(57)【要約】【課題】帯域周波数及び帯域幅の異なるバンドパスフィルタ帯域を効率的に実現することができる電力線搬送通信装置を得る。【解決手段】伝送路５からの受信信号のうち選択された通信帯域の信号を通過させる任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２と、任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２を通過した信号に基づき、伝送路５の通信状況を監視し、最適な通信帯域を選択する伝送路監視手段２２と、任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２を伝送路監視手段２２により選択された通信帯域に切り替えるフィルタ切替手段２３とを設け、任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２は、遮断周波数が異なる複数の低域通過フィルタＬＰＦと、遮断周波数が異なる複数の高域通過フィルタＨＰＦと、複数の低域通過フィルタのうちの１つを選択する第１のスイッチ４２１と、複数の高域通過フィルタのうちの１つを選択する第２のスイッチ４２２と有する。【選択図】図１
2008141662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク全体を制御するセンター局と、マスタ装置あるいはスレーブ装置として振舞う複数のモデム装置とが設けられ、既設の電力線を伝送路として通信を行う電力線搬送通信ネットワークにおいて、
前記伝送路からの受信信号のうち選択された通信帯域の信号を通過させる任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタと、
前記任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタを通過した信号に基づき、前記伝送路の通信状況を監視し、最適な通信帯域を選択する伝送路監視手段と、
前記任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタを前記伝送路監視手段により選択された通信帯域に切り替えるフィルタ切替手段とを備えた電力線搬送通信装置であって、
前記任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタは、
遮断周波数が異なる複数の低域通過フィルタと、
遮断周波数が異なる複数の高域通過フィルタと、
前記複数の低域通過フィルタのうちの１つを選択する第１のスイッチと、
前記複数の高域通過フィルタのうちの１つを選択する第２のスイッチと有するとともに、前記第１のスイッチ及び第２のスイッチが互いに直列接続されている
ことを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項２】
前記伝送路監視手段は、電源立上がり時に、前記伝送路からのビーコン信号を監視し、前記ビーコン信号が検出できない場合は、選択アルゴリズムに従い選択した通信帯域を前記フィルタ切替手段へ伝達するとともに、
前記フィルタ切替手段は、前記任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタを前記伝送路監視手段により選択された通信帯域に切り替える
ことを特徴とする請求項１記載の電力線搬送通信装置。
【請求項３】
書込み可能な不揮発性メモリをさらに備え、
前記伝送路監視手段は、通信に使用した前記任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタの通信帯域を前記不揮発性メモリに格納する
ことを特徴とする請求項２記載の電力線搬送通信装置。
【請求項４】
前記フィルタ切替手段は、前記任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタを前記センター局により変更指示された通信帯域に切り替える
ことを特徴とする請求項１記載の電力線搬送通信装置。
【請求項５】
前記センター局は、前記伝送路の伝送特性が悪い場合、あるいは前記伝送路において高い通信レートが必要である場合には、前記任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタが広帯域となる低域通過フィルタ及び高域通過フィルタの組合せを選択する変更指示を出す
ことを特徴とする請求項４記載の電力線搬送通信装置。
【請求項６】
前記伝送路への送信信号の送信動作中は、前記任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタは、高域通過フィルタの遮断周波数が低域通過フィルタの遮断周波数より高くなるように、低域通過フィルタ及び高域通過フィルタの組合せを選択して受信信号を遮断する
ことを特徴とする請求項１記載の電力線搬送通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、既設の電力線を伝送路として通信を行う電力線搬送通信装置であって、周波数分割多重（ＦＤＤ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）によりネットワークを構築する際に必要となる帯域通過フィルタ（バンドパスフィルタ）を受信回路に設けた電力線搬送通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既設の電力線を伝送路とする電力線搬送通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）では、電力線が配設される地域毎に異なる通信帯域を使用して通信データをリレーしていく周波数分割多重（ＦＤＤ）方式により、ネットワークを構成する。図７は、電力線搬送通信の周波数分割多重通信方式を使用したネットワークの概略構成を示す図である。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＰＬＣの通信帯域を４つの帯域（Ｆ１〜Ｆ４）に分割する例である。各地域は通信に使用する帯域が異なるため、信号の干渉問題を生じることがなく、各ネットワークの独立性を保って通信動作を行うことができる。
【０００３】
ここで、図７を用いてセンター局、マスタ装置及びスレーブ装置の関係について説明する。センター局は、ネットワーク全体を統括制御する。また、マスタ装置は、管轄地域のモデム装置を制御する。図７の右上に示す通信帯域Ｆ４の地域において、右側が上流と仮定すると、この上流側にセンター局があり、大きい電柱に設けられたモデム装置（●印）は、センター局に対してスレーブ装置として振舞う。一方、通信帯域Ｆ３の地域において、大きい電柱に設けられたモデム装置（●印）は、各家庭に設けられたモデム装置（●印）に対してマスタ装置として振舞う。このとき、各家庭に設けられたモデム装置は、スレーブ装置として振舞う。
【０００４】
このような、周波数分割多重（ＦＤＤ）方式により通信を行う電力線搬送通信装置（モデム装置）は、使用する帯域のみを通過させるバンドパスフィルタが必要となる。特に、ＰＬＣでは分割する帯域数が多数となるため、その分だけのバンドパスフィルタを搭載する必要がある。
【０００５】
図８は、従来のバンドパスフィルタの構成を示す回路図である（例えば、特許文献１参照）。図８に示す構成で、複数の通信帯域のバンドパスフィルタを構成する例が図示されている。即ち、高域通過フィルタ９１と、遮断周波数が異なり、出力側にダイオード９４が接続された複数の低域通過フィルタ９３とを、スイッチ９２を介して接続し、バンドパスフィルタを得る。これにより、回路の簡素化、小型化を図ることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１１５７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
既設の電力線を伝送路とするＰＬＣでは、伝送路の特性が地域毎に大きく異なる場合がある。即ち、通信地域や配線環境によって、通信に有利な帯域が高帯域であったり低帯域であったりする。また、稼動している家電品の状態によって、伝送路の特性が時間的に変動することもある。即ち、ＰＬＣが伝送路とする電力線は通信用途に設定されている訳ではないため、線路の状況に応じて通信特性が大きく劣化するという問題点があった。
【０００８】
また、通信レートは割当てられた帯域幅に依存する。特に高い通信性能が要求される通信地域においては、割当てられた帯域幅が狭いために通信性能が不足することが懸念される。
【０００９】
このように、使用する帯域周波数（高帯域／低帯域の選択）及び帯域幅が適切でないと、その通信地域における通信レートが低下する。上述したバンドパスフィルタのように、高域通過フィルタが１つでは、帯域周波数及び帯域幅を適切に選択することができない。そして、通信レートの低下がボトルネックとなり、ＰＬＣネットワーク全体の通信性能を劣化させる要因となってしまうという問題点があった。
【００１０】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、高域通過フィルタと低域通過フィルタの組合せを任意に選択することができ、帯域周波数及び帯域幅の異なるバンドパスフィルタ帯域を効率的に実現することができる電力線搬送通信装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る電力線搬送通信装置は、ネットワーク全体を制御するセンター局と、マスタ装置あるいはスレーブ装置として振舞う複数のモデム装置とが設けられ、既設の電力線を伝送路として通信を行う電力線搬送通信ネットワークにおいて、前記伝送路からの受信信号のうち選択された通信帯域の信号を通過させる任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタと、前記任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタを通過した信号に基づき、前記伝送路の通信状況を監視し、最適な通信帯域を選択する伝送路監視手段と、前記任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタを前記伝送路監視手段により選択された通信帯域に切り替えるフィルタ切替手段とを設けた電力線搬送通信装置であって、前記任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタは、遮断周波数が異なる複数の低域通過フィルタと、遮断周波数が異なる複数の高域通過フィルタと、前記複数の低域通過フィルタのうちの１つを選択する第１のスイッチと、前記複数の高域通過フィルタのうちの１つを選択する第２のスイッチと有するとともに、前記第１のスイッチ及び第２のスイッチが互いに直列接続されているものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る電力線搬送通信装置は、高域通過フィルタと低域通過フィルタの組合せを任意に選択することができ、帯域周波数及び帯域幅の異なるバンドパスフィルタ帯域を効率的に実現することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信装置について図１から図６までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信装置の構成を示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１４】
図１において、この実施の形態１に係る電力線搬送通信装置であるモデム装置１は、制御回路２と、送信回路３と、受信回路４とが設けられ、既設の電力線を伝送路５としてＰＬＣを実施する。
【００１５】
制御回路２は、復調器２１と、伝送路監視手段２２と、フィルタ切替手段２３とが設けられている。この制御回路２は、デジタル信号の変調処理や、復調器２１における復調処理を実行する。また、伝送路監視手段２２は、復調器２１の復調信号をもとに、伝送路状況や通信性能の状態を監視する。この伝送路監視手段２２により、通信帯域の変更が判断された場合は、フィルタ切替手段２３を介して、後述する任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２の通信帯域を変更できる。なお、制御回路２は、ＣＰＵや、フラッシュメモリなどの書込み可能な不揮発性メモリがさらに設けられている。
【００１６】
受信回路４は、受信スイッチ４１と、任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２と、受信アンプ４３とが設けられている。伝送路５に帯域外の信号が存在しても、任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２により遮断されて内部に入力されないため、混信や通信帯域干渉の問題が生じることがなくなる。
【００１７】
図２は、この発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信装置の任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタの構成を示す図である。
【００１８】
図２において、任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２は、第１のスイッチ４２１と、遮断周波数が異なる複数の低域通過フィルタＬＰＦ１〜ＬＰＦ４と、遮断周波数が異なる複数の高域通過フィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ４と、第２のスイッチ４２２とが設けられている。第１のスイッチ４２１と第２のスイッチ４２２は、互いに直列に接続されている。
【００１９】
第１のスイッチ４２１は、低域通過フィルタＬＰＦ１〜ＬＰＦ４の中から１つの低域通過フィルタを選択する。同様に、第２のスイッチ４２２は、高域通過フィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ４の中から１つの高域通過フィルタを選択する。従って、フィルタ切替手段２３によって、第１のスイッチ４２１と第２のスイッチ４２２を制御することにより、多数の通過帯域の組合せを効率的に実現可能なバンドパスフィルタを得ることができる。尚、本例では、各フィルタは４帯域ずつの例を示したが、各フィルタ数はこれに限るものではない。
【００２０】
つぎに、この実施の形態１に係る電力線搬送通信装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図３及び図４は、この発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信装置のバンドパスフィルタのフィルタ特性と通信帯域の選択例を示す図である。
【００２２】
図３において、横軸は周波数であり、右へいくほど周波数が高くなる。（ａ）に示すＦＨ１〜ＦＨ４は、それぞれ高域通過フィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ４の遮断周波数である。また、（ｂ）に示すＦＬ１〜ＦＬ４は、それぞれ低域通過フィルタＬＰＦ１〜ＬＰＦ４の遮断周波数である。さらに、（ｃ）には、低域通過フィルタＬＰＦ４と高域通過フィルタＨＰＦ４を選択し、通過帯域がＦＨ４〜ＦＬ４であるバンドパスフィルタを構成する例を示している。
【００２３】
図４において、横軸は周波数であり、右へいくほど周波数が高くなる。（ａ）に示すＦＨ１〜ＦＨ４は、それぞれ高域通過フィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ４の遮断周波数である。また、（ｂ）に示すＦＬ１〜ＦＬ４は、それぞれ低域通過フィルタＬＰＦ１〜ＬＰＦ４の遮断周波数である。さらに、（ｃ）には、低域通過フィルタＬＰＦ４と高域通過フィルタＨＰＦ３を選択し、通過帯域がＦＨ３〜ＦＬ４であるバンドパスフィルタを構成する例を示している。
【００２４】
以上により、高域通過フィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ４及び低域通過フィルタＬＰＦ１〜ＬＰＦ４は、それぞれ任意の組合せで選択することが可能な構成としたため、モデム装置１は、帯域周波数及び帯域幅の異なるバンドパスフィルタを効率的に得ることが可能である。
【００２５】
ここで、リモート制御によりオンラインで通信帯域の変更が可能となれば、以下のような利点がある。即ち、例えば家電品の稼動状態などに応じて、通信を行っている帯域（例えば、高域のＦＨ４〜ＦＬ４）において通信性能が劣化していると判断される場合は、図４に示すように、通信帯域をＦＨ３〜ＦＬ４に選択して帯域幅を広げるようにセンター局からリモート制御で変更する。帯域幅を広げて通信レートを上げることにより、通信路の特性が悪い状態でも通信状態を良好に保つことができる。或いは、通信帯域を高帯域ＦＨ４〜ＦＬ４から低帯域ＦＨ１〜ＦＬ１へ変更して、通信状態を良好に保つことも可能である。すなわち、センター局は、５伝送路の伝送特性が悪い場合、あるいは伝送路５において高い通信レートが必要である場合には、任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２が広帯域となる低域通過フィルタＬＰＦ及び高域通過フィルタＨＰＦの組合せを選択する変更指示を出す。
【００２６】
このようにオンラインで通信性能を監視し、通信性能が劣化していると判断される場合に、帯域周波数（高帯域／低帯域の選択）や帯域幅の変更がセンター局からのリモート制御により可能になる。従って、通信地域や配線環境によって大きく異なる通信路特性や、時間的に変動する通信路特性においても、通信性能の劣化を抑制できる。
【００２７】
図５は、この発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信装置の電源立ち上げ時の動作を示すフローチャートである。
【００２８】
まず、ステップ１００〜１０１において、スレーブ装置として振舞うモデム装置１の伝送路監視手段２２は、電源立上がり時に、復調器２１からの復調信号に基づいて、伝送路５の通信状況を監視し、最適な通信帯域を選択する。
【００２９】
すなわち、フィルタ切替手段２３は、不揮発性メモリに格納された、高域通過フィルタ及び低域通過フィルタの組合せからなる通信帯域情報を読み出し、その通信帯域情報に基づき任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２を切り替えるよう制御する。最初は、不揮発性メモリに何も格納されていないので、予め決めた通信帯域になるように任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２を切り替える。そして、伝送路監視手段２２は、マスタ装置からのビーコン信号（検出用信号）を監視する。ビーコン信号が検出できない場合は、選択アルゴリズムに従い選択した通信帯域をフィルタ切替手段２３へ伝達する。この選択アルゴリズムは、通信帯域を低域から高域へ順々に選択したり、逆に、通信帯域を高域から低域へ順々に選択したり、あるいは通信帯域をランダムに選択したり、通信帯域の帯域幅を狭帯域から広帯域へ順々に選択したりする。
【００３０】
次に、ステップ１０２〜１０３において、ビーコン信号が検出できた場合には、伝送路監視手段２２は、任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２を切り替えたときに、その高域通過フィルタＨＰＦ及び低域通過フィルタＬＰＦの組合せからなる、選択した通信帯域情報や、変更指示された通信帯域情報を不揮発性メモリに格納して通信帯域情報を更新する。また、制御回路２は、その状態で通信を開始する。
【００３１】
ステップ１０４において、制御回路２は、センター局からのリモート制御により、マスタ装置（モデム装置）を経由して通信帯域の変更指示があった場合には、指示された通信帯域をフィルタ切替手段２３へ伝達する。このように、センター局からの通信帯域の変更指示があった場合も、図５に示すフローに従い、任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２の帯域を変更し、ビーコン信号が検出できた場合に通信を再開する。これにより、通信帯域変更のため任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２を変更しても、再度、通信状態に復帰することができる。
【００３２】
ステップ１０５において、フィルタ切替手段２３は、伝送路監視手段２２から、ビーコン信号が検出できない場合に伝達された選択通信帯域に基づき、任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２の通信帯域を切り替える。また、センター局から、つまり制御回路２から伝達された変更指示の通信帯域に基づき、任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２の通信帯域を切り替える。
【００３３】
上述したように、任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２が切り替えられた情報は、不揮発性メモリに格納される。これにより、電源立ち上げ時に、前回使用した任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２の通信帯域で速やかに通信状態に移行することが可能となる。
【００３４】
図６は、この発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信装置のバンドパスフィルタのフィルタ特性と通信帯域の他の選択例を示す図である。
【００３５】
図６において、横軸は周波数であり、右へいくほど周波数が高くなる。（ａ）に示すＦＨ１〜ＦＨ４は、それぞれ高域通過フィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ４の遮断周波数である。また、（ｂ）に示すＦＬ１〜ＦＬ４は、それぞれ低域通過フィルタＬＰＦ１〜ＬＰＦ４の遮断周波数である。
【００３６】
さらに、図６（ｃ）に示すように、高域通過フィルタＨＰＦの遮断周波数が低域通過フィルタＬＰＦの遮断周波数より高い組合せ（ＦＬ１−ＦＨ４）を選択すると、受信信号は全て遮断される。即ち、スイッチの遮断の機能を代用できる。よって、受信動作時は、通常のバンドパスフィルタの帯域設定を行い、送信動作中は、例えば遮断周波数ＦＬ１−ＦＨ４の組合せに切り替えて動作する。これにより、受信スイッチ４１を削除でき、部品面積を小さくすることができ、低コストを図ることができる。
【００３７】
この発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信装置によれば、任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２を複数の高域通過フィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ４と複数の低域通過フィルタＬＰＦ１〜ＬＰＦ４の任意の選択組合せにより構成したため、帯域周波数及び帯域幅の異なるバンドパスフィルタ帯域を効率的に実現できる。これにより部品点数が大幅に削減でき、装置の小型化、低コスト化を図ることができる。さらに、伝送路監視手段２２により伝送路の状況や通信状態が監視され、通信帯域の変更が必要と判断された場合は、フィルタ切替手段２３により任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２の帯域を変更できる構成としたため、通信地域や配線環境によって大きく異なる通信路特性や、時間的に変動する通信路特性においても、通信性能の劣化を抑制できる効果がある。
【００３８】
また、センター局からのリモート制御で任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２の帯域を変更できるようにしたため、通信性能が劣化していると判断される場合に、帯域周波数（高帯域／低帯域の選択）や帯域幅の変更がオンラインで可能である。これにより、通信性能が劣化した場合でも、リモート制御により通信帯域を変更し、システム全体の性能劣化を抑制できる効果がある。
【００３９】
また、電源立上がり時に、スレーブ装置は、マスタ装置からのビーコン信号（検出用信号）を監視し、ビーコン信号が検出されない場合は、任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２の帯域を順次変更しながらマスタ装置からのビーコン信号を探索する構成とする。これにより、通信帯域変更のため任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２を変更しても、再度、通信状態に復帰することができる。
【００４０】
また、モデム装置１は、書き込み可能な不揮発性メモリ（フラッシュメモリ）を具備し、任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２の帯域を変更した場合は、不揮発性メモリにその情報を格納する。これにより、次回の電源立ち上げ時においても、所定の任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２を選択し、速やかに通信動作を開始できるという効果がある。
【００４１】
さらに、任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２を受信回路４の入力部に配置し、送信動作時において、高域通過フィルタＨＰＦの遮断周波数が低域通過フィルタＬＰＦの遮断周波数より高い組合せを選択する。これにより、スイッチの遮断の機能を任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ４２で実現することができるため、受信スイッチ４１が不要となり、部品点数を削減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信装置の任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタの構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信装置のバンドパスフィルタのフィルタ特性と通信帯域の選択例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信装置のバンドパスフィルタのフィルタ特性と通信帯域の別の選択例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信装置の電源立ち上げ時の動作を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１に係る電力線搬送通信装置のバンドパスフィルタのフィルタ特性と通信帯域の他の選択例を示す図である。
【図７】電力線搬送通信の周波数分割多重通信方式を使用したネットワークの概略構成を示す図である。
【図８】従来のバンドパスフィルタの構成を示す回路図である
【符号の説明】
【００４３】
１  モデム装置、２  制御回路、３  送信回路、４  受信回路、５  伝送路、２１  復調器、２２  伝送路監視手段、２３  フィルタ切替手段、４１  受信スイッチ、４２  任意選択型マルチ帯域バンドパスフィルタ、４３  受信アンプ、４２１  第１のスイッチ、４２２  第２のスイッチ。
【図１】
2008141662.tif 000003
【図２】
2008141662.tif 000004
【図３】
2008141662.tif 000005
【図４】
2008141662.tif 000006
【図５】
2008141662.tif 000007
【図６】
2008141662.tif 000008
【図７】
2008141662.tif 000009
【図８】
2008141662.tif 000010