(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力線を伝送路として使用する電力線搬送システムを構成する受信機の受信信号増幅装置において、
搬送波の１サイクル毎に位相基準を検出し変調信号を受信する領域を定める位相基準検出手段と、
搬送波の１サイクル毎に受信した変調信号を抽出する変調信号抽出手段と、
受信した変調信号を前回受信した変調信号に位相を一致させて加算する変調信号演算手段とを有し、
前記変調信号演算手段は、位相基準点検出手段からの領域情報に基づいて変調信号存在領域のデータを取り込む変調信号存在領域取込手段と、変調信号存在領域取込手段が取り込んだデータと基準レベルとを比較して変調信号存在領域から変調信号を検出する信号レベル比較手段と、変調信号データを取り込むデータ取込手段と、今回取り込んだ変調信号データと前回加算した変調信号データとを加算する加算手段とを有して構成され、変調信号に搭載されたデータ信号の位相を一致させることを特徴とする受信信号増幅装置。
【請求項２】
交流電力線を伝送路として使用する電力線搬送システムの受信機での受信信号を増幅する方法において、
受信した搬送波から位相基準点を検出し、検出した位相基準点から変調信号を含む変調信号存在領域を切り出す変調信号存在領域を定める処理と、
変調信号存在領域内にある変調信号と基準レベルを比較して変調信号の開始部を検出する処理と、
変調信号の開始部から所定の関係にあるデータを取り込むデータ取込処理と、
取り込んだデータと前回加算したデータとを加算する加算処理と、
加算回数が所定の回数であったときに加算信号を増幅信号として出力する処理と
からなることを特徴とする受信信号増幅方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配電線のように交流電力を供給する交流電力線を伝送路として使用する電力線搬送システムにおける受信機の変調信号増幅装置および受信信号増幅方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電力会社での自動検針システムなどに適用が想定される電力線搬送システムは、図５に示すように、電源６に接続され、多数の電気機器７が接続された電力線５に、電力線５上の搬送波（交流電圧波）Ｖａの所定の位置ｔｓに変調信号Ｃｎを搭載して送出する送信機３と、電力線５上の搬送波Ｖａから変調信号Ｃｎを受信する受信機１を接続して構成される。
【０００３】
このような電力線搬送システムは、図６に示すように、変調信号送信機側では、搬送波Ｖａの１サイクル毎に位相基準点Ｒｆから一定の時間ｔｓ後に変調信号Ｃ１，Ｃ２を順次送出して搬送波Ｖａに搭載し、変調信号受信機側では、搬送波Ｖａの位相基準点Ｒｆからそれぞれ一定時間ｔｓ後に変調信号Ｃ１，Ｃ２を取り込み、取り込んだサイクル毎の変調信号Ｃ１，Ｃ２を加算して増幅信号Ｃｔを得ている。
【０００４】
上記電力線搬送システムを運用するには、送信機側の搬送波Ｖａの周期１／ｆと、受信機側の搬送波Ｖａの周期１／ｆとの間に相違がないことが前提となっている。ところで、電力線５に接続された多数の電気機器７からなる負荷は、時々刻々と負荷変動しているので、搬送波Ｖａは、この負荷変動によって位相回転を生起し、受信側の搬送波Ｖａの位相基準点がサイクル毎に瞬時に変動する。
【０００５】
このような位相回転を生じる伝送路を介して受信した信号は、図７に示すように、変調信号Ｃ１が搭載されたサイクルでは、位相基準点Ｒｆは正規の時間に現れ、これから所定時間後ｔｓに変調信号Ｃ１は正しい位相で取り出される。しかしながら、変調信号Ｃ２が搭載されたサイクルでは位相基準点Ｒｆは、周期１／ｆ後の正規な時刻に検出される位相基準点Ｒｆｂよりも遅延量Δｔだけ変化した時点（１／ｆ）＋Δｔに現れ、変調信号Ｃ２もΔｔだけ位相が変化して取り出される。
【０００６】
したがって、変調信号Ｃ１と変調信号Ｃ２を単純に加算して増幅した加算信号Ｃｔは、正しい内容を示さないことになる。すなわち、電力線搬送システムにおいては、搬送波Ｖａは、電力線に接続された多数の負荷機器による負荷変動の発生に起因して位相基準点Ｒｆに変動を生じ、受信機側で位相基準点が数１０μ秒から数１００マイクロ秒程度の変動を生じ、これらの状況でサイクル毎に取り出した変調信号Ｃｎを加算する場合、有効な加算ができず、受信波形増幅に影響を与えていた。例えば、変調波Ｃｎの周波数５ｋＨｚであるときに、位相変動（Δｔ）が１００マイクロ秒であるときには、変調信号Ｃ１と変調信号Ｃ２の位相が反転し、これらを加算した増幅信号Ｃｔは“０”となって信号を検出することができなくなる。
【０００７】
また、電力線路のインピーダンスと負荷機器のインピーダンスで動的な変動がなくとも、電源電圧波の位相回転が数１０μ秒以上発生する場合がある。この場合にも上記と同様の問題を生じていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、電力線搬送システムにおいて、電力線に接続された受信機側において生じる瞬間的な搬送波の位相変動に影響されずに変調信号を正確に加算増幅することができる、信頼性を向上した電力線搬送システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、交流電力線を伝送路として使用する電力線搬送システムを構成する受信機の受信信号増幅装置において、搬送波の異なるサイクルに搭載された複数の変調信号の位相を一致させて加算する手段を設けた。
【００１０】
本発明は、交流電力線を伝送路として使用する電力線搬送システムを構成する受信機の受信信号増幅装置において、搬送波の１サイクル毎に位相基準を検出し変調信号を受信する領域を定める位相基準検出手段と、搬送波の１サイクル毎に受信した変調信号を抽出する変調信号抽出手段と、受信した変調信号を前回受信した変調信号に位相を一致させて加算する変調信号演算手段とを有し、前記変調信号演算手段を、変調信号に搭載されたデータ信号の位相を一致させるようにした。
【００１１】
本発明は、上記受信信号増幅装置において、前記演算回路を、位相基準点検出手段からの領域情報に基づいて変調信号存在領域のデータを取り込む変調信号存在領域取込手段と、変調信号存在領域取込手段が取り込んだデータと基準レベルとを比較して変調信号存在領域から変調信号を検出する信号レベル比較手段と、変調信号データを取り込むデータ取込手段と、今回取り込んだ変調信号データと前回加算した変調信号データとを加算する加算手段とを設けて構成した。
【００１２】
本発明は、交流電力線を伝送路として使用する電力線搬送システムの受信機での受信信号を増幅する方法において、受信した搬送波から位相基準点を検出し、検出した位相基準点から変調信号を含む変調信号存在領域を切り出す変調信号存在領域を定める処理と、変調信号存在領域内にある変調信号と基準レベルを比較して変調信号の開始部を検出する処理と、変調信号の開始部から所定の関係にあるデータを取り込むデータ取込処理と、取り込んだデータと前回加算したデータとを加算する加算処理と、加算回数が所定の回数であったときに加算信号を増幅信号として出力する処理と有する受信信号増幅方法とした。
【００１３】
交流電力線を伝送路として使用する電力線搬送システムに使用する受信機の受信信号増幅装置に、搬送波の１サイクル毎に位相基準を検出する位相基準検出手段と、搬送波の１サイクル毎に変調信号を受信する変調信号受信手段と、受信した変調信号を遅延させる変調信号遅延手段と、変調信号受信手段から出力される変調信号と変調信号遅延手段から出力される遅延変調信号を加算する信号加算手段とを設け、前記変調信号遅延手段の遅延量を位相基準検出手段の出力に基づいて決定するようにした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる電力線搬送システムにおける受信機の受信信号増幅装置の実施の形態について図１を用いて説明する。図１は、電力線搬送システムに用いる受信機における、変調信号の加算タイミングを補正して加算増幅する受信信号増幅装置の構成の概要を示している。
【００１５】
電力線搬送システムに接続される受信機１の受信信号増幅装置１０は、変調信号抽出回路１１と、位相基準点検出回路１３と、演算回路１５と、記憶装置１７とを有している。
【００１６】
以下の説明で、搬送波Ｖａは電力線５上の交流電圧波又は交流電流波のことであり、変調信号Ｃｎは搬送波Ｖａに搭載されるデータを含む変調信号を言い、変調信号の始まりを示すパイロット信号部とデータ部とから構成される。さらに、Ｒｆは位相基準点を、位相基準点Ｒｆｎは搬送信号Ｖａの任意のサイクルにおける位相基準点を意味し、位相基準点Ｒｆｎ＋１はＲｆｎの後のサイクルの位相基準点を意味する。また、変調信号Ｃｎは搬送信号Ｖａの任意のサイクルに搭載された変調信号を意味し、変調信号Ｃｎ＋１はＣｎの後のサイクルに搭載された変調信号を意味している。
【００１７】
変調信号抽出回路１１は、例えば、バンドパスフィルタから構成され、搬送波Ｖａに搭載された変調信号Ｃｎを抽出し、演算回路１５に出力する。
【００１８】
位相基準点検出回路１３は、電力線５上の変調信号Ｃｎを搭載した搬送波Ｖａの電圧変化を監視して位相基準点Ｒｆを検出し、演算回路１５に位相基準点Ｒｆから所定の時間ｔｓだけ遅延した時点で変調信号を取り出すタイミングと期間を示すウインドウ信号Ｗｄを出力する。
【００１９】
演算回路１５は、変調信号抽出回路１１からの抽出変調信号Ｃｎからウインドウ信号Ｗｄを用いて変調信号に搭載されたデータを取り込み、取り込んだデータを所定の回数のサイクル分加算して加算増幅信号ｎ・Ｃｎとして出力する働きを有している。
【００２０】
記憶装置１７は、演算回路１５から送られてくる変調信号Ｃｎに搭載されたデータを格納する。
【００２１】
演算回路１５の具体的な機能構成を図２を用いて説明する。
演算回路１５は、変調信号存在領域取込手段１５１と、レベル比較手段１５３と、データ取込手段１５５と、加算手段１５９と、基準レベル１５７とを有して構成される。
【００２２】
変調信号存在領域取込手段１５１は、位相基準点検出回路１３が検出した位相基準点信号Ｒｆに基づいて、変調信号Ｃｎが存在する領域とその前後の領域を含む変調信号抽出回路１１で抽出した信号を取り込むとともに、アナログ信号をディジタル信号に変換する働きを有している。
【００２３】
レベル比較手段１５３は、変調信号Ｃｎのレベルを基準レベル１５７と比較し、変調信号Ｃｎのレベルが基準レベルを上回ったときに変調信号Ｃｎの始まりを認識し、変調信号Ｃｎを検出する。
【００２４】
データ取込手段１５５は、変調信号Ｃｎに搭載されたデータを取り込み、所定のタイミングで加算器１５９に出力する。
【００２５】
加算器１５９は、データ取込手段１５５から送られてきた変調信号Ｃｎのデータと、記憶装置１７から読み出した前回までの変調信号の加算結果とを加算し、新たな加算結果信号を記憶装置１７に出力する。加算回数が所定の回数であるときには、加算結果ｎ・Ｃｎを増幅信号として出力する。
【００２６】
この受信信号増幅装置１０は、図３に示すように、交流電力線５を伝送路として使用する電力線搬送システムの受信機１において、受信した搬送波Ｖａから位相基準点Ｒｆを検出し、検出した位相基準点Ｒｆから変調信号Ｃｎを含む変調信号存在領域を切り出す変調信号存在領域Ｗｄを定め、変調信号存在領域Ｗｄ内にある変調信号Ｃｎと予め設定された基準レベルを比較して変調信号Ｃｎの開始部を検出し、変調信号の開始部から所定の関係にあるデータを取り込み、取り込んだデータと前回加算したデータとを所定の回数であったときに加算信号を増幅信号として出力することからなる。
【００２７】
受信信号増幅装置１０における増幅処理を、図３および図４を用いて説明する。電力線５上の電圧波形Ｖａを監視する位相基準点検出回路１３が例えば電圧波形Ｖａの最大振幅を検出して位相基準点Ｒｆを検出する（Ｓ１）と、位相基準点Ｒｆから所定の時間Ｔｓだけ遅延した時刻を含む変調信号Ｃｎを取り出すウインドウＷｄを形成する（Ｓ２）。
【００２８】
変調信号存在領域取込手段１５１は、位相基準点検出回路１３からのウインドウをＷｄを用いて変調信号Ｃｎを含む領域のデータを取り込み（Ｓ３）、取り込んだ変調信号Ｃｎデータをアナログ信号からディジタル信号に変換する。
【００２９】
レベル比較手段１５３は、変調信号存在領域取込手段１５１から送られてきた変調信号Ｃｎを含むデータと基準レベル１５７とを比較し（Ｓ４）、変調信号Ｃｎのパイロット部分を検出して（Ｓ５）、変調信号Ｃｎのパイロット部分の後に位置するデータ部分のデータをデータ取込手段１５５に取り込む（Ｓ６）。
【００３０】
このデータＣｎ＋１と前回記憶装置１７に格納したデータＣｎとを加算して（Ｓ７）、加算結果を記憶装置１７に格納する（Ｓ８）。ステップＳ７の処理において、今回のデータ取込処理が第１回目の処理であるときには、前回記憶装置１７に格納されたデータＣｎは“０”であり、ステップＳ８で今回のデータが記憶装置１７に格納される。
【００３１】
次いで、加算回数が予め設定された所定の回数行われたかを判断し（Ｓ９）、所定回数加算されたときに（Ｙｅｓ）増幅データｎ・Ｃｎを出力するとともに、記憶装置１７に格納されたデータを削除して、変調信号の象封処理を終了する。
【００３２】
ステップＳ９において、所定回数の加算が終了していないとき（Ｎｏ）には、ステップＳ１に戻って新たなデータ取込処理を継続する。
【００３３】
このようにして、本発明によれば、電力線搬送システムにおいて、受信側において搬送波に位相のずれが生じた場合でも、変調信号を複数回正確に加算することができる。
【００３４】
上記の説明において、ウインドウＷｄの幅は、本発明の電力線搬送システム電力線搬送システムが適用される電力線５において予測される最大位相回転時の変調信号Ｃｎを脱落なくに取り込むことができる幅を持つことが必要である。
【００３５】
さらに、変調信号存在領域取込手段１５１に入力される変調信号Ｃｎは、ウインドウＷｄによって取り込むことができる時間だけ遅延されている。
【００３６】
上記説明においては、変調信号Ｃｎはデータ部のみを加算する方式で説明したが、パイロット部を含む変調信号Ｃｎ全体を加算処理する方式としてもよい。
【００３７】
この説明においては、変調信号の一連の処理をディジタル量に変換して処理した場合を示したが、これらの一連の処理は、アナログ処理であってもよく、必要な個所のみディジタル量に変換してもよい。また、実施の態様説明では、信号の始まりをレベル比較手段により認識する方式を示したが、この認識処理はレベル比較手段に限定したものではなく、信号波形の比較などの処理によって信号の始まりを検出する方法など各種の認識方法を用いることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電力線搬送システムにおいて、受信機側の交流電圧波の位相変動による、変調信号の瞬時的なズレに関係なく、効率よく変調信号を増幅し復元することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる電力線搬送システムに用いる受信信号増幅装置の構成を説明するブロック図。
【図２】図１の受信信号増幅装置の演算回路の詳細な機能構成を説明するブロック図。
【図３】本発明にかかる変調信号加算増幅処理の流れを説明するフロー図。
【図４】本発明における変調信号抽出の態様を説明する波形図。
【図５】電力線搬送システムの構成を説明するブロック図。
【図６】変調信号の加算増幅の態様を説明する波形図。
【図７】位相回転が発生した場合の変調信号の加算増幅の態様を説明する波形図。
【図１】
0003630611.tif 000002
【図２】
0003630611.tif 000003
【図３】
0003630611.tif 000004
【図４】
0003630611.tif 000005
【図５】
0003630611.tif 000006
【図６】
0003630611.tif 000007
【図７】
0003630611.tif 000008