(57)【要約】【課題】  電力線モデム用の改良したシステム及び方法を提供する【解決手段】  １実施例によれば、電子システムを動作させる方法が、電力線上の入ってくる送信を検知し、且つ該入ってくる送信を検知すると該電力線に結合されているスイッチングモード電源のスイッチング挙動を修正させる、ことを包含している。修正することは、該スイッチングモード電源によって発生される干渉のレベルを減少させる。【選択図】  図１ａ
2014087056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子システムを動作させる方法において、
電力線上の入ってくる送信を検知し、
該入ってくる送信を検知すると該電力線に結合されているスイッチングモード電源のスイッチング挙動を修正する、
ことを包含しており、該修正することが該スイッチングモード電源によって発生される干渉のレベルを減少させる、方法。
【請求項２】
請求項１において、
該スイッチング挙動を修正することが高調波拡散をディスエーブルさせることを包含している方法。
【請求項３】
請求項１において、
該電子システムの受信能力が該スイッチング挙動を修正する結果として改善される方法。
【請求項４】
請求項１において、更に、
該入ってくる送信を検知する場合に該スイッチングモード電源の電力出力を減少させる、
ことを包含している方法。
【請求項５】
請求項４において、該電力出力を減少させることが、該スイッチングモード電源のＤＣ出力へ結合されている負荷の電力消費を減少させることを包含している方法。
【請求項６】
請求項５において、該負荷の電力消費を減少させることが、ビデオディスプレイ装置のバックライトの電力消費を減少させることを包含している方法。
【請求項７】
請求項６において、該バックライトの電力消費を減少させることが、
現在表示されている画像の暗さに比例して該バックライトの電力消費を減少させ、且つ
該入ってくる送信が第１画像から第２画像への遷移期間中に発生する場合に該バックライトの電力消費を更に減少させる、
ことを包含している方法。
【請求項８】
請求項５において、該負荷の電力消費を減少させることがメディア装置の電力消費を減少させることを包含している方法。
【請求項９】
請求項８において、
該メディア装置がオーディオ装置を包含しており、且つ
該オーディオ装置の電力消費を減少させることが該オーディオ装置によってレンダリングされるオーディオ信号の振幅に逆比例して該オーディオ装置の電力消費を減少させる、
ことを包含している方法。
【請求項１０】
請求項８において、更に、
該メディア装置によってレンダリングされるメディア信号に従ってデータ送信を同期させる、
ことを包含している方法。
【請求項１１】
請求項１０において、更に、
該メディア信号のコンテント強度のパターンを決定する、
ことを包含しており、該データ送信を同期させることがその決定されたパターンに従って該送信を同期させることを包含している方法。
【請求項１２】
請求項１において、更に、
該入ってくる送信を受信することに応答してアクノレッジメント（ＡＣＫ）信号を送信する、
ことを包含している方法。
【請求項１３】
請求項１２において、更に、
該入ってくる送信を検知する場合に該スイッチングモード電源の電力出力を減少させ、
該入ってくる送信が受信された後に該スイッチングモード電源の電力出力を増加させ、且つ
該電力出力が増加される後まで該ＡＣＫ信号の送信を遅延させる、
ことを包含している方法。
【請求項１４】
電力線へ結合されるべく形態とされている送信検知器を有するシステムにおいて、
該送信検知器が該電力線上の受信したデータ送信を検知する形態とされており、
該送信検知器がスイッチングモード電源へ結合されるべき形態とされている第１出力を有しており、且つ
該第１出力が該電源の干渉のレベルを減少させるためにスイッチングを修正すべく該スイッチングモード電源へ信号を送る形態とされている、
システム。
【請求項１５】
請求項１４において、該送信検知器が電力線モデムを有しているシステム。
【請求項１６】
請求項１４において、該送信検知器が入ってくるデータパケットのプリアンブルを検知する形態とされているシステム。
【請求項１７】
請求項１４において、該送信検知器が、更に、該スイッチングモード電源へ結合されている負荷へ結合されるべき形態とされている第２出力を有しており、該第２出力が該スイッチングモード電源から消費される電力を減少させるために該負荷へ信号を送る形態とされているシステム。
【請求項１８】
システムにおいて、
電力線へ結合されるべき形態とされている送信検知器であって、該電力線上の受信したデータ送信を検知し且つデータ送信が受信中であることを第１出力信号を介して表すべく形態とされている送信検知器、
該第１出力信号へ結合されており且つ該電力線へ結合されるべき形態とされているスイッチングモード電源であって、該第１信号がデータ送信を受信中であることを表す場合にそのスイッチング挙動を修正し、該受信されているデータ送信に対してより多くのチャンネル資源が使用可能であるようにそのスイッチング挙動を修正するスイッチングモード電源、
を有しているシステム。
【請求項１９】
請求項１８において、データ送信を受信中であることを該第１信号が表す場合に、該スイッチングモード電源が高調波拡散をディスエーブルさせるシステム。
【請求項２０】
請求項１８において、該送信検知器が、該受信される送信が完全に受信される前に該受信される送信のプリアンブルを検知することによって受信される送信を検知する形態とされているシステム。
【請求項２１】
電子システムを動作させる方法において、
第１受信機を使用して電力線上の入ってくるデータ送信の開始を検知し、
その上でデータが受信中の１個以上のキャリアと関連する変調密度を決定し、
その決定に基づいて該第１受信機に結合されているスイッチングモード電源のスイッチング挙動を設定する、
ことを包含している方法。
【請求項２２】
請求項２１において、更に、
該電源のスイッチング周波数を設定する、
ことを包含しており、該電源によって発生される高調波が最も低い変調密度を有しているキャリアと関連している周波数に該当する方法。
【請求項２３】
請求項２２において、該電源のスイッチング周波数を設定することがホップシーケンスに従って該スイッチング周波数を設定することを包含している方法。
【請求項２４】
請求項２３において、更に、
該ホップシーケンスに基づく送信周波数を使用して出て行くデータ送信を送信することを包含している方法。
【請求項２５】
請求項２３において、更に、
該ホップシーケンスを決定する、
ことを包含しており、該ホップシーケンスを決定することが、
複数個の候補周波数キャリアのチャンネル品質を測定するか又はすでに測定したチャンネル品質を抽出し、
該候補周波数キャリアを測定したチャンネル品質に従ってランク付けし、且つ
該ホップシーケンスに対して低いランクを有する候補周波数キャリアを選択する、
ことを包含している方法。
【請求項２６】
請求項２１において、該スイッチングモード電源のスイッチング挙動を設定することが、該入ってくるデータ送信との干渉を回避するために該スイッチングモード電源のスイッチング周波数を調節することを包含している方法。
【請求項２７】
システムにおいて、
電力線に結合され、電力線上の入ってくるデータ送信を受信し、且つ該受信したデータ送信の受信周波数を決定する形態とされている受信機、及び
該受信機に結合されているスイッチングモード電源制御モジュールであって、該決定された受信周波数に基づいてスイッチングモード電源のスイッチング挙動を修正する形態とされているスイッチングモード電源制御モジュール、
を有しているシステム。
【請求項２８】
請求項２７において、該受信機が所定のホップシーケンスに基づいて受信周波数を決定する形態とされているシステム。
【請求項２９】
請求項２８において、該所定のホップシーケンスがチャンネルプロファイルに従って決定され、該スイッチングモード電源のスイッチング周波数の高調波が最も低い変調密度を有しているキャリアと関連する周波数に該当するような形態とされているシステム。
【請求項３０】
請求項２８において、更に、
該所定のホップシーケンスに基づく送信周波数を使用して出て行くデータ送信を送信する形態とされている送信機、
を有しているシステム。
【請求項３１】
請求項２７において、該スイッチングモード電源制御モジュールが該受信したデータ送信との干渉を回避するために該スイッチングモード電源のスイッチング周波数を調節することによって該スイッチング挙動を修正する形態とされているシステム。
【請求項３２】
請求項２７において、更に、
該スイッチングモード電源
を有しているシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大略、電子回路に関するものであって、更に詳細には、電力線モデム用システム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のユーティリティ及び家屋の電力線を介してのデジタル及びアナログデータ通信は、装置間におけるポイントツーポイント（point-to-point）及びポイントツーマルチポイント（point-to-multipoint）の通信に対する確立されている方法である。この様な通信において、データを担持している通信信号は、一層高い周波数を使用して、５０乃至６０Ｈｚの交流（ＡＣ）電力線上に重畳されている。中央コンピュータは、遠隔電力適用を制御するため、遠隔ユーティリティ利用をモニタするため、又はエネルギ節約をサポートするために、この様な電力線通信システムを使用する場合がある。例えば、中央コンピュータは、ヒータ、エアコン、電気照明などの動作を制御する場合がある。電力線通信システムは、又、ＩＥＥＥ１９０１、ＩＥＥＥＰ１９０１．２，ＨｏｍｅＰｌｕｇ等の電力線通信ネットワークを使用して、インターネット、マルチメディア、及びホームエンターテイメントシステムをサポートするために高速ブロードバンドデータをサポートするために使用される場合がある。
【０００３】
２個のモデム又はネットワークノード間のリンク等の電力線通信リンクの処理能力は、環境電気干渉によって影響される場合があり、且つ干渉のレベルが高い場合には劣化が発生する場合がある。例えば、テレビ又はコンピュータ等の電気器具が、モデムが同じ電力線に取り付けられている点の近傍においてその電力線に取り付けられている場合には、その電気器具のスイッチングモード電源からのスイッチングノイズがその電力線上に擾乱を発生し信号対雑音比及び電力線モデムに使用可能な帯域幅を減少させる場合がある。幾つかの場合においては、その電力線上に重畳されるデータ信号の高い減衰がある場合にはこれらの擾乱は悪化する場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであって、上述した従来技術の欠点を解消し、改良した電力線モデム用のシステム及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１実施例によれば、電子システムを動作させる方法が、電力線上に入ってくる送信を検知し、且つその入ってくる送信を検知すると該電力線に結合されているスイッチングモード電源のスイッチング挙動を修正する、ことを包含している。修正することは、スイッチングモード電源によって発生される干渉のレベルを減少させる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１ａ】１実施例電力線通信ノードを示した概略図。
【図１ｂ】１実施例電力線通信ノードを示した概略図。
【図１ｃ】１実施例電力線通信ノードを示した概略図。
【図２】１実施例バックライト型ディスプレイの概略図。
【図３】１実施例電力線通信システムの概略図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）はスイッチングモード電源の例示的なスペクトルを示した各グラフ。
【図５】受信パケットと実施例制御信号との間の関係を示した実施例波形線図。
【図６】１実施例方法のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
幾つかの実施例の構成及び使用について以下に詳細に説明する。しかしながら、理解すべきことであるが、本発明は広く多様な特定の文脈において実現することが可能な多くの適用可能な発明概念を提供している。説明する特定の実施例は、本発明を構成し且つ使用するための特定の態様の単なる例示であって、本発明の範囲を制限するものではない。
【０００８】
本開示は特定の文脈、即ち電力線モデム用のシステム及び方法、における実施例に関して記載される。本発明の実施例は、これらに制限されるものではないが、通信システム及びスイッチングモード電源などのその他の回路及びシステムに適用することも可能である。
【０００９】
通常、本発明の実施例は、スイッチングモード電源がより少ない電力線ノイズを発生させるような態様でスイッチングモード電源の動作パラメータに影響を与える。発生する電力線ノイズをより少なくすることによって、一層高いＳＮＲ及び／又は一層多くの帯域幅が電力線通信システムに対して使用可能となる。これらの動作パラメータは、電力線モデムがパケットを受け取る場合に、修正することが可能である。例えば、電力線モデムが受信パケットのプリアンブルを検知すると、受信したデータ送信に関する電力線ノイズの影響を減少させるために一つ以上の異なるアクションを取ることが可能である。モデムがそのパケットの終わりを検知すると、電源及び電気器具は通常動作へ復帰させることが可能である。幾つかの実施例においては、これらのパケットは分割し、且つ複数のフレームにおける断片として送信し且つ受信することが可能である。
【００１０】
１実施例においては、スイッチングモード電源の周波数変動をサスペンド即ち一時中止させることが可能である。この周波数変動は、ピーク高調波エネルギを減少させるために多くの電源によって使用される高調波拡散のことを意味している。この周波数変動をサスペンドすることによって、電力線通信のために一層多くの帯域幅を使用可能とすることが可能である。ＯＦＤＭ等のマルチキャリアシステムにおいては、高調波の中心周波数間の周波数を占有するキャリアは一層高いＳＮＲでのデータ送信用に使用することが可能である。
【００１１】
受信データに関しての電力線ノイズの影響を減少させる別の実施例方法は、スイッチングモード電源のＤＣ電源パワー出力を減少させることによるものである。パワー出力を減少させることによって、スイッチングエネルギの全体的なレベルが減少される。このことはその擾乱ノイズフロアー（floor）を低下させ且つ一層多くのビットを送信させることを可能とさせる。例えば、幾つかの実施例ＯＦＤＭシステムにおいては、処理能力を改善させるために一層高いＳＮＲの存在下において、一層複雑なコンステレーション及び／又は強引性のより少ないコーディングを使用することが可能である。他の実施例ＯＦＤＭシステムにおいては、例えばＱｏＳ適用例において、一層低いエラー率を実現するために、一層小さなコンステレーション及び一層強引なコーディング手法を維持することが可能である。
【００１２】
１実施例においては、このＤＣ電源出力における減少は、スイッチングモード電源上の負荷を減少させることによって発揮させることが可能である。スイッチングモード電源へ結合されている電気器具は、受信パケットの期間の間、一時的な低パワーモードとさせることが可能である。例えば、ＬＥＤバックライト型テレビの場合には、受信パケットの期間中に、ＬＥＤバックライトをシャットオフさせるか又はその輝度を減少させることが可能である。受信パケットの長さは非常に短いので、例えば５００μｓ、照明における減少は人間の目によって知覚不可能である場合がある。幾つかの実施例において、パワーは１０％乃至２０％だけ減少される。
【００１３】
１実施例において、即ちテレビ等のレンダリング装置のステータスに関連する情報において、可視的なフリッカ効果等のパワー減少から発生するアーチファクト即ち人工的効果を考慮に入れるためにパワー減少のレベルに関して決定を行うことが可能である。そうであるから、実施例パワー減少方法は、視覚的アーチファクトがより顕著で無い場合、例えば一つのイメージから別のイメージへの遷移期間中に送信の到着が発生する場合、又はダークイメージが表示されている場合に、これらの時間の期間中に一層実質的なパワー減少を与えることが可能である。
【００１４】
ＤＣ電源出力における減少は、又、ＤＣ電源のスイッチオンを一時的にサスペンドすることによって実現することも可能である。モデムがパケットを受信する短い時間期間の間に、ＤＣ電源に関するスイッチングはサスペンドされる。スイッチングモード電源のＤＣ出力に結合されているコンデンサをこの時間期間中に使用して電気器具にパワーを供給することが可能である。この様な実施例は、例えば、消費者オーディオ適用例に対して適用することが可能である。オーディオシステムが絶えずオーディオパケットを受信している間、及び、幾つかの場合においては、オーディオパケットのバーストにおいて、オーディオアンプのパワー条件は、高及び低オーディオ強度の期間を包含している場合があるオーディオ信号に著しく依存する。この様な低強度期間の間、一層大きな程度のパワー出力減少が可能である。幾つかの実施例においては、データ受信及び送信動作は該装置によってレンダリングされるオーディオパターンと同期させることが可能である。１例として、オーディオシステムと結合されている電力線通信ノードは、高オーディオ強度の期間の間の送信と低オーディオ強度期間の間の受信とをスケジュールすることが可能である。その結果、この様な電力線通信ブロックはデータ送信期間中に一層多くのパワーを消費し、且つデータ受信期間中には一層少ないパワーを消費することが可能である。レンダリングされたオーディオの一層静かな期間中に送信を処理することによって、装置はそのピークパワー消費を減少させることが可能である。この様な実施例送信手法は、ビデオ等のその他のメディアタイプに適用することが可能である。例えば、ビデオデータ又はその他のメディアの一層静かな期間の間に送信を行うことが可能である。この様な一層静かな期間は、ピクチャが一層低い光強度を有している期間を表す場合がある。幾つかの実施例において、送信及び受信動作は、その操作のパターンが該装置によってレンダリングされるコンテントの強度の既知の又は検知されたパターンと同期されるようにスケジュールすることが可能である。該コンテントはオーディオ、ビデオ、光照射、又はその他のコンテントとすることが可能である。
【００１５】
受信及び送信動作を結合する送信構成体を具備する実施例システムにおいては、電力節約モードがアサート即ち喚起されている間に充分なパワーがターゲット装置へ供給することが可能である。例えば、ＨｏｍｅＰｌｕｇ  ＡＶにおいて、典型的に、受信動作に続いてアクノレッジメント（ＡＣＫ）信号の送信が行われる。そうであるから、スイッチングモード電源が減少した電力モードで動作する期間に続いて、スイッチングモード電源がより多くの電力を出力することが可能な期間となる。幾つかの実施例においては、これらのＡＣＫ信号は、スイッチングモード電源に減少した電力モードから回復する機会を与えるために、繰り延べ又は遅延される場合がある。
【００１６】
ＤＣ電源のＤＣスイッチング挙動はその他の態様で更に修正される場合がある。例えば、１実施例においては、電力線通信装置の送信周波数がＤＣ電源によって発生される高調波又はその他の擬似的なトーンに該当することが無いように、電力線通信装置の送信周波数をＤＣ電源のスイッチング周波数と調整させることが可能である。１実施例において、該送信周波数とＤＣ電源スイッチング周波数の両方が予めプログラムされた周波数ホップに従ってスケジュールされる。予めプログラムされた周波数ホップパターンに従って通信システムを動作させることにより、ＤＣ電源から射出される擬似的なエネルギを、エミッションスタンダードに従うため及びデータ通信との干渉を減少させるために、特定のスレッシュホールド未満に維持することが可能である。１例としてＨｏｍｅＰｌｕｇ  ＡＶ等の電力線通信システムは、電力線サイクルを独特のトーンマップ（キャリア当たりの変調密度（modulation density）の形態）を使用することが可能な複数個の時間期間へ「スライシング」することを可能とする。周波数ホップパターンは、ＤＣスイッチングモード電源の高調波エネルギを一層広い帯域幅にわたり広げるべく作用し、それにより時間にわたり平均化されたエミッションのピーク電力スペクトル密度を減少させ、且つホップされるデータ送信周波数に対するホップされるスイッチング周波数の間の関係はＤＣ電源のスイッチングと入ってくる又は出て行くデータ送信との間の干渉を回避する。幾つかの実施例において、この周波数ホップパターンは平均エミッションが或るスレッシュホールドを超えることを阻止するために設定することが可能である。
【００１７】
１実施例においては、予めプログラムした周波数でホップする。１実施例においては、プリセットしたスケジュールに従って、又は例えばリニアフィードバックレジスタと、ルックアップテーブル内にプログラムされている周波数ホップスケジュールとを使用する同期型擬似ランダムプロセスに従って、又は当該技術において既知の別の同期型プロセスによって、周波数ホップの決定及びスケジューリングを行うことが可能である。幾つかの実施例においては、疑わしい周波数を検知し且つこれらの疑わしい周波数をホッピングスケジュールから除去する適応的プロセスを使用することが可能である。例えば、幾つかの実施例においては、他の発生源からの既存の擬似的なエミッションに対して、又はマルチパス干渉に起因して高い減衰及び／又は拙い伝搬特性を有する周波数に対して、ＲＦ周波数をスキャンすることが可能である。スイッチングモード電源によって発生される干渉が、高度に減衰されており、高いノイズレベルを有しており、及び／又は通信用に不適切である周波数に該当するように、周波数ホッピングをスケジュールすることが可能である。幾つかの実施例において、チャンネル品質をベースとした周波数ホッピングを、既存のスタンダードの適合性チャンネル品質測定手法と関連して行うことが可能である。例えば、ＨｏｍｅＰｌｕｇ  ＡＶスタンダードによれば、２個の装置間においてリンクが確立されている場合にチャンネル解析を行うことが可能である。このチャンネル解析は各キャリアに対しての可能な変調密度のリストを与える。ＨｏｍｅＰｌｕｇ  ＡＶ及び同様の装置に向けられている１実施例においては、チャンネル解析の結果を周波数ホッピングスケジュールを決定するために使用することが可能である。例えば、低変調密度を有しているとして識別されたキャリアと関連する周波数を好適な周波数のリストとして選択することが可能であり、且つスイッチング電源の高調波がこれらの好適な周波数に該当するような態様でホッピングが管理される。幾つかの実施例においては、チャンネル解析の出力とリストするテーブルを、例えば、チャンネル品質に従って候補周波数キャリアをランク付けすることによって候補周波数キャリアの相対的性能を識別するための入力として使用することが可能である。そうであるから、低処理オーバーヘッドで効果的な周波数ホッピングスケジュールを決定することが可能である。理解すべきことであるが、その他のスタンダードに向けられているその他の実施例においては、既存のチャンネル解析資源を使用することも可能である。
【００１８】
１実施例において、スイッチングモード電源はデフォルトの周波数拡散スケジュールに従って動作し、次いで、電力線通信モデムがデータを送信及び／又は受信しようとする場合に、更なる拡散スケジュールへ同期及び／又は既存の拡散スケジュールへ再同期することが可能である。
【００１９】
本発明の実施例は、例えば、家庭用電子装置、マルチメディア装置及びテレビ、コンピューティング装置、冷蔵庫や洗濯機や乾燥機等の家電製品、ＨＶＡＣ機器、及びＬＥＤ又はＣＦＬライティング等の照明システム、等の電力線ネットワークに関して動作する形態とすることが可能な装置に指向させることが可能である。コンピューティング装置等の装置は、電力線ネットワーク上の他の装置及び家電製品と通信するか又はそれらを制御するために、及び／又はローカルエリアネットワーク又はインターネット等のワイドエリアネットワークへアクセスするために電力線ネットワークを使用することが可能である。家電製品及び照明システムは、例えば、ここに引用によりその全体を取り込む２０１２年５月１日付けで出願した「インテリジェント電力制御器用のシステム及び方法（System and Method for an Intelligent Power Controller）」という名称の米国特許出願第１３／４６１１７３号に記載されているような電力管理と連携するために該ネットワークを使用することが可能である。
【００２０】
図１ａは、モデム１０２と、スイッチングモード電源１０４と、ターゲット装置１０６とを具備する実施例システム１００を例示している。図示した如く、スイッチング電源１０４は電力インターフェース１１４を介してＡＣ電力線１０８へ結合されており、且つモデム１０２は通信インターフェース１１２を介して通信リンク１１０へ結合されている。ターゲット装置１０６は家電製品又はその他の装置を包含することが可能であり、ＤＣ電力バス１１６を介してスイッチングモード電源１０４から電力を受け取る。通信リンク１１０は、ファーストイーサネット（Fast Ethernet）等の有線ローカルエリアネットワーク接続、８０２．１１ＷｉＦｉ又はＺｉｇＢｅｅネットワーク等のワイヤレスローカルエリアネットワークを使用して、又はＩＥＥＥ１９０１、ＩＥＥＥＰ１９０１．２，ＨｏｍｅＰｌｕｇ  ＧＰ／ＡＶ／ＡＶ２／１．０，Ｇ．ｈｎ、Ｇ．ｈｎｅｍ，及びその他の同様の技術等の電力線通信ネットワークを使用して、実現することが可能である。代替的には、イーサネット等のその他のネットワーク技術又は通信リンクを使用することが可能である。ＩＥＥＥ１９０１ネットワーク等の電力線通信ネットワークの場合には、モデム１０２は電力線モデムとすることが可能であり、且つ通信リンク１１０はＡＣ電力線１０８と同じ物理的な線を使用して物理的に実現することが可能である。
【００２１】
モデム１０２が入ってくる送信を検知すると、スペクトル制御信号１１８が活性化され、それにより電力線モデムに対してより少ないノイズ及び／又はより多くの帯域幅を与えるためにスイッチングモード電源をしてその動作を修正させる。代替的に、スペクトル制御１１８はスイッチングモード電源１０４をして周波数ホップ型スイッチング周波数パターンをモデム１０２によって使用される送信又は受信周波数と同期させる。モデム１０２は、又、電力制御信号１２０を介して受信パケットの受信又は送信パケットの送信の期間中に低電力モードで動作させるためにターゲット装置１０６へ信号を送ることが可能である。
【００２２】
図１ｂは、プリアンブル検知器１３２が通信インターフェース１１２を介して通信リンク１１０へ結合されており、スペクトル制御信号１１８を介してスイッチングモード電源１０４へ結合されており、且つ電力制御信号１２０を介してターゲット装置１０６へ結合されている実施例システム１３０を例示している。１実施例において、プリアンブル検知器１３２は入ってくるデータパケットのプリアンブルを検知し且つスイッチングモード電源１０４及びターゲット装置１０６を適宜の状態とさせる。幾つかの実施例においては、プリアンブル検知器１３２は図１ａに示したモデム１０２の機能のサブセットを有することが可能である。幾つかの実施例において、本書に引用によってその全体を取り込むこととする「物理的通信プロトコルレイヤー動作が動的に選択可能である電力線通信装置（Power line communication device in which physical communications protocol layer operation is dynamically selectable）」という名称の米国特許第８，１１５，６０５号に記載されている如き電力モード選択方法を送信及びパケット検知に適用することが可能である。
【００２３】
図１ｃは周波数ホッピングシーケンスを使用して動作する形態とされている実施例システム１５０を例示している。１実施例において、モデム１５２は周波数ホップ制御器１５６を具備しており、且つスイッチングモード電源１５４は周波数ホップ制御器１５８を具備している。幾つかの実施例においては、モデム１５２は、入ってくるパケットが検知されると、同期信号１６０をアサートさせる。スイッチングモード電源が同期信号１６０を検知すると、所定の周波数ホップシーケンスが開始され、その場合に、周波数ホップ制御器１５６及び周波数ホップ制御器１５８によって発生される夫々の周波数制御シーケンスが同期される。周波数ホップ制御器１５６及び１５８は、更に、モデム１４２がそのデータを受け取る送信ノードの周波数ホップ制御器と同期させることが可能である。代替的な実施例においては、周波数ホップ制御器１５６及び１５８は、更に、モデム１５２がデータを受信していない期間中、例えば、アイドル期間中及び／又はデータ送信期間中、の時間において同期させることが可能である。
【００２４】
図２はモデム２１４へ結合されている背面照射型ディスプレイ２０２を包含しているＬＥＤ背面照射型ディスプレイシステム２００のブロック図を示している。１実施例において、ＬＥＤ背面照射型ディスプレイシステム２００は、信号２１８を介してディスプレイ２０６へ結合されている背面照射制御器２０４を具備している。ディスプレイ２０６はＬＥＤ背面照射２０８とピクセルディスプレイ２１０とを包含している。スイッチングモード電源２１２は電力インターフェース２２２を介してＡＣ電力線１０８へ結合されており、且つモデム２１４は、通信インターフェース２２４を介して通信リンク１１０へ結合されており、スペクトル制御信号２２０を介してスイッチングモード電源２１２へ結合されており、且つ電力制御信号２１６を介して背面照射制御器２０４へ結合されている。幾つかの実施例においては、スイッチングモード電源によって消費される電力の約９０％がＬＥＤ背面照射へ供給される。モデム２１４が受信した送信を検知すると、スイッチングモード電源の動作は、背面照射制御器を介してＬＥＤ背面照射の光の強度を一時的に減少させることによってより少ないスイッチングノイズを発生させるべく修正される。更なる実施例においては、スイッチングモード電源２１２は上述した如き周波数ホップ型スイッチング周波数手法で動作することが可能である。例えば、スイッチングモード電源２１２は、スペクトル制御信号２２０が入ってくる受信パケット及び／又は出て行く送信パケットを表示する場合に、そのホップ型スイッチング周波数手法を同期させることが可能である。
【００２５】
図３は多数の照明ノード３０２、ネットワーク型家電製品３０４、ＨＶＡＣシステム３０６、ローカル制御器３０８（ユーザ端末等）、電力メーター３１４、ソーラーパネル制御器３１２、及びエネルギ格納装置３１６を包含している実施例電力線通信ネットワーク３００のブロック図を示している。エネルギ格納装置３１６はバッテリを包含することが可能であるが、或る時間期間中にＡＣ電力線１０８からの電力を消費し及び／又はその他の時間期間中にＡＣ電力線１０８を介してネットワークへ電力を使用可能とさせる電気自動車を表すことも可能である。ＡＣ電力線１０８へ結合されている装置は通信リンク１１０を介して互いに通信を行い、該通信リンクは図１ａに関して上述した如き有線又は無線のネットワーク媒体を使用して実現することが可能である。理解すべきことであるが、ネットワーク３００は実施例電力線通信ネットワークの多数の例の内の一つに過ぎず、且つ代替的実施例においては、任意の数の照明ノード３０２又はその他の装置を電力線１０８へ結合させることが可能である。代替的に、電力線１０８はＤＣ電力線又は無線電力を含むその他の電力分配タイプを使用して実現することが可能である。
【００２６】
図４ａは、周波数ホッピング拡散スペクトル技術、直接シーケンス拡散スペクトル技術、スイッチングモード電源用のスイッチング信号のパルス位置変調、及び／又は当該技術において既知のその他の技術、を使用して実現することが可能な「拡散スペクトル」状態で動作しているスイッチングモード電源の出力スペクトルの例を例示している。ここで、電源のほぼスイッチング周波数から５０ＭＨｚを越えるまでにわたり広帯域のフラットなスペクトラムが示されている。理解すべきことであるが、その他のスイッチングノイズ帯域幅及びスペクトル形状も可能である。
【００２７】
図４ｂは、実施例減少型電力モードの活性化がある場合及び無い場合での高調波スペクトルの拡散無しでのスイッチングモード電源の出力スペクトルの例を例示している。図４ｂは、更に、ＯＦＤＭ電力線通信のために使用可能なキャリアーを例示している。幾つかの実施例においては、使用可能なＯＦＤＭ帯域幅は高調波電力線擾乱トーンと一致しないＯＦＤＭトーンを選択することによって使用することが可能である。
【００２８】
図５は、受信パケットの例及び受信パケットと実施例制御信号との間のタイミング関係の例を示した波形線図６００を例示している。１実施例において、ディスエーブル（Disable）ＰＷＭ拡散信号６０４及び減少型電力モード信号６０６が、入ってくるデコード済みデータのプリアンブル６０２の完了後に、アサートされる。送信終了インジケータ６０８の完了時に、ディスエーブルＰＷＭ拡散信号６０４及び減少型電力モード信号６０６が脱活性化される。
【００２９】
図６は、１実施例方法のフローチャート７００を例示している。ステップ７０２において、プリアンブルの存在が検知される。このプリアンブルは、例えば、図６に示したプリアンブル６０２と同様のものとすることが可能である。プリアンブルが検知されると、ステップ７０４期間中にスイッチングモード電源において高調波拡散がディスエーブル即ち無力化される。ステップ７０６において、モデム及びスイッチングモード電源へ結合されているターゲット装置内において低電力モードをイネーブル即ち有効化させることが可能である。本発明の幾つかの実施例においては、ステップ７０４又は７０６は特定の実施例及びその条件に依存して省略することが可能である。次に、ステップ７０８において、送信終了セグメントが検知される。データセグメントの送信出力が検知されると、高調波拡散がステップ７１０においてイネーブルされ且つ低電力モードがステップ７１２においてディスエーブルされる。
【００３０】
１実施例によれば、電子システムを動作させる方法が、電力線上に入ってくる送信を検知すること、及びその入ってくる送信を検知すると該電力線に結合されているスイッチングモード電源の挙動のスイッチングを修正することを包含している。修正することは、スイッチングモード電源によって発生される干渉のレベルを減少させ、且つ、その結果、電子システムの受信能力を改善することが可能である。幾つかの場合においては、スイッチング挙動を修正することは高調波拡散（harmonic spreading）をディスエーブルさせることによって達成される。
【００３１】
１実施例においては、本方法は、入ってくる送信を検知するとスイッチングモード電源の電力出力を減少させることを包含している。電力出力を減少させることは、スイッチングモード電源のＤＣ出力に結合されている負荷の電力消費を減少させることを包含する場合がある。この様な負荷における電力消費の減少は、ビデオディスプレイ装置のバックライト即ち背面照射の電力消費を減少させることを包含する場合がある。１実施例においては、バックライトの電力消費を減少させることは、現在表示されている画像の暗さに比例するバックライトの電力消費を減少させること、及び、更に、第１画像から第２画像への遷移期間中に入ってくる送信が発生する場合にバックライトの電力消費を減少させること、を包含している。
【００３２】
その他の実施例においては、負荷の電力消費を減少させることは、メディア装置の電力消費を減少させることを包含している。例えば、メディア装置はオーディオ装置である場合があり、且つオーディオ装置の電力消費は、オーディオ装置によってレンダリングされるオーディオ信号の振幅に逆比例してオーディオ装置の電力消費を減少させることによって減少される。更に、データ送信をメディア装置によってレンダリングされるメディア信号に従って同期させることが可能である。本方法は、更に、メディア信号のコンテント強度のパターンを決定すること、及びその決定したパターンに従ってデータ送信を同期させること、を包含することが可能である。
【００３３】
１実施例において、アクノレッジメント（ＡＣＫ）信号が入ってくる送信の受信に応答して送信される。本方法は、更に、入ってくる送信を検知する場合にスイッチングモード電源の電力出力を減少させること、その入ってくる送信を受信した後にスイッチングモード電源の電力出力を増加させること、及び電力出力を増加させた後までＡＣＫ信号の送信を遅延させること、を包含する場合がある。
【００３４】
更なる実施例によれば、本システムは電力線に結合される形態とされている送信検知器を包含しており、該送信検知器は電力線上で受信したデータ送信を検知する形態とされている。送信検知器はスイッチングモード電源へ結合される形態とされている第１出力を包含することが可能であり、且つ第１出力は電源の干渉レベルを減少させるためにスイッチングモード電源がスイッチングを修正することの信号を送る形態とさせることが可能である。送信検知器は電力線モデムを包含することが可能であり、且つ入ってくるデータパケットのプリアンブルを検知する形態とすることが可能である。
【００３５】
送信検知器は、更に、スイッチングモード電源へ結合されている負荷へ結合される形態とされている第２出力を包含しており、該第２出力は負荷がスイッチングモード電源から消費する電力を減少させるべく信号を送る形態とされている。
【００３６】
別の実施例によれば、本システムは電力線へ結合される形態とされている送信検知器を包含しており、且つそれは電力線上の受信したデータ送信を検知し且つ第１出力信号を介してデータ送信が受信されていることを表示する形態とされている。本システムは、又、電力線へ結合されるべき形態とされている第１出力信号に結合されているスイッチングモード電源を包含している。スイッチングモード電源は、第１信号がデータ送信を受信していることを表す場合に、受信されているデータ送信に対してより多くのチャンネル資源が使用可能であるように、そのスイッチング挙動を修正する。
【００３７】
幾つかの実施例においては、第１信号がデータ送信が受信中であることを表す場合には、スイッチングモード電源は高調波拡散をディスエーブルさせる。更に、送信検知器は、受信される送信が完全に受信される前に受信される送信のプリアンブルを検知することによって受信される送信を検知する形態とさせることが可能である。
【００３８】
更なる実施例によれば、電子システムを動作させる方法が、第１受信機を使用して電力線上の入ってくるデータ送信の開始を検知すること、その上でデータが受信されている１個以上のキャリアーと関連する変調密度を決定すること、且つその決定に基づいて第１受信機へ結合されているスイッチングモード電源のスイッチング挙動を設定すること、を包含している。本方法は、又、スイッチングモード電源によって発生される高調波が最も低い変調密度を有するキャリアーと関連する周波数に該当するよう該電源のスイッチング周波数を設定することを包含することが可能である。スイッチングモード電源のスイッチング挙動を設定することは、受信したデータ送信との干渉を回避するためにスイッチングモード電源のスイッチング周波数を調節することを包含する場合がある。
【００３９】
１実施例において、該電源のスイッチング周波数はホップシーケンスに従って設定することが可能である。従って、出て行くデータはホップシーケンスに基く送信周波数を使用して送信することが可能である。例えば、本方法は、複数個の候補周波数キャリアーチャンネル品質を測定するか又は既に測定したチャンネル品質を抽出することによってホップシーケンスを決定すること、測定したチャンネル品質に従って該候補周波数キャリアーをランク付けすること、及びそのホップシーケンスに対して低いランプを有する候補周波数キャリアーを選択すること、を包含することが可能である。
【００４０】
別の実施例によれば、本システムは、受信機と、該受信機へ結合されているスイッチングモード電源制御モジュールと、を包含している。幾つかの実施例は、又、スイッチングモード電源を包含する場合がある。該受信機は、電力線へ結合されるべく形態とすることが可能であり、電力線上を入ってくるデータ送信を受け取ることが可能であり、且つ受信したデータ送信の受信周波数を決定することが可能である。スイッチングモード電源制御モジュールはその決定した受信周波数に基いてスイッチングモード電源のスイッチング挙動を修正する形態とさせることが可能である。更に、該受信機は、スイッチングモード電源のスイッチング周波数の高調波が最も低い変調密度を有するキャリアーと関連する周波数に該当するように、チャンネルプロファイルに従って決定することが可能な所定のホップシーケンスに基いて受信周波数を決定する形態とさせることが可能である。
【００４１】
本システムは、更に、所定のホップシーケンスに基いて送信周波数を使用して出て行くデータ送信を送信する形態とされた送信機を包含することが可能である。幾つかの実施例においては、スイッチングモード電源制御モジュールは、受信したデータ送信との干渉を回避するためにスイッチングモード電源のスイッチング周波数を調節することによってスイッチング挙動を修正する形態とさせることが可能である。
【００４２】
実施例の利点としては、通常高いレベルの電力線干渉を発生する家電製品との高い品質の電力線通信を達成する能力を包含している。別の利点としては、電力線通信用の処理能力及び使用可能な帯域幅を著しく改善し、それにより一層良好な性能を与える能力を包含している。幾つかの実施例の更なる利点としては、ピーク電力消費を減少させることによって或る装置の全体的な電力管理における改善を包含している。例えば、或るシステムの電力線通信ブロックはデータ送信期間中に一層多くの電力を消費し、且つデータ受信期間中にはより少ない電力を消費する。レンダリングされたオーディオのより静かな期間中に送信を処理することによって、或る装置はそのピーク電力消費を減少させることが可能である。
【００４３】
以下の米国特許出願公開及び米国特許をその全体を引用により本書に取り込む。即ち、「電力線ネットワーク欠陥検知及び品質モニタリング用の方法及びシステム（Method and system for power line network fault detection and quality monitoring）」という名称の米国特許第６，９１７，８８８号、「データ処理能力率を最大とさせるための電力線通信信号の変調を修正するための方法及びシステム（Method and system for modifying modulation of power line communications signals for maximizing data throughput rate）」という名称の米国特許第７，１０６，１７７号、「ペイロードシンボル長を修正することにより電力線通信システムにおけるデータ処理能力率を最大とさせるための方法及びシステム（Method and system for maximizing data throughput rate in a power line communications system by modifying payload symbol length）」という名称の米国特許第７，１９３，５０６号、「ポイントツーマルチポイント電力線通信システムにおける制御型信号送信のタイミング用の方法及びシステム（Method and system for timing controlled signal transmission in a point to multipoint power line communication system）」という名称の米国特許第７，３６９，５７９号、「既存の配線の使用が好適である場合の施設におけるオーディオ分配用の方法及びシステム（Method and system for audio distribution in installations where the use of existing wiring is preferred）」という名称の米国特許第７，６８３，７７７号、「インテリジェントな自己認識電力線調整及び通信ノード（Intelligent, self-aware powerline conditioning and communication node）」という名称の米国特許第７，８０４，６７３号、「物理的通信プロトコルレイヤー動作が動的に選択可能な電力線通信装置（Power line communications device in which physical communications protocol layer operation is dynamically selectable）」という名称の米国特許第８，１１５，６０５号。上記米国特許に記載されているシステム及び方法は本書に記載した実施例に適用することが可能である。
【００４４】
当業者により容易に理解されるように、本発明の範囲内にとどまりながら物質及び方法を変更することが可能である。又、本発明は実施例を例示するために使用した特定の文脈以外の多くの適用可能な発明概念を提供するものであることが理解される。従って、特許請求の範囲はそれらの範囲内にそのようなプロセス、マシン、製造、組成、手段、方法又はステップを包含することが意図されている。
【００４５】
以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明したが、本発明はこれらの具体的実施の態様に制限されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種々の変形が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４６】
１００，１３０，１５０：システム
１０２，１５２：モデム
１０４，１５４：スイッチングモード電源
１０６：ターゲット装置
１１２：通信インターフェース
１１４：電力インターフェース
１１６：ＤＣ電力バス
１１８：スペクトル制御信号
１３２：プリアンブル検知器
１５６，１５８：周波数ホップ制御器
１６０：同期（ｓｙｎｃ）信号
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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