(57)【要約】  電力線を通じて通信するシステム及び方法は、複数の広帯域周波数範囲を通じて実質的に同時に通信するように構成されている。通信ノードから２つの異なる周波数において信号を同時に通信することができる。これらの信号を複数の異なるノードと交換することができ、これらの信号は独立しているデータを含んでいることができる。いくつかの実施形態においては、広帯域周波数範囲のいくつかが３０ＭＨｚより高い。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の広帯域周波数範囲を使用して通信するように構成されている第１の通信ノードと、
前記第１の広帯域周波数範囲とは別個独立の第２の広帯域周波数範囲を使用して通信するように構成されている第２の通信ノードと、
前記第１の広帯域周波数範囲を使用しての前記第１の通信ノードからの電力線を通じた通信と、前記第２の広帯域周波数範囲を使用しての前記第２の通信ノードからの前記電力線を通じた通信とを、同時に且つ独立して受信するように構成されている第３の通信ノードと
を備えている、通信ネットワーク。
【請求項２】
前記第３の通信ノードが、前記第２の広帯域周波数範囲を使用して前記第１の通信ノードと通信するように更に構成されている、請求項１に記載の通信ネットワーク。
【請求項３】
前記第３の通信ノードが、前記第１の広帯域周波数範囲と前記第２の広帯域周波数範囲の両方を同時に使用することによって前記第２の通信ノードと通信するように更に構成されている、請求項１又は２に記載の通信ネットワーク。
【請求項４】
前記第１の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより低く、前記第２の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより高い、請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信ネットワーク。
【請求項５】
前記第１の通信ノードと前記第３の通信ノードの両方が、前記第１の広帯域周波数範囲及び前記第２の広帯域周波数範囲とは別個独立の第３の広帯域周波数範囲を使用して通信するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信ネットワーク。
【請求項６】
前記第１の通信ノードが第１の規格を使用して通信するように構成されており、前記第２の通信ノードが第２の規格を使用して通信するように構成されており、前記第１の規格と前記第２の異なる規格の少なくとも一方が、Ｈｏｍｅｐｌｕｇ  １．０／１．１規格、Ｈｏｍｅｐｌｕｇ  ＡＶ規格、ＣＥＰＣＡ規格、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｈｏｍｅ  Ｓｔａｎｄａｒｄから成る群に含まれている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信ネットワーク。
【請求項７】
前記第３の通信ノードが、前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードと通信するときに使用する１つ以上の広帯域周波数範囲を決定するように更に構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の通信ネットワーク。
【請求項８】
前記第３の通信ノードが、前記第１の広帯域周波数範囲を使用して通信するときに使用する規格を決定するようにと、前記第２の広帯域周波数範囲を使用して通信するときに使用する別の規格を決定するように構成されている、請求項７に記載の通信ネットワーク。
【請求項９】
前記第３の通信ノードが、前記第１の通信ノードからのデータを前記第２の通信ノードに中継するように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の通信ネットワーク。
【請求項１０】
前記第３の通信ノードが、
前記第１の広帯域周波数範囲内の信号を、前記第２の広帯域周波数範囲内の信号から分離するように構成されているアナログ周波数フィルタを備えている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の通信ネットワーク。
【請求項１１】
前記アナログ周波数フィルタが、前記第１の広帯域周波数内の信号を第１の処理エレクトロニクスに伝えるように、前記第２の広帯域周波数内の信号を第２の処理エレクトロニクスに伝えるよう構成されている、請求項１０に記載の通信ネットワーク。
【請求項１２】
前記第１の広帯域周波数範囲が、前記第２の広帯域周波数範囲より高い周波数を含んでおり、
前記第３の通信ノードが、接続箱を通じて信号を送信することなく前記第１の通信ノードと前記電力線を通じて通信するように、前記接続箱を通じて信号を送信することによって前記第２の通信ノードと通信するよう更に構成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の通信ネットワーク。
【請求項１３】
前記第３の通信ノードが、前記第１の広帯域周波数範囲を使用している前記第１の通信ノードと、前記第２の広帯域周波数範囲を使用している前記第２の通信ノードとを自動的に検出するように更に構成されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の通信ネットワーク。
【請求項１４】
前記第１の広帯域周波数範囲と前記第２の広帯域周波数範囲のそれぞれが、少なくとも５ＭＨｚの幅である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の通信ネットワーク。
【請求項１５】
第１の通信ノードと第２の通信ノードとの間で、第１の広帯域周波数範囲を使用して第１のデータを電力線を通じて通信するステップと、
前記第１の通信ノードと第３の通信ノードとの間で、前記第１の広帯域周波数範囲とは別個独立の第２の広帯域周波数範囲を使用して第２のデータを前記電力線を通じて通信するステップであって、前記第１のデータと前記第２のデータとが同時に通信される、ステップと
を含んでいる、方法。
【請求項１６】
前記第１の通信ノードと前記第２の通信ノードとの間の前記通信が第１の通信規格を使用し、前記第１の通信ノードと前記第３の通信ノードとの間の前記通信が第２の通信規格を使用する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより低く、前記第２の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより高い、請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のデータを通信する前記ステップと、前記第２のデータを通信する前記ステップとが、前記第２の通信ノードから前記第１の通信ノードを通じて前記第３の通信ノードに情報を中継するステップを含んでいる、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
第１の通信ノードから第１の広帯域周波数範囲を使用して第１の通信を電力線を通じて送信するステップであって、前記第１の通信が、前記第１の広帯域周波数範囲において通信するように構成されている第２の通信ノードを識別するよう構成されているデータ、を含んでいる、ステップと、
前記第１の通信に対する応答を前記第２の通信ノードから受信するステップと、
前記第１の通信ノードから第２の広帯域周波数範囲を使用して第２の通信を前記電力線を通じて送信するステップであって、前記第２の通信が、前記第２の広帯域周波数範囲において通信するように構成されている第３の通信ノード、を識別するように構成されているデータを含んでいる、ステップと、
前記第２の通信に対する応答を前記第３の通信ノードから受信するステップと、
前記第１の通信に対する前記応答と前記第２の通信に対する前記応答とに基づいて通信方式を決定するステップと
を含んでいる、方法。
【請求項２０】
通信方式を決定する前記ステップが、前記第２の通信ノードと前記第３の通信ノードとの間の通信を前記第１の通信ノードを通じて中継すべきかを決定するステップを含んでいる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
通信方式を決定する前記ステップが、複数の代替の通信プロトコルのうち、前記第１の通信ノードと前記第２の通信ノードとの間で通信するために使用する通信プロトコルを決定するステップを含んでいる、請求項１９又は２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記複数の代替の通信プロトコルが、Ｈｏｍｅｐｌｕｇ  １．０／１．１規格、Ｈｏｍｅｐｌｕｇ  ＡＶ規格、ＣＥＰＣＡ規格、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｈｏｍｅ  Ｓｔａｎｄａｒｄから成る群のうちの少なくとも１つのプロトコル、を含んでいる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより低く、前記第２の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより高い、請求項１９〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の通信ノードと前記第２の通信ノードとの間で前記第１の広帯域周波数範囲を使用して通信し、それと同時に、前記第１の通信ノードと前記第３の通信ノードとの間で前記第２の広帯域周波数範囲を使用して通信するステップを更に含んでいる、請求項１９〜２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
電力線を通じてデータを通信するように構成されている結合器であって、前記データの第１の部分が第１の広帯域周波数範囲を使用して通信され、前記データの第２の部分が、前記第１の広帯域周波数範囲とは別個独立の第２の広帯域周波数範囲を使用して通信され、前記データの前記第１の部分が前記データの前記第２の部分とは独立している、前記結合器と、
前記データの前記第１の部分を処理するように構成されている第１のロジックと、
前記データの前記第２の部分を処理するように構成されている第２のロジックと、
を備えている、通信装置。
【請求項２６】
前記通信が、前記データの前記第１の部分を第１の通信規格を使用して通信するように、前記データの前記第２の部分を第２の通信規格を使用して通信するよう構成されている、請求項２５に記載の通信装置。
【請求項２７】
前記第１の通信規格及び前記第２の通信規格の少なくとも一方が、Ｈｏｍｅｐｌｕｇ  １．０／１．１規格、Ｈｏｍｅｐｌｕｇ  ＡＶ規格、ＣＥＰＣＡ規格、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｈｏｍｅ  Ｓｔａｎｄａｒｄから成る群に含まれている、請求項２６に記載の通信装置。
【請求項２８】
前記データの前記第１の部分と前記データの前記第２の部分とを同時に通信するように構成されている、請求項２５〜２７のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項２９】
前記データの前記第１の部分を第１の宛先に、かつ、前記データの前記第２の部分を第２に宛先に、同時に通信するように構成されている、請求項２５〜２８のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項３０】
前記第１の広帯域周波数範囲と前記第２の広帯域周波数範囲のそれぞれが少なくとも５ＭＨｚの幅である、請求項２５〜２９のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項３１】
前記第１の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより低く、前記第２の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより高い、請求項２５〜３０のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項３２】
前記第１の広帯域周波数範囲と前記第２の広帯域周波数範囲のうち、特定のネットワーク通信ノードと通信するときに使用すべき広帯域周波数範囲を自動的に識別するように構成されているロジックを更に含んでいる、請求項２５〜３１のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項３３】
ネットワーク上の通信ノードによって使用されている通信規格を自動的に識別するように構成されているロジックを更に含んでいる、請求項２５〜３２のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項３４】
前記結合器が、
前記第１の広帯域周波数範囲内の信号を前記第２の広帯域周波数範囲内の信号から分離するように構成されているアナログ周波数フィルタを含んでいる、請求項２５〜３３のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項３５】
前記第２の広帯域周波数を使用して受信される情報を、前記第１の広帯域周波数を使用して送信するように構成されているロジックを更に含んでいる、請求項２５〜３４のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項３６】
前記データの前記第１の部分が前記データの前記第２の部分とは独立している、請求項２５〜３５のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項３７】
前記第１の広帯域周波数範囲が前記第２の広帯域周波数範囲と重ならない、請求項２５〜３６のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項３８】
前記データの前記第１の部分と前記データの前記第２の部分とを１つ以上のデータアプリケーションに分配するように構成されているロジックを更に含んでいる、請求項２５〜３７のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項３９】
前記データの第３の部分を処理するように構成されている第３のロジックを更に含んでおり、
前記結合器が、前記データの前記第３の部分を第３の広帯域周波数を使用して通信するように更に構成されている、請求項２５〜３８のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項４０】
少なくとも１０ＭＨｚの幅の第１の広帯域周波数範囲と少なくとも５ＭＨｚの幅の第２の広帯域周波数範囲とを使用して通信するように構成されている第１の通信ノードと、
前記第１の広帯域周波数範囲及び前記第２の広帯域周波数範囲の両方を同時に使用することによって、前記第１の通信ノードと電力線を通じて通信するように構成されている第２の通信ノードと
を備えている、通信ネットワーク。
【請求項４１】
前記第１の通信ノードが、前記第１の広帯域周波数範囲を使用して通信するときと、前記第２の広帯域周波数範囲とを使用して通信するときとで異なる通信規格を使用するように構成されている、請求項４０に記載の通信ネットワーク。
【請求項４２】
前記第１の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより低く、前記第２の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより高い、請求項４０又は４１に記載の通信ネットワーク。
【請求項４３】
電力線を通じて信号を受信するステップと、
前記受信した信号を、第１の広帯域周波数範囲内の第１の信号成分と、第２の広帯域周波数範囲内の第２の信号成分とに分離するステップであって、前記第１の広帯域周波数範囲と前記第２の広帯域周波数範囲のそれぞれが少なくとも１０ＭＨｚの幅である、前記ステップと、
前記第１の信号成分と前記第２の信号成分とを個別に処理してデジタルデータを取り出すステップと、
前記デジタルデータを１つ以上のアプリケーションに提供するステップと
を含んでいる、方法。
【請求項４４】
１つ以上のアプリケーションからのデジタルデータを受信するステップと、
前記デジタルデータの第１の部分を、第１の広帯域周波数範囲内の第１の信号に符号化するステップであって、前記第１の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより低い、ステップと、
前記デジタルデータの第２の部分を、第２の広帯域周波数範囲内の第２の信号に符号化するステップであって、前記第２の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより高い、ステップと、
前記第１の信号と前記第２の信号とを組み合わせて、組み合わされた信号を生成するステップと、
前記組み合わされた信号を電力線を通じて送信するステップと
を含んでいる、方法。
【請求項４５】
コマンド・制御信号を第１の広帯域周波数範囲において電力線を通じて受信するステップであって、前記第１の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより低い、ステップと、
第２の広帯域周波数範囲において電力線を通じて送信されるデータ信号を、前記受信したコマンド・制御信号を使用して受信又は処理するステップであって、前記第２の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより高い、ステップと、
を含んでいる、方法。
【請求項４６】
前記第２の広帯域周波数範囲が少なくとも１０ＭＨｚの幅である、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記電力線を通じて送信される前記データ信号が音声信号又はビデオ信号を含んでいる、請求項４５又は４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記第１の広帯域周波数範囲が前記第２の広帯域周波数範囲とは別個独立である、請求項４５〜４７のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、電力線通信のシステム及び方法に関し、詳細には、広帯域電力線通信のシステム及び方法に関する。
【発明の背景】
【０００２】
デジタルコンテンツ（例えば、ＭＰ３オーディオ、ＭＰＥＧ４ビデオ、デジタル写真）の利用が拡大するに伴って、デジタル通信システムを改良する必要性が広く認識されている。電力線通信（ＰＬＣ）は、データを信号に符号化し、既存の電力線を通じて、電気の供給に使用されていない周波帯域においてその信号を送信する技術である。従って、ＰＬＣは、広く普及している既存の配電網を利用して広範なネットワークカバレッジを提供する。更に、ＰＬＣでは、従来の電気コンセントからデータにアクセスすることができるため、建物（又は建物内の様々な部分）に新たな配線を敷設する必要がない。従って、ＰＬＣは、導入コストが低いという更なる利点を提供する。
【０００３】
図１を参照し、家庭１０は、一般に、幹線配電システムを備えており、このシステムは、１つ以上の環状配電系と、いくつかのスタブと、接続箱１２に戻る配電系とから構成されている。一例として、いま、家庭１０が４つの部屋１４，１６，１８，２０を備えているとする。部屋１４〜２０のそれぞれは、異なる数のコンセント及びその他の幹線接続部を有することができる。例えば、部屋１４が１つのみの接続部２２を有し、部屋１６が２つの接続部２４，２６を有し、部屋１８が３つの接続部２８，３０，３２を有し、部屋２０が６つの接続部３４，３６，３８，４０，４２，４４を有することができる。
【０００４】
従って、家庭１０の中の複数の異なる電気コンセントの間に、様々な距離及び経路が存在する。具体的には、互いの距離が最も近いコンセントは、マルチプラグにおけるコンセントであり、互いの距離が最も遠いコンセントは、異なる環状配電系のスタブの端部におけるコンセント（例えば物置及び屋根裏のコンセント）である。互いの距離が最も遠いこれらのコンセントの間の通信は、一般に接続箱１２を通る。しかしながら、特定の用途（例えばホームシアター）に関連付けられるコンセントのほとんどは、互いに比較的近くに位置している。
【０００５】
電力線及び接続部のチャネル容量は、特に送信信号の周波数に応じて減衰するため、現在の世代のＰＬＣシステムは、比較的低い周波数（すなわち３０ＭＨｚ以下）において信号を送信することにより適切な送信距離が得られるように構築されている。しかしながら、このような低い送信周波数を使用しているため、ＰＬＣシステムにおいて達成可能な最大データスループットが制限されている。
【０００６】
アナログ信号を受信するプロセスと、変調した信号を注入するプロセスは、異なるＰＬＣ規格によって別々に扱われている。現在の方法では、信号経路に対して何らかのアナログ処理（ａｎａｌｏｇ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）を実行する（例えば、アンチエイリアスや平滑化のための低域通過フィルタリング、或いは幹線の低周波［＜＜１ＫＨｚ］高電圧成分を取り除くためのＡＣ結合）。しかしながら、同時に機能することのできる２つ以上の広帯域ＰＬＣ技術を組み合わせるアナログシステムは存在しない。
【０００７】
複数の電力線通信規格が定義されている。具体的には、「Ｈｏｍｅｐｌｕｇ  １．０／１．１」規格、「Ｈｏｍｅｐｌｕｇ  ＡＶ」規格、ＣＥＰＣＡ規格、「Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｈｏｍｅ  Ｓｔａｎｄａｒｄ」が挙げられる。
【０００８】
ほとんどの通信システムと同様に、従来技術のＰＬＣシステムにおける主たる問題の１つは、既存の技術との互換性を維持しながら、妥当な実施コストにおいて高いスループット及び広いカバレッジを得ることである。現在、数百ＭＢｉｔ／秒の送信速度を提供するＰＬＣシステムがいくつか市販されているが、これらのシステムは、ｂｐｓ／Ｈｚが高い（すなわち約１０ｂｐｓ／Ｈｚ）変調方式を使用しているため実施コストが高く、この変調方式では、高精度のデータコンバータと極めて高い線形性のインタフェースエレクトロニクスとを必要とし、変調の計算が複雑であるためデジタル実装のコストが増大する。
【０００９】
従って、上記及びその他の問題を克服する改良されたＰＬＣシステムのニーズが存在している。
【発明の概要】
【００１０】
様々な実施形態は、複数の広帯域周波数範囲を通じてデータを同時に送信する、若しくは同時に受信する、又はその両方を行うことによって、電力線を通じて通信するシステム及び方法、を含んでいる。様々な実施形態は、複数の広帯域周波数範囲を使用するように構成されている少なくとも１つの電力線通信装置を備えている電力線通信ネットワーク、を含んでいる。
【００１１】
いくつかの実施形態は、電力線を通じて通信するシステムであって、電力線を通じて通信する装置と、電力線に接続するシステムと、装置からのデータを適切なアプリケーションに送信する、又はアプリケーションからのデータを装置に送信するシステムと、を備えている、システム、を含んでいる。
【００１２】
いくつかの実施形態においては、本電力線通信装置は、同時に、若しくは独立して、又は同時且つ独立して動作することのできる複数の独立している広帯域周波帯域（ｗｉｄｅｂａｎｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｂａｎｄ）にデータの送信を拡張することによって、電力線ネットワークのスループット／カバレッジ／コストパフォーマンスの間でのトレードオフが、現在の世代のＰＬＣネットワークと比較して改良されるように構成されている。
【００１３】
更に、本電力線通信装置は、オプションとして、周波帯域のうちの１つ以上を使用して、以前の電力線技術を使用しているノードとの通信を容易にすることによって、相互運用性を促進する。このようにして、本電力線通信装置は、以前の技術のノードが、パフォーマンスを損なうことなく新しい世代の電力線技術と一緒に機能する、ネットワークのスケーラブルな実施形態を構築する方法を提供する。
【００１４】
より詳細には、本電力線通信装置では、現在の世界的なＥＭＣ規制及びＥＭＣ規格への適合を維持しながら、３０ＭＨｚを超える周波数の使用が可能である。これは、（電力線の規格若しくは規制、又はその両方において現在使用されている）３０ＭＨｚより低い周波数の信号と、３０ＭＨｚより高い周波数の少なくとも１つの別の信号とを使用することによって、信号のパフォーマンスが干渉によって低下することなしに達成される。
【００１５】
この結果として、新規のＰＬＣシステムでは、広帯域における（現時点では１ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数範囲における）既存の電力線通信技術との相互運用性が促進され、大幅に高い新しい広帯域（例えば、３０ＭＨｚ〜１ＧＨｚの間の周波数）にシステムを拡張することができる。結果としての通信システムでは、全体的なスループットが高まり、その一方で、特定の１つの広帯域の実施形態が単純化される。
【００１６】
本電力線通信装置は、アナログ信号分離デバイス（例えばアナログフィルタ）を使用しているネットワークインタフェースを備えており、アナログ信号分離デバイスは、電力線から受信される複数の異なる広帯域信号の経路を、これらの信号がそれぞれのデジタル表現に変換される前に分離する。更に、このアナログ信号分離デバイスは、電力線を通じて送信される複数の異なる広帯域信号の経路を、（デジタル表現から変換された後に）分離する。オプションとして、ネットワークインタフェースデバイスは、共存、同期、双方向送信のうちの１つ以上を可能にするための方式として、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）若しくはＦＤＭＡ（周波数分割多元接続）、又はその両方を使用している。
【００１７】
アナログ信号分離デバイスは、別個独立の電子コンポーネント若しくは集積電子コンポーネント、又はこの両方と、これらのコンポーネントを相互接続するために使用される、一般的な特性の配線若しくはプリント基板トレース、又はその両方とを備えているブロック要素から構成されている。
【００１８】
いくつかの実施形態においては、本電力線通信装置は、拡張して大きな総帯域幅を提供する（ただし複数の異なる周波数範囲における注入電力レベルが大幅に異なる）ことができるように、若しくは、同じネットワーク上の既存の他の技術と共存して相互運用されるように、又はその両方であるように、構成されているシステム、において使用される。
【００１９】
様々な実施形態においては、既存の電力線技術と、新しい世代の電力線技術のそれぞれは、様々な変調方式（例えば、ＯＦＤＭ、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）、ＯＷＤＭ（直交ウェーブレット領域変調（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｗａｖｅｌｅｔ  ｄｏｍａｉｎ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ））のうちの１つ以上を単独若しくは組合せとして）を実施するように構成されている。本電力線通信装置は、そのチャネル状態に応じて、広帯域のいずれか又はすべてを通じてデータを送信することができる。更に、本電力線通信装置は、そのネットワーク機能に応じて、単一のデータ源からのデータを分配する、又は、単一のデータ源からのデータとネットワーク上の別のノードから繰り返されるデータとを組み合わせることができる。
【００２０】
様々な実施形態においては、電力線通信ネットワーク上のノードのそれぞれは、電力線ネットワークインタフェースデバイスの一部としてのアナログ信号分離デバイスとモデムコンバータ（例えば、ＤＦＥ（デジタルフロントエンド）、ＭＡＣ（メディアアクセスコントロール）など）とを組み込んでいる装置と、アプリケーション（例えば、コンピュータ、大容量記憶装置、ディスプレイ装置、スピーカー、ＤＶＤ（デジタルヴァーサタイルディスク）プレイヤー、ＰＶＲ（ＨＤＤレコーダー）など）、若しくは、アプリケーションを接続するためのインタフェース（例えば、デジタルオーディオインタフェース、デジタルビデオインタフェース、アナログオーディオインタフェース、アナログビデオインタフェース、イーサネットインタフェース、ＩＥＥＥ１３９４／Ｆｉｒｅｗｉｒｅ／ｉＬｉｎｋインタフェース、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）インタフェースなど）、又はその両方、である。
【００２１】
いくつかの実施形態においては、本電力線通信装置は、（現在の規格及び注入電力の規制に基づいて）約３０ＭＨｚより低い周波数の信号と、３０ＭＨｚより高い周波数の少なくとも１つの別の信号とを、信号のパフォーマンスが干渉によって低下することなく、使用するように構成されている。この特徴により、本電力線通信装置では、スループットを高めることができる一方で、以前のＰＬＣ技術との相互運用性が可能になる。低周波帯域を使用する利点は、規制によって許容される注入電力が大きいことと、チャネルの減衰が小さいこととにより、高周波帯域を使用したときに達成可能であるよりも大きなカバレッジ（例えば、より大きな距離の間の通信）が可能となることである。高帯域を使用することの利点は、利用可能な帯域幅が高いため、達成可能なスループットが高いことである。
【００２２】
いくつかの実施形態においては、本電力線通信装置は、家庭における一般的なトポロジ（接続形態）の電力線を利用するように構成されており、このトポロジにおいては、関連する一連の装置及びソケットが一般に互いに近くにまとめられており（例えば、リビングルーム内のプラズマディスプレイ、ＤＶＤプレイヤー、及びスピーカー）、別の場所では別の一連の装置及びソケットがまとめられている（例えば、ホームオフィス内のデスクトッププリンタ、スキャナ、及びＡＤＳＬルータ）。このような家庭のトポロジでは、（グループのそれぞれの中で同時且つ独立して利用可能である）高帯域によって提供される、高スループットの短距離のカバレッジを使用することが有利であり、その一方で、グループ間のデータ通信については、その大部分を低帯域を使用して伝えることができる。更に、通信ノードによっては、高帯域及び低帯域の両方における通信の使用が有利であることが理解されるであろう。
【００２３】
いくつかの実施形態においては、複数の広帯域を並列に使用することにより、異なる注入電力レベル、受信器感度、送信時間、シンボル長、及び変調手法を使用して、広帯域のそれぞれのパフォーマンス及びコストを最適化することができ、たとえ複数のアナログフロントエンド及びデジタルフロントエンドを提供する必要があるにしても、より良好なコストパフォーマンスの解決策が得られる。実施コストにおいて有利である理由の１つとして、広帯域のそれぞれにおいてｂｐｓ／Ｈｚを低減することができる一方で、追加の帯域幅が利用可能であるためスループットパフォーマンスを依然として維持することができることが挙げられる。複数の広帯域通信技術を実施するコストは、この効果によって非線形的に埋め合わされる。更には、１つ以上の高帯域のカバレッジが低減することは、（許容される注入電力が大きい）低帯域を並列に使用することによって相殺される。例えば、様々な実施形態において、本電力線通信装置を使用することにより、複数の広帯域を通じて、より低いｂｐｓ／Ｈｚ（すなわち１０ｂｐｓ／Ｈｚではなく約５ｂｐｓ／Ｈｚ）の変調方式を使用することによって、現在の２００Ｍｂｐｓのシステムよりも低いコストにおいてＧｂｉｔ／ｓのパフォーマンスを提供することができる。
【００２４】
様々な実施形態においては、本ネットワークインタフェースデバイスは、アナログ信号分離を使用し、且つ複数のアナログフロントエンドを含んでいるように構成されている。周波数に基づいてアナログ信号分離を使用することにより、オプションとして広帯域技術のそれぞれを独立して動作させることができ、ネットワークインタフェースデバイスは、以下の特徴の１つ以上を含んでいることができる。
【００２５】
（ａ）本ネットワークインタフェースデバイスは、特定周波帯域からの信号を処理するために使用されるアナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）と、デジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）と、ＰＧＡ又はラインドライバのパフォーマンスを独立して最適化することができるように構成されている。この最適化は、周波帯域の必要な帯域幅、線形性、及び動的特性が得られるように実行され、ＥＭＣ規制に適合するうえで要求される電力レベル、若しくは周波帯域のカバレッジ、又はその両方について最適化される。
【００２６】
（ｂ）本ネットワークインタフェースデバイスは、電力線通信装置において、周波帯域の１つを使用する一方で、更なる通信用に別の周波帯域を独立して利用する（且つその別の周波帯域との禁止されている干渉が生じない）ことにより、既存の規格との互換性及び相互運用性が維持されるように、構成されている（例えば、２ＭＨｚ〜２８ＭＨｚの範囲内の周波数を使用する「Ｈｏｍｅｐｌｕｇ  ＡＶ」規格が、３０ＭＨｚより高い周波数を使用する別の規格と同時に動作することができる）。
【００２７】
（ｃ）本ネットワークインタフェースデバイスは、追加の広帯域（この広帯域は同じ変調技術を使用する必要はなく、その新たな周波帯域の電力線チャネル特性に最良に合致する変調技術を使用することができる）を含めることができるようにすることによって、電力線通信装置の容量が増大するように、構成されている。
【００２８】
（ｄ）本ネットワークインタフェースデバイスは、複数の異なる広帯域が、他の広帯域と同期することなく、或いは他の広帯域に依存せずに、動作することができるように構成されている。
【００２９】
様々な実施形態においては、本電力線通信装置は、例えば以下に挙げる別のネットワーク技術の１つ以上をそれぞれ独立して追加することができるように、更に構成されている。
【００３０】
（ａ）様々な異なる通信レベル（デジタルフロントエンド、ＭＡＣ層、又はアプリケーション層など）における複数の異なる帯域からのデータを組み合わせる；
【００３１】
（ｂ）定義されているアナログ広帯域周波数の１つの中の特定の周波数の放射を制限するため、変調方式においてノッチを使用する；
【００３２】
（ｃ）ノードにおけるリピータを使用して、同じ周波帯域又は異なる周波帯域において再送信する；
【００３３】
（ｄ）一連の変調方式（例えば、ＯＦＤＭ、ＣＤＭＡ、ＯＤＷＭのうちの１つ以上）を使用する；及び／又は、
【００３４】
（ｅ）ポイントツーポイント、ポイントツーマルチポイント、マルチポイントツーマルチポイント、のうちの１つ以上の通信パターンを形成する。
【００３５】
いくつかの実施形態においては、本ネットワークインタフェースデバイスは、システムコストを最小にしながら、パフォーマンス、共存性、及び相互運用性を最大にするため、複数の異なる経路を通じて通信されるデータを組み合わせる、及び分離することができる。
【００３６】
本発明の様々な実施形態は、１つ以上のアプリケーションからのデジタルデータを受信するステップと、デジタルデータの第１の部分を、第１の広帯域周波数範囲内の第１の信号に符号化するステップであって、第１の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより低い、ステップと、デジタルデータの第２の部分を、第２の広帯域周波数範囲内の第２の信号に符号化するステップであって、第２の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより高い、ステップと、第１の信号と第２の信号とを組み合わせて、組み合わされた信号を生成するステップと、組み合わされた信号を電力線を通じて送信するステップと、を含んでいる方法、を含んでいる。
【００３７】
本発明の様々な実施形態は、電力線を通じて信号を受信するステップと、受信した信号を、第１の広帯域周波数範囲内の第１の信号成分と、第２の広帯域周波数範囲内の第２の信号成分とに分離するステップであって、第１の広帯域周波数範囲と第２の広帯域周波数範囲のそれぞれが少なくとも１０ＭＨｚの幅である、ステップと、第１の信号成分と第２の信号成分とを個別に処理してデジタルデータを取り出すステップと、デジタルデータを１つ以上のアプリケーションに提供するステップと、を含んでいる方法、を含んでいる。
【００３８】
本発明の様々な実施形態は、少なくとも１０ＭＨｚの幅の第１の広帯域周波数範囲と少なくとも５ＭＨｚの幅の第２の広帯域周波数範囲とを使用して通信するように構成されている第１の通信ノードと、第１の広帯域周波数範囲及び第２の広帯域周波数範囲の両方を同時に使用することによって、第１の通信ノードと電力線を通じて通信するように構成されている第２の通信ノードと、を備えている通信ネットワーク、を含んでいる。
【００３９】
本発明の様々な実施形態は、電力線を通じてデータを通信するように構成されている結合器であって、データの第１の部分が第１の広帯域周波数範囲を使用して通信され、データの第２の部分が、第１の広帯域周波数範囲とは別個独立の第２の広帯域周波数範囲を使用して通信され、データの第１の部分がデータの第２の部分とは独立している、結合器と、データの第１の部分を処理するように構成されている第１のロジックと、データの第２の部分を処理するように構成されている第２のロジックと、を備えている通信装置、を含んでいる。
【００４０】
本発明の様々な実施形態は、第１の広帯域周波数範囲を使用して通信するように構成されている第１の通信ノードと、第１の広帯域周波数範囲とは別個独立の第２の広帯域周波数範囲を使用して通信するように構成されている第２の通信ノードと、第１の広帯域周波数範囲を使用しての第１の通信ノードからの電力線を通じた通信と、第２の広帯域周波数範囲を使用しての第２の通信ノードからの電力線を通じた通信とを、同時に且つ独立して受信するように構成されている第３の通信ノードと、を備えている通信ネットワーク、を含んでいる。
【００４１】
本発明の様々な実施形態は、第１の通信ノードと第２の通信ノードとの間で、第１の広帯域周波数範囲を使用して第１のデータを電力線を通じて通信するステップと、第１の通信ノードと第３の通信ノードとの間で、第１の広帯域周波数範囲とは別個独立の第２の広帯域周波数範囲を使用して第２のデータを電力線を通じて通信するステップであって、第１のデータと第２のデータとが同時に通信される、ステップと、を含んでいる方法、を含んでいる。
【００４２】
本発明の様々な実施形態は、第１の通信ノードから第１の広帯域周波数範囲を使用して第１の通信を電力線を通じて送信するステップであって、第１の通信が、第１の広帯域周波数範囲において通信するように構成されている第２の通信ノード、を識別するように構成されているデータ、を含んでいる、ステップと、第１の通信に対する応答を第２の通信ノードから受信するステップと、第１の通信ノードから第２の広帯域周波数範囲を使用して第２の通信を電力線を通じて送信するステップであって、第２の通信が、第２の広帯域周波数範囲において通信するように構成されている第３の通信ノード、を識別するように構成されているデータ、を含んでいる、ステップと、第２の通信に対する応答を第３の通信ノードから受信するステップと、第１の通信に対する応答と第２の通信に対する応答とに基づいて通信方式を決定するステップと、を含んでいる方法、を含んでいる。
【００４３】
本発明の様々な実施形態は、コマンド・制御信号を第１の広帯域周波数範囲において電力線を通じて受信するステップであって、第１の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより低い、ステップと、第２の広帯域周波数範囲において電力線を通じて送信されるデータ信号を、受信したコマンド・制御信号を使用して受信又は処理するステップであって、第２の広帯域周波数範囲の少なくとも一部が３０ＭＨｚより高い、ステップと、を含んでいる方法、を含んでいる。
【００４４】
以下では、本発明の複数の実施形態について、添付の図面を参照しながら一例として説明する。
【詳細な説明】
【００４５】
説明を明確にするため、本文書において使用している用語「電力線」は、家庭用の低電圧幹線配電ケーブル（一般には１００〜２４０ＶＡＣの電力）、又は、接続される電気機器に電力を伝えることのできるその他の任意の敷設済み導電性ケーブル（すなわちＡＣ又はＤＣ）を意味する。更に、本文書において使用している用語「電力線技術」は、電力線に接続される一連のネットワークインタフェースデバイスとして実施される仕様であって、これらのデバイスが、電力線にすでに存在する配電信号（ｐｏｗｅｒ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｓｉｇｎａｌ）に重ねられる信号を使用して互いに双方向に通信することを可能にする仕様を意味する。
【００４６】
本文書において使用している用語「ネットワークインタフェースデバイス」は、同じネットワーク（例えば電力線）に接続されている別のデバイスと通信することができるようにする通信技術（例えば電力線技術）の全体又は一部を実施する装置を意味する（装置が１つのエンクロージャの中で別の装置又は機能と統合されているか否かは問わない）。説明を明確にするため、本文書においては、電力線ネットワークに接続されているデバイスを一般に「ノード」と称する。
【００４７】
本文書において使用している用語「カバレッジ」は、２つのノードの間で送信されるデータを一方のノードが検出することのできる、ノード間の最大距離を意味する。更に、用語「スループット」は、ネットワーク上でノードがデータを送信又は受信する速度を表しているものと理解されたい。
【００４８】
説明を明確にするため、現在の電力線技術に基づいている電力線通信装置の動作の説明に関して、電力線通信装置において使用される広帯域周波帯域のうち周波数が約３０ＭＨｚより低い帯域を、本文書においては「低帯域」と称する。同様に、電力線通信装置において使用される広帯域周波帯域のうち周波数が約３０ＭＨｚより高い帯域を、本文書においては「高帯域」と称する。
【００４９】
説明を完全にするためと、本発明は広帯域通信に関するものであるため、本文書において使用している用語「広帯域」は、電力線技術の信号によって使用される周波帯域又は周波数範囲のうち、帯域の最初の（最低の）周波数から最後の（最高の）周波数までの帯域幅が５ＭＨｚに等しいかこれより高い周波帯域又は周波数範囲（ノッチの存在の有無は問わない）を意味する。ただし、様々な実施形態において、広帯域は、少なくとも７ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１２ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、又は２５０ＭＨｚの帯域幅を有することができる。同様に、本文書において使用している用語「狭帯域」は、電力線技術の信号によって使用される周波帯域のうち帯域幅が５ＭＨｚより低い周波帯域を意味する。広帯域は、データを伝えるために使用される多数の異なる搬送波チャネルを含んでいることができる。例えば、様々な実施形態において、広帯域は、２５より多くの、５０より多くの、１００より多くの、又は２００より多くのデータチャネルを含んでいる。
【００５０】
本文書において使用している用語「送信時間」は、１つの共存メッセージ（ｓｉｎｇｌｅ  ｃｏ−ｅｘｉｓｔｅｎｔ  ｍｅｓｓａｇｅ）を送信するのにかかる最大時間長を意味する。送信時間は、送信開始マーカー時間（ｓｔａｒｔ  ｏｆ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｍａｒｋｅｒ  ｔｉｍｅ）（存在時）、同期時間（存在時）、チャネルアクセス解決時間（存在時）、交渉時間（存在時）、メッセージ送信時間、ＡＣＫ送信時間（存在時）、及び送信終了マーカー時間（ｅｎｄ  ｏｆ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｍａｒｋｅｒ  ｔｉｍｅ）（存在時）を含んでおり、ただしこれらに限定されない。
【００５１】
本文書において使用している用語「ノッチ」は、スペクトル（電力線上のスペクトル又は電力線上ではないスペクトル）の別の使用者との干渉を防止するため電力線技術の信号のエネルギレベルが故意に低減されている周波帯域を意味する。ノッチは、電力線技術の信号自体よりも帯域幅が狭く、一般的には、１つのデジタル信号処理ブロックの中のデジタル信号分離デバイス、又はアナログフロントエンドの中のアナログ信号分離デバイスによって実施される。
【００５２】
説明を明確にするため、本文書において使用している用語「サブ帯域」は、電力線技術の信号の特性が、信号の帯域幅の残りにおける電力線技術の信号の特性と異なっている周波帯域を意味する。このような違いとしては、オプション又は必須のサブ帯域の存在、サブ帯域の信号電力レベル、サブ帯域の方向性が挙げられる。サブ帯域は、電力線技術の信号自体よりも帯域幅が狭い。ＯＦＤＭにおいて、重なり合うサブ帯域を使用することによりノッチを形成することができ、この場合、サブ帯域の受信が大幅に阻害される、或いはサブ帯域が別のサービスと干渉しうるならば、そのサブ帯域は使用不可にされる。更に、ＯＷＤＭでは、その下側ローブに起因して搬送波の外側のノッチ形成を単純化することができる。
【００５３】
説明を単純にするため、本文書において使用している用語「送信器の信号経路」は、装置から電力線に送信される信号の経路を意味する。同様に、本文書において使用している用語「受信器の信号経路」は、電力線から装置によって受信される信号の経路を意味する。これに関連して、受信器の信号経路と送信器の信号経路の両方において分離を実行する必要がないことがある（使用するアナログコンポーネント及び変調手法の仕様に依存する）。
【００５４】
本明細書では、説明を明確にするため、本発明の電力線通信装置を「改良された電力線通信装置」と称することがある。本明細書では、改良された電力線通信装置のネットワークインタフェースデバイスを、「改良されたネットワークインタフェースデバイス」と称する。更に、本明細書では、改良された通信装置であるノードを備えている電力線通信ネットワークを、「改良された電力線通信ネットワーク」と称することがある。
【００５５】
本文書において広帯域に関連して使用している用語「別個独立の」は、通信データ又はコマンドに同じ周波数の広帯域を使用しない（偶然に使用する場合を除く）ことを意味する。広帯域は、別個独立とすることができるが、インターリーブする（例えば重ねる）ことができる。
【００５６】
本文書においてデータの通信に関連して使用している用語「同時に」は、第１のデータ又はコマンドの少なくとも一部が第１の広帯域を使用して通信されると同時に、第２のデータ又はコマンドの少なくとも一部が第２の広帯域を使用して通信されることを意味する。同時の送信は、周波数を交互に、又はインターリーブ式に使用する、或いは一方の後に他方を伝える、或いは周波数ホッピング式に伝えるシステムと対照的である。
【００５７】
本文書において、送信されるデータに関連して使用している用語「独立している」は、１つの広帯域を使用して送信されるデータが、別の広帯域を使用して並列に送信されるデータに依存しないことを意味する。独立しているデータ送信としては、例えば、異なる場所に送信されるデータ、或いは異なる場所から受信されるデータが挙げられる。交互のビットが異なる周波数を使用して送信されるデータは、独立しておらず、なぜなら、ビットは互いに依存してバイトを形成しているためである。第１の広帯域において送信され、通信設定情報、暗号鍵、通信コマンドなどを含んでいるデータは、たとえ第２の広帯域において送信されるデータを受信又は処理するときに第１の広帯域におけるデータを使用する場合でも、第２の広帯域において送信されるデータとは独立しているものと考えられる。なぜなら、通信設定情報、暗号鍵、通信コマンドなどの送信が、第２の広帯域において送信されるデータに依存していないためである。
【００５８】
以下のセクションに記載してある具体的なネットワーク及びその他の例は、説明のみを目的として使用していることを理解されたい。特に、以下のセクションに記載してある例は、改良された電力線通信装置を制限するようには解釈されないものとする。
【００５９】
改良された電力線通信ネットワークのいくつかの実施形態は、複数のノードを備えており、ノードのいくつかは、複数の広帯域に対応する類似するノード又は従来のノードと、２つ以上の広帯域を通じて同時且つ独立して通信することができるようにするネットワークインタフェースデバイスを使用している。第１の広帯域は、オプションとして、現在の規格及び注入電力レベルに基づく３０ＭＨｚより低い周波数（本文書においては低帯域と称する）を備えており、それ以外の（１つの以上の）広帯域は、３０ＭＨｚより高い周波数（本文書においては高帯域と称する）を備えている。或いは、第１の広帯域及び第２の広帯域の両方が、３０ＭＨｚより高い周波数を有することができる。これにより、広帯域のそれぞれについて電力線技術を最適化することができ、従って、コスト、カバレッジ、及びスループットの間でのトレードオフが、純粋な単一広帯域方法によって達成されるよりも優れている。
【００６０】
具体的には、改良された電力線通信ネットワーク内で使用される技術のそれぞれにおける変調方式を、コストについて最適化することができる。例えば、低帯域においては、特に高い変調密度（ｂｐｓ／Ｈｚ）を使用してスループットを高める必要がないことがあり、なぜなら、低帯域と、本質的にスループットが高い高帯域とを並列に動作させることができるためである。
【００６１】
改良された電力線通信ネットワークでは、複数広帯域ノードと、単一広帯域ノード（低帯域又は（１つ以上の）高帯域においてサポートされている電力線技術のうちの１つを使用して、低帯域又は（１つ以上の）高帯域における周波数において通信する）との間の通信もサポートすることによって、従来技術の電力線技術との相互運用性を提供する。
【００６２】
改良されたネットワークインタフェースデバイスは、外部のモデム装置の一部とする、又は別の装置（例えば、コンピュータ、テレビ）に埋め込むことができる。しかしながら、改良されたネットワークインタフェースデバイスは、どのような形態でノードに含まれているかには関係なく、（ＡＣ電力又はＤＣ電力を伝える）導電性ケーブルに物理的に接続された状態にあり、低帯域及び高帯域の一部又はすべてを使用してケーブルを通じてデジタルデータを送信することができる。
【００６３】
現在の規制・規格によると、低帯域信号は、約−５０ｄＢｍ／Ｈｚまでの電力によって送信することができるのに対して、高帯域信号は、その周波帯域における放射が−８０ｄＢｍ／Ｈｚより小さくなる電力によってのみ送信することができる。従って、低帯域における信号は、高帯域における信号よりも約１０００倍大きい電力によって送信することができる。結果として、高帯域及び低帯域の両方における信号を、何らかの形式のアナログ周波数分離を使用せずに同時に送信する場合、ダイナミックレンジと、高帯域信号の電圧準拠の要件が大幅に大きくなる。
【００６４】
しかしながら、低い電力の信号が干渉する、或いは飽和する可能性は、更に大きな問題となりうる。具体的には、電力レベルが電力線におけるノイズ（すなわち−１５０ｄＢｍ）程度であるライン減衰信号（ｌｉｎｅ−ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ  ｓｉｇｎａｌ）を、一方の帯域を使用して受信し、それと同時に、他方の帯域を使用して信号を最大許容送信電力において送信する場合、２つの帯域の信号が互いに干渉することを防止するためには、約１００ｄＢの分離が要求される。しかしながら、この数値は、現在の最新のアナログ回路の能力を超えるものであり、高い実施コストがかかる。
【００６５】
要約すると、高帯域及び低帯域の同時且つ独立している通信を効果的に可能にするために要求される分離は、大きく以下の３つのカテゴリに分類される。
（１）１つの広帯域においてネットワークを通じて受信される信号の強度によって、別の広帯域の受信器が飽和することを防止するための分離；
（２）１つの帯域の送信器が別の帯域の受信と干渉することを防止するための分離；及び／又は、
（３）１つの帯域の送信器のパフォーマンスが、別の帯域が送信されているときに低下することを防止するための分離。
【００６６】
上記を考慮し、改良されたネットワークインタフェースデバイスは、広帯域のそれぞれについて、電力線の接続部から装置（データコンバータ）までの経路を分離するためのアナログ信号分離デバイスを使用している。この分離を提供する最も効率的な方法の１つは、高帯域の信号を高域通過フィルタリング又は帯域通過フィルタリングする一方で、（高線形性のコンポーネントと、場合によってはアナログ低域通過平滑化又はアンチエイリアスとを使用して）低帯域における帯域外信号を最小にすることである。
【００６７】
共存性の通信若しくは双方向通信、又は共存性且つ双方向の通信を容易にするため、高帯域における信号と低帯域における信号に対して同じか又は異なる変調手法（例えば、ＯＦＤＭ、ＣＤＭＡ、ＯＤＷＭのうちの１つ以上）、又は時分割方式を使用することができる。１つの可能なシナリオにおいては、低帯域には、電力線モデムの既存の規格又は勧告の１つと相互運用可能な変調方式を使用することができ、その一方で、以前の規格を超えてパフォーマンスを拡張するため高帯域を使用する。データ信号若しくは制御信号、又はその両方を、リピータ（例えば中継器）のネットワークの形式における複数のノードを介して、広帯域の一方又は両方を通じて同時に送信することができる。
【００６８】
改良された電力線通信装置を実施する方法は、数多くの種類が存在する。例えば、改良された電力線通信装置は、１つ以上の集積回路（モデム機能専用の集積回路、又はチップ上のアプリケーションシステムの一部としての集積回路）上に、一連のパッシブコンポーネント及び相互配線と組み合わせて実施することができる。しかしながら、低帯域と（１つ以上の）高帯域とを分離するためのアナログ信号分離デバイスの実施形態では、複数の異なる信号経路におけるコンポーネント（パッシブ型又はアクティブ型の集積回路コンポーネント又は別個独立のコンポーネント）の組合せを使用する。具体的には、以下の（ａ）、又は（ｂ）、若しくは（ｂ）且つ（ｃ）が可能である。
（ａ）広帯域の経路の一部を（例えば結合ユニットを通じて）共有する；
（ｂ）広帯域を電力線にのみ連結する；及び／又は、
（ｃ）広帯域を装置の両端に配置する。
【００６９】
改良された電力線通信装置を、３つ以上の広帯域において通信するように拡張することも可能である。同様に、必要であれば広帯域をわずかに重ねる、或いは、具体的な説明において記載したものとは異なる周波数範囲又は帯域幅の広帯域とすることも可能である。
【００７０】
いくつかの実施形態においては、複数の異なるタイプの信号を複数の異なる広帯域において通信する。例えば、一実施形態においては、通信設定情報、ノード発見信号、経路発見信号、暗号鍵又は復号鍵、通信コマンド、その他のタイプのコマンド・制御信号、のうちの１つ以上を第１の広帯域において通信し、その他のタイプのデータ（例えばコマンド・制御以外のデータ）を第２の広帯域において通信する。第１の広帯域は、第２の広帯域よりもデータスループットレートが小さい、より低い周波数の広帯域を含んでいることができる。第２の広帯域において通信される他のタイプのデータとしては、ビデオ、音声、テキストなどのうちの１つ以上が挙げられる。図２Ａを参照し、改良された電力線通信ネットワークを表しているネットワーク５０は、複数のノード５４〜７６を備えている。これらのノードのいくつかは、改良された電力線通信装置を備えており、従って、複数のＰＬＣ技術を実施する。改良されたネットワークインタフェースデバイスを含んでいないノードは、１つのＰＬＣ技術を実施することができるのみである。説明を単純にするため、本文書においては、１つのＰＬＣ技術を実施することができるのみであるノードを「単一広帯域ノード」と称する。同様に、本文書においては、複数の技術を実施することができるノードを「複数広帯域ノード」と称する。
【００７１】
ネットワークにおける通信用に、３つの異なるＰＬＣ技術、すなわちＴｅｃｈＡ、ＴｅｃｈＢ、ＴｅｃｈＣが使用されている。ノード５４及びノード７６は、改良されたネットワークインタフェースデバイスを備えており、ＰＬＣ技術ＴｅｃｈＡ，ＴｅｃｈＢを実施することができる。ノード５８及びノード６６は、改良されたネットワークインタフェースデバイスを備えており、ＰＬＣ技術ＴｅｃｈＢ，ＴｅｃｈＣを実施することができる。ノード６０及びノード６８は、改良されたネットワークインタフェースデバイスを備えており、オプションとして３つのＰＬＣ技術のすべてを実施することができる。
【００７２】
残りのノード（すなわちノード５６，６２，６４，７２，７４）は、改良されたネットワークインタフェースデバイスを備えておらず、従って、ＰＬＣ技術のうちの１つを実施することができるのみである。具体的には、ノード６２及びノード７０はＰＬＣ技術ＴｅｃｈＡのみを実施し、ノード５６及びノード７２はＰＬＣ技術ＴｅｃｈＢのみを実施し、ノード６４及びノード７４はＰＬＣ技術ＴｅｃｈＣのみを実施する。オプションとして、ネットワーク５０上のノードの間の通信のすべては、共通の電力線５２を通じて行われる。
【００７３】
いくつかの実施形態においては、改良された電力線通信ネットワークは、異なるＰＬＣ技術を実施するノードの間の通信をサポートする。対照的に、従来技術のＰＬＣシステムは、同じＰＬＣ技術を実施するノード（例えばノード５６及びノード７２）の間の通信をサポートすることができるのみであり、このことは、たとえ対象のノードが、別のＰＬＣ技術を実施するノードとネットワーク上で共存している場合（例えばノード６４及びノード７４）であっても同様である。
【００７４】
図２Ｂは、図２Ａのネットワーク５０における、干渉しない双方向の同時の２本の通信リンクを示している。第１の通信リンク８０は、ノード５４とノード６８との間のポイントツーポイント通信リンクであり、高帯域及び低帯域を同時に使用することにより、これら２つのノードの間でＴｅｃｈＡメッセージ及びＴｅｃｈＢメッセージの両方を同時に通信することができる。
【００７５】
この場合、ノード６８は、オプションとして３つの技術のすべて（すなわちＴｅｃｈＡ、ＴｅｃｈＢ、ＴｅｃｈＣ）を実施することができるが、第１の通信リンク８０においては、ノード６８のＴｅｃｈＡ能力及びＴｅｃｈＢ能力のみを使用する。更に、第１の通信リンク８０は、ＴｅｃｈＡ技術及びＴｅｃｈＢ技術のデータを、現在のネットワーク特性（例えばチャネルの障害）に従って高帯域及び低帯域の間で再分配することができる。
【００７６】
第２の通信リンク８２は、ノード６８，５８，６０，７４，６４を接続している。ノード６４，７４がＰＬＣ技術ＴｅｃｈＣを実施することができるのみであるため、第２の通信リンク８２は、ＴｅｃｈＣ技術の通信をサポートするのみである。
【００７７】
２本の通信リンク８０，８２が存在していることにより、ノード６８が（第１の通信リンク８０を通じて）ノード５６と通信するのと同時に、ノード６８，５８，６０，７４，６４が（第２の通信リンク８２を通じて）通信を確立することができる。言い換えれば、図２Ｂに示したネットワーク編成では、２つの同時且つ並列な通信を実行することができ、この場合、第１の通信リンク８０によって、ＴｅｃｈＡ技術若しくはＴｅｃｈＢ技術、又はその両方を使用しての動的なデータ送信及びデータ受信が可能であり、第２の通信リンク８２によって、ＴｅｃｈＣ技術を使用しての動的なデータ送信及びデータ受信が可能である。
【００７８】
図２Ｃは、図２Ａのネットワーク５０における３本の並列且つ同時の通信リンク８４，８６，８８を示している。第１の通信リンク８４は、ノード５４とノード６８，７０との間の双方向ポイントツーマルチポイント接続を提供している。ノード７０は技術ＴｅｃｈＡを実施することができるのみであるため、第１の通信リンクはＴｅｃｈＡ技術の通信をサポートするのみである。その一方で、第２の通信リンク８６は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）などの共存方式（すなわち、任意の瞬間において１つの送信器のみが特定のチャネル上で送信する複数アクセスの手法）を使用して、技術ＴｅｃｈＡとともに技術ＴｅｃｈＢのノード５６とノード７２との間の通信を可能にしている。
【００７９】
第３の通信リンク８８はＴｅｃｈＣの通信をサポートしており、この通信は、他の通信リンクと干渉しない異なる広帯域において行われる。
【００８０】
図２Ｄを参照し、図２Ａに示したネットワーク５０のノード６８，５８，６０の間に第１の通信リンク９０が存在しているものとする。第１の通信リンク５０は双方向であり、ＴｅｃｈＢ及びＴｅｃｈＣの通信をサポートしている。更に、同じネットワーク５０のノード７０とノード６２との間に同時の第２の通信リンク９２が存在しているものとする。この第２の通信リンク９２は、ＴｅｃｈＡの通信をサポートしている。
【００８１】
例を挙げる目的で、いま、ノード５８から発せられてネットワーク５０のノードに配信されるメッセージが存在するとする。ＴｅｃｈＢ及びＴｅｃｈＣをサポートしているノード（例えばノード６８，６０，６６）は、ノード５８からのメッセージを復調及び受信することができる。しかしながら、ネットワーク５０上の残りのノードは、このメッセージを受信することができない。この問題を解決するため、以下の２段階の通信プロセスを実施する。
（ｉ）第１の段階において、ＰＬＣ技術ＴｅｃｈＢ及びＴｅｃｈＣを使用して、ノード５８からノード６８にメッセージを送信する。
（ｉｉ）第２の段階において、ノード６８が自身の技術能力を使用してこのメッセージを再送信し（例えば中継し）、従って、オプションとしてネットワーク５０上のノードのすべてがこのメッセージを受信及び復調することができる。
【００８２】
更に、リピータを使用して、特定の技術のカバレッジを増大させることができる（ノードが自身に隣接するノードを検出することができるが、それより離れたノードを検出することができないとき）。
【００８３】
図２Ｅは、図２Ｄに示したパケットデータ送信手順（ｏｎｅ  ｐａｃｋｅｔ  ｄａｔａ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）の第２の段階のブロック図である。この第２の段階は、オプションとして、２つ以上の広帯域において同時に行われるブロードキャストを含んでいる。従って、このブロードキャストは、２つ以上の通信規格を含んでいることができる。
【００８４】
図３を参照し、改良されたネットワークインタフェースデバイスにおけるモデム８０は、ノードによってサポートされているＰＬＣ技術のそれぞれに対応するＮ個のブロック８２Ａ〜８２Ｎを備えている。言い換えれば、ブロック８２ＡはＴｅｃｈＡ技術に対応しており、ブロック８２ＢはＴｅｃｈＢ技術に対応しており、以下同様であり、ブロック８２ＮはＴｅｃｈＮ技術に対応している。
【００８５】
ブロック８２Ａ〜８２Ｎのそれぞれは、各技術に対するＯＳＩ（開放型システム間相互接続）の第１（物理）層及び第２（ＭＡＣ）層を備えている。例えば、ブロック８２Ａは、ブロックＰＨＹＡ及びブロックＭＡＣＡを備えている。同様に、ブロック８２Ｂは、ブロックＰＨＹＢ及びブロックＭＡＣＢを備えている。モデム８０は、データ分配ブロック８４を更に備えており、このブロック８４は、信号の技術と現在のネットワークトラフィック特性とに従ってブロック８０Ａ〜８０Ｎの間でデータを分配する。
【００８６】
送信に使用される場合、ノードによってサポートされている技術のそれぞれからの信号を、アナログフィルタバンク（図示していない）によって処理する。アナログフィルタバンクの動作については、後から詳しく説明する。処理された信号８６をデータ分配ブロック８４に転送し、ブロック８２Ａ〜８２Ｎの間で分配する。ブロック８２Ａ〜８２Ｎからの出力を結合／分離段８８において組み合わせ、この段８８から電力線９０に注入する。
【００８７】
電力線９０からの信号の受信時には、結合／分離段８８が、サポートされているＰＬＣ技術のそれぞれの成分信号を分離する。分離された信号を、ブロック８２Ａ〜８２Ｎによって処理し、ノード上で実行されている該当するアプリケーションにデータ分配ブロック８４を経由して転送する。
【００８８】
物理ブロック（ＰＨＹＡ〜ＰＨＹＮ）のそれぞれは、技術信号の経路のそれぞれの使用状況に関する情報を提供するフィードバック信号９２Ａ〜９２Ｎを有することができる。この情報は、データ分配ブロック８４が、Ｎ個の利用可能なブロック８２Ａ〜８２Ｎの間でデータフローを再分配するのに使用される。なお、ＭＡＣブロック（ＭＡＣＡ〜ＭＡＣＮ）及び物理ブロック（ＰＨＹＡ〜ＰＨＹＮ）の一部がリソースを共有できるようにすることもできる。
【００８９】
図４Ａを参照し、従来技術の電力線送信システムの第１の形態においては、電力線１００は単一の結合ユニット１０２に接続されており、この結合ユニット１０２は、電力線１００のＡＣライン周波数を通過させないようにする高域通過送信特性を有する。結合ユニット１０２は受信器経路１０４及び送信器経路１０６に接続されており、これらの経路は半二重動作時には受信／送信スイッチ１０８を使用して分離されている。
【００９０】
受信器経路１０４は、一般に、帯域を制限するアンチエイリアスフィルタ１１０と、プログラマブルゲインアンプ（ＰＧＡ）１１２と、アナログ−デジタルコンバータ１１４とを備えている。一連の処理後のデジタル信号１１６を復調する（１１８）。アンチエイリアスフィルタ１１０は、様々な次数とすることができ、少なくとも一部をＰＧＡの帯域幅に基づいて設けることができる。
【００９１】
送信器経路１０６は、一般に、ラインドライバ１２０（高インピーダンスモードにおいて動作可能なタイプ、又はそうでないタイプ）と、帯域を制限する平滑化フィルタ１２２とを備えている。帯域を制限する平滑化フィルタ１２２は、アナログ信号における（帯域外範囲内の）高調波の出力を制限する（高調波は、前の段階で変調（１２８）された後に受け取るデジタル信号１２６に対するＤＡＣ１２４の動作によって発生する）。なお、変調１２８及び復調１１８の一部をアナログ領域において実行することもできることを理解されたい。
【００９２】
図４Ｂを参照し、従来技術の単一広帯域システムのわずかに異なる形態では、別個独立の送信器結合ユニット１３０及び受信器結合ユニット１３２を使用している。従来技術のこの形態の電力線送信システムにおいては、送信／受信スイッチは必要なく、なぜなら、ラインドライバ１２０のインピーダンスが電力線１００への余分なインピーダンス負荷にならない、又は、ラインドライバ１２０自体が高インピーダンスモードに移行することができるためである。
【００９３】
図４Ｃを参照し、改良されたネットワークインタフェースデバイスは２つ以上のアナログフロントエンドを備えており、これらのフロントエンドは、結合ユニット１４２，１４８，１５４，１６０によって、２つの低帯域アナログ経路ＬＢ１及びＬＢ２と２つの高帯域経路ＨＢ１及びＨＢ２とに分けられている。
【００９４】
複数の異なる経路（結合ユニット１４０〜１４６とアクティブコンポーネントとを含んでいる）のアナログフィルタリング特性は、特定の帯域の信号を通過させる一方で、それ以外の帯域の信号を通過させないように設計されている。各技術の変調方式１５２，１５４は、復調方式１４８，１５０と同じ方式又は異なる方式とすることができる。
【００９５】
図４Ｄを参照し、改良されたネットワークインタフェースデバイスの第２の実施形態においては、２つの結合ユニット１６６，１７６が存在しており、この場合、結合ユニット１６６は低帯域通信に使用されており、結合ユニット１７６は高帯域通信に使用されている。異なるＰＬＣ技術の電力、周波数、及び変調方式に対して、低帯域経路（１６７〜１７１及び１７２〜１７５）と高帯域経路（１７７〜１８１及び１８２〜１８５）とが最適化されることに加えて、結合ユニット１６６，１７６を、異なる帯域通過周波数特性を持つように最適化することができる。
【００９６】
図４Ｅを参照し、改良されたネットワークインタフェースデバイスの第３の実施形態においては、２つの結合ユニット１８６，１９０が存在しており、この場合、結合ユニット１８６は受信に使用されており、結合ユニット１９０は送信に使用されている。しかしながら、高帯域経路（１８８〜１９１及び２０３〜２０６）のそれぞれは、高域通過特性又は帯域通過特性を有する意図的に挿入されているフィルタ１８７，２０２によって、低帯域経路（１９２〜１９５及び１９７〜２０１）から分けられている。
【００９７】
図４Ｆは、改良されたネットワークインタフェースデバイスの第４の実施形態を示しており、図４Ｅと同様に２つの異なる広帯域技術に適用される。これ以外にも可能な組合せは多数存在するが、受信器又は送信器において高帯域経路及び低帯域経路としての別個独立の経路及びコンバータを存在させる必要はなく、なぜなら、一方の方向における通信は、他方の方向における通信よりも、改良されたネットワークインタフェースデバイスからの恩恵が大きいためである。
【００９８】
改良されたネットワークインタフェースデバイスは、送信用の１つの結合ユニット２１８と、受信用の１つの結合ユニット２０８とを備えている。受信器経路においては、高域通過特性又は帯域通過特性を有する意図的に挿入されているフィルタ２０９によって、高帯域が低帯域から分けられている。しかしながら、送信器の変調方式は、デジタル領域２２２Ａ，２２２Ｂにおいて組み合わされた後、極めて高いパフォーマンスのＤＡＣ（デジタル−アナログコンバータ）２２１と、平滑化フィルタ２２０と、ラインドライバ２１９とを通過する。
【００９９】
図５Ａを参照し、改良されたネットワークインタフェースデバイスの例示的な集積回路２５０の実施形態は、改良された電力線通信装置の２つの広帯域用の２つのアナログフロントエンドＡＦＥＡ，ＡＦＥＢを備えている。例示的な集積回路２５０は、ロジック要素２２６も備えており、この要素２２６は、複数の異なる電力線モデム技術（ＤＦＥ及びＭＡＣを含む）を実施するようにと、次の段階のアプリケーション２２８とのデバイス内デジタルインタフェース２２８を提供するように構成されている。
【０１００】
高帯域アナログフロントエンド（ＡＦＥＢ）は、高帯域コンバータ２３０，２３２と、アクティブインタフェースエレクトロニクス（すなわちＰＧＡ２３４及びラインドライバ２３６）とを含んでおり、経路２３８に沿って結合ユニットを介して電力線に接続されている。低帯域アナログフロントエンド（ＡＦＥＡ）は、低帯域コンバータ２４０，２４２と、アクティブインタフェースエレクトロニクス（すなわちＰＧＡ２４４及びラインドライバ２４６）とを備えており、経路２４８に沿って結合ユニットを介して電力線に接続されている。
【０１０１】
低帯域及び高帯域において送信される信号のデジタル表現は、ロジック要素２２６において生成され、アナログフロントエンドＡＦＥＡ，ＡＦＥＢとのインタフェース２５０，２５２に渡される。
【０１０２】
図５Ｂを参照し、改良されたネットワークインタフェースデバイスの集積回路の実施形態の代替の分割構成３００においては、２つの集積回路、すなわち、デジタルモデム集積回路３０２と、２つのアナログフロントエンドＡＦＥＡ，ＡＦＥＢを含んでいるアナログモデム集積回路３０４とが存在している。アナログモデム集積回路３０４は、図５Ｂに示したようにいくつかの部分として構成する、或いは単一のコンポーネントとして構成することができる。
【０１０３】
図５Ｃを参照し、改良されたネットワークインタフェースデバイスの集積回路の実施形態の代替の分割構成４００においては、広帯域のそれぞれのアナログフロントエンドが、データコンバータＣｏｎｖＡ，ＣｏｎｖＢと、インタフェース回路Ｉ／ＦａｃｅＡ，Ｉ／ＦａｃｅＢとに分割されている。この場合、コンバータＣｏｎｖＡ，ＣｏｎｖＢは、電力線モデムのデジタルロジック４０１と一緒に１つの集積回路４０２に集積化されており、高周波電流／電圧インタフェース回路が別の集積回路４０４の中に設けられている。
【０１０４】
上記以外の可能な形態として、アクティブエレクトロニクスのすべて又は一部をシステムの他のデバイスに埋め込む、或いは様々なブロックごとに別個独立のブロックを使用するなど、膨大な形態が存在することを理解されたい。
【０１０５】
本明細書の他の箇所で説明したように、結合ユニットは周波数特性を有することができる。図６Ａを参照し、容量結合ユニット５００は、信号源５０４を（絶縁トランス５０６を介して）電力線５０８に結合するために使用されるＸ１タイプのキャパシタ５０２を備えている。この場合、容量結合ユニット５００の周波数応答は、トランス５０６、キャパシタ５０２、信号源５０４、及び電力線５０８の各インピーダンスによって決まる。
【０１０６】
図６Ｂを参照し、誘導結合ユニット５２０は、Ｙ１タイプのキャパシタ５２６と協力して信号５２４を誘導的に結合する信号トランス５２２を備えている。誘導結合ユニット５２０は、（図６Ａに示した）容量結合ユニット５００とほぼ等価であり、誘導結合ユニット５２０の周波数応答は、トランス５２２、キャパシタ５２６、信号源５２４、及び電力線５２８の各インピーダンスによって決まる。
【０１０７】
更に、改良されたネットワークインタフェースデバイスにおいて、電力線５０８，５２８に低域通過フィルタを適用して電源を提供することができる。更に、結合ユニットには、更なるパッシブコンポーネントと共に、より高次のフィルタを組み込むことも可能である。しかしながら、電力線ネットワークインタフェースデバイスにおいて、数多くの別のタイプの結合ユニットを使用することが可能であることを理解されたい。
【０１０８】
図７Ａ〜図７Ｃは、複数の異なる電力線技術の例示的な周波数スペクトルを示しており、アナログ信号分離デバイスを使用して特定の技術の信号を（他の技術の信号から）分離して特定の信号経路に渡す方法を示している。
【０１０９】
図７Ａを参照し、第１の技術ＴｅｃｈＡは、送信電力ＰＡと、周波数ｆＡ１及びｆＡ２を両端とする広帯域５４０とを有する。広帯域５４０は、ＥＭＣ規制に適合するため内側のノッチ５４２を有する。第２の技術ＴｅｃｈＢは、送信電力ＰＢと、周波数ｆＢ１及びｆＢ２を両端とする広帯域５４４とを有する。広帯域５４４も、ＥＭＣ（電磁環境両立性）規制に適合するためノッチ５４６を有する。なお、帯域の重なりを回避するため、ｆＢ１をｆＡ２よりも高くすることができる。第３の技術ＴｅｃｈＮは、送信電力ＰＮと、周波数ｆＮ１及びｆＮ２を両端とする広帯域５４８とを有する。広帯域５４８も、規制に適合するためノッチ５５０を有する。
【０１１０】
図７Ｂを参照し、第１、第２、及び第３のアナログフィルタ（すなわち、ＦｉｌｔＡ、ＦｉｌｔＢ、ＦｉｌｔＮ）は、それぞれ、ＴｅｃｈＡ、ＴｅｃｈＢ、ＴｅｃｈＮのそれぞれからの信号を、他の技術からの信号から分離している。このアナログフィルタ特性は、ノード内の各技術の送信器若しくは受信器、又はその両方に適用することができる。
【０１１１】
第１のアナログフィルタＦｉｌｔＡは、通過帯域の先頭周波数ｆＡ３及び終端周波数ｆＡ４によって定義されている。同様に、第２のアナログフィルタＦｉｌｔＢは、通過帯域の先頭周波数ｆＢ３及び終端周波数ｆＢ４によって定義されている。第３のアナログフィルタＦｉｌｔＮは、通過帯域の先頭周波数ｆＮ３及び終端周波数ｆＮ４によって定義されている。
【０１１２】
一実施形態においては、電力線通信装置のアナログ信号分離デバイスの少なくとも１つの通過帯域の先頭は、１ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの間にあり、幅が少なくとも１０ＭＨｚである。オプションとして、別の広帯域の少なくとも１つは、３０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、５０ＭＨｚ、７５ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、２００ＭＨｚ、又は５００ＭＨｚよりも高く、且つオプションとして１ＧＨｚより低い周波数における信号を含んでいる。アナログ信号分離デバイスの要素のいずれについても、通過帯域と阻止帯域との間の差は、６ｄＢより大きくすることができる。
【０１１３】
なお、アナログフィルタが重なっている（例えばｆＡ４＞ｆＢ３）、又は重なっていない（例えばｆＢ４＜ｆＮ３）ようにすることが可能である。また、すべてのアナログフィルタの通過帯域の送信電力、減衰関数、又はその他の特性が同じである必要はない。アナログフィルタのそれぞれによる分離の効果は、アナログフィルタの特性と特定のＰＬＣ技術の変調方式の積（ｐｒｏｄｕｃｔ）によって決まる。フィルタの通過帯域における絶対的な送信強度は、阻止帯域に対する通過帯域の比ほどは重要ではなく、なぜなら、これらのフィルタにおける減衰の差は、前フィルタ段における注入電力を増やす、若しくは受信器の感度を高める、又はその両方によって、しばしば補正することができるためである。
【０１１４】
図７Ｃは、ＴｅｃｈＢ信号に対応する第２のアナログフィルタＦｉｌｔＢによって提供される分離の例を示している。使用時、第２のアナログフィルタは、第２のアナログフィルタの通過帯域の送信電力（ＰＦＢ）とＴｅｃｈＢ信号の送信電力（ＰＢ）との積である信号ＰａｔｈＢを通す。他の技術（ＴｅｃｈＡ及びＴｅｃｈＮ）の信号は、ＦｉｌｔＢの阻止帯域によって電力レベルＰＦＮまで減衰し、このレベルはＰＦＢよりも十分に小さく、ＴｅｃｈＡ及びＴｅｃｈＮの信号がＰａｔｈＢ信号と大きく干渉することはない。
【０１１５】
いくつかの実施形態においては、改良された電力線通信ネットワークは、ネットワーク内のノードの数が増すにつれてスループットを増大させる能力を備えている。特に、そのようなスループットの増大が求められるのは、一般にはノード数が増すときであり、なぜなら、複数のデバイスがネットワークを共有しているときにはより多くのデータを送信する必要があるためである。
【０１１６】
図８Ａは、１つのサービス、この場合にはＤＳＬ接続６０２を介して家庭６００に配信されるＩＰＴＶ（インターネットプロトコルテレビ）を初期段階として単純に導入した状況を示しており、このサービスは、オフィス内のＤＳＬモデム６０２からリビングルームのテレビ６０４に、（改良された電力線通信ネットワークを使用して）供給される。ＤＳＬモデム６０２とテレビ６０４との間の距離は比較的長いため、これらの間の接続Ｃ１では主として低帯域を使用している（本質的にカバレッジが大きいため）。
【０１１７】
低帯域によって提供される帯域幅はテレビに十分であり、なぜなら１つのテレビチャンネルのみが送信されるためである。
【０１１８】
改良された電力線通信ネットワークが成長する（すなわちネットワークに更なるノードが追加される）につれて、ノード間の平均距離は減少する傾向にある。図８Ｂ（複数の同時のビデオストリーム及び音声ストリームを有する複雑な家庭内マルチメディアネットワークを示している）に示したような極めて複雑なネットワークが導入されるとき、比較的短い距離における接続Ｃ２〜Ｃ７は、主として高帯域を使用して実施されている（スループットが大きいため）。低帯域の接続Ｃ８，Ｃ９は、高帯域のリンクの複数のホップを使用するよりも効率が高いときに依然として使用される。更に、多くの接続（例えばＣ１０）は、両方の帯域を使用する通信によって使用される。
【０１１９】
使用時、一般に、ネットワーク上のノードは、帯域の１つにおいて使用されている電力線技術の中で通常定義されている何らかの形式の同期を通じて、電力線上の別のノードを発見する。更に、ノードは、検出されたノードの技術能力と仮想ネットワークのメンバーシップを識別し、可能な通信、許容される通信、又は可能且つ許容される通信を判定する（例えば、検出されたノードが特定の技術能力を物理的に備えていても、使用時にこれらの技術能力が干渉によって使用不可状態にあったり制限されることがある）。送信側ノードは、物理的に可能であり且つ許容される通信を識別すると、データを送信／受信するのに最適な経路を、通信するデータのタイプ、ＱｏＳ（サービス品質）におけるデータの順位、利用可能なチャネル容量などの要因に基づいて決定する。
【０１２０】
図９は、１つの通信ノードが、異なる広帯域周波数範囲を使用している、ネットワーク上の別の通信ノードを発見する方法を示している。送信ステップ９１０において、第１の通信ノードから、第１の通信を第１の広帯域周波数範囲を使用して電力線を通じて送信し、この第１の通信は、第１の広帯域周波数範囲において通信するように構成されている第２の通信ノードを識別するように構成されているデータ、を含んでいる。この第１の通信は、第１の広帯域周波数を通じて通信するように構成されている別の通信ノード（例えば第２の通信ノード）からの応答を要求するように構成されている。
【０１２１】
受信ステップ９２０において、第１の通信に対する応答を第２の通信ノードから受信する。
【０１２２】
送信ステップ９３０において、第１の通信ノードから、第２の通信を第２の広帯域周波数範囲を使用して電力線を通じて送信し、この第２の通信は、第２の広帯域周波数範囲において通信するように構成されている第３の通信ノードを識別するように構成されているデータ、を含んでいる。この第２の通信は、第２の広帯域周波数を通じて通信するように構成されている別の通信ノード（例えば第３の通信ノード）からの応答を要求するように構成されている。
【０１２３】
受信ステップ９４０において、第２の通信に対する応答を第３の通信ノードから受信する。第２の通信ノードが第２の広帯域を使用して通信するように更に構成されている場合、受信ステップ９４０は、第２の通信ノードと第３の通信ノードの両方からの通信を受信するステップを含んでいることができる。
【０１２４】
決定ステップ９５０において、第１の通信に対する応答と、第２の通信に対する応答とに基づいて、通信方式を決定する。この決定は、使用する広帯域又は規格を選択するステップを含んでいることができる。この決定は、第３の通信ノードと第２の通信ノードとの間の通信の方式（例えば、通信を直接行うべきか、第１の通信ノードが中継器として機能すべきか）を含んでいることができる。いくつかの実施形態においては、送信ステップ９１０，９３０は、複数の異なる広帯域を使用するステップに加えて、又はこれに代えて、複数の異なる規格を使用するステップを含んでいる。
【０１２５】
オプションの更なる通信ステップにおいては、決定された通信方式に従って通信を実行する。
【０１２６】
図１０は、第１の通信ノードが、第２の通信ノード及び第３の通信ノードの両方と同時に通信する方法を示している。オプションとして、これらの通信は独立している。第１の通信ノードは、オプションとして、第２の通信ノードと第３の通信ノードとの間の中継器として動作する。
【０１２７】
第１の通信ステップ１０１０において、第１の通信ノードと第２の通信ノードとの間で、第１のデータを、第１の広帯域周波数範囲を使用して電力線を通じて通信する。第２の通信ステップ１０２０において、第１の通信ノードと第３の通信ノードとの間で、第２のデータを、第１の広帯域周波数範囲とは別個独立の第２の広帯域周波数範囲を使用して電力線を通じて通信し、この場合、第１のデータ及び第２のデータは同時に通信される。
【０１２８】
図１０に示した方法は、オプションとして使用される方法であり、第２の通信ノードが第２の通信ノード及び第３の通信ノードの両方として機能する。これらの実施形態においては、データの第１の部分を第１の広帯域周波数範囲を使用して送信することができ、データの第２の部分を第２の広帯域周波数範囲を使用して送信することができる。これらの実施形態においては、２つの異なる広帯域周波数の使用は、オプションとして、合計のデータ帯域幅が最大になるように構成される。
【０１２９】
図１１は、通信ノードが、少なくとも２つの異なる広帯域を使用して同時の信号を受信する方法を示している。これらの信号に符号化されているデータは、オプションとして独立しており、ネットワーク上の複数の異なる通信ノードから受信することができる。更に、複数の異なる通信規格を使用してデータを送信若しくは復号化、又はその両方を行うことができる。
【０１３０】
第１信号受信ステップ１１１０において、電力線を通じて信号を受信する。この信号は、符号化されているデータを含んでいる。符号化は、時間依存の信号にデータを符号化する様々な公知の方法のいずれかを含んでいることができる。成分分離ステップ１１２０において、第１の広帯域周波数範囲における信号の第１の成分を、第２の広帯域周波数範囲における信号の第２の成分から分離する。様々な実施形態においては、第１の広帯域周波数範囲及び第２の広帯域周波数範囲のそれぞれは、少なくとも５ＭＨｚ、７ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１２ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、又は２００ＭＨｚの幅である。例えば、一実施形態においては、第１の広帯域周波数範囲が少なくとも１０ＭＨｚの幅であり、第２の広帯域周波数範囲が少なくとも５ＭＨｚの幅である。一実施形態においては、第１の広帯域周波数範囲が少なくとも１０ＭＨｚの幅であり、第２の広帯域周波数範囲が少なくとも２００ＭＨｚの幅である。いくつかの実施形態においては、信号成分の分離は、アナログ帯域通過フィルタを使用して行う。例えば、１つの帯域通過フィルタを、第１の広帯域周波数範囲を分離するように構成することができ、別の帯域通過フィルタを、第２の広帯域周波数範囲を分離するように構成することができる。
【０１３１】
処理ステップ１１３０において、成分分離ステップ１１２０において分離された第１の信号成分と第２の信号成分のそれぞれを個別に処理する。この処理は、一般に並列に行う。例えば、１つの信号成分を低帯域アナログ経路ＬＢ１を使用して処理することができ、他方の信号成分を高帯域経路ＨＢ１を使用して処理することができる。低帯域アナログ経路ＬＢ１及び高帯域経路ＨＢ１は、オプションとして１つ以上のコンポーネントを共有している。処理ステップ１１３０の結果として、２セットのデジタルデータが得られる。
【０１３２】
提供ステップ１１４０において、これら２セットのデジタルデータを１つ以上のアプリケーションに提供する。２セットのデジタルデータは、独立して使用することができる。
【０１３３】
図１２は、通信ノードが少なくとも２つの異なる広帯域を使用して信号を同時に送信する方法を示している。これらの信号に符号化されているデータは、オプションとして、独立しており、ネットワーク上の複数の異なる通信ノードを宛先とすることができる。データは、複数の異なる通信規格を使用して送信若しくは符号化、又はその両方を行うことができる。
【０１３４】
データ受信ステップ１２１０において、１つ以上のアプリケーションからデジタルデータを受信する。このデータは、オプションとして独立している。符号化ステップ１２２０において、デジタルデータの第１の部分を、第１の広帯域周波数範囲内の第１の信号に符号化し、この場合、第１の広帯域周波数範囲の少なくとも一部は、オプションとして３０ＭＨｚより低い。この符号化は、例えば低帯域アナログ経路ＬＢ２を使用して行うことができる。
【０１３５】
符号化ステップ１２３０において、デジタルデータの第２の部分を、第２の広帯域周波数範囲内で第２の信号に符号化し、この場合、第２の広帯域周波数範囲の少なくとも一部は、オプションとして３０ＭＨｚより高い。この符号化は、例えば高帯域経路ＨＢ２を使用して行うことができる。符号化ステップ１２３０及び符号化ステップ１２２０は、並列に実行することができる。
【０１３６】
組合せステップ１２４０において、第１の信号と第２の信号とを組み合わせて、組み合わされた信号を生成する。このステップは、オプションとして、送信結合ユニット１９６を使用して、又は高帯域送信結合ユニット１５４及び低帯域送信結合ユニット１６０を使用して実行する。例えば、高帯域送信結合ユニット１５４及び低帯域送信結合ユニット１６０を使用する場合、両方の信号を電力線に結合するときに組合せを行うことができる。
【０１３７】
送信ステップ１２５０において、組み合わされた信号を電力線を通じて送信する。組み合わされた信号の複数の異なる部分は、同時に送信することができ、異なる宛先とすることができる。本明細書では、いくつかの実施形態を具体的に図示・説明してある。しかしながら、修正及び変形は、上記の開示内容に包含され、本発明の概念及び意図した範囲から逸脱することなく、請求項の範囲内であることを理解されたい。例えば、本明細書に説明した手法は、家庭の電力系統、産業用電力系統、或いは車両の電力系統において使用することができる。本明細書に図解及び説明した更なる様々な要素は、（コンピュータ可読媒体に格納されている）ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェアのうちの１つ以上に具体化することができる。本文書においては、これらの要素形態を一般に「ロジック」と称している。
【０１３８】
本明細書に説明した実施形態は、本発明を説明することを目的としている。本発明のこれらの実施形態は、図面を参照しながら説明してあり、当業者には、記載した方法若しくは特定の構造、又はその両方の様々な修正或いは適合化が明らかになるであろう。本発明の開示内容に基づく修正、適合化、又は変形は（これらの修正、適合化、又は変形を通じて本文書の開示内容によってこの技術分野が進歩する）、すべて本発明の概念及び範囲の中であるものと考えられる。従って、本明細書の説明及び図面は、本発明を制限するものとはみなされず、本発明は、記載した実施形態のみに制限されることはないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】従来の住宅のブロック図である。
【図２Ａ】様々な実施形態による、複数のノードを備えている例示的なネットワークのブロック図であり、ノードのいくつかは複数の広帯域能力を有する。
【図２Ｂ】様々な実施形態による、図２Ａの例示的なネットワークのブロック図であり、２本の同時の双方向通信リンクを示している。
【図２Ｃ】様々な実施形態による、図２Ａの例示的なネットワークのブロック図であり、３本の同時の通信リンクを示している。
【図２Ｄ】様々な実施形態による、図２Ａのネットワークにおいて実施されるパケットデータ送信手順の第１の段階のブロック図である。
【図２Ｅ】様々な実施形態による、図２Ｄに示したパケットデータ送信手順の第２の段階のブロック図である。
【図３】様々な実施形態による、電力線通信装置におけるモデムのハードウェアアーキテクチャのブロック図である。
【図４Ａ】様々な実施形態による、従来技術の電力線送信システムの１つの結合ユニットにおける信号経路のブロック図である。
【図４Ｂ】様々な実施形態による、従来技術の電力線送信システムの２つの結合ユニットにおける信号経路のブロック図である。
【図４Ｃ】電力線通信装置の第１の実施形態における信号経路のブロック図である。
【図４Ｄ】電力線通信装置の第２の実施形態における信号経路のブロック図である。
【図４Ｅ】電力線通信装置の第３の実施形態における信号経路のブロック図である。
【図４Ｆ】電力線通信装置の第４の実施形態における信号経路のブロック図である。
【図５Ａ】電力線通信装置の集積回路の第１の実施形態のブロック図である。
【図５Ｂ】電力線通信装置の集積回路の第２の実施形態のブロック図であって、コンポーネントの分割構成が変更されている。
【図５Ｃ】電力線通信装置の集積回路の第３の実施形態のブロック図であって、コンポーネントの分割構成が更に変更されている。
【図６Ａ】様々な実施形態による、電力線通信装置において使用されている例示的な容量結合ユニットの回路図である。
【図６Ｂ】様々な実施形態による、電力線通信装置において使用されている例示的な誘電結合ユニットの回路図である。
【図７Ａ】様々な実施形態による、３つの電力線技術の例示的な送信電力スペクトルである。
【図７Ｂ】様々な実施形態による、３つの電力線技術によって使用されている図７Ａに示した広帯域を分離するのに用いる例示的な一連のアナログフィルタの周波数特性を示している。
【図７Ｃ】様々な実施形態による、（図７Ｂに示した）第２のアナログフィルタＦｉｌｔＢによって（図７Ａに示した）ＴｅｃｈＢ信号に信号が分離される状況を示している。
【図８Ａ】様々な実施形態による、本発明の第３の側面の電力線通信ネットワークが初期段階として単純に導入されている家庭のブロック図である。
【図８Ｂ】様々な実施形態による、電力線通信ネットワークがより複雑に導入されている家庭のブロック図である。
【図９】様々な実施形態による、１つの通信ノードが、異なる広帯域周波数範囲を使用している、ネットワーク上の別の通信ノードを発見する方法を示している。
【図１０】様々な実施形態による、第１の通信ノードが第２の通信ノード及び第３の通信ノードの両方と同時に通信する方法を示している。
【図１１】様々な実施形態による、通信ノードが少なくとも２つの異なる広帯域を使用して同時の信号を受信する方法を示している。
【図１２】様々な実施形態による、通信ノードが少なくとも２つの異なる広帯域を使用して同時の信号を送信する方法を示している。
【図１】
2009510867.tif 000003
【図２Ａ】
2009510867.tif 000004
【図２Ｂ】
2009510867.tif 000005
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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