(57)【要約】【課題】大規模化する電力線搬送通信システムを実現できる中継装置を提供する。【解決手段】デジタル信号をアナログ高周波信号に変調して電力線に重畳する送信装置と、該電力線に重畳されたアナログ高周波信号を抽出してデジタル信号に復調する受信装置とを有する電力線搬送通信システムであり、前記電力線に重畳されたアナログ高周波信号を阻止するべく挿入されるインダクタンスと、該アナログ高周波信号をデジタル信号に復調することなく増幅するアナログアンプを備えたことを特徴とする中継装置。及び発信器と乗算器を構成要素とする周波数変換部と、変換後の周波数のアナログ高周波信号を選択的に通過させるフィルター部から構成される中継装置。【選択図】        図１
2004236055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル信号をアナログ高周波信号に変調して電力線に重畳する送信装置と、該電力線に重畳されたアナログ高周波信号を抽出してデジタル信号に復調する受信装置とを有する電力線搬送通信システムに用い、前記電力線に重畳されたアナログ高周波信号を阻止するべく挿入されるインダクタンスと、該アナログ高周波信号をデジタル信号に復調することなく増幅するアナログアンプを前記電力線に備えたことを特徴とする電力線搬送通信用の中継装置。
【請求項２】
前記アナログアンプには、複数の周波数帯のアナログ高周波信号が重畳しており、該周波数帯のそれぞれに対応するアンプから構成されている請求項１に記載の電力線搬送通信用の中継装置。
【請求項３】
前記複数の周波数帯の信号は、往路及び復路の信号である請求項２に記載の電力線搬送通信用の中継装置。
【請求項４】
前記電力線に挿入されるインダクタンスは、接地された電力線には挿入していない請求項１及び３のいずれかに記載の電力線搬送通信用の中継装置。
【請求項５】
デジタル信号をアナログ高周波信号に変調して電力線に重畳する送信装置と、該電力線に重畳されたアナログ高周波信号を抽出してデジタル信号に復調する受信装置とを有する電力線搬送通信システムに用い、該アナログ高周波信号をデジタル信号に復調することなく増幅するアナログアンプ部と、発信器と乗算器を構成要素とする周波数変換部と、変換後の周波数のアナログ高周波信号を選択的に通過させるフィルター部から構成されることを特徴とする電力線搬送通信用の中継装置。
【請求項６】
１台の親機と、少なくとも１台の子機とを有し、該親機と該子機の間を結ぶ電力線から構成される電力線搬送通信システムであって、前記電力線に請求項１乃至５のいずれかに記載する中継装置を設けたことを特徴とする電力線搬送通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力線搬送通信システムに用いる中継装置及びそれを用いてなる電力線搬送通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力線を利用した通信システムは、専用の通信回線を使用することなく、各家屋等に引き込まれた既設の電灯線を利用して、大容量のデータ送受信が出来るシステムとして注目されている。その基本的な技術は、デジタル信号を、アナログ高周波信号に変調して、交流電力が負荷された電力線に重畳させること、及びその電力線に重畳されたアナログ高周波信号を抽出し、デジタル信号に復調して使用することにある。
従って、その通信システムには外部の通信システムに接続され、デジタル信号をアナログ高周波信号に変調して電力線に重畳する親機と、該電力線の分岐されたいずれかの末端部に接続され、前記アナログ高周波信号を電力線から抽出し、デジタル信号に復調する子機が必要になる。
【０００３】
このようなシステムは、既に種々考えられているが、その例をあげると、以下の手段がある（特許文献１参照。）。そのシステムを、図４を参照して説明する。親機である幹線コントローラ１１０から送信された周波数ｆ１なるアナログ高周波信号は幹線電力線１０１を経由して分岐コントローラ１０８により周波数変換され周波数ｆ０として端末機１０９に受信される。また、端末機１０９から発信された信号は周波数ｆ０として分岐コントローラ１０８に送られ、周波数変換により周波数ｆ１の信号として幹線電力線１０１を経由して幹線コントローラ１１０に着信する。このシステムは、親機である幹線コントローラ１１０と子機に相当する端末機１０９との閉鎖型通信システムであり、システム外にアナログ高周波信号が伝播しないように幹線ブロックフィルタ１１１と分岐ブロックフィルタ１０３を装備する。
【０００４】
別の電力線通信システムの例では、以下の開示がある（特許文献２参照。）。このシステムは、図５に示すような室内電力線を利用する小規模な電力線搬送通信システムである。室内電力線２０３に接続する通信制御装置２０１が親機であり、この親機と子機に相当する電力線モデム２０７、又はそれを含んだ端末装置２０６からなる電力線搬送通信システムである。通信制御装置２０１には、外部通信網に接続するターミナルアダプタ装置２０８や変換アダプタ２０９が接続されている。電力線モデム２０７が周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの電力が負荷された電力線２０３に対し、通信用周波数１０ｋＨｚから４５０ｋＨｚのアナログ高周波信号を重畳する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−２０７７２１号公報（図１）
【特許文献２】
特開２００１−９４４８２号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような小規模の電力線搬送通信システムに於いては、１台の親機で複数の子機をコントロールできるが、集合住宅等の大規模で大容量の通信を必要とするものには信号の減衰を補うための中継装置が必要となる。中継装置が必要であるのは、通信網として使用する電力線が、周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの電力を送る目的で配線されたものであるため、アナログ高周波信号を重畳しても配線の分岐による減衰、距離による減衰、使用する電線の種類による減衰等が起こるためである。
従来にも、信号を増幅させる考え方は存在したが、電力線に重畳された高周波アナログ信号を抽出し、一旦デジタル信号に復調した後、再度、高周波アナログ信号に変換して重畳するものであった。つまり、受信機と送信機を組み合わせた構成である。このため、装置が大型化すると共にコスト増を避けられないとの問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電力線搬送通信システムに用いる中継装置は、その役割として親機より発信されたアナログ高周波信号をデジタル信号に復調することなく子機に届く程度まで増幅し、また子機より発信されたアナログ高周波信号をデジタル信号に復調することなく親機に届く程度に増幅することである。
本発明になる中継装置のひとつは、デジタル信号をアナログ高周波信号に変調して電力線に重畳する送信装置と、該電力線に重畳されたアナログ高周波信号を抽出してデジタル信号に復調する受信装置とを有する電力線搬送通信システムに用い、前記電力線に重畳されたアナログ高周波信号を阻止するべく挿入されるインダクタンスと、該アナログ高周波信号をデジタル信号に復調することなく増幅するアナログアンプを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明になる中継装置のもう一つは、デジタル信号をアナログ高周波信号に変調して電力線に重畳する送信装置と、該電力線に重畳されたアナログ高周波信号を抽出してデジタル信号に復調する受信装置とを有する電力線搬送通信システムに用い、該アナログ高周波信号をデジタル信号に復調することなく増幅するアナログアンプ部と、発信器と乗算器を構成要素とする周波数変換部と、変換後の周波数のアナログ高周波信号を選択的に通過させるフィルター部から構成されることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、本発明は１台の親機と、少なくとも１台の子機とを有し、該親機と該子機の間を結ぶ電力線から構成される電力線搬送通信システムであって、該電力線に前記の中継装置を設けたことを特徴とする電力線搬送通信システムである。このような中継装置を、親機と複数の子機との間の電力線に接続することにより、２０戸以上の集合住宅のような大規模な電力線搬送通信システムにおいて、大容量のデータを迅速に交信できる通信システムとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の１つの中継装置は、以下のような構成を有する。使用する電力線の高周波信号に対するインピーダンス（約５０Ω）より十分大きなインピーダンスを持つインダクタンス（８μＨ以上）を電力線に直列に挿入する。このようにすると低周波である交流電力は通過するが通信用の高周波アナログ信号は阻止される。そこでこのインダクタンスに並列にアナログアンプを接続することにより、アナログ高周波信号のみが、増幅されて再び電力線に重畳される。
【００１１】
通常、使用する信号波は、往復の各周波数帯を別に設定する。親機から発信するアナログ高周波信号と、子機から発信するアナログ高周波信号は、それぞれ別の周波数帯を使用する。例えば親機から発信する信号の周波数を２〜５ＭＨｚとすると、子機から発信する信号の周波数を７〜１０ＭＨｚとする。異なる周波数帯を用いることにより、相互通信を同時に行うことが出来る。この２つの帯域を有する周波数特性を１つのアンプで増幅することも出来るが、２つの帯域を別々に増幅するアンプを用意するのが好ましい。
【００１２】
図１には２つのアンプを用いた実施例の模式図を示す。親機１と子機２の間に電力線３がある。電力線３は一般にどちらか片方が接地４されている。この電力線３は親機１を越えて配電トランス等に接続されるが、ここでは省略する。親機１と子機２の間に中継装置８を設置する。中継装置８の部分は、電力線３にインダクタンス７が挿入され、それと並列にアンプ５とアンプ６が設置される。ここで親機１から電力線３に重畳されたアナログ高周波信号は、中継装置８のインダクタンス７で阻止され、アンプ５の回路を経て電力線３に重畳され、子機２に届く。子機２によって電力線３に重畳されたアナログ高周波信号は、中継器８のインダクタンス７に阻止される。このアナログ高周波信号はアンプ６を経由して増幅され、電力線３に再び重畳され親機１に届く。
ここでアンプ５は、親機から発信された信号の周波数帯のみを選択的に増幅するアンプ、又は広帯域のアンプと、当該周波数帯を通過するが子機から発信された周波数帯は通過させないフィルターの組み合わせである。
アンプ６は、子機から発信された信号の周波数帯のみを選択的に増幅するアンプ、又は広帯域のアンプと、当該子機からの周波数帯のみを通過させて親機からの周波数帯は通過させないフィルターの組み合わせである。
【００１３】
図２には図１に示す実施例の応用例として、中継装置８においてインダクタンス７を接地４していない電力線側にのみ挿入する例である。このようにしても効果は十分に得られる。インダクタンスを図１の実施例より大きくする必要があるが、片側挿入ですむ。
このような中継装置は、簡単なアナログ増幅回路のみで十分な増幅機能を有するため、デジタル基板等を用いて一旦アナログ高周波信号をデジタル信号に復調し、再びアナログ高周波信号に変調させるような操作は不要となり、軽量かつ小容積の装置となる。
【００１４】
図３には別の実施例を示す。親機１と子機２、電力線３と接地４の関係は図１や図２と同じである。異なるのは中継装置部の電力線３にインダクタンスを挿入せずに増幅する手段である。その方法は、図３の中継装置８に送信帯域増幅器１３と受信帯域増幅器１４を搭載する。各増幅器にはそれぞれアンプ、乗算器、発信器、フィルタを有する。親機１から発信されたアナログ高周波信号は、例えば２〜５ＭＨｚの周波帯で送信される。この信号は中継装置８にて受信し、アンプ５により増幅される。この増幅信号はそのまま電力線３に戻すと、元からの送信信号と同じ周波数で時間差をもって重なり合い、誤った信号となってしまう。従って発信器９と乗算器１５により、増幅されたアナログ高周波信号を１２〜１５ＭＨｚに周波数変換する。変換されたアナログ高周波信号は、フィルタ１１により周波数帯を選択（ここでは１２〜１５ＭＨｚ）する。この信号は電力線３に重畳され、子機２に届く。また、子機２から発信されたアナログ高周波信号は、例えば７〜１０ＭＨｚの周波帯であるとする。このアナログ高周波信号は、電力線３を経て中継装置８に届く。中継装置８ではアンプ６により信号が増幅され、発信器１０と乗算器１６により１７〜２０ＭＨｚに周波数変換される。変換されたアナログ高周波信号は、フィルタ１２によって周波数を選択（ここでは１７〜２０ＭＨｚ）され、電力線３に重畳され、親機１に届く。
【００１５】
即ち、中継装置８で周波数変換することにより、往復４種類の周波数帯を有する信号が電力線４の中間では存在することになるが、最初に発信された周波数変換されない周波数帯の信号は、距離、分岐、電線種類等の減衰により信号強度が低下していることに加え、親機１及び子機２では、増幅された周波数を選択的に抽出する。この手段は、図１又は図２の手段に比べ、電力線にインダクタンスを挿入せずに設置できるため、設置時に電力線を切断する作業が不要である。
【００１６】
【発明の効果】
以上のような中継装置と親機及び子機からなる電力線搬送通信システムは、中継装置の存在により、親機と子機の距離が長くなっても、また、１台の親機に対し、子機の数が増大してもシステムとして十分に使用可能である。さらにデジタル変復調を伴わないアナログ回路のみで中継装置を構成することが出来るため、小型、軽量の中継装置を配電線の柱上や屋内引き込み部あるいは分電盤近傍などに置くことができ、低コストにも効果がある。従って、大規模集合住宅や、団地等の集合住宅地域における電力線搬送通信システムとして有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる中継装置の一例である。
【図２】本発明になる中継装置の応用例である。
【図３】本発明になる中継装置の別の例である。
【図４】先行技術に記載された電力線搬送通信システムの例である。
【図５】先行技術に記載された電力線搬送通信システムの別の例である。
【符号の説明】
１．親機
２．子機
３．電力線
４．接地
５．アンプ
６．アンプ
７．インダクタンス
８．中継装置
９．発信器
１０．発信器
１１．フィルタ
１２．フィルタ
１３．送信帯域増幅器
１４．受信帯域増幅器
１５．乗算器
１６．乗算器
１０１．幹線電力線
１０２．分岐電力線
１０３．分岐ブロックフィルタ
１０８．分岐コントローラ
１０９．端末機
１１０．幹線コントローラ
１１１．幹線ブロックフィルタ
２０１．通信制御装置
２０２，２０６．端末装置
２０３．室内電力線
２０７．電力線モデム
２０８．ターミナルアダプタ装置
２０９．変換アダプタ
【図１】
2004236055.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004236055.tif 000006
【図５】
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