(57)【要約】【課題】伝送路を介して複数の通信装置が競合により通信を中断することなく通信帯域を効率よく利用する通信装置および通信システムを得ること。【解決手段】マスタ要求部２５５が、マスタ要求パターンを送信して、競合することなくマスタ要求パターンを送信した場合、スレーブ番号決定部２５６は、複数の通信装置を識別するスレーブ番号を決定するためのシンクパターンを送信し、シンクパターンに応答した通信装置順にスレーブ番号を付与し、キャリア配分部２５７は、スレーブ番号を付与したそれぞれの通信装置から送信されるキャリア要求情報に基づいて、通信可能な周波数帯域の複数のキャリアをスレーブ番号を付与した通信装置に配分する。【選択図】      図５
2004336204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信可能な周波数帯域を複数の周波数帯域に分割したキャリアを用いるマルチキャリア方式に適用され、伝送路に接続される複数の通信装置と相互通信を行う通信装置において、
前記複数の通信装置を識別するスレーブ番号を決定するためのシンクパターンを送信し、送信したシンクパターンに応答した通信装置順にスレーブ番号を付与するスレーブ番号決定部と、
前記スレーブ番号を付与された通信装置から送信されるキャリア要求情報に基づいて該スレーブ番号を付与された通信装置が使用するキャリアを配分するキャリア配分部と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記キャリア要求情報は、前記スレーブ番号、キャリア配分の優先順位および必要帯域を含み、
前記キャリア配分部は、
前記優先順位の高い通信装置の必要帯域から順に前記通信可能な周波数帯域のキャリアを配分することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記キャリア配分部は、
予め前記通信可能な周波数帯域を第１の周波数帯域と第２の周波数帯域に分けておき、前記スレーブ番号を付与された通信装置が要求している必要帯域の合計が前記通信可能な周波数帯域を越えた場合には、前記優先順位の高い通信装置の必要帯域から順に第１の周波数帯域のキャリアを配分し、該第１の周波数帯域のキャリアをすべて配分した後は、前記第２の周波数帯域のキャリアを優先順位および必要帯域に関係なくキャリアを配分されていない通信装置に配分することを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記複数の通信装置にキャリアを配分するマスタ権利を得るためにマスタ要求パターンを送信するマスタ要求部、
をさらに備え、
マスタ権利を得た場合に、前記スレーブ番号決定部がシンクパターンを送信することを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の通信装置。
【請求項５】
前記伝送路における複数の通信装置との通信を中断するブレーク処理部、
をさらに備え、
前記マスタ要求部は、通信が中断された場合に、前記マスタ要求パターンを送信することを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記ブレーク処理部は、
前記複数の通信装置との通信品質を測定し、該測定した通信品質と予め定められた基準値とを比較するノイズ検出部と、
前記測定した通信品質が予め定められた基準値より悪化した場合、通信を中断するためのブレークパターンを送信した後に通信を中断するブレークパターン生成部と、
受信データからブレークパターンを検出した場合、通信を中断するブレークパターン検出部と、
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
請求項４〜６の何れか一つに記載された通信装置が伝送路に複数接続されて相互通信を行う通信システムにおいて、
前記マスタ要求パターンを他の通信装置と競合することなく送信した通信装置がマスタ通信装置として動作し、他の通信装置はスレーブ通信装置として動作することを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチキャリア通信により複数の通信装置が通信を行う際に、それぞれの通信装置のデータ量に適したキャリア配分を行う通信装置および通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
初期の電力線通信は、たとえば、部屋に設置されたコントロールパネルを操作してドアの施錠を解除する、各部屋の電灯のオン／オフするなどの遠隔制御に用いられていた。しかし、電力線通信は、ユーザ宅内の宅内配線である電灯線を伝送路として用いるため、電灯線に接続されている家電製品の種類や動作状態などの影響を受けてしまうという問題があった。すなわち、電灯線に接続されている家電製品の動作状態により、電力線通信装置への入力電圧が低下して電力線通信装置の出力信号が小さくなってしまい通信ができなくなってしまうという問題があった。
【０００３】
このような問題を改善するために、従来技術では、電力線通信装置に入力される電源電圧を測定し、測定結果に基づいてスイッチング素子のオン時間を決定して電力線通信装置の出力信号を一定にするようにしている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０５−７５５０４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年ではインターネットの普及に伴い、家庭やビル内の構内ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｉａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を電灯線で構築することがある。この場合、電灯線に、ハイビジョンテレビ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）、パーソナルコンピュータ、プリンタなどの異なる種類の通信装置が接続される。
【０００６】
しかしながら、従来の電力線通信では、通信装置間で通信を開始する際に、使用可能なキャリアをすべて用いてしまうという問題があった。すなわち、通信時における伝送路をすべて占有し、その最大速度で通信を行うため、必要以上の転送速度で通信を行う場合があり、並行して動画転送などのリアルタイム製を要求される通信を行う際に、その通信を妨げるという問題があった。
【０００７】
たとえば、テキストデータを扱う通信装置と画像を扱う通信装置とでは、そのアプリケーションがことなるため、単位時間で必要なデータ量はことなる。しかし、両者共に通信時には伝送路を占有し最大の通信速度で通信が行われるため、テキストデータの通信直後に画像データの送信要求があった場合、画像データの通信に失敗してしまうことがあった。
【０００８】
また、通信開始時に伝送路が空いていることを確認して通信を行うようにしているが、他の通信装置と競合することがある。すなわち、複数の通信機器が同時に通信を開始するため、それらのデータが衝突してしまう。そのため、競合した通信装置は、それぞれにランダム値の再送間隔時間だけ待って改めて通信開始の動作を行わなければならないという問題があった。
【０００９】
このように従来技術では、１つの通信において使用する伝送路を占有して必要以上の転送速度で通信を行う一方で、通信開始時の複数の通信装置の競合のための再送間隔時間の待ち時間により、きわめて通信帯域の使用効率が低かった。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、伝送路を介して複数の通信装置が競合により通信を中断することなく通信帯域を効率よく利用する通信装置および通信システムを得ることを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
【００１２】
本発明の通信装置は、通信可能な周波数帯域を複数の周波数帯域に分割したキャリアを用いるマルチキャリア方式に適用され、伝送路に接続される複数の通信装置と相互通信を行う通信装置において、前記複数の通信装置を識別するスレーブ番号を決定するためのシンクパターンを送信し、送信したシンクパターンに応答した通信装置順にスレーブ番号を付与するスレーブ番号決定部と、前記スレーブ番号を付与された通信装置から送信されるキャリア要求情報に基づいて該スレーブ番号を付与された通信装置が使用するキャリアを配分するキャリア配分部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
係る通信装置によれば、スレーブ番号決定部は、複数の通信装置を識別するスレーブ番号を決定するためのシンクパターンを送信し、シンクパターンに応答した通信装置順にスレーブ番号を付与し、キャリア配分部は、スレーブ番号を付与したそれぞれの通信装置から送信されるキャリア要求情報に基づいて、通信可能な周波数帯域の複数のキャリアをスレーブ番号を付与した通信装置に配分するようにしているため、伝送路を介して複数の通信装置が競合により通信を中断することなく同時に通信することが可能となり、通信帯域を効率よく利用することができる。
【００１４】
また本発明の通信装置は、前記キャリア要求情報は、前記スレーブ番号、キャリア配分の優先順位および必要帯域を含み、前記キャリア配分部は、前記優先順位の高い通信装置の必要帯域から順に前記通信可能な周波数帯域のキャリアを配分することを特徴とする。
【００１５】
係る通信装置によれば、キャリア配分部は、スレーブ番号を付与した通信装置のなかで優先順位の高い通信装置から順番にその通信装置が通信に必要とするキャリアを配分するようにしているため、通信機器に適した通信速度で通信することができる。
【００１６】
また本発明の通信装置は、前記キャリア配分部は、予め前記通信可能な周波数帯域を第１の周波数帯域と第２の周波数帯域に分けておき、前記スレーブ番号を付与された通信装置が要求している必要帯域の合計が前記通信可能な周波数帯域を越えた場合には、前記優先順位の高い通信装置の必要帯域から順に第１の周波数帯域のキャリアを配分し、該第１の周波数帯域のキャリアをすべて配分した後は、前記第２の周波数帯域のキャリアを優先順位および必要帯域に関係なくキャリアを配分されていない通信装置に配分することを特徴とする。
【００１７】
係る通信装置によれば、キャリア配分部は、予め通信可能な周波数帯域を第１の周波数帯域と第２の周波数帯域に分けておき、スレーブ番号を付与された通信装置が要求している必要帯域の合計が通信可能な周波数帯域を越えた場合には、優先順位の高い通信装置の必要帯域から順に第１の周波数帯域のキャリアを配分し、第１の周波数帯域のキャリアをすべて配分した後は、第２の周波数帯域のキャリアを優先順位および必要帯域に関係なくキャリアを配分されていない通信装置に配分するようにしているため、伝送路に接続されているすべての通信機器が同時に通信することが可能となり、通信帯域を効率よく利用することができる。
【００１８】
また本発明の通信装置は、前記複数の通信装置にキャリアを配分するマスタ権利を得るためにマスタ要求パターンを送信するマスタ要求部をさらに備え、マスタ権利を得た場合に、前記スレーブ番号決定部がシンクパターンを送信することを特徴とする。
【００１９】
係る通信装置によれば、マスタ要求部は、キャリアを配分するマスタ権利を得るためにマスタ要求パターンを送信するようにしているため、伝送路に接続されている複数の通信装置に対して、キャリア配分を行うことを通知することができる。
【００２０】
また本発明の通信装置は、前記伝送路における複数の通信装置との通信を中断するブレーク処理部をさらに備え、前記マスタ要求部は、通信が中断された場合に、前記マスタ要求パターンを送信することを特徴とする。
【００２１】
係る通信装置によれば、ブレーク処理部が、伝送路における複数の通信装置の通信を中断した後に、マスタ要求部が、キャリアを配分するマスタ権利を得るようにしているため、キャリア配分を行うタイミングを明確にすることができる。
【００２２】
また本発明の通信装置は、前記ブレーク処理部は、前記複数の通信装置との通信品質を測定し、該測定した通信品質と予め定められた基準値とを比較するノイズ検出部と、前記測定した通信品質が予め定められた基準値を越えた場合、通信を中断するためのブレークパターンを送信した後に通信を中断するブレークパターン生成部と、受信データからブレークパターンを検出した場合、通信を中断するブレークパターン検出部とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
係る通信装置によれば、通信品質の低下により通信速度が保証できないと判断した場合に通信を中断するようにしているため、不必要に通信を中断することを防ぎ、通信帯域の使用効率の低下を防止することができる。
【００２４】
つぎに本発明の通信システムによれば、上記発明の何れか一つに記載された通信装置が伝送路に複数接続されて相互通信を行う通信システムにおいて、前記マスタ要求パターンを他の通信装置と競合することなく送信した通信装置がマスタ通信装置として動作し、他の通信装置はスレーブ通信装置として動作することを特徴とする通信システム。
【００２５】
係る通信システムによれば、マスタ要求パターンを他の通信装置と競合することなく送信した通信装置がマスタ通信装置として動作するようにしているため、キャリア配分におけるマスタ通信装置と複数のスレーブ通信装置とを明確にしてキャリア配分を行い、伝送路を介して複数の通信装置が競合により通信を中断することなく同時に通信することが可能となり、通信帯域を効率よく利用することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる通信装置および通信システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】
図１は、この発明にかかる通信装置を用いた通信システムの構成を示す概念図である。この発明にかかる通信装置を用いた通信システムは、複数の通信装置１０ａ〜１０ｄ（この場合は４台）が電灯線５０を介して接続されている。通信装置１０ａ〜１０ｄは、同じ周波数帯域内で通信可能であり、周波数帯域は、図２に示すように、キャリア０，キャリア１，…，キャリアｎのｎ＋１のキャリアに分けられている。ｎ＋１つのキャリアのうち１つのキャリア（この場合はキャリア０）を制御用キャリアとする。通信装置１０〜１０ｄは、制御用キャリアを用いて、ブレークパターン、マスタ要求パターン、シンクパターンを送信してキャリア配分のための通信を行う。
【００２８】
図３は、図１に示した通信装置１０ａの送受信機能の構成を示すブロック図である。マスタ機能付き通信装置１０ａは、データ処理部１１０と、データ合成・分離部１２０と、符号化部１３０と、逆フーリエ変換部（以下ＩＦＦＴ部とする１４０と、パラレル・シリアル変換部（以下Ｐ／Ｓ部とする）１５０と、デジタル・アナログ変換部（以下Ｄ／Ａ変換部とする）１６０と、結合部１７０と、アナログ・デジタル変換部（以下Ａ／Ｄ変換部とする）２１０と、シリアル・パラレル変換部（以下Ｓ／Ｐ部とする）２２０と、フーリエ変換部（以下ＩＦＦ部とする）２３０と、復号化部２４０と、制御部２５０とを備えている。
【００２９】
データ処理部１１０は、送信データに送信元アドレス、送信先アドレス、ノイズ測定用の特定パターンなどの制御情報を付加してフレーミング処理を行う。また、データ合成・分離部１２０から入力されたデータから送信元アドレス、送信先アドレス、ノイズ用測定用の特定パターンなどの制御情報を破棄する。
【００３０】
データ合成・分離部１２０は、フレーミング処理された送信データを通信装置毎に配分されたキャリアに対応して配置する。また、復号化データを通信装置毎に分離する。
【００３１】
図４は、データ合成・分離部１２０の構成を示すブロック図である。データ合成・分離部１２０は、入力選択部１２１と、レジスタ部１２２と、出力選択部１２３とを備えている。
【００３２】
入力選択部１２１は、選択信号が合成処理を示す信号の場合には、データ処理部１２０から入力されたデータをレジスタ部１２２に出力する。選択信号が分離処理を示す信号の場合には、復号化部２４０から入力されたデータをレジスタ部１２２に出力する。
【００３３】
レジスタ部１２２は、キャリア０〜ｎに対応したｎ＋１個のレジスタ１２２−０〜１２２−ｎを備えている。レジスタ１２２−０〜１２２−ｎは、１つのキャリアにのせるビット数ｘ×ｙ段のＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ，Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）構成のシフトレジスタである。
【００３４】
出力選択部１２３は、選択信号が合成処理を示す信号の場合には、レジスタ１２２のデータを符号化部１３０に出力する。選択信号が分離処理を示す信号の場合には、レジスタ１２２のデータをデータ処理部１１０に出力する。
【００３５】
符号化部１３０は、ターボ符号やトレリス符号などの予め定められた誤り訂正符号化方式および符号化率に基づいて制御信号が付加された送信データを符号化する。そして、ＱＡＭなど予め定められた変調方式に基づいて、符号化された送信データを変調する。なお、処理の簡素化を図るために、符号化を行わずに送信データを変調するだけにしてもよい。
【００３６】
ＩＦＦＴ部１４０は、たとえば、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）または専用回路で構成され、通信先アドレスの機器に対応するキャリアを用いて、変調された送信データに対して逆フーリエ変換を行い、変調された周波数領域の送信データを時間領域の送信データに変換する。
【００３７】
Ｐ／Ｓ部１５０は、時間領域に変換されたパラレル送信データをシリアル送信データに変換する。Ｄ／Ａ部１６０は、デジタルのシリアル送信データをアナログ送信データに変換する。結合部１７０はアナログ送信データを増幅して送信するとともに、受信した信号をフィルタリングして高周波信号の処理を行う。
【００３８】
Ａ／Ｄ部２１０は、結合部１７０からのアナログ受信データをデジタル受信データに変換する。Ｓ／Ｐ部２２０は、シリアルのデジタル受信データをパラレル受信データに変換する。
【００３９】
ＦＦＴ部２３０は、たとえば、ＤＳＰまたは専用回路で構成され、パラレル受信データに対してフーリエ変換を行い、時間領域のパラレル受信データを周波数領域の受信データに変換する。
【００４０】
復号化部２４０は、ＱＡＭなど予め定められた復調方式に基づいて、周波数領域の受信データを復調する。そして、ターボ符号やトレリス符号などの予め定められた誤り訂正符号化方式に基づいて、復調された受信データを復号する。なお、符号化部１３０において符号化を行わない場合には、復号化部２４０は、復調のみを行う。
【００４１】
制御部２５０は、電灯線５０における通信をリセットするブレークの発生と電灯線５０に接続されている通信機器のキャリア配分を行う。
【００４２】
図５は、制御部２５０の構成を示すブロック図である。制御部２５０は、ブレーク処理部２５１と、マスタ要求部２５５と、スレーブ番号決定部２５６と、キャリア配分部２５７と、シンクパターン検出部２５８とを備えている。
【００４３】
ブレーク処理部２５１は、ノイズ検出部２５２と、ブレークパターン生成部２５３と、ブレークパターン検出部２５４とを備えている。ノイズ検出部２５２は、通信経路の通信品質を推定する。具体的には、ＦＦＴ部２３０から入力される周波数領域の受信データ内のノイズ用測定用の特定パターンから算出した受信電力帯雑音電力費（ＳＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏｎ）や復号化部２４０で誤り訂正を行った際の誤り率を用いて通信品質を推定する。そして、推定した通信品質が予め定められた基準値以下になった場合、ブレークパターン生成部２５３にブレークパターンを送信するブレーク要求通知を出力する。
【００４４】
ブレークパターン生成部２５３は、ブレーク要求通知またはホストから電源のオン／オフや通信要求の通知によりブレークパターンを生成し、生成したブレークパターンをデータ処理部１１０に出力するとともに、ブレークパターンを生成したことをマスタ要求部２２５に通知する。
【００４５】
ブレークパターン検出部２５４は、制御用キャリアを用いたブレークパターンを検出する。ブレークパターンを検出した場合には、通信を中断する処理を行う。そして、ブレークパターンを検出したことをマスタ要求部２２５に通知する。
【００４６】
マスタ要求部２５５は、ブレークパターン生成部２５３またはブレークパターン検出部から通知を受けると、キャリア配分のマスタとなるためのマスタ要求パターンを生成する。また、マスタ要求パターンにより自通信機器がキャリア配分のマスタ権利を得たかを判断する。
【００４７】
スレーブ番号決定部２５６は、シンクパターンを生成し、シンクパターンに応答した通信機器から順にスレーブ番号を決定する。具体的には、第１のシンクパターンに応答した通信装置をスレーブ番号１とし、第１のシンクパターンとは異なる第２のシンクパターンに応答した通信装置をスレーブ番号２というように、通信装置に対してスレーブ番号を決定する。キャリア配分部２５７は、スレーブとなっている通信装置の装置種別、番号および必要帯域に基づいて、それぞれの通信装置にキャリアを配分する。
【００４８】
シンクパターン検出部２５８は、シンクパターンを検出する。そして、その応答パターンを生成する。また、シンクパターンが何番目のシンクパターンであるかを識別して、自通信装置のスレーブ番号を記憶する。
【００４９】
つぎに、この発明における通信装置の動作を説明する。まず、送信動作について説明する。送信動作になるとデータ処理部１１０は、送信データに送信元アドレス、送信先アドレス、ノイズ測定用の特定パターンなどの制御情報を付加して、データ合成・分離部１２０に出力する。
【００５０】
送信動作であるので、制御部２６０は、合成処理を指示する信号をデータ合成・分離部１２０に出力している。したがって、入力選択部１２１は、データ処理部１１０から入力された制御情報が付加されたデータをレジスタ部１２２に出力する。具体的には、キャリア０を用いるデータをシフトレジスタ１２２−０に、キャリア１を用いるデータをシフトレジスタ１２２−１に、キャリアｎを用いるデータをシフトレジスタ１２２−ｎに出力する。出力選択部１２３は、シフトレジスタ１２２−０、シフトレジスタ１２２−１，…，シフトレジスタ１２２−ｎの順番にデータを選択して符号化部１３０に出力する。
【００５１】
符号化部１３０は、ターボ符号やトレリス符号などの予め定められた誤り訂正符号化方式および符号化率に基づいて制御情報付送信データを符号化する。そして、ＱＡＭなど予め定められた変調方式に基づいて、符号化された送信データを変調して、変調送信データをＩＦＦＴ部１４０に出力する。
【００５２】
ＩＦＦＴ部１４０は、データに対応するキャリアを用いて変調送信データに対して逆フーリエ変換を行う。具体的には、シフトレジスタ１２２−０からのデータを符号化部１３０が変調した場合にはキャリア０に、シフトレジスタ１２２−１からのデータを符号化部１３０が変調した場合にはキャリア１に対応する形で逆フーリエ変換を行う。そして、変調された周波数領域の送信データを時間領域の送信データに変換したパラレル送信データをＰ／Ｓ部１５０に出力する。
【００５３】
Ｐ／Ｓ部１５０は、パラレル送信データをシリアル送信データに変換して、Ｄ／Ａ部１６０に出力する。Ｄ／Ａ部１６０は、シリアル送信データをアナログ信号に変換して、アナログ送信データを結合部１７０に出力する。結合部１７０は、アナログ送信データを増幅して電灯線５０に送信する。
【００５４】
つぎに、受信動作を説明する。結合部１７０は、受信した信号をフィルタリングして高周波信号の処理を行い、アナログ受信信号をＡ／Ｄ部２１０に出力する。Ａ／Ｄ部２１０は、アナログ受信信号をデジタル信号に変換して、デジタル受信データをＳ／Ｐ部２２０に出力する。Ｓ／Ｐ部２２０は、シリアルのデジタル受信データをパラレルのデジタル受信データに変換して、パラレル受信データをＦＦＴ部２３０に出力する。
【００５５】
ＦＦＴ部２３０は、パラレル受信データに対してフーリエ変換を行い、時間領域のパラレル受信データを周波数領域の受信データに変換し、周波数領域の受信データを復号化部２４０に出力する。
【００５６】
復号化部１１９は、ＱＡＭなど予め定められた復調方式に基づいて、周波数領域の受信データを復調する。そして、ターボ符号やトレリス符号などの予め定められた誤り訂正符号化方式に基づいて、復調された受信データを復号して、復号受信データをデータ合成・分離部１２０に出力する。
【００５７】
受信動作であるので、制御部２６０は、分離処理を指示する信号をデータ合成・分離部１２０に出力している。したがって、入力選択部１２１は、復号化部２４０から入力された復号化データをレジスタ部１２２に出力する。具体的には、キャリア０の周波数領域の復号受信データをシフトレジスタ１２２−０に、キャリア１の周波数領域の復号受信データをシフトレジスタ１２２−１に、キャリアｎの周波数領域の復号受信データをシフトレジスタ１２２−ｎに出力する。出力選択部１２３は、シフトレジスタ１２２−０、シフトレジスタ１２２−１，…，シフトレジスタ１２２−ｎの順番にデータを選択してデータ処理部１１０に出力する。
【００５８】
データ処理部１１０は、復号受信データから送信元アドレス、送信先アドレス、ノイズ用測定用の特定パターンなどの制御情報を破棄する。そして、制御用キャリアを用いた受信データを制御コマンド処理部に、それ以外のキャリアを用いた受信データをホストに出力する。
【００５９】
つぎに、図６のフローチャートを参照して、キャリア配分動作を説明する。上述した送信動作による送信処理および受信動作による受信処理を行って通信装置１０ａがキャリア１，２を用いて通信装置１０ｂと、キャリア３〜ｎを用いて通信装置１０ｃと通信中に、通信装置１０ｄが制御用キャリアを用いてブレークパターンを送信したとする。
【００６０】
通信装置１０ａ〜１０ｃのブレークパターン検出部２５４は、通信装置１０ｄが送信したブレークパターンを検出すると通信を中断する（ステップＳ１００，Ｓ１１０）。そして、通信を中断したことをマスタ要求部２５５に通知する。
【００６１】
通信装置１０ａ〜１０ｃのマスタ要求部２５５は、ブレークパターン検出部２５４から通知を受けると、マスタ要求パターンを生成してデータ処理部１１０に出力する。データ処理部１１０に出力されたマスタ要求パターンは、送信処理されて電灯線５０に送信される。ブレークパターンを送信した通信装置１０ｄは、ブレークパターン生成部２５３からの通知によりマスタ要求パターンを生成してデータ処理部１１０に出力する。データ処理部１１０に出力されたマスタ要求パターンは、送信処理されて電灯線５０に送信される（ステップＳ１２０）。
【００６２】
通信装置１０ａ〜１０ｄのマスタ要求部２５５は、ＦＦＴ部２３０からの周波数領域に変換された受信データを用いてマスタ要求パターンの競合があるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。競合がある場合には、通信装置１０ａ〜１０ｄは、それぞれのランダム値による再送間隔時間だけ待って改めてマスタ要求パターンを送信する。再送間隔時間の間、マスタ要求部２５５は、マスタ要求パターンを受信したかを監視する。そして、マスタ要求パターンを検出した場合（ステップＳ１４０，Ｙｅｓ）、マスタが決定したと判断して処理を終了する。再送間隔時間内にマスタ要求パターンを検出しかなった場合（ステップＳ１４０，Ｎｏ）には、マスタ要求パターンを改めて送信し、競合があるかの判定、マスタ要求パターンの監視動作を繰り返す（ステップＳ１２０〜Ｓ１４０）。マスタ要求部２５５は、競合することなくマスタ要求パターンを送信することができると、マスタの権利を得たことをスレーブ番号決定部２５６に通知する。
【００６３】
ここで、通信装置１０ａが競合することなくマスタ要求パターンを送信できたとする。この場合、通信装置１０ａがキャリア配分のマスタとなり、その他の通信装置１０ｂ〜１０ｄは、キャリア配分のスレーブとなる。
【００６４】
キャリア配分のマスタである通信装置１０ａのスレーブ番号決定部２５６は、シンクパターンを生成してデータ処理部１１０に出力する。データ処理部１１０に出力されたシンクパターンは、送信処理されて電灯線５０に送信される（ステップ１５０）。
【００６５】
スレーブである通信装置１０ｂ〜１０ｄのデータ処理部１１０は、受信処理した受信データをシンクパターン検出部２５８に出力する。シンクパターン検出部２５８は、受信データからシンクパターンを検出すると、応答パターンを生成してデータ処理部１１０に出力する。データ処理部１１０に出力された応答パターンは、送信処理されて電灯線５０に送信される。
【００６６】
シンクパターン検出部２５８は、マスタ要求パターンを送信したときと同様に、ＦＦＴ部２３０からの周波数領域に変換された受信データを用いて応答パターンに競合があるか否かを判定し、競合があった場合には、それぞれのランダム値による送信間隔時間だけ待って改めて応答パターンを送信する。シンクパターン検出部２５８は、競合することなく応答パターンを送信すると、応答したシンクパターンが何番目のシンクパターンであるかを識別してスレーブ番号を記憶する。
【００６７】
通信装置１０ａのデータ処理部１１０は、受信処理した受信データをスレーブ番号決定部２５６に出力する。スレーブ番号決定部２５６は、受信データから応答パターンを検出して、検出した応答パターンを送信した通信装置のスレーブ番号を決定する（ステップＳ１６０）。スレーブ番号決定部２５６は、たとえば、応答パターン内の通信装置を識別する情報により応答パターンを送信した通信装置を識別する。
【００６８】
通信装置１０ａのスレーブ番号決定部２５６は、スレーブ番号を決定するとシンクパターンを変更して送信してスレーブ番号を決定する動作を繰り返し、通信装置１０ｂ〜１０ｄのスレーブ番号を決定する（ステップＳ１５０〜１７０）。通信装置１０ｂ〜１０ｄのスレーブ番号が決定すると、スレーブ番号決定部２５６は、スレーブ番号が決定したことをキャリア配分部２５７に通知する。
【００６９】
ここで、スレーブ番号１が通信装置１０ｂ、スレーブ番号２が通信装置１０ｃ、スレーブ番号３が通信装置１０ｂに決定したとする。通信装置１０ａは通信装置１０ｂ〜通信装置１０ｄと、スレーブ番号に対応したキャリアを用いてキャリア配分に関する通信を行う。すなわち、キャリア１を用いて通信装置１０ｂと、キャリア２を用いて通信装置１０ｃと、キャリア３を用いて通信装置１０ｄと通信する。
【００７０】
通信装置１０ａのキャリア配分部２５７は、通信装置１０ｂ〜１０ｄから通知されたキャリア要求情報に基づいてキャリアを配分する（ステップＳ１８０）。キャリア要求情報には、スレーブ番号と、優先順位と、スレーブが要求する必要帯域と、必要帯域が上り通信（スレーブからマスタへの通信）で必要であるのか、下り通信（マスタからスレーブへの通信）で必要であるのか、双方向に必要であるのかなどの情報が含まれている。優先順位、必要帯域および帯域が必要な通信方向は、予め通信機器に設定されている。たとえば、動画や音声などリアルタイム処理が必要な通信機器の優先順位を高く設定されている。また、ハイビジョンテレビのように下り通信に大量のデータが必要な通信機器の場合、帯域が必要な通信方向には「下り通信」が設定されている。
【００７１】
通信機器が要求した必要帯域の合計が通信可能な周波数帯域を越えてしまった場合には、通信可能な周波数帯域内の所定の周波数帯域に優先順位の高い通信機器から順にキャリアを配分する。そして、所定の周波数帯域を越えると、まだキャリアを配分していない通信機器に対しては、優先順位および必要帯域に関係なく、残っている周波数帯域のキャリアを配分する。
【００７２】
図７は、キャリア配分を行った際のレジスタ部１２２の内容を示す図である。キャリア配分前は、キャリア１，２が通信装置１０ｂに、キャリア３〜ｎが通信装置１０ｃに配分されていたため、シフトレジスタ１２２−１，１２２−２に通信装置１０ｂのデータが、シフトレジスタ１２２−３〜１２２−ｎに通信装置１０ｃのデータが入力されている。通信装置１０ｄがブレークパターンを発生したため、通信を中断して通信装置１０ａが、通信装置１０ｂにキャリア１，２を、通信装置１０ｃにキャリア３を、通信装置１０ｄにキャリア４〜ｎを配分した。そのため、キャリア配分後は、シフトレジスタ１２２−１，１２２−２に通信装置１０ｂのデータが、シフトレジスタ１２２−３に通信装置１０ｃのデータが、シフトレジスタ１２２−４〜１２２−ｎに通信装置１０ｄのデータが入力されている。そして、通信装置１０ｃの通信が終了すると、シフトレジスタ１２２−３には入力されるデータが無くなる。
【００７３】
このように本実施の形態では、通信装置１０ａ〜１０ｄのマスタ要求部２５５が、マスタ要求パターンを送信して、競合することなくマスタ要求パターンを送信した通信装置１０ａのスレーブ番号決定部２５６が、通信装置１０ｂ〜１０ｄを識別するスレーブ番号を決定するためのシンクパターンを送信し、シンクパターンに応答した通信装置から順にスレーブ番号を付与する。キャリア配分部２５７は、スレーブ番号を付与した通信装置１０ｂ〜１０ｄから送信されるキャリア要求情報に基づいて、通信可能な周波数帯域の複数のキャリアを通信装置１０ｂ〜１０ｄに配分するようにしている。これにより、キャリア配分におけるマスタと複数のスレーブとを明確にしてキャリア配分を行い、伝送路を介して複数の通信装置が競合により通信を中断することなく同時に通信することが可能となり、通信帯域を効率よく利用することができる。
【００７４】
また、通信装置１０ａのキャリア配分部２５７は、キャリア要求情報に含まれる優先順位および必要帯域に基づいて、優先順位の高い通信装置から順番にその通信装置が通信に必要とするキャリアを配分するようにしているため、通信機器に適した通信速度で通信することができる。
【００７５】
さらに、通信装置１０ａのキャリア配分部２５７は、予め通信可能な周波数帯域を２つに分けておき、通信機器１０ｂ〜１０ｄが要求した必要帯域の合計が通信可能な周波数帯域を越えてしまった場合には、一方の周波数帯域に優先順位の高い通信機器から順にキャリアを配分し、その周波数帯域のキャリアをすべて配分した後は、もう一方の周波数帯域のキャリアを優先順位および必要帯域に関係なく、まだキャリアを配分していない通信機器にはいぶんするようにしているため、伝送路に接続されているすべての通信機器が同時に通信することが可能となり、通信帯域を効率よく利用することができる。
【００７６】
さらにまた、通信装置１０ａ〜１０ｄのノイズ検出部２５２が、ＳＮＲや誤り訂正率から電灯線５０の通信品質を推定して、推定した通信品質が予め定められた基準値よりも悪化した場合に、ブレークパターン生成部２５３が、ブレークパターンを送信するようにしているため、不必要に通信を中断することを防ぎ、通信帯域の使用効率の低下を防止することができる。
【００７７】
なお、本実施の形態では電灯線に接続されている通信装置すべてがマスタ機能を備えていたが、電灯線に接続されている通信装置の１台がマスタ機能を備えた通信装置であれば、キャリア配分を行うことができる。したがって、スレーブとなる通信装置の制御部は、図８に示すように、ノイズ検出部２５２と、ブレークパターン生成部２５３と、ブレークパターン検出部２５４とを備えるブレーク処理部２５１およびシンクパターン検出部２５８を備えればよい。これにより、通信システムを構成する通信装置のコストを低減することができる。
【００７８】
また、本実施の形態では、伝送路に電灯線を用いたが、マルチキャリア方式で通信が可能な伝送路であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる通信装置を用いた通信システムの構成を示す概念図である。
【図２】この発明にかかる通信装置の通信周波数帯域内のキャリアを示す図である。
【図３】図１に示した通信装置の送受信機能の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示したデータ合成・分離部のブロック図である。
【図５】図３に示した制御部の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明にかかる通信装置のキャリア配分動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】キャリア配分を行った際のレジスタ部の内容を示す図である。
【図８】図３に示した制御部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  通信装置、５０  電灯線、１１０  データ処理部、１２０  データ合成・分離部、１２１  入力選択部、１２２  レジスタ部、１２２−１，１２２−２，１２２−３，１２２−４，１２２−ｎ  シフトレジスタ、１２３  出力選択部、１３０  符号化部、１４０  ＩＦＦＴ部、１５０  Ｐ／Ｓ部、１６０  Ｄ／Ａ部、１７０  結合部、２１０  Ａ／Ｄ部、２２０  Ｓ／Ｐ部、２３０  ＦＦＴ部、２４０  復号化部、２５０  制御部  ２５１  ブレーク処理部、２５２  ノイズ検出部、２５３  ブレークパターン生成部、２５４ブレークパターン検出部、２５５  マスタ要求部、２５６  スレーブ番号決定部、２５７  キャリア配分部、２５８  シンクパターン検出部
【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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