(57)【要約】  周波数帯域を、Ｎ個のサブチャネルに分割する。まず、優先度が高い公衆通信等の電力線通信システム（Ａ）が使用するサブチャネルを、割り当てる。次に、優先度が比較的低い宅内通信等の電力線通信システム（Ｂ）が使用するサブチャネルは、空いているサブチャネルの中から割り当てる。このとき、優先度が高い電力線通信システム（Ａ）が使用するサブチャネルを、周波数帯域の上側又は下側から連続した複数のサブチャネルに制限する。【選択図】図１
2008543117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数帯域を使用する権利の優先順序が予め定められた複数の通信システムが同一の通信媒体上で共存するシステムにおける、最優先の使用権利を有する通信システム（Ａ）に属する通信装置（Ａ１）であって、
前記通信システム（Ａ）が占有使用する周波数を示した共存信号を生成する共存信号生成部（８６）と、
前記共存信号を他の通信システムに送信する共存信号送信部（８５）とを備える、通信システム（Ａ）に属する通信装置（Ａ１）。
【請求項２】
前記周波数帯域が第１〜第Ｎのサブチャネルに分割されており、
前記共存信号生成部（８６）は、第１のサブチャネルから第Ｒのサブチャネルまで（１≦Ｒ≦Ｎ）又は第Ｓのサブチャネルから第Ｎのサブチャネルまで（１≦Ｓ≦Ｎ）を、占有使用することを示す共存信号を生成することを特徴とする、請求項１に記載の通信システム（Ａ）に属する通信装置（Ａ１）。
【請求項３】
前記第１〜第Ｎのサブチャネルが、全て同じ周波数幅であることを特徴とする、、請求項２に記載の通信システム（Ａ）に属する通信装置（Ａ１）。
【請求項４】
前記第１〜第Ｎのサブチャネルが、前記通信システム（Ａ）と前記他の通信システムとが共に使用可能なサブチャネルと、前記他の通信システムのみが使用可能なサブチャネルとに、分けられていることを特徴とする、請求項２に記載の通信システム（Ａ）に属する通信装置（Ａ１）。
【請求項５】
前記他の通信システムのみが使用可能なサブチャネルの数が、１つであることを特徴とする、請求項４に記載の通信システム（Ａ）に属する通信装置（Ａ１）。
【請求項６】
前記通信システム（Ａ）と前記他の通信システムとが共に使用可能なサブチャネルには、前記周波数帯域の１／２が割り当てられていることを特徴とする、請求項４に記載の通信システム（Ａ）に属する通信装置（Ａ１）。
【請求項７】
データ通信のための期間が複数の時間スロットに分割されており、
前記共存信号生成部（８６）は、使用するサブチャネルと時間スロットとを同時に指定するマトリクス構造を有する共存信号を生成することを特徴とする、請求項２に記載の通信システム（Ａ）に属する通信装置（Ａ１）。
【請求項８】
前記共存信号生成部（８６）は、第１又は第Ｎのサブチャネルのどちら側を使用するのかを指定する１ビットと、第１又は第Ｎのサブチャネルを基点に使用するサブキャリアの数を指定する複数ビットとで構成される、共存信号を生成することを特徴とする、請求項２に記載の通信システム（Ａ）に属する通信装置（Ａ１）。
【請求項９】
前記通信システム（Ａ）が利用する通信媒体が電力線であることを特徴とする、請求項１に記載の通信システム（Ａ）に属する通信装置（Ａ１）。
【請求項１０】
前記通信システム（Ａ）が利用する通信媒体が無線であることを特徴とする、請求項１に記載の通信システム（Ａ）に属する通信装置（Ａ１）。
【請求項１１】
前記通信システム（Ａ）がアクセスシステムに利用されるシステムであり、前記他の通信システムが宅内システムに利用されるシステムであることを特徴とする、請求項１に記載の通信システム（Ａ）に属する通信装置（Ａ１）。
【請求項１２】
周波数帯域を使用する権利の優先順序が予め定められた複数の通信システムが同一の通信媒体上で共存するシステムにおける、最優先以外の使用権利を有する通信システム（Ｂ）に属する通信装置（Ｂ１）であって、
最優先の使用権利を有する通信システム（Ａ）から、当該通信システム（Ａ）が占有使用する周波数を示した共存信号を受信する共存信号受信部（９５ａ）と、
前記共存信号において示された周波数以外で前記通信システム（Ｂ）が占有使用する周波数を決定し、当該決定した周波数を示す第２の共存信号を生成する共存信号生成部（９６）と、
前記第２の共存信号を他の通信システムに送信する共存信号送信部（９５ｂ）とを備える、通信システム（Ｂ）に属する通信装置（Ｂ１）。
【請求項１３】
前記周波数帯域が第１〜第Ｎのサブチャネルに分割されており、
前記共存信号受信部（９５ａ）は、第１のサブチャネルから第Ｒのサブチャネルまで（１≦Ｒ≦Ｎ）の周波数又は第Ｓのサブチャネルから第Ｎのサブチャネルまで（１≦Ｓ≦Ｎ）の周波数を占有使用することを示す共存信号を、前記通信システム（Ａ）から受信することを特徴とする、請求項１２に記載の通信システム（Ｂ）に属する通信装置（Ｂ１）。
【請求項１４】
前記第１〜第Ｎのサブチャネルが、全て同じ周波数幅であることを特徴とする、請求項１３に記載の通信システム（Ｂ）に属する通信装置（Ｂ１）。
【請求項１５】
前記第１〜第Ｎのサブチャネルが、前記通信システム（Ａ）と前記他の通信システムとが共に使用可能なサブチャネルと、前記他の通信システムのみが使用可能なサブチャネルとに、分けられていることを特徴とする、請求項１３に記載の通信システム（Ｂ）に属する通信装置（Ｂ１）。
【請求項１６】
前記他の通信システムのみが使用可能なサブチャネルの数が、１つであることを特徴とする、請求項１５に記載の通信システム（Ｂ）に属する通信装置（Ｂ１）。
【請求項１７】
前記通信システム（Ａ）と前記他の通信システムとが共に使用可能なサブチャネルには、前記周波数帯域の１／２が割り当てられていることを特徴とする、請求項１５に記載の通信システム（Ｂ）に属する通信装置（Ｂ１）。
【請求項１８】
データ通信のための期間が複数の時間スロットに分割されており、
前記共存信号受信部（９５ａ）は、使用するサブチャネルと時間スロットとを同時に指定するマトリクス構造を有する第２の共存信号を、前記通信システム（Ａ）から受信し、
前記共存信号生成部（９６）は、前記共存信号において示された周波数以外で前記通信システム（Ｂ）が占有使用する周波数を決定し、当該決定した周波数をマトリクス構造で示す第２の共存信号を生成することを特徴とする、請求項１３に記載の通信システム（Ｂ）に属する通信装置（Ｂ１）。
【請求項１９】
前記共存信号生成部（９６）は、第１又は第Ｎのサブチャネルのどちら側を使用するのかを指定する１ビットと、第１又は第Ｎのサブチャネルを基点に使用するサブキャリアの数を指定する複数ビットとで構成される、第２の共存信号を生成することを特徴とする、請求項１３に記載の通信システム（Ｂ）に属する通信装置（Ｂ１）。
【請求項２０】
前記通信システム（Ｂ）が利用する通信媒体が電力線であることを特徴とする、請求項１２に記載の通信システム（Ｂ）に属する通信装置（Ｂ１）。
【請求項２１】
前記通信システム（Ｂ）が利用する通信媒体が無線であることを特徴とする、請求項１２に記載の通信システム（Ｂ）に属する通信装置（Ｂ１）。
【請求項２２】
前記通信システム（Ｂ）がアクセスシステムに利用されるシステムであり、前記他の通信システムが宅内システムに利用されるシステムであることを特徴とする、請求項１２に記載の通信システム（Ｂ）に属する通信装置（Ｂ１）。
【請求項２３】
周波数帯域を使用する最優先の使用権利を有する通信システム（Ａ）と最優先以外の使用権利を有する通信システム（Ｂ）とが少なくとも、同一の通信媒体上で共存するシステムであって、
前記通信システム（Ａ）に属する通信装置（Ａ１）は、
前記通信システム（Ａ）が占有使用する周波数を示した共存信号を生成する共存信号生成部（８６）と、
前記共存信号を他の通信システムに送信する共存信号送信部（８５）とを備え、
前記通信システム（Ｂ）に属する通信装置（Ｂ１）は、
前記通信システム（Ａ）から前記共存信号を受信する共存信号受信部（９５ａ）と、
前記共存信号において示された周波数以外で前記通信システム（Ｂ）が占有使用する周波数を決定し、当該決定した周波数を示す第２の共存信号を生成する共存信号生成部（９６）と、
前記第２の共存信号を他の通信システムに送信する共存信号送信部（９５ｂ）とを備える、システム。
【請求項２４】
周波数帯域を使用する最優先の使用権利を有する通信システム（Ａ）と最優先以外の使用権利を有する通信システム（Ｂ）とが少なくとも、同一の通信媒体上で共存するシステムで実行される共存制御方法であって、
前記通信システム（Ａ）に属する通信装置（Ａ１）が、
前記通信システム（Ａ）が占有使用する周波数を示した共存信号を生成し、
前記共存信号を他の通信システムに送信し、
前記通信システム（Ｂ）に属する通信装置（Ｂ１）が、
前記通信システム（Ａ）から前記共存信号を受信し、
前記共存信号において示された周波数以外で前記通信システム（Ｂ）が占有使用する周波数を決定し、当該決定した周波数を示す第２の共存信号を生成し、
前記第２の共存信号を他の通信システムに送信する、共存制御方法。
【請求項２５】
周波数帯域を使用する権利の優先順序が予め定められた複数の通信システムが同一の通信媒体上で共存するシステムにおける、最優先の使用権利を有する通信システム（Ａ）に属する通信装置（Ａ１）に用いられる集積回路であって、
前記通信システム（Ａ）が占有使用する周波数を示した共存信号を生成する共存信号生成部（８６）、及び
前記共存信号を他の通信システムに送信する共存信号送信部（８６）として機能する回路を集積する、集積回路。
【請求項２６】
周波数帯域を使用する権利の優先順序が予め定められた複数の通信システムが同一の通信媒体上で共存するシステムにおける、最優先以外の使用権利を有する通信システム（Ｂ）に属する通信装置（Ｂ１）に用いられる集積回路であって、
最優先の使用権利を有する通信システム（Ａ）から、当該通信システム（Ａ）が占有使用する周波数を示した共存信号を受信する共存信号受信部（９５ａ）、
前記共存信号において示された周波数以外で前記通信システム（Ｂ）が占有使用する周波数を決定し、当該決定した周波数を示す第２の共存信号を生成する共存信号生成部（９６）、及び
前記第２の共存信号を他の通信システムに送信する共存信号送信部（９５ｂ）として機能する回路を集積する、集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、システム間共存を可能とする通信装置に関し、より特定的には、電力線等の同一の通信媒体上に、複数のユーザが共同で利用するアクセスシステムと、各ユーザが個別に利用する宅内システムとを、共存させることを可能とする通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
宅内にあるＰＣ（パソコン）等からインターネットにアクセスするために、ブロードバンドルータ等のネットワーク機器を接続する技術として、電力線通信（PLC: Power Line Communication）が注目されている。この電力線通信は、既設の電力線を通信媒体に用いるためインフラ構築の工事が不要であり、かつ家内にある電源コンセントに電源プラグを挿すだけで高速の通信を実現できる。このため、世界中で活発に研究開発や実証実験が行われており、欧米では既に商用化に至っているものも多数ある。
【０００３】
図１８は、ＰＣを用いて宅内からインターネットにアクセスする際の一般的な構成を示した図である。
家にあるユーザが利用するＰＣ２０１は、イーサネット（登録商標）２１１を経由してブロードバンドルータ２０２に接続され、そこからアクセス回線２１２を経てインターネット２２２に接続される。アクセス回線２１２としては、一般的にはＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）やＦＴＴＨ（Fiber To The Home）等が用いられている。ここで、アクセス回線２１２が家の中に引き込まれる場所とＰＣ２０１がある部屋とは、異なっている場合が多い。その場合、ブロードバンドルータ２０２からＰＣ２０１まで、イーサネット（登録商標）２１１のケーブルを引き回さなければならないという問題が発生する。
【０００４】
電力線通信の分野では、この引き回しを少なくするために、電力線とイーサネット（登録商標）との変換アダプタ（以下、Ｐ／Ｅ変換アダプタという）が商品化されている。図１９は、このＰ／Ｅ変換アダプタを利用する場合のインターネットアクセスに関する一般的な構成を示している。
家にあるユーザが利用するＰＣ３０１は、イーサネット（登録商標）３１１でＰ／Ｅ変換アダプタ３０３と接続され、このＰ／Ｅ変換アダプタ３０３からコンセントを経由して宅内電力線３１４に接続される。ブロードバンドルータ３０２側のＰ／Ｅ変換アダプタ３０４まで電力線通信によってデータが転送される。Ｐ／Ｅ変換アダプタ３０４は、イーサネット（登録商標）３１３を介してブロードバンドルータ３０２に接続され、ブロードバンドルータ３０２は、アクセス回線３１２を経てインターネット３２２に接続される。
【０００５】
一方、電力線通信をアクセスシステムとして活用する技術も開発されている。図２０は、宅内のＰＣからインターネットにアクセスする際、宅内システムとアクセスシステム系の双方に高速電力線技術を利用する場合の構成例を示す図である。ここでは、宅内のユーザが利用するＰＣ４０１は、宅内システムの高速電力線通信機能を備えているものとする。
【０００６】
電力線通信を用いた宅内システムとは、宅内電力線４１１を伝送媒体とし、外壁を含む宅内に設置された電力コンセントに接続された機器によって構成される通信ネットワークである。宅内システムの理論的な構成範囲は、家の内部であり、ＡＶストリーミング、オーディオ伝送、ブロードバンドインターネットアクセス及びホームコントロール等に利用される。
一方、電力線通信を用いたアクセスシステムとは、宅内から屋外の電柱に配置された柱上トランスまでの低圧配電線４１２と宅内電力線４１１とを伝送媒体とし、宅内に設置された宅内機４０３と屋外に設置された機器とによって構成される通信ネットワークである。場合によっては、柱上トランスから変電所に向かう中圧配電線４１３が、通信ネットワークに含まれることもある。アクセスシステムは、宅内機４０３からインターネットへの接続ポイントまでが構成範囲であり、ブロードバンドインターネットサービス、音声サービス（ＶｏＩＰ）及び映像サービス（ＩＰＴＶ，ＩＰ放送）等に利用される。
また、ビルや集合住宅に電力線通信によるアクセスシステムクを適用した場合、ビル内の各部屋又は集合住宅内の各戸に設置された宅内機から、ビル内や集合住宅内の配電線までが、アクセスシステムの構成となる。
【０００７】
ＰＣ４０１は、宅内電力線４１１に接続された電源コンセントを経由して、宅内システムの高速電力線通信機能を備えたルータ４０２とデータ通信を行う。ルータ４０２は、アクセスシステムの高速電力線通信機能を備えた宅内機４０３とイーサネット（登録商標）４１４で接続される。宅内機４０３は、宅内から屋外に配線されている低圧配電線４１２を経由して、電柱の柱上トランス４０４に内蔵されたアクセスシステムの高速電力線通信機と通信を行う。柱上トランス４０４からは、光ファイバ等を利用してインターネットにアクセスされる。
【０００８】
この場合、ＰＣ４０１とルータ４０２との間で行われる通信、及びアクセス系宅内機４０３と柱上トランス４０４内蔵のアクセス系通信機との間で行われる通信は、共に同じ電力線を使用している。この場合、両者が同じ通信方式に基づくものであれば、予め定めた信号を交換することにより時分割多重（TDM: Time Division Multiplexing）や周波数分割多重（FDM: Frequency Division Multiplexing）による通信媒体を共用したメディアアクセスを実現することは容易である。しかし、実際には様々な電力線通信方式が既に開発されており、今後も複数の方式が実現化されると考えられる。よって、宅内系通信で利用される電力線通信方式とアクセス系通信で利用される電力線通信方式とは、必ずしも同一の技術を基盤とするものであると想定できない。また、宅内系通信においても、複数の異なる技術に基づく電力線通信が混在する可能性も高い。しかし、互いに通信が不可能である通信機器同士では、通信媒体の時間的又は周波数空間的なリソース配分を実現することは困難である。
【０００９】
このような問題を解決するために、簡易な構成の共存信号を定義し、各種電力線通信方式を採用する通信機がこの共存信号を送受信可能とさせることで、電力線通信媒体の時間的又は周波数空間的なリソース配分を試みるということが考えられる。
例えば、特許文献１では、ＯＦＤＭ方式を採用する通信端末が、特定のサブキャリアのみを利用してフレーム同期信号を含む信号を送受信する。そして、通信端末が、この信号を利用してアクセスシステム基地局と宅内システム基地局とが同期を取った上で、アクセスシステム基地局が宅内システムに対して時間スロットを割り当てる。これによって、アクセスシステムと宅内システムとが時間領域で共存しながら、複数の家庭で共用されることが想定されるアクセスシステムが、宅内システムよりも優先的に電力線通信媒体を利用することを可能としている。
【００１０】
図２１は、特許文献１で用いられているフレーム構成を示す図である。特許文献１では、図２１のフレームを繰り返すことにより通信を行っている。図２１において、同期スロット５０１は、アクセスシステムと宅内システムとが同期を取るためのスロットであり、特定の同期信号を含んでいる。これにより、アクセスシステムと宅内システムは、フレーム単位で同期を取ることができる。次に、制御スロット５０２は、続くデータスロット５０３をアクセスシステムと宅内システムとがどのように利用するか、を通知するためのスロットである。アクセスシステムの基地局は、このスロットを利用して、宅内システムの各基地局に対して利用可能なスロットを通知する。以上の仕組みによって、アクセスシステムと宅内システムとの時間領域での共存を確保している。
【特許文献１】特開２０００−１５１５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、このようなＴＤＭによる共存は、ＱｏＳ（Quality of Service）を考慮しなければならない通信には不利である、という問題がある。
通信におけるＱｏＳは、データ伝送レートや許容可能な最大伝送遅延等によって表現される。アプリケーションとしては、高いデータ伝送レートを確保しなければならないが比較的遅延を許容することができるＡＶストリーム伝送と、データ伝送レートは低いが遅延要件が厳しい双方向音声データ伝送とが、一般的である。さらには、比較的高い伝送レートと厳しい遅延要件とを両立させなければならない高品位テレビ電話等といったアプリケーションも考えられる。
【００１２】
ここで、デジタルデータ通信における一般的なフレーム構成を、図２２に示す。デジタルデータ通信では、図２２に示すようなフレーム単位での通信を行うことが一般的である。フレームは、比較的ノイズに強い（すなわち、伝送速度が低い）変調方式を利用するヘッダ６０１と、ユーザデータ等を運ぶための領域であるペイロード６０２と、ペイロード６０２に伝送中に伝送誤りが混入していないかどうかを受信装置で検出するか又は混入した伝送誤りを訂正するための誤り検出／訂正符号６０３とに分けることができる。ここで、ヘッダ６０１は固定長であり、この部分には伝送速度が低い固定的な変調方式が用いられることが多い。また、ペイロード６０２は、可変長であることが多く、また用いられる変調方式やサイズはヘッダ６０１に記述されることが一般的である。また、誤り検出／訂正符号６０３には、誤り検出／訂正可能な量には限界があるが、ペイロード６０２内に混入した誤りビット数が誤り検出／訂正可能な範囲内であれば検出／訂正することができる。
【００１３】
このようなデジタルデータ伝送では、ヘッダ６０１が固定長でペイロード６０２が可変長であることから、フレーム内に占めるペイロード６０２の割合が大きいほど、伝送効率が高い、すなわち所定時間内に伝送可能なユーザデータ量が多いことが分かる。その反面、ペイロード６０２が大きくなれば伝送誤りが混入する量も増大するため、受信装置が受信した際に誤り検出／訂正符号６０３の検出／訂正能力を超える伝送誤りが混入する可能性が増えることになる。デジタルデータ伝送では、この両面のバランスを取り、最大限のデータ伝送効率を実現することが重要となる。
【００１４】
以上を考慮すると、高いデータ伝送レートが要求されるＡＶストリーム伝送には比較的大きなペイロードを有するフレームを、データ伝送レートが低い双方向音声データ伝送には小さなペイロードを有するフレームを利用することが好ましい。
【００１５】
ここで、図２３に示すようなＱｏＳ要件を持つ２つのデータストリーム、すなわち、データ伝送レートが２４Ｍｂｐｓで最大３００ｍｓｅｃまでの遅延を許容するＡＶストリームと、６４ｋｂｐｓのデータ伝送レートで遅延を最大１０ｍｓｅｃまでしか許容しない音声データ２本による双方向ストリームと、を考える。
【００１６】
図２０のような、アクセスシステム電力線通信と宅内システム電力線通信が混在する環境において、宅内のＰＣ４０１からテレビ４０５へＡＶストリームを、インターネットを経由した友達の家と自宅のＩＰ電話４０６との間で双方向ストリームを通信する場合を考える。この場合、特許文献１の方式では、図２１で示されるフレームのデータ用スロット５０３に対して、アクセスシステムには双方向ストリームを伝送するために充分な割り当てを、宅内システムにはＡＶストリームと双方向ストリームを伝送するために充分な割り当てをしなければならない。ここで、双方向ストリームには最大遅延が１０ｍｓｅｃという制限があるため、双方向ストリームを伝送するアクセスシステムと宅内システム双方に対して、最大でも１０ｍｓｅｃ間隔でスロットを割り当てなければならないことになる。これを実現するためには、図２１で示されるフレーム長を１０ｍｓｅｃ以下にするか、又はフレーム内のデータ用スロット５０３において１０ｍｓｅｃ以上の間隔を空けないように複数のスロットを割り当てることが必要となる。しかし、前者を実現するとフレーム長が短くなり、高いデータ伝送レートが要求されるＡＶストリームの伝送効率が低下することになり、双方向ストリームが存在しない場合でもシステムとしての伝送効率を高めることができない。また、後者によって双方向ストリームのＱｏＳ要求を満足させようとすると、制御スロット５０２で送信すべき情報量が増大する。
【００１７】
このように、ＴＤＭによる共存では、高いデータレートと少ない遅延時間との両立を望むことが難しい。
【００１８】
複数の種類のデータストリームの異なるＱｏＳ要件を満足させるという観点では、ＦＤＭによる共存制御が好ましい。ＦＤＭを利用すれば、各データストリームが特定の周波数帯域を占有することができるため、割り当てられた周波数を利用して自由な時間にフレームを送信することが可能となる。
【００１９】
互いに通信方式が異なるシステムをＦＤＭによって共存させる場合、限られた帯域しか利用できない共存の仕組みの中で複雑な制御を行うことは難しい。これは、互いに通信方式が異なるシステムが共存するためには全てのシステム間で共通の信号が必要となるものの、この共通の信号に多くの周波数や時間を割り当てることは、データ通信効率の観点から不可能であるためである。このため、一般的には固定的な周波数チャネルを用意し、各システムがこれらのチャネルを利用するという方法を採る。
【００２０】
ここで、アクセス系通信システムの利用周波数は、サービスの設定価格帯、システムの規模や対象とするサービスによってまちまちである。従って、アクセス系通信システムと宅内系通信システムとがＦＤＭによって共存する場合、固定的な周波数割り当てでは、アクセス系通信システムが広い周波数帯域を必要とするシステムである場合を考慮して、アクセス系通信システムの最大周波数帯域を確保しておく必要があり、実際にはアクセス系通信システムが確保した周波数帯域に空きができる等、周波数利用効率が悪くなる可能性がある。一方、宅内系通信システムは、品質の向上・維持のために可能な限り多くの帯域を使用したいが、固定的な周波数割り当てでは空いているアクセス系通信システムの周波数帯域を利用できない、といった課題があった。
【００２１】
それ故に、本発明の目的は、複数の種類のデータストリームの異なるＱｏＳ要件を満足させながら、簡単な方法でアクセスシステムと宅内システムとの共存を図ることが可能な通信システムを実現するため、少ない信号でＦＤＭ方式の柔軟な周波数割り当てを行うことができる通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、周波数帯域を使用する権利の優先順序が予め定められた複数の通信システムが同一の通信媒体上で共存するシステムにおける、最優先の使用権利を有する通信システムＡに属する通信装置に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の通信装置は、通信システムＡが占有使用する周波数を示した共存信号を生成する共存信号生成部と、共存信号を他の通信システムに送信する共存信号送信部とを備える。
【００２３】
好ましくは、周波数帯域が第１〜第Ｎのサブチャネルに分割されており、共存信号生成部は、第１のサブチャネルから第Ｒのサブチャネルまで（１≦Ｒ≦Ｎ）又は第Ｓのサブチャネルから第Ｎのサブチャネルまで（１≦Ｓ≦Ｎ）を、占有使用することを示す共存信号を生成する。ここで、第１〜第Ｎのサブチャネルは、全て同じ周波数幅であってもよい。また、第１〜第Ｎのサブチャネルが、通信システムＡと他の通信システムとが共に使用可能なサブチャネルと、他の通信システムのみが使用可能なサブチャネルとに、分けられていてもよい。この他の通信システムのみが使用可能なサブチャネルの数は、１つにしてもよい。また、通信システムＡと他の通信システムとが共に使用可能なサブチャネルには、周波数帯域の１／２が割り当てられていることが望ましい。
【００２４】
また、データ通信のための期間が複数の時間スロットに分割されており、共存信号生成部は、使用するサブチャネルと時間スロットとを同時に指定するマトリクス構造を有する共存信号を生成することが好ましい。又は、共存信号生成部は、第１又は第Ｎのサブチャネルのどちら側を使用するのかを指定する１ビットと、第１又は第Ｎのサブチャネルを基点に使用するサブキャリアの数を指定する複数ビットとで構成される、共存信号を生成することが好ましい。そして、通信システムＡが利用する通信媒体が電力線であるか無線であることが好ましい。通信システムＡがアクセスシステムに利用されるシステムであり、他の通信システムが宅内システムに利用されるシステムであることが考えられる。
【００２５】
また、本発明は、周波数帯域を使用する権利の優先順序が予め定められた複数の通信システムが同一の通信媒体上で共存するシステムにおける、最優先以外の使用権利を有する通信システムＢに属する通信装置にも向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の通信装置は、最優先の使用権利を有する通信システムＡから、通信システムＡが占有使用する周波数を示した共存信号を受信する共存信号受信部と、共存信号において示された周波数以外で通信システムＢが占有使用する周波数を決定し、決定した周波数を示す第２の共存信号を生成する共存信号生成部と、第２の共存信号を他の通信システムに送信する共存信号送信部とを備える。
【００２６】
好ましくは、周波数帯域が第１〜第Ｎのサブチャネルに分割されており、共存信号受信部は、第１のサブチャネルから第Ｒのサブチャネルまでの周波数又は第Ｓのサブチャネルから第Ｎのサブチャネルまでの周波数を占有使用することを示す共存信号を、通信システムＡから受信する。ここで、第１〜第Ｎのサブチャネルが、全て同じ周波数幅であってもよい。また、第１〜第Ｎのサブチャネルが、通信システムＡと他の通信システムとが共に使用可能なサブチャネルと、他の通信システムのみが使用可能なサブチャネルとに、分けられていてもよい。この他の通信システムのみが使用可能なサブチャネルの数は、１つにしてもよい。また、通信システムＡと他の通信システムとが共に使用可能なサブチャネルには、周波数帯域の１／２が割り当てられていることが望ましい。
【００２７】
また、データ通信のための期間が複数の時間スロットに分割されており、共存信号受信部は、使用するサブチャネルと時間スロットとを同時に指定するマトリクス構造を有する第２の共存信号を、通信システムＡから受信し、共存信号生成部は、共存信号において示された周波数以外で通信システムＢが占有使用する周波数を決定し、決定した周波数をマトリクス構造で示す第２の共存信号を生成することが好ましい。又は、共存信号生成部は、第１又は第Ｎのサブチャネルのどちら側を使用するのかを指定する１ビットと、第１又は第Ｎのサブチャネルを基点に使用するサブキャリアの数を指定する複数ビットとで構成される、第２の共存信号を生成することが好ましい。そして、通信システムＡが利用する通信媒体が電力線であるか無線であることが好ましい。通信システムＡがアクセスシステムに利用されるシステムであり、他の通信システムが宅内システムに利用されるシステムであることが考えられる。
【発明の効果】
【００２８】
上記本発明によれば、アクセス系通信システムと宅内系通信システムとを、簡単な制御信号（共存信号）によって同一の通信媒体上に共存させることが可能となる。特に、時分割及び周波数分割の両方を用いた共存信号を使用するため、少ないビット数の信号でＱｏＳ制御及び共存制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、通信媒体として電力線を用いる電力線通信システムに適用させた場合を一例に挙げて、本発明の共存制御を説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力線通信システムの構成例を示す図である。この図１は、アクセス系通信システムＡ、宅内系通信システムＢ及びＣが定義されている例である。アクセス系通信システムＡは、公衆通信等の周波数帯域の使用優先度が高い電力線通信システムであり、宅内に配線された電力線、宅内から電柱にある柱上トランスまでの低圧配電線、及び柱上トランスから変電所までの中圧配電線を利用する。宅内系通信システムＡ及びＢは、宅内通信等の周波数帯域の使用優先度が比較的低い電力線通信システムであり、共に宅内に配線された電力線を利用する。
【００３０】
アクセス系通信システムＡは、同じ電力線を利用した他の通信システムＢ及びＣとの共存制御を行うための通信装置（以下、アクセス系コントローラＡ１と記す）と、各家庭に設置された通信装置（以下、アクセス系宅内機Ａ２と記す）と、によって構成される。宅内系通信システムＢは、同じ電力線を利用した他の通信システムＡ及びＣとの共存制御を行うための通信装置（以下、宅内系コントローラＢ１と記す）と、宅内系コントローラＢ１の制御下で動作する１台以上の通信装置（以下、宅内系子機Ｂ２と記す）と、によって構成される。宅内系通信システムＣは、同じ電力線を利用した他の通信システムＡ及びＢとの共存制御を行うための通信装置（以下、宅内系コントローラＣ１と記す）と、宅内系コントローラＣ１の制御下で動作する１台以上の通信装置（以下、宅内系子機Ｃ２と記す）と、によって構成される。
【００３１】
以下、図１に示した電力線通信システムにおいて、アクセス系通信システムＡ、宅内系通信システムＢ及びＣが、互いの通信を妨害することなく共存するための手法を説明する。なお、この第１の実施形態では、アクセス系通信システムＡ＞宅内系通信システムＢ＞宅内系通信システムＣの順で、周波数帯域を利用する優先順位が予め定められている、換言すれば優先的に周波数帯域を使用する権利を有しているものする。また、各通信システムＡ〜Ｃでは、２ＭＨｚから３０ＭＨｚまでの周波数帯域が使用可能であるものとする。但し、各通信システムＡ〜Ｃが使用可能な周波数帯域は、２ＭＨｚから３０ＭＨｚに限られず、また全て同一である必要もない。
【００３２】
図２は、各通信システムＡ〜Ｃが使用可能な周波数帯域のサブチャネル分割例を示す図である。図２の例では、２ＭＨｚから１６ＭＨｚまでが２ＭＨｚ単位で７つのサブチャネル＃１〜＃７に、１６ＭＨｚから３０ＭＨｚまでが１つのサブチャネル＃８に、分割されている。サブチャネル＃１〜＃７は、各通信システムＡ〜Ｃのいずれもがデータ通信のために使用できるサブチャネルである。サブチャネル＃８は、宅内系通信システムＢ及びＣのみが使用できるサブチャネルである。なお、サブチャネルの分割数や個々の帯域幅は、図２に示したものに限られるものではなく、自由に設定することができる。
【００３３】
図３は、共存信号と各通信システムＢ及びＣの通信信号とが、時分割によって送受信される様子を示す図である。共存信号は、交流電源のゼロクロス点に同期したタイミングで送出され（詳細は後述する）、共存信号と共存信号との間がデータ通信の期間となる。加えて、第１の実施形態では、データ通信期間を複数のＴＤＭユニットに分割し、さらにこのＴＤＭユニットを４つのＴＤＭスロット１〜４に分割する例を説明する。これは、リアルタイム性が重視されるデータの通信を考慮したものである。もちろん、ＴＤＭスロット数やＴＤＭスロット長は、この例に限らず自由に設計可能である。
【００３４】
このサブチャネル＃１〜＃８及びＴＤＭスロット１〜４を分け合って（周波数分割及び時分割によって）使用することで各通信システムＡ〜Ｃが共存する処理を、図４Ａ、図４Ｂ及び図５を用いて以下に説明する。図４Ａ及びＢは、図３に示した共存信号の詳細例を示す図である。図５は、各通信システムＡ〜Ｃが共存する処理を説明するフローチャートである。
【００３５】
図４Ａに例示する共存信号は、５つの時間スロット、すなわちスロットＡ及びスロットＨ１〜Ｈ４と、２つの周波数チャネル、すなわちチャネル＃ｘ及び＃ｙとによる、時間−周波数マトリクス構成となる。スロットＡは、アクセス系通信システムＡが存在を通知するために用いられる。スロットＨ１〜Ｈ４は、宅内系通信システムＢが使用するサブチャネルの宣言に用いられ、それぞれＴＤＭスロット１〜４に対応している。チャネル＃ｘは、サブチャネル＃１〜＃７に対応しており、チャネル＃ｙは、サブチャネル＃８に対応している。この時間−周波数マトリクス構成は、分割チャネル数及び分割スロット数に応じて自由に設定することが可能である。また、時間軸のパラメータは、ＴＤＭスロットではなく、ＴＤＭユニットとしても構わない。
【００３６】
まず、アクセス系通信システムＡにおいて、アクセス系コントローラＡ１が、自己が占有するサブチャネルに対応した時間−周波数マトリクスの位置にビット「１」を設定した共存信号を生成する（ステップＳ５０１）。例えば、サブチャネル＃１〜＃７を使用する場合には、スロットＡかつチャネル＃ｘの位置にビット「１」を設定した共存信号が生成される。アクセス系通信システムＡは、交流電源のゼロクロス点を検出し（ステップＳ５０２）、検出したタイミングで生成した共存信号を電力線に送出する（ステップＳ５０３）。
【００３７】
ゼロクロス点とは、すなわち交流電流の位相が０度又は１８０度になる点をいい、電源周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）に応じて周期的に繰り返される。なお、送信タイミングの基準になるのであれば、ゼロクロス点から所定量の位相がずれた位置であってもよい。また、共存信号は、全てのゼロクロス点又は全てのゼロクロス点から所定量の位相がずれた位置に発行される必要はない。例えば、ゼロクロス点が６回毎に共存信号を発行するなどとしてもよい。さらに、共存信号の送信タイミングは、ゼロクロス点又はゼロクロス点から所定量の位相がずれた位置を基準として、隣接するゼロクロス点を複数に等分割した時間を単位としてもよい。すなわち、共存信号の発行間隔は、ゼロクロス点又はゼロクロス点から所定量の位相がずれた位置を基準として、電力線に流れる交流電流の位相６０度相当の時間やその整数倍としてもよい。
【００３８】
次に、宅内系通信システムＢにおいて、宅内系コントローラＢ１が、アクセス系通信システムＡが送出した共存信号を受信する（ステップＳ５１１）。そして、宅内系通信システムＢは、受信した共存信号に基づいて空いているサブキャリアを確認し、空いているサブキャリアのうち自己が占有するサブチャネルに対応した時間−周波数マトリクスの位置にビット「１」を設定した共存信号を生成する（ステップＳ５１２）。例えば、サブチャネル＃８を使用し、スロットＨ１及びＨ２を使用する場合には、スロットＨ１及びＨ２かつチャネル＃ｙの位置にビット「１」を設定した共存信号が生成される。宅内系通信システムＢは、電源周期のゼロクロス点を検出し（ステップＳ５１３）、検出したタイミングで生成した共存信号を電力線に送出する（ステップＳ５１４）。この共存信号に設定した占有するサブチャネルの情報は、宅内系子機Ｂ２に通知される（ステップＳ５１５）。
【００３９】
宅内系通信システムＣは、アクセス系通信システムＡ及び宅内系通信システムＢからそれぞれ共存信号を受信する（ステップＳ５２１及びＳ５２２）。そして、宅内系通信システムＣは、受信した共存信号に基づいて空いているサブキャリアを確認し、空いているサブキャリアのうち自己が占有するサブチャネルに対応した時間−周波数マトリクスの位置にビット「１」を設定した共存信号を生成する（ステップＳ５２３）。例えば、サブチャネル＃８を使用し、スロットＨ４を使用する場合には、スロットＨ４かつチャネル＃ｙの位置にビット「１」を設定した共存信号が生成される。宅内系通信システムＣは、電源周期のゼロクロス点を検出し（ステップＳ５２４）、検出したタイミングで生成した共存信号を電力線に送出する（ステップＳ５２５）。この共存信号に設定した占有するサブチャネルの情報は、宅内系子機Ｃ２に通知される（ステップＳ５２６）。
【００４０】
以上の処理によって、各通信システムＡ〜Ｃが、重なりや衝突するることなく周波数帯域を分け合って使用することが可能となる。上述した例を当てはめた共存信号は、図４Ｂに示す時間−周波数マトリクスの情報を有することになる。なお、図５では、宅内系通信システムＢ及びＣは、他のシステムから共存信号を受信した後にゼロクロス点を検出して共存信号を送信するようにしているが、先にゼロクロスかどうかを判断した上で共存信号の受信を試みるようにしてもよい。
【００４１】
ところで、上述した共存信号の設定手法では、アクセス系通信システムＡが占有するサブチャネル側の時間スロット、すなわちチャネル＃ｘのスロットＨ１〜Ｈ４の位置が未使用になる。そこで、この未使用のビットを使用してアクセス系通信システムＡが実際に使用する周波数帯域を、より詳細に宅内系通信システムＢ及びＣへ知らせる方法を示す。
この方法では、例えば図６に示すような定義テーブルを予め作成しておく。この定義テーブルは、スロットＨ１、Ｈ２、Ｈ３、及びＨ４のビット値と、使用周波数帯域とが対応付けられたものである。例えば、アクセス系通信システムＡが実際に使用する周波数帯域の上限が１２ＭＨｚ（サブチャネル＃１〜＃５）であれば、時間スロットＨ１、Ｈ２、Ｈ３及びＨ４にそれぞれビット１、１、０及び０を設定するのである。
【００４２】
このビット情報によって、アクセス系通信システムＡが実際に使用する周波数帯域を通知することができる。よって、宅内系通信システムＢ及びＣは、この情報を判断して、実施には使用していない周波数帯域をさらに使用できるため、通信効率の高い共存を実現することが可能となる。上述した例では、１２ＭＨｚ〜１６ＭＨｚ（サブチャネル＃６〜＃７）である。さらに、宅内系通信システムＢ及びＣが、アクセス系通信システムＡがスロットＨ１〜Ｈ４に発行した信号を受信できなかったとしても、その場合はチャネル＃８のみを使用することになるため、他の通信システムの信号を妨害することはない。なお、この例を当てはめた共存信号は、図７に示す時間−周波数マトリクスの情報を有することになる。
【００４３】
次に、アクセス系コントローラＡ１、宅内系コントローラＢ１及びＣ１の構成を説明する。
図８は、アクセス系コントローラＡ１の構成例を示す図である。図８に示すアクセス系コントローラＡ１は、データ通信を行うための構成であるフレーム送信部８１、フレーム受信部８２、通信制御部８３及びデータ送受信Ｉ／Ｆ部８４と、共存制御を行うための構成である共存信号送信部８５、共存信号生成部８６、ゼロクロス点検出部８７、共存信号送信Ｉ／Ｆ部８８及び共存制御部８９とに、大別される。
【００４４】
フレーム受信部８２は、データ送受信Ｉ／Ｆ部８４が受信した伝送フレームに必要な処理を施して、受信データを生成する。フレーム送信部８１は、アクセス系通信システムＡ内で通信する送信データをフレーム化し、データ送受信Ｉ／Ｆ部８４を介して送信する。通信制御部８３は、フレーム受信部８２からの情報を参照して、フレーム送信部８１にデータ送信のタイミングを指示すると共に、自システムが利用するサブチャネルに関する情報を共存信号生成部８６へ出力する。共存信号生成部８６は、この情報に基づいて、アクセス系通信システムＡが使用するサブチャネル情報を含む共存信号を生成する。ゼロクロス点検出部８７は、電力線を流れる交流電流のゼロクロス点を検出する。共存制御部８９は、検出されたゼロクロス点のタイミングを共存信号送信部８５に通知する。共存信号送信部８５は、共存制御部８９が通知するタイミングで、共存信号送信Ｉ／Ｆ部８８を介して共存信号を送信する。
【００４５】
図９Ａは、宅内系コントローラＢ１及びＣ１の構成例を示す図である。図９Ａに示す宅内系コントローラＢ１及びＣ１は、データ通信を行うための構成であるフレーム送信部９１、フレーム受信部９２、通信制御部９３及びデータ送受信Ｉ／Ｆ部９４と、共存制御を行うための構成である共存信号受信部９５ａ、共存信号送信部９５ｂ、共存信号生成部９６と、共存信号受信部９７、ゼロクロス点検出部９７、共存信号送受信Ｉ／Ｆ部９８及び共存制御部９９とに、大別される。
【００４６】
フレーム受信部９２は、データ送受信Ｉ／Ｆ部９４が受信した伝送フレームに必要な処理を施して、受信データを生成する。フレーム送信部９１は、宅内系通信システムＢ又はＣ内で通信する送信データをフレーム化し、データ送受信Ｉ／Ｆ部９４を介して送信する。通信制御部９３は、フレーム受信部９２からの情報を参照して、データ送信部９１にデータ送信のタイミングを指示すると共に、自システムが利用するサブチャネルに関する情報を共存制御部９９から取得する。共存信号受信部９５ａは、共存信号送受信Ｉ／Ｆ部９８を介して受信した共存信号を解析し、自システムが使用すべきサブチャネルに関する情報を得る。共存制御部９９は、この自システムが使用すべきサブチャネルに関する情報を通信制御部９３及び共存信号生成部９６に通知する。共存信号生成部９６は、この通知に基づいて、宅内系通信システムＢ又はＣが使用するサブチャネル情報を含む共存信号を生成する。ゼロクロス点検出部９７は、電力線を流れる交流電流のゼロクロス点を検出する。共存制御部９９は、検出されたゼロクロス点のタイミングを共存信号送信部９５ｂに通知する。共存信号送信部９５ｂは、共存制御部９９が通知するタイミングで、共存信号送受信Ｉ／Ｆ部９８を介して共存信号を送信する。
【００４７】
なお、他の通信システムに共存信号を送信する必要がない場合（例えば、通信システムの優先順位が最も低い場合）には、宅内系コントローラＢ１及びＣ１を、共存信号の送信機能を省いた図９Ｂに示す構成にしてもよい。また、共存信号の制御だけで自系内の子機との間でデータ通信を行わない場合には、宅内系コントローラＢ１及びＣ１を、データ通信を行うための構成を省いた図９Ｃに示す構成にしてもよい
【００４８】
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、アクセス系通信システムと宅内系通信システムとを、簡単な制御信号（共存信号）によって同一の通信媒体上に共存させることが可能となる。特に、時分割及び周波数分割の両方を用いた共存信号を使用するため、少ないビット数の信号でＱｏＳ制御及び共存制御を行うことができる。
【００４９】
なお、宅内系コントローラＢ１及びＣ１は、固定的に指定されてもよいし、運用中に動的に指定されてもよい。また、宅内系コントローラＢ１及びＣ１は、共存信号の送信同期がとられるのであれば、１つの宅内系通信システム内において複数存在してもよい。
また、アクセス系コントローラＡ１は、アクセス系宅内機Ａ２や柱上トランス等に内蔵されていてもよい。また、アクセス系宅内機Ａ２を宅外低圧配電線上に配して、アクセス系宅内機Ａ２に宅内系通信システムの通信機能を持たせてもよい。
【００５０】
また、宅内系コントローラＢ１及びＣ１とアクセス系宅内機Ａ２との間の接続は、実際にはイーサネット（登録商標）等の通信手段によって行われるか、又は宅内系コントローラＢ１又はＣ１とアクセス系宅内機Ａ２とが単一の装置として提供されることにより、宅内系コントローラＢ１とアクセス系宅内機Ａ２との間、及び宅内系コントローラＣ１とアクセス系宅内機Ａ２との間での通信が実現される。
【００５１】
さらに、上記実施形態では、コントローラと子機とを区別して説明しているが、例えば全ての子機が共存信号を扱う機能を有しているのであれば、コントローラと子機の区別は必要ない。また、共存させる宅内系通信システムは、３つ以上であっても構わない。３つ以上の宅内系通信システムを共存させる場合は、そのうちの１つを優先設定することで、残る非優先の宅内系通信システム間では信号の衝突を考慮した通信を行えばよい。
【００５２】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、時間−周波数マトリクス構成の共存信号を用いた場合を説明した。この第２の実施形態では、もう少し簡単な時間マトリクス構成の共存信号を用いた場合を説明する。なお、第２の実施形態に係る電力線通信システムの構成例は、図１と同じであるので省略する。
【００５３】
図１０は、各通信システムＡ〜Ｃが使用可能な周波数帯域のサブチャネル分割例を示す図である。図１０の例では、２ＭＨｚから３０ＭＨｚまでが、２ＭＨｚ単位で１４つのサブチャネル＃１〜＃１４に分割されている。このサブチャネル＃１〜＃１４は、各通信システムＡ〜Ｃのいずれもがデータ通信のために使用できるサブチャネルである。なお、サブチャネルの分割は、図１０に示したものに限られるものではなく、自由に設定することができる。なお、共存信号と各通信システムＢ及びＣの通信信号とが時分割で送受信される様子は、図３と同様である。
【００５４】
第２の実施形態では、図１１に例示するように、複数の時間スロットＡ１〜Ａ３及びＨ１〜Ｈ３で構成される共存信号を用いる。図１１の例では、最大６ビットの情報が伝送可能となる。スロットＡ１〜Ａ３は、アクセス系通信システムＡが使用するサブチャネルの宣言に用いられる。スロットＨ１〜Ｈ３は、宅内系通信システムＢが使用するサブチャネルの宣言に用いられる。このスロット数は、６つに限られず自由に設定することが可能である。さらに、第２の実施形態では、図１２Ａに例示するスロットＡ１〜Ａ３に関する定義テーブル、及び図１２Ｂ及びＣに例示するＨ１〜Ｈ３に関する定義テーブルを、予め有している。この定義テーブルについても、テーブル数や相互の関連性等を自由に設定可能である。
【００５５】
アクセス系通信システムＡは、定義テーブルに基づいて、自己が占有するサブチャネルに対応したスロットＡ１〜Ａ３にビット「１」を設定した共存信号を生成する。例えば、サブチャネル＃１〜＃４を使用する場合には、図１２Ａの定義テーブルを参照して、スロットＡ１、Ａ２及びＡ３のビットをそれぞれ０、１及び１と設定する。なお、アクセス系通信システムＡが存在しない場合には、デフォルトとして｛Ａ１、Ａ２、Ａ３＝０、０、０｝が設定される。
【００５６】
宅内系通信システムＢは、アクセス系通信システムＡから受信する共存信号を確認し、定義テーブルに基づいて、アクセス系通信システムＡが未使用のサブチャネルから自己が占有するサブチャネルに対応したスロットＨ１〜Ｈ３にビット「１」を設定した共存信号を生成する。例えば、サブチャネル＃１１〜＃１４（周波数高側から４つのチャネル）を使用する場合には、図１２Ｂの定義テーブルを参照して、スロットＨ１、Ｈ２及びＨ３のビットをそれぞれ１、１及び０と設定する。ここで、通信システムＡが存在しない場合には、多くの周波数帯域を使用できるので、図１２Ｃの定義テーブルを参照して、スロットＨ１、Ｈ２及びＨ３のビットを設定する。なお、優先すべき宅内系通信システムＢが存在しない場合には、デフォルトとして｛Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３＝０、０、０｝が設定される。
【００５７】
宅内系通信システムＣは、アクセス系通信システムＡ及び宅内系通信システムＢから受信する共存信号を確認し、アクセス系通信システムＡ及び宅内系通信システムＢが未使用のサブチャネルの中から自己が占有するサブチャネルを決定する。アクセス系通信システムＡも宅内系通信システムＢも存在しなければ、宅内系通信システムＣは、全てのサブチャネルを使用することができる。
【００５８】
以上のように、本発明の第２の実施形態によれば、アクセス系通信システムと宅内系通信システムとを、簡単な制御信号（共存信号）によって同一の通信媒体上に共存させることが可能となる。特に、周波数分割を用いた共存信号を使用するため、容易にＱｏＳ制御を実現することができる。
【００５９】
（第３の実施形態）
上記第１及び第２の実施形態では、現実的かつ高効率を目的とした高性能の共存制御方法を説明した。下記の第３の実施形態では、もっと簡易な共存制御方法を説明する。
図１３は、第３の実施形態に係る電力線通信システムの構成例を示す図である。この図１３は、アクセス系通信システムＡ及び宅内系通信システムＢのみが定義されている例である。
【００６０】
図１４は、各通信システムＡ及びＢが使用可能な周波数帯域のサブチャネル分割例を示す図である。図１４の例では、２ＭＨｚから４ＭＨｚまでが１つの共存信号用サブチャネル＃０に、４ＭＨｚから２８ＭＨｚまでが２ＭＨｚ単位で１２つのサブチャネル＃１〜＃１２に、分割されている。このサブチャネル＃０は、アクセス系通信システムＡが共存信号送信のために使用できるサブチャネルである。サブチャネル＃１〜＃１２は、各通信システムＡ及びＢのいずれもがデータ通信のために使用できるサブチャネルである。なお、サブチャネルの分割数や個々の帯域幅は、図１４に示したものに限られるものではなく、自由に設定することができる。
【００６１】
第３の実施形態では、図１５に例示するように、複数の時間スロットＡ１〜Ａ３で構成される共存信号を用いる。図１５の例では、最大３ビットの情報が伝送可能となる。スロットＡ１〜Ａ３は、アクセス系通信システムＡが使用するサブチャネルの宣言に用いられる。このスロット数は、３つに限られず自由に設定することが可能である。さらに、第３の実施形態では、図１６に例示するスロットＡ１〜Ａ３に関する定義テーブルを予め有している。この定義テーブルについても、テーブル数や相互の関連性等を自由に設定可能である。
【００６２】
アクセス系通信システムＡは、定義テーブルに基づいて、自己が占有するサブチャネルに対応したスロットＡ１〜Ａ３にビット「１」を設定した共存信号を生成する。例えば、サブチャネル＃１〜＃４を使用する場合には、図１６の定義テーブルを参照して、スロットＡ１、Ａ２及びＡ３のビットをそれぞれ０、１及び１と設定する。なお、アクセス系通信システムＡが存在しない場合には、デフォルトとして｛Ａ１、Ａ２、Ａ３＝０、０、０｝が設定される。
宅内系通信システムＢは、アクセス系通信システムＡから受信する共存信号を確認し、アクセス系通信システムＡが未使用のサブチャネルから自己が占有するサブチャネルを決定する。アクセス系通信システムＡが存在しなければ、宅内系通信システムＢは、全てのサブチャネルを使用することができる。
【００６３】
以上のように、本発明の第３の実施形態によれば、アクセス系通信システムと宅内系通信システムとを、簡単な制御信号（共存信号）によって同一の通信媒体上に共存させることが可能となる。
もちろん、この第３の実施形態において、アクセス系通信システムＡと宅内系通信システムＢとの間で行っている共存制御を、図１７に示す宅内系通信システムＢと宅内系通信システムＣとの間に同様に適用可能である。
【００６４】
以上、本発明の第１〜第３の実施形態を電力線通信を用いて説明したが、宅内システムとアクセスシステムとが共に無線通信技術によって構成される場合においても、本発明を同様に適用することが可能である。
【００６５】
なお、本発明の第１〜第３の実施形態で説明した各コントローラを構成する全て又は一部の機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩ（集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、又はウルトラＬＳＩ等と称される）として実現される。これらは、個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全部を含むように１チップ化されてもよい。
また、集積回路化の手法は、ＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別の技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
【００６６】
また、上記第１〜第３の実施形態の電力線通信システムの各機能は、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等）に格納された上述した処理手順を実行可能な所定のプログラムデータが、ＣＰＵによって解釈実行されることで実現してもよい。この場合、プログラムデータは、記録媒体を介して記憶装置内に導入されてもよいし、記録媒体上から直接実行されてもよい。ここで、記録媒体とは、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクメモリ、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスク、メモリカード等の記録媒体をいう。また、記録媒体は、電話回線や搬送路等の通信媒体も含む概念である。
【００６７】
本発明の宅内系通信装置は、イーサネット（登録商標）インタフェース、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース、ＵＳＢインタフェース等の信号インタフェースを、電力線通信インタフェースに変換するアダプタの形態を取ることによって、信号インタフェースを有するパーソナルコンピュータ、ＤＶＤレコーダ、デジタルテレビ及びホームサーバシステム等のマルチメディア機器に接続することができる。これによって、電力線を媒体としたマルチメディアデータ等のデジタルデータを高速伝送するネットワークシステムを構築することが可能となる。この結果、従来の有線ＬＡＮのようにネットワークケーブルを新たに敷設することなく、家庭、オフィス等に既に設置されている電力線をそのままネットワーク回線として利用できるので、コスト面、設置の容易性からその利便性は大きい。
【００６８】
また、将来的には、マルチメディア機器が本発明の機能を内蔵することにより、マルチメディア機器の電源コードを介して機器間のデータ伝送が可能になる。この場合、アダプタやイーサネット（登録商標）ケーブル、ＩＥＥＥ１３９４ケーブル、及びＵＳＢケーブル等が不要になり、配線が簡略化される。また、ルータを介してインターネットへの接続や、無線ＬＡＮや従来の有線ケーブルのＬＡＮにハブ等を用いて接続することができるので、本発明の高速電力線伝送システムを用いたＬＡＮシステムの拡張に何らの問題も生じない。
【００６９】
また、電力線伝送により電力線を介して流される通信データは、電力線に直接接続して傍受する以外に無線ＬＡＮで問題となる傍受によるデータ漏洩の問題が生じないので、電力線伝送方式は、セキュア面からのデータ保護にも効果を有する。もちろん、電力線上を流れるデータは、例えばＩＰプロトコルにおけるＩＰＳｅｃ、コンテンツ自身の暗号化、その他のＤＲＭ方式等で保護されている。
従来の電力線通信に比べ、上記のコンテンツ暗号化による著作権保護機能や、本発明の効果である効率的な通信メディアの利用、さらにはＱｏＳ機能を実装することによって、電力線を用いた高品質なＡＶコンテンツの伝送が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、電力線や無線を通信媒体として用いるモデムやモデムを用いた通信機能を有する電気機器等に利用可能であり、特に、相互接続不可能な複数の通信システムを同一通信媒体上で妨害されることなく共存させたい場合等に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電力線通信システムの構成例
【図２】第１の実施形態で使用する、各通信システムＡ〜Ｃが使用可能な周波数帯域のサブチャネル分割例
【図３】第１の実施形態における、共存信号と各通信システムＢ及びＣの通信信号とが、時分割で送受信される様子
【図４Ａ】第１の実施形態で使用する共存信号の詳細例
【図４Ｂ】第１の実施形態で使用する共存信号の詳細例
【図５】図５は、第１の実施形態の各通信システムＡ〜Ｃが共存する処理を説明するフローチャート
【図６】第１の実施形態で使用する定義テーブルの一例
【図７】図４Ａに示す共存信号の具体的な設定例
【図８】図１に示すアクセス系コントローラＡ１の構成例
【図９Ａ】図１に示す宅内系コントローラＢ１及びＣ１の構成例
【図９Ｂ】図１に示す宅内系コントローラＢ１及びＣ１の構成例
【図９Ｃ】図１に示す宅内系コントローラＢ１及びＣ１の構成例
【図１０】第２の実施形態で使用する、各通信システムＡ〜Ｃが使用可能な周波数帯域のサブチャネル分割例
【図１１】第２の実施形態で使用する共存信号の詳細例
【図１２Ａ】第２の実施形態で使用する定義テーブルの一例
【図１２Ｂ】第２の実施形態で使用する定義テーブルの一例
【図１２Ｃ】第２の実施形態で使用する定義テーブルの一例
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る電力線通信システムの構成例
【図１４】第３の実施形態で使用する、各通信システムＡ〜Ｃが使用可能な周波数帯域のサブチャネル分割例
【図１５】第３の実施形態で使用する共存信号の詳細例
【図１６】第３の実施形態で使用する定義テーブルの一例
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る電力線通信システムの他の構成例
【図１８】ＰＣを用いて宅内からインターネットにアクセスする際の一般的な従来構成
【図１９】ＰＣを用いて宅内からインターネットにアクセスする際の一般的な従来構成
【図２０】ＰＣを用いて宅内からインターネットにアクセスする際の一般的な従来構成
【図２１】従来技術におけるフレーム構成例
【図２２】従来技術におけるフレーム構成例
【図２３】通信媒体上で伝送されるデータストリームの例
【図１】
2008543117.tif 000003
【図２】
2008543117.tif 000004
【図３】
2008543117.tif 000005
【図４Ａ】
2008543117.tif 000006
【図４Ｂ】
2008543117.tif 000007
【図５】
2008543117.tif 000008
【図６】
2008543117.tif 000009
【図７】
2008543117.tif 000010
【図８】
2008543117.tif 000011
【図９Ａ】
2008543117.tif 000012
【図９Ｂ】
2008543117.tif 000013
【図９Ｃ】
2008543117.tif 000014
【図１０】
2008543117.tif 000015
【図１１】
2008543117.tif 000016
【図１２Ａ】
2008543117.tif 000017
【図１２Ｂ】
2008543117.tif 000018
【図１２Ｃ】
2008543117.tif 000019
【図１３】
2008543117.tif 000020
【図１４】
2008543117.tif 000021
【図１５】
2008543117.tif 000022
【図１６】
2008543117.tif 000023
【図１７】
2008543117.tif 000024
【図１８】
2008543117.tif 000025
【図１９】
2008543117.tif 000026
【図２０】
2008543117.tif 000027
【図２１】
2008543117.tif 000028
【図２２】
2008543117.tif 000029
【図２３】
2008543117.tif 000030
【国際調査報告】
2008543117.tif 000031
2008543117.tif 000032
2008543117.tif 000033