(57)【要約】【課題】電力線通信を行う際に電力線に流れる信号に不平衡が生じることを防止する補償回路、結合器、電力線通信方法、電力線通信装置及びその制御プログラムを提供する。【解決手段】本発明の補償回路は、２つの入力端子から入力される平衡信号を結合器に出力する補償回路であって、２つの入力端子のうち一方の入力端子から入力される信号と他方の入力端子から入力される信号が平衡となるように調整する補償手段を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの入力端子から入力される平衡信号を結合器に出力する補償回路であって、
前記２つの入力端子のうち一方の入力端子から入力される信号と他方の入力端子から入力される信号が平衡となるように調整する補償手段を有することを特徴とする補償回路。
【請求項２】
前記補償手段は、
前記一方の入力端子から入力される信号と前記他方の入力端子から入力される信号を加算する加算手段と、
前記加算手段で加算した結果に基づいて適応制御を行う適応制御手段と、
前記適応制御手段が適応制御を行った結果に基づいて、前記一方の入力端子から入力される信号と前記他方の入力端子から入力される信号の位相が逆相になるように調整する位相調整手段と、
前記適応制御手段が適応制御を行った結果に基づいて、前記一方の入力端子から入力される信号と前記他方の入力端子から入力される信号の振幅が等しくなるように調整する振幅調整手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の補償回路。
【請求項３】
前記適応制御手段は、最小自乗誤差を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の補償回路。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれかの項に記載の補償回路と、
前記補償回路からの信号を電力線に結合するとともに、電力線通信を行うための２本の平衡線間にサージが発生した場合に、そのサージを吸収するサージ吸収手段を有する結合器と、
を有することを特徴とする電力線通信装置。
【請求項５】
前記請求項１〜３のいずれかの項に記載の補償回路と、
前記補償回路からの信号を電力線に結合するとともに、電力線通信を行うための２本の平衡線間にサージが発生した場合に、そのサージを吸収するサージ吸収手段と、
を有することを特徴とする結合器。
【請求項６】
２つの入力端子から入力される平衡信号を電力線に乗せて送信する電力線通信装置を利用した電力線通信方法であって、
前記２つの入力端子のうち一方の入力端子から入力される信号と他方の入力端子から入力される信号を加算する第１のステップと、
前記第１のステップで加算した結果に基づいて最小自乗誤差を算出する第２のステップと、
前記第２のステップで算出した結果に基づいて、前記一方の入力端子から入力される信号と前記他方の入力端子から入力される信号の振幅が等しくなるように調整する第３のステップと、
前記第２のステップで算出した結果に基づいて、前記一方の入力端子から入力される信号と前記他方の入力端子から入力される信号の位相が逆相となるように調整する第４のステップと、
を有することを特徴とする電力線通信方法。
【請求項７】
２つの入力端子から入力される平衡信号を電力線に乗せて送信する電力線通信装置の制御プログラムであって、
前記２つの入力端子のうち一方の入力端子から入力される信号と他方の入力端子から入力される信号を加算させる第１のステップと、
前記第１のステップで加算した結果に基づいて最小自乗誤差を算出させる第２のステップと、
前記第２のステップで算出した結果に基づいて、前記一方の入力端子から入力される信号と前記他方の入力端子から入力される信号の振幅が等しくなるように調整させる第３のステップと、
前記第２のステップで算出した結果に基づいて、前記一方の入力端子から入力される信号と前記他方の入力端子から入力される信号の位相が逆相となるように調整させる第４のステップと、
をコンピュータに実行させるための電力線通信装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力を供給する電力線を利用して高周波信号の送受信を行うための補償回路、結合器、電力線通信方法、電力線通信装置及びその制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電力線を利用して情報を送受信する技術として、特許文献１に記載されている電力線搬送装置が知られている。この特許文献１に記載の電力線搬送装置は、結合器によって高周波信号を電力線に結合することにより電力線通信を行っている。
【特許文献１】特開２００４−２９７１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の電力線搬送装置では、サージ吸収器の容量成分や電力線による誘導成分などにより生じるインピーダンスの変動により、高周波信号を結合させる電力線に不平衡が生じ、電力線通信の通信品質を劣化させるという問題があった。
また、電力線に不平衡が生じると、電力線から発生する漏洩電界が大きくなり、周囲の電子機器などに悪影響を与えるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、電力線通信を行う際に電力線に流れる信号に不平衡が生じることを防止する補償回路、結合器、電力線通信方法、電力線通信装置及びその制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、２つの入力端子から入力される平衡信号を結合器に出力する補償回路であって、前記２つの入力端子のうち一方の入力端子から入力される信号と他方の入力端子から入力される信号が平衡となるように調整する補償手段を有することを特徴とする補償回路である。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、前記補償手段は、前記一方の入力端子から入力される信号と前記他方の入力端子から入力される信号を加算する加算手段と、前記加算手段で加算した結果に基づいて適応制御を行う適応制御手段と、前記適応制御手段が適応制御を行った結果に基づいて、前記一方の入力端子から入力される信号と前記他方の入力端子から入力される信号の位相が逆相になるように調整する位相調整手段と、前記適応制御手段が適応制御を行った結果に基づいて、前記一方の入力端子から入力される信号と前記他方の入力端子から入力される信号の振幅が等しくなるように調整する振幅調整手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の補償回路である。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、前記適応制御手段は、最小自乗誤差を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の補償回路である。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１〜３のいずれかの項に記載の補償回路と、前記補償回路からの信号を電力線に結合するとともに、電力線通信を行うための２本の平衡線間にサージが発生した場合に、そのサージを吸収するサージ吸収手段を有する結合器とを有することを特徴とする電力線通信装置である。
【０００９】
また、請求項５に記載の発明は、前記請求項１〜３のいずれかの項に記載の補償回路と、前記補償回路からの信号を電力線に結合するとともに、電力線通信を行うための２本の平衡線間にサージが発生した場合に、そのサージを吸収するサージ吸収手段とを有することを特徴とする結合器である。
【００１０】
また、請求項６に記載の発明は、２つの入力端子から入力される平衡信号を電力線に乗せて送信する電力線通信装置を利用した電力線通信方法であって、前記２つの入力端子のうち一方の入力端子から入力される信号と他方の入力端子から入力される信号を加算する第１のステップと、前記第１のステップで加算した結果に基づいて最小自乗誤差を算出する第２のステップと、前記第２のステップで算出した結果に基づいて、前記一方の入力端子から入力される信号と前記他方の入力端子から入力される信号の振幅が等しくなるように調整する第３のステップと、前記第２のステップで算出した結果に基づいて、前記一方の入力端子から入力される信号と前記他方の入力端子から入力される信号の位相が逆相となるように調整する第４のステップとを有することを特徴とする電力線通信方法である。
【００１１】
また、請求項７に記載の発明は、２つの入力端子から入力される平衡信号を電力線に乗せて送信する電力線通信装置の制御プログラムであって、前記２つの入力端子のうち一方の入力端子から入力される信号と他方の入力端子から入力される信号を加算させる第１のステップと、前記第１のステップで加算した結果に基づいて最小自乗誤差を算出させる第２のステップと、前記第２のステップで算出した結果に基づいて、前記一方の入力端子から入力される信号と前記他方の入力端子から入力される信号の振幅が等しくなるように調整させる第３のステップと、前記第２のステップで算出した結果に基づいて、前記一方の入力端子から入力される信号と前記他方の入力端子から入力される信号の位相が逆相となるように調整させる第４のステップと、をコンピュータに実行させるための電力線通信装置の制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、２つの入力端子のうち一方の入力端子から入力される信号と他方の入力端子から入力される信号が平衡となるように調整するようにした。
これにより、２つの入力端子から入力される平衡信号の状態を常に平衡に保つことができるため、電力線から漏洩電界が生じることを防止することができ、電力線通信の通信品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態による電力線通信装置１の構成を示すブロック図である。電力線７は、情報処理装置６ａと情報処理装置６ｂ間で通信を行うために使用されるとともに、情報処理装置６ａ、６ｂに対して電力を供給する際に使用される。
情報処理装置６ａ、６ｂとしては、電力線７に接続して電力線通信を行うことが可能なＰＣ（Personal Computer）などの端末が使用される。
【００１４】
電力線通信装置１は、結合器２、補償回路３を有する。補償回路３は、情報処理装置６ａから出力される信号を結合器２に対して出力する。結合器２は、補償回路３から出力される高周波信号を電力線７に結合させる。
補償回路３は、結合器２において不平衡が生じている場合に、補償回路３に入力される高周波信号を制御することにより、結合器２で生じる不平衡を補償する。補償回路３により電力線７と結合器２との結合等によりに生じる不平衡をどのように除去するかについては後述する。
【００１５】
図２は、本実施形態による電力線通信装置１の結合器２及び補償回路３の構成を示す回路図である。結合器２は、コンデンサ８ａ、８ｂ、サージ吸収器９ａ、９ｂ、コイル１０ａ、１０ｂを有する。コンデンサ８ａの一方の端子は、電力線７を構成する一対の平衡線７ａ及び７ｂのうち一方の平衡線７ａに接続されている。また、コンデンサ８ｂの一方の端子は、電力線７を構成する一対の平衡線７ａ及び７ｂのうち他方の平衡線７ｂに接続されている。
【００１６】
コンデンサ８ａの他方の端子は、サージ吸収器９ａの一方の端子、及び、コイル１０ａの一方の端子に接続される。また、コンデンサ８ｂの他方の端子は、サージ吸収器９ｂの一方の端子、及び、コイル１０ａの他方の端子に接続される。コモンモードの信号を平衡線７ａ、７ｂに結合するために、コイル１０ａの中央において接地されている。
サージ吸収器９ａの他方の端子、及び、サージ吸収器９ｂの他方の端子は接地されている。なお、サージ吸収器９ａ、９ｂとしては、例えば、特開２００４−１４４３７に記載されているマイクロギャップ式のサージアブソーバなどを使用することができる。
【００１７】
また、補償回路３は、加算回路１１、適応制御回路１２、振幅調整回路１３、位相調整回路１４を有する。コイル１０ｂの一方の端子は、加算回路１１の一方の入力端子、及び、補償回路３の一方の入力端子１５ａに接続されている。また、コイル１０ｂの他方の端子は、加算回路１１の他方の入力端子、及び、位相調整回路１４の出力端子に接続されている。
加算器１１の入力端子は、コイル１０ｂの一方の端子と、コイル１０ｂの他方の端子に接続されている。また、加算器１１の出力端子は、適応制御回路１２の入力端子に接続されている。加算器１１は、コイル１０ｂの一方の端子に流れる信号とコイル１０ｂの他方の端子に流れる信号とを加算し、その加算した結果をデジタル信号として適応制御回路１２に出力する。なお、以下では、加算器１１からの複素信号を「ｙ」と呼ぶ。ここでは、加算器１１から適応制御回路１２に対してデジタル信号が出力される場合について説明するが、アナログ信号として出力するようにしてもよい。
【００１８】
適応制御回路１２の入力端子は、加算器１１の出力端子に接続されるとともに、適応制御回路１２の出力端子は、それぞれ振幅調整回路１３及び位相調整回路１４に接続されている。適応制御回路１２は、コイル１０ｂの一方の端子を流れる信号及びコイル１０ｂの他方の端子を流れる信号に対して所定の時間間隔でデジタル処理による適応制御を行い、振幅調整回路１３及び位相調整回路１４にそれぞれ出力する。
ここでは、適応制御の方法としてＬＭＳ（Least Mean Squares）のアルゴリズムを使用している。なお、適応制御の方法としてＬＭＳの代わりにＲＬＳ（Recursive Least Squares）等のアルゴリズムを使用してもよい。
【００１９】
ここで、補償回路３の入力端子１５ａ、１５ｂには、平衡信号が入力される。平衡信号は、位相が逆相となる信号であって、基準電位、例えば、電位ゼロからの電位差が等しい信号をいう。補償回路３の入力端子１５ａ、１５ｂから入力される信号が平衡信号であれば、それらの信号を加算した信号がゼロになるため、電力線通信装置１により電力線通信を行う際にコモンモード雑音が生じることはない。しかし、補償回路３が、電力線７やサージ吸収器９ａ、９ｂの電気的な影響を受けると、補償回路３の入力端子１５ａ、１５ｂから入力される信号の位相や振幅がずれてしまい、電力線通信装置１の外部に漏洩電界が生じる原因となる。
補償回路３では、上述のように電力線通信に悪影響を及ぼす不平衡の信号が平衡信号となるように調整することで、コモンモード雑音や漏洩電界が発生するのを防止する。
【００２０】
振幅調整回路１３は、補償回路３の入力端子１５ｂ、位相調整回路１４の入力端子、適応制御回路１２の出力端子にそれぞれ接続されている。振幅調整回路１３は、適応制御回路１２の出力である２つの信号の和ｙの振幅が最小となるように、補償回路３の他方の入力端子１５ｂを流れる信号の振幅を調整する。
位相調整回路１４は、振幅調整回路１３の出力端子、適応制御回路１２の出力端子、コイル１０ｂを介して補償回路３の一方の入力端子１５ａにそれぞれ接続されている。
位相調整回路１４は、適応制御回路１２の出力である２つの信号の和ｙが直流信号となるように、すなわち、補償回路３の一方の入力端子１５ａを流れる信号の位相と、補償回路３の他方の入力端子１５ｂを流れる信号の位相が逆相となるように、補償回路３の他方の入力端子１５ｂを流れる信号の位相を調整する。
【００２１】
次に、本実施形態による電力線通信装置１の動作について説明する。
図３は、本実施形態による電力線通信装置１の処理の流れを示すフローチャートである。加算回路１１は、補償回路３の一方の入力端子１５ａから入力される信号と、補償回路３の他方の入力端子１５ｂから入力される信号とを加算し、適応制御回路１２に対して複素信号ｙを出力する（ステップＳ１）。
次に、適応制御回路１２は、信号ｙを所定期間間隔でＬＭＳなどの演算を行うことにより、最小自乗誤差を算出する（ステップＳ２）。
【００２２】
適応制御回路１２は、算出した最小自乗誤差に基づいて、補償回路３の一方の入力端子１５ａから入力される信号の振幅と、他方の入力端子１５ｂから入力される信号の振幅の絶対値が等しくなるように、入力端子１５ｂから入力される信号の振幅をを調整する（ステップＳ３）。
適応制御回路１２は、算出した最小自乗誤差に基づいて、補償回路３の一方の入力端子１５ａから入力される信号の位相と、他方の入力端子１５ｂから入力される信号の位相とが逆相となるように、振幅調整回路１３から出力され信号の位相を調整する（ステップＳ４）。
所定の時間間隔で図３に示したフローチャートによる処理を繰り返し行う。
【００２３】
上述した本実施形態による電力線通信装置１を使用すれば、電力線７を構成する一対の平衡線７ａ及び７ｂ間のコモンモード雑音により生じる不平衡を、補償回路３の制御により常に平衡な状態に保つことができるので、電力線通信を行う際の通信品質を向上させることができる。
また、電力線通信装置１の外部に電磁的な影響を与える機器が設置され、その機器により電力線７を構成する一対の平衡線７ａ及び７ｂが不平衡となるような雑音が生じる場合であっても、補償回路３の制御によりその雑音を取り除くことができ、電力線通信を行う際の通信品質の劣化を防止することができる。
また、サージ吸収器９ａ及び９ｂにより生じるコモンモード雑音についても、補償回路３の制御により取り除くことができるため、結合器２の内部に特別な補償回路を設ける必要がなくなり、結合器２の形状を小型化することができる。
【００２４】
また、図１の情報処理装置６ａは、電力線通信装置１を内蔵するようにしてもよい。これにより、情報処理装置６ａから電力線通信装置１の補償回路３に対して、デジタル処理のための電力を供給するように構成することができる。したがって、電力線通信装置１に対し個別の電源を設ける必要がなくなる。
また、図２において、入力端子１５ｂからの信号を振幅調整回路１３、位相調整回路１４の順で処理しているが、これに限定されるものではない。すなわち、入力端子１５ｂから入力される信号を位相調整回路１４、振幅調整回路１３の順で処理してもよい。同様のことが図３のステップＳ３、Ｓ４においても言える。
なお、上述した本発明の実施形態による電力線通信装置１の説明（図２参照）では、結合器２の外部に補償回路３を設ける場合について説明したが、このような構成に限定されるものではない。例えば、結合器２の内部に上述の補償回路３を設けるようにしてもよい。
【００２５】
なお、以上説明した実施形態において、図２の加算回路１１、適応制御回路１２、振幅調整回路１３、位相調整回路１４などの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより補償回路３などの制御を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００２６】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００２７】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態による電力線通信装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態による電力線通信装置１の結合器２及び補償回路３の構成を示す回路図である。
【図３】本実施形態による電力線通信装置１の処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・電力線通信装置、
２・・・結合器、
３・・・補償回路、
６ａ、６ｂ・・・情報処理装置、
７・・・電力線、
７ａ、７ｂ・・・平衡線、
８ａ、８ｂ・・・コンデンサ、
９ａ、９ｂ・・・サージ吸収器、
１０ａ、１０ｂ・・・コイル
１１・・・加算回路、
１２・・・適応制御回路、
１３・・・振幅調整回路、
１４・・・位相調整回路
【図１】
2006287691.tif 000003
【図２】
2006287691.tif 000004
【図３】
2006287691.tif 000005