(57)【要約】【課題】伝送路上での通信信号の衝突を、伝送路とは非接触で結合するノードにて検知可能な通信システムを提供する。【解決手段】各ノード３は、共通に供給される給電信号ＰＳに基づいて同期信号生成部３３が生成する同期信号ＳＹに従って、トランシーバ３４は、同期したタイミングで送信を行う。これにより、ノード側結合部４２のインダクタの両端電圧Ｖｎ、ひいては受信信号の信号レベルが、伝送路２上で通信信号ＣＭの衝突が生じている場合と衝突が生じていない場合とで異なったものとなるため、この受信信号の信号レベルを監視することによって、伝送路２の信号レベルを検出することなく、伝送路２上での衝突の有無を判定することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バス状の伝送路（２）と、予め設定された通信用周波数の通信信号を使用し前記伝送路を介して相互に通信を行う複数のノード（３）とを備えた通信システム（１）において、
予め設定された給電用周波数の給電信号を前記伝送路に供給する給電部（３１，３２）を備え、
前記ノードは、
前記給電信号及び前記通信信号を、電磁誘導を利用して前記伝送路とは非接触で入出力する結合部（３９，４２）と、
前記結合部を介して取得した前記給電信号に基づき、該給電信号に同期した前記通信用周波数の同期信号を生成する同期信号生成部（３３）と、
前記結合部に誘起される前記通信用周波数の信号の電圧レベルに従って、前記伝送路に前記通信信号が存在しないアイドル状態であるか否かを判定するバス状態判定部（３４６）と、
前記バス状態判定部によりアイドル状態にあると判定された場合に、無変調の前記同期信号からなるヘッダ部及び他ノードへの送信データによって前記同期信号を変調した信号からなるデータ部により構成された通信信号を、前記結合部を介して送信する送信部（３４１，３４７，Ｓ１３０，Ｓ１５０）と、
前記結合部に誘起される前記通信用周波数の信号の電圧レベルに従って、前記伝送路上での前記通信信号の衝突の有無を判定する衝突判定部（３４５）と、
前記ヘッダ部の送信中に、前記衝突判定部により衝突があると判定された場合に、前記送信部による前記データ部の送信を中止させる送信中止部と（３４７，Ｓ１６０〜Ｓ１８０）、
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記結合部は、前記給電用周波数にて共振する単一の共振回路からなり、
前記通信用周波数は、前記結合部による伝送効率が予め設定された下限値以上となる周波数に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記通信信号は、優先度が高いものほど前記ヘッダ部の期間が長く設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記ノードは、
前記伝送路上のノイズの発生状態を検出するノイズ検出部（３４８）と、
前記ノイズ検出部での検出結果に従って、前記送信手段が送信する通信信号の前記ヘッダ部の長さを可変設定するヘッダ長可変設定部（３４７）と、
を備え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項に記載の通信システム。
【請求項５】
前記給電部は、前記ノードの一つ（３ａ）に設けられ、
前記給電部を具備するノードである給電ノードの前記同期信号生成部は、前記給電部から供給される前記給電信号に基づき、該給電信号に同期した前記通信用周波数の同期信号を生成す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項に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、伝送路とは非接触で結合するノードを備えた非接触型の通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動体（スレーブノード）に対して非接触給電するための給電線を利用して、移動体の運行を制御する制御装置（マスタノード）と移動体との間の給電線を介した通信を実現する通信システムが知られている。
【０００３】
具体的には、給電用の交流信号に通信用の信号を重畳させ、移動体に設けた通信用のアンテナコイルを介して通信用の信号を入出力する。但し、各移動体が送信に使用する信号と受信に使用する信号とでは、異なる周波数が用いられており、移動体間の通信は、制御装置が中継（一端受信し周波数を変換して再送付）することで実現している（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−８４３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記通信方式では、スレーブノード間で直に通信を行うことができないため、即応性が悪く、イベント指向通信には不向きであるという問題がある。また、マスタノードは中継処理のために全てのスレーブノードのアドレス情報等を管理する必要があり、スレーブノードを追加接続した時には、マスタノードに手を加える必要があるため、システム構成を容易に変更することができないという問題があった。
【０００６】
また、上述のような伝送路に対して各ノードが非接触で結合される通信システムにおいて、各ノードがマスタノードを介することなく直に通信を行うことができるマルチマスタ方式を適用することが考えた場合には以下の問題があった。
【０００７】
即ち、マルチマスタ方式では、伝送路上で送信用と受信用とで同じ周波数の信号を使用する必要があるだけでなく、各ノードから送信された信号が伝送路上で衝突する可能性があるため、この衝突の発生を検知できるようにする必要がある。
【０００８】
なお、衝突を検知する方式として、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式やＣＳＭＡ／ＣＡ方式等が知られているが、これらは、通常、伝送路の信号レベルを直接検出し、自ノードが送信した信号と伝送路上の信号とで信号一致しているか否かによって衝突を検知している。
【０００９】
しかし、伝送路と非接触で結合するノードでは、伝送路の信号レベルを直接検出することができないため、従来方式を単純に適用することができないという問題があった。
本発明は、上記問題点を解決するために、伝送路上での通信信号の衝突を、伝送路とは非接触で結合するノードにて検知可能な通信システム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】
【００１０】
本発明の通信システムは、バス状の伝送路と、予め設定された通信用周波数の通信信号を使用し伝送路を介して相互に通信を行う複数のノードと、予め設定された給電用周波数の給電信号を伝送路に供給する給電部を備えている。
【００１１】
ノードでは、結合部が、給電信号及び通信信号を、電磁誘導を利用して伝送路とは非接触で入出力し、同期信号生成部が、その結合部を介して取得した給電信号に基づき、給電信号に同期した通信用周波数の同期信号を生成する。また、バス状態判定部が、結合部に誘起される通信用周波数の信号の電圧レベルに従って、伝送路に通信信号が存在しないアイドル状態であるか否かを判定する。
【００１２】
そして、送信部が、バス状態判定部によりアイドル状態にあると判定された場合に、無変調の前記同期信号からなるヘッダ部及び他ノードへの送信データによって同期信号を変調した信号からなるデータ部により構成された通信信号を、結合部を介して送信する。この時、衝突判定部が、結合部に誘起される通信用周波数の信号の電圧レベルに従って、伝送路上での通信信号の衝突の有無を判定し、ヘッダ部の送信中に、衝突があったと判定された場合に、送信中止部が、送信部によるデータ部の送信を中止させる。
【００１３】
このように、本発明の通信システムでは、各ノードから送信される通信信号を、給電信号から生成した同期信号を使用して互いに同期させているため、単一のノードが電流信号を結合器に印加した場合と、複数ノードが同時に印加した場合で、結合器端に発生する電圧を異ならせることができる。その結果、伝送路に対して非接触であるにも関わらず、結合器端の電圧を監視することで伝送路上での通信信号の衝突の有無を判定することができる。
【００１４】
以下に、衝突の有無によって結合器端に発生する電圧が異なる原理について説明する。
図８（ａ）は、伝送路，結合部，ノードの構成を示した等価回路である。なお、伝送路には、二つのノードが接続されているものとする。
【００１５】
結合部の伝送路側インダクタのインダクタンス及びノード側インダクタのインダクタンスをいずれもＬ、両インダクタの相互インダクタスをいずれもＭとし、ノードを識別子ｉ（ｉ＝１，２）で識別するものとして、ノードｉの伝送路側インダクタを流れる電流をＩdi、その両端電圧をＶdi、ノードｉのノード側コイルを流れる電流をＩni、その両端電圧をＶniで表すものとする。
【００１６】
この場合、これらパラメータは、（１）（２）式の関係が成立する。
【００１７】
【数１】
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【００１８】
但し、伝送路側インダクタは直列接続されるため（３）式が成立し、また、伝送路のインピーダンスをＲとすると、（４）式が成立する。
【００１９】
【数２】
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【００２０】
また、伝送路側インダクタとノード側インダクタの結合係数を１と仮定すると、自己インダクタンスＬと相互インダクタンスＭとは（５）式に示す関係を有する。また、電流Ｉが（６）式で表されるとすると（７）式に示す関係が成立する。
【００２１】
【数３】
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【００２２】
ここで、まず、ノードが信号の送信を電流駆動で行う場合について説明する。
二つのノードが同時に同位相の電流信号を送信した場合、即ち、伝送路上で衝突が生じている場合について考える。この場合、（８）式が成立することを考慮して（４）式を（１）（２）式を用いて変形すると（９）式が得られる。
【００２３】
【数４】
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【００２４】
更に、（５）式の関係を用いると共に、Ｉｄに対して（７）式の関係を用いて（９）式を変形すると（１０）式が得られ、これを伝送路に流れる電流Ｉｄについて解いたものを（２）式に代入して変形すると（１１）式が得られる。
【００２５】
【数５】
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【００２６】
一方、片方のノードだけが電流信号を送信し、他方のノードは送信を行わない場合、即ち、伝送路上で衝突が生じていない場合について考える。この場合、（１２）式が成立することを考慮して、（４）式を（１）（２）式を用いて変形すると（１３）式が得られる。
【００２７】
【数６】
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【００２８】
更に、（５）式の関係を用いると共に、Ｉｄに対して（７）式の関係を用いて（１３）式を変形すると（１４）式が得られ、これを伝送路に流れる電流Ｉｄについて解いたものを（２）式に代入して変形すると（１５）式が得られる。
【００２９】
【数７】
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【００３０】
衝突がある場合に検出されるノード側インダクタの両端電圧ＶｎｉをＶｎｇ、衝突がない場合に検出されるノード側インダクタの両端電圧ＶｎｉをＶｏｋとすると、両電圧の比は（１６）式で表され、その絶対値は（１７）式で表される。
【００３１】
【数８】
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【００３２】
つまり、Ｌ＞０、ω＞０であるため、ＶｎｇとＶｏｋは一致せず、しかも、その絶対値は、常に｜Ｖｎｇ｜＜｜Ｖｏｋ｜となるため、両者を識別可能であることがわかる。従って、ノード側インダクタの両端電圧から衝突の有無を判別することができる。
【００３３】
次に、ノードが信号の送信を電圧駆動で行う場合について説明する。
電圧駆動の場合、図８（ａ）に示した電流源を、図８（ｂ）に示す電圧源及び抵抗に置き換えて考えればよい。
【００３４】
この場合、電圧源が発生させる電圧をＶａｃｉ、抵抗値を伝送路のインピーダンスと同じＲとすると、（１８）式が成立し、この（１８）式を（７）式の関係に当てはめると（１９）式が得られる。更に、この（１９）式を（１１）式に代入して整理することによって、衝突がある場合に検出されるコイルの両端電圧Ｖｎｇを表す（２０）式が得られる。また、（１９）式を（１５）式に代入して整理することによって、衝突がない場合に検出されるコイルの両端電圧Ｖｏｋを表す（２１）式が得られる。
【００３５】
【数９】
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【００３６】
そして、両電圧の比Ｖｎｇ／Ｖｏｋは（２２）式で表され、その絶対値は（２３）式で表される。
【００３７】
【数１０】
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【００３８】
つまり、Ｌ＞０、ω＞０であるため、ＶｎｇとＶｏｋは一致せず、しかも、その絶対値は、常に｜Ｖｎｇ｜＜｜Ｖｏｋ｜となるため、両者を識別可能であることがわかる。従って、電圧駆動の場合も、電流駆動の場合と同様に、ノード側インダクタの両端電圧を監視することによって、衝突の有無を判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】通信システムの全体構成、及びノードの概略構成を示すブロック図である。
【図２】トランシーバの構成を示すブロック図である。
【図３】トランシーバの送信制御部が実行する処理の内容を示すフローチャートである。
【図４】トランシーバの動作例を示すタイミング図である。
【図５】ノード側結合部におけるインダクタの両端電圧の波形を例示した説明図である。
【図６】第２実施形態でのノード側結合部におけるインダクタの両端電圧の波形を例示した説明図である。
【図７】第３実施形態におけるトランシーバの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の原理を説明するための等価回路である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
＜全体構成＞
本発明が適用された通信システム１は、図１に示すように、ツイストペア線で構成されたバス状の伝送路２と、伝送路２を介して相互に通信を行う複数のノード３とで構成されている。
【００４１】
ノード３には、伝送路２に直接接続され、伝送路２を介して他ノード３への給電を行う機能を有した一つの給電ノード３ａと、結合部４を介して伝送路２に非接触で結合され、伝送路２を介した非接触給電によって動作する複数の被給電ノード３ｂとからなる。
【００４２】
なお、伝送路２を介した給電には、予め設定された周波数（以下「給電用周波数」という）を有した給電信号ＰＳが使用され、一方、通信には、給電用周波数とは異なる周波数（以下「通信用周波数」という）を有した通信信号ＣＭが使用される。
【００４３】
また、通信信号ＣＭは、ヘッダ部とデータ部とで構成され、ヘッダ部は、衝突検知に使用される無変調の信号からなり、データ部はＰＳＫ（位相シフトキーイング）変調された信号からなる（図５参照）。
【００４４】
＜結合部＞
結合部４は、伝送路側結合部４１とノード側結合部４２とで構成され、電磁誘導を利用して少なくとも給電用周波数及び通信用周波数の信号を相互に伝達するように構成された周知のものである。
【００４５】
例えば、伝送路側結合部４１は、伝送路２を構成するツイストペア線の撚りの一部をほどくことで形成されインダクタとして作用するリング状の部位からなり、一方、ノード側結合部４２は、渦巻き状に形成され、伝送路側結合部４１の上記リング状の部位に対向して配置されるインダクタからなる。
【００４６】
＜給電ノード＞
給電ノード３ａは、給電信号ＰＳを生成する給電信号発生部３１と、給電信号発生部３１で生成された給電信号ＰＳ（即ち、給電用周波数の信号）が伝送路２にて効率良く伝送されるように、伝送路２に対する出力インピーダンスが設定された給電用整合回路３２と、給電信号発生部３１で生成された給電信号ＰＳに基づき、給電信号ＰＳに同期した通信用周波数と同じ周波数を有する同期信号ＳＹを生成する同期信号生成部３３とを備えている。
【００４７】
なお、同期信号生成部３３は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）の出力と基準信号（ここでは給電信号ＰＳ）との位相差に応じた制御信号を、ＶＣＯの入力にフィードバックすることで、ＶＣＯの出力（ここでは同期信号ＳＹ）を基準信号に同期させる周知の位相同期回路からなる。
【００４８】
また、給電ノード３ａは、同期信号生成部３３にて生成された同期信号ＳＹを搬送波として使用し、送信要求ＲＱに従って、同期信号ＳＹを送信データＳＤで変調することにより通信信号ＣＭを生成すると共に、伝送路２から取り込んだ通信用周波数の信号を復調して受信データＲＤを生成するトランシーバ３４と、コンデンサ等で構成され、ノード側結合部４２のインダクタと共に、通信用周波数で共振する共振回路を形成する通信用整合回路３５と、トランシーバ３４に供給する送信データＳＤや送信要求ＲＱを生成する処理や、トランシーバ３４から供給される受信データＲＤの内容に基づく処理等を実行する制御部３６を備えている。
【００４９】
＜被給電ノード＞
被給電ノード３ｂは、給電ノード３ａと比較して、給電信号発生部３１，給電用整合回路３２，通信用整合回路３５が省略され、代わりに電源回路３７，重畳／分離回路３８，共用整合回路３９が設けられている以外は、給電ノード３ａと同様に構成されている。
【００５０】
つまり、給電ノード３ａ及び被給電ノード３ｂのいずれも、トランシーバ３４が生成する通信信号ＣＭは、給電信号ＰＳに同期した同期信号ＳＹに基づいて生成されるため、各ノード３から伝送路２に出力される通信信号ＣＭは、互いに同期したもの（無変調の信号を同時に送信した場合に互いに同位相）となるように構成されている。
【００５１】
重畳／分離回路３８は、トランシーバ３４と共用整合回路３９との間に設けられ、トランシーバ３４にて生成された通信信号ＣＭを共用整合回路３９に供給すると共に、共用整合回路３９を介して伝送路２から取り込まれた信号から通信信号ＣＭ及び給電信号ＰＳを分離して、通信信号ＣＭをトランシーバ３４に、給電信号ＰＳを電源回路３７及び同期信号生成部３３に供給する。
【００５２】
電源回路３７は、重畳／分離回路３８から供給される給電信号ＰＳを整流，平滑化して、自ノード３ｂの各部を駆動するための定電圧ＶＤＤの電源出力を生成する。
共用整合回路３９は、ノード側結合部４２のインダクタと共に、給電用周波数で共振する共振回路を形成するコンデンサ等で構成されている。
【００５３】
但し、通信用周波数は、ノード側結合部４２及び共用整合回路３９が形成する共振回路の周波数特性に基づき、予め設定された下限値以上の伝送効率が得られる周波数に設定される。なお、伝送効率の下限値は、結合部４を介して伝送路２から取り込まれる通信信号ＣＭの信号強度が、許容下限値以下のエラーレートで信号を復元できるような大きさとなるように設定されたものである。
【００５４】
また、伝送路側結合部４１のインダクタのインダクタンスをＬ、その両端電圧をＶｄ、ノード側結合部４２のインダクタのインダクタスをＬ，その両端電圧をＶｎ、伝送路２のインピーダンス及びトランシーバ３４の出力インピーダンスをＲとして、これらのパラメータは、（２３）式よって求められる比ができるだけ小さな値となるように設定されている。但し、トランシーバ３４は電圧駆動で信号を送信するものとする。
【００５５】
この条件を満たすように設定されている場合、いずれかのノード３が単独で通信信号ＣＭを出力した場合に誘起される電圧ＶｎをＶｏｋ、複数のノード３が同位相の通信信号を同時に出力した場合に誘起される電圧ＶｎをＶｎｇとすると、両者は、（２４）に示す関係を有し、即ち、衝突していない場合には、衝突している場合より大きな振幅が検出されることになる。
【００５６】
【数１１】
2014096718.tif 000013
【００５７】
＜トランシーバ＞
トランシーバ３４は、図２に示すように、２値符号で表された送信データＳＤにより同期信号ＳＹを変調（ＰＳＫ変調）する変調回路３４１を備え、変調回路３４１で生成された信号ＴＸはドライバ回路３４２を介して通信信号ＣＭとして出力されるように構成されている。
【００５８】
また、トランシーバ３４は、レシーバ回路３４３を介して入力される通信用周波数帯の受信信号ＲＸ（即ち、通信信号ＣＭ）を復調して受信データＲＤを生成する復調回路３４４を備えている。以下では、受信信号ＲＸの信号レベルは、ノード側結合部４２のインダクタの両端電圧Ｖｎに等しいものとする。
【００５９】
更に、トランシーバ３４は、受信信号ＲＸの信号レベルＶｎが予め設定された衝突判定閾値ＶＴａ（Ｖｏｋ＜ＶＴａ＜Ｖｎｇ）より大きい場合にアクティブレベルとなる衝突検知信号Ｃを出力する衝突判定部３４５と、受信信号ＲＸの信号レベルが予め設定されたアイドル検知閾値ＶＴｂ（［ノイズレベル］＜ＶＴｂ＜＜Ｖｏｋ）より小さい状態が、予め設定された期間以上継続している場合にアクティブレベルとなるアイドル検知信号Ｄを出力するバス状態判定部３４６と、制御部３６からの送信要求ＲＱ、及び衝突判定部３４５からの衝突検知信号Ｃ，バス状態判定部３４６からのアイドル検知信号Ｄに基づいて変調回路３４１の動作状態（ひいては通信信号ＣＭの送信可否）を制御するための送信許可信号Ｅを生成する送信制御部３４７を備えている。
【００６０】
＜送信制御部＞
ここで、送信制御部３４７が実行する処理を図３に示すフローチャートに沿って説明する。なお、送信制御部３４７は、計時用のタイマ（ここでは再送タイマとして使用）を備えている。また、送信制御部３４７は、論理回路の組合せによって実現され、トランシーバ３４への電源供給が開始されると起動する。
【００６１】
送信制御部３４７が起動すると、まず、送信許可信号Ｅを非アクティブレベルに初期設定することで変調回路３４１の作動、ひいては通信信号ＣＭの送信を禁止する（Ｓ１１０）。
【００６２】
その後、送信要求ＲＱがアクティブレベルに変化するまで待機し（Ｓ１２０）、送信要求ＲＱがアクティブレベルに変化すると、アイドル検知信号Ｄがアクティブレベルであるか否か、即ち、伝送路２がアイドル状態にあるか否かを判断する（Ｓ１３０）。
【００６３】
アイドル検知信号Ｄが非アクティブレベルであれば、アクティブレベルに変化するまで待機し、アイドル検知信号Ｄがアクティブレベルであれば、再送タイマが作動中であるか否かを判断する（Ｓ１４０）。
【００６４】
再送タイマが作動中であれば停止（タイムアウト）するまで待機し、再送タイマが停止していれば、送信許可信号Ｅをアクティブレベルに設定することで、変調回路３４１の作動（即ち、送信信号ＴＸの生成）ひいては通信信号ＣＭの送信を許可する（Ｓ１５０）。
【００６５】
その後、通信信号ＣＭのヘッダ部の送信に要するヘッダ送信期間が終了するまで待機し（Ｓ１６０）、ヘッダ送信期間が終了すると、衝突検知信号Ｃがアクティブレベルであるか否か、即ち、伝送路２上で通信信号ＣＭの衝突が発生しているか否かを判断する（Ｓ１７０）。
【００６６】
衝突検知信号Ｃがアクティブレベルであれば、送信許可信号Ｅを直ちに非アクティブレベルに設定することで通信信号ＣＭの送信を禁止する共に、再送タイマを起動して（Ｓ１８０）、Ｓ１３０に戻る。なお、再送タイマのタイムアウトまでの設定時間は、予め設定された時間範囲内で、再送タイマの起動時毎にランダムに設定する。
【００６７】
一方、衝突検知信号Ｃが非アクティブレベルであれば、そのまま送信要求ＲＱが非アクティブレベルに変化するまで、即ち通信信号ＣＭの送信が終了するまで待機し（Ｓ１９０）、送信要求ＲＱが非アクティブレベルに変化すると、送信許可信号Ｅを非アクティブレベルに設定することで通信信号ＣＭの送信を禁止してＳ１２０に戻る。
【００６８】
＜動作＞
このように構成された通信システム１では、図４（ａ）に示すように、送信要求ＲＱがアクティブレベルに変化した時点（時刻ｔ１）で、アイドル検知信号Ｄがアクティブレベルであり、且つ、再送タイマが作動していなければ、送信許可信号Ｅがアクティブレベルに変化し、通信信号ＣＭのヘッダ部の送信が開始される。
【００６９】
ヘッダ部の送信期間中、衝突検知信号Ｃが非アクティブレベル（衝突なし）に維持されていれば、ヘッダ部に続けてデータ部の送信が開始され（時刻ｔ２）、その送信が終了すると（時刻ｔ３）、送信要求ＲＱが非アクティブレベルに変化することによって、送信許可信号Ｅも非アクティブレベルに変化する。その後、所定期間の間、いずれのノード３からも通信信号ＣＭの送信がなければ、アイドル検知信号Ｄが非アクティブレベルに変化する（時刻ｔ４）。
【００７０】
一方、図４（ｂ）に示すように、送信要求ＲＱがアクティブレベルに変化した時点（時刻ｔ５）で、アイドル検知信号Ｄが非アクティブレベルである場合、再送タイマが停止中であっても、送信許可信号Ｅは非アクティブレベルに保持され、通信信号ＣＭの送信が開始されることはない。その、アイドル検知信号Ｄがアクティブレベルに変化すると（時刻ｔ６）、これにより送信許可信号Ｅもアクティブレベル変化し、通信信号ＣＭ（ヘッダ部）の送信が開始される。
【００７１】
また、ヘッダ部の送信期間中に衝突検知信号がアクティブレベル（衝突あり）に変化すると（時刻ｔ７）、ヘッダ部の送信期間が経過したタイミングで（時刻ｔ８）、送信許可信号Ｅが非アクティブレベルに変化し、通信信号ＣＭ（データ部）の送信は中止される。これと共に、再送タイマが作動するため、少なくとも再送タイマがタイムアウトするまでは、送信許可信号Ｅは非アクティブレベルに保持され、通信信号ＣＭの再送が開始されることはない。
【００７２】
再送タイマがタイムアウトした時点で（時刻ｔ９）、アイドル検知信号Ｄがアクティブレベルになっていれば、直ちに送信許可信号Ｅがアクティブレベルに変化し、通信信号ＣＭの再送が開始される。
【００７３】
一方、再送タイマがタイムアウトした時点でアイドル検知信号Ｄが非アクティブレベルであった場合（図示せず）、アイドル検知信号Ｄがアクティブレベルに変化するのを待って再送が開始されることになる。
【００７４】
ここで、図６は、ノード３が通信信号ＣＭを送信した時に検出される受信信号ＲＸの信号レベル（インダクタの両端電圧）Ｖｎを、伝送路２上での衝突がある場合と、衝突がない場合とについて示した説明図である。
【００７５】
衝突がない場合、ヘッダ部の送信中に検出される両端電圧Ｖｎは、衝突判定閾値に満たず、ヘッダ部の送信が終了した時点での衝突検知信号Ｃは非アクティブレベルであるため、引き続きデータ部の送信が行われる。
【００７６】
一方、衝突がある場合、ヘッダ部の送信中に検出される両端電圧Ｖｎは、衝突判定閾値以上となり、ヘッダ部の送信が終了した時点での衝突検知信号Ｃはアクティブレベルとなるため、データ部の送信が禁止される。
【００７７】
＜効果＞
以上説明したように、通信システム１では、各ノード３は、共通に供給される給電信号ＰＳから生成された同期信号ＳＹに従って、同期したタイミングで送信を行うようにされている。これにより、インダクタの両端電圧Ｖｎ、ひいては受信信号ＲＸの信号レベルが、伝送路２上で通信信号ＣＭの衝突が生じている場合と衝突が生じていない場合とで異なったものとなるため、この受信信号ＲＸの信号レベルを監視することによって、伝送路２の信号レベルを検出することなく、伝送路２上での衝突の有無を判定することができる。
【００７８】
このように通信システム１によれば、ノード３が伝送路２に対して非接触であるにも関わらず、衝突を許容するプロトコルを採用することができる。
［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。
【００７９】
本実施形態では、通信信号ＣＭのヘッダ部の構成と、衝突判定部３４５で行う処理の一部が異なるだけであるため、この相違する部分を中心に説明する。
本実施形態では、ノード３毎に通信の優先度が割り当てられており、優先度が高いノード３ほど、通信信号ＣＭのヘッダ部の長さを長く設定する。
【００８０】
そして、衝突判定部３４５では、自ノード３に割り当てられた優先度に対応するヘッダ部の送信期間が終了する直前に衝突の有無を判定する。
このように構成された通信システム１では、優先度の異なる二つのノード３が同時に通信信号ＣＭの送信を開始した場合、伝送路２上で衝突が生じることにより、各ノード３の両端電圧Ｖｎは、図６に示すように、いずれのノードでも衝突判定閾値を越えるため、ヘッダ部の送信を開始（時刻ｔ１１）した直後から衝突検知信号Ｃはアクティブレベルになる。
【００８１】
その後、優先度の低いノードにおいて、ヘッダ部の送信が終了すると（時刻ｔ１２）その直前では、衝突検知信号Ｃはアクティブレベルのままであるため、低優先度のノードは、送信許可信号Ｅを非アクティブレベルに変化させ、通信信号ＣＭの送信を停止する。
【００８２】
この時点で、優先度の高いノードは、ヘッダ部の送信を継続しているが、伝送路２上での衝突が解消されるため、インダクタの両端電圧Ｖｎは、衝突判定閾値より小さくなり、衝突検知信号Ｃは非アクティブレベルに変化する。
【００８３】
その後、高優先度ノードにおいて、ヘッダ部の送信が終了すると（時刻ｔ１３）、その直前での衝突検知信号Ｃは非アクティブレベルであるため、高優先度のノードは、そのままデータ部の送信を実行することになる。
【００８４】
なお、優先度の低いノードでは、通信信号ＣＭの送信停止（時刻ｔ１２）後に検出されるインダクタの両端電圧Ｖｎは、伝送路２上の信号に応じたものとなるため、衝突相手の通信信号ＣＭであっても受信することが可能である。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態の通信システム１によれば、衝突が発生した場合に、通信信号ＣＭの送信元となったノード３がいずれも送信を停止するのではなく、優先度の低いノードだけが送信を停止し、最も優先度の高いノードは送信を継続するため、通信効率を向上させることができる。
【００８６】
なお、本実施形態では、再送タイマを必ずしも必要としないため、再送タイマに関する処理（Ｓ１４０，Ｓ１８０の一部）を省略してもよい。
［第３実施形態］
次に第３実施形態について説明する。
【００８７】
本実施形態では、トランシーバ３４の構成が一部異なるだけであるため、この相違する点を中心に説明する。
図７に示すように、トランシーバ３４は、受信信号ＲＸにおけるノイズフロアのレベルを検出するノイズ検出部３４８を備えており、送信制御部３４７は、ノイズ検出部３４８での検出結果に基づいて、ヘッダ部の長さを可変設定するように構成されている。
【００８８】
そして、送信制御部３４７は、具体的には、ノイズ検出部３４８での検出結果から、ノイズが多い環境である（ノイズフロアのレベルが高い）ほど、へッダ部の送信期間が長くなるように、ヘッダ部の長さを動的に設定する。
【００８９】
このように構成された本実施形態の通信システム１によれば、ノイズ環境に応じて最適な長さのヘッダ部を設定することができる。
なお、ノイズの発生状態は、ノイズフロアのレベルの検出結果に限らず、例えば、ビットエラーレートの測定結果を用いる等してもよい。
【００９０】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において様々な態様にて実施することが可能である。
【００９１】
例えば、上記実施形態では、給電ノード３ａにて通信用整合回路３５を使用しているが、通信用整合回路３５の代わりに、被給電ノード３ｂで使用されている共用整合回路３９を使用してもよい。この場合、トランシーバ３４との間に通信用周波数の信号を選択的に通過させるフィルタを設けることが望ましい。
【００９２】
上記実施形態では、トランシーバ３４が通信信号ＣＭを電圧駆動で出力しているが、電流駆動で出力するように構成してもよい。
上記実施形態では、通信信号ＣＭの変調方式としてＰＳＫが使用されているが、これに限るものではなく、例えば、ＦＳＫ（周波数シフトキーイング）やＱＰＳＫ等、変調後の信号の周波数スペクトルが大きく広がることがない変調方式であればよい。
【００９３】
上記実施形態では、ノード３の一つを給電ノード３ａとして、給電ノード３ａが給電を行うように構成されているが、給電信号発生部３１及び給電用整合回路３２を備えた給電装置を別途設け、全てのノード３を被給電ノード３ｂとしてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１…通信システム  ２…伝送路  ３…ノード  ３ａ…給電ノード  ３ｂ…被給電ノード  ４…結合部  ３１…給電信号発生部  ３２…給電用整合回路  ３３…同期信号生成部  ３４…トランシーバ  ３５…通信用整合回路  ３６…制御部  ３７…電源回路  ３８…重畳／分離回路  ３９…共用整合回路  ４１…伝送路側結合部  ４２…ノード側結合部  ３４１…変調回路  ３４２…ドライバ回路  ３４３…レシーバ回路  ３４４…復調回路  ３４５…衝突判定部  ３４６…バス状態判定部  ３４７…送信制御部  ３４８…ノイズ検出部
【図１】
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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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【図７】
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【図８】
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