(57)【要約】【課題】  ノイズや減衰に対して強い安定した通信を可能にする電力線搬送通信装置および電力線搬送通信方法を提供する。【解決手段】  電力線を通信線として用いた電力線搬送通信において、運転機器の機器状態データまたは機器制御データを含む伝送データの情報を、１ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯域の１つまたは複数の搬送波にスペクトル拡散等によって割り付けてより広い帯域を利用して通信する【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線に接続され、前記電力線を通信線として用いて２つ以上の電力線搬送通信装置の間で通信を行う電力線搬送通信装置であって、
運転機器に取り付けられた監視手段によって計測あるいは検出された機器状態データまたは前記運転機器の運転を制御するための機器制御データを含むデータを送信または受信するに際して、少なくとも１ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯域を使用して、前記データを割り付けた搬送波をその搬送波よりも広い帯域幅を有する搬送波にスペクトル拡散するか、あるいは複数の搬送波に同一の前記データを割り付けてスペクトル拡散して形成される信号を用いて通信することを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項２】
前記電力線搬送通信装置は、前記電力線を介して接続された他の１つまたは１つ以上の電力線搬送通信装置から送信された送信信号を受信し、前記受信した信号を、前記送信信号のスペクトル拡散に使用された拡散符号と同じ拡散符号系列を基に逆拡散して復調、または複数受信される同一のデータを割り付けてスペクトル拡散して形成された信号を基にして送信時のデータを復元するダイバーシティ合成手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項３】
前記電力線搬送通信装置は、１つの搬送波にデータを割り付け、データが割り付けられた搬送波を拡散符号を用いてスペクトル拡散して通信することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項４】
前記電力線搬送通信装置は、前記電力線を介して接続された他の１つまたは１つ以上の電力線搬送通信装置から送信された送信信号を受信し、前記受信した信号を、前記送信信号のスペクトル拡散に使用された拡散符号と同じ拡散符号系列を基に逆拡散して復調することを特徴とする請求項３に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項５】
前記電力線搬送通信装置は、１つの搬送波に割り付けられたデータを、複数の搬送波に割り付けて通信することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項６】
前記電力線搬送通信装置は、前記電力線を介して接続された他の１つまたは１つ以上の電力線搬送通信装置から送信された送信信号を受信し、受信した信号に含まれる、同一のデータが割り付けられた複数の搬送波を基にして送信時のデータを復元するダイバーシティ合成手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項７】
前記電力線搬送通信装置は、複数の搬送波に異なるデータを割り付けて、前記異なるデータが割り付けられた複数の搬送波を拡散符号を用いてスペクトル拡散して通信することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項８】
前記電力線搬送通信装置は、前記電力線を介して接続された他の１つまたは１つ以上の電力線搬送通信装置から送信された送信信号を受信し、受信した信号を、前記送信信号に含まれる複数の搬送波のスペクトル拡散に使用された拡散符号と同じ拡散符号系列を基に逆拡散して復調することを特徴とする請求項７に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項９】
前記電力線搬送通信装置は、複数の第１搬送波のそれぞれに異なるデータを割り付けるとともに、個々の前記第１搬送波に割り付けたデータと同じデータを前記複数の第１搬送波とは異なる少なくとも２つ以上の第２搬送波にそれぞれ割り付け、同じデータが割り付けられた第１搬送波と第２搬送波とを周波数軸上に隣接するように配置した状態で通信することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１０】
前記電力線搬送通信装置は、複数の第１搬送波のそれぞれに異なるデータを割り付けるとともに、個々の前記第１搬送波に割り付けたデータと同じデータを前記複数の第１搬送波とは異なる少なくとも２つ以上の第２搬送波にそれぞれ割り付け、同じデータが割り付けられた搬送波同士を１００ｋＨｚ以上の周波数間隔で離隔して周波数軸上に配置した状態で通信することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１１】
前記電力線搬送通信装置は、前記電力線を介して接続された他の１つまたは１つ以上の電力線搬送通信装置から送信された送信信号を受信し、受信した信号に含まれる、同じデータが割り付けられている複数の搬送波を基にして送信時のデータを復元するダイバーシティ合成手段を備えることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１２】
前記電力線搬送通信装置は、複数の搬送波に異なるデータを割り付け、前記異なるデータが割り付けられた複数の搬送波を拡散符号を用いて一括してスペクトル拡散して通信することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１３】
前記電力線搬送通信装置は、前記電力線を介して接続された他の１つまたは１つ以上の電力線搬送通信装置から送信された送信信号を受信し、受信した信号を、前記送信信号のスペクトル拡散に使用された拡散符号と同じ拡散符号系列を基に逆拡散して復調することを特徴とする請求項１２に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１４】
前記電力線搬送通信装置は、異なるデータが割り付けられた複数の搬送波からなるブロックを複数用意し、前記ブロックのそれぞれの搬送波に対して拡散符号を用いてスペクトル拡散して通信することを特徴とする請求項１２に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１５】
前記電力線搬送通信装置は、前記電力線を介して接続された他の１つまたは１つ以上の電力線搬送通信装置から送信された送信信号を受信し、受信した信号を、前記ブロックごとに前記送信信号のスペクトル拡散に使用された拡散符号と同じ拡散符号系列を基に逆拡散して復調することを特徴とする請求項１４に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１６】
前記電力線搬送通信装置は、複数の搬送波からなるブロックを複数用意し、前記ブロックのそれぞれに属する２以上の搬送波に対して同じデータを割り付け、データを割り付けられた各搬送波をスペクトル拡散して通信することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１７】
前記電力線搬送通信装置は、前記電力線を介して接続された他の１つまたは１つ以上の電力線搬送通信装置から送信された送信信号を受信し、受信した信号に含まれる、前記ブロックの同じデータが割り付けられている複数の搬送波を基にして送信時のデータを復元するダイバーシティ合成手段を備えたことを特徴とする請求項１６に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１８】
前記電力線搬送通信装置は、前記データが割り付けられた複数の搬送波からなるブロックを複数用意し、前記全てのブロックに対して一括してスペクトル拡散して通信することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１９】
前記電力線搬送通信装置は、前記電力線を介して接続された他の１つ以上の電力線搬送通信装置から送信された送信信号を受信し、前記受信した信号を、前記ブロックごとに、前記送信信号に使用された拡散符号と同じ拡散符号系列を基に逆拡散して復調することを特徴とする請求項１８に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項２０】
前記電力線搬送通信装置は、各ブロックをそれぞれ異なる拡散方式によりスペクトル拡散して通信すると共に、受信信号に対して、各ブロックに使用されたスペクトル拡散方式に応じて、同じ拡散符号系列を用いた逆拡散により復調、または前記ブロックでの同じデータが割り付けられている搬送波ごとに、複数受信される同じデータを基に復元するダイバーシティ合成手段により復調することを特徴とする請求項１４乃至請求項１９のいずれか１項に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項２１】
前記電力線搬送通信装置は、前記複数の搬送波として、複数の搬送波に直交関係を保って異なる情報を割り付けたサブキャリアで構成されるＯＦＤＭ信号を用いて通信することを特徴とする請求項７乃至請求項２０のいずれか１項に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項２２】
前記ダイバーシティ合成手段は、選択合成方式、等利得合成方式又は最大比合成方式により復調を行うことを特徴とする請求項６、請求項１１または請求項１７のいずれか１項に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項２３】
前記電力線搬送通信装置は、送信信号を高速逆フーリエ変換器によりＯＦＤＭ変調してＯＦＤＭ信号を生成する手段と、前記ＯＦＤＭ信号をディジタルアナログ変換器によりアナログ信号に変換する手段と、前記アナログ信号を一定間隔ごとにサンプリングして少なくともサンプリング間隔以上にならないようなホールド時間で個々のサンプリングをホールドするホールド制御手段と、さらに前記ホールド制御手段には、前記ホールド時間経過後に次のサンプリングまでサンプリングした振幅を所定値以下にする手段とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項２４】
前記電力線搬送通信装置は、アナログディジタル変換器により受信信号のサンプリングを行ってディジタル信号に変換する手段と、前記ディジタル信号に対して高速フーリエ変換器によりＯＦＤＭ復調を行う手段とを備えることを特徴とする請求項２３に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項２５】
前記電力線搬送通信装置は、送信端電圧の上限を７０［ｄＢμＶ］（ＲＢＷ９ｋＨｚ、準尖頭値）以下として通信することを特徴とする請求項１乃至請求項２４のいずれか１項に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項２６】
前記電力線搬送通信装置は、一台の電力線搬送通信装置が前記データを含む送信信号の送信を行い、同一配電系統にある他の複数の電力線搬送通信装置の送信タイミングを制御し、前記制御に従ってデータを送信することを特徴とする請求項１乃至請求項２５のいずれか１項に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項２７】
前記運転機器が、エレベータ、エスカレータ、空気調和装置、消費電力監視装置または産業機器であることを特徴とする請求項１乃至請求項２６のいずれか１項に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項２８】
前記電力線搬送通信装置は、前記スペクトル拡散信号をバンドパスフィルタを通過させることによって、通信帯域以外の帯域の信号を抑制した信号によって通信することを特徴とする請求項１乃至請求項２６のいずれか１項に記載の請求項電力線搬送通信装置。
【請求項２９】
前記電力線搬送通信装置は、前記電力線を介して接続された他の１つ以上の電力線搬送通信装置から送信された送信信号を受信し、前記受信した信号を、通信信号帯域外の信号を抑制するバンドパスフィルタにより抑制し、前記送信信号のスペクトル拡散に使用された拡散符号と同じ拡散符号系列を基に逆拡散して復調することを特徴とする請求項１乃至請求項２６のいずれか１項に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項３０】
電力線を通信線として、前記電力線に接続された２つ以上の電力線搬送通信装置の間で通信を行う電力線搬送通信方法であって、
運転機器に取り付けられた監視手段によって計測あるいは検出された機器状態データまたは前記運転機器の運転を制御するための機器制御データを含むデータを送信または受信するに際して、少なくとも１ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯域を使用して、前記データを割り付けた搬送波をその搬送波よりも広い帯域幅を有する搬送波にスペクトル拡散するか、あるいは複数の搬送波に同一の前記データを割り付けてスペクトル拡散して形成される信号を用いて通信することを特徴とする電力線搬送通信方法。
【請求項３１】
前記電力線搬送通信装置は、前記電力線を介して接続された他の１つまたは１つ以上の電力線搬送通信装置から送信された送信信号を受信時に、前記受信した信号を、前記送信信号のスペクトル拡散に使用された拡散符号と同じ拡散符号系列を基に逆拡散して復調、または複数受信される同一のデータを割り付けてスペクトル拡散して形成された信号を基にして送信時のデータを復元するダイバーシティ合成手段によって復調することを特徴とする請求項３０に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】
本発明は、産業用電気機器に電力を供給する電力線を利用して通信を行う電力線搬送通信装置および電力線搬送通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業分野において産業機器の省電力化や省人員化などの高効率化が進んでいる。そのために、保守・管理データを収集するための装置を機器に取り付けて、機器の稼動状態の監視や各種計測を行い、得られたデータを中央制御室などの監視処理装置に伝送し、遠隔データ収集・監視を行う、あるいは制御端末から機器制御情報を送信し、遠隔で対象機器を制御するニーズがある。このような監視、計測、制御情報は、短時間に複数の機器からデータを送信する場合があるため、高速に情報伝送を行う必要がある。この通信手段として、光ファイバ通信、無線、ＤＳＬ（Digital Subscriber Line）、電力線搬送等がある。電力線搬送は、電気機器に電力を供給する電力線に情報を重畳し情報伝送を行う技術である。従来の電力線搬送通信装置では、その送信端電圧が９０［ｄＢμＶ］前後である。また、電力線を通信線として利用した電力線搬送通信としては、例えば、特許文献１には、電力線を利用して、複数搬送波にそれぞれ異なる情報を割り付けて通信を行う技術が開示されている。
【０００３】
ところで、電力線は、ツイストペア線のようにツイストしていることもなく、同軸ケーブルのようにシールドもされていない。従って、耐ノイズ性の観点からは非常に弱いケーブルである。このことは、外部からのノイズや他の機器で使われる通信信号が電力線に侵入しやすいことを示していると同時に、電力線搬送通信装置から電力線に印加された通信信号が漏洩電波として漏洩しやすいことを示している。電力線には多くの産業機器が接続されており、電力線に直接または間接的にノイズが混入する。最近の産業機器はインバータが採用されているが、インバータを構成するスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、バイポーラトランジスタ、ＦＥＴ、サイリスタ等の半導体スイッチング素子）のオン・オフ動作によって電磁ノイズが発生する。この電磁ノイズは、スイッチング素子がオンあるいはオフした際に、回路内の配線によるインダクタンスや浮遊容量およびスイッチング素子のスイッチング速度によって決まる高周波ノイズである。また、産業プラント内では、電気ドリル等に用いられている整流子に生じるスパークによるインパルス性の広帯域ノイズも発生する。これらのノイズは、実験により評価した結果、数百ｋＨｚから数十ＭＨｚの周波数帯域にまで及ぶことがわかった。この結果、電力線搬送通信装置の搬送波としてこの帯域の周波数をそのまま使用すると電磁ノイズの影響による伝送エラーが多発し、安定した通信ができないという問題が発生することがある。さらに、２００２年に実施された総務省による電力線搬送通信設備に関する研究会が実験に用いた電力線搬送通信装置は、送信端電圧が９０［ｄＢμＶ］程度と高いため、漏洩電界強度が大きくなり、通信に使用する帯域に存在するラジオやアマチュア無線等の無線受信装置にノイズを加える可能性がある。
【０００４】
また、特許文献１に開示の技術では、アクセス制御方式としてＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access（with Collision Detection））あるいはＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）を用いている。しかし、ＣＳＭＡ方式は、複数の電力線搬送通信装置が接続される場合に、電力線搬送通信装置同士の通信信号の衝突が発生する。特に定期的に取得することが要求される保守データや緊急性の高い監視情報、あるいは重要な制御情報を重畳した通信信号の衝突が発生すると表示装置などへの異常報知が遅れることになり、結果として産業機器の利用者(乗客など)に危険が及んだり、対策が遅れるために産業機器が異常停止するなどの問題が発生する。加えて、電力線搬送通信装置は電力線を通信線とするために、ノイズや減衰が著しい。この対策として伝送信号の冗長化を行うと、減衰やノイズが小さい通信線(例えばイーサネット)と比較して冗長化した分、伝送データ量が増加する為、衝突がより頻繁に発生するという問題がある。
【特許文献１】特開２００２−２８０９３５号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明は、電力線を通信線として用いた電力線搬送通信において、低い漏洩電界強度でノイズや減衰に対して強い安定した通信によって、機器の保守・管理データ等の機器状態データ、機器の遠隔制御に必要な機器制御データ等を含む伝送データを、通信信号の衝突や干渉を生じさせずに伝送し、低い漏洩電界強度でノイズや減衰に対して強い安定した通信を行うことができる電力線搬送通信装置、ならびに電力線搬送通信方法を提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、１台の電力線搬送通信装置が、運転機器に取り付けられた監視手段によって計測あるいは検出された機器状態データ、または運転機器の運転を制御するための機器制御データを含むデータを、他の電力線搬送通信装置が送信するデータと通信の衝突や干渉を生じずに、他の電力線搬送通信装置と通信する。
【０００７】
本発明において、「運転機器」とは、その運転状態を良好に維持するために、常時または定期的に運転状態を示す各種のデータを収集して、そのデータに基づき保守・管理を行う機器、あるいは定期的に計測または検出されるデータを収集するための機器、または、運転中にその運転動作を制御するために各種の制御データが与えられ、その制御データに基づき運転制御が行われる機器などを言う。例えば、エレベータ、エスカレータ、空気調和装置、消費電力監視装置、監視カメラ、防犯用監視センサ（赤外線センサ、超音波センサ、光センサ、施錠を確認するセンサ）、プラント機器を構成する各種機器（バルブ、モータ、温度センサ、圧力センサ、流量計、回転数計）、製造システムを構成する各機器等の産業用機器などの保守・管理を必要とし、または、遠隔制御装置から制御データを与えられ、その制御データに基づき、運転動作が制御される機器を言う。
【０００８】
また、「機器状態データ」とは、運転機器の動作を良好に維持するために、その運転機器の運転状態を常時または定期的あるいは非定期的に監視して保守・管理を行うために必要な各種パラメータに関するデータを言う。例えば、エレベータでは、エレベータかごの重量、加速度、電流、電圧、停止位置、異常監視映像、停止階、異常音、戸締り異常、地震もしくはその他の要因によるかご揺れ、火災または異常発熱、かご内照明切れ、表示盤ランプ切れ、非常用バッテリ残量、かご内ファン稼動状況、ブレーキ距離、制動距離、救出用ドアパネル開放、アナウンス異常、かご内空調温度等に関するデータを言う。
【０００９】
また、「機器制御データ」とは、遠隔制御される運転機器の運転を制御するために、遠隔制御装置から運転機器に送信される制御命令を含むデータ等を言う。例えば、後記のエレベータ、エスカレータ、消費電力装置では、それぞれの機器の運転開始または停止、さらに、各種データの計測あるいは検出の開始、検出したデータの送信、また、空調設備（空気調和装置）では、その動態制御(停止、稼動、異常発報、運転モード切替、設定温度変更等)を行うための制御命令に関するデータを言う。
【００１０】
前記課題を解決する他の手段として、本発明の電力線搬送通信装置は、他の1台の電力線搬送通信装置からの送信要求に従って送信することで伝送データが通信の衝突や干渉することなく送信される。
【００１１】
前記課題を解決する他の手段として、電力線搬送通信装置は、少なくとも周波数１ＭＨｚから３０ＭＨｚのいずれかの帯域を使用して、情報を割り付けた搬送波（キャリア、サブキャリアとも言う）をより広い帯域幅をもった搬送波に変調し、電力線を通信線として、電力線に接続される他の電力線搬送通信装置と通信する。
【００１２】
前記課題を解決する他の手段として、電力線搬送通信装置は、他の電力線搬送通信装置によって送信された送信信号を受信時に、送信信号に使用された拡散符号と同一の拡散符号系列を基に逆拡散して復調する。または、複数受信される同一の情報を基に送信情報を復元するダイバーシティ合成手段によって復調する。
【００１３】
前記課題を解決する他の手段として、電力線搬送通信装置は、伝送するデータを、漏洩電界強度を低く抑える為に送信端電圧の上限を７０［ｄＢμＶ］（ＲＢＷ９ｋＨｚ、準尖頭値）以下とする変調手段によって変調して通信する。
【００１４】
前記課題を解決する他の手段として、電力線搬送通信装置は、送信信号を、高速逆フーリエ変換器によりＯＦＤＭ変調してＯＦＤＭ信号を生成する手段と、ディジタルアナログ変換器によりアナログ信号に変換する手段と、アナログ信号を一定間隔ごとにサンプリングして少なくともサンプリング間隔以上にならないようなホールド時間で個々のサンプリングをホールドするホールド制御手段と、さらに前記ホールド制御手段には、前記ホールド時間経過後に次のサンプリングまでサンプリングした振幅を所定値以下にする手段とを備える。
【００１５】
前記課題を解決する他の手段として、電力線搬送通信装置は、受信信号の時間系列信号に同期を取ってアナログディジタル変換器により受信信号のサンプリングを行ってディジタル信号に変換する手段と、前記ディジタル信号に対して高速フーリエ変換器によりＯＦＤＭ復調を行う手段とを備える。
【００１６】
本発明における電力線搬送通信装置は、より広い帯域を利用して通信を可能とし、またノイズや減衰に強い通信を可能とし、さらに送信端電圧を抑えることで低い漏洩電界強度を達成し、一台の電力線搬送通信装置が他の複数の電力線搬送通信装置に対して機器状態データあるいは機器制御データを含むデータを通信の衝突を生じることなく送信することを可能とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電力線搬送通信装置および電力線搬送通信方法は、より広い帯域を利用して通信を可能とし、またノイズや減衰に強い通信を可能とし、さらに送信端電圧を抑えることで低い漏洩電界強度を達成し、運転機器の保守、遠隔監視、遠隔制御に必要な情報を即応的に送信または受信することを可能とする。また、一台の電力線搬送通信装置により通信管制を行い、他の電力線搬送通信装置の送信タイミングを統制することで、所要のタイミングで機器状態データを収集し、また、適切な時期に機器制御データを送信または受信することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
〔電力線搬送通信装置〕
図１は、本発明の第1実施形態を示す構成を示す図である。この図１に示す第１実施形態は、同一建屋内あるいはビル内に敷設された電力線１９に複数の電力線搬送通信装置１ｅ,１ｆ,１ｇ,１ｈ,１ｉが接続され、パソコン２３に接続された一台の電力線搬送通信装置を親局とし、電力線１９によって電力を供給される運転機器（エレベータかご２８、エスカレータ３４、空気調和器３５、およびその他の産業機器３８（例えば、薬品、鉄鋼、食品、産業機器の製造、加工に関わる機器））に設置された計測センサ２９ｌ,２９ｍ,２９ｎおよび電力計、電力量計４０ｄに、インターフェース２７ｌ,２７ｍ,２７ｎ,２７ｏを介して接続された電力線搬送通信装置１ｅ，１ｆ，１ｇ,１ｈを子局として、親局と子局が通信を行う態様を示す。
【００１９】
この第１実施形態において、子局１ｅ，１ｆ，１ｇ,１ｈは、親局１ｉによるデータの送信要求信号にしたがって、エレベータ２８、エスカレータ３４、空気調和器３５、産業機器３８に設置された計測センサ２９ｌ、２９ｍ、２９ｎまたは電力計、電力量計４０ｄが計測または検出した機器状態データを、親局ｌｉに送信する。子局１ｅ，１ｆ，１ｇ,１ｈは、インタフェース２７ｌ，２７ｍ，２７ｎ，２７ｏに接続され、インタフェース２７ｌ，２７ｍ，２７ｎ，２７ｏは、計測センサ２９ｌ,２９ｍ,２９ｎ、電力計または電力量計４０ｄに接続されている。
【００２０】
図１に示す第１の実施形態では、電力線搬送通信装置１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉのそれぞれは、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１４，１７、結合器１８、受信アンプ１６、送信アンプ１３、アナログ／ディジタル変換器（ＡＤ変換器）１５、ディジタル／アナログ変換器（ＤＡ変換器）１１、ミキサー１２、復調器２、変調器３、コンスタレーションデマッパー５、コンスタレーションマッパー１０、等化器４、復号器６、符号器９、アクセスコントローラー７、プロトコル変換器８、および入出力端子３２から構成されている。
【００２１】
電力線搬送通信装置１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉの詳細な処理手順において、図１および図２を用いてアクセス制御装置１５２の処理手順について説明を行う。
【００２２】
親局の電力線搬送通信装置１ｉが備えるアクセス制御装置１５２ａは、各子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈに接続された計測センサ２９ｌ,２９ｍ,２９ｎおよび電力計、電力量計４０ｄから機器状態データを収集するために、同一の電力線１９に接続されている子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈのアドレスと子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈが送信する機器状態データを関連付けしたテーブルを所有している。このテーブルは電力線搬送通信装置１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉの設置を行う時に予め作成する。さらに、子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈに機器状態データを要求する為に子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈのアドレスと要求するデータからなる要求信号を生成し、アクセスコントローラー７に送る機能を備えている。
【００２３】
一方、子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈに備えるアクセス制御装置１５２ｂは、親局１ｉのアドレスと、自局のアドレスと、自局が送信する機器状態データのテーブルとを所有している。このテーブルは、電力線搬送通信装置１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉの設置を行う時に予め作成する。また、親局１ｉからのデータ要求信号に応じて機器状態データの送信を制御する機能を備えている。
【００２４】
また、親局１ｉと子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈは、親局１ｉの処理と子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの処理の両方を処理する機能を備えたアクセス制御装置１５２ａ，１５２ｂを用いて、電力線搬送通信装置１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉを設置時に親局１ｉの処理手順を実行するか、子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの処理手順を実行するかを切替える場合もある。
【００２５】
図２は、親局１ｉと子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈのアクセス制御装置１５２ａ，１５２ｂの処理手順を示す図である。この処理手順において、パソコン２３は、親局１ｉへどの機器の機器状態データを取得するのかを送る（Ｓ４１）。そして、その情報を親局１ｉのアクセス制御装置１５２ａが受け取り、予め作成されているテーブルに従って、パソコン２３が要求した機器状態データをどの子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈが取得しているのか検索し（Ｓ４７）、子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈのアドレスを特定する。続いて前の処理段階で特定した子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈのアドレスを生成して、アクセスコントローラー７に送り、アクセスコントローラー７は、送信処理を行って送信を行う（Ｓ４２）。親局１ｉから送信した送信信号を受信した子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈは、子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈが備えるアクセス制御装置１５２ｂにおいて自局宛ての送信信号であるか否かを判定する（Ｓ４３）。その結果、自局宛てではない場合には、待機状態に移行する（Ｓ４６）。一方、受信した親局１ｉからの送信信号が自局宛てである場合には、アクセスコントローラー７に、機器状態データの送信処理を実行する指令と、送信あて先である親局１ｉのアドレスを送り（Ｓ４４）、これらの情報を送信する（Ｓ４５）。なお、親局１ｉにアドレスを割り当てていない場合には、アクセス制御装置１５２ｂは、親局１ｉのアドレスをアクセスコントローラー７に送らない。親局１ｉは、子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈからの送信信号を受信、復調して機器状態データとしてパソコン２３に送る。
【００２６】
図１および図２に示した実施形態は、建屋内に敷設した同一配電系統の電力線１９に複数の電力線搬送通信装置１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉを接続しているため、親局１ｉが複数の子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈに対して、直接通信を行うことができるという電力線特有の敷設形態を利用している。さらに、このような敷設形態において、接続している子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈがＣＳＭＡなどのアクセス方式で親局１ｉと通信を行うと、伝送信号の衝突が頻発して通信効率が低下する。加えて電力線１９は減衰やノイズが大きく、これらの影響を軽減する目的で伝送信号を冗長化して通信を行う為、他の通信システムの伝送信号(例えば、イーサネット)と比較して伝送データ量が増大し、さらなる通信効率低下を引き起こす。場合によっては、衝突が多発してまったく通信できない事態となる。そこで、本実施形態にあっては、親局１ｉの要求信号に従って子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈがデータを送信するため、親局１ｉは伝送信号が衝突することなく、各子局１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈが送信するデータを取得することができ、複数の電力線搬送通信装置１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉを接続した場合において、伝送効率が劣化することがない。
【００２７】
図３は、本発明に係る第２実施形態の電力線搬送通信装置とそれをエレベータの保守データ（機器状態データ）の取得手段に用いる構成を示す図である。電力線搬送通信装置１ａは、入出力端子３２を経由してインターフェース２７ａに接続しており、このインターフェース２７ａが、エレベータに取り付ける計測センサ２９ａ，２９ｂ，２９ｃに接続されている。
【００２８】
電力線搬送通信装置１ａは、図１に示すように、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１４，１７、結合器（検波回路）１８、受信アンプ１６、送信アンプ１３、アナログ／ディジタル変換器（ＡＤ変換器）１５、ディジタル／アナログ変換器（ＤＡ変換器）１１、ミキサー１２、復調器２、変調器３、コンスタレーションデマッパー５、コンスタレーションマッパー１０、等化器４、復号器６、符号器９、アクセスコントローラー７、プロトコル変換器８、アクセス制御装置１５２、および入出力端子３２から構成されている。
【００２９】
エレベータかご２８には、インタフェース２７ａ、計測センサ２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、および電力線搬送通信装置１ａが取り付けられる。電力線搬送通信装置１ａは、エレベータかご２８内で照明用電源などに使用するために敷設する電力線１９に接続する。
【００３０】
プロトコル変換器８は、接続されているインタフェース２７ａとの間で行われる通信データのプロトコル変換を行う装置である。ここで用いられる通信プロトコルは、例えばイーサネット（登録商標）やＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の標準的な規格のものである。ただし、入出力端子３２に接続されたインタフェース２７aからの出力が直接電力線搬送通信装置１ａと授受を行う通信フォーマットであればプロトコル変換器８は不要である。エレベータかご２８に取り付けた計測センサ２９ａ、２９ｂ、２９ｃでは、エレベータ保守・管理に関わる情報(かご重量、加速度、電流、電圧、停止位置、異常監視映像、停止階、異常音、戸締り異常、地震もしくはその他の要因によるかご揺れ、火災または異常発熱、かご内照明切れ、表示盤ランプ切れ、非常用バッテリ残量、かご内ファン稼動状況、ブレーキ距離、制動距離、救出用ドアパネル開放、アナウンス異常、かご内空調温度等)に関するデータを検出し、検出データをインタフェース２７ａに送る。計測センサ２９ａ,２９ｂ,２９ｃから送られる検出データは、検出目的に応じてそれぞれ電圧値、あるいは電流値で表わされている。そのためインタフェース２７ａでは、各計測センサ２９ａ,２９ｂ,２９ｃから送られる数値データをサンプリング、あるいは一定時間の間、データを蓄積及び加工して、送信時点における送信データとして電力線搬送通信装置１ａの入出力端子３２との整合が取れた所定の通信フォーマットに変換する。なお、このインタフェース２７ａは計測センサ２９ａ,２９ｂ,２９ｃに内蔵される場合がある。また、図４に示すように、計測センサ２９ａ,２９ｂ,２９ｃおよび運転制御装置３０ａのそれぞれに、インタフェース２７ｂ,２７ｃ,２７ｄを設置して、これら各計測センサ２９ａ,２９ｂ,２９ｃや運転制御装置３０ａから伝送されるデータをシリアル、若しくはパラレルに変換する集線装置３３によりデータを集約し、入出力端子３２を介して電力線搬送通信装置１ａに出力するようにしてもよい。このようにすることで、取得した計測データを減衰させることなくインタフェース２７ｂ、２７ｃ、２７ｄまで送信することが出来、電圧値や電流値である検出データが、電圧降下やケーブルの抵抗を受けることなく電力線搬送通信装置１ａの入出力端子３２まで伝送することが可能になる。
【００３１】
プロトコル変換器８は、インタフェース２７ａ（図３参照）、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ（図４参照）からデータを受け取ると、このデータを電力線搬送通信装置１ａで扱う所定フォーマットの通信パケットに変換する。
【００３２】
アクセスコントローラー７は、アクセス制御装置１５２ｂから送信処理の実行指令を受け取ると、プロトコル変換器８からの通信パケットを受信すると、このデータを、符号器９と変調器３に送る。また、アクセスコントローラー７は、ＭＡＣ制御（通信データの送信タイミングやパケットのフレーム構造等の制御）に関する処理を行うとともに、電力線１９のＳＮ比の状態をトレーニング信号を使って解析しており、この解析情報を、符号器９、変調器３及びコンスタレーションマッパー１０に送る。
【００３３】
符号器９では、誤り訂正符号化を行う。コンスタレーションマッパー１０では、多値ＰＳＫ（ＱＰＳＫ）、多値ＱＡＭ等の多値変調を行い、そのコンスタレーション配置に応じてデータを割り付ける（コンスタレーションマッピング）。なお、ＱＡＭはQuadrature Amplitude Modulation、ＱＰＳＫはQuadrature Phase Shift Keyingと呼ばれ、ＱＡＭは振幅変調、ＱＰＳＫは位相変調である。
【００３４】
図５は、コンスタレーションマッパー１０におけるＱＰＳＫのコンスタレーションマッピングの一例を示す図である。符号器９から送られてきた２ビットのデータが、図５の４点のうちのいずれかに割り当てられ、それぞれＩとＱの値が変調器３に送られる。ＱＰＳＫは、各搬送波（キャリア、サブキャリアとも言う）に２ビットを割り付ける変調方式であり、信号点配置は図３のようになっている。Ｉ軸は信号の同相成分を表し、Ｑ軸は信号の直交成分を表している。信号点へのデータ割り付けは、例えば、第１象限の信号点でデータ“００”を示し、第２象限の信号点でデータ“０１”、第３象限の信号点でデータ“１１”、第４象限の信号点でデータ“１０”を表す。
【００３５】
なお、図５ではＱＰＳＫの一例を示したが、コンスタレーションマッパー１０は、アクセスコントローラー７から、伝送路のＳＮ比を受け取り、図６に示す通信誤り率とＳＮ比に基づいて、いずれの多値変調を行うかを決定する。図６は、どの多値変調を行うかを決定するための通信誤り率とＳＮ比を示した図である。より広い帯域を使った通信の場合、拡散率や同一情報をいくつ送信するかによって、図６に示す所要ＳＮ比よりも低いＳＮ比で多値変調を行えるため、コンスタレーションマッパー１０は、拡散率や同一情報の送信数を考慮していずれの多値変調を行うかを決定する。例えば、図７は、図６における通常のＱＰＳＫの通信誤り率と拡散率が２０の時のＱＰＳＫの通信誤り率を示した図である。拡散等の処理を施さない（通常のＱＰＳＫ）場合は、通信誤り率が１０-5の時の所要ＳＮ比は約１３ｄＢであるが、拡散率が２０の場合は、通信誤り率が１０-5のＳＮ比が０ｄＢであるから、ＱＰＳＫ変調ができることを示している。これをプロセスゲインと呼ぶ。なお、拡散率は、ベースバンド信号帯域幅と伝送帯域幅で決定される。例えば、ベースバンド帯域幅が１ＭＨｚであり、伝送帯域幅が２５ＭＨｚであれば拡散率は２５となる。
【００３６】
変調器３は、後記するスペクトル拡散や帯域割り付けによって、変調器３への入力信号を、より広い帯域幅を持った通信信号とする。その後、この信号は、ＤＡ変換器１１によりアナログ信号に変換される。この処理をアナログ回路で実現することもあり、その場合にはＤＡ変換器１１は不要である。この後、ミキサー１２でＩ，Ｑ変調や周波数変換され、送信アンプ１３により増幅された後、ＢＰＦ１４を介して電力線１９に出力され、他の電力線搬送通信装置１ｂ，１ｃ，１ｄに送信される。なお、ＩＱ変調はＤＡ変換処理の前に実行されることもある。
【００３７】
一方、他の電力線搬送通信装置１ｂ，１ｃ，１ｄから送信されてきた信号（受信信号）は、ＢＰＦ１７によって通信帯域外の信号が抑制され、受信アンプ１６に出力される。受信信号は、受信アンプ１６で増幅され、ＡＤ変換器１５に出力される。ＡＤ変換器１５によってディジタル情報に変換され、復調器２で逆拡散が行われる。逆拡散等の復調処理をアナログ回路によって実現する場合には、ＡＤ変換器１５は不要である。逆拡散や帯域合成（ダイバーシティ合成）を行って、元のベースバンド帯域幅まで帯域幅を狭くした後、等化器４により、伝送路の歪により生じる位相回転が修正される。位相回転量は、トレーニング信号として送られる既知のデータがどの程度位相回転しているかを割り出すことで把握される。
【００３８】
コンスタレーションデマッパー５では、デマッピングが行われる。デマッピングは、受信信号の振幅と位相情報により行われる。これらの処理順序は入れ替わる場合もある。図５は、ＱＰＳＫのコンスタレーションマッピングを示しているが、デマッピングされたデータは、ノイズや伝送路歪により、本来のコンスタレーション位置とは異なる場合が多い。
【００３９】
その後、復号器６で誤り訂正符号の復号を行って、複合された信号が、アクセスコントローラー７に送られる。アクセスコントローラー７でＭＡＣ制御に関する処理を行って、処理後の信号がプロトコル変換器８に送られる。そのデータを含む信号は、プロトコル変換器８でインタフェース２７ａ（図３参照）、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ（図４参照）とマッチングの取れた通信フォーマットに変換される。一般的には、例えばイーサネット（登録商標）やＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の標準的な規格を用いることができる。そのデータは計測センサ２９ａ、２９ｂ、２９ｃに送られる。なお、アクセス制御装置１５２の処理は、図１および図２で説明した処理と同様であり、説明は省略する。図示していないが、計測センサ２９ａ、２９ｂ、２９ｃは電力線搬送通信装置１ｂ、１ｃ、１ｄからのデータを受信して自身の制御(測定間隔変更、校正)を行うようにしてもよい。
【００４０】
また、受信データが機器制御情報であれば、図８および図９に示すように、インタフェース２７ａ（図８参照）、２７ｅ（図９参照）で機器制御データを運転制御装置３０ａに適合した電圧値あるいは電流値等の機器制御データに変換して運転制御装置３０ａに送信する。運転制御装置３０ａでは、このデータを受信して、エレベータかご２８の動態制御(停止、昇降、ドア開閉、加減速、異常発報)を行うようにしてもよい。
【００４１】
電力線搬送通信装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、表示装置２５やパソコン２３に接続してもよい。この場合には、電力線搬送通信装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと、パソコン２３あるいは表示装置２５との間を、例えばイーサネット（登録商標）やＵＳＢ（Universal Serial Bus）等に用いられる標準的なフォーマットで接続する。もしくはインタフェース３１を設けて計測データを表示してもよい。また、図３及び図４に示しているように、電力線搬送通信装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄで受信したデータは、ゲートウェイ２２やサーバー２４を介してインターネットあるいはローカルエリアネットワーク２６を経由して遠隔地の表示装置あるいはパソコンにデータ伝送を行って遠隔地監視・制御を実現するようにしてもよい。
【００４２】
電力線１９は、電源供給線であるため、配電盤／ブレーカー２１に接続されている。よって電力線搬送通信装置１ａの信号が配電盤／ブレーカー２1を介して同一の外部配電線に接続されている建屋内の各種機器へ伝送される可能性がある。これを抑制する場合にはブロッキングフィルタ２０を、電力線１９に設けることが好ましい。
【００４３】
［電力線の通信特性  １ＭＨｚ−３０ＭＨｚ］
次に、通信線として用いる電力線１９の特性について説明する。図１０は、電力線の伝送路特性（減衰特性）を実験により測定した結果の例である。図１０は、ある電源端子間の伝送路における減衰特性であり、実測値３４（破線参照）とその実測値３４を１次近似した結果３５（実線参照）とを示してある。一般に、電力線１９は、図１０に示すように減衰が大きく、特に周波数が高くなるほどその傾向は顕著である。図１０から周波数が３０ＭＨｚ以上になると、減衰量（マイナスの符号）は６０ｄＢ以上にも及ぶことがわかる。これは、３０ＭＨｚ以上の高周波信号は電力線１９によって十分に伝送できないことを示している。また、図１１は、電力線１９のノイズ特性であるが、３０ＭＨｚ付近ではノイズは３０［ｄＢμＶ］である。これに減衰特性を考慮した場合、例えば電力線搬送通信装置１ａの送信端電圧が７０［ｄＢμＶ］だったとしても、ＳＮ比が−２０ｄＢとなる（３０ＭＨｚ付近では減衰が６０ｄＢあるため、７０ｄＢμＶの送信端電圧が１０ｄＢμＶにまで落ち、そこにノイズ３０ｄＢμＶが加わるため）。仮に拡散等によるプロセスゲインでＳＮ比の改善を試みても、３０ＭＨｚ以上の周波数帯域では、減衰により通信が困難となる。従って、３０ＭＨｚまでの周波数帯域を使って通信をすると安定性が向上する。また、図１１からわかるように、１ＭＨｚ以下の周波数ではノイズが高いため、１ＭＨｚ以上の周波数を使い、広い帯域を確保することで通信の安定性が増す。５ＭＨｚ以上では、さらにノイズが低いため、より安定した通信ができる。
【００４４】
ディジタル通信では、通信開始時に予め既知の信号系列を全ての送信信号の先頭に挿入し、受信側においてはその既知の送信シンボルから特徴量を抽出して、その特徴量が閾値を超えるか、最尤判定か、ピークサーチ方式を用いることで、送信側から送られた送信信号を受信信号とした場合の、データ開始点を捕捉する。これを一般的に同期というが、高ノイズ環境下では受信時にノイズにより特徴量の抽出が困難となる場合がある。この場合には、既知の信号系列を任意の周波数に変更することで高ノイズ周波数帯域を避けるか、あるいは同期に用いる既知の信号系列自体にスペクトル拡散処理を行って、特徴量の抽出が容易にする。この時、既知の信号系列を任意の周波数に変更する場合には、既知の信号系列の周波数成分を抽出する為のバンドパスフィルタを用いる（図示せず）。
【００４５】
以上により、電力線搬送通信装置１ａで、スペクトル拡散や帯域割り付けにより広い帯域を使って通信を行う場合には、少なくとも１ＭＨｚから３０ＭＨｚのうちのいずれかの帯域を使用することで、安定した通信が可能になることが分かる。
【００４６】
また、この通信信号に対し、受信側において逆拡散処理を実行したり、複数の搬送波信号に割り付けられているそれぞれの同一の情報（以下、「ダイバーシティ枝」と言う）を加算したり、位相調整後に加算したり、あるいはそれぞれのダイバーシティ枝に重み付けをして、位相調整後に加算したりして、帯域合成（ダイバーシティ合成）を行うことにより、ＳＮ比を改善して、信頼性の高い通信を行うことが可能である。ここで、ダイバーシティ枝とは、それぞれの搬送波に割り付けられた個々の同一情報を意味する。
【００４７】
従来の電力線搬送通信装置はノイズや減衰に対して何ら対策を施していない為、この電力線搬送通信装置をエレベータかご２８に設置して機器状態データの取得を行うと、エレベータの機械室に設置した巻き上げ機から発生するノイズにより通信データが妨害を受け、特にエレベータかご２８の昇降時には安定した通信を行うことが出来ない問題があった。これに対して、本発明による電力線搬送通信装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは、信号をスペクトル拡散して通信を行うため、エレベータかご２８の昇降時のノイズ環境下においても計測センサ２９ａ、２９ｂ、２９ｃにより取得したデータ、あるいは運転制御情報を安定して高速(およそ１Ｍｂｐｓ程度)で伝送することが可能となる。
【００４８】
図１２は、本発明に係る第４実施形態の電力線搬送通信装置とそれをエスカレータ３４(マンコンベアともいう)の保守データ取得手段に用いる構成を示す図である。この構成は、図３および図４に示したエレベータかご２８とほぼ同様に、エスカレータ３４に取り付ける計測センサ２９ｄ，２９ｅ，２９ｆの保守情報をインタフェース２７ｆ、あるいはインタフェース２７ｆと集線装置を介して電力線搬送通信装置１ａにより保守データを伝送するものであり、以下の説明においては、エスカレータ３４に適用した場合に図３および図４と異なる点についてのみ説明を行う。電力線搬送通信装置１ａは、エスカレータ３４に取り付けるとともに、エスカレータ３４の駆動や踏み板下の照明に使用するために敷設する電力線１９に接続する。
【００４９】
エスカレータ３４に取り付けた計測センサ２９ｄ，２９ｅ，２９ｆでは、エスカレータ保守に必要な情報（運行速度、乗客検知、異物検知、ハンドレールからの乗り出し、乗客転倒、踏板脱落、チェーン断裂、異物巻き込み、異物挟み込み、非常スイッチ押下、過負荷、部品磨耗量、異常音、床下機器水没、モータ電圧、モータ電流、踏板速度と手摺移動速度差、手摺内スチールコード損傷、ハンドレール損傷、オイルパン上のごみ堆積量、踏板下照明切れ、ベルト張力等）に関するデータを検出する。
【００５０】
また、図１３は、図１２に示す構成と同様に，エスカレータ３４に取り付ける計測センサ２９ｄ、２９ｅ、２９ｆの保守情報をインタフェース２７ｆ、あるいはインタフェースと集線装置を介して電力線搬送通信装置１ａにより保守データを伝送するとともに、電力線搬送通信装置１ａが、パソコン２３からの機器制御情報を受信するものである。運転制御装置３０ｂでは、電力線搬送通信装置１ｂ、１ｃ、１ｄにより送信された制御データを受信して、エスカレータ３４の動態制御(停止、稼動、異常発報、速度制御)を行う。
【００５１】
図１４は、本発明に係る第５実施形態の電力線搬送通信装置とそれを空調設備３５、３６(空気調和設備)の保守データ取得手段に用いる構成を示す図である。この構成は、図３および図４に示したエレベータとほぼ同様に、空調設備３５、３６に取り付ける計測センサ２９ｇ，２９ｈ，２９ｉ，２９ｊ，２９ｋの保守情報をインタフェース２７ｇ、あるいはインタフェース２７ｇと集線装置を介して電力線搬送通信装置１ａにより保守データを伝送するものである。以下、空調設備３５、３６に適用した場合に図３および図４と異なる点についてのみ説明を行う。
【００５２】
この構成においては、電力線搬送通信装置１ａは、空気調和機室外機あるいは空気調和機室内機の一方もしくは両方に取り付けるとともに、空気調和機の駆動に使用するために敷設する電力線１９に接続する。
【００５３】
計測センサ２９ｇ，２９ｈ，２９ｉ，２９ｊ，２９ｋは、空気調和機室内機３６や空気調和機室内機３６に付随する操作盤あるいは空気調和機室外機３５に取り付け、計測センサ２９ｇ，２９ｈ，２９ｉ，２９ｊ，２９ｋでは、空調設備（空気調和機室外機３５、空気調和機室内機３６）の保守に必要な情報（風量、設定温度、ファン回転数、電圧、電力、電流、外気温度、室内温度、冷房・暖房・除湿等の運転モード、異常発熱、漏電、湿度等）を検出する。
【００５４】
また、図１５は、図１４に示す構成と同様に、空調設備（空気調和機室外機３５、空気調和機室内機３６）に取り付ける計測センサ２９ｇ、２９ｈ、２９ｉ、２９ｊ、２９ｋの保守情報をインタフェース２７ｇ、あるいはインタフェース２７ｇと集線装置を介して電力線搬送通信装置１ａにより保守データを伝送するとともに、電力線搬送通信装置１ａが、パソコン２３からの機器制御情報を受信するものである。運転制御装置３０ｃ、３０ｄでは、電力線搬送通信装置１ｂ、１ｃ、１ｄにより送信された制御データを受信して、空調設備（空気調和機室外機３５、空気調和機室内機３６）の動態制御(停止、稼動、異常発報、運転モード切替、設定温度変更等)を行う。
【００５５】
図１６は、本発明に係る第６実施形態の電力線搬送通信装置とそれを省電力モニタに用いる構成を示す図である。構成は図３および図４に示したエレベータとほぼ同様に、産業機器３７，３８，３９に取り付ける電力計／電力量計４０ａ，４０ｂ，４０ｃの計測情報(保守データ)をインタフェース２７ｉ，２７ｊ，２７ｋ、あるいはインタフェースと集線装置を介して電力線搬送通信装置１ａにより保守データを伝送するものである。以下、省電力モニタに適用した場合に図３および図４と異なる点についてのみ説明を行う。
【００５６】
この構成では、電力線搬送通信装置１ａは、産業機器に電力を供給するために敷設する電力線１９に接続する。
ここで、省電力モニタは、省電モニタあるいは消費電力監視装置(あるいは消費電力監視システム)とも称され、図１５図においては、電力線搬送通信装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、インタフェース２７ｉ，２７ｊ，２７ｋ，３１、電力計／電力量計４０ａ，４０ｂ，４０ｃ、表示装置２５などから構成されるシステムであり、機器に設置した電力計／電力量計４０ａ，４０ｂ，４０ｃのデータをモニタリングするシステムを言う。
【００５７】
この図１６に示す第６実施形態においては、産業機器３７,３８，３９に電力計あるいは電力量計４０ａ，４０ｂ，４０ｃを取り付け、取り付ける産業機器３７，３８，３９の消費電力あるいは消費電力量を計測し、計測結果をインタフェース２７ｉ，２７ｊ，２７ｋを介して本発明による電力線搬送通信装置１ａで伝送する。送信したデータは電力線搬送通信装置１ｂ，１ｃ，１ｄにより復調した後、表示装置２５にリアルタイムデータとして表示するかあるいはパソコン２３のディスプレイ上に表示し、場合によっては取得データを蓄積して参照する。
【００５８】
これらの図１２ないし図１６に示す実施形態においては、いずれも本発明の電力線搬送通信装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅを用いており、産業機器等の稼動ノイズ、インバータノイズの存在する環境下において安定した高速な伝送速度(１Ｍｂｐｓ程度)を実現することが可能である。
〔単一搬送波のスペクトル拡散〕
次に、より広い帯域を使用したスペクトル拡散方式または帯域割り付けについて説明する。なお、以下の実施例において入出力端子３２には図１、図３、図４、図８、図９、図１２ないし図１６に示したいずれかの構成が接続されるものであり、説明を省略する。
【００５９】
図１７は、本発明に係る第７実施形態の電力線搬送通信装置１ａにおける直接スペクトル拡散方式の構成を示す図である。以下、図１と共通する部分については同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。図１で示した処理と異なる点は、拡散及び逆拡散部分であり、拡散符号発生器４３、スペクトル拡散変調器４４、タイミング同期回路４２及びスペクトル逆拡散変調器４１を備える。送信時にコンスタレーションマッピングされたデータは、拡散符号発生器４３で発生した拡散符号系列を用いてスペクトル拡散変調器４４でスペクトル拡散され、ＤＡ変換器１１に送られる。一方、受信時には、タイミング同期回路４２により符号同期をとり、スペクトル逆拡散変調器４１で逆拡散されたデータがデマッピングされる。
【００６０】
図１８は、拡散前帯域幅Ｗａの単一搬送波４５を、１ＭＨｚから３０ＭＨｚの帯域を使用して直接スペクトル拡散した場合の周波数スペクトル概念図である。拡散後の搬送波４６は、周波数帯域幅がより広い帯域幅Ｗｂになっている。拡散符号には、ＰＮ符号（擬似ランダム符号）、Ｍ系列、ゴールド符号、バーカ符号、その他の直接拡散を行うことができる任意の符号長の符号系列を用いる。この拡散手段は、拡散前帯域幅Ｗａの搬送波に対し、拡散符号を乗算するだけで簡単により広い拡散後帯域幅Ｗｂにスペクトル拡散できるという特徴がある。
【００６１】
以下、同様に拡散前帯域幅Ｗａの搬送波を少なくとも周波数１ＭＨｚから３０ＭＨｚの間のいずれかの帯域を使用して、より広い拡散後帯域幅Ｗｂを持つ搬送波に変換して行う情報通信について、周波数スペクトル概念図を用いて説明する。
【００６２】
〔単一搬送波情報の複数の搬送波への割り付け〕
図１９は、拡散前帯域幅Ｗａの単一搬送波４７からなる情報信号を複数の搬送波４８〜５５に割り付け、複数の搬送波４８〜５５を少なくとも周波数１ＭＨｚから３０ＭＨｚの間のいずれかの帯域に割り当てた図である。複数の搬送波４８〜５５は同一情報を持ち、全体として、より広い拡散後帯域幅Ｗｂを利用して通信を行うことができる。
【００６３】
図２０は、本発明に係る第８実施形態の電力線搬送通信装置１ａにおける、前記図１９に示した複数の搬送波に割り付けを行うための構成を示す図である。図１および図１９と共通する部分については同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図１および図１９で示した処理と異なる点は、帯域割付装置５８、帯域合成装置５７を備える点である。図２０において、送信側のコンスタレーションマッパー１０によってマッピングされたデータは、帯域割付装置５８において帯域割り付けが行われる。帯域割付装置５８では、コンスタレーションマッパー１０とアクセスコントローラー７から受け取った割り付け情報に基づいて、所定の搬送波４８〜５５に同一の情報を割り付ける。このように同一の情報を複数の搬送波に割り付ける方法を周波数ダイバーシティと呼ぶ。この周波数ダイバーシティは、同一の情報を複数の周波数の搬送波で伝送しているため、搬送波のいずれかがノイズや伝送路歪で情報を失っても、他の周波数帯域の搬送波に割り付けた情報が健全であれば、帯域合成装置５７においてダイバーシティ合成を行うことで、正しい情報を復元できるため、通信の安定性が向上するという効果がある。なお、詳細な説明は省略するが、ダイバーシティ合成方式には、選択合成方式、等利得合成方式、最大比合成方式等がある。図示しないが、複数の搬送波４８〜５５は個々において同一または異なる拡散符号系列および拡散符号長を乗積して拡散されることもある。復調時には、同一情報が割り付けられている搬送波４８〜５５ごとあるいは受信データを一括して検波復調を行い、さらにダイバーシティ合成を行って元の帯域幅Ｗａにした後に、図１の実施形態で示したと同様の復調処理を行う。また、ダイバーシティ合成は、先にデマッピングまでの処理を行い、そのデマッピングしたデータについて行うこともある。
【００６４】
複数の搬送波４８〜５５に同一情報を割り付けて行う通信は、電力線１９に特有の伝送路特性及びノイズ特性に対して、より信頼性の高い通信を行うことが可能である。さらに、ＳＮ比を評価するトレーニング信号を利用したり、予め他の機器で使われる通信帯域の情報を与えることで、信号を伝送するのに都合の悪い帯域（著しく信号が歪んだり、他の機器で使われる通信帯域に存在する通信に著しく妨害を与える帯域）に対しては、いずれかの搬送波４８〜５５の割り付けを行わないようにすることで、より高信頼度の通信を行うことができ、また他の機器の通信と干渉することを防ぐことが可能である。
【００６５】
〔複数搬送波のスペクトル拡散〕
図２１は、２つ以上の搬送波５９、６０、６１に情報を分割して割り付けた例を示す図である。従って、搬送波５９、６０、６１には、それぞれ異なる情報が割り付けられている。図２２は、図２１に示した搬送波５９、６０、６１に対してそれぞれの搬送波を直接拡散している様子を示した図である。即ち、図２２は、周波数１ＭＨｚから３０ＭＨｚの間のいずれかの帯域を使用して、図２１に示す搬送波５９、６０、６１を、それぞれの搬送波５９、６０、６１に対して同一又は異なる拡散符号を用いて拡散し、個々の搬送波６２、６３、６４に割り付けた拡散情報信号が互いに干渉しないように周波数軸上に割り当てた例である。
【００６６】
図２３は、図２２の処理を実現するためのスペクトル拡散変調器４４の処理フローである。スペクトル拡散変調器４４は、図１７のコンスタレーションマッパー１０からコンスタレーションマッピングのＩ，Ｑの値を入力し（Ｓ１）、拡散率を入力して（Ｓ２）、拡散率に基づいて発生された拡散符号を用いて、Ｉ，Ｑの値と拡散符号により各情報信号を直接拡散し（Ｓ３）、ＤＡ変換器１１に出力する（Ｓ４）。このとき、拡散符号には、ＰＮ符号（擬似ランダム符号）、Ｍ系列、ゴールド符号、バーカ符号、その他の直接拡散を行うことができる任意の符号長の符号系列を用いることができる。図２１に示す搬送波５９、６０、６１は、それぞれ図２２に示す搬送波６２、６３、６４に割り当てられている。
【００６７】
これにより、例えば、図１８に示すスペクトル拡散信号と比較して、同一の拡散符号長を用いた場合、相対的に拡散後の帯域幅を狭くすることができるため、図２４に示す急激な減衰量の落ち込みの影響を回避しやすくなる。図２４で、破線は、図６で示した減衰特性の実測値３４である。図２４で、搬送波６６は、搬送波６５に比べ帯域幅が狭いため急激な減衰量の落ち込み（図２４における○の個所）に掛からず波形にひずみを生じないため、復調ができる。つまり、急激に減衰が起こった場所では、ノイズによる情報の損失がおきやすくなるが、この状況に陥ることを回避できる。搬送波６５は、電力線１９に特有の伝送路特性等により生じる周波数選択性フェージングの状態であり、搬送波６６は、フラットフェージングの状態である。ここで、周波数選択性フェージングとは、電力線１９の伝送路特性において減衰量が急激に落ち込むことで通信信号が著しく歪んだ状態になることであり、フラットフェ―ジングは影響されない状態のことである。図２４は、相対的に信号帯域幅が狭くなった信号を用いることで電力線１９の伝送路特性によって著しく通信信号が歪む現象を回避している例である。なお、実験の結果、図２４での減衰量の落ち込み時の周波数幅は約１００ｋＨｚである。
【００６８】
〔複数搬送波のスペクトル拡散、同一情報が割り付けられている搬送波を互いに干渉することなく周波数軸上に配置〕
図２５は、図２１に示す複数搬送波５９，６０，６１に情報を分割して割り付け、同一情報が割り付けられている個々の搬送波７０,７１,７２,７３,７４,７５，７６，７７，７８を互いに干渉することなく周波数軸上に割り当てた図である。
【００６９】
図２６は、本発明に係る第９実施形態の電力線搬送通信装置１ａにおける、図２５に示す割り付けを行うための構成を示す図である。図１に示す構成等と共通する部分については同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図１、図１７、図２０に示す構成と異なる部分は、帯域割付装置６9、帯域合成装置６7を備え、タイミング／同期回路６8を備えた点である（図２０に対してはタイミング／同期回路６8を追加）。
【００７０】
図２５によれば、例えば、図２１において情報（データａ）が割り付けられている搬送波５９は、図２５において搬送波７０、７１、７２に割り付けられており、この時、搬送波７０、７１、７２は少なくともオーバラップしない程度に近接して周波数軸上に配置される。図２１において、情報（データｂ）が割り付けられている搬送波６０及び情報（データｎ）が割り付けられている搬送波６１は、図２５において、搬送波７３〜７５、搬送波７６〜７８に割り当てられる。また、同一の情報が割り付けられている搬送波の集まり（搬送波群：７０、７１、７２や７３〜７５等）は任意の周波数に割り当てられる。
【００７１】
図２７は、図２６に示す帯域割付装置６９の処理フローである。帯域割付装置６９は、図２６のコンスタレーションマッパー１０から、コンスタレーションマッピングのＩ，Ｑの値と拡散率を入力する（Ｓ１１，Ｓ１２）。また、アクセスコントローラー７から通信帯域情報を入力し（Ｓ１４）、Ｉ，Ｑの値と、拡散率と、通信帯域情報とに基づいて各搬送波に帯域割り付け及び各搬送波に情報の割り付けを行い（Ｓ１３）、ＤＡ変換器１１に出力する（Ｓ１５）。また、帯域割付装置６９は、同一情報を割り付ける搬送波を何本用いるかを決定する。さらに、ＳＮ比が著しく低い帯域や、他の機器で使われる通信帯域には、搬送波７０〜７８を割り当てないようにする。以上の処理を行うことにより、広い拡散後帯域幅Ｗｂを利用して通信を行う。これら全ての搬送波７０、７１、７２は、それぞれに干渉を起こさないようにフィルタリングが施されたり、その干渉が互いに影響を及ぼさない程度の周波数間隔を空けたりする処置を講じている。このように複数搬送波７０〜７８のそれぞれに割り付けられた情報を、複数の周波数で同じ情報を送信する帯域割り付けの方法も周波数ダイバーシティという。一方、復調時には、同一情報が乗っている搬送波（例えばデータａが割り付けられている搬送波７０，７１，７２）ごとにダイバーシティ合成を実行して、第１図の実施形態と同様の復調処理を行う。また、ダイバーシティ合成は、先にデマッピングまでの処理を行い、そのデマッピングしたデータについて行うこともある。
【００７２】
従って、この方式は、図２１および図２２に示す方式と比較して、１つの搬送波６２，６３，６４の帯域幅が相対的に狭くなるため、図２４で示した電力線特有の伝送路特性である周波数選択性フェージングをフラットフェージングにする効果がより大きくなり、これにより通信の信頼性がより向上する。また、電力線１９ではランダムに減衰が起こる場合があり、この時の減衰の幅は狭いため、同一情報を割り付けた搬送波６６のうち、減衰により１つの搬送波６６が情報を失っても、他の搬送波に割り付けられた同一情報は健全であるため、それら健全な情報を用いて、送信された情報を復元でき、通信の安定性が向上する。なお、図２１および図２５では、各搬送波７０〜７８に分割して情報を割り付けているため、１つの搬送波４５，４６の帯域幅は図１８の単一搬送波４５と比較して狭い。また、図２５のようにより広い帯域を使った場合でも、図２１の個々の搬送波５９，６０，６１と図２５の個々の搬送波７０〜７８の帯域幅は同じである。
【００７３】
これによって、１ＭＨｚから３０ＭＨｚの帯域を使うことでより安定した通信ができることはもちろんであるが、ノイズレベルの高い１ＭＨｚ以下の周波数帯においても、十分なＳＮ比が確保できる帯域が局所的に存在し、前記のように狭い帯域幅の搬送波であれば１ＭＨｚ以下の帯域を利用しても通信が可能である。この結果、さらに多くの搬送波を利用して通信することができ、より一層の高速通信を行うことができる。
【００７４】
〔複数搬送波のスペクトル拡散、同一情報が割り付けられている搬送波を離隔して周波数軸上に配置〕
図２８は、図２１に示す複数搬送波５９,６０,６１に情報を分割して割り付け、同一情報が割り付いている個々の搬送波を離隔して周波数軸上に割り当てた図である。図２８において、例えば、図２１で示した搬送波５９に割り付けられた情報（データａ）は、搬送波７９，８２，８５に割り付けられている。そして、同一の情報を割り付けた複数の搬送波７９，８２，８５は、搬送波同士が互いに干渉を起こさず、且つ、数十ｋＨｚから数百ｋＨｚ以上の間隔をあけて任意の周波数に割り当てられている。従って、前記した図２５との違いは、同一情報が割り付けられている搬送波７９，８２，８５が、数十ｋＨｚから数百ｋＨｚ以上の間隔をあけて割り付けられていることである。
【００７５】
図２９は、図２８に示すように割り付けを実行する場合の帯域割付装置６９の処理フローである。図２７との違いは、帯域割付装置６９は、アクセスコントローラー７から、データ割り付け情報を入力し（Ｓ２１）、Ｉ，Ｑの値と拡散率と通信帯域情報とデータ割り付け情報に基づいて各搬送波に帯域を割り付け（Ｓ２０）、およびデータ割り付け情報に基づいて、どの搬送波にどの情報を割り付けるかを決定し各搬送波に情報の割り付け（Ｓ２０）を行っている点である。
【００７６】
なお、図２８においては、説明を容易にする為、図２１における各搬送波５９,６０,６１の配列に従って帯域割り当て後も規則的にブロックごとに各搬送波７９〜８７が配列されているが、図２８に示すデータの割り付けは一例であり、複数のブロックにまたがってランダムにデータを割り付ける場合もある。図２８において例えば、搬送波７９〜８７には、ランダムにデータａからデータｎまでのデータを割り付けることができる（図示せず）。割り付けるデータが周期的であると、電力線において急激な減衰量の落ち込みが周期的に現れた場合には、減衰量の落ち込み周期とデータ割り付け周期が合致して常に同じデータが欠落する可能性があるのに対し、このようにデータ割り付け系列をランダムにすることで常に同一データが欠落する可能性を減らすことができ、結果として通信品質が向上する。これら全ての搬送波７９〜８７はそれぞれに干渉を起こさないようにフィルタリングが施されたり、その干渉が互いに影響を及ぼさない程度の周波数間隔を置いたりする等の処置を講じている。また、復調時には、同一情報を割り付けている搬送波（例えばデータａに対しては搬送波７９，８２，８５）がどこに配置されているかの情報を、アクセスコントローラー７から受け取って、同一情報が割り付けられている搬送波ごとにダイバーシティ合成を実行した後に、図１の実施形態と同様の復調処理を行う。場合によっては、ダイバーシティ合成は、先にデマッピングまでの処理を行い、そのデマッピングしたデータについて行ってもよい。
【００７７】
図２８に示す割り付けでは、図２５に示す割り付けによって得られる効果のほかに、電力線特有の伝送路特性における特性改善を行うことが可能である。例えば、図２４に示した電力線の減衰周波数特性に深い減衰があると、その両側数十ｋＨｚから数百ｋＨｚに渡っては、深い減衰が継続している場合がある。前記したように、実験の結果、通信信号の急激な減衰量の落ち込み時の周波数幅は約１００ｋＨｚである（図２４参照）。従って、図２５のように同一情報が割り付けられている搬送波が近接して配置された場合（例えば、図２５で搬送波７０，７１，７２は同一情報）、同一情報が割り付けられた全ての搬送波が歪んでしまうために、結果としてビット誤りを引き起こす可能性が高くなる。これに対し、図２５に示す割り付けでは、同一情報が割り付けられている搬送波同士が離隔した配置構成となるため、同一情報が割り付けられた全ての搬送波７０〜７８が同時に歪を受けることを回避することができる。即ち、隣り合った同一情報を割り付けた搬送波７０〜７８を１００ｋＨｚ以上の周波数間隔で離隔した状態で通信することで、歪を受けることを回避することができる。この結果、周波数ダイバーシティ効果をより強くすることができるため、送信された情報を復元でき、通信の安定性を向上させることができる。なお、図２８では、各搬送波に分割して情報を割り付けているため、１つの搬送波の帯域幅は図１８の単一搬送波４５と比較して狭い。また、図２８のようにより広い帯域を使った場合でも、図２１の個々の搬送波５９，６０，６１と図２８の個々の搬送波７９〜８７の帯域幅は同じである。１ＭＨｚから３０ＭＨｚの帯域を使うことでより安定した通信ができることはもちろんであるが、ノイズレベルの高い１ＭＨｚ以下の周波数帯においても、十分なＳＮ比が確保できる帯域が局所的に存在し、前記のように狭い帯域幅の搬送波であれば１ＭＨｚ以下の帯域を利用しても通信が可能である。この場合、さらに多くの搬送波を利用して通信することができ、より一層の高速通信を行うことができる。
【００７８】
〔複数搬送波の一括スペクトル拡散〕
図３０は、図２１に示す複数の搬送波５９、６０、６１を、少なくとも周波数１ＭＨｚから３０ＭＨｚの間のいずれかの帯域を使用して、拡散符号によって一括してスペクトル拡散を行う図である。拡散に使用される拡散符号は、ＰＮ符号（擬似ランダム符号）、Ｍ系列、ゴールド符号、バーカ符号、その他の直接拡散を行うことができる任意の符号長の符号系列を用いることができる。逆拡散の際には、送信時に使用した拡散符号系列と同一拡散符号による逆拡散処理を行う。
【００７９】
このスペクトル拡散方式は、図１７と同様の回路構成により実現することができ、また図２５または図２８に示す方式と比較して、拡散後の搬送波８８の数が相対的に少なくてすむため、図示しないがフィルタ、周波数シンセサイザ、ミキサー１２等の数を減らすことができ、ハードウェアの簡素化が可能である。
【００８０】
［ブロック毎のスペクトル拡散］
図３１は、本発明に係る第１０実施形態の電力線搬送通信装置１ａの構成を示す図である。図１に示す構成と共通する部分については同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。電力線搬送通信装置１ａは、送信側は複数の送信系統（変調器１００、ＤＡ変換器９９、ミキサー９８、送信アンプ９７、ＢＰＦ９６）で構成され、受信側は複数の受信系統（復調器９１、ＡＤ変換器９２、受信アンプ９３、検波回路９４、ＢＰＦ９５）で構成される。また、データ分割装置９０およびデータ合成装置８９を備えている。
【００８１】
また、図３２は、スペクトル拡散前の複数の搬送波からなるブロック１０１，１０２，１０３の周波数スペクトルを示した図である。複数の送信系統は、図３２に示す複数搬送波からなるブロック１０１，１０２，１０３について、それぞれのブロック１０１，１０２，１０３に使用する周波数帯域や伝送する情報に要求されるＱｏＳ（Quality of Service）に基づいて拡散率とスペクトル拡散方式を決定して送信処理を行う。データ分割装置９０は、アクセスコントローラー７から伝送路環境、使用周波数帯域、送信データに要求されるＱｏＳを受け取り、データを分割しブロックを形成する。その後の各送信系統での変調処理は図１に示す構成と同様である。受信側では、復調器９１は、アクセスコントローラー７からブロックごとに、受信信号に関する使用帯域、スペクトル拡散方式、拡散率、同一情報を割り付けたキャリア配置情報を受け取り、復調を実施する。各系統での復調処理は第１図と同様である。なお、ディジタル信号処理により各系統に設けているデバイスを共通化することもできる。
【００８２】
図３２において、それぞれのブロック１０１，１０２，１０３は、帯域幅Ｗａ１，Ｗａ２，Ｗａ３を有している。また、ブロック１０１，１０２，１０３内にある各搬送波には、それぞれＡからＩという情報が割り付けられている。図３３は、図３２に示したそれぞれのブロック１０１，１０２，１０３ごとに個々の搬送波を直接スペクトル拡散した場合の周波数スペクトルを示す概念図である。図３３では、図３２の各ブロック１０１，１０２，１０３にあった搬送波は、より広い帯域幅Ｗａ１，Ｗａ２，Ｗａ３を持ち、各ブロックも拡散後のブロック１０４，１０５，１０６を形成し、帯域幅Ｗｂ１，Ｗｂ２，Ｗｂ３に広がっている。
【００８３】
また、図３４は、図３２に示したそれぞれのブロック１０１，１０２，１０３ごとに同一情報をもつ搬送波を複数の搬送波に割り付けることでスペクトル拡散した場合の周波数スペクトルを示す概念図である。図３４では各搬送波に割り付けられた情報は規則正しく割り付けられているが、前記図２５および図２８に示したように情報の割り付け方を変えてもよい。
【００８４】
図３５は、図３２に示した各ブロック１０１，１０２，１０３をそれぞれ一括して直接スペクトル拡散した場合の周波数スペクトルを示す概念図である。また、図示していないが、各ブロック１０４〜１１２は、図３３、図３４、図３５に示した拡散方式のいずれかを独立に採用し変復調する場合もある。
【００８５】
図３１に示した実施形態において、通信環境に応じて拡散率や拡散方式を独自に変えられるため、ブロック１０４〜１１２の伝送に利用する伝送帯域環境に応じて拡散率と拡散方式を選択することで通信品質の向上（耐ノイズ性、伝送速度）を図ることができる。例えば、減衰量の急激な落ち込みによる周波数選択性フェージングがある場合には、同一情報の複数の搬送波への割り付けによるスペクトル拡散方式によって、前記図２４に示したように安定した通信が行える。一方、周波数選択性フェージングが顕著でない帯域に対しては直接拡散によるスペクトル拡散方式を用いることが可能であり、ハードウェアの簡素化を図ることができる。その他に、例えば、制御信号等の通信に不可欠な情報に対しては高い拡散率を適用して耐ノイズ性がある情報伝送を行い、一方で例えば、音声情報のように誤りよりも、即時性と広帯域通信（ブロードバンド）が要求される場合には、制御信号に適用した拡散率よりも低い拡散率を設定し、より多くのデータを伝送させることでこの要求を実現できる。従って、この手段を用いることでＱｏＳの向上を図ることができる。
【００８６】
〔ＯＦＤＭのスペクトル拡散〕
図３６は、複数の搬送波１１３，１１４，１１５に分割して情報を割り付けた情報信号に用いる特殊な場合としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重）を適用した場合の周波数スペクトル概念図である。ＯＦＤＭは互いのサブキャリアが直交するように周波数軸上に配列される変調方式である。
【００８７】
図３７は、ＯＦＤＭ信号をより広い通信帯域幅Ｗｂに拡散した場合の搬送波１１６の周波数スペクトル概念図である。搬送波における具体的な拡散または帯域割り付けは、前記した図２２、図２５、図２８、図３０、図３３、図３４、図３５と同様である。ただし、図２２、図２５、図２８、図３３、図３４の拡散または帯域割り付けを適用した場合は、ＯＦＤＭは、拡散または帯域割り付け後の個々のサブキャリアが拡散処理後も直交を保つように処理される。
【００８８】
図３８は、ＯＦＤＭ信号にスペクトル拡散を適用する場合のＯＦＤＭ変調の処理構成を示す図である。送信時、入力データＩ，Ｑの値は、直並列変換器１１７に送られる。直並列変換器１１７においてデータを並列にし、拡散符号（拡散符号乗積装置１１８）により拡散した後に高速逆フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）１１９で、各サブキャリアの直交関係が保たれるようにＯＦＤＭ変調をしている。そして、並直列変換器１２０によりシリアルデータに変換された後、ＤＡ変換器へ出力される。
【００８９】
また、図３９は、ＯＦＤＭの複数搬送波に同一情報を割り付ける場合の処理構成図である。入力データＩ，Ｑの値は、直並列変換器１２１において並列にされ、data１からdata５には同一情報が割り付けられており、同一情報１２２をＩＦＦＴ１２３に入力させることで結果的に同一情報１２２が複数搬送波に割り付けられ、周波数ダイバーシティを実現している例である。そして、このデータは、並直列変換器１２４によりシリアルデータに変換された後、ＤＡ変換器へ出力される。
【００９０】
さらに、図４０は、ＯＦＤＭ信号を一括して直接拡散する場合の処理構成を示す図である。入力データＩ，Ｑの値は、直並列変換器１２５において並列にされ、高速逆フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）１２６を通した後に、並直列変換器１２７によりシリアルデータに変換された後、拡散符号（拡散符号乗積装置１２8）により拡散される。
【００９１】
これらの処理により、周波数利用効率が良いＯＦＤＭによる信号を、より広い帯域を使って通信するため、限られた周波数帯域より大きな拡散率またはダイバーシティ効果を得ることが可能である。
【００９２】
また、ＯＦＤＭは、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）や高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を利用して変復調が実現できるため、サブキャリアごとのフィルタ、周波数シンセサイザ、ミキサといった装置が不要になる。図３８のように、スペクトル拡散をＯＦＤＭ信号に適用する場合に対しても、同様の処理を適用して、スペクトル拡散後のＯＦＤＭ変調信号をＩＦＦＴ１１９により発生させる場合もあり、処理を１チップ化できる。従って、簡素なハードウェアにより、ＯＦＤＭのスペクトル拡散処理が実現できる。それ以外にも、ＩＦＦＴによるＯＦＤＭ変調を行った後に、乗算器等を用いてスペクトル拡散処理を実行する場合もあるが、総じてハードウェアが簡素化できる。また、受信側のＯＦＤＭ復調時にＦＦＴを用いる場合にも同様のことが言える。
【００９３】
なお、図２２、図２５、図２８、図３３、図３４に示す割り付け方式は、各搬送波に情報を分割して割り付けているため、１つの搬送波の帯域幅は図１８の単一搬送波４５と比較して狭い場合もある。また、ノイズレベルの高い１ＭＨｚ以下の周波数帯においても、十分なＳＮ比が確保できる帯域が局所的に存在する。１ＭＨｚから３０ＭＨｚの帯域を使うことでより安定した通信ができることはもちろんであるが、前記のように狭い帯域幅の搬送波であれば１ＭＨｚ以下の帯域を利用しても通信が可能である。この結果、さらに多くの搬送波を利用して通信することができ、より一層の高速通信を行うことができる。
〔送信端電圧７０［ｄＢμＶ］  （ＲＢＷ＝９ｋＨｚ、準尖頭値）の電力線搬送通信装置〕
次に、電力線搬送通信装置１ａの送信端電圧を７０［ｄＢμＶ］（ＲＢＷ＝９ｋＨｚ、準尖頭値）とした実施形態について説明する。（ＲＢＷ＝９ｋＨｚ、準尖頭値）は、測定条件であり、ＲＢＷ（Resonance Band Width）は測定の帯域幅である。準尖頭値は、準尖頭値検波方式によって得られる値で、人間の聴覚特性を考慮して、信号振幅の時間変化に時定数を考慮した減衰波形を組み合わせ、その時間平均で評価する方法によって得られる値である。
【００９４】
図４１は、電力線のコモンモードインピーダンスを複数測定し、その結果を統計処理して、分布を図示したものである。また、図４２は、電力線の不平衡減衰量を複数測定しその結果を統計処理して、分布を図示したものである。一般に、帯域幅（ＲＢＷ）が９ｋＨｚにおける電力線１９からの、離隔距離が３ｍでの漏洩電界強度Ｉ［ｄＢμＶ／ｍ］は、Ｉ＝２４＋Ｖｄ−Ｚｃ−ＬＣＬで表すことができる。ここで、Ｖｄは９ｋＨｚ帯域幅（ＲＢＷ）当りのモデムの送信端電圧［ｄＢμＶ］、Ｚｃはコモンモードインピーダンス［ｄＢΩ］、ＬＣＬは不平衡減衰量［ｄＢ］である。これによると、漏洩電界は、電力線搬送通信装置１ａの送信端電圧ＶｄとコモンモードインピーダンスＺｃと、不平衡減衰量ＬＣＬとに依存する。漏洩電界を低くするには電力線搬送通信装置１ａの送信端電圧Ｖｄを下げるか、コモンモードインピーダンスＺｃと不平衡減衰量ＬＣＬを共に高くすることで実現できる。しかし、コモンモードインピーダンスと不平衡減衰量は電力線１９の敷設状況に依存するため、送信端電圧を抑えることで漏洩電界を抑制する。統計解析の結果、９５％以上のコンセント間で、コモンモードインピーダンスＺｃは３０［ｄＢΩ］から６５［ｄＢΩ］、不平衡減衰量ＬＣＬは１０ｄＢから５０ｄＢを占める（図４１、図４２参照）。さらに、コモンモードインピーダンスＺｃが３０［ｄＢΩ］で、不平衡減衰量ＬＣＬが１０ｄＢの時、電力線搬送通信装置１ａの送信端電圧Ｖｄを９ｋＨｚ帯域幅において７０［ｄＢμＶ］とした場合、漏洩電界強度Ｉは上式より、５４［ｄＢμＶ／ｍ］とすることができる。これは、送信端電圧Ｖｄを７０［ｄＢμＶ］以下に抑えた電力線搬送通信装置１ａであれば、９５％以上のコンセント間においてその漏洩電界強度Ｉが５４［ｄＢμＶ／ｍ］に抑えられることを示している。５４［ｄＢμＶ／ｍ］は、これ以下にすれば他の機器で使われる通信帯域に対して影響を与えない値である。例えば、図４３は、環境電界強度の測定結果の例である。図４３によれば、約７ＭＨｚ以下では周囲の電気機器等によるノイズにより５４［ｄＢμＶ／ｍ］をはるかに上回る環境電界が観測されており、また、７ＭＨｚ以上の周波数帯域においても、５４［ｄＢμＶ／ｍ］を上回る環境電界が存在し、その強度は、７０［ｄＢμＶ／ｍ］を超えるものもある。さらに送信端電圧が７０［ｄＢμＶ］時の漏洩電界強度５４［ｄＢμＶ／ｍ］は、ほぼ最悪値と考えることができるため、ほとんどの電源端子間ではこれを下回る漏洩電界強度になる。
【００９５】
従って、送信端電圧を７０［ｄＢμＶ］にした電力線搬送通信装置１ａが発生する漏洩電界強度５４［ｄＢμＶ／ｍ］は、他の通信との両立性、即ち他の機器で使われる通信帯域に大きな影響を与えることなく電力線搬送通信を行うことができる。一方、送信端電圧を下げた場合、ＳＮ比が低くなるため、特にノイズや減衰が大きい電力線では通信が困難となるが、スペクトル拡散によるプロセスゲインや同一情報の複数帯域割り付けによる周波数ダイバーシティ効果により、送信端電圧７０［ｄＢμＶ］でも安定した通信を実現できる。
【００９６】
〔ＯＦＤＭ出力信号のサンプリングによるスペクトル拡散（ＯＦＤＭ信号生成手段、アナログ変換手段、ホールド制御手段）〕
図４４は、本発明に係る第１１実施形態の電力線搬送通信装置１ａの構成を示す図である。図１等と共通する部分については同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。
【００９７】
図４４に示す電力線搬送通信装置１ａには、送信側に直並列変換器１３５、高速逆フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）１３４、並直列変換器１３３、ＤＡ変換器１３２、ホールド制御装置１３１、ＧＩ付加器１３０を備えている。また、受信側に受信アンプ１２９、サンプリング同期回路１４１、ＡＤ変換器１４０、ＧＩ除去器１３９、直並列変換器１３８、高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）１３７、および並直列変換器１３６を備えている。
【００９８】
まず、送信処理について説明する。送信時、コンスタレーションマッピングされたデータは、直並列変換器１３５に送られる。直並列変換器１３５においてデータを並列にし、その並列データに対して高速逆フーリエ変換器１３４によりＯＦＤＭ変調処理を行う。そして、並直列変換器１３３によりシリアルデータに変換された後、ＤＡ変換器１３２によりアナログ信号に変換される。
【００９９】
図４５は、ＤＡ変換器１３２の出力波形を示したものである。また、図４６は、図４４の電力線搬送通信装置１ａにおけるホールド制御装置１３１の出力波形を示した図である。ホールド制御装置１３１は、図４５に示すＤＡ変換器の出力波形１４２を、図４６に示すようにパルス状又はインパルス状に近い信号１４３（ホールド制御装置１３１の出力波形１４２）に変換する。
【０１００】
ホールド制御装置１３１は、ホールド時間を制御する手段を持った回路であり、例えば、図４７に示す半導体スイッチング素子１４４等で代用することが可能である。図４７は、ホールド制御装置の一例を示す回路図である。半導体スイッチング素子１４４で、ＤＡ変換器１３２のＤＡ出力とアース１４５またはそれに相当する電位を持った端子とを交互に切り替えることで図４６に示す出力波形を得ることができる。ただし、アース１４５の電位は、実装上０［Ｖ］とすることができない場合もあり、絶対電位０［Ｖ］に限ってはいない。図４５に示すＤＡ変換器出力波形（ＯＦＤＭ信号波形）１４２の周波数スペクトルの概念図は図４８のようになる。一方、図４６に示すホールド制御装置１３１の出力波形（ＯＦＤＭ信号波形）１４３の周波数スペクトルの概念図は図４９のようになる。ホールド時間を制御して、時間軸信号をパルスまたはインパルス状に近い波形にすることで、図４８のスペクトル１４６と同様の情報を持ったスペクトル１４７〜１５１が周波数軸上に複数現れる。この現象は、連続アナログ信号をＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）信号化した際に観測される現象と同一である。理論的な詳細説明は省略するが、同一情報をもったスペクトルのパルス幅Ｗは、図４７のスイッチ１４４によりＤＡ出力状態（以下、有値という）とアースに接続された状態（以下、ヌル値という）の時間比で決定される。スイッチ１４４が理想状態であれば、例えば１ＭＨｚの帯域幅を持ったＯＦＤＭベースバンドと同一の情報を持った複数のスペクトルを３０ＭＨｚまで発生させる場合には、有値とヌル値の比は１：６０にすることで達成できる。前記図４４に示すホールド制御装置１３１の出力は、ＧＩ付加器１３０によりガードインターバル（遅延波による影響を防ぐためＯＦＤＭの先頭部分に付加する時間）が付加されるとともに、送信アンプ１３により信号の増幅が行われ、ＢＰＦ１４により所定帯域外の信号が除去されて送信される。図４４に示す構成では、ミキサを使用していないが、これは、ＩＦＦＴ１３４の基数をサブキャリア数の倍にし、入力値とその入力値の複素共役の値とを同時にＩＦＦＴ処理することで、ＩＦＦＴ出力がＩ，Ｑ変調された状態で出力されるためである。また、周波数変換にあっては、フィルタ制限を行うことで希望の信号のみを利用することができるからである。従って、図中にはミキサーを示していないが、ここにミキサーを利用してＩ，Ｑ変調や周波数変換を実現しても構わない。受信側も同様である。この送信信号は、前記および図示したプロセスによって得られた信号に限定されるものではない。つまり、本実施形態は、図４５のＤＡ変換器出力波形142のホールド時間制御を行うところに特徴がある。
【０１０１】
一般に、ＯＦＤＭにスペクトル拡散や帯域割り付けを適用する場合には、拡散後の帯域幅に比例して、一連の変復調処理を行うＤＳＰ（Digital Signal Processor）やＣＰＵ（Central Processing Unit）の処理能力の高速性が要求される。例えば、同一の情報を割り付けた搬送波を複数の周波数に拡散する場合（図３９）、ＦＦＴ基数が同一情報を持った搬送波をいくつ送信するかに応じて必要な処理能力が増加し、その演算を処理する高速性が要求される。また、各搬送波を拡散符号により拡散する直接拡散方式（図３８）では、ＦＦＴ基数は増えないが、拡散率に応じてシンボルレート、即ちチップレートが短くなるため、その短い時間に、ＯＦＤＭ変調処理を行うだけの高速性が要求される。
【０１０２】
一方、本実施形態によれば、ＯＦＤＭ変調は、ベースバンド処理を行うことができる演算量があればよく、拡散または帯域割り付けは、ホールド制御装置１３１により実行されるため、ＤＳＰやＣＰＵの処理は少なくてすむ。例えば、ＯＦＤＭベースバンド信号の帯域幅が１ＭＨｚだった場合、３０ＭＨｚの帯域を使って帯域割り付けを行うと、図３９の処理方式ではＣＰＵ等のクロックが６０ＭＨｚ必要であるのに対し、本発明では２ＭＨｚでよいため、電力線搬送通信装置１ａを安価にできる効果がある。
【０１０３】
〔サンプリングによるスペクトル拡散後のディジタル変換手段、ＯＦＤＭ復調手段〕
再度、図４４に戻り、受信処理（ＯＦＤＭ復調）について説明する。まず、電力線搬送通信装置１ａは他の電力線搬送通信装置１ｂ，１ｃ，１ｄにより送信された送信信号を受信して、ＢＰＦ１7により不要な帯域外の信号を除去した後、受信アンプ１２９よりＡＤ変換器１４０に適切な値が入力するように受信信号のゲイン調整を行う。同時にサンプリング同期回路１４１により有値の部分（図４７のスイッチ１４４によりＤＡ出力状態、即ち送信側におけるＤＡ変換器１３２の出力状態の時間に相当する部分）とＡＤ変換器１４０のサンプリングクロックとが合致するようにサンプリングクロックの同期を行う。この同期情報に基づいて、ＡＤ変換器１４０において、受信アンプ１２９を通過後の信号の有値部分のみのサンプリングを行う。サンプリング同期回路１４１により、有値部分にサンプリングクロックの同期を取るので、ＡＤ変換器１４０は、ベースバンド部分のみを処理することができる能力を持った動作周波数のものでよい。例えば、ＯＦＤＭのベースバンド帯域幅が１ＭＨｚであれば、必要動作周波数は２ＭＨｚ程度である。サンプリングされた信号はＧＩ除去器１３９でガードインターバルを除去され、直並列変換器１３８を経て、高速フーリエ変換器１３７によるＯＦＤＭ信号の復調が行われる。その信号（データ）を並直列変換器１３６によりシリアルデータ列に変換し、等化器５により信号等価が行われコンスタレーションデマッパー４でコンスタレーション配置に基づいてデマッピングされる。等化器５は通信線の通信路歪（伝送路歪ともいう）を補正するためのものであり、通信路歪が補正処理された信号が判定器により信号判定される。コンスタレーションデマッパー４と等化器５は処理順序が入れ替わることもある。その後、復号器６により誤り訂正復号を行い、復調ビット列を得る。この復調ビット列はアクセスコントローラー７に入力される。アクセスコントローラー７は、入力データを所定フォーマットの通信パケットに変換し、プロトコル変換器８に出力する。プロトコル変換器８は、この通信パケットを、制御端末や表示装置とのインタフェース（例えばイーサ（Ｒ）やＵＳＢ等）が取れるようにプロトコル変換して、制御端末や表示装置等に情報を出力する。電力線１９は、電源供給線であるため、配電盤／ブレーカー２１に接続されているので、電力線搬送通信装置１ａの信号が配電盤／ブレーカー２１を介して同一の外部配電線に接続されている建屋内の機器へ伝送される可能性がある。これを抑制する目的でブロッキングフィルタ２０を、電力線１９に設ける場合がある。
【０１０４】
図４４から図４９を用いて説明した一連の処理では、ＯＦＤＭに複数の同一スペクトル１４７〜１５１を発生させて（図４９参照）送信することで、受信側での周波数ダイバーシティ効果により、通信の信頼性が向上している。また、同時に、ＯＦＤＭをスペクトル拡散することで生じるＤＳＰやＣＰＵの演算量を低減している。なお、受信時は、ヌル値部分に乗ったノイズはサンプリングされないため、逆拡散効果、即ち変調時のＳＮ比と比較して復調時にＳＮ比が改善する効果が得られる（プロセスゲイン）。
【０１０５】
このような処理を行うことで、全ての信号通信帯域をＡＤ変換器１４０やＤＳＰ等により処理する方式と比較して、低演算で逆拡散及び復調が実現できる。また、ＯＦＤＭ信号のホールド時間を制御することで得られる効果は、電力線１９以外の、一般のペア線の通信又は無線による通信においても、得られるため、本発明を一般のペア線や無線による通信に適用することも可能である。
【０１０６】
図４４から図４９に示す方式は、図４４に示すＤＡ変換器１３２によるディジタルアナログ変換後のアナログ波形について、半導体スイッチング素子１４４を用いることで、図４６のホールド制御装置出力波形１４３を得ることを可能にしている。このホールド制御装置出力波形１４３は、ＤＡ変換器１３２でアナログ信号に変換する前のディジタル信号において、あるサンプルクロックに並直列変換器１３３から送出された値とその次のサンプルクロックに並直列変換器１３３から送出された値との間に、拡散率に応じてアクセスコントローラー７から指定されたサンプルクロック数だけゼロないし所定値以下の値を挿入し、これを全てのディジタル信号にわたって実行したものをＤＡ変換器１３２の入力としてディジタルアナログ変換を行うことで得ることもできる。これは、半導体技術の発達により高性能なＤＳＰによって安価に演算量が多い処理が可能になった場合やソフトウェアにより変復調を実現する場合などには有効である。この場合、図４４に示すホールド制御装置１３１は不要である。また、受信側においては、図４４に示すＡＤ変換器１４０によりディジタル信号に変換された後、送信時に挿入したゼロないし所定値以下にした値に相当する部分を平均値レベル検出や波形相関を用いて検出して除去し、除去した以外のＡＤ変換器１４０の出力データに対して復調処理を行う。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
以上説明したとおり、本発明の電力線搬送通信装置は、既存の電力線を用いて高信頼の通信を実現することができる。新たに通信線を施設する必要がないため設備コストが安価で済み、導入が促進される。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明に係る第１実施形態のアクセス制御装置を備える電力線搬送通信装置とそれを機器状態データの取得手段の一部に用いた場合の構成を示す図である。
【図２】本発明における通信処理手順を示す図である。
【図３】本発明に係る第２実施形態の電力線搬送通信装置とそれを機器状態データの取得手段の一部に用いた場合の構成を示す図である。
【図４】本発明に係る第３実施形態の電力線搬送通信装置とそれをエレベータの保守データの取得手段の一部に用いた場合の別の構成を示す図である。
【図５】本発明に係る電力線搬送通信装置における多値変調の一つであるＱＰＳＫのコンスタレーションマッピングの一例を示す図である。
【図６】どの多値変調を行うかを決定するための通信誤り率とＳＮ比を示す図である。
【図７】図６における通常のＱＰＳＫの通信誤り率と拡散率が２０の時のＱＰＳＫの通信誤り率を示す図である。
【図８】図４に示す第３実施形態の変形例を示す図である。
【図９】図４に示す第３実施形態の他の変形例を示す図である。
【図１０】電力線の伝送路特性（減衰特性）を実験により測定した結果の例を示す図である。
【図１１】電力線のノイズ特性を示す図である。
【図１２】本発明に係る第４実施形態の電力線搬送通信装置とそれをエスカレータの保守データ取得手段の一部に用いた場合の構成を示す図である。
【図１３】図１２に示す第４実施形態の変形例を示す図である。
【図１４】本発明に係る第５実施形態の電力線搬送通信装置とそれを空気調和システムの保守データ取得手段の一部に用いた場合の構成を示す図である。
【図１５】図１４に示す第５実施形態の変形例を示す図である。
【図１６】本発明に係る第６実施形態の電力線搬送通信装置とそれを省電力モニタの一部に用いた場合の構成を示す図である。
【図１７】本発明に係る第７実施形態の電力線搬送通信装置における直接スペクトル拡散方式の構成を示す図である。
【図１８】拡散前帯域幅Ｗａの単一搬送波を、１ＭＨｚから３０ＭＨｚの帯域を使用して直接スペクトル拡散した場合の周波数スペクトルを示す概念図である。
【図１９】帯域幅Ｗａの単一搬送波からなる情報信号を複数の搬送波に割り付け、複数の搬送波を周波数１ＭＨｚから３０ＭＨｚのいずれかの帯域に割り当てた図である。
【図２０】本発明に係る第８実施形態の電力線搬送通信装置における、図１９に示した複数の搬送波に割り付けを行うための構成を示す図である。
【図２１】複数搬送波に情報を分割して割り付けた図である。
【図２２】図２１に示す搬送波を、周波数１ＭＨｚから３０ＭＨｚのいずれかの帯域を使用して、同一または異なる拡散符号を用いて拡散し、個々の搬送波に割り付けた拡散情報信号が互いに干渉しないように周波数軸上に割り当てた例を示す図である。
【図２３】スペクトル拡散変調器の処理フロー図である。
【図２４】周波数選択性フェージングとフラットフェージングを説明する図である。
【図２５】複数搬送波に情報を分割して割り付け、同一情報が割り付いている個々の搬送波を互いに干渉することなく周波数軸上に割り当てた図である。
【図２６】本発明に係る第９実施形態の電力線搬送通信装置における、図２５に示す割り付けを行うための構成を示す図である。
【図２７】図２６に示す電力線搬送通信装置における帯域割付装置の処理フローを示す図である。
【図２８】図２１に示す複数の搬送波に関して、同一情報が割り付けられている搬送波をそれぞれ離隔して周波数軸上に割り当てた図である。
【図２９】図２６に示す電力線搬送通信装置において、図２５に示す割り付けを実行する場合の帯域割付装置の処理フローを示す図である。
【図３０】図２１に示す複数の搬送波を、周波数１ＭＨｚから３０ＭＨｚのいずれかの帯域を使用して、一括してスペクトル拡散を行った図である。
【図３１】本発明に係る第１０実施形態の電力線搬送通信装置の構成を示す図である。
【図３２】複数搬送波からなるブロックの周波数スペクトルを示す概念図である。
【図３３】図３２に示すそれぞれのブロックごとに個々の搬送波を直接拡散した場合の周波数スペクトルを示す概念図である。
【図３４】図３２に示すそれぞれのブロックごとに同一情報の搬送波を複数搬送波に割り付けた場合の周波数スペクトルを示す概念図である。
【図３５】図３２に示すそれぞれのブロックごとに一括して直接拡散した場合の周波数スペクトルを示す概念図である。
【図３６】ＯＦＤＭ信号の周波数スペクトル概念図である。
【図３７】ＯＦＤＭ信号をより広い通信帯域幅に拡散した場合の周波数スペクトル概念図である。
【図３８】ＯＦＤＭ信号にスペクトル拡散を適用する場合の処理構成図である。
【図３９】ＯＦＤＭの複数搬送波に同一情報を割り付ける場合の処理構成を示す図である。
【図４０】ＯＦＤＭ信号を一括して直接拡散する場合の処理構成を示す図である。
【図４１】電力線のコモンモードインピーダンスの測定結果を示す図である。
【図４２】電力線の不平衡減衰量の測定結果を示す図である。
【図４３】環境電界強度の測定結果の例である。
【図４４】本発明に係る第１１実施形態の電力線搬送通信装置の構成を示す図である。
【図４５】図４４の電力線搬送通信装置におけるＤＡ変換器の出力波形を示す図である。
【図４６】図４４の電力線搬送通信装置におけるホールド制御装置の出力波形を示す図である。
【図４７】図４４の電力線搬送通信装置のおけるホールド制御装置の一例を示す回路図である。
【図４８】図４５の信号波形の周波数スペクトル概念図である。
【図４９】図４６の信号波形の周波数スペクトル概念図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ,１ｅ    電力線搬送通信装置
２      復調器
３      変調器
４      等化器
５      コンスタレーションデマッパー
６      復号器
７      アクセスコントローラー
８      プロトコル変換器
９      符号器
１０    コンスタレーションマッパー
１１    ディジタル／アナログ変換器（ＤＡ変換器）
１２    ミキサー
１３    送信アンプ
１４，１７    バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１５    アナログ／ディジタル変換器（ＡＤ変換器）
１６    受信アンプ
１８    結合器
１９    電力線
２１    配電盤／ブレーカー
２３    パソコン
２５    表示装置
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ  インタフェース
２８    エレベータかご
２９ａ，２９ｂ,２９ｃ，２９ｄ，２９ｅ，２９ｆ，２９ｇ，２９ｈ，２９ｉ，２９ｊ，２９ｋ    計測センサ
３０ａ，３０ｃ，３０ｄ    運転制御装置
３２    入出力端子
３３    集線装置
３４    エスカレータ
３５，３６    空調設備
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ    電力計あるいは電力量計
４１    スペクトル逆拡散変調器
４２    タイミング同期回路
４３    拡散符号発生器
４４    スペクトル拡散変調器
５７    帯域合成装置
５８    帯域割付装置
６７    帯域合成装置
６８    タイミング／同期回路
６９    帯域割付装置
８９    データ合成装置
９０    データ分割装置
９１    復調器
９２    ＡＤ変換器
９３    受信アンプ
９４    検波回路
９５，９６    ＢＰＦ
９７    送信アンプ
９８    ミキサー
９９    ＤＡ変換器
１００    変調器
１１７    直並列変換器
１１８    拡散符号乗積装置
１１９    高速逆フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）
１２０    並直列変換器
１２９    受信アンプ
１３０    ＧＩ付加器
１３１    ホールド制御装置
１３２    ＤＡ変換器
１３３    並直列変換器
１３４    高速逆フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）
１３５    直並列変換器
１３６    並直列変換器
１３７    高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）
１３８    直並列変換器
１３９    ＧＩ除去器
１４０    ＡＤ変換器
１４１    サンプリング同期回路
１４４    半導体スイッチング素子（スイッチ）
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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