(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の伝送線端末器を電力線に接続し、各伝送線端末器の信号を重畳して、各伝送線端末器がそれぞれ他の複数の伝送線端末器と相互に通信を行う電力線搬送通信装置の伝送線端末器において、
前記他の複数の伝送線端末器のいずれかの伝送線端末器から送信され、前記電力線に重畳された受信信号の受信レベルを検出するレベル検出手段と、
電力線に重畳する前記いずれかの伝送線端末器に対する送信信号の送信レベルを可変制御する送信手段とを有し、
前記レベル検出手段によって検出された受信レベルをもとに、前記複数の伝送線端末器のうち当該受信信号を送信した伝送線端末器に対する送信信号の送信レベルを、受信レベルが小さいほど送信レベルが大きくなるように設定し、
前記信号を一定の時間間隔で送受信されるフレーム形式とし、
該フレームと同期するタイミングで、フレームを捕捉するためのタイムスロットを所定時間開き、
該所定時間内で受信信号を処理する回路を動作させ、開かれていない期間は前記受信信号を処理する回路を停止させるようにした
ことを特徴とする電力線搬送通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力線搬送通信装置の消費電力の低減に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は例えば、特開平０６―１２０８５７に示された従来の電力線搬送通信装置のブロック図である。
図において、３は１側電圧線Ｐ1と２側電圧線Ｐ２と中性線Ｎからなる単相三線式の低圧配電線、６は低圧配電線３に接続された伝送装置、７ａは１側電圧線Ｐ1 と中性線Ｎ間の相に接続された伝送端末器、７ｂは２側電圧線Ｐ２と中性線Ｎ間の相に接続された伝送端末器である。
【０００３】
また、伝送装置６は以下の回路ブロックによって構成されている。
６１は伝送装置６の制御を行う伝送制御部、６２ａおよび６２ｂ は高周波信号の有無を検出して伝送制御部６１へ伝えるキャリア検出回路である。
６３ａおよび６３ｂは高周波信号をベースバンド信号に変換して伝送制御部６１へ伝える復調回路、６４ａおよび６４ｂは伝送制御部６１からのベースバンド信号を高周波信号に変換する送信回路、６５ａおよび６５ｂは信号周波数以外のノイズを除去するフイルタである。
また、６６ａは１側電圧線Ｐ1と中性線Ｎ間の相に接続され、高周波信号を注入、抽出するための注入回路、６６ｂは２側電圧線Ｐ２と中性線Ｎ間の相に接続され、高周波信号を注入、抽出するための注入回路である。
６７はキャリア検出回路６２ａ、６２ｂで検出した高周波信号の信号レベルを比較し、伝送制御部６１へ伝えるレベル比較回路である。
【０００４】
以上のように構成された伝送装置６と伝送端末器７ａ、７ｂの動作を説明する。
伝送装置６が多数の伝送端末器７ａ、７ｂの中から特定の伝送端末器７ａと初めて通信する場合について考える。
この場合、伝送装置６の伝送制御部６１は、送信回路６４ａ、６４ｂに対し、伝送端末器７ａへ向けた指令高周波信号の送信を要求する。この要求により送信回路６４ａ、６４ｂは指令高周波信号を発生する。発生した指令高周波信号は、それぞれ注入回路６６ａ、６６ｂに入力される。入力された指令高周波信号は、注入回路６６ａから１側電圧線Ｐ1と中性線Ｎ間の相へ、また注入回路６６ｂから２側電圧線Ｐ２と中性線Ｎ間の相へ送出される。
【０００５】
伝送端末器７ａは、接続されている１側電圧線Ｐ1と中性線Ｎ間の相で指令高周波信号の受信を行い、応答高周波信号を返信する。応答高周波信号は、低圧配電線３を介して伝送装置６の注入回路６６ａによって検出される。検出された応答高周波信号は、フイルタ６５ａにより高周波信号周波数以外のノイズを除去され、復調回路６３ａとキャリア検出回路６２ａに入力される。復調回路６３ａでは応答高周波信号がベースバンド信号に変換され、伝送制御部６１に入力される。
また、キャリア検出回路６２ａでは応答高周波信号のレベルが検出され、伝送制御部６１とレベル比較回路６７に入力される。
一方、２側電圧線Ｐ２と中性線Ｎ間の相には伝送端末器７ａが接続されてないので応答高周波信号の返信はない。
ただし、応答高周波信号が、低圧配電線３に接続された負荷（図示せず）の回路内を巡って減衰され、低レベルの信号として低圧配電線３に返信される場合がある。
このようにして返信された応答高周波信号は、注入回路６６ｂに入力され、フィルタ６５ｂを介して復調回路６３ｂとキャリア検出回路６２ｂに入力される。そして、キャリア検出回路６２ｂによって低レベルの応答高周波信号が検出され、伝送制御部６１とレベル比較回路６７に入力される。
【０００６】
レベル比較回路６７では、キャリア検出回路６２ａからの信号電圧と、キャリア検出回路６２ｂからの信号電圧を比較する。比較の結果、キャリア検出回路６２ａからの信号電圧の方が高い場合には、二進数の１に対応する電源電圧を、また、低い場合には、二進数の０に対応するグランド電圧を出力する。
【０００７】
ここではキャリア検出回路６２ａの信号電圧の方が高い場合を考えているので、レベル比較回路６７より電源電圧が出力され、伝送制御部６１へ入力される。これによって伝送装置６は伝送端末器７ａが１側電圧線Ｐ1と中性線Ｎ間の相に接続されていることを判定し、この判定結果（情報）を図示されていない記憶メモリに記憶する。
【０００８】
伝送端末器７ａとの二回目以降の通信は、記憶メモリに記憶された情報をもとに行う。
即ち、伝送装置６の伝送制御部６１は、１側電圧線Ｐ1 と中性線Ｎ間の相に接続されている送信回路６４ａに対してのみ指令高周波信号の送信を要求する。
この要求により送信回路６４ａは指令高周波信号を発生し、注入回路６６ａに入力する。指令高周波信号は注入回路６６ａから１側電圧線Ｐ1 と中性線Ｎ間の相に送出される。伝送端末器７ａはこの指令高周波信号を受信して、アドレスおよび電力量計の検針データなどを応答高周波信号で返信する。
【０００９】
なお、伝送端末器７ｂやその他伝送端末器も同じ方法によって接続されている相が判定され、２回目以降の通信では、判定された相にのみ高周波信号を注入する。
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の電力線搬送通信装置は、以上のように構成されており、以下に示すような課題を有していた。
伝送端末器の接続が特定された場合に、相が二つから一つに減って送信電力が半減されるが、この場合、特定情報を記憶するための記憶メモリが必要となり、コストがかかっていた。
また、データの送信は間欠的に行われ、１回の送信時間が短いため電力の削減効果は小さかった。さらに、伝送端末器は常に受信データを待機しているため、常時回路電流を流す必要があり、この分の消費電力は削減できなかった。
【００１１】
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、コストをかけずに送信電力を削減し、かつ、受信待機時の消費電力が削減された電力線搬送通信装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電力線搬送通信装置は、複数の伝送線端末器を電力線に接続し、各伝送線端末器の信号を重畳して、各伝送線端末器がそれぞれ他の複数の伝送線端末器と相互に通信を行う電力線搬送通信装置の伝送線端末器において、前記他の複数の伝送線端末器のいずれかの伝送線端末器から送信され、前記電力線に重畳された受信信号の受信レベルを検出するレベル検出手段と、電力線に重畳する前記いずれかの伝送線端末器に対する送信信号の送信レベルを可変制御する送信手段とを有し、前記レベル検出手段によって検出された受信レベルをもとに、前記複数の伝送線端末器のうち当該受信信号を送信した伝送線端末器に対する送信信号の送信レベルを、受信レベルが小さいほど送信レベルが大きくなるように設定し、前記信号を一定の時間間隔で送受信されるフレーム形式とし、該フレームと同期するタイミングで、フレームを捕捉するためのタイムスロットを所定時間開き、該所定時間内で受信信号を処理する回路を動作させ、開かれていない期間は前記受信信号を処理する回路を停止させるようにしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を示す電力線搬送通信装置のシステム構成図である。図において１は電力線、２は電力線１に接続され相互に所定の形式に則ったフレーム単位でデータを送受信する伝送端末器である。フレームは常に一定の時間間隔Ｔｓで送受信されている。
【００１５】
また、図２は図１に示した伝送端末器２の回路ブロック構成図である。
図において２１は電力線１と伝送信号を結合する機能を果たす結合回路、２２は結合回路２１を介して入力されたフレームの信号レベルに応じ、後段の復調回路に最適な振幅となるように増幅率を可変制御する機能と、このフレームを受信したときの増幅率を出力する機能を有する自動利得制御増幅器である。
以下本文中では、自動利得制御増幅器をＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌの略）アンプと呼称する。
【００１６】
また、２３はＡＧＣアンプ２２を介して入力された信号を復調し、フレームに再構成する機能を有する復調回路、２４は復調回路２３にて再構成されたフレームの媒体アクセスに関連する情報、例えば受信したフレームに対するアクノレッジ（承認）の要否や、アドレス情報などを解釈し、媒体アクセスの制御を司る機能を有する媒体アクセス制御回路である。
以下本文中では、アクノレッジをＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅの略）、媒体アクセス制御回路をＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌの略）部と呼称する。
【００１７】
さらにまた、２５は所定の時間を計時し、計時した時刻を出力する機能と、計時開始時間を信号により初期化する機能とを有するタイマ回路、２６は受信したデータに基づいてデータの送信を含む種々の動作の制御を行う上位コントローラ、２７はＭＡＣ部２４を介して入力された信号と、上位コントローラ２６から入力された送信データフレームに変調を加える機能を有する変調回路、２８は変調回路２７から入力された信号を所定のレベルに増幅する機能と、ＡＧＣアンプ２２からの信号により増幅度を切り替える機能とを有する出力増幅器、２９はＡＧＣアンプ部２２から出力される増幅率に対応する信号と、出力増幅器２８の入力とを結ぶ信号線をＯＮ／ＯＦＦするスイッチング回路、３０はスイッチング回路２９のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御信号である。
【００１８】
次に、図３は伝送端末器２（電力線搬送通信装置）の動作を示す通信シーケンス図である。
図において（ａ）は電力線１に接続され、伝送端末器２が受信フレームを待受けている状態を示したものである。Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３はそれぞれ受信フレームを捕捉するためのタイムスロットである。（ｂ）は電力線１に時間間隔ＴｓでフレームＦ１、Ｆ２、Ｆ３が重畳されたもので、伝送路における信号波形を表している。（ｃ）はタイムスロットを適用した場合と、適用しなかった場合の受信待受け電力（消費電力）を比較したものである。これらの図は全て同じ時間軸で表されている。
【００１９】
図２、３をもとに動作を説明する。
図３（ａ）において、タイムスロットＳ１は、伝送端末器２の動作が始まり最初のフレームを待ち受けている状態を示したものである。
電力線１には複数の伝送端末器２が、接続されており、いずれかの伝送端末器２がフレームを送信すると、図３（ｂ）に示すように、フレームＦ１が電力線１に重畳される。このとき電力線１に接続されている各伝送端末器２は、電力線１上のフレームＦ１を受信する。その後、フレームＦ２、Ｆ３が逐次送信され、受信される。
【００２０】
ここで伝送端末器２内に取り込まれたフレーム（信号）の流れを説明する。  電力線１上のフレームは結合回路２１により伝送端末器２内に取り込まれ、ＡＧＣアンプ２２により増幅される。ＡＧＣアンプ２２はフレーム先頭に設けられたプリアンブル期間中に復調回路２３が必要な信号レベルになるよう増幅率を決定し、その増幅率に対応する信号をスイッチング回路２９へ出力する。
また、ＡＧＣアンプ２２により増幅されたフレームは、復調回路２３により復調され、ＭＡＣ部２４に出力される。ＭＡＣ部２４はＡＣＫ返送の要否をフレーム中のアドレスとＡＣＫ要求フィールド部分から解釈し、ＡＣＫ返送が必要なフレームである場合にはスイッチング回路２９へ制御信号３０を出力する。これによってＡＧＣアンプ２２と出力増幅器２８を結ぶ信号線はＯＮとなり、ＡＧＣアンプ部２２から出力された増幅率に対応する信号はスイッチング回路２９を介して出力増幅器２８へ入力される。
このような状態で上位コントローラ２６からＡＣＫフレームが出力されると変調回路２７はＡＣＫフレームを変調し、出力増幅器２８に出力する。出力増幅器２８はＡＧＣアンプ２２から入力される増幅率に対応（比例）した送信出力を決定する。これにより、フレーム送信元からフレーム受信元までの遠近（減衰率の大小）に対応した送信出力が得られる。
【００２１】
このように、減衰率の大小を勘案した出力で送信することにより、（最も遠くから送信された減衰信号にあわせた）一律の増幅率で増幅する時のような無駄な電力の注入はなくなり、経済的かつ確実な送信が可能となる。
また、このように設定された送信出力（ＡＣＫフレーム）は結合回路２１を介して電力線１へ返送される。
【００２２】
一方、ＭＡＣ部２４はフレームを受信するとタイマ回路２５へ計時開始のリセット信号を出力する。タイマ回路２５はこのリセット信号入力によりフレーム送信間隔と同期を取る。以降、フレーム周期Ｔｓの時間間隔でフレームを捕捉するためのタイムスロットを開く。タイムスロットが開かれる時間間隔Ｔｗは、Ｔｓよりずっと小さく、開かれた期間中に図２に示す点線で囲んだＡＧＣアンプ２２と復調回路２３とＭＡＣ部２４とスイッチング回路２９からなる受信回路部分を動作させる。
また、開かれていない（Ｔｗ以外の）期間は受信回路部分の動作を停止させる。
以上のようにフレーム捕捉の動作を間欠的に行う。
【００２３】
これはタイムスロットＳ１にて最初のフレームを捕捉してしまえば、後のフレームはそれからＴｓの整数倍の時間間隔で現われるため、初期捕捉のタイミングを基点としてＴｓの整数倍に相当する時間軸を中心に、ある時間幅でタイムスロットを開くように設定すれば、その後のフレームを確実に捕捉することができるという考察に基づくものである。
【００２４】
なお、タイマ回路２５は上位コントローラ２６にＴｓの時間間隔の信号を入力し、上位コントローラ２６は送信データがある場合には、このＴｓに同期して送信するように動作する。
【００２５】
以上のように、フレーム捕捉の動作に関して、伝送端末器２の受信回路部分を常時動作させるのではなく、Ｔｓ周期のもとＴｗ期間だけ動作させるようにした。このため、消費電力はＴｗ／Ｔｓのデューティ比で削減されることになる。
図３（ｃ）はこの様子を示したもので、タイムスロットを適用しない場合が常時動作、またタイムスロットを適用した場合がＴｗ／Ｔｓのデューティ比で消費電力を削減した場合に対応する。
【００２６】
なお、前記実施例ではＡＧＣアンプのゲイン値に基づいて送信電力を決定したが、別途受信信号のレベル検知をする手段を設け、その出力値によって送信出力を可変性制御しても同様の効果を奏する。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電力線搬送通信装置（伝送端末器）によれば、ＡＣＫフレームを返送する際、その送信出力を返送先までの減衰率に応じて設定するようにしたため、必要以上に送信電力を注入しなくなり、装置全体の消費電力が削減されるという効果がある。
【００２８】
また、電力線搬送通信装置（伝送端末器）の受信回路部分を間欠動作させることが可能となり、待機時の電力が削減されて、装置全体の消費電力が削減されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１を示す電力線搬送装置のシステム構成図である。
【図２】  本発明の実施の形態１を示す電力線搬送装置のブロック構成図である。
【図３】  本発明の実施の形態１における伝送端末器２（電力線搬送通信装置）の動作を示す通信シーケンス図である。
【図４】  従来の電力線搬送装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
１  電力線
２  伝送端末器
２１  結合回路
２２  自動利得制御増幅器（本文中ではＡＧＣアンプと呼称している）
２３  復調回路
２４  媒体アクセス制御回路（本文中ではＭＡＣ部と呼称している）
２５  タイマ回路
２６  上位コントローラ
２７  変調回路
２８  出力増幅器
２９  スイッチング回路
３０  制御信号
【図１】
0004531959.tif 000002
【図２】
0004531959.tif 000003
【図３】
0004531959.tif 000004
【図４】
0004531959.tif 000005