(57)【要約】【課題】電力線通信において、送信端が送信した信号が電力線の接続部で反射し、その反射波を含む信号が受信端に到達するので、受信端でノイズが生じ得る。そのため、受信端でのノイズを抑制するようにする。【解決手段】かかる課題を解決するために、第１の本発明は、電力線を伝送路としてデータ通信を行う電力線通信装置において、少なくともデータ通信をしていない期間に、他の電力線通信装置との間で複数の試験信号を授受しあい、各試験信号の受信波形に基づく伝送路情報を管理する伝送路状態管理手段と、伝送路状態管理手段に管理される伝送路情報を利用して、他の電力線通信装置との間でデータ信号の授受を行うデータ信号通信手段とを備えることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線を伝送路としてデータ通信を行う電力線通信装置において、
少なくともデータ通信をしていない期間に、他の電力線通信装置との間で複数の試験信号を授受しあい、上記各試験信号の受信波形に基づく伝送路情報を管理する伝送路状態管理手段と、
上記伝送路状態管理手段に管理される上記伝送路情報を利用して、他の電力線通信装置との間でデータ信号の授受を行うデータ信号通信手段と
を備えることを特徴とする電力線通信装置。
【請求項２】
上記伝送路状態管理手段が、
上記複数の試験信号を送信する試験信号送信部と、
他の電力線通信装置からの上記各試験信号を受信する試験信号受信部と、
上記試験信号受信部が受信した上記各試験信号の受信波形を受信パターンデータとして記憶する受信パターンデータ記憶部と
を有し、
上記データ信号通信手段が、データ信号の受信波形を上記各受信パターンデータと照合し、多重反射成分を含む上記データ信号をパターン認定するパターン判定部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力線通信装置。
【請求項３】
上記伝送路状態管理手段が、
上記複数の試験信号を送信する試験信号送信部と、
他の電力線通信装置からの上記各試験信号を受信する試験信号受信部と、
上記各試験信号と、上記試験信号受信部が受信した上記各試験信号の受信波形とに基づいて、伝送路の伝達関数を得、この伝達関数の逆関数を求めるフィルタ作成部と
を有し、
上記データ信号通信手段が、伝送路の上記伝達関数の逆関数を伝達関数とし、他の電力線通信装置から受信した上記データ信号に含まれる多重反射成分を除去するフィルタ部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力線通信装置。
【請求項４】
上記各受信パターンデータ又は上記フィルタ手段の伝達関数の更新のため、上記試験信号送信部に対して更新動作を指示する更新指示部を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の電力線通信装置。
【請求項５】
上記更新指示部が、伝送誤り率の変化に基づいて更新動作を指示することを特徴とする請求項４に記載の電力線通信装置。
【請求項６】
上記更新指示部が受信データの誤り率の変化に基づいて更新動作を指示する際、上記データ信号送信部が、実質的なデータ転送速度を最大化するよう調整可能に設けられることを特徴とする請求項５に記載の電力線通信装置。
【請求項７】
上記更新指示部が、自電力線通信装置の起動時に、自電力線通信装置が起動した旨を他の電力線通信装置に通知可能に設けられると共に、更新動作を指示することを特徴とする請求項４に記載の電力線通信装置。
【請求項８】
上記受信パターンデータ記憶部に記憶される複数の上記受信パターンデータのうち、類似する受信パターンデータを検出する類似パターン検出部を備えることを特徴とする請求項２に記載の電力線通信装置。
【請求項９】
上記伝送路状態管理手段が、さらに、上記フィルタ部を通過した上記各試験信号の受信波形を受信パターンデータとして記憶する受信パターンデータ記憶部を有し、
上記データ信号通信手段が、さらに、上記フィルタ部を通過した上記データ信号の受信波形を上記各受信パターンデータと照合し、多重反射成分を含む上記データ信号をパターン認定するパターン判定部を有する
ことを特徴とする請求項３に記載の電力線通信装置。
【請求項１０】
上記伝送路状態管理手段が、
上記複数の試験信号を送信する試験信号送信部と、
他の電力線通信装置からの上記各試験信号を受信する試験信号受信部と、
上記各試験信号と、上記試験信号受信部が受信した上記各試験信号の受信波形とにより求めた伝送路の伝達関数の逆関数に基づいて、電力線上で、上記試験信号の反射波を打ち消す反射波低減信号を生成する反射波低減信号生成部と
を有することを特徴とする請求項１に記載の電力線通信装置。
【請求項１１】
上記反射波低減信号生成部は、電力線に接続する複数の電力線通信装置の間で取り決めた、少なくとも２以上の電力線通信装置が出力する信号で、上記試験信号の反射波を打ち消すように、上記反射波低減信号を生成することを特徴とする請求項１０に記載の電力線通信装置。
【請求項１２】
上記伝送路状態管理手段が、上記試験信号受信部が受信した上記各試験信号の受信波形を受信パターンデータとして記憶する受信パターンデータ記憶部を有し、
上記反射波低減信号生成部が、データ信号の受信波形を上記受信パターンデータと照合することで、上記データ信号の送信元、及び又は、上記データ信号のビット列を推定し、上記データ信号の送信により生じ得る反射波を低減する反射波低減信号を送信する
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の電力線通信装置。
【請求項１３】
上記反射波低減信号生成部の上記反射波低減信号を生成する制御値は、電力線上に接続する計算サーバにより計算されたものであることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の電力線通信装置。
【請求項１４】
上記反射波低減信号生成部の上記反射波低減信号を生成する制御値は、各電力線通信装置がそれぞれ有する同一のアルゴリズムに従って計算されたものであることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の電力線通信装置。
【請求項１５】
上記反射波低減信号生成部は、受信するデータ信号の受信波形に応じて、所定の規則により、上記反射波低減信号を生成する制御値を摂動させ、制御値の最適化を行うことを特徴とする請求項１０〜１４のいずれかに記載の電力線通信装置。
【請求項１６】
上記反射波低減信号生成部における上記制御値を、ニューラルネットワークを用いたり、遺伝的アルゴリズムを用いたり、ヒューリスティックな手法を用いて求めることを特徴とする請求項１５に記載の電力線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線通信装置に関し、例えば、電力線通信を行なう際に、多重反射信号をデータ信号の送受信に利用する電力線通信装置に適用し得る。
【背景技術】
【０００２】
電力線通信技術は、例えば５０Ｈｚ／６０ＨｚのＡＣ１００Ｖ電力配線を電力の供給に用いるだけでなく、デジタル信号を搬送波である高周波に載せ、コンピュータ通信にも用いる技術である。電力配線はその性質上、分岐が多数存在し、多重反射が発生することで、いわゆるマルチパスによる雑音が発生したり、冷蔵庫・電子レンジ等の雑音がのりやすい。これらの雑音は、伝送信号の品質を劣化させ、伝送誤り率を悪化させたり、伝送信号速度の最大値を低下させたりする。
【０００３】
この問題に対する従来の技術として、特許文献１〜特許文献３に開示されるものがある。
【０００４】
特許文献１では、基準入力信号と反射信号との比を評価し、電力線のインピーダンス周波数特性測定を行い、伝送特性劣化が生じやすい周波数を搬送波に使用しない方法が示されている。
【０００５】
また、特許文献２や特許文献３では、送信装置が、電力線にインパルス信号を入力し、反射波を測定して、反射波が充分に小さくなる時間を経た後、次のインパルスを入力して、漏洩電磁界を抑制する方法が示されている。また、送信装置が、インパルス応答を測定し、電力線の伝達関数の逆関数となる伝達関数をもつフィルタを介して、送信信号を伝送することで、反射による漏洩電磁界を抑制する方法が示されている。更に、受信信号と送信信号とを比較し、その誤差信号を基にマルチパス電力線の伝達関数と逆関数の伝達関数となるようにＦＩＲフィルタの係数を算出するマルチパス等化部を具備してマルチパスの影響による電磁界漏洩を低減する技術が示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２８０９３９号公報
【特許文献２】特開２００３−２１８７５３号公報
【特許文献３】特開２００４−２０１３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、利用できる周波数帯域が大幅に制限され、反射波を充分に取り除けないおそれがある。
【０００８】
また、特許文献２及び特許文献３に開示された技術は、電力線通信での課題と対策として、以下のシナリオに沿っていると考えられる。即ち、外部への漏洩電磁波ノイズを下げなければ、外部機器に対するノイズの影響が出る。ノイズ低減のための一番簡単な方法は、送信出力を下げることだが、そうすると、環境雑音に信号が埋もれてしまうため、通信速度を下げなくてはならなくなる。そこで、送信端で反射波の合成を抑えて外部への漏洩電磁波ノイズを抑制し、送信出力を下げずに済ませ、充分な伝送速度を得ようというものである。しかし、この方法は、送信端での抑制に留まる。また、受信端で受信する信号は、反射波を含めた信号を受信するため、反射波のノイズがエラーの原因となる可能性がある。
【０００９】
即ち、送信信号が、どこかで反射して、それが、送信端に戻ってきて、そこで再度反射して発生する反射波は上記既存技術で抑制できる（送信瑞→どこかで反射→送信端で反射→受信端のノイズは、抑制できる）が、ここで課題としているのは、送信端→どこかで反射→受信端の信号のエラー原因となる場合である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するために、第１の本発明は、電力線を伝送路としてデータ通信を行う電力線通信装置において、少なくともデータ通信をしていない期間に、他の電力線通信装置との間で複数の試験信号を授受しあい、各試験信号の受信波形に基づく伝送路情報を管理する伝送路状態管理手段と、伝送路状態管理手段に管理される伝送路情報を利用して、他の電力線通信装置との間でデータ信号の授受を行うデータ信号通信手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電力線通信装置によれば、各試験信号の受信波形に基づく伝送路情報を利用して、データ通信をすることにより、電力線に特有の多数の分岐によって生じる反射信号（マルチパスの信号）の悪影響を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明の電力線通信装置を適用した第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態の電力線通信システムの構成と電力線通信装置（電力線モデム）の内部構成を示す図である。
【００１４】
第１の実施形態の電力線通信システム５では、電力線４の供給元にブレーカ１があり、供給先の他の端子に、例えば、ＴＶ（テレビ）２、電子レンジ３、電力線モデムＡ〜Ｃが接続されているものとする。なお、ＴＶ２、電子レンジ３は、電力線４に接続する電気機器を例示したものであり、電気機器の種類や接続数はこれに限定されない。
【００１５】
図１において、第１の実施形態の電力線モデムＡ〜Ｃはそれぞれ同じ構成を備える通信装置である。電力線モデムＡ〜Ｃは、主として、データ端末側インタフェース部１０、（電力線側）フレーミング処理部２０、電力線側インタフェース部３０を有して構成される。
【００１６】
電力線側インタフェース部３０は、電力線４と接続するものであり、試験信号を用いて伝送路の伝送路情報を取得・管理し、この伝送路情報を用いて受信処理を行うものである。また、図１に示すように、電力線側インタフェース部３０は、変復調部３１、ＡＣカップリング部３２、伝送路情報管理制御部３３、パターンデータ作成部３４を有するものである。
【００１７】
伝送路情報管理制御部３３は、電力線４の伝送路の伝送路情報を取得し、取得した伝送路情報を管理するものである。すなわち、伝送路情報管理制御部３３は、電力線４を介したデータ通信を行う前に、後述する試験・制御信号送信部３１３に伝送路情報の取得のための試験信号の送信命令を指示をするものである。また、伝送路情報管理制御部３３は、試験・制御信号受信部３１４から試験信号の受信の旨を受信すると、パターンデータ作成部３４に対して受信した試験信号の受信パターンを記憶するよう指示するものである。
【００１８】
なお、伝送路情報の取得について、データ通信前や、データ通信が行われていない期間に、それぞれ異なるパターンの試験信号を多数用いて行うことが望ましい。
【００１９】
変復調部３１は、送信信号の変調処理及び受信信号に復調処理を行うものであり、図１に示すように、変調部３１１、復調部３１２、試験・制御信号送信部３１３、試験・制御信号受信部３１４を有するものである。
【００２０】
試験・制御信号送信部３１３は、伝送路情報管理制御部３３から伝送路情報の取得のための試験信号の送信命令の指示を受け取ると、試験信号を変調部３１１に与えるものである。ここで、試験信号は、１ビット若しくは複数ビットのビット列でなるものであり、複数のパターンがある。
【００２１】
変調部３１１は、試験・制御信号送信部３１３から試験信号を受け取ると、この試験信号に対して所定の変調処理を行い、変調信号をＡＣカップリング部３２に与えるものである。また、変調部３１１は、フレーミング処理部２０から送信信号を受け取ると、送信信号に対して所定の変調処理を行い、変調した送信信号をＡＣカップリング部３２に与えるものである。
【００２２】
なお、第１の実施形態では、ＰＣ等のデータ端末からの送信信号に対する変調部と、試験信号用の変調部とを１つで兼ねる場合を示すが、異なるタイプの信号を用いる場合（例えば、試験信号が強度変調信号、データ端末用信号が位相変調信号）には、それぞれ専用の変調部を別々に備えるようにしても良い。
【００２３】
復調部３１２は、受信信号に対して所定の復調処理を行うものである。また、復調部３１２は、図１に示すように、パターン判定部３１２ａと、データ・試験・制御信号分離部３１２ｂとを有している。
【００２４】
データ・試験・制御信号分離部３１２ｂは、ＡＣカップリング部３２から受信信号を受け取ると、受信信号から試験信号を分離し、分離した試験信号を試験・制御信号受信部３１４に与えるものである。
【００２５】
パターン判定部３１２ａは、受信信号に対して、パターンデータ作成部３４が作成したパターンデータを用いてマッチングをして、マッチングにより得られたデータをフレーミング処理部２０に与えるものである。
【００２６】
試験・制御信号受信部３１４は、受信した試験信号をデータ・試験・制御信号分離部３１２ｂから受け取ると、受信した試験信号をパターンデータ作成部３４に与えると共に、試験信号を受信した旨を伝送路情報管理制御部３３に知らせるものである。
【００２７】
パターンデータ作成部３４は、伝送路情報管理制御部３３の制御の下、受信した試験信号の受信パターンに基づいてパターンデータを作成し、記憶するものである。
【００２８】
次に、データ端末側インタフェース部１０は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ−Ａ、ＰＣ−Ｂ）や又は図１には図示しないがイーサネットハブ等と接続するものである。
【００２９】
（電力線側）フレーミング処理部２０は、データ端末側インタフェース部１０からデータ端末信号（以下、データ信号ともいう）を受け取ると、データ信号をパケットフレームに変換し、パケットを電力線側インタフェース部３０に与えるものであり、又電力線側インタフェース部３０からパケットを受信すると、パケットからデータ信号を抽出して、データ信号をデータ端末側インタフェース部１０に与えるものである。
【００３０】
また、図１に示すように、フレーミング処理部２０は、フレーミング・オーバヘッド処理部２１、スクランブル・デスクランブル部２２、シリアル・パラレル変換部２３を有する。
【００３１】
シリアル・パラレル変換部２３は、入力した信号（シリアル信号）をパラレル信号に変換し、スクランブル・デスクランブル部２２に与えたり、又は、スクランブル・デスクランブル部２２からの信号（パラレル信号）をシリアル信号に変換して出力したりするものである。これにより、フレーミング処理部２０における処理動作をパラレル信号で処理させることができるので、論理回路の動作速度が低速であっても可能とすることができる。
【００３２】
スクランブル・デスクランブル部２２は、送信時には、フレーミング・オーバヘッド処理部２０から送信信号（データ端末信号）を受け取り、送信信号に対してはスクランブル処理を行い、受信時には、受信信号に対してはデスクランブル処理を行うものである。これにより、伝送線路で０や１のパターンの連続でマーク率低下による誤り低下を防ぐことができる。
【００３３】
フレーミング・オーバヘッド処理部２１は、送信時には、データ端末側インタフェース部１０からの送信信号（データ端末信号）を用いてパケットフレームを形成してスクランブル・デスクランブル部２２に与え、又受信時には、デスクランブル処理された信号からデータ信号を抽出し、データ信号をシリアル・パラレル変換部２３に与えるものである。
【００３４】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態の電力線通信システム５における処理について図面を参照して説明する。
【００３５】
以下では、図１において、電力線モデムＡが試験信号及びデータ信号の送信側装置とし、電力線モデムＢが試験信号及びデータ信号の受信側装置として説明する。
【００３６】
まず、電力線４を介したデータ通信を行う前に、電力線モデムＡの伝送路情報管理制御部３３は、試験・制御信号送信部３１３に試験信号の送信命令を行なう（ステップＳ１）。
【００３７】
なお、試験信号の送信命令を行うタイミングは、例えば、データ通信前、データ通信とデータ通信との間の無通信期間等にする。また、受信側の電力線モデムＢが、試験信号の送信要求を行い、この送信要求を受けて、電力線モデムＡの伝送路情報管理制御部３３が試験信号の送信命令を行うようにしても良い。
【００３８】
試験信号の送信命令を受けると、試験・制御信号送信部３１３は試験信号を変調部３１１に与え（ステップＳ２）、変調部３１１が試験信号に対して変調処理を施し（ステップＳ３）、変調された試験信号が、ＡＣカップリング部３２から電力線４に向けて送信される。
【００３９】
電力線モデムＡから送信された試験信号は、電力線４の図１の経路（１）に沿って、電力線モデムＢに到達する。
【００４０】
しかし、電力線は枝分かれしており、送信信号は電力線に接続する電気機器の接続部で反射し、その反射信号が電力線４に伝わることとなる。なお、この反射信号が、電力線４に伝わり、他の電気機器との接続部で再度反射し、その再度反射した反射信号も電力線４に伝わるなどして、複雑な反射信号が発生する。
【００４１】
図１では、このような電力線４に出力された信号の経路として、例えば、電力線モデムＡ→ＴＶ２→電力線モデムＢの経路（これを経路（２）とする。）、電力線モデムＡ→ブレーカ１→電子レンジ３→電力線モデムＢの経路（これを経路（３）とする。）、電力線モデムＡ→ブレーカ１→ＴＶ２→電子レンジ３→電力線モデムＢの経路（これを経路（４）とする。）、電力線モデムＡ→ＴＶ２→電力線モデムＡと反射して戻ってくる経路（これを経路（５）とする。）、電力線モデムＡ→ブレーカ１→電力線モデムＡと反射して戻ってくる経路（これを経路（６）とする）を示す。なお、これ以外にも無数の信号が発生する。
【００４２】
図１において、試験信号の信号経路（１）〜（６）のうち、電力線モデムＢに試験信号が到達する信号経路は経路（１）〜（４）とする。
【００４３】
これらの経路（１）〜経路（４）を通じて試験信号が電力線モデムＢに到達すると、これらの試験信号がＡＣカップリング部３２を介して復調部３１２に与えられ（ステップＳ４）、これら試験信号が、データ・試験・制御信号分離部３１２ｂにより分離され、試験・制御信号受信部３１４に与えられる（ステップＳ５）。
【００４４】
試験・制御信号受信部３１４は、受信した試験信号をパターンデータ作成部３４に与えると共に（ステップＳ６）、試験信号を受信した旨を伝送路情報管理制御部３３に知らせる（ステップＳ７）。
【００４５】
そして、パターンデータ作成部３４は、いろいろな経路を伝って到来した反射信号が混ざった受信信号の受信パターンを、試験信号の受信パターンデータとして作成し、このパターンデータを記憶する。
【００４６】
上述したように、試験信号の送信パターンとしては、いろいろなものを適用することができ、伝送路の反射特性が加わった複数の試験信号の受信パターンデータを、パターンデータ作成部３４は蓄積し、どのようなパターンでも受信できるようにする。
【００４７】
図２は、受信側の電力線モデムＢでの試験信号の受信パターンの例を示す図である。
【００４８】
例えば、図２（Ａ）に示す試験信号を電力線モデムＡが送信すると、試験信号は経路（１）〜経路（４）を伝って電力線モデムＢに到達し、電力線モデムＢのパターンデータ作成部３４での受信パターンは図２（Ｂ）に示すようなものとなる。
【００４９】
また例えば、図２（Ｃ）に示すように、ビット列「１００１１」というパターンの試験信号を電力線モデムＡが送信すると、試験信号は経路（１）〜経路（４）を伝って電力線モデムＢに到達し、電力線モデムＢのパターンデータ作成部３４での受信パターンは図２（Ｃ）に示すようなものとなる。
【００５０】
こうして、電力線４を伝送路として用いる反射や減衰の大きな系での通信が可能であることが確認された後、端末であるＰＣ−ＡとＰＣ−Ｂ間での通信が行われる。
【００５１】
次に、ＰＣ−Ａが送信端末とし、ＰＣ−Ｂが受信端末として、ＰＣ−ＡがＰＣ−Ｂに向けてデータ信号を送信する場合の動作を図１を参照して説明する。
【００５２】
まず、送信端末であるＰＣ−Ａからデータ信号が送信されると、データ信号は、電力線モデムＡのデータ端末側インタフェース部１０に与えられる（ステップＳ１０）。この間の通信インタフェースや物理・論理条件には、例えば、ＩＥＥＥ８０２に示されるイーサネット（登録商標）通信方式を適用することができる。
【００５３】
データ端末側インタフェース部１０に与えられたデータ信号は、フレーミング処理部２０に与えられ、フレーミング処理部２０によりフレーミング処理が行われる（ステップＳ１１）。
【００５４】
フレーミング・オーバヘッド処理部２１では、例えば、パケット長の変更やレイヤ２レベルでの宛先（ＭＡＣアドレス）付与、伝送誤り判定のためのオーバヘッド処理が行われ、フレーミング・オーバヘッド処理がなされた信号がスクランブル・デスクランブル部２２に与えられる（ステップＳ１２）。
【００５５】
スクランブル・デスクランブル処理部２２では、伝送線路で０や１のパターンの連続でマーク率低下による誤り率低下を防ぐために、それらの連続が発生しないように符号化を行い、符号化されたシリアル・パラレル変換部２３に与えられる（ステップＳ１３）。
【００５６】
フレーミング・オーバヘッド処理やスクランブル処理等は、通常、論理回路の動作速度が低速でも動作可能とするために、パラレル信号で処理されるため、シリアル・パラレル変換部２３で、上記処理後、パラレル信号をシリアル信号に変換し、変調部３１１に送る（ステップＳ１４）。
【００５７】
変調部３１１では、受信した信号を変調し、変調された信号は、ＡＣカップリング部３２でＡＣ１００Ｖとカップリングされ、電力線４に送信される（ステップＳ１５）。
【００５８】
電力線モデムＡからの信号が、電力線４を通じて電力線モデムＢに送信されると、電力線モデムＢでは、電力線モデムＡから送信された信号が、ＡＣカップリング部３２でＡＣ１００Ｖから分離されて、変復調部３１の復調部３１２に与えられる（ステップＳ１６）。
【００５９】
受信信号が復調部３１のパターン判定部３１２ａに与えられると、パターン判定部３１２ａにより、パターンデータ作成部３４のパターンデータに基づいて、０／１の判定が行われ、受信データがフレーミング処理部２０に与えられる（ステップＳ１７）。
【００６０】
フレーミング処理部２０では、送信時と逆の処理が行われる。すなわち、受信信号は、パラレル信号に変換後（ステップＳ１８）、スクランブル・デスクランブル部２２によりデスクランブル処理が行われ（ステップＳ１９）、フレーミング・オーバヘッド処理部２１によりデータ信号が抽出される。そして、データ信号が、データ端末側インタフェース部１０に与えられ（ステップＳ２０）、ＰＣ−Ｂに与えられる（ステップＳ２１）。
【００６１】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように、第１の実施形態によれば、データ通信前に、受信側の電力線モデムが、種々のパターンからなる試験信号の受信パターンを取得し、伝送路上の反射や減衰等の伝送路情報を認識した上でデータ信号の通信を行うことで、それら反射信号が混ざっている受信パターンを用いてデータ信号の受信処理を行うことができる。
【００６２】
また、第１の実施形態によれば、反射信号が混ざっている受信パターンを用いて受信信号の受信処理を行うことで、多数の反射や減衰が発生しやすい電力線通信網で、高速で通信することが可能となる。
【００６３】
さらに、第１の実施形態によれば、第１の実施形態のような反射に対する対策を行わない方式での通信と同速度で通信するならば、より小さな送信電力での通信が可能となり、漏洩電磁波を小さくすることができる。
【００６４】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明の電力線通信装置を適用した第２の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００６５】
図３は、第２の実施形態の電力線通信システムの構成と電力線通信装置（電力線モデム）の内部構成を示す図である。
【００６６】
第２の実施形態の構成と第１の実施形態の構成と異なる点は、第１の実施形態のパターンデータ作成部３４が等化フィルタ作成部３５に置き換えられ、パターン判定部３１２ａが等化フィルタ３１２ｄとビット判定部３１２ｃに置き換えられる点である。
【００６７】
従って、以下では、第１の実施形態と異なる点を中心に詳細に説明し、第１の実施形態で既に説明した点については省略する。
【００６８】
等化フィルタ作成部３５は、試験・制御信号受信部３１４から受信信号の波形を受け取り、その受信信号の波形に基づいて伝送路の伝達関数を得て、その伝達関数の逆変換を施すことにより逆関数を求めるものである。また、等化フィルタ作成部３５は、伝送路の伝達関数の逆関数を、等化フィルタ３１２ｄの伝送関数として設定するものである。
【００６９】
なお、等化フィルタ作成部３５が伝送路の伝達関数を得る方法としては、例えば、予め試験信号の信号波形を記憶しておき、その試験信号の信号波形と受信信号の信号波形との比を利用する従来の算出方法を適用することができる。また、このとき、どの試験信号を送信するかについては、試験信号の送信前に、例えば、試験信号の送信側又は受信側の電力線モデムや、電力線通信システム５上に設けた主制御を行う電力線モデムや、別途設けた専用制御装置などの制御により決定する。
【００７０】
等化フィルタ３１２ｄは、等化フィルタ作成部３５が求めた伝送路の伝達関数の逆関数を伝達関数として設定されたフィルタである。これにより、受信信号を等化フィルタ３１２ｄに通すことで、反射信号成分を打ち消すことができる。
【００７１】
ビット判定部３１２ｃは、等化フィルタ３１２ｄから反射信号成分が打ち消された信号を受け取り、その信号に基づいて０／１判定を行い、フレーミング処理部２０に与えるものである。
【００７２】
図４は、受信側である電力線モデムＢでの試験信号の受信パターンの例を示す図である。図４（Ａ）に示すように、ビット列「１００１１」というパターンの試験信号を電力線モデムＡが送信すると、試験信号は経路（１）〜経路（４）を伝って電力線モデムＢに到達し、このときの受信パターンは図４（Ｂ）に示すようなものとなる。この受信信号を等化フィルタ３１２ｄを通すと、図４（Ｃ）に示すように、反射等による信号成分が打ち消された信号波形を得ることができる。
【００７３】
以上のように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態で説明した効果と同じ効果を得ることができる。
【００７４】
また、第１の実施形態では、大量のパターンデータを記憶し、これらのパターンデータに基づいてマッチングするだけの処理能力が必要となるのに対し、第２の実施形態によれば、少なくとも伝送路の伝達関数の逆関数を求める高速演算能力が必要となる。どちらのシステムのほうが、システム効率が高いかは運用時の状況によるが、いずれの技術も選択的に使い分けることができる。
【００７５】
（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明の電力線通信装置を適用した第３の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００７６】
第３の実施形態では、伝送路状態の変化に応じて伝送路情報を更新できるようにする点に特徴がある、伝送路状態は、例えば、コンセントに新たな電気器具やＰＬＣモデムが設置されたり、外されたりすることで変化する。また、気温等の環境変化にも左右される。そのため、安定した伝送品質を提供するために、伝送路状態の変化に応じて更新することが必要となる。
【００７７】
図５は、第３の実施形態の電力線通信システムの構成と電力線通信装置（電力線モデム）の内部構成を示す図である。
【００７８】
第３の実施形態の構成は、第１の実施形態の構成を基本とするものであるが、第１の実施形態の構成に、誤り率監視手段４０と情報更新指示手段５０とを加えた構成である。勿論、第２の実施形態の構成を基本として、誤り率監視手段４０と情報更新指示手段５０とを加えた構成としてもよい。
【００７９】
従って、以下では、第１の実施形態と異なる点を中心に詳細に説明し、第１の実施形態で既に説明した点については省略する。
【００８０】
フレーミング・オーバヘッド処理部２１は、第１の実施形態と同様に、受信信号の伝送誤り検出を行い、ビット誤り率を求めるものである。なお、ビット誤り率の求める方法としては、既存技術を適用することができ、例えば、フレーム（例えば、ＩＥＥＥ８０２．３（イーサネット）や、ＩＴＵ−Ｔ標準であるＧ７０７（ＳＤＨ））のオーバヘッド情報を利用して求める。
【００８１】
誤り率監視手段４０は、フレーミング・オーバヘッド処理部２１での伝送誤り率（ビット誤り率）を監視し、伝送誤り率に変化が生じていないかを監視するものである。そして、例えば閾値等を用いて伝送誤り率が悪化していることを発見した場合、誤り率監視手段４０は、その旨を情報更新指示手段５０にするものである。
【００８２】
情報更新指示手段５０は、誤り率監視手段４０からビット誤り率の悪化の旨の通知を受けると、伝送路情報の更新を行うために、伝送路情報管理制御部３３に対し伝送路情報の更新動作指示を行うものである。これにより、データ信号のデータ通信中であっても、ビット誤り率の悪化により、伝送路の状態の変化を確認させることができる。
【００８３】
なお、データ信号のデータ通信中にビット誤り率の悪化を発見し、伝送路情報の更新動作をする場合、例えば、送信バッファ（図示しない）が一時的に送信信号をバッファリングし、伝送路情報の更新動作を優先的に行う。これにより、伝送路の状態変化に合わせて、受信処理をさせることができる。
【００８４】
次に、第３の実施形態の電力線通信システム５における動作について説明する。
【００８５】
第３の実施形態では、第１の実施形態で説明した動作と同様にして、データ通信前に、伝送路情報の取得を行い、試験信号のパターンデータの取得後、データ通信を行う。
【００８６】
データ信号のデータ通信中、受信側の電力線モデムＢでは、フレーミング・オーバヘッド処理部２１による受信信号の誤り検出が行われ、ビット誤り率が求められる。
【００８７】
誤り率監視手段４０は、フレーミング・オーバヘッド処理部２１によるビット誤り率が監視され、ビット誤り率の悪化を監視する（ステップＳ３１）。
【００８８】
そして、誤り率監視手段４０によりビット誤り率の悪化が発見されると、ビット誤り率が悪化した旨が、誤り率監視手段４０から情報更新指示手段５０に与えられる（ステップＳ３１）。
【００８９】
ここで、例えば、１回でもビット誤り率が閾値以下となった場合にビット誤り率が悪化したものと判断したり、又、閾値以下のビット誤り率が連続して所定期間続いた場合にビット誤り率が悪化したと判断したりする方法を適用できる。
【００９０】
なお、ビット誤り率の悪化が発見されない場合には、伝送路の状態は変化していないものとして、そのままデータ信号の送受信を引き続き行う。
【００９１】
誤り率監視手段４０からビット誤り率が悪化した旨が通知されると、情報更新指示手段５０は、伝送路情報の更新動作を伝送路情報管理制御部３３に指示する（ステップＳ３３）。
【００９２】
この更新動作指示を受けて、伝送路情報管理制御部３３は、伝送路情報を更新するために、試験信号の送信命令を試験・制御信号送信部３１３に与える。試験・制御信号送信部３１３は、伝送路情報管理制御部３３からの指示を受けて、試験信号を変調部３１１に与えて、電力線４に送信する。その後の処理は、第１の実施形態で説明した伝送路情報を取得する処理と同様であるから、ここでの説明を省略する。
【００９３】
また、上記で説明した第３の実施形態の変形例として、誤り率監視手段４０が、常に伝送路の通信状態を直接監視するものとし、誤り率の劣化が生じた際に、伝送路情報の再設定をする方法も適用できる。
【００９４】
また、別の変形例として、第２の実施形態に適用する際、伝送路の状態に応じて、電力線の伝達関数の逆関数を伝達関数とするフィルタの最適化を行うと同時に、ビット誤り率や誤りによるフレーム廃棄の影響を考慮して、データ信号の伝送速度や変調方式の最適化を行うのも好適である。
【００９５】
このとき、伝送速度の最適化について、例えば、伝送速度を１０％高速化できても、ビット誤り率が増加していれば、その結果として、ビットの情報が欠落するだけでなく、イーサネットフレームが度々丸ごと廃棄される場合を想定できる。つまり、単に伝送速度を高速化したとしても、最大速度になるとは限らない。そこで、こういったことを配慮した上での実効最大転送速度を選択する。
【００９６】
以上のように、第３の実施形態によれば、第１の実施形態で説明した効果と同じ効果を得ることができる。
【００９７】
また、第３の実施形態によれば、ビット誤り率の変化に基づいて伝送路情報の更新動作を実行できるので、安定した通信品質を提供することができる。
【００９８】
（Ｄ）第４の実施形態
次に、本発明の電力線通信装置を適用した第４の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００９９】
図６は、第４の実施形態の電力線通信システムの構成と電力線通信装置（電力線モデム）の内部構成を示す図である。
【０１００】
第４の実施形態の構成は、第１の実施形態の構成を基本とするものであるが、第１の実施形態の構成に、起動通知手段６０を加えた構成である。なお、図６では、説明便宜上、誤り率監視手段４０及び情報更新指示手段５０も備える第３の実施形態の構成に適用した場合を示す。
【０１０１】
従って、以下では、第１の実施形態と異なる点を中心に詳細に説明し、第１の実施形態で既に説明した点については省略する。
【０１０２】
起動通知手段６０は、自装置である電力線モデムの電源が入力されると、電源が入力された旨を、電力線４に接続する他の電力線モデムに通知するものである。
【０１０３】
このように、自装置である電力線モデムの電源が入力された旨を他の電力線モデムに通知することにより、伝送路のインピーダンスが変化したことを通知することができるから、伝送路状態が変化することを他の電力線モデムに知らせることができる。その結果、他の電力線モデムにおける伝送路情報の取得又は更新を実行することができる。
【０１０４】
次に、第４の実施形態の動作について図６を参照して説明する。
【０１０５】
まず、電力線モデムＡの電源が入力されると、起動通知手段６０は、自動的に、自装置である電力線モデムＡに電源が入力された旨を示す起動通知信号を、伝送路情報管理制御部３３に与える。
【０１０６】
そうすると、起動通知信号が、伝送路情報管理制御部３３及び試験・制御信号送信部３１３を介して変調部３１１に与えられ、変調部３１１から電力線４に出力されて他の電力線モデムＢに与えられる。
【０１０７】
また、電力線モデムＡの伝送路情報管理制御部３３は、例えば、起動通知信号を出力後、所定時間経過後に、試験・制御信号送信部３１３に試験信号の送信命令を行う。そして、試験・制御信号送信部３１３に試験信号の送信命令が与えられた後の処理は、第１の実施形態と同様の処理が行われる。
【０１０８】
一方、電力線モデムＢでは、電力線モデムＡから起動通知信号（制御信号）が到達すると、起動通知信号が、データ・試験・制御信号分離部３１２ｂにより分離され、試験・制御信号受信部３１４に受信される。
【０１０９】
そして、起動通知信号は、伝送路情報管理制御部３３に与えられ、電力線モデムＡに電源が入力されて伝送路のインピーダンスが変化したことを認識し、その後、伝送路情報の再設定の準備をし、試験信号の受信を待つ。
【０１１０】
なお、電力線モデムＢに到達した試験信号の受信パターンに基づいてパターンデータを作成する処理は、第１の実施形態と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１１】
以上のように、第４の実施形態によれば、第１の実施形態で説明した効果と同じ効果を得ることができる。
【０１１２】
また、第４の実施形態によれば、新たに電力線モデムが設置された場合、直ちに、伝送路の状態が変化したことを他の電力線モデムに知らせ、その後、通信を最適化するための伝送路情報の再設定ができる。
【０１１３】
（Ｅ）第５の実施形態
次に、本発明の電力線通信装置を適用した第４の実施形態を、図面を参照して説明する。
【０１１４】
一般に、送信側の電力線モデムが送信する試験信号のビット列が異なれば、受信側の電力線モデムが認識するパターンデータのビット列も異なる。しかし、送信する試験信号のパターンによっては、受信側が受信するパターンデータが類似したり、又は、複数のパターンデータ間の差分が近似したりすると、複数のパターンデータ間で判別できなくなるおそれがあり、その結果、通信品質の劣化を招き得る。
【０１１５】
そこで、第５の実施形態では、パターンデータの類似による通信品質の劣化を回避するために、パターンデータの類似を検出すること、かつ、これら類似するパターンデータの元となる複数の試験信号を判別できるように送信することができるようにする。
【０１１６】
図７は、第５の実施形態の電力線通信システムの構成と電力線通信装置（電力線モデム）の内部構成を示す図である。
【０１１７】
第５の実施形態の構成は、第１の実施形態の構成を基本とするものであるが、第１の実施形態の構成に、類似パターン検出機能部７０を加えた構成である。なお、図６では、説明便宜上、誤り率監視手段４０及び情報更新指示手段５０も備える第３の実施形態の構成に適用した場合を示す。
【０１１８】
類似パターン検出機能部７０は、伝送路情報管理制御部３３が管理する多数のパターンデータの中から、複数のパターンデータ間で、同一又は類似するパターンデータを検出するものであり、その検出結果を伝送路情報管理制御部３３に通知するものである。
【０１１９】
ここで、類似パターン検出機能部７０による同一又は類似するパターンデータの検出方法としては、既存の技術を適用することができるが、例えば、パターンデータと受信信号データとの相関を取り、その相関結果が所定値を超えるものであるか否かを判定することで、同一又は類似を判定する。
【０１２０】
また、伝送路情報管理制御部３３は、類似パターン検出機能部３３により同一又は類似するパターンデータが検出されると、これらのパターンデータが類似する旨及びこれらの元となる試験信号が区別できるように送信する旨を送信側の電力線モデムＡに返信する。
【０１２１】
なお、試験信号の送信側の電力線モデムの伝送路情報管理制御部３３は、他の電力線モデムから、類似するパターンデータがある旨及びこれらの元となる試験信号を区別できるように送信する旨の信号を制御信号として受信すると、これらの元となる試験信号のパターンが受信側で判別できるように送信するよう制御する。例えば、試験信号のビット列の間にゼロ（ヌル）を１又は複数個挿入するようにする方法を適用できる。
【０１２２】
次に、第５の実施形態の動作について図７及び図８を参照して説明する。
【０１２３】
まず、第１の実施形態と同様に、電力線モデムＡは、それぞれ異なるパターンの複数の試験信号を、電力線４を介して他の電力線モデムに送信する。
【０１２４】
電力線モデムＢでは、第１の実施形態と同様に、電力線４を介して、電力線モデムＡが送信した複数の試験信号を受信し、それら試験信号の受信パターンに基づいて、各試験信号のパターンデータを作成し、管理する。
【０１２５】
このとき、例えば、電力線モデムＡが、ビット列「１００１１０１００１１」の試験信号と、ビット列「１００１１００１０１１」の試験信号とを送信する場合を考える。
【０１２６】
この場合、図８（Ａ）に示すように、電力線モデムＡがそれぞれの試験信号を送信すると、各試験信号は電力線４の接続部で反射され、その結果、図８（Ｂ）に示すように、電力線モデムＢは多重反射を含むノイズの多い伝送波形を有する信号を受信する。
【０１２７】
図８（Ｂ）に示すように、電力線モデムＡが送信する試験信号のビット列はそれぞれ異なるものであるが、これら信号が反射や減衰等を受けると、受信側の電力線モデムＢにおいては、これらの信号のパターンが近似し若しくは差分が小さくなり得る。
【０１２８】
ここで、一般に、パターン判定部３１２ａによるパターン判定について、比較するパターンのビット列が長いほど、パターンの違いが出やすくなるが、比較するパターンのビット列が長くなるほど、記憶すべきパターンが多くなり、照合処理の負荷が大きくなる。
【０１２９】
そこで、第５の実施形態は、電力線モデムＡが、第１の実施形態と同様に、それぞれパターンが異なる試験信号を大量に送信し、電力線モデムＢが、これら大量のパターンデータの中から類似するパターンデータを検出する。
【０１３０】
すなわち、類似パターン検出機能部７０は、伝送路情報管理制御部３３において管理されるパターンデータの中から、所定の検出方法に従って、類似するパターンデータを検出する。
【０１３１】
類似パターン検出機能部７０により類似するパターンデータが検出されると、その検出結果が、伝送路情報管理制御部３３に通知される。そうすると、伝送路情報管理制御部３３の制御の下、類似するパターンデータがある旨及びこれらの元となる試験信号を区別できるように送信する旨の制御信号が、試験・制御信号送信部３１３から変調部３１１に与えられ、電力線４を介して送信側の電力線モデムＡに与えられる。
【０１３２】
電力線モデムＡでは、類似するパターンデータがある旨及びこれらの元となる試験信号を区別できるように送信する旨の制御信号が、データ・試験・制御信号分離部３１２ｂにより分離され、試験・制御信号受信部３１４に受信され、伝送路情報管理制御部３３に与えられる。
【０１３３】
そうすると、伝送路情報管理制御部３３では、類似するパターンデータの元となるそれぞれの試験信号を送信する際、これらの試験信号を判別して受信できるようにして送信制御する。
【０１３４】
これにより、再度、これらの試験信号を送信し、電力線モデムＢが、再送した試験信号の受信パターンに基づいてパターンデータを作成することにより、類似するパターンデータ間を区別することができる。
【０１３５】
以上のように、第５の実施形態によれば、第１の実施形態で説明した効果と同じ効果を得ることができる。
【０１３６】
また、第５の実施形態によれば、伝送路の多重反射によって、ある試験信号のパターンデータが他のパターンデータと似ていることを検出し、これらの試験信号を判別できるように送信するようにすることで、誤り率を低下せずに受信することが可能となる。
【０１３７】
（Ｆ）第６の実施形態
次に、本発明の電力線通信装置を適用した第６の実施形態を、図面を参照して説明する。
【０１３８】
第２の実施形態では、伝送路の伝達関数の逆関数を、伝達関数とする等化フィルタに受信信号を通すことで多重反射によるノイズを除去し、０／１判定する場合を説明した。しかし、精度の高い伝達関数を得ることができなかったり、逆変換の精度が不十分であったりする場合、ノイズが残ってしまう場合がある。
【０１３９】
そこで、第６の実施形態では、０／１判定するのではなく、ノイズの残ったパターンを記憶し、パターン判定することにより精度を向上させるようにする。また、類似パターンのものについては、そういったパターンが発生しないように送信側で制御するようにする。
【０１４０】
図９は、第６の実施形態の電力線通信システムの構成と電力線通信装置（電力線モデム）の内部構成を示す図である。
【０１４１】
第６の実施形態の構成は、第２の実施形態の構成に、第１の実施形態で説明したパターンデータ作成部３４及びパターン判定部３１２ａを加えた構成である。
【０１４２】
パターンデータ作成部３４及びパターン判定部３１２ａの機能構成は、第１の実施形態で説明したものと同じであるが、接続関係が第１の実施形態と異なる。
【０１４３】
そのため、以下では、第６の実施形態の動作を図９及び図１０を参照しながら説明する。
【０１４４】
まず、第１の実施形態と同様にして、電力線モデムＡが、それぞれパターンが異なる複数の試験信号を、電力線４を介して他の電力線モデムに送信する。
【０１４５】
反射信号を含む試験信号が電力線４を介して電力線モデムＢに到達すると、反射信号を含む試験信号は、第２の実施形態と同様に、データ・試験・制御信号分離部３１２ｂにより分離され、試験・制御信号受信部３１４により受信され、等化フィルタ作成部３５に与えられる。
【０１４６】
そうすると、等化フィルタ作成部３５は、受信信号の信号波形に基づいて伝送路の伝達関数を得て、その伝達関数を逆変換して逆関数を求め、この伝送路の伝達関数の逆関数を等化フィルタ３１２ｂの伝達関数として設定する。
【０１４７】
また、反射信号を含む試験信号は、伝送路の伝達関数の逆関数が設定された等化フィルタ３１２ｄを通過し、等化フィルタ３１２ｄを通過した信号が、パターンデータ作成部３４に与えられる。
【０１４８】
ここで、図１０は、等化フィルタ通過後の信号波形を説明する図である。ここでは、図１０（Ａ）に示す試験信号が電力線モデムＡから送信され、図１０（Ｂ）に示す受信パターンで試験信号が電力線モデムＢに受信されるものとする。そして、この試験信号の受信パターンが等化フィルタ３１２ｄを通過すると、通過後の信号波形は、図１０（Ｃ）に示すように、ノイズが付与されている波形とする。
【０１４９】
すなわち、この場合、パターンデータ作成部３４に入力される信号は、図１０（Ｃ）に示すように、等化フィルタ３１２ｄを通過後のものであり、完全に除去されなかったノイズを含む信号である。
【０１５０】
パターンデータ作成部３４では、等化フィルタ３１２ｄ通過後の信号波形の受信パターンを、第１の実施形態と同様にして、パターンデータとして作成する。勿論、それぞれパターンが異なる大量の試験信号についてのパターンデータを取得する。
【０１５１】
その後、ＰＣ−ＡとＰＳ−Ｂとの間でデータ通信が開始され、送信端末ＰＣ−Ａから受信端末ＰＣ−Ｂにデータ信号が与えられると、受信側の電力線モデムＢにおいて次のような処理がなされる。
【０１５２】
電力線モデムＢにおいて、受信されたデータ信号は、データ・試験・制御信号分離部３１２ｂにより分離されて等化フィルタ３１２ｂに与えられる。そして、受信データ信号は、等化フィルタ３１２ｂを通過して、パターン判定部３１２ａに与えられる。
【０１５３】
パターン判定部３１２ａにおいては、パターンデータ作成部３４が作成したパターンデータに基づいてパターンマッチングが行われ、パターンマッチングにより得られたデータがフレーミング処理部２０に与えられる。
【０１５４】
その後の処理は、第１の実施形態の処理と同じなので省略する。
【０１５５】
以上のように、第６の実施形態では、第１の実施形態で説明した効果と同じ効果を得ることができる。
【０１５６】
また、第６の実施形態では、第２の実施形態で説明した実施形態を適用する際に、伝送路の伝達関数や逆変換の精度が足りず、ノイズを充分に除去できなかった場合でも、ノイズの影響を抑制して受信処理を行うことができる。
【０１５７】
（Ｇ）第７の実施形態
次に、本発明の電力線通信装置を適用した第７の実施形態を、図１１を参照して説明する。図１１は、第７の実施形態の電力線通信システムの構成と電力線通信装置（電力線モデム）の内部構成を示す図である。
【０１５８】
特許文献３では、送信元となる送信装置が、反射波を測定し、伝送路情報を把握して、反射波を低減させる反射波低減信号を出力することで、電力線上で、反射波と反射波低減信号とが相互に打ち消しあい、ノイズの低減を行う技術が開示されている。
【０１５９】
しかし、電力線における多重反射の実体に鑑みると、送信装置が、反射波低減信号を送信しても、必ずしもノイズの低減が充分にできているとは限らない。
【０１６０】
そこで、第７の実施形態では、送信装置だけでなく、電力線上に接続された少なくとも２台以上の装置が、反射波を低減する信号を出力できるようにし、電力線通信路内の反射波の低減を図る。
【０１６１】
すなわち、送信側装置に限定されず、受信側装置や、データ信号の送受信に関係ないが電力線に接続している他の電力線モデムが出力できるようにしても良いし、また、反射波の低減のために設けられた専用の反射波低減装置を設けるようにしても良い。
【０１６２】
ここで、第７の実施形態を実現するためには、次に示す３つの課題が考えられ、第７の実施形態では、これら３つの課題を考慮して実現するものとする。
【０１６３】
第１の課題として、受信側では、受信した信号に関して、波形が到着した直後では、その信号がどこから出力され、どこで・どのような反射が発生している信号なのか判断する方法。
【０１６４】
第２の課題として、反射波を低減させるのに、どのような信号を出力すれば良いのかを知る方法。
【０１６５】
第３の課題として、網の状態が変化した場合や、反射波低減のために寄与している電力線モデムの電源がＯＮ状態又はＯＦＦ状態になったりする等の、伝送路状態の変化に対応する方法。
【０１６６】
第１〜第３の課題に対する対処法の概念を以下に示す。
【０１６７】
第１の課題に対する方法としては、事前に試験信号を用いたパターン測定を行うことで対応する。すなわち、試験フェーズで、電力線４に接続する全ての電力線モデムが多数の試験信号を送出し、他の全ての電力線モデムがこれら試験信号の反射信号を含んだ受信パターンを測定し、この反射信号を含んだ受信パターンを用いた受信信号のマッチングにより、どの電力線モデムが送信した信号であるかを知ると共に、各電力線モデムが送信信号に伴う反射波は、どういう特性で伝送路を伝播するかを知ることができる。
【０１６８】
第２の課題に対する方法としては、各電力線モデムが、電力線通信全体で、反射波を低減する反射波低減信号を計算できるようにし、計算した反射波低減信号を出力することで対応する。
【０１６９】
ここで、反射波を低減させる信号を計算する方法として、以下の２つの方法がある。
【０１７０】
第１の方法は、電力線モデムの１台が、サーバとなって、試験フェーズで、他の全ての電力線モデムと通信し、各入力パターンに対する最適制御の反射波低減信号を他の全ての電力線モデム毎に計算し、各計算結果を分配する方法である。これは、必ずしも、サーバである電力線モデムがその場で計算するだけでなく、事前に大規模計算機が、おおよそのパターンを計算し、それをメモリに記憶しておき、比較的使えそうなパターンを用いる方法でも良い。また、まず、おおよその計算値又は記憶していたパターンを、各電力線モデムに設定し、その後、実際に伝送路を用いて実験を行い、各電力線モデムが、予め設定した計算値又はパターンから、微妙に値を摂動させ、最初の状態よりも優れた制御値があれば、それを新しい初期値として用い、これを繰り返すことで、より良い制御値を得ることができる。この方法での摂動方法には、一定の範囲で変化を与えることもできるし、事前に学習させたニューラルネットワークを用いたり、遺伝的アルゴリズムを用いたり、ヒューリスティックな手法を用いたりして、制御値を得るようにしてもよい。
【０１７１】
第２の方法は、各電力線モデムが同一のアルゴリズムを持ち、各電力線モデムのおかれている状態で、各電力線モデムがそれぞれ制御値を計算し、それぞれの制御値を出力する方法である。この方法であれば、例えば、電力線モデムＡは、電力線モデムＢと電力線モデムＣがそれぞれどういう制御を行うかを予測し、電力線モデムＡ自体が制御すべき制御値を出力する。この制御値は、電力線モデムＢと電力線モデムＣにおいて、電力線モデムＡが動作するはずの値として、織り込まれ、全体で最適制御を行うはずである。これは、論理計算を用いても良いし、ニューラルネットを用いたり、遺伝的アルゴリズムを用いたり、ヒューリスティックな手法を用いた方法でも良い。各モデムの位置関係と伝達関数は試験信号を用いれば得ることができる。また、この値に関して、より精度を高めるため、第１の方法で用いた実際の伝送路を用いた実験での最適化を行うこともできる。
【０１７２】
第３の課題に対する方法としては、定期的に又は時々、伝送路の状態を確認する試験信号を用いて測定したり、又は、定期的に、各電力線モデムが自モデムが電力線４に接続していることを知らせる（すなわち、自身の存在を知らせる）メッセージを他の電力線モデムに送信して伝送路情報の取得要求をする等の方法を用いることができる。
【０１７３】
以上の点を考慮し、第７の実施形態の構成及び動作について、図１１を参照して説明する。図１１において、第７の実施形態の構成は、第１の実施形態の構成を基本とするものであるが、第１の実施形態の構成に、反射波低減信号計算機能部８０を加えた構成である。
【０１７４】
なお、上述した第２の課題を解決するために、上記第１の方法を適用する場合、図１１に示す電力線モデムＡ〜電力線モデムＣのうち、いずれか１台の電力線モデム（例えば電力線モデムＡ）を上述した機能を有するサーバとして機能させることで実現できる。また、上記第１の方法を適用する場合、各試験信号のパターンの反射波低減信号を各電力線モデム毎に計算して、分配する専用の制御装置を別途設けるようにしても良い。このとき、サーバ若しくは専用制御装置は、反射波低減信号を出力する電力線モデムの数に応じて按分した制御値を、各電力線モデム毎の制御値として計算するようにすることで実現できる。
【０１７５】
また、上記第１の方法及び上記第２の方法のいずれを適用する場合においても、反射波を低減する反射低減信号を出力するモデムは、送信側モデム、受信側モデム、送信と受信のいずれにも該当しないモデムのうち、少なくとも２台のモデムとなるように制御する。ここで、反射波を低減することができれば、複数のモデムから出力された複数の反射波低減信号があわせて反射波を相殺することで、反射波を打ち消すようにしてもよい。
【０１７６】
伝送路情報管理制御部３３は、第１〜第６の実施形態と同様に、伝送路情報の取得・管理をするものである。この伝送路情報管理制御部３３が、試験信号の送信命令タイミングや、伝送路情報（パターンデータ）の更新処理を制御することにより、上述した第１の課題及び第３の課題を解決することができる。
【０１７７】
すなわち、伝送路情報管理制御部３３は、データ信号の無通信期間（データ通信前等）を試験信号を送信する期間として、試験信号の送信命令をしたり、図１１では図示しないが第３の実施形態で説明したような、誤り率監視手段４０及び情報更新手段５０を備えて伝送路情報の更新をしたり、図１１では図示しないが第４の実施形態で説明したような、起動通知手段６０を備えて電源がＯＮ状態になったときに伝送路情報の取得をさせるようにしたり等を行う。
【０１７８】
反射波低減信号計算機能部８０は、伝送路情報管理制御部３３の制御の下、試験フェーズ時に、送信される試験信号の送信により生じた反射信号を低減するために、反射波低減信号を計算するものである、また、反射低減信号計算機能部８０は、計算した反射低減信号を伝送路情報管理制御部３３に与えるものである。なお、反射波低減信号計算機能部８０の詳細な構成としては、例えば、特許文献３に開示されるような既存技術を適用することができる。
【０１７９】
次に、上述した第２課題の対処方法として上記第１の方法を適用した場合の第７の実施形態の動作、を図１１を参照しながら説明する。ここでは、電力線モデムＡが上述したサーバとして機能するものとする。
【０１８０】
まず、電力線モデムＡにおいて、第１の実施形態と同様に、伝送路情報管理制御部３３が試験・制御信号送信部３１３に対して試験信号の送信命令を行い、試験信号が電力線４に送出される。
【０１８１】
なお、試験信号の送信は、伝送路情報管理制御部３３の制御の下、データ通信前などのデータ信号の無通信期間に行われ、また、必要に応じて、伝送路情報の更新のために、データ通信期間や電力線モデムのＯＮ若しくはＯＦＦの切り替え時に行われる。
【０１８２】
次に、電力線モデムＡの反射波低減信号計算機能部８０は、試験信号とその反射波とに基づいて、試験信号の受信パターンに対する最適な低減信号を電力線モデムＡ〜Ｃ毎に計算する。この各電力線モデム毎の信号の計算方法としては、例えば、電力線モデムＡの反射波低減信号計算機能部８０は、試験信号とその反射波とに基づいて伝送路の伝達関数を求め、この伝達関数に基づいて反射波を低減させる信号を計算する。そして、この信号による反射波の除去効果を電力線モデムの数で按分するようにして、各電力線モデムの制御値とする方法等を適用できる。
【０１８３】
なお、反射波低減信号を出力する電力線モデムの取り決めについては、予め設定しておくようにしてもよい。例えば、送信先がどこであるかや、受信先がどこであるかや、電力線モデムの接続状態などによって、どの装置が反射波低減信号を出力するかということを予め決めておくことが考えられる。
【０１８４】
電力線モデムＡで、各電力線モデムＡ〜Ｃの制御値を計算すると、伝送路情報管理制御部３３の制御の下、試験・制御信号送信部３１３が、この制御値を制御情報として制御信号に載せて、各電力線モデムＢ、Ｃに向けて送信する。
【０１８５】
そして、各電力線モデムｂ、Ｃにおいては、試験・制御信号受信部３１４が、制御信号として受信した制御値を制御情報として伝送路情報管理制御部３３に与え、反射波低減信号計算機能部８０に設定する。その後、各電力線モデムＡ〜Ｃの反射波低減信号計算機能部８０は、所定の方法により設定された制御値を摂動し、制御値の最適化処理を行う。
【０１８６】
なお、上記第１の方法で説明したように、サーバとしての電力線モデムＡが、常に各電力線モデムの計算値を求めて制御するようにしてもよいし、別の大型計算機が、事前に大数のパターンに対する反射波を低減する信号を計算しておき、各電力線モデムＡ〜Ｃがこれらの信号に最も似ているパターンを探し出し、その計算結果を記憶するようにしてもよい。
【０１８７】
このようにして、各電力線モデムＡ〜Ｃは、試験信号の受信信号波形のパターンデータを多数蓄積する。
【０１８８】
その後、データ転送の際には、各電力線モデムＡ〜Ｃはデータ信号の受信モードとなっており、各電力線モデムＡ〜Ｃがデータ信号を受信すると、各電力線モデムＡ〜Ｃの反射波低減信号計算機能部８０は、蓄積されたパターンデータと受信データ信号波形とを照合して、当該受信データ信号の送信元、及び又は、当該受信データ信号のビット列を推定し、このデータ信号の推定に基いて、伝送路のノイズを低減するような信号を出力する。
【０１８９】
以上のように、第７の実施形態によれば、第１の実施形態で説明した効果と同じ効果を得ることができる。
【０１９０】
また、第７の実施形態によれば、電力線通信全体を通じて、伝送路の多重反射による反射波を打ち消すようにするので、雑音を低減させることが可能となり、より伝送品質を高めることができる。あるいは、同一速度での伝送をするのに必要な送信電力を低減させ、漏洩電磁波を低減することが可能となる。
【０１９１】
（Ｈ）他の実施形態
上述した第１〜第７の実施形態では、ＡＣ１００Ｖの電力線の配線を利用した電力線通信システムを例に挙げて説明した。しかし、電力線としては、これ以外に、例えば、２００Ｖ（又はそれ以上）の電力線や、列車用電力線、工場用電力線でも適用することができる。
【０１９２】
また、上述した第１〜第７の実施形態では、電力線通信システムが、ＰＣ間のコンピュータ通信に利用する場合を例に挙げて説明した。しかし、このようなコンピュータ通信に限定されず、デジタル信号の代わりに、例えばインターホンや列車間通信のアナログ信号を用いる場合もある。
【０１９３】
上述した第１〜第７の実施形態で説明した各種機能は、ソフトウェア処理により実現可能なものである。すなわち、各種機能を実現する処理プログラムをコンピュータが実行することにより、各種機能が実現される。勿論、ハードウェアとして実現可能であれば、ハードウェアで実現するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】第１の実施形態の電力線通信システムの全体構成及び電力線モデムの内部構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態の電力線モデム間で送受信する試験信号の波形を示す図である。
【図３】第２の実施形態の電力線通信システムの全体構成及び電力線モデムの内部構成を示す図である。
【図４】第２の実施形態の電力線モデム間で送受信する試験信号の波形を示す図である。
【図５】第３の実施形態の電力線通信システムの全体構成及び電力線モデムの内部構成を示す図である。
【図６】第４の実施形態の電力線通信システムの全体構成及び電力線モデムの内部構成を示す図である。
【図７】第５の実施形態の電力線通信システムの全体構成及び電力線モデムの内部構成を示す図である。
【図８】第５の実施形態の受信側でのパターンデータが類似する場合の例を説明する図である。
【図９】第６の実施形態の電力線通信システムの全体構成及び電力線モデムの内部構成を示す図である。
【図１０】第６の実施形態の等化フィルタ通過後の波形にノイズが付与される場合の例を示す図である。
【図１１】第７の実施形態の電力線通信システムの全体構成及び電力線モデムの内部構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１９５】
３０…電力線側インタフェース部、３１…変復調部、３１１…変調部、３１２…復調部、３１２ａ…パターン判定部、３１２ｂ…データ・試験・制御信号分離部、３１２ｃ…ビット判定部、３１２ｄ…等化フィルタ、３１３…試験・制御信号送信部、３１４…試験・制御信号受信部、３２…ＡＣカップリング部、３３…伝送路情報管理制御部、３４…パターンデータ作成部、３５…等化フィルタ作成部、４０…誤り率監視手段、５０…情報更新指示手段、６０…起動通知手段、７０…類似パターン検出機能部、８０…反射波低減信号計算機能部。
【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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