(57)【要約】  比較部(103)は、電力管理部(11)によって取得された電力量が所定の閾値を下回っているか否かを判定する。選択部は、比較部(103)における判定結果に基づいて、電力量が所定の閾値を下回っている場合に、下回っていない場合よりも、変復調動作による消費電力が小さくなるように、複数種類の変復調方式から少なくとも１つの変復調方式を選択する。電力線通信機能部(13)は、選択部により選択された変復調方式を示す制御信号を電力線(7)に送信するとともに、選択された変復調方式での変復調動作を実行する。
2010131305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電力線通信装置が互いに電力線を介して接続され、各電力線通信装置が、前記電力線に送信する内部信号に対する変調動作と前記電力線から受信した外部信号に対する復調動作とを複数種類の変復調方式で実行可能である電力線通信システムを構成する電力線通信装置であって、
前記電力線通信システム全体に供給される電力量を取得する電力管理部と、
前記電力管理部によって取得された電力量が所定の閾値を下回っているか否かを判定する比較部と、
前記比較部における判定結果に基づいて、前記電力量が所定の閾値を下回っている場合に、下回っていない場合よりも、変復調動作による消費電力が小さくなるように、前記複数種類の変復調方式から少なくとも１つの変復調方式を選択する選択部と、
前記選択部により選択された変復調方式を示す制御信号を前記電力線に送信するとともに、当該変復調方式での変復調動作を実行する電力線通信機能部とを備えていることを特徴とする電力線通信装置。
【請求項２】
請求項１の電力線通信装置において、
前記複数種類の変復調方式は、マルチキャリア方式とシングルキャリア方式とを含むことを特徴とする電力線通信装置。
【請求項３】
請求項１の電力線通信装置において、
前記複数種類の変復調方式は、サンプリング周波数が互いに異なる複数のシングルキャリア方式を含むことを特徴とする電力線通信装置。
【請求項４】
請求項１の電力線通信装置において、
前記複数種類の変復調方式は、サブキャリア数が互いに異なる複数のマルチキャリア方式を含むことを特徴とする電力線通信装置。  
【請求項５】
請求項１の電力線通信装置において、
前記選択部は、前記比較部によって前記電力量が所定の閾値を下回っていると判定された場合に、前記複数種類の変復調方式のうち、最も消費電力の小さい変復調方式のみを選択することを特徴とする電力線通信装置。
【請求項６】
請求項１の電力線通信装置において、
前記選択部は、前記比較部によって前記電力量が所定の閾値を下回っていないと判定された場合に、前記複数種類の変復調方式のうち、最も高速の変復調方式のみ、又は全ての変復調方式を選択することを特徴とする電力線通信装置。
【請求項７】
請求項１の電力線通信装置において、
前記制御信号は、前記複数種類の変復調方式のうち、消費電力が最も小さい変復調方式で変調された信号であることを特徴とする電力線通信装置。
【請求項８】
請求項１の電力線通信装置において、
前記制御信号は、前記複数種類の変復調方式のうち、通信遅延が最も短い変復調方式で変調された信号であることを特徴とする電力線通信装置。
【請求項９】
請求項１の電力線通信装置において、
前記各電力線通信装置には、情報通信端末が接続され、
前記比較部は、前記電力線に接続されている電力線通信装置の合計台数と、前記各電力線通信装置の最大消費電力量及び前記各情報通信端末の最大消費電力量とに基づいて、前記所定の閾値を決定することを特徴とする電力線通信装置。
【請求項１０】
請求項１の電力線通信装置において、
前記電力線通信システム全体には、回転翼を用いた発電装置によって電力が供給され、
前記電力管理部は、前記発電装置の回転翼の回転数に基づいて、電力線通信システム全体に供給される電力量を取得することを特徴とする電力線通信装置。
【請求項１１】
請求項１の電力線通信装置において、
前記電力線通信システム全体には、パルス波形の電流を生成するダイナモを用いた発電装置によって電力が供給され、
前記電力管理部は、前記発電装置のダイナモによって生成された電流の連続するパルスの立ち上がり間隔に基づいて、電力線通信システム全体に供給される電力量を取得することを特徴とする電力線通信装置。
【請求項１２】
請求項１の電力線通信装置において、
前記各電力線通信装置には、情報通信端末が接続され、
前記比較部によって前記電力量が所定の閾値を下回っていると判定された場合に、前記各電力線通信装置に対応する情報通信端末に所定の表示を出力させることを特徴とする電力線通信装置。
【請求項１３】
複数の電力線通信装置が互いに電力線を介して接続され、各電力線通信装置が、前記電力線に送信する内部信号に対する変調動作と前記電力線から受信した外部信号に対する復調動作とを複数種類の変復調方式で実行可能である電力線通信システムであって、
前記複数の電力線通信装置のうちの１つが、
前記電力線通信システム全体に供給される電力量を取得する電力管理部と、
前記電力管理部によって取得された電力量が所定の閾値を下回っているか否かを判定する比較部と、
前記比較部における判定結果に基づいて、前記電力量が所定の閾値を下回っている場合に、下回っていない場合よりも、変復調動作による消費電力が小さくなるように、前記複数種類の変復調方式から少なくとも１つの変復調方式を選択する選択部と、
前記選択部により選択された変復調方式を示す制御信号を前記電力線に送信するとともに、当該変復調方式での変復調動作を実行する電力線通信機能部とを備えた主電力線通信装置であることを特徴とする電力線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電力線通信装置が互いに電力線を介して接続され、各電力線通信装置が、信号の変復調動作を複数種類の変復調方式で実行可能である電力線通信システム及び当該電力線通信システムを構成する電力線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ネットワークの進化、普及に伴い、電力線を利用した通信技術である電力線通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）に対する関心が高まっている。その適用範囲は、一般家庭内のネットワーク、船舶だけでなく、自動車等の分野にも広がっている。【０００３】
特許文献１に開示された電力線通信システムでは、電力線を介して複数の電力線通信装置（電化製品）が接続されている。この電力線通信システムでは、変復調方式が互いに異なる電力線通信装置同士で通信が行われる際に、管理装置が、一方の電力線通信装置から他方の電力線通信装置に送信される信号を他方（受け側）の変復調方式に変換する。また、前記電力線が、電力会社から電力供給を受け、各電力線通信装置に電力を供給する。【０００４】
特許文献２には、電力線に送信する内部信号を変調する変調動作と前記電力線から受信した外部信号を復調する復調動作とを実行する電力線通信装置が開示されている。この電力線通信装置は、電力線から電力の供給を受けるとともに、環境の温度変化等に応じて、変復調動作のモードを、電力の消費を制限する動作モードに切り換える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０１０６５号公報
【特許文献２】特開２００８−２０５６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、電力線に供給される電力量が変復調方式に反映されない。したがって、電力線に供給される電力が低下すると、電力不足により各電力線通信装置が送受信信号に対する変復調動作を行えなくなり、その結果、通信網を維持できなくなるおそれがある。【０００７】
また、特許文献２でも、電力線に供給される電力量が動作モードに反映されない。したがって、電力線に供給される電力が低下すると、電力不足により変復調動作を行えなくなり、通信網を維持できなくなるおそれがある。【０００８】
本発明は、上記の点に鑑み、複数の電力線通信装置が互いに電力線を介して接続された電力線通信システムにおいて、供給電力の不足により通信網を維持できなくなることを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の実施態様は、複数の電力線通信装置が互いに電力線を介して接続され、各電力線通信装置が、前記電力線に送信する内部信号に対する変調動作と前記電力線から受信した外部信号に対する復調動作とを複数種類の変復調方式で実行可能である電力線通信システムにおいて、前記複数の電力線通信装置のうちの１つが、前記電力線通信システム全体に供給される電力量を取得する電力管理部と、前記電力管理部によって取得された電力量が所定の閾値を下回っているか否かを判定する比較部と、前記比較部における判定結果に基づいて、前記電力量が所定の閾値を下回っている場合に、下回っていない場合よりも、変復調動作による消費電力が小さくなるように、前記複数種類の変復調方式から少なくとも１つの変復調方式を選択する選択部と、前記選択部により選択された変復調方式を示す制御信号を前記電力線に送信するとともに、当該変復調方式での変復調動作を実行する電力線通信機能部とを備えたことを特徴とする。【００１０】
上記本発明の実施態様によると、電力量が所定の閾値を下回っている場合に、下回っていない場合よりも、変復調動作による消費電力が小さくなるように、変復調方式が選択される。したがって、電力線通信システム全体に供給される電力量の低下に応じて消費電力が小さくなるので、供給電力の不足により通信網を維持できなくなることが防止される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、電力線通信システム全体に供給される電力量の低下に応じて消費電力が小さくなるので、供給電力の不足により通信網を維持できなくなることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態１に係る電力線通信システム１の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る電力線通信装置１０の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施形態１に係るダイナモ６０によって生成される電流の例を示す波形図である。
【図４】図４は、実施形態２に係る電力線通信システム１’の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
《実施形態１》
本発明の実施形態１に係る電力線通信システム１は、図１に示すように、１台の電力線通信装置１０、複数の電力線通信装置２０、及び電力線７に電力を供給する発電装置６を備えている。上記電力線通信装置１０，２０は、電力線７を介して互いに接続されている。発電装置６は、電力線通信装置１０に電力を供給するとともに、複数の電力線通信装置２０に電力線７を介して電力を供給する。
【００１５】
電力線通信装置１０，２０は、電力線７に送信する内部信号に対する変調動作と、電力線７から受信した外部信号に対する復調動作とを実行する。電力線通信装置１０，２０は、これらの変復調動作をＯＦＤＭ変調等のマルチキャリア方式（以下、通信方式Ａと呼ぶ）及びＡＳＫ変調等のシングルキャリア方式（以下、通信方式Ｂと呼ぶ）で実行可能である。
【００１６】
発電装置６は、自転車等で使用されるダイナモ６０を発電源に使用している。ダイナモ６０は、パルス波形の電流を生成する。
【００１７】
電力線通信装置１０には、モニタ部５００を備えた情報通信端末５０が接続されている。各電力線通信装置２０には、ＬＥＤ部５１０を備えた情報通信端末５１、又はカメラ部５２０を備えた情報通信端末５２が接続されている。情報通信端末５０，５２は、映像、音声等の高速通信を必要とするＡＶ機能を有している。情報通信端末５１は、簡単な制御信号のみにより動作する。
【００１８】
電力線通信装置１０は、図２に示すように、電力管理部１１と通信方式選択部１２と電力線通信機能部１３とを備えている。
【００１９】
電力管理部１１は、発電装置６によって電力線通信システム１全体に供給される電力量を測定して取得する電力測定部１１３を備えている。電力測定部１１３は、ダイナモ６０によって生成された電流の連続するパルスの立ち上がり間隔を測定し、測定した立ち上がり間隔に基づいて、電力線通信システム１全体に供給される電力量を取得する。具体的には例えば、図３に示すように、立ち上がり間隔が１０μｓであるケース１において供給電力が０．５Ｗとなる場合、立ち上がり間隔が２．５μｓであるケース２においては、供給電力が４倍の２Ｗとなると推測する。
【００２０】
通信方式選択部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０２、及び比較部１０３を備えている。ＲＯＭ１０１及びＲＡＭ１０２は、電力線通信装置１０の内部に設けられているが、図２に破線で示すように外部に設けてもよい。
【００２１】
ＲＯＭ１０１もしくはＲＡＭ１０２（内部メモリ）には、各電力線通信装置１０，２０の最大消費電力量と、電力線通信装置１０，２０に接続された情報通信端末５０，５１，５２の最大消費電力量とが、初期設定（起動）時やプログラム書き込み時等に予め設定されている。また、電力線７に接続されている電力線通信装置１０，２０の台数は、初期起動時、装置追加・離脱時等に実行される認証処理やアドレス割当（アドレス交換処理）等の処理によって常に把握され、ＲＡＭ１０２に書き込まれている。
【００２２】
比較部１０３は、電力管理部１１の電力測定部１１３によって取得された電力量を所定の閾値と比較し、当該電力量が所定の閾値を下回っているか否かを判定し、判定結果をＣＰＵ１００に通知する。比較部１０３は、電力線７に接続されている電力線通信装置１０，２０の合計台数と、前記各電力線通信装置１０，２０の最大消費電力量と、前記各情報通信端末５０，５１，５２の最大消費電力量とに基づいて上記所定の閾値を事前に決定する。この際、比較部１０３は、各電力線通信装置１０，２０及び各情報通信端末５０，５１，５２の最大消費電力量を、ＲＯＭ１０１もしくはＲＡＭ１０２から読み出す。上記所定の閾値は、（所定の閾値）＝（各電力線通信装置１０，２０の最大消費電力量＋各情報通信端末５０，５１，５２の最大消費電力量）×（電力線７に接続されている電力線通信装置１０，２０の合計台数）の式によって決定できる。
【００２３】
ＣＰＵ（選択部）１００は、電力管理部１１によって取得された電力量が所定の閾値を下回っていると比較部１０３によって判定された場合には、通信方式Ｂを選択する。一方、前記電力量が所定の閾値を下回っていないと判定された場合には、通信方式Ａ及び通信方式Ｂを選択する。そして、ＣＰＵ１００は、選択結果に応じて電力線通信機能部１３を制御する。
【００２４】
電力線通信機能部１３は、ＣＰＵ１００により選択された変復調方式を示す制御信号を電力線７に送信する。他の電力線通信装置２０は、この制御信号によって示された変復調方式での変復調動作を実行する。また、電力線通信機能部１３は、ＣＰＵ１００により選択された変復調方式での変復調動作を実行する。電力線通信機能部１３は、クロック制御部１０４、ＭＡＣ（Media access control）部１０５、ＰＨＹ（Physical layer）部１０８、ＡＦＥ（analog front end）部１１１、及びフィルタ部１１２を備えている。フィルタ部１１２は、ＢＰＦ（Band-pass filter）で構成されている。
【００２５】
クロック制御部１０４は、ＣＰＵ１００の制御に応じて、ＭＡＣ部１０５やＰＨＹ部１０８へ供給するクロック周波数を変更したり、クロック供給のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。
【００２６】
ＭＡＣ部１０５は、通信制御部１０６と制御信号生成部１０７とを備えている。
【００２７】
通信制御部１０６は、情報通信端末５０から信号を受け、当該信号を、ＰＨＹ部１０８の変復調部Ａ１０９及び変復調部Ｂ１１０のいずれか一方に転送する。通信方式選択部１２のＣＰＵ１００によって通信方式Ｂが選択された場合は、情報通信端末５０から受けた信号を変復調部Ｂ１１０に転送する。一方、搭載している通信方式を全て利用できる場合、すなわちＣＰＵ１００によって通信方式Ａ及び通信方式Ｂが選択された場合は、受けた信号の種類や通信網の空き具合等に応じて、使用する通信方式を選択し、変復調部Ａ１０９及び変復調部Ｂ１１０のうち選択した通信方式に対応する一方に情報通信端末５０から受けた信号を転送する。
【００２８】
また、通信制御部１０６は、ＰＨＹ部１０８から転送された受信信号を、当該受信信号の種別に応じて、情報通信端末５０又はＣＰＵ１００へ転送する。
【００２９】
制御信号生成部１０７は、ＣＰＵ１００による制御により、他の電力線通信装置２０の認証処理をするための信号や、通信方式切替要求をするための信号、情報通信端末５０へ通信方式切替通知をするための信号等を生成し、ＰＨＹ部１０８へ転送する。電力管理部１１によって取得された電力量が所定の閾値を下回っていると比較部１０３によって判定された場合には、ＣＰＵ１００による制御により、他の電力線通信装置２０に対して通信方式Ａの機能停止を要求する制御信号を生成してＰＨＹ部１０８へ転送する。また、通信方式Ａによる高速通信を必要とするアプリケーションの機能停止を要求する制御信号を生成して情報通信端末５０に送信する。また、電力管理部１１によって取得された電力量が所定の閾値を下回っていると比較部１０３によって判定されている状態から、上記電力量が所定の閾値を下回っていないと判定されている状態に切り替わったとき、制御信号生成部１０７は、ＣＰＵ１００による制御により、他の電力線通信装置２０に対して通信方式Ａの機能停止解除を要求する制御信号を生成してＰＨＹ部１０８へ転送する。また、通信方式Ａによる高速通信を必要とするアプリケーションの機能再開を要求する制御信号を生成して情報通信端末５０に送信する。
【００３０】
ＰＨＹ部１０８は、ＭＡＣ部１０５から転送された信号を変調してＡＦＥ部１１１へ転送するとともに、電力線（通信網）７から受信されてＡＦＥ部１１１により転送された信号を復調してＭＡＣ部１０５に転送する。ＰＨＹ部１０８は、通信方式Ａで変復調を行う変復調部Ａ１０９と、通信方式Ｂで変復調を行う変復調部Ｂ１１０を備え、通信方式Ａ及び通信方式Ｂの２種類の変復調方式で変調動作及び復調動作を実行可能である。通信方式Ａは、通信方式Ｂよりも高速な通信を可能にし、通信遅延をより短くすることができるが、通信方式Ｂよりも大きな消費電力を要する。なお、ＰＨＹ部１０８で行われる処理は、デジタル信号処理であり、したがって、ＰＨＹ部１０８がＡＦＥ部１１１との間で送受信する信号はデジタル信号である。
【００３１】
ＡＦＥ部１１１は、ＰＨＹ部１０８から転送されたデジタル信号を電力線７へ出力できるようアナログ信号に変換すると共に、電力線７から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換してＰＨＹ部１０８へ転送する。
【００３２】
フィルタ部１１２は、信号を電力線７へ出力する際、及び電力線７から信号を受信する際に、周囲ノイズ等、電力線通信に不要な周波数成分の除去を行う。
【００３３】
電力線通信装置２０は、電力線通信装置１０の指示に従って通信方式を切り替えながら電力線通信を行う。以下、電力線通信装置２０の構成について詳細に説明する。
【００３４】
電力線通信装置２０は、通信方式選択部２２と、電力線通信機能部２３とを備えている。
【００３５】
通信方式選択部２２は、ＣＰＵ２００、ＲＯＭ２０１、及びＲＡＭ２０２を備えている。電力線通信装置１０の通信方式選択部１２では、ＣＰＵ１００が比較部１０３の判定結果に基づいて通信方式を選択したが、通信方式選択部２２では、ＣＰＵ２００が電力線通信装置１０による指示、詳しくは、電力線通信装置１０の制御信号生成部１０７によって生成された制御信号に基づいて通信方式を選択する。ＲＯＭ２０１とＲＡＭ２０２は、電力線通信装置２０の内部に設けてもよいし、外部に設けてもよい。
【００３６】
電力線通信機能部２３は、電力線通信装置１０のＭＡＣ部１０５に代えて、ＭＡＣ部２０５を備え、該ＭＡＣ部２０５は、他の電力線通信装置２０に通信方式切替要求をするための信号を生成しない点で、ＭＡＣ部１０５と異なっている。ＭＡＣ部２０５の他の機能はＭＡＣ部１０５と同様である。
【００３７】
また、情報通信端末５０，５１は、通信方式Ａによる高速通信を必要とするアプリケーションの機能停止を要求する制御信号を電力線通信装置１０，２０から受信すると、モニタ部５００に発電量が低下した旨を表示したり、ＬＥＤ部５１０を点滅させる等、所定の表示を出力する。
【００３８】
次に、上記のように構成された電力線通信システム１の動作について説明する。
【００３９】
ダイナモ６０を使用した発電の場合は、発電量が徐々に上がっていくことが想定されるため、電力線通信装置１０，２０では、電源投入時の初期状態で通信方式Ｂの変復調部Ｂ１１０のみが使用されるよう設定される。また、この初期状態では、情報通信端末５０，５２のモニタ部５００及びカメラ部５２０のアプリケーションの機能は停止され、簡単な制御信号のみにより動作可能なアプリケーションの機能（例えば、照明のＯＮ／ＯＦＦ制御等）のみが有効にされる。
【００４０】
電力線通信装置１０，２０の最大消費電力をＸ、電力線通信装置１０，２０に接続される情報通信端末５０，５１，５２の最大消費電力をＹとした場合、電力線通信装置１０の比較部１０３によって算出される上記所定の閾値は（Ｘ＋Ｙ）×４となる。
【００４１】
ダイナモ６０の発電量が増し、電力線通信装置１０の比較部１０３が、当該発電量が上記所定の閾値に達したと判定すると、該比較部１０３は、判定結果をＣＰＵ１００に通知する。この通知に応じて、ＣＰＵ１００は、他の電力線通信装置２０に対して通信方式Ａの機能停止解除を要求する制御信号を生成し、当該制御信号が通信方式Ｂによって他の電力線通信装置２０に送信されるよう制御信号生成部１０７を制御する。さらに、ＣＰＵ１００は、通信方式Ａでの変復調動作に必要なクロック供給を開始するようクロック制御部１０４を制御するとともに、ＭＡＣ部１０５の通信制御部１０６に変復調部Ａ１０９への信号の転送を指示する。このようにして、電力線通信装置１０の通信方式選択部１２が、通信方式Ａでの変復調動作を電力線通信機能部１３に開始させる。
【００４２】
そして、電力線通信装置２０において、ＭＡＣ部２０５が、通信方式Ａの機能停止解除を要求する制御信号を電力線通信装置１０から受信し、当該制御信号を受信した旨をＣＰＵ２００へ通知する。ＣＰＵ２００は、通信方式Ａでの変復調動作を開始するため、電力線通信装置１０のＣＰＵ１００と同様に、通信方式Ａでの変復調動作に必要なクロック供給を開始するようクロック制御部１０４を制御するとともに、ＭＡＣ部２０５に変復調部Ａ１０９への信号の転送を指示する。また、ＭＡＣ部２０５が、ＣＰＵ２００による制御により、通信方式Ａによる高速通信を必要とするアプリケーション（カメラ部５２０）の機能再開を要求する制御信号を生成して情報通信端末５２に送信する。
【００４３】
その後、電力線通信装置１０の制御信号生成部１０７が、ＣＰＵ１００による制御により、通信方式Ａによる高速通信を必要とするアプリケーション（モニタ部５００）の機能の開始を要求する制御信号を生成して情報通信端末５０に送信する。
【００４４】
また、ダイナモ６０の発電量が低下し、上記所定の閾値を下回った場合は、電力線通信装置１０のＣＰＵ１００が、他の電力線通信装置２０に対して通信方式Ａの機能停止を要求する制御信号を生成するよう制御信号生成部１０７を制御する。この制御信号は、基本的に通信方式Ｂを用いて電力線通信装置２０に送信される。つまり、制御信号は、変復調部Ｂ１１０によって通信方式Ｂで変調された状態で送信される。制御信号の送信に通信方式Ｂを用いると、消費電力の大きい通信方式Ａの機能を早く停止させることができる。したがって、電力線通信システム１の消費電力を早く低減できる。
【００４５】
なお、電力線通信装置１０内に予備バッテリー等、非常時に動作し得る容量素子が設けられ、かつ通信方式Ａを用いた方が通信方式Ｂを用いるよりも他の電力線通信装置２０に制御信号をより早く送信できる場合には、通信方式Ａを用いて送信してもよい。つまり、変復調部Ａ１０９によって通信方式Ａで変調した状態で制御信号を送信してもよい。このようにした場合、他の電力線通信装置２０に最短時間で制御信号を送信でき、電力線通信システム１の消費電力量を早く最下限に低減させることができる。
【００４６】
次に、ＣＰＵ１００が、通信方式Ａでの変復調動作に必要なクロック供給を停止するようクロック制御部１０４を制御するとともに、ＭＡＣ部１０５の通信制御部１０６による変復調部Ａ１０９への信号の転送を停止させる。これらクロック供給の停止処理及び変復調部Ａ１０９への信号転送の停止処理は、上記制御信号の送信を通信方式Ａによって行う場合、当該制御信号の送信後に実行される。
【００４７】
そして、電力線通信装置２０において、ＣＰＵ２００が、通信方式Ａの機能停止を要求する電力線通信装置１０からの制御信号に応じて、通信方式Ａでの変復調動作に必要な高速クロックの供給を停止するとともに、ＭＡＣ部２０５による変復調部Ａ１０９への信号の転送を停止させる。また、ＭＡＣ部２０５が、ＣＰＵ２００による制御により、通信方式Ａによる高速通信を必要とするアプリケーション（カメラ部５２０）の機能停止を要求する制御信号を生成して情報通信端末５２に送信する。
【００４８】
その後、電力線通信装置１０のＣＰＵ１００が、制御信号生成部１０７に、通信方式Ａによる高速通信を必要とするアプリケーション（モニタ部５００）の機能停止を要求する制御信号を生成させ、情報通信端末５０に送信させる。
【００４９】
なお、情報通信端末５０，５１は、通信方式Ａによる高速通信を必要とするアプリケーションの機能停止を要求する制御信号を電力線通信装置１０，２０から受信すると、モニタ部５００及びＬＥＤ部５１０によって所定の表示を出力する。これにより、発電量の低下をユーザーに知らせることができる。ダイナモ６０が自転車で使用されている場合等、発電装置６に人的操作が介入するものである場合、発電量の低下をユーザーに知らせることで、発電量の増加を促すことができる。なお、情報通信端末５０，５１，５２が発電量の低下をユーザに知らせる手段は、モニタ部５００、ＬＥＤ部５１０に限らず、例えば、警告アラームであってもよい。
【００５０】
本実施形態によると、発電装置６から供給される電力量が所定の閾値に満たない場合には、高速通信用の通信方式を停止することにより小さい消費電力で通信網を維持できる。
【００５１】
また、電力測定部１１３によって取得された電力量が所定の閾値を下回っていないと判定された場合には、高速通信用の通信方式を利用して全てのアプリケーションを動作させることができる。
【００５２】
また、比較部１０３が、電力線７に接続されている電力線通信装置１０，２０の合計台数に基づいて所定の閾値を決定するため、電力線通信装置１０，２０が追加又は離脱された場合でも、所定の閾値を適切に決定し、消費電力を適切に制御することができる。
【００５３】
また、高速アプリケーション用にマルチキャリア方式の変復調部Ａ１０９を設けるとともに、低速アプリケーション用にシングルキャリア方式の変復調部Ｂ１１０を設けたので、消費電力の異なる２種類の変復調方式を同時に有効活用できる。また、シングルキャリア方式の変復調部Ｂ１１０は、マルチキャリア方式の変復調部Ａ１０９に比べ、シンプルで小規模な回路により低コストで実現できる。
【００５４】
《実施形態２》
本発明の実施形態２に係る電力線通信システム１’は、図４に示すように、発電装置６に代えて発電装置６’を備えているとともに、電力線通信装置１０，２０に代えて電力線通信装置１０’，２０’を備えている。発電装置６’は、発電装置６の構成に加えてバッテリー６１を備えている。電力線通信装置１０’，２０’は、ＰＨＹ部１０８に代えてＰＨＹ部１０８’を備えている。ＰＨＹ部１０８’は、通信方式Ａで変復調を行う変復調部Ａ１０９と、通信方式Ｂで変復調を行う変復調部Ｂ１１０に代えて、５０ｋＨｚの低速クロックを用いたＰＳＫ変調等のシングルキャリア方式で変復調を行う変復調部Ａ１０９’と、５０ＭＨｚの高速クロックを用いたＰＳＫ変調等のシングルキャリア方式で変復調を行う変復調部Ｂ１１０’とを備えている。変復調部Ａ１０９’の変復調方式のサンプリング周波数は５０ｋＨｚであり、変復調部Ｂ１１０’の変復調方式のサンプリング周波数は５０ＭＨｚである。また、電力測定部１１３は、発電装置６’から流れ込む電流量を測定することにより、発電装置６’によって電力線通信システム１’全体に供給される電力量を取得する。
【００５５】
本実施形態では、発電装置６’にバッテリー６１が備えられているため、電力線通信装置１０’，２０’では、電源投入時の初期状態で、５０ｋＨｚの低速クロックを用いる変復調部Ａ１０９’と、５０ＭＨｚの高速クロックを用いる変復調部Ｂ１１０’との両方が使用されるよう設定される。時間の経過と共にバッテリー６１の容量が低下し、残量が無くなると、発電装置６’に供給される電力がダイナモ６０の発生したもののみになる。ダイナモ６０の発電量が上記所定の閾値より少ない場合、ＣＰＵ１００は、比較部１０３によって通知された判定結果に応じて、より消費電力の小さい通信方式、すなわち低速サンプリングクロック（５０ｋＨｚ）を用いる通信方式を選択する。そのほかの構成及び動作は実施形態１と同じであるので、同一の構成箇所には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５６】
本実施形態によると、発電装置６’が、バッテリー６１とダイナモ６０とを両方利用しているため、バッテリー６１の蓄電容量が残っている場合には変復調部Ｂ１１０を利用して高速アプリケーションの機能を実現できる一方、バッテリー６１の蓄電容量が無くなった場合には、バッテリー６１が交換されるまで、ダイナモ６０の生成した電力により通信網及び電力線通信システム１を維持させることができる。
【００５７】
また、変復調部Ａ１０９’及び変復調部Ｂ１１０’は、サンプリング周波数のみが異なっているので、周波数を切り換える仕組みを実装することにより、回路規模を大きく増大させることなく実現できる。
【００５８】
なお、上記実施形態１では、変復調部Ａ１０９がマルチキャリア方式で変復調を行い、変復調部Ｂ１１０がシングルキャリア方式で変復調を行うようになっていた。しかし、変復調部Ａ１０９及び変復調部Ｂ１１０の両方がマルチキャリア方式で変復調を行い、両変復調部の変復調方式のサブキャリア数が互いに異なるようにしてもよい。この場合、両変調方式に共通のアナログフロントエンドやフィルタ等を用いることができる。
【００５９】
また、上記実施形態２では、変復調部Ａ１０９’が５０ｋＨｚのサンプリング周波数を用いて変復調を行い、変復調部Ａ１０９’が５０ＭＨｚのサンプリング周波数を用いて変復調を行うようになっていた。しかし、変復調部Ａ１０９’及び変復調部Ｂ１１０’のサンプリング周波数は、５０ｋＨｚ、５０ＭＨｚに限らず、変復調が可能な範囲で互いに異なったものであればよい。
【００６０】
また、上記実施形態１，２では、ＰＨＹ部１０８，１０８’が２種類の変復調方式で変復調動作を行うように構成されていたが、２種類に限らず、３種類以上の変復調方式で変復調動作を行うように構成してもよい。その場合でも、ＣＰＵ１００が、電力測定部１１３によって取得された電力量が所定の閾値を下回っている場合には、複数種類の変復調方式のうち、最も消費電力の小さい変復調方式のみを選択する一方、上記電力量が所定の閾値を下回っていない場合には、複数種類の変復調方式の全てを選択するようにすれば、電力測定部１１３によって取得された電力量が所定の閾値を下回っている場合の消費電力を、上記電力量が所定の閾値を下回っていない場合の消費電力よりも小さくできる。なお、ＣＰＵ１００による選択方法はこれに限らない。例えば、上記電力量が所定の閾値を下回っていないと判定された場合に、ＣＰＵ１００が、最も高速で消費電力の大きい変復調方式のみを選択するようにしてもよい。また、上記電力量が所定の閾値を下回っていると判定された場合に選択される変復調方式の個数は１つに限らず、上記電力量が所定の閾値を下回っていないと判定された場合よりも消費電力を小さくできれば、２つ以上であってもよい。
【００６１】
また、上記実施形態１，２では、ダイナモ６０を用いて発電を行う発電装置６，６’を用いた。しかし、風力発電や水力発電等によって回転翼を用いて発電を行う発電装置を用い、電力管理部１１が、発電装置の回転翼の回転数に基づいて、電力線通信システム１全体に供給される電力量を取得するようにしてもよい。
【００６２】
また、実施形態２では、バッテリー６１とダイナモ６０を組み合わせた発電装置６’を用いたが、バッテリー６１にダイナモ６０以外の人力、水力、風力、又は太陽光による動力発電装置を組み合わせ、バッテリー６１の蓄電容量が残っている場合には、変復調部Ｂ１１０’を機能させる一方、残っていない場合には、変復調部Ｂ１１０’を停止させ、動力発電装置によって得られた電力により通信網及び通信システムを維持するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る電力線通信装置及び電力線通信システムは、電力線通信システム全体に供給される電力量の低下に応じて消費電力が小さくなるので、供給電力の不足により通信網を維持できなくなることが防止されるという効果を有し、電子化された自転車システム等、複数の電力線通信装置が互いに電力線を介して接続され、各電力線通信装置が、信号の変復調動作を複数種類の変復調方式で実行可能である電力線通信システム及び当該電力線通信システムを構成する電力線通信装置として有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１，１’          電力線通信システム
６，６’          発電装置
７          電力線
１０，１０’        電力線通信装置（主電力線通信装置）
２０，２０’        電力線通信装置
１１        電力管理部
１３        電力線通信機能部
５０，５１，５２  情報通信端末
６０        ダイナモ
１００      ＣＰＵ（選択部）
１０１，１０２  ＲＯＭ，ＲＡＭ（内部メモリ）
１０３      比較部
【図１】
2010131305.tif 000003
【図２】
2010131305.tif 000004
【図３】
2010131305.tif 000005
【図４】
2010131305.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月8日(2011.9.8)
【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】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電力線通信装置が互いに電力線を介して接続され、各電力線通信装置が、信号の変復調動作を複数種類の変復調方式で実行可能である電力線通信システム及び当該電力線通信システムを構成する電力線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ネットワークの進化、普及に伴い、電力線を利用した通信技術である電力線通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）に対する関心が高まっている。その適用範囲は、一般家庭内のネットワーク、船舶だけでなく、自動車等の分野にも広がっている。
【０００３】
特許文献１に開示された電力線通信システムでは、電力線を介して複数の電力線通信装置（電化製品）が接続されている。この電力線通信システムでは、変復調方式が互いに異なる電力線通信装置同士で通信が行われる際に、管理装置が、一方の電力線通信装置から他方の電力線通信装置に送信される信号を他方（受け側）の変復調方式に変換する。また、前記電力線が、電力会社から電力供給を受け、各電力線通信装置に電力を供給する。
【０００４】
特許文献２には、電力線に送信する内部信号を変調する変調動作と前記電力線から受信した外部信号を復調する復調動作とを実行する電力線通信装置が開示されている。この電力線通信装置は、電力線から電力の供給を受けるとともに、環境の温度変化等に応じて、変復調動作のモードを、電力の消費を制限する動作モードに切り換える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０１０６５号公報
【特許文献２】特開２００８−２０５６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、電力線に供給される電力量が変復調方式に反映されない。したがって、電力線に供給される電力が低下すると、電力不足により各電力線通信装置が送受信信号に対する変復調動作を行えなくなり、その結果、通信網を維持できなくなるおそれがある。
【０００７】
また、特許文献２でも、電力線に供給される電力量が動作モードに反映されない。したがって、電力線に供給される電力が低下すると、電力不足により変復調動作を行えなくなり、通信網を維持できなくなるおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑み、複数の電力線通信装置が互いに電力線を介して接続された電力線通信システムにおいて、供給電力の不足により通信網を維持できなくなることを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の実施態様は、複数の電力線通信装置が互いに電力線を介して接続され、各電力線通信装置が、前記電力線に送信する内部信号に対する変調動作と前記電力線から受信した外部信号に対する復調動作とを複数種類の変復調方式で実行可能である電力線通信システムにおいて、前記複数の電力線通信装置のうちの１つが、前記電力線通信システム全体に供給される電力量を取得する電力管理部と、前記電力管理部によって取得された電力量が所定の閾値を下回っているか否かを判定する比較部と、前記比較部における判定結果に基づいて、前記電力量が所定の閾値を下回っている場合に、下回っていない場合よりも、変復調動作による消費電力が小さくなるように、前記複数種類の変復調方式から少なくとも１つの変復調方式を選択する選択部と、前記選択部により選択された変復調方式を示す制御信号を前記電力線に送信するとともに、当該変復調方式での変復調動作を実行する電力線通信機能部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記本発明の実施態様によると、電力量が所定の閾値を下回っている場合に、下回っていない場合よりも、変復調動作による消費電力が小さくなるように、変復調方式が選択される。したがって、電力線通信システム全体に供給される電力量の低下に応じて消費電力が小さくなるので、供給電力の不足により通信網を維持できなくなることが防止される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、電力線通信システム全体に供給される電力量の低下に応じて消費電力が小さくなるので、供給電力の不足により通信網を維持できなくなることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態１に係る電力線通信システム１の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る電力線通信装置１０の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施形態１に係るダイナモ６０によって生成される電流の例を示す波形図である。
【図４】図４は、実施形態２に係る電力線通信システム１’の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
《実施形態１》
本発明の実施形態１に係る電力線通信システム１は、図１に示すように、１台の電力線通信装置１０、複数の電力線通信装置２０、及び電力線７に電力を供給する発電装置６を備えている。上記電力線通信装置１０，２０は、電力線７を介して互いに接続されている。発電装置６は、電力線通信装置１０に電力を供給するとともに、複数の電力線通信装置２０に電力線７を介して電力を供給する。
【００１５】
電力線通信装置１０，２０は、電力線７に送信する内部信号に対する変調動作と、電力線７から受信した外部信号に対する復調動作とを実行する。電力線通信装置１０，２０は、これらの変復調動作をＯＦＤＭ変調等のマルチキャリア方式（以下、通信方式Ａと呼ぶ）及びＡＳＫ変調等のシングルキャリア方式（以下、通信方式Ｂと呼ぶ）で実行可能である。
【００１６】
発電装置６は、自転車等で使用されるダイナモ６０を発電源に使用している。ダイナモ６０は、パルス波形の電流を生成する。
【００１７】
電力線通信装置１０には、モニタ部５００を備えた情報通信端末５０が接続されている。各電力線通信装置２０には、ＬＥＤ部５１０を備えた情報通信端末５１、又はカメラ部５２０を備えた情報通信端末５２が接続されている。情報通信端末５０，５２は、映像、音声等の高速通信を必要とするＡＶ機能を有している。情報通信端末５１は、簡単な制御信号のみにより動作する。
【００１８】
電力線通信装置１０は、図２に示すように、電力管理部１１と通信方式選択部１２と電力線通信機能部１３とを備えている。
【００１９】
電力管理部１１は、発電装置６によって電力線通信システム１全体に供給される電力量を測定して取得する電力測定部１１３を備えている。電力測定部１１３は、ダイナモ６０によって生成された電流の連続するパルスの立ち上がり間隔を測定し、測定した立ち上がり間隔に基づいて、電力線通信システム１全体に供給される電力量を取得する。具体的には例えば、図３に示すように、立ち上がり間隔が１０μｓであるケース１において供給電力が０．５Ｗとなる場合、立ち上がり間隔が２．５μｓであるケース２においては、供給電力が４倍の２Ｗとなると推測する。
【００２０】
通信方式選択部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０２、及び比較部１０３を備えている。ＲＯＭ１０１及びＲＡＭ１０２は、電力線通信装置１０の内部に設けられているが、図２に破線で示すように外部に設けてもよい。
【００２１】
ＲＯＭ１０１もしくはＲＡＭ１０２（内部メモリ）には、各電力線通信装置１０，２０の最大消費電力量と、電力線通信装置１０，２０に接続された情報通信端末５０，５１，５２の最大消費電力量とが、初期設定（起動）時やプログラム書き込み時等に予め設定されている。また、電力線７に接続されている電力線通信装置１０，２０の台数は、初期起動時、装置追加・離脱時等に実行される認証処理やアドレス割当（アドレス交換処理）等の処理によって常に把握され、ＲＡＭ１０２に書き込まれている。
【００２２】
比較部１０３は、電力管理部１１の電力測定部１１３によって取得された電力量を所定の閾値と比較し、当該電力量が所定の閾値を下回っているか否かを判定し、判定結果をＣＰＵ１００に通知する。比較部１０３は、電力線７に接続されている電力線通信装置１０，２０の合計台数と、前記各電力線通信装置１０，２０の最大消費電力量と、前記各情報通信端末５０，５１，５２の最大消費電力量とに基づいて上記所定の閾値を事前に決定する。この際、比較部１０３は、各電力線通信装置１０，２０及び各情報通信端末５０，５１，５２の最大消費電力量を、ＲＯＭ１０１もしくはＲＡＭ１０２から読み出す。上記所定の閾値は、（所定の閾値）＝（各電力線通信装置１０，２０の最大消費電力量＋各情報通信端末５０，５１，５２の最大消費電力量）×（電力線７に接続されている電力線通信装置１０，２０の合計台数）の式によって決定できる。
【００２３】
ＣＰＵ（選択部）１００は、電力管理部１１によって取得された電力量が所定の閾値を下回っていると比較部１０３によって判定された場合には、通信方式Ｂを選択する。一方、前記電力量が所定の閾値を下回っていないと判定された場合には、通信方式Ａ及び通信方式Ｂを選択する。そして、ＣＰＵ１００は、選択結果に応じて電力線通信機能部１３を制御する。
【００２４】
電力線通信機能部１３は、ＣＰＵ１００により選択された変復調方式を示す制御信号を電力線７に送信する。他の電力線通信装置２０は、この制御信号によって示された変復調方式での変復調動作を実行する。また、電力線通信機能部１３は、ＣＰＵ１００により選択された変復調方式での変復調動作を実行する。電力線通信機能部１３は、クロック制御部１０４、ＭＡＣ（Media access control）部１０５、ＰＨＹ（Physical layer）部１０８、ＡＦＥ（analog front end）部１１１、及びフィルタ部１１２を備えている。フィルタ部１１２は、ＢＰＦ（Band-pass filter）で構成されている。
【００２５】
クロック制御部１０４は、ＣＰＵ１００の制御に応じて、ＭＡＣ部１０５やＰＨＹ部１０８へ供給するクロック周波数を変更したり、クロック供給のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。
【００２６】
ＭＡＣ部１０５は、通信制御部１０６と制御信号生成部１０７とを備えている。
【００２７】
通信制御部１０６は、情報通信端末５０から信号を受け、当該信号を、ＰＨＹ部１０８の変復調部Ａ１０９及び変復調部Ｂ１１０のいずれか一方に転送する。通信方式選択部１２のＣＰＵ１００によって通信方式Ｂが選択された場合は、情報通信端末５０から受けた信号を変復調部Ｂ１１０に転送する。一方、搭載している通信方式を全て利用できる場合、すなわちＣＰＵ１００によって通信方式Ａ及び通信方式Ｂが選択された場合は、受けた信号の種類や通信網の空き具合等に応じて、使用する通信方式を選択し、変復調部Ａ１０９及び変復調部Ｂ１１０のうち選択した通信方式に対応する一方に情報通信端末５０から受けた信号を転送する。
【００２８】
また、通信制御部１０６は、ＰＨＹ部１０８から転送された受信信号を、当該受信信号の種別に応じて、情報通信端末５０又はＣＰＵ１００へ転送する。
【００２９】
制御信号生成部１０７は、ＣＰＵ１００による制御により、他の電力線通信装置２０の認証処理をするための信号や、通信方式切替要求をするための信号、情報通信端末５０へ通信方式切替通知をするための信号等を生成し、ＰＨＹ部１０８へ転送する。電力管理部１１によって取得された電力量が所定の閾値を下回っていると比較部１０３によって判定された場合には、ＣＰＵ１００による制御により、他の電力線通信装置２０に対して通信方式Ａの機能停止を要求する制御信号を生成してＰＨＹ部１０８へ転送する。また、通信方式Ａによる高速通信を必要とするアプリケーションの機能停止を要求する制御信号を生成して情報通信端末５０に送信する。また、電力管理部１１によって取得された電力量が所定の閾値を下回っていると比較部１０３によって判定されている状態から、上記電力量が所定の閾値を下回っていないと判定されている状態に切り替わったとき、制御信号生成部１０７は、ＣＰＵ１００による制御により、他の電力線通信装置２０に対して通信方式Ａの機能停止解除を要求する制御信号を生成してＰＨＹ部１０８へ転送する。また、通信方式Ａによる高速通信を必要とするアプリケーションの機能再開を要求する制御信号を生成して情報通信端末５０に送信する。
【００３０】
ＰＨＹ部１０８は、ＭＡＣ部１０５から転送された信号を変調してＡＦＥ部１１１へ転送するとともに、電力線（通信網）７から受信されてＡＦＥ部１１１により転送された信号を復調してＭＡＣ部１０５に転送する。ＰＨＹ部１０８は、通信方式Ａで変復調を行う変復調部Ａ１０９と、通信方式Ｂで変復調を行う変復調部Ｂ１１０を備え、通信方式Ａ及び通信方式Ｂの２種類の変復調方式で変調動作及び復調動作を実行可能である。通信方式Ａは、通信方式Ｂよりも高速な通信を可能にし、通信遅延をより短くすることができるが、通信方式Ｂよりも大きな消費電力を要する。なお、ＰＨＹ部１０８で行われる処理は、デジタル信号処理であり、したがって、ＰＨＹ部１０８がＡＦＥ部１１１との間で送受信する信号はデジタル信号である。
【００３１】
ＡＦＥ部１１１は、ＰＨＹ部１０８から転送されたデジタル信号を電力線７へ出力できるようアナログ信号に変換すると共に、電力線７から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換してＰＨＹ部１０８へ転送する。
【００３２】
フィルタ部１１２は、信号を電力線７へ出力する際、及び電力線７から信号を受信する際に、周囲ノイズ等、電力線通信に不要な周波数成分の除去を行う。
【００３３】
電力線通信装置２０は、電力線通信装置１０の指示に従って通信方式を切り替えながら電力線通信を行う。以下、電力線通信装置２０の構成について詳細に説明する。
【００３４】
電力線通信装置２０は、通信方式選択部２２と、電力線通信機能部２３とを備えている。
【００３５】
通信方式選択部２２は、ＣＰＵ２００、ＲＯＭ２０１、及びＲＡＭ２０２を備えている。電力線通信装置１０の通信方式選択部１２では、ＣＰＵ１００が比較部１０３の判定結果に基づいて通信方式を選択したが、通信方式選択部２２では、ＣＰＵ２００が電力線通信装置１０による指示、詳しくは、電力線通信装置１０の制御信号生成部１０７によって生成された制御信号に基づいて通信方式を選択する。ＲＯＭ２０１とＲＡＭ２０２は、電力線通信装置２０の内部に設けてもよいし、外部に設けてもよい。
【００３６】
電力線通信機能部２３は、電力線通信装置１０のＭＡＣ部１０５に代えて、ＭＡＣ部２０５を備え、該ＭＡＣ部２０５は、他の電力線通信装置２０に通信方式切替要求をするための信号を生成しない点で、ＭＡＣ部１０５と異なっている。ＭＡＣ部２０５の他の機能はＭＡＣ部１０５と同様である。
【００３７】
また、情報通信端末５０，５１は、通信方式Ａによる高速通信を必要とするアプリケーションの機能停止を要求する制御信号を電力線通信装置１０，２０から受信すると、モニタ部５００に発電量が低下した旨を表示したり、ＬＥＤ部５１０を点滅させる等、所定の表示を出力する。
【００３８】
次に、上記のように構成された電力線通信システム１の動作について説明する。
【００３９】
ダイナモ６０を使用した発電の場合は、発電量が徐々に上がっていくことが想定されるため、電力線通信装置１０，２０では、電源投入時の初期状態で通信方式Ｂの変復調部Ｂ１１０のみが使用されるよう設定される。また、この初期状態では、情報通信端末５０，５２のモニタ部５００及びカメラ部５２０のアプリケーションの機能は停止され、簡単な制御信号のみにより動作可能なアプリケーションの機能（例えば、照明のＯＮ／ＯＦＦ制御等）のみが有効にされる。
【００４０】
電力線通信装置１０，２０の最大消費電力をＸ、電力線通信装置１０，２０に接続される情報通信端末５０，５１，５２の最大消費電力をＹとした場合、電力線通信装置１０の比較部１０３によって算出される上記所定の閾値は（Ｘ＋Ｙ）×４となる。
【００４１】
ダイナモ６０の発電量が増し、電力線通信装置１０の比較部１０３が、当該発電量が上記所定の閾値に達したと判定すると、該比較部１０３は、判定結果をＣＰＵ１００に通知する。この通知に応じて、ＣＰＵ１００は、他の電力線通信装置２０に対して通信方式Ａの機能停止解除を要求する制御信号を生成し、当該制御信号が通信方式Ｂによって他の電力線通信装置２０に送信されるよう制御信号生成部１０７を制御する。さらに、ＣＰＵ１００は、通信方式Ａでの変復調動作に必要なクロック供給を開始するようクロック制御部１０４を制御するとともに、ＭＡＣ部１０５の通信制御部１０６に変復調部Ａ１０９への信号の転送を指示する。このようにして、電力線通信装置１０の通信方式選択部１２が、通信方式Ａでの変復調動作を電力線通信機能部１３に開始させる。
【００４２】
そして、電力線通信装置２０において、ＭＡＣ部２０５が、通信方式Ａの機能停止解除を要求する制御信号を電力線通信装置１０から受信し、当該制御信号を受信した旨をＣＰＵ２００へ通知する。ＣＰＵ２００は、通信方式Ａでの変復調動作を開始するため、電力線通信装置１０のＣＰＵ１００と同様に、通信方式Ａでの変復調動作に必要なクロック供給を開始するようクロック制御部１０４を制御するとともに、ＭＡＣ部２０５に変復調部Ａ１０９への信号の転送を指示する。また、ＭＡＣ部２０５が、ＣＰＵ２００による制御により、通信方式Ａによる高速通信を必要とするアプリケーション（カメラ部５２０）の機能再開を要求する制御信号を生成して情報通信端末５２に送信する。
【００４３】
その後、電力線通信装置１０の制御信号生成部１０７が、ＣＰＵ１００による制御により、通信方式Ａによる高速通信を必要とするアプリケーション（モニタ部５００）の機能の開始を要求する制御信号を生成して情報通信端末５０に送信する。
【００４４】
また、ダイナモ６０の発電量が低下し、上記所定の閾値を下回った場合は、電力線通信装置１０のＣＰＵ１００が、他の電力線通信装置２０に対して通信方式Ａの機能停止を要求する制御信号を生成するよう制御信号生成部１０７を制御する。この制御信号は、基本的に通信方式Ｂを用いて電力線通信装置２０に送信される。つまり、制御信号は、変復調部Ｂ１１０によって通信方式Ｂで変調された状態で送信される。制御信号の送信に通信方式Ｂを用いると、消費電力の大きい通信方式Ａの機能を早く停止させることができる。したがって、電力線通信システム１の消費電力を早く低減できる。
【００４５】
なお、電力線通信装置１０内に予備バッテリー等、非常時に動作し得る容量素子が設けられ、かつ通信方式Ａを用いた方が通信方式Ｂを用いるよりも他の電力線通信装置２０に制御信号をより早く送信できる場合には、通信方式Ａを用いて送信してもよい。つまり、変復調部Ａ１０９によって通信方式Ａで変調した状態で制御信号を送信してもよい。このようにした場合、他の電力線通信装置２０に最短時間で制御信号を送信でき、電力線通信システム１の消費電力量を早く最下限に低減させることができる。
【００４６】
次に、ＣＰＵ１００が、通信方式Ａでの変復調動作に必要なクロック供給を停止するようクロック制御部１０４を制御するとともに、ＭＡＣ部１０５の通信制御部１０６による変復調部Ａ１０９への信号の転送を停止させる。これらクロック供給の停止処理及び変復調部Ａ１０９への信号転送の停止処理は、上記制御信号の送信を通信方式Ａによって行う場合、当該制御信号の送信後に実行される。
【００４７】
そして、電力線通信装置２０において、ＣＰＵ２００が、通信方式Ａの機能停止を要求する電力線通信装置１０からの制御信号に応じて、通信方式Ａでの変復調動作に必要な高速クロックの供給を停止するとともに、ＭＡＣ部２０５による変復調部Ａ１０９への信号の転送を停止させる。また、ＭＡＣ部２０５が、ＣＰＵ２００による制御により、通信方式Ａによる高速通信を必要とするアプリケーション（カメラ部５２０）の機能停止を要求する制御信号を生成して情報通信端末５２に送信する。
【００４８】
その後、電力線通信装置１０のＣＰＵ１００が、制御信号生成部１０７に、通信方式Ａによる高速通信を必要とするアプリケーション（モニタ部５００）の機能停止を要求する制御信号を生成させ、情報通信端末５０に送信させる。
【００４９】
なお、情報通信端末５０，５１は、通信方式Ａによる高速通信を必要とするアプリケーションの機能停止を要求する制御信号を電力線通信装置１０，２０から受信すると、モニタ部５００及びＬＥＤ部５１０によって所定の表示を出力する。これにより、発電量の低下をユーザーに知らせることができる。ダイナモ６０が自転車で使用されている場合等、発電装置６に人的操作が介入するものである場合、発電量の低下をユーザーに知らせることで、発電量の増加を促すことができる。なお、情報通信端末５０，５１，５２が発電量の低下をユーザに知らせる手段は、モニタ部５００、ＬＥＤ部５１０に限らず、例えば、警告アラームであってもよい。
【００５０】
本実施形態によると、発電装置６から供給される電力量が所定の閾値に満たない場合には、高速通信用の通信方式を停止することにより小さい消費電力で通信網を維持できる。
【００５１】
また、電力測定部１１３によって取得された電力量が所定の閾値を下回っていないと判定された場合には、高速通信用の通信方式を利用して全てのアプリケーションを動作させることができる。
【００５２】
また、比較部１０３が、電力線７に接続されている電力線通信装置１０，２０の合計台数に基づいて所定の閾値を決定するため、電力線通信装置１０，２０が追加又は離脱された場合でも、所定の閾値を適切に決定し、消費電力を適切に制御することができる。
【００５３】
また、高速アプリケーション用にマルチキャリア方式の変復調部Ａ１０９を設けるとともに、低速アプリケーション用にシングルキャリア方式の変復調部Ｂ１１０を設けたので、消費電力の異なる２種類の変復調方式を同時に有効活用できる。また、シングルキャリア方式の変復調部Ｂ１１０は、マルチキャリア方式の変復調部Ａ１０９に比べ、シンプルで小規模な回路により低コストで実現できる。
【００５４】
《実施形態２》
本発明の実施形態２に係る電力線通信システム１’は、図４に示すように、発電装置６に代えて発電装置６’を備えているとともに、電力線通信装置１０，２０に代えて電力線通信装置１０’，２０’を備えている。発電装置６’は、発電装置６の構成に加えてバッテリー６１を備えている。電力線通信装置１０’，２０’は、ＰＨＹ部１０８に代えてＰＨＹ部１０８’を備えている。ＰＨＹ部１０８’は、通信方式Ａで変復調を行う変復調部Ａ１０９と、通信方式Ｂで変復調を行う変復調部Ｂ１１０に代えて、５０ｋＨｚの低速クロックを用いたＰＳＫ変調等のシングルキャリア方式で変復調を行う変復調部Ａ１０９’と、５０ＭＨｚの高速クロックを用いたＰＳＫ変調等のシングルキャリア方式で変復調を行う変復調部Ｂ１１０’とを備えている。変復調部Ａ１０９’の変復調方式のサンプリング周波数は５０ｋＨｚであり、変復調部Ｂ１１０’の変復調方式のサンプリング周波数は５０ＭＨｚである。また、電力測定部１１３は、発電装置６’から流れ込む電流量を測定することにより、発電装置６’によって電力線通信システム１’全体に供給される電力量を取得する。
【００５５】
本実施形態では、発電装置６’にバッテリー６１が備えられているため、電力線通信装置１０’，２０’では、電源投入時の初期状態で、５０ｋＨｚの低速クロックを用いる変復調部Ａ１０９’と、５０ＭＨｚの高速クロックを用いる変復調部Ｂ１１０’との両方が使用されるよう設定される。時間の経過と共にバッテリー６１の容量が低下し、残量が無くなると、発電装置６’に供給される電力がダイナモ６０の発生したもののみになる。ダイナモ６０の発電量が上記所定の閾値より少ない場合、ＣＰＵ１００は、比較部１０３によって通知された判定結果に応じて、より消費電力の小さい通信方式、すなわち低速サンプリングクロック（５０ｋＨｚ）を用いる通信方式を選択する。そのほかの構成及び動作は実施形態１と同じであるので、同一の構成箇所には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５６】
本実施形態によると、発電装置６’が、バッテリー６１とダイナモ６０とを両方利用しているため、バッテリー６１の蓄電容量が残っている場合には変復調部Ｂ１１０を利用して高速アプリケーションの機能を実現できる一方、バッテリー６１の蓄電容量が無くなった場合には、バッテリー６１が交換されるまで、ダイナモ６０の生成した電力により通信網及び電力線通信システム１を維持させることができる。
【００５７】
また、変復調部Ａ１０９’及び変復調部Ｂ１１０’は、サンプリング周波数のみが異なっているので、周波数を切り換える仕組みを実装することにより、回路規模を大きく増大させることなく実現できる。
【００５８】
なお、上記実施形態１では、変復調部Ａ１０９がマルチキャリア方式で変復調を行い、変復調部Ｂ１１０がシングルキャリア方式で変復調を行うようになっていた。しかし、変復調部Ａ１０９及び変復調部Ｂ１１０の両方がマルチキャリア方式で変復調を行い、両変復調部の変復調方式のサブキャリア数が互いに異なるようにしてもよい。この場合、両変調方式に共通のアナログフロントエンドやフィルタ等を用いることができる。
【００５９】
また、上記実施形態２では、変復調部Ａ１０９’が５０ｋＨｚのサンプリング周波数を用いて変復調を行い、変復調部Ａ１０９’が５０ＭＨｚのサンプリング周波数を用いて変復調を行うようになっていた。しかし、変復調部Ａ１０９’及び変復調部Ｂ１１０’のサンプリング周波数は、５０ｋＨｚ、５０ＭＨｚに限らず、変復調が可能な範囲で互いに異なったものであればよい。
【００６０】
また、上記実施形態１，２では、ＰＨＹ部１０８，１０８’が２種類の変復調方式で変復調動作を行うように構成されていたが、２種類に限らず、３種類以上の変復調方式で変復調動作を行うように構成してもよい。その場合でも、ＣＰＵ１００が、電力測定部１１３によって取得された電力量が所定の閾値を下回っている場合には、複数種類の変復調方式のうち、最も消費電力の小さい変復調方式のみを選択する一方、上記電力量が所定の閾値を下回っていない場合には、複数種類の変復調方式の全てを選択するようにすれば、電力測定部１１３によって取得された電力量が所定の閾値を下回っている場合の消費電力を、上記電力量が所定の閾値を下回っていない場合の消費電力よりも小さくできる。なお、ＣＰＵ１００による選択方法はこれに限らない。例えば、上記電力量が所定の閾値を下回っていないと判定された場合に、ＣＰＵ１００が、最も高速で消費電力の大きい変復調方式のみを選択するようにしてもよい。また、上記電力量が所定の閾値を下回っていると判定された場合に選択される変復調方式の個数は１つに限らず、上記電力量が所定の閾値を下回っていないと判定された場合よりも消費電力を小さくできれば、２つ以上であってもよい。
【００６１】
また、上記実施形態１，２では、ダイナモ６０を用いて発電を行う発電装置６，６’を用いた。しかし、風力発電や水力発電等によって回転翼を用いて発電を行う発電装置を用い、電力管理部１１が、発電装置の回転翼の回転数に基づいて、電力線通信システム１全体に供給される電力量を取得するようにしてもよい。
【００６２】
また、実施形態２では、バッテリー６１とダイナモ６０を組み合わせた発電装置６’を用いたが、バッテリー６１にダイナモ６０以外の人力、水力、風力、又は太陽光による動力発電装置を組み合わせ、バッテリー６１の蓄電容量が残っている場合には、変復調部Ｂ１１０’を機能させる一方、残っていない場合には、変復調部Ｂ１１０’を停止させ、動力発電装置によって得られた電力により通信網及び通信システムを維持するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る電力線通信装置及び電力線通信システムは、電力線通信システム全体に供給される電力量の低下に応じて消費電力が小さくなるので、供給電力の不足により通信網を維持できなくなることが防止されるという効果を有し、電子化された自転車システム等、複数の電力線通信装置が互いに電力線を介して接続され、各電力線通信装置が、信号の変復調動作を複数種類の変復調方式で実行可能である電力線通信システム及び当該電力線通信システムを構成する電力線通信装置として有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１，１’          電力線通信システム
６，６’          発電装置
７          電力線
１０，１０’        電力線通信装置（主電力線通信装置）
２０，２０’        電力線通信装置
１１        電力管理部
１３        電力線通信機能部
５０，５１，５２  情報通信端末
６０        ダイナモ
１００      ＣＰＵ（選択部）
１０１，１０２  ＲＯＭ，ＲＡＭ（内部メモリ）
１０３      比較部
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電力線通信装置が互いに電力線を介して接続され、各電力線通信装置が、前記電力線に送信する内部信号に対する変調動作と前記電力線から受信した外部信号に対する復調動作とを複数種類の変復調方式で実行可能である電力線通信システムを構成する電力線通信装置であって、
前記電力線通信システム全体に供給される電力量を取得する電力管理部と、
前記電力管理部によって取得された電力量が所定の閾値を下回っているか否かを判定する比較部と、
前記比較部における判定結果に基づいて、前記電力量が所定の閾値を下回っている場合に、下回っていない場合よりも、変復調動作による消費電力が小さくなるように、前記複数種類の変復調方式から少なくとも１つの変復調方式を選択する選択部と、
前記選択部により選択された変復調方式を示す制御信号を前記電力線に送信するとともに、当該変復調方式での変復調動作を実行する電力線通信機能部とを備えていることを特徴とする電力線通信装置。
【請求項２】
請求項１の電力線通信装置において、
前記複数種類の変復調方式は、マルチキャリア方式とシングルキャリア方式とを含むことを特徴とする電力線通信装置。
【請求項３】
請求項１の電力線通信装置において、
前記複数種類の変復調方式は、サンプリング周波数が互いに異なる複数のシングルキャリア方式を含むことを特徴とする電力線通信装置。
【請求項４】
請求項１の電力線通信装置において、
前記複数種類の変復調方式は、サブキャリア数が互いに異なる複数のマルチキャリア方式を含むことを特徴とする電力線通信装置。  
【請求項５】
請求項１の電力線通信装置において、
前記選択部は、前記比較部によって前記電力量が所定の閾値を下回っていると判定された場合に、前記複数種類の変復調方式のうち、最も消費電力の小さい変復調方式のみを選択することを特徴とする電力線通信装置。
【請求項６】
請求項１の電力線通信装置において、
前記選択部は、前記比較部によって前記電力量が所定の閾値を下回っていないと判定された場合に、前記複数種類の変復調方式のうち、最も高速の変復調方式のみ、又は全ての変復調方式を選択することを特徴とする電力線通信装置。
【請求項７】
請求項１の電力線通信装置において、
前記制御信号は、前記複数種類の変復調方式のうち、消費電力が最も小さい変復調方式で変調された信号であることを特徴とする電力線通信装置。
【請求項８】
請求項１の電力線通信装置において、
前記制御信号は、前記複数種類の変復調方式のうち、通信遅延が最も短い変復調方式で変調された信号であることを特徴とする電力線通信装置。
【請求項９】
請求項１の電力線通信装置において、
前記各電力線通信装置には、情報通信端末が接続され、
前記比較部は、前記電力線に接続されている電力線通信装置の合計台数と、前記各電力線通信装置の最大消費電力量及び前記各情報通信端末の最大消費電力量とに基づいて、前記所定の閾値を決定することを特徴とする電力線通信装置。
【請求項１０】
請求項１の電力線通信装置において、
前記電力線通信システム全体には、回転翼を用いた発電装置によって電力が供給され、
前記電力管理部は、前記発電装置の回転翼の回転数に基づいて、電力線通信システム全体に供給される電力量を取得することを特徴とする電力線通信装置。
【請求項１１】
請求項１の電力線通信装置において、
前記電力線通信システム全体には、パルス波形の電流を生成するダイナモを用いた発電装置によって電力が供給され、
前記電力管理部は、前記発電装置のダイナモによって生成された電流の連続するパルスの立ち上がり間隔に基づいて、電力線通信システム全体に供給される電力量を取得することを特徴とする電力線通信装置。
【請求項１２】
請求項１の電力線通信装置において、
前記各電力線通信装置には、情報通信端末が接続され、
前記比較部によって前記電力量が所定の閾値を下回っていると判定された場合に、前記各電力線通信装置に対応する情報通信端末に所定の表示を出力させることを特徴とする電力線通信装置。
【請求項１３】
複数の電力線通信装置が互いに電力線を介して接続され、各電力線通信装置が、前記電力線に送信する内部信号に対する変調動作と前記電力線から受信した外部信号に対する復調動作とを複数種類の変復調方式で実行可能である電力線通信システムであって、
前記複数の電力線通信装置のうちの１つが、
前記電力線通信システム全体に供給される電力量を取得する電力管理部と、
前記電力管理部によって取得された電力量が所定の閾値を下回っているか否かを判定する比較部と、
前記比較部における判定結果に基づいて、前記電力量が所定の閾値を下回っている場合に、下回っていない場合よりも、変復調動作による消費電力が小さくなるように、前記複数種類の変復調方式から少なくとも１つの変復調方式を選択する選択部と、
前記選択部により選択された変復調方式を示す制御信号を前記電力線に送信するとともに、当該変復調方式での変復調動作を実行する電力線通信機能部とを備えた主電力線通信装置であることを特徴とする電力線通信システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010131305.tif 000007
【図２】
2010131305.tif 000008
【図３】
2010131305.tif 000009
【図４】
2010131305.tif 000010
【国際調査報告】
2010131305.tif 000011
2010131305.tif 000012