(57)【要約】【課題】分散制御型の通信装置を備えてなる通信システムを含む、複数の通信システムを共存させる。【解決手段】通信システム（１）は、電力線（４）を利用して通信を行う複数の通信装置（１１〜１５）を備え、他の通信システム（２、３）と電力線を共有する通信システムである。該通信システムにおいて、複数の通信装置のうち少なくとも一つの通信装置は、少なくとも時間で区分けされた複数の通信可能領域のうち、当該通信システムが使用可能な通信可能領域を検出する領域検出手段（１０１）と、検出された通信可能領域の少なくとも一部を当該通信システムが使用する通信可能領域として、他の通信システムに対し宣言する宣言手段（１０４）と、宣言された通信可能領域を複数の通信装置に対し通知する通知手段（１０５）とを有し、複数の通信装置は、通知された通信可能領域において夫々通信を行う。【選択図】図１
2008301358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線を利用して通信を行う複数の通信装置を備え、他の通信システムと前記電力線を共有する通信システムであって、
前記複数の通信装置のうち少なくとも一つの通信装置は、
少なくとも時間で区分けされた複数の通信可能領域のうち、当該通信システムが使用可能な通信可能領域を検出する領域検出手段と、
前記検出された通信可能領域の少なくとも一部を当該通信システムが使用する通信可能領域として、前記他の通信システムに対し宣言する宣言手段と、
前記宣言された通信可能領域を前記複数の通信装置に対し通知する通知手段と
を有し、
前記複数の通信装置は、前記通知された通信可能領域において夫々通信を行う
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
当該通信システムは、前記他の通信システムと時分割多元接続方式により多重化し、
前記複数の通信可能領域は、所定の時間間隔を分割した複数の時間領域である
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記宣言手段は、
前記複数の通信可能領域の夫々が使用された使用履歴を取得する履歴取得手段と、
前記取得された使用履歴に基づいて、前記検出された通信可能領域から前記当該通信システムが使用する通信可能領域を選択する選択手段と
を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記選択手段は、前記取得された使用履歴に基づいて、前記検出された通信可能領域のうち使用頻度の低い通信可能領域を選択することを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記選択手段は、前記取得された使用履歴に基づいて、前記検出された通信可能領域のうち当該通信システムの使用頻度が高い通信可能領域を選択することを特徴とする請求項３又は４に記載の通信システム。
【請求項６】
前記選択手段は、前記取得された使用履歴に基づいて、前記検出された通信可能領域のうち、第１所定期間内に前記他の通信システムに使用された通信可能領域を除く部分を選択することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の通信システム。
【請求項７】
前記宣言手段は、前記当該通信システムが使用する通信可能領域を、定期的に前記他の通信システムに対し宣言することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の通信システム。
【請求項８】
前記一つの通信装置は、前記電力線上における通信信号の衝突を検出する衝突検出手段を更に有し、
前記衝突が検出された場合、前記宣言手段は、第２所定期間宣言を行なわない
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の通信システム。
【請求項９】
電力線を利用して通信を行い、他の通信システムと前記電力線を共有する通信システムにおける通信装置であって、
少なくとも時間で区分けされた複数の通信可能領域のうち前記通信システムが使用可能な通信可能領域を検出する領域検出手段と、
前記検出された通信可能領域の少なくとも一部を前記通信システムが使用する通信可能領域として、前記他の通信システムに対し宣言する宣言手段と、
前記宣言された通信可能領域を前記通信システムが使用する通信可能領域として認識する認識手段と、
前記認識された通信可能領域において通信信号を送受信する送受信手段と
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１０】
電力線を利用して通信を行う複数の通信装置を備え、他の通信システムと前記電力線を共有する通信システムにおける通信方法であって、
前記複数の通信装置のうち少なくとも一つの通信装置が有する領域検出手段が、少なくとも時間で区分けされた複数の通信可能領域のうち当該通信システムが使用可能な通信可能領域を検出する領域検出工程と、
前記一つの通信装置が有する宣言手段が、前記検出された通信可能領域の少なくとも一部を当該通信システムが使用する通信可能領域として、前記他の通信システムに対し宣言する宣言工程と、
前記一つの通信装置が有する通知手段が、前記宣言された通信可能領域を前記複数の通信装置に対し通知する通知工程と
を備え、
前記複数の通信装置は、前記通知された通信可能領域において夫々通信を行う
ことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電力線搬送通信に係る通信システム及び方法、並びに通信装置に関し、特に、同一の電力線上に、通信方式又は通信規格の異なる複数の通信システムを共存させる通信システム及び方法、並びに通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の通信システムには、例えば、複数の帯域保証型モデム及びベストエフォート型モデムによる通信を共存させる電力線搬送通信システムが提案されている。この電力線搬送通信システムでは、商用電源電圧に基づく基準タイミングを境にして、前区間をベストエフォート型通信とし、後区間を帯域保証型通信とする、一定間隔の基準区間が各モデムの数に応じて時分割され、分割された通信区間毎に異なる帯域保証型通信が行われる（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の背景技術によれば、帯域保証型モデムに対する妨害を防ぐことに主眼を置いており、ベストエフォート型モデムに関しては十分には開示されていない。すると、ベストエフォート型モデムとして、例えばＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式の分散制御型のモデムを用いると、正常に通信システムが動作しない可能性があるという技術的問題点がある。
【０００５】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、分散制御型の通信装置を備えてなる通信システムを含む、複数の通信システムを共存させることが可能な、通信システム及び方法、並びに通信装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の通信システムは、上記課題を解決するために、電力線を利用して通信を行う複数の通信装置を備え、他の通信システムと前記電力線を共有する通信システムであって、前記複数の通信装置のうち少なくとも一つの通信装置は、少なくとも時間で区分けされた複数の通信可能領域のうち当該通信システムが使用可能な通信可能領域を検出する領域検出手段と、前記検出された通信可能領域の少なくとも一部を当該通信システムが使用する通信可能領域として、前記他の通信システムに対し宣言する宣言手段と、前記宣言された通信可能領域を前記複数の通信装置に対し通知する通知手段とを有し、前記複数の通信装置は、前記通知された通信可能領域において夫々通信を行う。
【０００７】
本発明の通信システムによれば、当該通信システムは、電力線を利用して通信を行う（即ち、電力線搬送通信を行う）複数の、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、テレビ又はモデム等である通信装置を備える。また、当該通信システムが利用する電力線は、当該通信システムとは異なる通信方式又は通信規格の他の通信システムによっても利用される。言い換えれば、当該通信システムが利用する電力線上には、複数の通信システムが存在している。
【０００８】
複数の通信装置のうち少なくとも一つの通信装置は、領域検出手段、宣言手段及び通知手段を有する。領域検出手段、宣言手段及び通知手段は、当該通信システムが備える複数の通信装置のうち一部の通信装置のみ有していてもよいし、全ての通信装置が有していてもよい。具体的には例えば、通信システムが集中制御型のシステムである場合は、典型的には、親機となる通信装置のみが有しており、通信システムが分散制御型のシステムである場合は、典型的には、全ての通信装置が有している。
【０００９】
領域検出手段は、時間及び周波数帯域の少なくとも一方で区分けされた複数の通信可能領域のうち、当該通信装置が属する自通信システムが使用可能な通信可能領域を検出する。ここに「自通信システムが使用可能な通信可能領域」とは、自通信システムが使用している通信可能領域、又は自通信システムとは異なる他の通信システムが使用していない通信可能領域を意味する。
【００１０】
尚、本発明に係る「通信可能領域」とは、自通信システムと他の通信システムとが、例えば、時分割多元接続（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＴＤＭＡ）によって多重化している場合には、所定の時間間隔（即ち、フレーム）を分割した複数の時間領域（即ち、タイムスロット）、或いは、周波数分割多元接続（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＦＤＭＡ）によって多重化している場合には、所定の周波数帯域を分割した複数の周波数帯域等、各通信システムにおける通信装置が、電力線を介して通信信号を送受信することが可能な（即ち、通信可能な）、領域である。ここに、本発明に係る「通信信号」とは、典型的には、パケットを意味する。
【００１１】
領域検出手段は、例えば、複数の通信可能領域の直前の使用状況を検出して、又は使用履歴に基づいて、直前に自通信システムが使用している通信可能領域、又は直前に他の通信システムに使用されていない通信可能領域を検出する。
【００１２】
宣言手段は、検出された通信可能領域の少なくとも一部を自通信システムが使用する通信可能領域として、他の通信システムに対し宣言する。ここに「宣言する」とは、他の通信システムが認識可能な、即ち、通信方式や通信規格に依存しない、「自通信システムが使用する通信可能領域」を示す信号（以下適宜「領域宣言信号」と呼ぶ）を、電力線を介して送信又は発信することを意味する。
【００１３】
尚、宣言手段によって送信又は発信された領域宣言信号は、他の通信システムにおける全ての通信装置が認識してもよいし、一部の通信装置が認識してもよい。
【００１４】
宣言手段は、典型的には、複数の通信可能領域が使用された使用履歴を取得する履歴取得手段と、検出された通信可能領域から自通信システムが使用する通信可能領域を選択する選択手段とを含んで構成される。
【００１５】
選択手段は、典型的には、取得された使用履歴に基づいて、検出された通信可能領域から自通信システムが使用する通信可能領域を選択する。具体的には例えば、検出された通信可能領域のうち、使用頻度が最も低い通信可能領域を選択する。又は、自通信システムの使用頻度が最も高い通信可能領域を選択する。或いは、使用頻度が低い通信可能領域であっても、所定期間内に他の通信システムが使用していた場合は、その通信可能領域を選択せずに他の通信可能領域を選択する。宣言手段は、選択手段によって選択された通信可能領域を、「自通信システムが使用する通信可能領域」として、他の通信システムに対し宣言する。
【００１６】
通知手段は、宣言された通信可能領域を、自通信システムが備える複数の通信装置に対し通知する。ここに「通知する」とは、典型的には、自通信システムにおける通信方式又は通信規格に適合する、「自通信システムが使用する通信可能領域」を示す領域宣言信号を送信又は発信することを意味する。
【００１７】
当該通信システムが備える複数の通信装置は、通知された通信可能領域において、当該通信システムにおける通信方式又は通信規格に従って、夫々通信を行う。具体的には例えば、複数の通信装置が、時分割多元接続方式により多重化している場合には、通知された通信可能領域が更に時分割された時間領域において、各通信装置がＣＳＭＡ方式によって、夫々通信機会を取得して通信を行う。
【００１８】
宣言手段は、所定の周期毎に、自通信システムが使用する通信可能領域を、他の通信システムに対し宣言する。従って、領域検出手段、選択手段及び通知手段も、所定の周期毎に、夫々、自通信システムが使用可能な通信可能領域を検出し、該検出された通信可能領域から自通信システムが使用する通信可能領域を選択し、宣言された通信可能領域を、自通信システムが備える複数の通信装置に対し通知する。言い換えれば、所定の周期内では、同一の通信可能領域において、当該通信システムが備える複数の通信装置夫々が通信を行う。
【００１９】
尚、時分割多元接続によって多重化している場合は、典型的には、所定の周期内において、当該通信システムが使用可能な通信可能領域が定期的に存在するように設定される、即ち、当該通信システムに対し通信可能領域が振り分けられる。具体的には例えば、所定の周期を１２分割した場合、宣言手段が、周期の先頭の通信可能領域（即ち、１番目の通信可能領域）を、自通信システムが使用する通信可能領域として宣言すると、自動的に、１、４、７及び１０番目の通信可能領域の使用が可能となる。そして、１、４、７及び１０番目の通信可能領域を同一の通信可能領域として、該通信可能領域において当該通信システムが備える複数の通信装置は通信を行う。
【００２０】
ここで、他の通信システムに対し宣言を行う通信装置は、例えば、通信システムが分散制御型のシステムであれば、所定の周期内において最初に通信を行う通信装置である。従って、宣言を行う通信装置は、毎回同一の通信装置とは限らない。通信システムが集中制御型のシステムであれば、典型的には、親機となる通信装置が毎回宣言を行う。
【００２１】
本願発明者の研究によれば、一般に、電力線搬送通信には、例えば、ＨＤ−ＰＬＣ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ−Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）規格、ＨＯＭＥＰＬＵＧ（登録商標）規格、ＵＰＡ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｐｏｗｅｒｌｉｎｅ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）規格等の複数の通信規格（又は、方式）が存在する。同一の電力線上に通信規格（又は、方式）の異なる複数の通信システムが存在すると、他の通信システムの通信信号はノイズとして認識されるため、相互に妨害又は干渉を引き起こし、通信が不可能になる可能性がある。
【００２２】
他方、時分割多元接続によって多重化し、帯域保証型モデム及びベストエフォート型モデムによる通信を共存させる技術が提案されている。しかしながら、ベストエフォート型モデムとして、ＣＳＭＡ方式の分散制御型のモデムを用いると、時分割された各時間領域（即ち、タイムスロット）を、どの通信システムが使用しているかを認識することが困難であるため、通信機会を得ることが困難となり、正常に通信システムが動作しない可能性がある。
【００２３】
また、複数の通信システムが存在している場合には、特定の時間領域を特定の通信システムに一意的に振り分けることは、今後新たな通信規格が登場する可能性を否定できないため、不可能であることが判明している。
【００２４】
しかるに本発明では、宣言手段によって、自通信システムが使用する通信可能領域が、他の通信システムに対し宣言されるため、複数の通信システムが相互に、どの通信可能領域を使用するのかを認識することができる。従って、他の通信システムの通信信号による妨害又は干渉を回避することができ、通信規格又は通信方式の異なる複数の通信システムを共存させることが可能となる。
【００２５】
更に、通知手段によって、自通信システムが備える複数の通信装置夫々に対し、宣言された通信可能領域が通知されるため、複数の通信装置夫々は、自通信システムが使用する通信可能領域を認識することができる。そして、所定の周期内では同一の通信可能領域を使用するため、複数の通信装置夫々が、同一の通信可能領域を使用することが可能となると共に、通知された通信可能領域において、例えば、ＣＳＭＡ方式により通信機会を取得して通信を行うことが可能となる。
【００２６】
尚、選択手段が、格納手段に格納されている履歴に基づいて、使用頻度が低い通信可能領域であっても、所定期間内に他の通信システムに使用された通信可能領域を選択しないように構成されている場合には、自通信システムの通信信号と他の通信システムの通信信号とが衝突する可能性を低減することができる。
【００２７】
以上の結果、本発明の通信システムによれば、分散制御型の通信装置を備えてなる通信システムを含む、複数の通信システムを共存させることができる。
【００２８】
また、分散制御型の通信装置を備えてなる通信システムは、一般に、機器制御データ、Ｗｅｂデータ、電子メールデータ等のバースト的なデータ伝送に用いられている。本発明の通信システムによれば、このようなバースト的なデータ伝送を想定した通信システムが、通信媒体である電力線を、効率よく且つ相互に衝突することなく利用することができる。
【００２９】
加えて、本発明の通信システムが備える複数の分散制御型の通信装置夫々は、所定の周期内では同一の通信可能領域を使用する。これは、ある通信可能領域を使用し始めるとしばらくの間は、同じ通信可能領域を使用し続けるというバーストデータの特性と旨く合致する。従って、各通信装置が、効率的に通信可能領域を確保することができる。特に、選択手段を、自通信システムの使用頻度が最も高い通信可能領域を選択するように構成すれば、この効果がより顕著に現れる。
【００３０】
本発明の通信システムの一態様では、当該通信システムは、前記他の通信システムと時分割多元接続方式により多重化し、前記複数の通信可能領域は、所定の時間間隔を分割した複数の時間領域である。
【００３１】
この態様によれば、当該通信システムは、他の通信システムと時分割多元接続方式により多重化して共存している。この場合、複数の通信可能領域は、所定の時間間隔（即ち、フレーム）を分割した複数の時間領域（即ち、タイムスロット）である。該複数の時間領域の夫々の時間幅は、典型的には均一であるが、任意であってもよい。
【００３２】
尚、宣言手段は、各所定の時間間隔の最初に、周期的に、自通信システムが使用する通信可能領域を、他の通信システムに対して宣言する。宣言手段、又は該宣言手段を備える通信装置は、例えば、フレーム同期パルス等の基準信号を検出して、所定の時間間隔の始まりを検出すればよい。或いは、所定の時間間隔が、商用電源電圧のゼロクロス点から開始している場合は、ゼロクロス点を検出して、所定の時間間隔の始まりを検出すればよい。
【００３３】
本発明の通信システムの他の態様によれば、前記宣言手段は、前記複数の通信可能領域が使用された使用履歴を取得する履歴取得手段と、前記取得された使用履歴に基づいて、前記検出された通信可能領域から前記当該通信システムが使用する通信可能領域を選択する選択手段とを含む。
【００３４】
この態様によれば、履歴取得手段は、複数の通信可能領域の夫々が使用された使用履歴を取得する。該取得された使用履歴は、典型的には、例えば揮発性メモリ等の格納手段に格納される。該格納された使用履歴は、格納されてから一定時間経過後に消去されるようにしてもよいし、格納手段の容量が許す限り格納され、容量が不足した際に、古い使用履歴から順に消去されるようにしてもよい。
【００３５】
選択手段は、取得された使用履歴の一部又は全部に基づいて、検出された通信可能領域から自通信システムが使用する通信可能領域を選択する。宣言手段は、該選択された通信可能領域を、他の通信システムに対し宣言する。
【００３６】
この選択手段に係る態様では、前記選択手段は、前記取得された使用履歴に基づいて、前記検出された通信可能領域のうち使用頻度の低い通信可能領域を選択してもよい。
【００３７】
このように構成すれば、自通信システムの通信信号と他の通信システムの通信信号とが衝突する可能性を低減することができ、実用上非常に有利である。
【００３８】
この選択手段に係る態様では、前記選択手段は、前記取得された使用履歴に基づいて、前記検出された通信可能領域のうち当該通信システムの使用頻度が高い通信可能領域を選択してもよい。
【００３９】
このように構成すれば、自通信システムに対し、特定の通信可能領域が振り分けられている状態に近い状態を実現することができ、自通信システムにおける複数の通信装置夫々が、例えばＣＳＭＡ方式により、安定した通信を行うことが可能となる。
【００４０】
尚、自通信システムの使用頻度が高い通信可能領域を、他の通信システムが一時的に使用した場合、選択手段は、他の通信可能領域を選択せずに（即ち、自通信システム内における通信を一旦中断して）、所定時間後に再び、自通信システムの使用頻度が高い通信可能領域を選択するようにしてもよい。
【００４１】
この選択手段に係る態様によれば、前記選択手段は、前記取得された使用履歴に基づいて、前記検出された通信可能領域のうち、第１所定期間内に前記他の通信システムに使用された通信可能領域を除く部分を選択してもよい。
【００４２】
このように構成すれば、選択手段によって、他の通信システムにより再び使用される可能性のある通信可能領域を除く他の通信可能領域が選択されるので、自通信システムの通信信号と他の通信システムの通信信号とが衝突する可能性をより低減することができ、実用上非常に有利である。
【００４３】
ここに、本発明に係る「第１所定期間」とは、他の通信システムが再び使用すると判定される期間、又は他の通信システムが再び使用する確率が所定閾値以上である期間であり、典型的には、予め固定値として設定される。このような第１所定期間は、例えば、宣言手段が宣言を行う周期数回分であり、例えば、所定の確率密度関数を利用したシミュレーションにより、複数の通信可能領域の夫々が使用された使用履歴を求めて、該求められた使用履歴に基づいて設定すればよい。
【００４４】
本発明の通信システムの他の態様では、前記宣言手段は、前記当該通信システムが使用する通信可能領域を、定期的に前記他の通信システムに対し宣言する。
【００４５】
この態様によれば、宣言手段は、定期的に、自通信システムが使用する通信可能領域を、他の通信システムに対し宣言する。言い換えれば、宣言手段が宣言してから次に宣言するまでの間は、常に同一の通信可能領域を使用して、通信システムが備える各通信装置は通信を行う。
【００４６】
仮に、通信システムが備える複数の通信装置のうちいずれか一つの通信装置が通信を行う度に、宣言手段が、当該通信システムが使用する通信可能領域を宣言するように構成されているとすると、例えばＣＳＭＡ方式により通信を行う通信装置の場合、当該通信システムにおいて、正常に通信を行うができない可能性がある。
【００４７】
しかるに本発明では、宣言手段が宣言してから次に宣言するまでの間は、常に同一の通信可能領域を使用するので、ＣＳＭＡ方式により通信を行う通信装置であったとしても、正常に通信を行うことができる。
【００４８】
本発明の通信システムの他の態様では、前記一つの通信装置は、前記電力線上における通信信号の衝突を検出する衝突検出手段を更に有し、前記衝突が検出された場合、前記宣言手段は、第２所定期間宣言を行なわない。
【００４９】
この態様によれば、衝突検出手段は、自通信システムの通信信号と他の通信システムの通信信号との衝突を検出する。具体的には例えば、通信信号が衝突したことによって通信が失敗したことを示すエラー信号を検出する。
【００５０】
衝突が検出された場合、宣言手段は、第２所定期間宣言を行なわない。即ち、第２所定期間は、自通信システムが使用する通信可能領域を取得しないので、自通信システムにおける各通信装置は、通信を行うことができない。
【００５１】
ここに、本発明に係る「第２所定期間」とは、通信信号の衝突が発生した際に、再試行するまでの期間、即ち、衝突検出手段によって衝突が検出されてから、次に宣言手段が宣言をするまでの期間であり、例えば、乱数に基づいて設定される期間である。
【００５２】
本発明の通信装置は、上記課題を解決するために、電力線を利用して通信を行い、他の通信システムと前記電力線を共有する通信システムにおける通信装置であって、少なくとも時間で区分けされた複数の通信可能領域のうち前記通信システムが使用可能な通信可能領域を検出する領域検出手段と、前記検出された通信可能領域の少なくとも一部を前記通信システムが使用する通信可能領域として、前記他の通信システムに対し宣言する宣言手段と、前記宣言された通信可能領域を前記通信システムが使用する通信可能領域として認識する認識手段と、前記認識された通信可能領域において通信信号を送受信する送受信手段とを備える。
【００５３】
本発明の通信装置によれば、領域検出手段は、複数の通信可能領域のうち自通信システムが使用可能な通信可能領域を検出する。宣言手段は、検出された通信可能領域の少なくとも一部を当該通信装置が属する自通信システムが使用する通信可能領域として、他の通信システムに対し宣言する。
【００５４】
これにより、自通信システムが使用する通信可能領域が、他の通信システムに対し宣言されるため、複数の通信システムが相互に、どの通信可能領域を使用するのかを認識することができ、通信規格又は通信方式の異なる複数の通信システムを共存させることが可能となる。
【００５５】
自通信システムには、典型的には、複数の通信装置が属しており、該複数の通信装置のうち一つの通信装置は、自通信システムが使用する通信可能領域を他の通信システムに対し宣言すると共に、自通信システムに属する複数の通信装置夫々に対し、宣言された通信可能領域を通知する、即ち、宣言された通信可能領域を示す信号を送信する。各通信装置における認識手段は、送信された信号を受信することによって、宣言された通信可能領域を、自通信システムが使用する通信可能領域として認識する。これにより、各通信装置は認識された通信可能領域において、例えば、ＣＳＭＡ方式により夫々通信機会を取得して通信を行うことができる。
【００５６】
送受信手段は、認識された通信可能領域において通信信号を送受信する。即ち、当該通信装置を含む、自通信システムにおける複数の通信装置は、夫々、認識された通信可能領域において通信を行う。
【００５７】
以上の結果、本発明の通信装置によれば、分散制御型の通信装置を備えてなる通信システムを含む、複数の通信システムを共存させることができる。
【００５８】
本発明の通信方法は、上記課題を解決するために、電力線を利用して通信を行う複数の通信装置を備え、他の通信システムと前記電力線を共有する通信システムにおける通信方法であって、前記複数の通信装置のうち少なくとも一つの通信装置が有する領域検出手段が、少なくとも時間で区分けされた複数の通信可能領域のうち当該通信システムが使用可能な通信可能領域を検出する領域検出工程と、前記一つの通信装置が有する宣言手段が、前記検出された通信可能領域の少なくとも一部を当該通信システムが使用する通信可能領域として、前記他の通信システムに対し宣言する宣言工程と、前記一つの通信装置が有する通知手段が、前記宣言された通信可能領域を前記複数の通信装置に対し通知する通知工程とを備え、前記複数の通信装置は、前記通知された通信可能領域において夫々通信を行う。
【００５９】
本発明の通信方法によれば、上述した本発明の通信システムと同様に、分散制御型の通信装置を備えてなる通信システムを含む、複数の通信システムを共存させることができる。
【００６０】
尚、本発明の通信方法においても、上述した本発明の通信システムにおける各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。
【００６１】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６２】
以下、本発明の通信システムに係る実施形態を、図１乃至図５を参照して説明する。
【００６３】
先ず、図１を参照して本実施形態に係る通信システムの構成について説明する。図１は、本実施形態に係る通信システムの構成を示す模式図である。
【００６４】
図１において、通信システム１は、複数の、本発明に係る「通信装置」の一例としての、分散制御型のベストエフォート型のモデム１１乃至１５を備えて構成されている。複数のモデム１１乃至１５は、夫々、電力線４を介して接続されている。
【００６５】
通信システム１は、電力線４を介して、他の通信システム２及び３に接続されており、時分割多元接続によって多重化している。従って、本実施形態では、本発明に係る「通信可能領域」の一例としての、タイムスロットにおいて、各通信システム１、２及び３が備えるモデム１１乃至１５、２１及び３１の夫々は通信を行う。
【００６６】
尚、通信システム２が備える複数のモデム２１、及び通信システム３が備える複数のモデム３１は、夫々、分散制御型のベストエフォート型のモデムであってもよいし、集中制御型のベストエフォート型のモデムであってもよい。或いは、帯域保証型のモデムであってもよい。また、通信システム２及び３の通信方式又は通信規格は、典型的には、通信システム１の通信方式又は通信規格と異なっている。
【００６７】
ここで、図２を参照して、本実施形態に係るタイムスロットについて説明を加える。図２は、本実施形態に係るタイムスロットの概念を示す概念図である。
【００６８】
図２において、複数のタイムスロット２１０は、商用電源電圧ａのゼロクロス点を基準とした例えば一周期（ゼロクロス点Ｚ１の時刻Ｔ１からゼロクロス点Ｚ２の時刻Ｔ２まで）を一フレームとして、該フレームを分割（例えば、１２分割）して設定される。複数のタイムスロット２１０夫々には、例えば識別子（ここでは、Ａ，Ｂ及びＣ）が付与されており、一フレーム内には、定期的に、同一の識別子が付与されているタイムスロットが存在する。尚、図２では、一フレームのみ識別子を示しているが、他のタイムスロット２１０にも同様に識別子が付与されている。
【００６９】
同一フレームにおいて、各通信システム１乃至３は、同一の識別子が付与されているタイムスロットを使用して通信を行う。このため、例えば、あるフレームにおいて、通信システム１が、識別子Ａが付与されているタイムスロットを使用する場合、該タイムスロットに実際には通信が行われない、即ち、使用されないタイムスロットがあったとしても、他の通信システム２及び３は、その使用されないタイムスロットを使用することはできない。
【００７０】
次に、図３を参照して、モデム１１について説明を加える。図３は、本実施形態に係るモデム１１の構成を示すブロック図である。尚、通信システム１におけるモデム１２乃至１５夫々の構成は、モデム１１の構成と同様であるので、説明を省略する。
【００７１】
図３において、モデム１１は、領域検出部１０１、履歴取得部１０２、選択部１０３、宣言部１０４、通知部１０５、認識部１０６、メモリ１０７、衝突検出部１０８、制御部１０９、送受信部１１０及び入出力部１１１を備えて構成されている。ここに、本実施形態に係る「領域検出部１０１」、「履歴取得部１０２」、「選択部１０３」、「宣言部１０４」、「通知部１０５」、「認識部１０６」、「衝突検出部１０８」及び「送受信部１１０」は、夫々、本発明に係る「領域検出手段」、「履歴取得手段」、「選択手段」、「宣言手段」、「通知手段」、「認識手段」、「衝突検出手段」及び「送受信手段」の一例である。
【００７２】
その動作時には、先ず、履歴取得部１０２によって、タイムスロット２１０の使用履歴が取得され、該取得された使用履歴がメモリ１０７に格納される。ここに、タイムスロット２１０の使用履歴とは、典型的には、タイムスロット２１０に付与されている識別子毎の使用履歴を意味する。言い換えれば、同一の識別子が付与されているタイムスロット群の使用履歴を意味する。
【００７３】
尚、モデム１１が起動された際、又は電力線４に接続された際には、履歴取得部１０２は、典型的には、所定回数又は所定周期（例えば、１０回）のタイムスロット２１０の使用履歴を取得する。この際、制御部１０９は、通信を行わないように送受信部１１０等を制御する。
【００７４】
次に、領域検出部１０１は、メモリ１０７に格納された直前の使用履歴に基づいて、モデム１１が属する通信システム１が使用可能なタイムスロットを検出する。具体的には、領域検出部１０１は、通信システム１が使用しているタイムスロットに付与された識別子、又は他の通信システム２及び３が使用していないタイムスロットに付与された識別子を検出する。
【００７５】
選択部１０３は、メモリ１０７に格納されている使用履歴に基づいて、領域検出部１０１によって検出されたタイムスロットから、通信システム１が使用するタイムスロットを選択する。
【００７６】
ここで、図４を参照して、タイムスロットの検出及び選択方法について説明を加える。図４は、本実施形態に係る使用履歴の一例を示す概念図である。尚、図４において、「１」は、モデム１１が属する通信システム１が使用したことを示しており、「２」は、通信システム１とは異なる他の通信システム２又は３が使用したことを示しており、「０」は、どの通信システムも使用しなかったことを示している。また、使用履歴の最上段に示されているＡ，Ｂ及びＣは、夫々、タイムスロット２１０に付与されている識別子を表している。
【００７７】
メモリ１０７に、図４（ａ）に示すような使用履歴３０１が格納されている場合、領域検出部１０１は、直前の使用履歴３０１ａに基づいて、全てのタイムスロットを、「通信システム１が使用可能なタイムスロット」として検出する。
【００７８】
選択部１０３は、検出されたタイムスロット（この場合は全て）に係る使用履歴３０１ｂに基づいて、モデム１１が属する通信システム１の使用頻度の最も高いタイムスロット、即ち、識別子Ａが付与されているタイムスロットを選択する。尚、直前に通信システム１が使用しているタイムスロットがあれば（この場合は、識別子Ａが付与されているタイムスロット）、そのことのみを理由として、当該タイムスロットを選択してもよい。
【００７９】
或いは、メモリ１０７に、図４（ｂ）に示すような使用履歴３０２が格納されている場合、領域検出部１０１は、直前の使用履歴３０２ａに基づいて、識別子Ｂ又はＣが付与されているタイムスロットを、「通信システム１が使用可能なタイムスロット」として検出する。
【００８０】
選択部１０３は、検出されたタイムスロットに係る使用履歴３０２ｂに基づいて、単純には、使用頻度の最も低いタイムスロット、即ち、識別子Ｃが付与されているタイムスロットを選択する。
【００８１】
ここで、第１所定期間が、例えば５周期（即ち、直前の５回）と設定されているならば、識別子Ｃが付与されているタイムスロットは、前々回に他の通信システム２又は３によって使用されているので、選択部１０３は、識別子Ｃが付与されているタイムスロットは、再び他の通信システム２又は３によって使用される可能性があると判定して、識別子Ｂが付与されているタイムスロットを選択するようにしてもよい。
【００８２】
或いは、メモリ１０７に、図４（ｃ）に示すような使用履歴３０３が格納されている場合、領域検出部１０１は、直前の使用履歴３０３ａに基づいて、全てのタイムスロットを、「通信システム１が使用可能なタイムスロット」として検出する。
【００８３】
ここで、検出されたタイムスロットに係る使用履歴３０３ｂを参照すると、識別子Ａが付与されているタイムスロットは、通信システム１の使用頻度が最も高いが、前々回に他の通信システム２又は３によって使用されている。
【００８４】
この場合、選択部１０３は、検出されたタイムスロットに係る使用履歴３０３ｂに基づいて、どのタイムスロットも選択せずに（即ち、通信を一旦中断して）、所定時間後に、通信システム１が使用可能であることを条件に、識別子Ａが付与されているタイムスロットを選択するようにしてもよい。尚、選択部１０３は、使用頻度の最も低い、識別子Ｃが付与されているタイムスロットを選択してもよい。
【００８５】
再び図３に戻り、宣言部１０４は、選択部１０３によって選択されたタイムスロットを、通信システム１が使用するタイムスロットとして、他の通信システム２及び３に対し宣言する。尚、宣言部１０４は、典型的には、図２における時刻Ｔ１、Ｔ２及びＴ３等、各フレームの最初に、定期的に宣言を行う。
【００８６】
通知部１０５は、宣言部１０４によって宣言されたタイムスロットを、通信システム１が備えるモデム１１乃至１５夫々に対し通知する。認識部１０６は、通知されたタイムスロットを、通信システム１が使用するタイムスロットとして認識する。
【００８７】
制御部１０９は、認識されたタイムスロットにおいて、通信システム１における通信方式又は通信規格に従って、通信を行うように送受信部１１０を制御する。具体的には例えば、通信システム１におけるモデム１１乃至１５が、通信システム１において時分割多元接続方式により多重化している場合には、通知されたタイムスロットにおいてモデム１１乃至１５の夫々がＣＳＭＡ方式によって通信機会を取得して通信を行う。
【００８８】
このように、宣言部１０４によって、通信システム１が使用するタイムスロットが、通信システム２及び３に対し宣言されるため、複数の通信システムが相互に、どのタイムスロットを使用するのかを認識することができる。従って、複数の通信システム夫々の通信信号による妨害又は干渉を回避することができ、通信規格又は通信方式の異なる複数の通信システムを共存させることが可能となる。
【００８９】
加えて、通知部１０５によって、通信システム１を構成するモデム１１乃至１５の夫々に対し、宣言されたタイムスロットが通知されるため、モデム１１乃至１５夫々は、通信システム１が使用するタイムスロットを認識することができる。そして、同一周期内では同一の識別子を付与されたタイムスロットを使用するため、モデム１１乃至１５の夫々は通知されたタイムスロットにおいて、通信機会を取得して通信を行うことが可能となる。
【００９０】
ところで、宣言部１０４が、通信システム１が使用するタイムスロットを宣言したと同時に、又は同時とみなされる時間内に、通信システム２が備える複数のモデム２１のうち一つのモデム、又は通信システム３が備える複数のモデム３１のうち一つのモデムが、宣言部１０４によって宣言されたタイムスロットと同一のタイムスロットを使用すると宣言すると、少なくとも二つの通信システムが競合してしまう。すると、各通信システムの通信信号同士が衝突する、即ち、通信が失敗する。
【００９１】
モデム１１における衝突検出部１０８は、通信が失敗したことを示すエラー信号を検出して、通信システム１の通信信号と通信システム２又は３の通信信号とが衝突したことを検出する。衝突が検出された場合、制御部１０９は、例えば一周期、或いは乱数に基づいて設定される期間であり、本発明に係る「第２所定期間」の一例としての、衝突回避期間は、宣言を行なわないように宣言部１０４を制御する。これにより、再び衝突が発生する可能性を低減することができる。
【００９２】
尚、本実施形態では、モデム１１における宣言部１０４が、通信システム１が使用するタイムスロットを宣言し、通知部１０５が、該宣言されたタイムスロットを通知しているが、宣言及び通知を行うモデムは、通信システム１が備えるモデム１１乃至１５であればどれでもよく、典型的には、あるフレームにおいて最初に通信を行うモデムが宣言及び通知を行う。
【００９３】
モデム１１とは異なるモデム１２乃至１５のうち一のモデムによって、通信システム１が使用するタイムスロットの宣言及び通知が行われた場合、モデム１１における認識部１０６は、前記一のモデムにおける通知部によって通知されたタイムスロットを、通信システム１が使用するタイムスロットとして認識する。
【００９４】
以上の結果、本実施形態に係る通信システムによれば、分散制御型のモデムを備えてなる通信システムを含む、複数の通信システムを共存させることができる。
【００９５】
次に、以上のように構成された通信システム１におけるモデム１１の動作を図５のフローチャートを用いて説明する。尚、モデム１２乃至１５夫々の動作は、モデム１１の動作と同様であるので、説明を省略する。
【００９６】
図５において、先ず、履歴取得部１０２によって、タイムスロット２１０の使用履歴が取得され、メモリ１０７に格納される（ステップＳ１０１）。続いて、制御部１０９によって、使用履歴が所定回数（例えば、１０回）取得されたか否かが判定され（ステップＳ１０２）、取得されていないと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、制御部１０９は、所定回数に到達するまで使用履歴を取得するように履歴取得部１０２を制御する。尚、取得されていないと判定される場合は、典型的には、モデム１１が起動された、又は電力線４に接続された後に、初めて使用履歴が取得される場合である。
【００９７】
使用履歴が所定回数取得されていると判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、続いて、制御部１０９によって、衝突回避期間が設定されているか否か、又は衝突回避期間がゼロでないか否かが判定される（ステップＳ１０３）。衝突回避期間が設定されている又はゼロでないと判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、制御部１０９は、衝突回避期間を所定量（例えば、一周期に相当する時間）減少して（ステップＳ１１７）、一旦処理を終了する。
【００９８】
衝突回避期間が設定されていない又はゼロであると判定された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、領域検出部１０１によって、通信システム１が使用可能なタイムスロットが検出される（ステップＳ１０４）。続いて、使用可能なタイムスロットが検出されたか否かが判定され（ステップＳ１０５）、検出されなかった場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、一旦処理を終了する。
【００９９】
通信システム１が使用可能なタイムスロットが検出された場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、続いて、検出されたタイムスロットの中に、通信システム１が直前に使用していたタイムスロットが含まれているか否かが判定される（ステップＳ１０６）。含まれていると判定された場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、選択部１０３によって、通信システム１が直前に使用していたタイムスロットが、通信システム１が使用するタイムスロットとして選択される（ステップＳ１１０）。
【０１００】
含まれていないと判定された場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、続いて、メモリ１０７に格納されている使用履歴に、通信システム１が使用した使用履歴があるか否かが判定される（ステップＳ１０７）。通信システム１が使用した使用履歴があると判定された場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、選択部１０３によって、通信システム１の使用頻度が最も高いタイムスロットが、通信システム１が使用するタイムスロットとして選択される（ステップＳ１１１）。
【０１０１】
通信システム１が使用した使用履歴がないと判定された場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、続いて、通信システム１が使用可能なタイムスロットが複数検出されたか否かが判定される（ステップＳ１０８）。複数検出されたと判定された場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、選択部１０３によって、使用頻度が最も低いタイムスロットが、通信システム１が使用するタイムスロットとして選択される（ステップＳ１１２）。尚、この場合には、第１所定期間内に、通信システム２又は３に使用されたタイムスロットを選択しなくてもよい。
【０１０２】
複数検出されていないと判定された場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、選択部１０３によって、検出されたタイムスロットが、通信システム１が使用するタイムスロットとして選択される（ステップＳ１０９）。
【０１０３】
次に、宣言部１０４によって、選択されたタイムスロットが、通信システム１が使用するタイムスロットとして、通信システム２及び３に対し宣言され、通知部１０５によって、該宣言されたタイムスロットが、通信システム１に属しているモデム１１乃至１５夫々に対し通知される（ステップＳ１１３）。続いて、認識部１０６によって、通知されたタイムスロットが、通信システム１が使用するタイムスロットとして認識され、該認識されたタイムスロットにおいて、送受信部１１０によって通信が行われる（ステップＳ１１４）。
【０１０４】
次に、衝突検出部１０８によって、エラー信号が検出されたか否かが判定され（ステップＳ１１５）、検出されていないと判定された場合（ステップＳ１１５：Ｎｏ）、一旦処理を終了する。エラー信号が検出されたと判定された場合（ステップＳ１１５：Ｙｅｓ）、所定の衝突回避期間が設定され（ステップＳ１１６）、一旦処理を終了する。
【０１０５】
尚、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う通信システム及び方法、並びに通信装置もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の実施形態に係る通信システムの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係るタイムスロットの概念を示す概念図である。
【図３】本発明の実施形態に係るモデムの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る使用履歴の一例を示す概念図である。
【図５】本発明の実施形態に係るモデムの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０７】
１、２、３…通信システム、４…電力線、１１〜１５、２１、３１…モデム、１０１…領域検出部、１０２…履歴取得部、１０３…選択部、１０４…宣言部、１０５…通知部、１０６…認識部、１０７…メモリ、１０８…衝突検出部、１０９…制御部、１１０…送受信部、１１１…入出力部
【図１】
2008301358.tif 000003
【図２】
2008301358.tif 000004
【図３】
2008301358.tif 000005
【図４】
2008301358.tif 000006
【図５】
2008301358.tif 000007