルを２つの通信装置の間の距離の関数として例示するための通信チャンネルに沿った信号減衰のスペクトル表示である。図１５では、ＣＳ４により表示されたトレース線は、長距離チャンネルについての伝送信号の減衰を例示している。ＣＳ５により表示されたトレース線は、中距離チャンネルの減衰レベルを例示している。最後に、ＣＳ６により表示されたトレース線は、短距離チャンネルからの減衰レベルを例示している。
【０２２１】
図１６Ａ及び１６Ｂは、本発明が取り扱うことのできる放射状況の概略を例示している。
【０２２２】
図１６Ａに示した状況では、ＰＬＣは関連の外部無線サービス又は無線源を検出する為に空中でスヌープする。電力線チャンネルである通信チャンネル３１、ＣＣを介しての通信相手装置２０、ＣＰへの通信を確立した場合は、電力線及びモデム装置１０とモデム装置２０との間の通信プロセスから来る放射を介しての外部無線源又は無線サービスに対する干渉、及び／又は上記電力線チャンネル３１、ＣＣを介して上記外部無線源又は無線サービスから来る上記無線源又は無線サービスからの干渉を回避するために、外部無線源又は無線サービスの周波数又はスペクトル範囲は回避され、又は使用されない。
【０２２３】
図１６に示した状況では、動力線チャンネル３１、ＣＣ自体からの放射を検出するために、ＰＬＣモデム装置１０、ＰＬＣは空中でスヌープする。
【０２２４】
図１７には、本発明に係るＰＬＣモデム装置１０、ＰＬＣのいくつかの装置の態様が略ブロック図により記載されている。
【０２２５】
電力線通信は、上記ＰＬＣモデム装置１０、ＰＬＣは電力線インタフェースＰＬＩを介して例えば電力線システムのソケットに接続することにより実現される。送受信データが構成され、備えられたＣＰＵ及び評価・推定ユニット（ＥＥＵ）それぞれにより解析される。それに加えて、特定の通信チャンネル３１、３２、ＣＣ及び／又は通信スペクトルＣＳに関する信号を無線受信するために、アンテナインタフェースＡＩを有するアンテナＡが備えられている。評価・推定ユニット（ＥＥＵ）により、放射、干渉及びチャンネル品質を評価することができる。高いＰＬＣ品質を保証するために、通信スペクトルＣＳ及び／又は通信チャンネル３１、３２、ＣＣを変えることもできるし、及び／又は、通信スペクトルＣＳ及び／又は通信チャンネル３１、３２、ＣＣの変更の有無にかかわらず、伝送状態、例えば、送信電力を適応させることもできる。
【０２２６】
電力制御ユニットＰＣは、ＰＬＣ伝送のための電力レベルを調節し、パワーバックオフ及びＱｏＳ概念を実現するように構成されている。
本発明の意味においては、上記特徴を任意に組み合わせることもできる。
【符号の説明】
【０２２７】
１００  通信環境、Ｃｈ１〜Ｃｈｎ  第１のＰＬＣシステムＰにおいて可能な通信チャンネル、Ｃｈ１’〜Ｃｈｎ’  第２のＰＬＣシステムＰ’において可能な通信チャンネル、Ｐ  第１の電力線通信システム、Ｐ’  第２の電力線通信システム、Ｐ１  第１の送信電力線通信相手装置、Ｐ７  電力線通信相手装置、Ｐ１０  第２の受信電力線通信相手装置、Ｐ１５  送信電力線通信相手装置、Ｐ２１  受信電力線通信相手装置、１  本発明に係る通信装置、通信ネットワーク、１０  ＰＬＣモデム装置、ＰＬＣモデム、２０  通信相手装置、２１  通信相手装置、２２  通信相手装置、３１〜３９  通信チャンネル、ＣＣ  通信チャンネル、ＣＣＤ  通信チャンネルデータ、ＣＰ  通信相手装置、ＣＱＤ  通信品質データ、ＣＳＤ  通信スペクトルデータ、ＣＳ  通信スペクトル、ＰＬＣ  ＰＬＣモデム装置、ＰＬＣモデム、Ａ  アンテナ、アンテナ装置、ＡＩ  アンテナインタフェース、ＣＰＵ  中央演算装置、プロセッサ、ＥＥＵ  推定・評価ユニット、Ｍ  メモリ、ＰＣ  電力制御装置、電力レベル制御装置、ＰＬＩ  電力線インタフェース、Ｓ  ソケット、ＰＬＣソケット、ＰＬＣ接続手段
【図１】
0005592325.tif 000014
【図２】
0005592325.tif 000015
【図３】
0005592325.tif 000016
【図４】
0005592325.tif 000017
【図５】
0005592325.tif 000018
【図６】
0005592325.tif 000019
【図７】
0005592325.tif 000020
【図８】
0005592325.tif 000021
【図９】
0005592325.tif 000022
【図１０】
0005592325.tif 000023
【図１１】
0005592325.tif 000024
【図１１Ａ】
0005592325.tif 000025
【図１１Ｂ】
0005592325.tif 000026
【図１２】
0005592325.tif 000027
【図１３】
0005592325.tif 000028
【図１４】
0005592325.tif 000029
【図１５】
0005592325.tif 000030
【図１６Ａ】
0005592325.tif 000031
【図１６Ｂ】
0005592325.tif 000032
【図１７】
0005592325.tif 000033