(57)【要約】【課題】ノイズの影響を受けにくい電力線搬送通信システムおよび電力線搬送通信用送信装置を提供する。【解決手段】ノイズが、電源電圧に重畳しているタイミングである第１のタイミングを測定するノイズ測定部（２５１）と、電源電圧に、送信信号を重畳して送信するとともに、前記送信信号を修復する修復信号を、前記ノイズ測定部（２５１）により測定された前記第１のタイミングを避けた第２のタイミングにて、電源電圧に重畳させて送信する送信部（２０６）と、を備えた送信装置（１０５Ａ）と、前記送信装置（１０５Ａ）の送信部（２０６）から送信された、電源電圧に重畳した前記送信信号および前記修復信号を受信する受信部（３０１）と、前記受信部（３０１）にて受信された前記送信信号を前記修復信号を用いて復調する復調部（３０３）と、を備えた受信装置（１０６Ａ）と、を有することを特徴とする。【選択図】  図１
2018014685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノイズが、電源電圧に重畳しているタイミングである第１のタイミングを測定するノイズ測定部と、
電源電圧に、送信信号を重畳して送信するとともに、前記送信信号を修復する修復信号を、前記ノイズ測定部により測定された前記第１のタイミングを避けた第２のタイミングにて、電源電圧に重畳させて送信する送信部と、
を備えた送信装置と、
前記送信装置の送信部から送信された、電源電圧に重畳した前記送信信号および前記修復信号を受信する受信部と、
前記受信部にて受信された前記送信信号を前記修復信号を用いて復調する復調部と、
を備えた受信装置と、
を有することを特徴とする電力線搬送通信システム。
【請求項２】
前記第１のタイミングおよび前記第２のタイミングは前記電源電圧の交流波形のゼロクロスからの時間または、位相であることを特徴とする請求項１記載の電力線搬送通信システム。
【請求項３】
前記送信部は、前記ノイズ測定部により測定された、前記電源電圧における前記第１のタイミングに応じ、前記送信信号および前記修復信号の配列を変更して送信することを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項記載の電力線搬送通信システム。
【請求項４】
前記ノイズ測定部は、さらにノイズのノイズ強度を測定し、
前記送信部は、前記ノイズ測定部により測定された前記ノイズ強度に応じ、
前記送信信号の修復に関するデータ量を増減した前記修復信号を送信することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の電力線搬送通信システム。
【請求項５】
前記送信信号および前記修復信号は、それぞれ複数の周波数キャリア信号に変調され、
前記送信部は、前記前記ノイズ測定部により測定された、前記電源電圧における前記第１のタイミングに応じ、前記複数の周波数キャリア信号ごとに、前記送信信号および前記修復信号の配列を変更して送信することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の電力線搬送通信システム。
【請求項６】
前記ノイズ測定部は、ノイズを周波数ごとにノイズ強度にて測定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の電力線搬送通信システム。
【請求項７】
前記ノイズ測定部は、電源電圧の所定の区間ごとに、前記ノイズ強度の最大値を測定することを特徴とする請求項６記載の電力線搬送通信システム。
【請求項８】
前記送信部は、所定のシンボルを送信し、
前記ノイズ測定部は、前記シンボルの区間ごとに、前記ノイズ強度を最大値にて測定することを特徴とする請求項６記載の電力線搬送通信システム。
【請求項９】
前記ノイズ測定部は、前記ノイズ強度を最大値にて測定し、前記測定された最大値に対応した符号に変換することを特徴とする請求項７乃至８のいずれか１項記載の電力線搬送通信システム。
【請求項１０】
ノイズが、電源電圧に重畳しているタイミングである第１のタイミングを測定するノイズ測定部と、
電源電圧に、送信信号を重畳して送信するとともに、前記送信信号を修復する修復信号を、前記ノイズ測定部により測定された前記第１のタイミングを避けた第２のタイミングにて、電源電圧に重畳させて送信する送信部と、
を備えた送信装置と、
前記送信装置の送信部から送信された、電源電圧に重畳した前記送信信号および前記修復信号を受信する受信部と、
前記受信部にて受信された前記送信信号を前記修復信号を用いて復調する復調部と、
前記受信部にて受信した前記送信信号および前記修復信号の伝送品質に関する情報を作成する伝送品質情報作成部と、
を備えた受信装置と、
前記受信装置の前記伝送品質情報作成部から、前記伝送品質に関する情報を収集する伝送品質情報収集装置と、
を有することを特徴とする電力線搬送通信システム。
【請求項１１】
前記伝送品質に関する情報は、電源電圧にノイズが存在するタイミング、ノイズ強度、周波数ごとのノイズ強度、受信エラー率、データ修復率のうち少なくとも１つの情報を含むことを特徴とする請求項１０記載の電力線搬送通信システム。
【請求項１２】
前記伝送品質情報収集装置は、前記伝送品質に関する情報に応じ、前記送信装置および前記受信装置に対し、電源電圧に送信信号を重畳させるタイミング、送信信号を変調する変調周波数、送信強度、送信速度、通信可能時間、シンボル数、シンボル速度のうち少なくとも一つのパラメータを送信し指示することを特徴とする請求項１０乃至１１のいずれか１項記載の電力線搬送通信システム。
【請求項１３】
ノイズが、電源電圧に重畳しているタイミングである第１のタイミングを記憶している記憶部と、
電源電圧に、送信信号を重畳して送信するとともに、前記送信信号を修復する修復信号を、前記記憶部に記憶された前記第１のタイミングを避けた第２のタイミングにて、電源電圧に重畳させて送信する送信部と、
を備えた送信装置と、
前記送信装置の送信部から送信された、電源電圧に重畳した前記送信信号および前記修復信号を受信する受信部と、
前記受信部にて受信された前記送信信号を前記修復信号を用いて復調する復調部と、
を備えた受信装置と、
を有することを特徴とする電力線搬送通信システム。
【請求項１４】
前記第１のタイミングおよび前記第２のタイミングは前記電源電圧の交流波形のゼロクロスからの時間または、位相であることを特徴とする請求項１３記載の電力線搬送通信システム。
【請求項１５】
ノイズが、電源電圧に重畳しているタイミングである第１のタイミングを測定するノイズ測定部と、
電源電圧に、送信信号を重畳して送信するとともに、前記送信信号を修復する修復信号を、前記ノイズ測定部により測定された前記第１のタイミングを避けた第２のタイミングにて、電源電圧に重畳させて送信する送信部と、
を備えたことを特徴とする電力線搬送通信用送信装置。
【請求項１６】
前記第１のタイミングおよび前記第２のタイミングは前記電源電圧の交流波形のゼロクロスからの時間または、位相であることを特徴とする請求項１５記載の電力線搬送通信用送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力線を用いて伝送信号を送受信する電力線搬送通信システムおよび電力線搬送通信用送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空港フィールドにおいては、RWSL（Runway Status Light,滑走路状態表示灯）やSTBL（Stop Bar Light,ストップバー灯）などの各種誘導灯の断芯などの故障状態を電力線搬送通信にて監視・点灯制御するシステムがある。この種の電力線搬送通信システムとしては、例えば特許文献１の発明が開示されている。この特許文献１の発明は、電源に接続された電力線と、該電力線を通信線として用いることにより通信を行う複数の通信手段と、 を備える電力線通信システムであって、前記複数の通信手段は、前記電力線を介して他の通信手段に信号を送信する際には、搬送波周波数の異なる複数の信号が連なる品質評価用信号を付加して送信し、前記電力線を介して他の通信手段から信号を受信する際には、前記品質評価用信号について搬送波周波数毎に信号品質評価を行い、該信号品質評価の後、前記電力線を介して他の通信手段に信号を送信する際には、前記信号品質評価において高い評価を得た搬送波周波数を、低い評価を得た搬送波周波数よりも優先して採用して信号を送信することを特徴としている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２４４６０４公報（第１３頁、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
空港フィールドにおいては、RWSL（Runway Status Light,滑走路状態表示灯）やSTBL（Stop Bar Light,ストップバー灯）などの各種誘導灯の断芯などの故障状態を電力線搬送通信にて監視・点灯制御するシステムがある。これらのシステムは、電源供給用の電力線に伝送信号を重畳させて伝送するものであるが、電力線は通信用の通信線ではないため、ノイズの影響を受けやすいという問題点があった。本発明は、ノイズの影響を受けにくい電力線搬送通信システムおよび電力線搬送通信用送信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明による電力線搬送通信システムは、ノイズが、電源電圧に重畳しているタイミングである第１のタイミングを測定するノイズ測定部と、電源電圧に、送信信号を重畳して送信するとともに、前記送信信号を修復する修復信号を、前記ノイズ測定部により測定された前記第１のタイミングを避けた第２のタイミングにて、電源電圧に重畳させて送信する送信部と、を備えた送信装置と、前記送信装置の送信部から送信された、電源電圧に重畳した前記送信信号および前記修復信号を受信する受信部と、前記受信部にて受信された前記送信信号を前記修復信号を用いて復調する復調部と、を備えた受信装置と、を有することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明による電力線搬送通信用送信装置は、ノイズが、電源電圧に重畳しているタイミングである第１のタイミングを測定するノイズ測定部と、電源電圧に、送信信号を重畳して送信するとともに、前記送信信号を修復する修復信号を、前記ノイズ測定部により測定された前記第１のタイミングを避けた第２のタイミングにて、電源電圧に重畳させて送信する送信部と、を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第1実施形態にかかる電力線搬送通信システムを示す図
【図２】本発明の第1実施形態にかかる電力線搬送通信システムの親伝送局の構成を示す図
【図３】本発明の第1実施形態にかかる電力線搬送通信システムの子伝送局の構成を示す図
【図４】本発明の第1実施形態にかかる電力線搬送通信システムの伝送シーケンスを示す図
【図５】本発明の第1実施形態にかかる電力線搬送通信システムの電源電圧の波形を示す図
【図６】本発明の第1実施形態にかかる電力線搬送通信システムの電源電圧の波形を示す図
【図７】本発明の第1実施形態にかかる電力線搬送通信システムの通信フレームを示す図
【図８】本発明の第1実施形態にかかる電力線搬送通信システムの通信フレームを示す図
【図９】本発明の第1実施形態にかかる電力線搬送通信システムの通信周波数を示す図
【図１０】本発明の第２実施形態にかかる電力線搬送通信システムの親伝送局の構成を示す図
【図１１】本発明の第２実施形態にかかるノイズ測定部の測定を示す図
【図１２】本発明の第２実施形態にかかるノイズ測定部の測定を示す図
【図１３】本発明の第２実施形態にかかるノイズ測定部の測定を示す図
【図１４】本発明の第３実施形態にかかる電力線搬送通信システムの伝送シーケンスを示す図
【図１５】本発明の第４実施形態にかかる電力線搬送通信システムの伝送シーケンスを示す図
【発明を実施するための形態】
【０００７】
［第１実施形態］
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
最初に電力線搬送通信システムの一例として、空港フィールドにおいて使用される誘導灯の断芯などの故障診断を電力線搬送通信にて行う灯火監視制御システムについて示す。
【０００８】
図１は、本発明の第1実施形態にかかる電力線搬送通信システムを示す図である。本灯火監視制御システムは一例として、交流電源１０１、電源装置１０２、制御装置１０３、フィルタ１０４、親伝送局１０５Ａ、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａ、結合器１０５Ｂ、１０６Ｂ、１０７Ｂ、１０８Ｂ、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃ、電力線１０９からなるものとする。なお、上記は一例であり、子伝送局の個数は増減されることができる。また、親伝送局１０５Ａ、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａと結合器１０５Ｂ、１０６Ｂ、１０７Ｂ、１０８Ｂは別装置とされているが、結合器１０５Ｂ、１０６Ｂ、１０７Ｂ、１０８Ｂは、親伝送局１０５Ａ、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａに内蔵されるものであってもよい。また、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａにより制御される対象は、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃではなく例えば空調装置や、火災警報装置などであってもよい。
【０００９】
交流電源１０１は、本灯火監視制御システムに外部から電源となる電力を供給する。交流電源１０１は、例えば電力会社にて発電及び送電された電力であり、後述する電源装置１０２により本灯火監視制御システムの内部用の電圧に変換され、後述する灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃの電源になる電源電圧を供給するとともに、親伝送局１０５Ａ、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａにより通信される伝送信号が重畳される電源電圧を供給する。交流電源１０１は、交流の電力を供給するものとしたが、太陽光発電等、直流の電力を供給する直流電源に置き換えてもよい。
【００１０】
電源装置１０２は、いわゆる安定化電源装置等により構成されており、交流電源１０１から供給された電力を、灯火監視制御システムの内部用の電源電圧に変換し、後述するフィルタ１０４を介し、電力線１０９に電源電圧を出力する。この電源電圧は、後述する灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃの電源になるとともに、親伝送局１０５Ａ、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａにより通信される伝送信号が重畳される。
【００１１】
制御装置１０３は、パーソナルコンピュータ等により構成されており、後述する親伝送局１０５Ａに、親伝送局１０５Ａから子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａに送信される電文を作成し親伝送局１０５Ａに送信する。制御装置１０３は、電文を送信して電源装置１０２の起動や停止、親伝送局１０５Ａおよび子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａを介し灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃの照度制御や断線等の灯火の監視・制御を行う。
【００１２】
フィルタ１０４は、インダクタ（Ｌ）や、キャパシタ（Ｃ）を組み合わせて構成されたフィルタで、親伝送局１０５Ａ、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａ間の伝送信号のキャリア周波数に対し高インピダンスとなるようにフィルタの定数が設定されている。フィルタ１０４より、親伝送局１０５Ａ、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａ間の伝送信号が電源装置１０２側に漏れにくくなるとともに、電力線１０９における伝送信号の減衰を軽減させることができる。
【００１３】
親伝送局１０５Ａは後述する図２のような構成となっており、制御装置１０３近傍の電力線１０９に設置される。親伝送局１０５Ａは、制御装置１０３からの電文を受け、電力線１０９に伝送信号のキャリアを重畳させ子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａとの間で電力線搬送通信を行う。親伝送局１０５Ａは、通信に関する監視制御情報および灯火器の照度制御や断線診断・監視に関する監視制御情報の作成を行い子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａに電力線搬送通信にて送信し、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａから通信に関する監視制御情報および灯火器の照度制御や断線診断・監視の結果に関する情報等の信号を受信する。
【００１４】
子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａは、後述する図３のような構成となっており、後述する灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃ近傍の電力線１０９に設置される。子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａは、電力線１０９にキャリアが重畳された信号を親伝送局１０５Ａから受信し、電力線１０９に伝送信号のキャリアを重畳させ信号を返信する。子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａは親伝送局１０５Ａから、通信に関する監視制御情報および灯火器の照度制御や断線診断・監視に関する監視制御情報等の信号を受信し、通信に関する監視制御情報および灯火器の照度制御や断線診断・監視の結果に関する情報等の信号を親伝送局１０５Ａに返信する。
【００１５】
結合器１０５Ｂ、１０６Ｂ、１０７Ｂ、１０８Ｂは、トランス等により構成されており、親伝送局１０５Ａ、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａ、から送信された伝送信号を電力線１０９に重畳させるとともに、電力線１０９に重畳された伝送信号を、親伝送局１０５Ａ、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａに伝達する。
【００１６】
灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃは、照明器具等により構成されており、滑走路毎、誘導路毎に配置されている。灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃは、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａに接続されており、照度や点灯消灯を子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａにより制御される。また、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃは、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａにより断線等の故障診断が行われる。
【００１７】
電力線１０９は、電力を伝達する電線であり、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃの電源になる電源電圧を供給するとともに、親伝送局１０５Ａ、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａにより通信される伝送信号が重畳される電源電圧を供給する。
【００１８】
結合器１０５Ｂを含めた親伝送局１０５Ａが、本発明における送信装置に相当する。また、結合器１０６Ｂ、１０７Ｂ、１０８Ｂを含めた子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａが、本発明における受信装置に相当する。制御装置１０３が、本発明における伝送品質情報収集装置に相当する。しかしながら、子伝送局が本発明における送信装置に相当し、親伝送局が本発明における受信装置に相当してもよい。また、本発明における伝送品質情報収集装置は、送信装置または受信装置内に配置されるものであってもよい。
【００１９】
次に、親伝送局１０５Ａの構成について図２を参照して説明する。親伝送局１０５Ａは一例として、記憶部２０１、通信部２０２、制御部２０３、送信データ作成部２０４、変調処理部２０５、信号送信部２０６、信号受信部２０７、位相検出部２０８、復調処理部２０９、受信データ作成部２１０からなるものとする。図２において、ブロックにて表現されている各部は、各々ＩＣチップのような個別のハードウェアにて実現されていてもよいし、コンピュータプログラムが実装されたマイクロコンピュータにて実現されていてもよい。
【００２０】
記憶部２０１は、半導体メモリやハードディスクのような記憶媒体にて構成されており、親伝送局１０５Ａならびに子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａの送信出力レベルや受信ゲイン、通信するタイミング情報、各親伝送局ならびに子伝送局の通信可能時間、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度、交流電圧に割り当てられた通信区間に対応した通信可能時間など通信に関する情報および電源電圧にノイズが存在するタイミング、ノイズ強度、周波数ごとのノイズ強度等のノイズに関する情報を記憶する。これらの情報は、工場出荷時やシステムの運転開始時に初期設定されるものであっても、システムの運転中に逐次設定により更新されものであってもよい。
【００２１】
通信部２０２は、有線および無線の通信に対応したインタフェース回路等により構成され、制御装置１０３との通信を行う。制御装置１０３から親伝送局１０５Ａに対し、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃの照度制御や断線診断・監視に関する監視制御情報が送信される。親伝送局１０５Ａは、制御装置１０３から送信される当該情報に基づき、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａに対し電文を送信することができる。
【００２２】
制御部２０３は、マイクロコンピュータチップ等により構成され、通信部２０２にて制御装置１０３から受信した情報にもとづき、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃの照度制御や断線診断・監視に関する監視制御情報に関する電文の作成を行う。具体的には、制御装置１０３からの電文に基づき、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃに対し送信する照度制御や断線診断および監視に関する命令電文を作成する。また、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａから送信された灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃの断線診断結果・監視結果に関する情報を、制御装置１０３へ送信するよう通信部２０１を制御する。
【００２３】
送信データ作成部２０４、変調処理部２０５、信号送信部２０６が本発明における送信部に相当する。送信データ作成部２０４は、マイクロコンピュータチップや伝送制御用回路等により構成され、制御部２０３により作成された電文に基づき、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａに送信するための送信電文を作成する。当該送信電文は、さらに送信データ作成部２０４により、誤り検出や訂正用の各種ＦＥＣ符号が付加される。子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａに送信される送信電文は、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃの照度制御や断線診断・監視に関する監視情報・制御情報および子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａに対する通信に関する制御情報等を含み得る。
【００２４】
変調処理部２０５は、マイクロコンピュータチップや伝送制御用回路等により構成され、送信データ作成部２０４にて作成された送信電文を、周波数変調や位相変調により送信されるアナログ信号に対応したデジタル信号に変換する。変調処理部２０５は、記憶部２０１に記憶された、送信出力レベル、通信するタイミング情報、通信可能時間、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度、交流電圧に割り当てられた通信区間に対応した通信可能時間の情報に基づき周波数変調や位相変調により送信されるアナログ信号に対応したデジタル信号を作成する。例えば、位相変調方式の場合、１ｂｉｔ〜複数ｂｉｔ単位で規定されたシンボルを、シンボル毎に対応した位相、時間間隔、搬送周波数を用いて変調により送信されるアナログ信号に対応したデジタル信号を作成する。
【００２５】
信号送信部２０６は、デジタル−アナログ変換用のＩＣチップや回路等により構成され、変調処理部２０４により作成されたデジタル信号をアナログ信号に変換し電力線１０９へ送出する。また、信号送信部２０６は、後述する位相検出部２０８から得られる電源波形の位相を参照するとともに、記憶部２０１に記憶された、送信出力レベル、通信するタイミング情報、通信可能時間、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度、交流電圧に割り当てられた通信区間に対応した通信可能時間の情報に合致した、変調されたアナログ信号を結合器１０５Ｂを介して送信する。さらに、送信されるデータのデータ量が過大であるため、１回の送信タイミングで全てのデータを送信できない場合、信号送信部２０６は、複数回に分けて送信を行うように送信タイミングを調整する。例えば、信号送信部２０６は、全データ量を、１回で送信できるデータ量で除算した回数で、送信を行う。
【００２６】
信号受信部２０７は、アナログ−デジタル変換用のＩＣチップや回路等により構成され、電力線１０９に重畳している子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａから送信されたアナログ信号を、結合器１０５Ｂ、１０６Ｂ、１０７Ｂ、１０８Ｂを介して受信し、アナログ−デジタル変換してデジタル信号に変換する。また、信号受信部２０７は、電力線１０９の電源波形に関する信号をデジタル信号に変換し、またはアナログ信号にて出力する。
【００２７】
位相検出部２０８は、デジタルまたはアナログのコンパレータ回路等により構成され、信号受信部２０７から出力された電力線１０９の電源電圧の波形に関する信号に基づき、電源波形のゼロクロス点を検出する。
【００２８】
復調処理部２０９は、マイクロコンピュータチップや伝送制御用回路等により構成され、信号受信部２０７にてデジタル信号に変換された受信信号を、復調しデジタルの受信電文に変換する。変調処理部２０４は、記憶部２０１に記憶された、送信出力レベル、通信するタイミング情報、通信可能時間、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度、交流電圧に割り当てられた通信区間に対応した通信可能時間の情報に基づき、また位相検出部２０８にて検出された電源波形のゼロクロス点に基づき、復調を行いデジタルの受信電文に変換する。例えば、復調処理部２０９は、一定間隔でシンボルを抽出し、フーリエ変換等で信号強度と位相を算出し、受信信号を復調しデジタルの受信電文に変換する。
【００２９】
受信データ作成部２１０は、マイクロコンピュータチップや伝送制御用回路等により構成され、復調処理部２０９にて復調されたデジタルの受信電文に誤り検出や訂正用の各種ＦＥＣ符号を適用しデジタルの受信電文の誤り検出および訂正を行う。受信電文は、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃの照度制御や断線診断・監視に関する監視情報・制御情報および子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａの通信に関する情報等を含みえる。さらに、受信データ作成部２１０は、上記の受信に関する誤り検出・訂正の処理に関する情報、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃの照度制御や断線診断・監視に関する監視情報・制御情報および子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａの通信に関する情報等を制御部２０３へ送る。
【００３０】
次に、子伝送局１０６Ａの構成について図３を参照して説明する。なお、子伝送局１０７Ａ、１０８Ａも同様の構成である。子伝送局１０６Ａは一例として、信号受信部３０１、位相検出部３０２、復調処理部３０３、受信データ作成部３０４、制御部３０５、送信データ作成部３０６、変調処理部３０７、信号送信部３０８からなるものとする。図３において、ブロックにて表現されている各部は、各々ＩＣチップのような個別のハードウェアにて実現されていてもよいし、コンピュータプログラムが実装されたマイクロコンピュータにて実現されていてもよい。
【００３１】
信号受信部３０１が本発明における受信部に相当し、復調処理部３０３が本発明における復調部に相当する。
【００３２】
信号受信部３０１は、アナログ−デジタル変換用のＩＣチップや回路等により構成され、電力線１０９に重畳している親伝送局１０５Ａから送信されたアナログ信号を、結合器１０６Ｂを介して受信し、アナログ−デジタル変換してデジタル信号に変換する。また、信号受信部３０１は、電力線１０９の電源電圧の波形に関する信号をデジタル信号に変換し、またはアナログ信号にて出力する。
【００３３】
位相検出部３０２は、デジタルまたはアナログのコンパレータ回路等により構成され、信号受信部３０１から出力された電力線１０９の電源電圧の波形に関する信号に基づき、電源電圧の波形のゼロクロス点を検出する。
【００３４】
復調処理部３０３は、マイクロコンピュータチップや伝送制御用回路等により構成され、信号受信部３０１にてデジタル信号に変換された受信信号を、復調しデジタルの受信電文に変換する。変調処理部３０３は、所定の通信するタイミング情報、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度、交流電圧に割り当てられた通信区間に対応した通信可能時間の情報に基づき、また位相検出部３０２にて検出された電源波形のゼロクロス点に基づき、復調を行いデジタルの受信電文に変換する。例えば、復調処理部３０３は、一定間隔でシンボルを抽出し、フーリエ変換等で信号強度と位相を算出し、受信信号を復調しデジタルの受信電文に変換する。
【００３５】
受信データ作成部３０４は、マイクロコンピュータチップや伝送制御用回路等により構成され、復調処理部３０３にて復調されたデジタルの受信電文に、誤り検出や訂正用の各種ＦＥＣ符号を適用しデジタルの受信電文の誤り検出および訂正を行う。受信電文は、灯火器１０６Ｃの照度制御や断線診断・監視に関する監視情報・制御情報および子伝送局１０６Ａの通信に関する情報等を含みえる。さらに、受信データ作成部３０４は、上記の受信に関する誤り検出・訂正の処理に関する情報、灯火器１０６Ｃの照度制御や断線診断・監視に関する監視制御情報および子伝送局１０６Ａの通信に関する情報等を後述する制御部３０５へ送る。
【００３６】
制御部３０５は、受信データ作成部３０４により誤り検出および訂正された受信電文に基づき灯火器１０６Ｃおよび後述する送信データ作成部３０６の制御を行う。制御部３０５は、受信データ作成部３０４により出力された受信電文中の灯火器１０６Ｃの照度制御や断線診断・監視に関する監視制御情報に基づき、灯火器１０６Ｃの照度制御や断線診断・監視を行う。その後、制御部３０５は、灯火器１０６Ｃの断線診断・監視の結果に関する情報を作成し、送信データ作成部３０６に出力する。また制御部３０５は、受信データ作成部３０４により出力された受信電文中の子伝送局１０６Ａの通信に関する情報等を受信し、通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報を作成し、送信データ作成部３０６に出力する。
【００３７】
送信データ作成部３０６は、マイクロコンピュータチップや伝送制御用回路等により構成され、制御部３０５により出力された情報を親伝送局１０５Ａに送信するための送信電文に変換する。当該送信電文は、さらに送信データ作成部３０６により、誤り検出や訂正用の各種ＦＥＣ符号が付加される。親伝送局１０５Ａに送信される送信電文は、灯火器１０６Ｃの断線診断・監視の結果に関する情報や通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報を含んでいる。
【００３８】
変調処理部３０７は、マイクロコンピュータチップや伝送制御用回路等により構成され、送信データ作成部３０６にて作成された送信電文を、周波数変調や位相変調により送信されるアナログ信号に対応したデジタル信号に変換する。変調処理部３０７は、所定の送信出力レベル、通信するタイミング情報、通信可能時間、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度、交流電圧に割り当てられた通信区間に対応した通信可能時間の情報等の、伝送情報に基づき周波数変調や位相変調により送信されるアナログ信号に対応したデジタル信号を作成する。当該伝送情報は予め変調処理部３０７に記憶設定されていてもよいし、親伝送局１０５Ａからの通信により指示されるものであってもよい。例えば、位相変調方式の場合、１ｂｉｔ〜複数ｂｉｔ単位で規定されたシンボルを、シンボル毎に対応した位相、時間間隔、搬送周波数を用いて変調により送信されるアナログ信号に対応したデジタル信号を作成する。
【００３９】
信号送信部３０８は、デジタル−アナログ変換用のＩＣチップや回路等により構成され、変調処理部３０７により作成されたデジタル信号をアナログ信号に変換し電力線１０９へ送出する。また、信号送信部３０８は、位相検出部３０２から得られる電源電圧の波形の位相を参照するとともに、所定の送信出力レベル、通信するタイミング、通信可能時間、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度、交流電圧に割り当てられた通信区間に対応した通信可能時間に合致した、変調されたアナログ信号を結合器１０６Ｂを介して送信する。さらに、送信されるデータのデータ量が過大であるため、１回の送信タイミングで全てのデータを送信できない場合、信号送信部３０８は、複数回に分けて送信を行うように送信タイミングを調整する。例えば、信号送信部３０８は、全データ量を、１回で送信できるデータ量で除算した回数で、送信を行う。
【００４０】
次に、本実施形態の動作を図４に示すシーケンス図、図５〜９に示す波形図に基づき説明する。最初に図４を参照し、制御装置１０３、親伝送局１０５Ａ、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、の通信シーケンスの概略について説明する。なお図４において子伝送局１０８Ａの表記は省略されているが、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａと同様の動作を行う。
【００４１】
制御装置１０３は、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃの照度制御や断線診断・監視に関する監視制御情報を作成し親伝送局１０５Ａに送信する（４０１）。親伝送局１０５Ａは、制御装置１０３から受信した監視制御情報に変調処理などを加え子伝送局１０６Ａ、１０７Ａに対し電力線１０９を介してデータ送信を行う（４０２）。
【００４２】
子伝送局１０６Ａ、１０７Ａは、それぞれ、親伝送局１０５Ａから送信されたデータを受信し、データを復調処理（４０３、４０４）し、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａに接続された灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃをそれぞれ制御する。さらに、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａは接続された灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃから灯火器１０６Ｃの照度制御や断線診断・監視の結果に関する状態監視情報を取得する（４０５、４０６）。次に子伝送局１０６Ａ、１０７Ａは、灯火器１０６Ｃの照度制御や断線診断・監視の結果に関する状態監視情報や、親伝送局と子伝送局間の通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報を変調処理し、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａごとに定められた送信タイミングで親伝送局１０５Ａに対してデータを送信する（４０７，４０８）。親伝送局１０５は、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａからのデータを受信・復調し（４０９）、灯火器１０６Ｃの照度制御や断線診断・監視の結果に関する状態監視情報をや、親伝送局と子伝送局間の通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報を制御装置１０３へ送信する（４１０）。なお、親伝送局１０５は、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａからの応答がない場合や、受信データに異常を検出した場合には子伝送局１０６Ａ、１０７Ａに対し再送信を行ってもよい。
【００４３】
次に、図２を参照して、親伝送局１０５Ａの送信動作について説明する。
制御装置１０３は、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃの照度制御や断線診断・監視に関する監視制御情報作成し親伝送局１０５Ａに送信する。親伝送局１０５Ａの通信部２０２は、制御装置１０３から灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃの照度制御や断線診断・監視に関する監視制御情報を受信する。
【００４４】
制御部２０３は、通信部２０２にて制御装置１０３から受信した監視制御情報にもとづき、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃの照度制御や断線診断・監視に関する監視制御情報の作成および送信電文の作成を行う。
【００４５】
送信データ作成部２０４は、制御部２０３により作成された監視制御情報の送信電文に、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａに送信するための修復信号を付加し、新たな送信電文を作成する。具体的には制御部２０３により作成された監視制御情報の送信電文は、送信データ作成部２０４により、誤り検出や訂正用の各種ＦＥＣ符号等の修復信号が付加される。子伝送局１０６Ａ、１０７Ａに送信される通信信号は、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃの照度制御や断線診断・監視に関する監視制御情報および子伝送局１０６Ａ、１０７Ａに対する通信に関する監視制御情報等を含んでいる。
【００４６】
変調処理部２０５は、送信データ作成部２０４にて作成された送信電文を、周波数変調や位相変調により送信されるアナログ信号に対応したデジタル信号に変換する。電力線１０９に重畳されるキャリアは、周波数変調や位相変調されたアナログ信号である。変調処理部２０５は、位相変調されたアナログ信号をデジタル値で表現したデジタル信号を作成する。変調処理部２０５は、記憶部２０１に記憶された、送信出力レベル、通信するタイミング情報、通信可能時間、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度、交流電圧に割り当てられた通信区間に対応した通信可能時間の情報に基づき周波数変調や位相変調により送信されるアナログ信号に対応したデジタル信号を作成する。例えば、位相変調方式の場合、１ｂｉｔ〜複数ｂｉｔ単位で規定されたシンボルを、シンボル毎に対応した位相、時間間隔、搬送周波数を用いて変調により送信されるアナログ信号に対応したデジタル信号を作成する。
【００４７】
信号送信部２０６は、変調処理部２０５により作成されたデジタル信号をアナログ信号に変換し、結合器１０５Ｂを介し電力線１０９の電源電圧に重畳させて送信する。信号送信部２０６は、位相検出部２０８から得られる電力線１０９の電源電圧の交流波形の位相を参照し、送信信号を重畳させる電源電圧のゼロクロスからの時間位置を決定する。当該ゼロクロスからの時間位置は、記憶部２０１に予め記憶された、送信出力レベルや受信ゲイン、通信するタイミング情報、各親伝送局ならびに子伝送局の通信可能時間、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度、交流電圧に割り当てられた通信区間に対応した通信可能時間など通信に関する情報および電源電圧にノイズが存在するタイミング、ノイズ強度、周波数ごとのノイズ強度等のノイズに関する情報に基づき判断され、決定される。
【００４８】
電力線１０９の電源電圧波形の例を図５に示す。ノイズがない状態では電源電圧波形は正弦波状となるが、負荷が接続されることによりノイズが重畳し、図５に示す電源電圧波形のように歪んだものとなる。例えば灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃの照度は、サイリスタのスイッチングにより制御されており、サイリスタが導通状態になるときに過大な突入電流が流れ、電源電圧波形にノイズが発生する。また、空港等の大規模な灯火システムでは滑走路や誘導路の数に応じ数多くの灯火器が存在する。この場合、電源として三相電源が使用されるが、三相電源の各相において、灯火器の照度が、サイリスタのスイッチングにより制御されており、このスイッチングノイズが図６に示すようにクロストークとして他の相の電源電圧波形にノイズとして混入する場合もある。また、他の相に重畳されている電力線搬送用の通信信号もクロストークにて他の相の電源電圧の波形にノイズとして混入する場合もある。当該ノイズが重畳している電源電圧波形の部分に、電力線搬送通信の通信信号を重畳させることは、通信エラーの原因となり望ましくない。
【００４９】
システムごとに、電源電圧波形のノイズが発生しやすい部分は予め想定できる。例えば灯火システムの場合、電源電圧の正弦波の９０度の前半にてサイリスタのスイッチングを行う場合が多く、従って三相電源の各相とも電源電圧の正弦波の９０度の前半ノイズが発生する可能性が高い。例えば電源電圧波形の図７に示す部分にノイズが発生しやすい。そこで、電源電圧波形の一周期を分割し通信用のフレームとして予め設定しておく。一例として図７に示すように、電源電圧波形の一周期を３０度ごとに分割し、通信フレームを定めるものとする。図７における通信フレームのうちノイズが発生しやすいフレームａの部分を避け、フレームｂの部分の電源電圧波形に送信信号が重畳されるようにする。ノイズが発生しやすいフレームを避け、ノイズが少ないことが想定される電源電圧波形のフレームに送信信号が重畳されるので、ノイズの影響を抑制することができ、通信エラーが軽減される。
【００５０】
または、ノイズの影響を受けやすい通信フレームａに、監視制御情報が配置され、ノイズの影響を受けにくい通信フレームｂに、修復信号が配置されるようにしてもよい。ノイズが発生しやすい通信フレームａの部分を避け、ノイズが発生しにくい通信フレームｂの部分のみを使用した通信は、電源電圧波形の全体を使用した通信に比べ、通信に時間を多く要してしまう。そこで、ノイズの影響を受けやすい通信フレームａに、監視制御情報が配置され、修復信号がノイズの影響を受けにくいフレームｂに配置されるようにすることにより、通信に要する時間を節約することができる。フレームａに配置された監視制御情報に関する信号にノイズの影響による誤りが発生したとしても、修復信号はノイズの影響を受けにくいフレームｂにて送信され、修復信号により、監視制御情報に関する信号は修復される。従って、通信エラーが軽減されるとともに、高速にて通信を行うことが可能となる。
【００５１】
システムごとに、電源電圧波形のノイズが発生しやすい部分は予め想定することが可能である。ノイズが発生しやすい電源電圧波形の部分と、ノイズが発生しにくい電源電圧波形の部分を予め算出、または測定しておき、電源電圧波形のゼロクロスからの時間または、位相として予め通信フレームを定めておく。
【００５２】
この定められた通信フレームは更に、ノイズの影響を受けにくい通信フレームと、ノイズの影響を受けやすい通信フレームとに区分けされ記憶部２０１に記憶される。各通信フレームは、電源電圧波形のゼロクロスからの時間または、位相に対応した形で記憶部２０１に記憶されているものとする。信号伝送部２０６は、記憶部２０１に記憶されている電源電圧波形のゼロクロスからの時間または、位相に対応した通信フレームに合わせ電文を送信する。このように予めノイズの影響を受けにくい通信フレームと、ノイズの影響を受けやすい通信フレームを区分けしておくことで、誤りが発生したとしても、信号の修復がされやすく高信頼な通信、および高速な通信を行うことが可能となる。なお、交流電源１０１に代替して太陽光発電装置のような直流電源が用いられる場合は、時間が記憶部２０１に記憶されたのでもよい。
【００５３】
また、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃの照度の制御が行われることにより、ノイズが発生する電源電圧波形のゼロクロスからの時間または、位相の位置が変化することが考えられる。例えば灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃの照度を下げる制御を行った場合、サイリスタのスイッチングは、電源電圧の正弦波の前半から後半へと移動し、図８に示すようにノイズが発生する電源電圧波形のゼロクロスからの時間または、位相の位置は、これに伴い変化する。ノイズの発生状況や通信エラーの発生状況により監視制御情報に使用される通信フレーム、修復信号に使用される通信フレームの配列を変更することも可能である。例えば通信エラーの頻度が高くなった場合、従来、通信フレームａに、監視制御情報が配置され、通信フレームｂに、修復信号が配置されていたが、通信フレームｂに、監視制御情報が配置され、通信フレームａに、修復信号が配置されるようにしてもよい。ノイズの発生状況や通信エラーの発生状況により監視制御情報に使用される通信フレーム、修復信号に使用される通信フレームの配列が変更されることにより、さらに通信品質を向上させることが可能である。
【００５４】
また、ノイズの発生状況や通信エラーの発生状況により、修復信号の情報量が増加されるようにしてもよい。通信エラーの頻度が高くなった場合、例えば従来、電源電圧波形の一周期中の１フレームに修復信号が配置されていたところ、一周期中の複数フレームに修復信号が配置されるようにしてもよい。または、通信エラーの頻度が高くなった場合、例えば従来、電源電圧波形の一周期中の１フレームに１つの種類の修復信号が配置されていたところ、一周期中の複数フレームに複数の種類の修復信号が配置されるようにしてもよい。このように修復信号の情報量を増加させることにより、さらに通信品質を向上させることが可能である。
【００５５】
また、ノイズの発生状況や通信エラーの発生状況により、伝送信号の情報量および伝送レートが加減されるようにしてもよい。通信エラーの頻度が高くなった場合、例えば従来より、電源電圧波形の一周期中の情報量が減らされ、または、伝送レートが下げられるようにしてもよい。通信エラーの頻度が低くなった場合、例えば従来より、電源電圧波形の一周期中の情報量が増やされ、または、伝送レートが上げられるようにしてもよい。このように伝送信号の情報量および伝送レートが加減されることにより、さらに通信品質を向上させることが可能である。
【００５６】
空港フィールドにおいて使用される灯火監視制御システムは、複数の親伝送局と子伝送局が必要とされる。このため親伝送局と子伝送局の配置や距離に応じ、複数の周波数が電力線搬送通信のキャリアに使用される場合がある。図９に示すように、一般に電力線搬送通信に用いられるキャリア周波数が高くなるほど単位時間当たりの情報量は増える。ノイズに起因する通信エラーもキャリア周波数により異なる。ノイズの発生状況や通信エラーの発生状況により、電力線搬送通信に用いられるキャリア周波数ごとに監視制御情報に使用される通信フレーム、修復信号に使用される通信フレームの配列が変更されること、修復信号の情報量が増加されること、伝送信号の情報量および伝送レートが加減されることが行われるようにしてもよい。
【００５７】
次に、図３を参照して、子伝送局１０６Ａの受信動作について説明する。子伝送局１０７Ａおよび図示しない子伝送局１０８Ａも同様の動作を行う。
【００５８】
子伝送局１０６Ａの信号受信部３０１は、電力線１０９に重畳している親伝送局１０５Ａから送信されたアナログ信号を、結合器１０６Ｂを介して受信し、アナログ−デジタル変換してデジタル信号に変換する。また、信号受信部３０１は、電力線１０９の電源電圧波形に関する信号をデジタル信号に変換し、またはアナログ信号にて位相検出部３０２に出力する。
【００５９】
位相検出部３０２は、信号受信部３０１から出力された電力線１０９の電源電圧波形に関する信号に基づき、電源電圧波形のゼロクロス点を検出する。
【００６０】
復調処理部３０３は、信号受信部３０１にてデジタル信号に変換された受信信号を、復調しデジタルの受信電文に変換する。変調処理部３０３は、所定の通信に関するタイミング情報、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度、交流電圧に割り当てられた通信区間に対応した通信可能時間の情報に基づき、また位相検出部３０２にて検出された電源波形のゼロクロス点に基づき、復調を行いデジタルの受信電文に変換する。例えば、復調処理部３０３は、一定間隔でシンボルを抽出し、フーリエ変換等で信号強度と位相を算出し、受信信号を復調しデジタルの受信電文に変換する。
【００６１】
受信データ作成部３０４は、復調処理部３０３にて復調されたデジタルの受信電文に、修復信号である誤り検出や訂正用の各種ＦＥＣ符号を適用し、受信電文の誤り検出および訂正を行う。受信電文は、ノイズの影響を受けやすい通信フレームに、監視制御情報が配置され、ノイズの影響を受けにくい通信フレームに、修復信号が配置されている。このため、監視制御情報がノイズの影響を受け、誤りを含んでいても、修復信号には誤りが含まれにくい。従って、監視制御情報がノイズの影響を受けて誤りを含んでいても修復信号により修復されることが可能である。受信電文には、灯火器１０６Ｃの照度制御や断線診断・監視に関する監視制御情報および子伝送局１０６Ａの通信に関する監視制御情報等が含まれている。
【００６２】
受信データ作成部３０４は、上記の受信に関する誤り検出・訂正の処理に関する修復信号、灯火器１０６Ｃの照度制御や断線診断・監視に関する監視制御情報および子伝送局１０６Ａの通信に関する監視制御情報等を後述する制御部３０５へ送る。
【００６３】
制御部３０５は、修復信号を用いて受信データ作成部３０４により誤り検出および訂正された受信電文に基づき灯火器１０６Ｃの照度制御や断線診断・監視を行う。その後、制御部３０５は、灯火器１０６Ｃの照度制御や断線診断・監視の結果に関する状態監視情報を作成し、送信データ作成部３０６に出力する。また制御部３０５は、受信データ作成部３０４により出力された受信電文中の子伝送局１０６Ａの通信に関する監視制御情報を受信し、通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報を作成し、送信データ作成部３０６に出力する。
【００６４】
次に、図３を参照して、子伝送局１０５Ａの送信動作について説明する。
送信データ作成部３０６は、制御部３０５により出力された情報に修復信号である誤り検出や訂正用の各種ＦＥＣ符号を付加し、親伝送局１０５Ａに送信するための送信電文を作成する。親伝送局１０５Ａに送信される送信電文は、灯火器１０６Ｃの照度制御や断線診断・監視の結果に関する状態監視情報や通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報である。
【００６５】
変調処理部３０７は、送信データ作成部３０６にて作成された送信電文を、周波数変調や位相変調により送信されるアナログ信号に対応したデジタル信号に変換する。変調処理部３０７は、所定の送信出力レベル、通信するタイミング情報、通信可能時間、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度、交流電圧に割り当てられた通信区間に対応した通信可能時間の情報等の、通信情報に基づき周波数変調や位相変調により送信されるアナログ信号に対応したデジタル信号を作成する。当該通信情報は予め変調処理部３０７に記憶設定されていてもよいし、親伝送局１０５Ａからの電文により指示されるものであってもよい。例えば、位相変調方式の場合、１ｂｉｔ〜複数ｂｉｔ単位で規定されたシンボルを、シンボル毎に対応した位相、時間間隔、搬送周波数を用いて変調により送信されるアナログ信号に対応したデジタル信号を作成する。
【００６６】
信号送信部３０８は、変調処理部３０７により変換されたデジタル信号をアナログ信号に変換し電力線１０９へ送出する。また、信号送信部３０８は、位相検出部３０２から得られる電源波形の位相を参照するとともに、所定の送信出力レベル、通信するタイミング、通信可能時間、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度、交流電圧に割り当てられた通信区間に対応した通信可能時間に合致した、変調されたアナログ信号を結合器１０６Ｂを介して送信する。さらに、送信されるデータのデータ量が過大であるため、１回の送信タイミングで全てのデータを送信できない場合、信号送信部３０８は、複数回に分けて送信を行うように送信タイミングを調整する。例えば、信号送信部３０８は、全データ量を、１回で送信できるデータ量で除算した回数で、送信を行う。信号送信部３０８は、親伝送局１０５Ａからの電文にて、送信に使用する電源電圧波形における通信フレームを指示されるようにしてもよい。
【００６７】
親伝送局１０５Ａから指示される通信フレームは、電源電圧波形のゼロクロスからの時間または、位相に対応している。また親伝送局１０５Ａは、電源電圧波形上のノイズの状況、通信エラーの状況から、使用されているキャリア周波数に基づき各子伝送局に適した通信フレームを指示するものとする。親伝送局１０５Ａはノイズの発生状況や通信エラーの発生状況により、電力線搬送通信に用いられるキャリア周波数ごとに監視制御情報に使用される通信フレーム、修復信号に使用される通信フレームの配列を変更すること、修復信号の情報量を増加すること、伝送信号の情報量および伝送レートを加減することを各子伝送局に指示してもよい。このように伝送信号の通信フレーム、情報量および伝送レートを加減させることを子伝送局が行うことにより、さらに通信品質を向上させることが可能である。
【００６８】
次に、図２を参照して、親伝送局１０５Ａの受信動作について説明する。一例として、子伝送局１０６Ａからの電文の受信について説明するが、子伝送局１０７Ａ、および１０８Ａからの電文の受信についても同様に行われる。
【００６９】
親伝送局１０５Ａの信号受信部２０７は、電力線１０９に重畳している子伝送局１０６Ａから送信されたアナログ信号を、結合器１０５Ｂを介して受信し、アナログ−デジタル変換してデジタル信号に変換する。また、信号受信部２０７は、電力線１０９の電源電圧波形に関する信号をデジタル信号に変換し、またはアナログ信号にて出力する。
【００７０】
位相検出部２０８は、デジタルまたはアナログのコンパレータ回路等により構成され、信号受信部２０７から出力された電力線１０９の電源電圧波形に関する信号に基づき、電源電圧波形のゼロクロス点を検出する。
【００７１】
復調処理部２０９は、信号受信部２０７にてデジタル信号に変換された受信信号を、復調しデジタルの受信電文に変換する。変調処理部２０４は、記憶部２０１に記憶された、送信出力レベル、通信するタイミング情報、通信可能時間、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度、交流電圧に割り当てられた通信区間に対応した通信可能時間の情報に基づき、また位相検出部２０８にて検出された電源波形のゼロクロス点に基づき、復調を行いデジタルの受信電文に変換する。例えば、復調処理部２０９は、一定間隔でシンボルを抽出し、フーリエ変換等で信号強度と位相を算出し、受信信号を復調しデジタルの受信電文に変換する。
【００７２】
受信データ作成部２１０は、復調処理部２０９にて復調されたデジタルの受信電文に修復信号である誤り検出や訂正用の各種ＦＥＣ符号を適用しデジタルの受信電文の誤り検出および訂正を行う。受信電文は、ノイズの影響を受けやすい通信フレームに、状態監視情報等の情報が配置され、ノイズの影響を受けにくい通信フレームに、修復信号が配置されている。このため、状態監視情報等の情報がノイズの影響を受け、誤りを含んでいても、修復信号は誤りが含まれにくい。従って、監視制御情報等の情報がノイズの影響を受けて誤りを含んでいても修復信号により修復されることが可能である。
【００７３】
受信電文は、灯火器１０６Ｃの照度制御や断線診断・監視の結果に関する状態監視情報および子伝送局１０６Ａの通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報を含んでいる。
【００７４】
受信データ作成部２１０は、上記の灯火器１０６Ｃの照度制御や断線診断・監視の結果に関する状態監視情報および子伝送局１０６Ａの通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報を制御部２０３へ送る。
【００７５】
制御部２０３は、灯火器の照度制御や断線診断・監視の結果に関する状態監視情報および、親伝送局１０５Ａおよび子伝送局１０６Ａの通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報を通信部２０２を介して制御装置１０３へ送信する。
【００７６】
本実施形態を用いれば、予めノイズの影響を受けにくい通信フレームと、ノイズの影響を受けやすい通信フレームとが区分けされており、ノイズの影響を受けにくい通信フレームに修復信号が配置されるため、誤りが発生したとしても、信号の修復がされやすく、高信頼な通信を行うことが可能となる。
【００７７】
また、本実施形態を用いれば、ノイズの発生状況や通信エラーの発生状況により監視制御情報に使用される通信フレーム、修復信号に使用される通信フレームの配列が変更されるため、通信品質を向上させることが可能である。
【００７８】
また、本実施形態を用いれば、ノイズの発生状況や通信エラーの発生状況により、一周期中の複数フレームに複数の種類の修復信号が配置されるため、このように修復信号の情報量が増加し通信品質を向上させることが可能である。
【００７９】
なお、上記では親伝送局、子伝送局とも１つの通信信号の送受信に１つの周波数キャリアを用いて電力線１０９の電源電圧に通信信号を重畳させるものとしたが、１つの通信信号に対し複数の周波数キャリアを用いて電力線１０９の電源電圧に通信信号を重畳させるものとしてもよい。
【００８０】
なお、交流電源１０１に代替して太陽光発電装置のような直流電源が用いられる場合は、電源電圧波形のゼロクロスからの時間または、位相に代替して、時間が記憶部２０１に記憶されるようにしてもよい。
【００８１】
［第２実施形態］
本発明による電力線搬送通信システムの第２実施形態について図１０を参照して説明する。なお、この第２実施形態の各部の構成において、図２に示す第１実施形態の電力線搬送通信システムの各部と同一部分は同一符号で示す。図１０には、電力線搬送通信システムの第２実施形態にかかる親伝送局１５１Ａが記載されている。この第２実施形態における、親伝送局１５１Ａが第１実施形態における親伝送局１０５Ａと相違する点は、図２に示すように第１実施形態における親伝送局１０５Ａではノイズ測定部２５１を備えていなかったのに対し、第２実施形態における親伝送局１５１Ａではノイズ測定部２５１を備えている点である。なお、その他の構成は第１実施形態と同様である。制ノイズ測定部２５１が、本発明におけるノイズ測定部に相当する。
【００８２】
ノイズ測定部１５１Ａは、デジタルシグナルプロセッサや専用の回路等により構成されており、電力線１０９の電源電圧波形のノイズを測定する。信号受信部２０７は、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａから送信された伝送信号にかかるアナログ信号のみならず、電力線１０９の電源電圧波形を、アナログ−デジタル変換してデジタル信号に変換している。ノイズ測定部２５１は、信号受信部２０７によりアナログ−デジタル変換された電源電圧波形のノイズの発生位置およびノイズの周波数およびノイズの強度を測定する。ノイズ測定部２５１は、ノイズの発生位置を電源電圧波形のゼロクロスからの時間または、位相にて算出する。また、ノイズ測定部２５１は、フーリエ変換やウェーブレット変換などの手法を用いて、図１１に示すように電源電圧波形のノイズの周波数とその強度を算出する。ノイズの発生位置、周波数および周波数に対応した強度が算出されるため、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃの照度の制御が行われることによる、ノイズが発生する電源電圧波形のゼロクロスからの時間または、位相の位置の変化を検出することができる。また、隣接回路で利用している搬送周波数が、ノイズとして混入した場合も、ノイズの周波数および強度を検出することができる。
【００８３】
また、ノイズ測定部２５１による、ノイズの測定は、すでに通信に使用されている電源電圧波形における所定の区間のみについて行われるようにしてもよい。例えば、図１２の例１に示すように、ノイズが多く発生すると見込まれる電源電圧波形の区間は、予め通信には使用されないようにしておき、電源電圧波形における通信に使用される区間のみについて、ノイズの測定が行われるようにしてもよい。また、図１２の例２に示すように、さらに通信に使用される区間を細分化し、シンボルが伝送される区間をシンボル区間として予め定義しておき、当該シンボル区間ごとにノイズの測定が行われるようにしてもよい。このようにシンボル区間ごとにノイズの測定が行われることにより、電源電圧波形のゼロクロスからの時間または、位相を算出する手間が省略され、ノイズの発生位置にかかる演算を軽減することができる。
【００８４】
また、電源電圧波形における通信に使用される区間ごと、シンボル区間ごとのノイズ強度が、ノイズの最大値にて測定されるようにしてもよい。このようにノイズの最大値が測定されるようにすることで、ノイズの周波数および周波数に対応した強度の演算を軽減することができる。
【００８５】
なお、ノイズの発生位置、周波数および周波数に対応した強度等のノイズの測定データは、通常１ｂｙｔｅ〜４ｂｙｔｅ程度で表現されておりデータ量は過大なものとなる。それぞれノイズの発生位置の範囲、周波数の帯域、周波数に対応した強度の範囲が符号にて表現されるようにしてもよい。例えば図１３に示すようにノイズ強度をランク付けした符号にて表現することによりデータ量を削減することができる。
【００８６】
信号送信部２０６は、ノイズ測定部２５１により測定されたノイズの発生位置、周波数および周波数に対応した強度を評価し、監視制御情報を配置する通信フレーム、修復信号を配置する通信フレームを判断し決定する。例えば、ノイズ測定部２５１によりフレームａの位置にノイズが多いと判断された場合は、通信フレームａに、監視制御情報が配置され、通信フレームｂに、修復信号が配置される。また、例えば、ノイズ測定部２５１によりフレームｂの位置にノイズが多いと判断された場合は、通信フレームｂに、監視制御情報が配置され、通信フレームａに、修復信号が配置される。修復信号は、信号送信部２０６により通信に影響を与えるノイズであると判断されたノイズが位置する、電源電圧波形上のタイミングを避けたタイミングで電源電圧に重畳して送信される。一方、監視制御情報等の通信信号は、信号送信部２０６により通信に影響を与えるノイズであると判断されたノイズが位置する、電源電圧波形上のタイミングおよび当該タイミングを避けたタイミングで電源電圧に重畳して送信されたのでよい。
【００８７】
灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃの照度の制御が行われることにより、ノイズが発生する電源電圧波形のゼロクロスからの時間または、位相の位置が変化する。信号送信部２０６は、ノイズ測定部２５１により逐次測定されたノイズの発生位置、周波数および周波数に対応した強度に基づき、監視制御情報に使用される通信フレーム、修復信号に使用される通信フレームの配列を変更する。
【００８８】
また、信号送信部２０６は、ノイズ測定部２５１により逐次測定されたノイズの発生位置、周波数および周波数に対応した強度に基づき、修復信号の情報量を増加させるようにしてもよい。ノイズの発生位置、周波数および周波数に対応した強度に応じ、例えば従来、電源電圧波形の一周期中の１フレームに修復信号が配置されていたところ、一周期中の複数フレームに修復信号が配置されるようにしてもよい。または、例えば従来、電源電圧波形の一周期中の１フレームに１つの種類の修復信号が配置されていたところ、一周期中の複数フレームに複数の種類の修復信号が配置されるようにしてもよい。このように修復信号の情報量を増加させることにより、さらに通信品質を向上させることが可能である。
【００８９】
また、信号送信部２０６は、ノイズ測定部２５１により逐次測定されたノイズの発生位置、周波数および周波数に対応した強度に基づき、伝送信号の情報量および伝送レートが加減されるようにしてもよい。ノイズの発生位置、周波数および周波数に対応した強度に応じ、例えば従来より、電源電圧波形の一周期中の情報量が減らされる、または、伝送レートが下げられるようにしてもよい。このように伝送信号の情報量および伝送レートを加減させることにより、さらに通信品質を向上させることが可能である。
【００９０】
空港フィールドにおいて使用される灯火監視制御システムは、複数の親伝送局と子伝送局が必要とされる。このため親伝送局と子伝送局の配置や距離に応じ、複数の周波数が電力線搬送通信のキャリアに使用される場合がある。一般に電力線搬送通信に用いられるキャリア周波数が高くなるほど単位時間当たりの情報量は増える。ノイズに起因する通信エラーもキャリア周波数により異なる。ノイズの発生位置、周波数および周波数に対応した強度に応じ、電力線搬送通信に用いられるキャリア周波数ごとに監視制御情報に使用される通信フレーム、修復信号に使用される通信フレームの配列を変更すること、修復信号の情報量を増加させること、伝送信号の情報量および伝送レートを加減することを行うようにしてもよい。
【００９１】
本実施形態を用いれば、逐次ノイズの位置、周波数、および強度の測定を行っているので、ノイズの発生する電源電圧波形における位置が変化した場合でも、ノイズの発生に対応した通信信号の送信を行うことができ、通信品質を向上させた電力線搬送通信システムを提供することが可能となる。
【００９２】
なお本実施形態では、親伝送局１５１Ａにノイズ測定部２５１を備えるようにしてノイズの測定を行うようにしたが、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａにノイズ測定部を備えるようにしてノイズの測定を行うようにしてもよい。
【００９３】
なお、交流電源１０１に代替して太陽光発電装置のような直流電源が用いられる場合は、電源電圧波形のゼロクロスからの時間または、位相に代替して、時刻または所定の時間に対応したノイズ周波数およびノイズ強度がノイズ測定部２５１により測定されるようにしてもよい。
【００９４】
［第３実施形態］
本発明による電力線搬送通信システムの第３実施形態について図１４を参照して説明する。なお、この第３実施形態の各部の構成において、図４に示す第１実施形態の電力線搬送通信システムの各部と同一部分は同一符号で示す。電力線搬送通信システムの第３実施形態にかかる図１４には、制御装置１０３、親伝送局１０５Ａ、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、の通信シーケンスの概略が記載されている。電力線搬送通信システムの第３実施形態にかかる制御装置１０３、親伝送局１０５Ａ、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａは第１実施形態と同様である。この第３実施形態における、電力線搬送通信システムが第１実施形態における電力線搬送通信システムと相違する点は、通信シーケンスにおいて第１実施形態では図４に示すように通信におけるパラメータを変更する指示を制御装置１０３が行っていなかったのに対し、第３実施形態では図１４に示すように、通信におけるパラメータを変更する指示を制御装置１０３が行う点である。なお、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００９５】
図１４を参照し、図４における電力線搬送通信システムの通信シーケンスとの相違点について説明する。図１４において、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａは、親伝送局１０５Ａからの通信における通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報を灯火器１０６Ｃ１０７Ｃの照度制御や断線診断・監視の結果に関する状態監視情報と併せて親伝送局１０５Ａへ送信する（４５１）。
【００９６】
親伝送局１０５Ａは、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａからのデータを受信・復調し（４０９）、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａにて検出された通信における通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃの照度制御や断線診断・監視の結果に関する状態監視情報および、親伝送局１０５Ａにて検出された親伝送局と子伝送局間の通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報を制御装置１０３へ送信する（４５２）。
【００９７】
制御装置１０３は、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａにて検出された通信における通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報、および、親伝送局１０５Ａにて検出された親伝送局と子伝送局間の通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報を集約し（４５３）、電力線搬送通信にかかる各種パラメータの調整を行う（４５４）。
【００９８】
電力線搬送通信にかかる各種パラメータは、送信出力レベル、通信するタイミング情報、通信可能時間、搬送周波数、シンボル数、シンボル速度、交流電圧に割り当てられた通信区間に対応した通信可能時間の情報に関するパラメータである。
【００９９】
制御装置１０３は、親伝送局１０５に対し、調整された電力線搬送通信にかかる各種パラメータにて通信を行うよう指示を行う（４５５）。
【０１００】
親伝送局１０５Ａは、制御装置１０３から指示を変調処理及び送信し（４５６）、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａに対し、調整された電力線搬送通信にかかる各種パラメータにて通信を行うよう指示を行う（４５７）。
【０１０１】
本実施形態を用いれば、子伝送局にて検出された通信における通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報、および、親伝送局にて検出された親伝送局と子伝送局間の通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報が制御装置１０３に集約されるので、電力電搬送通信における通信異常の状況を詳細に評価することができるとともに、親伝送局および子伝送局に適切な電力線搬送通信にかかる各種パラメータにて通信を行うよう指示を行うことができる。通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報を多数集約し、電力線搬送通信にかかる各種パラメータを指示することができるので、通信品質を向上させた電力線搬送通信システムを提供することが可能となる。
【０１０２】
なお本実施形態では、制御装置１０３に通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報を集約し、制御装置１０３が親伝送局、子伝送局に対し電力線搬送通信にかかる各種パラメータの調整および指示を行うものとしたが、親伝送局１０５Ａに通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報を集約し、親伝送局１０５Ａが子伝送局に対し電力線搬送通信にかかる各種パラメータの調整および指示を行うものとしてもよい。
【０１０３】
また、本実施形態では、第１実施形態における親伝送局１０５Ａを用いるものとしたが、第２実施形態におけるノイズ測定部２５１を備えた親伝送局１５１Ａを用いてノイズの測定を行いノイズの位置、周波数、および強度を制御装置１０３に送信し、電力線搬送通信にかかる各種パラメータの調整および指示を行うものとしてもよい。
【０１０４】
また、ノイズ測定部２５１を子伝送局１０６Ａ、１０７Ａに備え、各子伝送局を用いてノイズの測定を行いノイズの位置、周波数、および強度を制御装置１０３または親伝送局１５１Ａに送信し、電力線搬送通信にかかる各種パラメータの調整および指示を行うものとしてもよい。
【０１０５】
［第４実施形態］
本発明による電力線搬送通信システムの第４実施形態について図１５を参照して説明する。なお、この第４実施形態の各部の構成において、図４に示す第１実施形態の電力線搬送通信システムの各部と同一部分は同一符号で示す。電力線搬送通信システムの第４実施形態にかかる図１４には、制御装置１０３、親伝送局１０５Ａ、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａ、の通信シーケンスが記載されている。電力線搬送通信システムの第４実施形態にかかる制御装置１０３、親伝送局１０５Ａ、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａは第１実施形態と同様である。この第４実施形態における、電力線搬送通信システムが第１実施形態における電力線搬送通信システムと相違する点は、通信シーケンスにおいて第１実施形態では図４に示すように通信の評価を制御装置１０３または親伝送局１０５Ａからの指示で子伝送局１０６Ａ、１０７Ａが行っていなかったのに対し、第４実施形態では、図１５に示すように、通信の評価を制御装置１０３または親伝送局１０５Ａからの指示で子伝送局１０６Ａ、１０７Ａが行う点である。なお、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【０１０６】
図１５を参照し、第４実施形態にかかる電力線搬送通信システムの通信シーケンスについて説明する。最初に制御装置１０３は、親伝送局１０５Ａに対し評価開始の電文を送信する（４６１）。親伝送局１０５Ａは、その電文に変調処理などを加え、電力線１０９を介して子伝送局１０６Ａ、１０７Ａに対し、通信信号を送信する（４６２）。通信信号を受信（４６３、４６４）した子伝送局１０６Ａおよび１０７Ａは、受信完了の応答を返信し（４６５、４６６）、通信の評価を開始する（４６７、４６８）。通信の評価としては、通信のエラー発生に関する情報や受信電文の誤り検出や訂正に関する情報の作成が行われる。また、ノイズ測定部２５１を子伝送局１０６Ａ、１０７Ａに備え、ノイズ測定部２５１を用いてノイズの測定を行いノイズの位置、周波数、および強度を通信の評価としてもよい。
【０１０７】
評価は、評価停止の電文を子伝送局１０６Ａ、１０７Ａが受信するまで継続するようにしてもよいし、評価開始の電文中に、評価の対象となる電源電圧波形の周期数等を指定するようにしてもよい。また、通信の評価時に灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃの照度の制御に応じたノイズの発生状況を把握する必要がある場合は、灯火器１０６Ｃ、１０７Ｃの照度の制御に関する電文を評価開始の電文とともに送信してもよい。
【０１０８】
また、ノイズの周波数に対する通信エラーの評価を行う場合には、親伝送局１０５Ａから特定の周波数を有するテスト信号を注入してもよい（４６９）。
次に、制御装置１０３は、親伝送局１０５Ａに対し評価結果送信指示に関する電文を送信する（４７０）。親伝送局１０５Ａは、その電文に変調処理などを加え、電力線１０９を介して子伝送局１０６Ａ、１０７Ａに対し、通信信号を送信する（４７１）。通信信号を受信（４７２、４７３）した子伝送局１０６Ａおよび１０７Ａは、評価結果を親伝送局１０５Ａに返信し（４７４、４７５）、通信の評価を終了する（４７６、４７７）。
【０１０９】
親伝送局１０５Ａは、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａからのデータを受信・復調し（４７８）、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａから送信された電源電圧にノイズが存在するタイミング、ノイズ強度、周波数ごとのノイズ強度、受信エラー率、データ修復率等の通信のエラー発生や誤り検出、訂正に関する情報を評価結果として制御装置１０３へ送信する（４７９）。
【０１１０】
制御装置１０３は、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａにて検出された電源電圧にノイズが存在するタイミング、ノイズ強度、周波数ごとのノイズ強度、受信エラー率、データ修復率等の通信のエラー発生や誤り検出、訂正に関する情報を評価結果として集約し（４８０）、電力線搬送通信にかかる各種パラメータの調整を行う（４５４）。
【０１１１】
電力線搬送通信にかかる各種パラメータは、電源電圧に送信信号を重畳させるタイミング、送信信号を変調する変調周波数、送信強度、送信速度、通信可能時間、シンボル数、シンボル速度等の通信の情報に関するパラメータである。制御装置１０３は、親伝送局１０５に対し、調整された電力線搬送通信にかかる各種パラメータにて通信を行うよう指示を行う（図中不示）。
【０１１２】
親伝送局１０５Ａは、制御装置１０３から指示を変調処理及び送信し、子伝送局１０６Ａ、１０７Ａに対し、調整された電力線搬送通信にかかる各種パラメータにて通信を行うよう指示を行う（図中不示）。
【０１１３】
本実施形態を用いれば、子伝送局にて評価された通信における電源電圧にノイズが存在するタイミング、ノイズ強度、周波数ごとのノイズ強度、受信エラー率、データ修復率等の通信のエラー発生や誤り検出、訂正に関する情報が制御装置１０３に集約されるので、電力電搬送通信における通信異常の状況を詳細に評価することができるとともに、親伝送局および子伝送局に適切な電力線搬送通信にかかる各種パラメータにて通信を行うよう指示を行うことができる。電源電圧にノイズが存在するタイミング、ノイズ強度、周波数ごとのノイズ強度、受信エラー率、データ修復率等の通信のエラー発生や誤り検出、訂正に関する情報が多数集約され、電力線搬送通信にかかる各種パラメータを指示することができるので、通信品質を向上させた電力線搬送通信システムを提供することが可能となる。
【０１１４】
なお本実施形態では、制御装置１０３に電源電圧にノイズが存在するタイミング、ノイズ強度、周波数ごとのノイズ強度、受信エラー率、データ修復率等の通信のエラー発生や誤り検出、訂正に関する情報が集約され制御装置１０３が親伝送局、子伝送局に対し電力線搬送通信にかかる各種パラメータの調整および指示を行うものとしたが、親伝送局１０５Ａに電源電圧にノイズが存在するタイミング、ノイズ強度、周波数ごとのノイズ強度、受信エラー率、データ修復率等の通信のエラー発生や誤り検出、訂正に関する情報が集約され、親伝送局１０５Ａが子伝送局に対し電力線搬送通信にかかる各種パラメータの調整および指示を行うものとしてもよい。
【０１１５】
本願発明の請求項１にかかる電力線搬送通信システム電力受給管理システムによれば、ノイズが、電源電圧に重畳しているタイミングである第１のタイミングを測定するノイズ測定部と、電源電圧に、送信信号を重畳して送信するとともに、前記送信信号を修復する修復信号を、前記ノイズ測定部により測定された前記第１のタイミングを避けた第２のタイミングにて、電源電圧に重畳させて送信する送信部と、を備えた送信装置と、前記送信装置の送信部から送信された、電源電圧に重畳した前記送信信号および前記修復信号を受信する受信部と、前記受信部にて受信された前記送信信号を前記修復信号を用いて復調する復調部と、を備えた受信装置と、を有することを特徴とするので、送信信号にノイズの影響による誤りが発生したとしても、修復信号はノイズの影響を受けにくいので、修復信号により、送信信号が修復され通信エラーが軽減され、ノイズの影響を受けにくい電力線搬送通信システムを提供することが可能となる。
【０１１６】
本願発明の請求項２にかかる電力線搬送通信システムによれば、前記第１のタイミングおよび前記第２のタイミングは前記電源電圧の交流波形のゼロクロスからの時間または、位相であることを特徴とするので、ノイズの発生タイミングを的確に把握することができ、ノイズの影響を受けにくい電力線搬送通信システムを提供することが可能となる。
【０１１７】
本願発明の請求項３にかかる電力線搬送通信システムによれば、前記送信部は、前記ノイズ測定部により測定された、前記電源電圧における前記第１のタイミングに応じ、前記送信信号および前記修復信号の配列を変更して送信することを特徴とするので、ノイズの発生状況により送信信号、修復信号の送信配列が変更され、通信品質を向上させた電力線搬送通信システムを提供することが可能となる。
【０１１８】
本願発明の請求項４にかかる電力線搬送通信システムによれば、前記ノイズ測定部は、さらにノイズのノイズ強度を測定し、前記送信部は、前記ノイズ測定部により測定された前記ノイズ強度に応じ、前記送信信号の修復に関するデータ量を増減した前記修復信号を送信することを特徴とするので、ノイズの発生状況により送信信号の修復に関するデータ量を増減した修復信号を送信することができ、通信品質を向上させた電力線搬送通信システムを提供することが可能となる。
【０１１９】
本願発明の請求項５にかかる電力線搬送通信システムによれば、前記送信信号および前記修復信号は、それぞれ複数の周波数キャリア信号に変調され、前記送信部は、前記前記ノイズ測定部により測定された、前記電源電圧における前記第１のタイミングに応じ、前記複数の周波数キャリア信号ごとに、前記送信信号および前記修復信号の配列を変更して送信することを特徴とするので周波数キャリア信号ごとに、送信信号および修復信号の配列を変更して送信することができ、通信品質を向上させた電力線搬送通信システムを提供することが可能となる。
【０１２０】
本願発明の請求項６にかかる電力線搬送通信システムによれば、前記ノイズ測定部は、ノイズを周波数ごとにノイズ強度にて測定することを特徴とするので、ノイズの状況の詳細を把握することができ、通信品質を向上させた電力線搬送通信システムを提供することが可能となる。
【０１２１】
本願発明の請求項７にかかる電力線搬送通信システムによれば、前記ノイズ測定部は、電源電圧の所定の区間ごとに、前記ノイズ強度の最大値を測定することを特徴とするので、電源電圧波形のゼロクロスからの時間または、位相にて算出する等のノイズの発生位置にかかる演算を軽減することができる。
【０１２２】
本願発明の請求項８にかかる電力線搬送通信システムによれば、前記送信部は、所定のシンボルを送信し、前記ノイズ測定部は、前記シンボルの区間ごとに、前記ノイズ強度を最大値にて測定することを特徴とするので、電源電圧波形のゼロクロスからの時間または、位相にて算出する等のノイズの発生位置にかかる演算を軽減することができる。
【０１２３】
本願発明の請求項９にかかる電力線搬送通信システムによれば、前記ノイズ測定部は、前記ノイズ強度を最大値にて測定し、前記測定された最大値に対応した符号に変換することを特徴とするので、ノイズ強度をランク付けした符号にて表現することによりデータ量を削減することができる。
【０１２４】
本願発明の請求項１０にかかる電力線搬送通信システムによれば、ノイズが、電源電圧に重畳しているタイミングである第１のタイミングを測定するノイズ測定部と、電源電圧に、送信信号を重畳して送信するとともに、前記送信信号を修復する修復信号を、前記ノイズ測定部により測定された前記第１のタイミングを避けた第２のタイミングにて、電源電圧に重畳させて送信する送信部と、を備えた送信装置と、前記送信装置の送信部から送信された、電源電圧に重畳した前記送信信号および前記修復信号を受信する受信部と、前記受信部にて受信された前記送信信号を前記修復信号を用いて復調する復調部と、前記受信部にて受信した前記送信信号および前記修復信号の伝送品質に関する情報を作成する伝送品質情報作成部と、を備えた受信装置と、前記受信装置の前記伝送品質情報作成部から、前記伝送品質に関する情報を収集する伝送品質情報収集装置と、を有することを特徴とするので、伝送品質に関する情報を伝送品質情報収集装置に集約することができるので、電力電搬送通信における通信異常の状況を詳細に評価することができる。
【０１２５】
本願発明の請求項１１にかかる電力線搬送通信システムによれば、前記伝送品質に関する情報は、電源電圧にノイズが存在するタイミング、ノイズ強度、周波数ごとのノイズ強度、受信エラー率、データ修復率のうち少なくとも１つの情報を含むことを特徴とするので、電源電圧に発生するノイズの詳細を把握することができ、電力線搬送通信にかかる各種パラメータを指示することができ、通信品質を向上させた電力線搬送通信システムを提供することが可能となる。
【０１２６】
本願発明の請求項１２にかかる電力線搬送通信システムによれば、前記伝送品質情報収集装置は、前記伝送品質に関する情報に応じ、前記送信装置および前記受信装置に対し、電源電圧に送信信号を重畳させるタイミング、送信信号を変調する変調周波数、送信強度、送信速度、通信可能時間、シンボル数、シンボル速度のうち少なくとも一つのパラメータを送信し指示することを特徴とするので、電力線搬送通信にかかる各種パラメータを指示することができ、通信品質を向上させた電力線搬送通信システムを提供することが可能となる。
【０１２７】
本願発明の請求項１３にかかる電力線搬送通信システムによれば、ノイズが、電源電圧に重畳しているタイミングである第１のタイミングを記憶している記憶部と、電源電圧に、送信信号を重畳して送信するとともに、前記送信信号を修復する修復信号を、前記記憶部に記憶された前記第１のタイミングを避けた第２のタイミングにて、電源電圧に重畳させて送信する送信部と、を備えた送信装置と、前記送信装置の送信部から送信された、電源電圧に重畳した前記送信信号および前記修復信号を受信する受信部と、前記受信部にて受信された前記送信信号を前記修復信号を用いて復調する復調部と、を備えた受信装置と、を有することを特徴とするので、送信信号にノイズの影響による誤りが発生したとしても、修復信号はノイズの影響を受けにくく、修復信号により、送信信号が修復され通信エラーが軽減され、ノイズの影響を受けにくい電力線搬送通信システムを提供することが可能となる。
【０１２８】
本願発明の請求項１４にかかる電力線搬送通信システムによれば、前記第１のタイミングおよび前記第２のタイミングは前記電源電圧の交流波形のゼロクロスからの時間または、位相であることを特徴とするので、ノイズの発生タイミングを的確に把握することができ、ノイズの影響を受けにくい電力線搬送通信システムを提供することが可能となる。
【０１２９】
本願発明の請求項１５にかかる電力線搬送通信用送信装置によれば、ノイズが、電源電圧に重畳しているタイミングである第１のタイミングを測定するノイズ測定部と、電源電圧に、送信信号を重畳して送信するとともに、前記送信信号を修復する修復信号を、前記ノイズ測定部により測定された前記第１のタイミングを避けた第２のタイミングにて、電源電圧に重畳させて送信する送信部と、を備えたことを特徴とするので、送信信号にノイズの影響による誤りが発生したとしても、修復信号はノイズの影響を受けにくいので、修復信号により、送信信号が修復され通信エラーが軽減され、ノイズの影響を受けにくい電力線搬送通信用送信装置を提供することが可能となる。
【０１３０】
本願発明の請求項１６にかかる電力線搬送通信用送信装置によれば、前記第１のタイミングおよび前記第２のタイミングは前記電源電圧の交流波形のゼロクロスからの時間または、位相であることを特徴とするので、ノイズの発生タイミングを的確に把握することができ、ノイズの影響を受けにくい電力線搬送通信用送信装置を提供することが可能となる。
【０１３１】
本発明のいくつかの複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１３２】
１０１    交流電源
１０２    電源装置
１０３    制御装置
１０４    フィルタ
１０５Ａ    親伝送局１０５Ａ
１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａ    子伝送局
１０５Ｂ、１０６Ｂ、１０７Ｂ、１０８Ｂ    結合器
１０６Ｃ、１０７Ｃ、１０８Ｃ    灯火器
１０９    電力線    
２０１    記憶部
２０２    通信部
２０３    制御部
２０４    送信データ作成部
２０５    変調処理部
２０６    信号送信部
２０７    信号受信部
２０８    位相検出部
２０９    復調処理部
２１０    受信データ作成部
２５１    ノイズ測定部
３０１    信号受信部
３０２    位相検出部
３０３    復調処理部
３０４    受信データ作成部
３０５    制御部
３０６    送信データ作成部
３０７    変調処理部
３０８    信号送信部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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