(57)【要約】【課題】  同一の通信媒体を利用する通信方式が異なる２つの通信システムを簡単に共存させることを可能とする送受信装置及び方法を提供する。【解決手段】  宅内系通信システム１１０の宅内系親局１１１が、共存信号用サブチャネル２１１を利用して、アクセス系通信システム１２０の各局が使用している周波数帯域（データ通信用サブチャネル２１２に対応したチャネル番号）もしくは時間スロットを検出する。宅内系親局１１１は、検出した情報に基づいて、アクセス系通信システム１２０の使用周波数もしくは時間スロットと重複しないように、自己が属する宅内系通信システム１１０で使用する周波数帯域もしくは時間スロットを決定し、それぞれの宅内系子局１１２に通知する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信方式が異なる第２の通信システムと周波数分割多重によって同一の通信媒体で接続された、第１の通信システムに属する親局用の送受信装置であって、
前記第２の通信システムが使用している周波数帯域を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された周波数帯域に基づいて、前記第１の通信システムで使用する周波数帯域を決定する決定部と、
前記決定部で決定された周波数帯域を、前記第１の通信システムに属する子局用の送受信装置に通知する通知部とを備える、送受信装置。
【請求項２】
通信方式が異なる第２の通信システムと周波数分割多重によって同一の通信媒体で接続された、第１の通信システムに属する親局用の送受信装置であって、
前記第２の通信システムの存在を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された存在の有無に基づいて、前記第１の通信システムで使用する周波数帯域を決定する決定部と、
前記決定部で決定された周波数帯域を、前記第１の通信システムに属する子局用の送受信装置に通知する通知部とを備える、送受信装置。
【請求項３】
通信方式が異なる第２の通信システムと時分割多重によって同一の通信媒体で接続された、第１の通信システムに属する親局用の送受信装置であって、
前記第２の通信システムが使用している時間領域を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された時間領域に基づいて、前記第１の通信システムで使用する時間領域を決定する決定部と、
前記決定部で決定された時間領域を、前記第１の通信システムに属する子局用の送受信装置に通知する通知部とを備える、送受信装置。
【請求項４】
通信方式が異なる第２の通信システムと時分割多重によって同一の通信媒体で接続された、第１の通信システムに属する親局用の送受信装置であって、
前記第２の通信システムの存在を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された存在の有無に基づいて、前記第１の通信システムで使用する時間領域を決定する決定部と、
前記決定部で決定された時間領域を、前記第１の通信システムに属する子局用の送受信装置に通知する通知部とを備える、送受信装置。
【請求項５】
前記通知部は、前記決定部で決定された周波数帯域を、前記第１の通信システムにおいて定期的に送信する制御信号に格納して通知することを特徴とする、請求項１又は２に記載の送受信装置。
【請求項６】
前記通知部は、前記決定部で決定された時間領域を、前記第１の通信システムにおいて定期的に送信する制御信号に格納して通知することを特徴とする、請求項３又は４に記載の送受信装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の通信システムが電力線通信システムであり、前記通信媒体が電力線であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の送受信装置。
【請求項８】
前記第１の通信システムが、宅内通信向けの電力線通信システムであり、前記第２の通信システムが、アクセス通信向けの電力線通信システムであることを特徴とする、請求項７に記載の送受信装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の通信システムが無線通信システムであり、前記通信媒体が電波であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の送受信装置。
【請求項１０】
通信方式が異なる第２の通信システムと周波数分割多重によって同一の通信媒体で接続された、第１の通信システムに属する子局用の送受信装置であって、
前記第１の通信システムに属する親局用の送受信装置から、前記第１の通信システムで使用する周波数帯域の情報を受信する受信部と、
前記受信部で受信された周波数帯域の情報に従って、データ通信に利用する周波数帯域を設定する設定部とを備える、送受信装置。
【請求項１１】
通信方式が異なる第２の通信システムと時分割多重によって同一の通信媒体で接続された、第１の通信システムに属する子局用の送受信装置であって、
前記第１の通信システムに属する親局用の送受信装置から、前記第１の通信システムで使用する時間領域の情報を受信する受信部と、
前記受信部で受信された時間領域の情報に従って、データ通信に利用する時間領域を設定する設定部とを備える、送受信装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２の通信システムが電力線通信システムであり、前記通信媒体が電力線であることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の送受信装置。
【請求項１３】
前記第１の通信システムが、宅内通信向けの電力線通信システムであり、前記第２の通信システムが、アクセス通信向けの電力線通信システムであることを特徴とする、請求項１２に記載の送受信装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２の通信システムが無線通信システムであり、前記通信媒体が電波であることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の送受信装置。
【請求項１５】
通信方式が異なる第２の通信システムと周波数分割多重によって同一の通信媒体で接続された第１の通信システムであって、
前記第２の通信システムが使用している周波数帯域を検出する検出部、
前記検出部によって検出された周波数帯域に基づいて、前記第１の通信システムで使用する周波数帯域を決定する決定部、及び
前記決定部で決定された周波数帯域を、前記第１の通信システムに属する子局用の送受信装置に通知する通知部を備える、親局用の送受信装置と、
前記親局用の送受信装置から、前記第１の通信システムで使用する周波数帯域の情報を受信する受信部、及び
前記受信部で受信された周波数帯域の情報に従って、データ通信に利用する周波数帯域を設定する設定部を備える、子局用の送受信装置とを含む、通信システム。
【請求項１６】
通信方式が異なる第２の通信システムと周波数分割多重によって同一の通信媒体で接続された第１の通信システムであって、
前記第２の通信システムの存在を検出する検出部、
前記検出部によって検出された存在の有無に基づいて、前記第１の通信システムで使用する周波数帯域を決定する決定部、及び
前記決定部で決定された周波数帯域を、前記第１の通信システムに属する子局用の送受信装置に通知する通知部を備える、親局用の送受信装置と、
前記親局用の送受信装置から、前記第１の通信システムで使用する周波数帯域の情報を受信する受信部、及び
前記受信部で受信された周波数帯域の情報に従って、データ通信に利用する周波数帯域を設定する設定部を備える、子局用の送受信装置とを含む、通信システム。
【請求項１７】
通信方式が異なる第２の通信システムと時分割多重によって同一の通信媒体で接続された第１の通信システムであって、
前記第２の通信システムが使用している時間領域を検出する検出部、
前記検出部によって検出された時間領域に基づいて、前記第１の通信システムで使用する時間領域を決定する決定部、及び
前記決定部で決定された時間領域を、前記第１の通信システムに属する子局用の送受信装置に通知する通知部を備える、親局用の送受信装置と、
前記親局用の送受信装置から、自己の通信システムで使用する時間領域の情報を受信する受信部、及び
前記受信部で受信された時間領域の情報に従って、データ通信に利用する時間領域を設定する設定部を備える、子局用の送受信装置とを含む、通信システム。
【請求項１８】
通信方式が異なる第２の通信システムと時分割多重によって同一の通信媒体で接続された第１の通信システムであって、
前記第２の通信システムの存在を検出する検出部、
前記検出部によって検出された存在の有無に基づいて、前記第１の通信システムで使用する時間領域を決定する決定部、及び
前記決定部で決定された時間領域を、前記第１の通信システムに属する子局用の送受信装置に通知する通知部を備える、親局用の送受信装置と、
前記親局用の送受信装置から、自己の通信システムで使用する時間領域の情報を受信する受信部、及び
前記受信部で受信された時間領域の情報に従って、データ通信に利用する時間領域を設定する設定部を備える、子局用の送受信装置とを含む、通信システム。
【請求項１９】
通信方式が異なる第２の通信システムと周波数分割多重によって同一の通信媒体で接続された第１の通信システムで行われる送受信方法であって、
親局用の送受信装置が、
前記第２の通信システムが使用している周波数帯域を検出するステップ、
前記検出された周波数帯域に基づいて、前記第１の通信システムで使用する周波数帯域を決定するステップ、及び
前記決定された周波数帯域を、前記第１の通信システムに属する子局用の送受信装置に通知するステップを実行し、
子局用の送受信装置が、
前記親局用の送受信装置から、前記第１の通信システムで使用する周波数帯域の情報を受信するステップ、及び
前記受信された周波数帯域の情報に従って、データ通信に利用する周波数帯域を設定するステップを実行する、送受信方法。
【請求項２０】
通信方式が異なる第２の通信システムと周波数分割多重によって同一の通信媒体で接続された第１の通信システムで行われる送受信方法であって、
親局用の送受信装置が、
前記第２の通信システムの存在を検出するステップ、
前記検出された存在の有無に基づいて、前記第１の通信システムで使用する周波数帯域を決定するステップ、及び
前記決定された周波数帯域を、前記第１の通信システムに属する子局用の送受信装置に通知するステップを実行し、
子局用の送受信装置が、
前記親局用の送受信装置から、前記第１の通信システムで使用する周波数帯域の情報を受信するステップ、及び
前記受信された周波数帯域の情報に従って、データ通信に利用する周波数帯域を設定するステップを実行する、送受信方法。
【請求項２１】
通信方式が異なる第２の通信システムと時分割多重によって同一の通信媒体で接続された第１の通信システムで行われる送受信方法であって、
親局用の送受信装置が、
前記第２の通信システムが使用している時間領域を検出するステップ、
前記検出された時間領域に基づいて、前記第１の通信システムで使用する時間領域を決定するステップ、及び
前記決定された時間領域を、前記第１の通信システムに属する子局用の送受信装置に通知するステップを実行し、
子局用の送受信装置が、
前記親局用の送受信装置から、前記第１の通信システムで使用する時間領域の情報を受信するステップ、及び
前記受信された時間領域の情報に従って、データ通信に利用する時間領域を設定するステップを実行する、送受信方法。
【請求項２２】
通信方式が異なる第２の通信システムと時分割多重によって同一の通信媒体で接続された第１の通信システムで行われる送受信方法であって、
親局用の送受信装置が、
前記第２の通信システムの存在を検出するステップ、
前記検出された存在の有無に基づいて、前記第１の通信システムで使用する時間領域を決定するステップ、及び
前記決定された時間領域を、前記第１の通信システムに属する子局用の送受信装置に通知するステップを実行し、
子局用の送受信装置が、
前記親局用の送受信装置から、前記第１の通信システムで使用する時間領域の情報を受信するステップ、及び
前記受信された時間領域の情報に従って、データ通信に利用する時間領域を設定するステップを実行する、送受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、システム共存を可能とする送受信装置及び送受信方法に関し、より特定的には、同一の通信媒体を利用する通信方式が異なる２つの通信システムを共存させる技術であって、それぞれの通信システムに含まれる送受信装置及びその送受信装置が実行する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
宅内のパソコン（ＰＣ：Personal Computer ）からインターネットにアクセスするために、宅内のパソコンをブロードバンドルータ等のネットワーク機器に接続する通信手段の１つとして、電力線通信技術が存在する。この電力線通信技術は、既設の電力線を通信媒体に用いるため、新たな配線工事が不要でありかつ家中にある電源コンセントに電源プラグを挿すだけで高速通信が実現できる。このため、電力線通信技術は、世界中で活発に研究開発や実証実験が行われており、欧米では既に商用化に至っているものも多数ある。
【０００３】
その一例として、米国のＨｏｍｅＰｌｕｇアライアンス社が、ＨｏｍｅＰｌｕｇ１．０を規格策定している。このＨｏｍｅＰｌｕｇ１．０は、パソコンによるインターネットやメール及びファイル転送を主要なアプリケーションとして想定しており、どの電力線通信モデムが電力線にアクセスするかといった媒体アクセス制御にＣＳＭＡ／ＣＡ方式を採用して、使用帯域の保証がないベストエフォート通信を実現する。
【０００４】
図２５に、インターネットへアクセスする際の一般的な通信システムの構成を示す。図２５において、パソコン２５０１は、イーサネット（登録商標）２５１１、ブロードバンドルータ２５０２及びアクセス回線２５１２を介して、インターネット２５２２に接続されている。アクセス回線２５１２は、一般的にはＡＤＳＬやＦＴＴＨ等が用いられる。ここで、アクセス回線２５１２が宅内に引き込まれる場所とパソコン２５０１を使用する部屋とが異なっている場合には、イーサネット（登録商標）２５１１の引き回しが問題となる。そこで、電力線通信機器としては、電力線通信とイーサネット（登録商標）との変換アダプタという形態で商品化されている。
【０００５】
図２６は、変換アダプタを用いた通信システムの構成を示している。図２６において、２台の電力線通信−イーサネット（登録商標）変換アダプタ２６０３及び２６０４は、パソコン２６０１及びブロードバンドルータ２６０２が設置された部屋の電源コンセントにそれぞれ接続されており、宅内電力線２６１４を介した電力線通信によってベストエフォート通信を実現する。このように、電力線通信を用いると、配線工事が不要でありかつ家中にある電源コンセントに電源プラグを挿すだけで、高速通信が実現できる。
【０００６】
また、欧州（スペイン等）においてはインターネットのアクセス回線として家庭に電力を供給する電力線を用いるアクセス系電力線通信モデムがある。図２７は、このアクセス系電力線通信モデムの使用形態を表した図である。宅外トランスの所に設けられたアクセス系電力線通信モデム親局２７０３は、中圧配電線２７１３を通してブロードバンド回線と接続されており、また低圧配電線２７１２、分電盤２７１５及び宅内電力線２７１１を通して宅内のアクセス系電力線通信モデム宅内機２７０２に対してＩＰパケットの通信を行う。さらに、アクセス系電力線通信モデム宅内機２７０２とパソコン２７０１とをイーサネット（登録商標）２７０４で接続することにより、パソコン２７０１からインターネットへのアクセスを行うことができる。
【０００７】
このように、アクセス系電力線通信モデムを利用すると、家庭内へのケーブル等の引き込み工事なしにインターネットアクセスを提供することができる。また、宅内の任意のコンセントにアクセス系電力線通信モデム宅内機２７０２を設置するので、ＡＤＳＬやＦＴＴＨ等に比べて設置の自由度は優れている。
【０００８】
また、図２８は、一般的な電力線通信モデムの内部構成を示す図である。図２８において、電力線通信モデムは、ＡＦＥ（Analog Front End）２８０１と、デジタル変調部２８０８と、通信制御部２８０９と、イーサネット（登録商標）Ｉ／Ｆ部２８１０とを備える。ＡＦＥ２８０１は、ＢＰＦ（Band-Pass Filter）２８０２、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）２８０３、Ａ／Ｄ変換部２８０４、ＬＰＦ（Low-Pass Filter ）２８０５、ＰＡ（Power Amp ）２８０６、及びＤ／Ａ変換部２８０７を含む。以下、この電力線通信モデムの動作について説明する。
【０００９】
まず、イーサパケットを電力線に送信する場合は、イーサネット（登録商標）２８１１からＩＰパケットが到着するとイーサネット（登録商標）Ｉ／Ｆ部２８１０を通して通信制御部２８０９に通知される。通信制御部２８０９は、通信路の状態を判別してしかるべきタイミングでデジタル変調部２８０８にフレームデータを出力する。デジタル変調部２８０８は、誤り訂正付加、符号化及びフレーミング等を行って、フレームデータを送信データ列へ変調する。Ｄ／Ａ変換部２８０７は、送信データ列をデジタル信号からアナログ信号へ変換する。ＰＡ２８０６は、アナログ信号を増幅する。ＬＰＦ２８０５は、増幅後のアナログ信号から通信帯域成分以外の信号をカットして、通信帯域成分だけを電力線へ注入する。次に、電力線から受信する場合は、ＢＰＦ２８０２によって通信帯域の信号が抽出される。ＡＧＣ２８０３は、抽出された信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換部２８０４は、増幅されたアナログ信号をデジタルデータ化する。デジタル変調部２８０８は、デジタルデータについてフレーム同期検出、等価化、逆符号化及び誤り訂正等を行い、受信データとして復調して通信制御部２８０９へ通知する。その後、受信データは、イーサネット（登録商標）Ｉ／Ｆ部２８１０からイーサパケットとしてイーサネット（登録商標）２８１１へ送信される。
【００１０】
一方、無線ＬＡＮの代表的な規格の１つとしてＩＥＥＥ８０２．１１ａがある。ＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、使用する帯域を複数のチャネルに分割してＩＰ通信を行う。このＩＥＥＥ８０２．１１ａには、欧州において５ＧＨｚ帯を使用する際の規制に対応するために、ＩＥＥＥ８０２．１１ｈが付随する規格として定められている（非特許文献１を参照）。ＩＥＥＥ８０２．１１ｈで定められた機能の１つに、気象レーダ等のレーダが使用している帯域を探知し、その帯域を避けたチャネルに自動的に移動して干渉を回避するＤＦＳ（Dynamic Frequency Selection ）機能がある。このＤＦＳの動作例について以下に説明する。
【００１１】
図２９は、ＤＦＳ動作を行う通信システムの構成例を示す図である。図２９の通信システムは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａにおけるＡＰ（Access Point）２９０１と、ＩＥＥＥ８０２．１１ａにおけるＳＴＡ（Station ）２９０２及び２９０３と、気象レーダ２９１０とで構成される。
【００１２】
ＡＰ２９０１は、規定時間毎にビーコンフレームによって通信停止の指示をＳＴＡ２９０２及び２９０３に対して送出し、ネットワーク内の通信を一時停止させる。ＡＰ２９０１は、通信停止期間中に現在使用しているチャネル及び他のチャネルにレーダ波が存在しないかをスキャンする。また、ＡＰ２９０１は、ＳＴＡ２９０２及び２９０３に対して観測指令フレームを送信し、同様に現在使用しているチャネル及び他のチャネルにレーダ波が存在しないかをスキャンさせる。レーダ波をスキャンしたＳＴＡ２９０２及び２９０３は、観測結果レポートフレームをＡＰ２９０１に対して送信する。そして、ＡＰ２９０１は、自分のスキャン結果とＳＴＡ２９０２及び２９０３のスキャン結果とから、レーダ波の存在するチャネルを割り出す。もし、現在使用しているチャネルにレーダ波が存在する場合、ＡＰ２９０１は、使用チャネル移動指令フレームをＳＴＡ２９０２及び２９０３に送信し、レーダ波の存在しないチャネルに移動してＩＥＥＥ８０２．１１ａの通信波とレーダ波とが干渉しないようにしている。
【非特許文献１】アイトリプルイー（ＩＥＥＥ）・スタンダード  ８０２．１１ｈ−２００３：「ワイヤレス・ラン・メディアム・アクセス・コントロール（ＭＡＣ）・アンド・フィジカル・レイヤ（ＰＨＹ）・スペシフィケーションズ，アメンドメント５：スペクトラム・アンド・トランスミット・パワー・マネージメント・エクステンションズ・イン・ザ・５ギガヘルツ・バンド・イン・ヨーロッパ」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このように、さまざまな方式の電力線通信技術が開発されているが、電力線通信の方式は統一されていない。しかし、家庭における電力線はすべて分電盤で繋がっており、さらに屋外電力線とも繋がっているため、異なる方式の電力線通信モデムを同一家屋内及び屋内と近隣の屋外で利用すると、互いの通信信号がそれぞれに到達する。また、各方式の電力線通信モデムは、他方式の電力線通信モデムが通信路に送信している他方式信号を復調することができないため、他方式信号がノイズにしか見えない。そのため、方式が異なる２つの通信を同時に行うと、互いの通信を妨害することとなり、双方共に通信ができなくなったり、通信速度が大幅に低下する等の問題が発生する。
【００１４】
このような問題を回避するための方法の１つに、電力線通信方式の統一規格を新たに策定することが考えられる。しかし、新たな規格を策定するためには、莫大な時間と費用を必要とするため、直ちに実行できるものではない。また、他の方法として、各通信システムが使用する帯域や通信時間をユニークに割り当てることで、干渉を回避させることが考えられる。上述したＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、使用する５ＧＨｚ帯における有意なノイズ源が気象レーダ以外に存在しないので、変調方式の異なる電波でも単純なキャリアセンス機構を全端末に具備するのみでＩＥＥＥ８０２．１１ｈのようなＤＦＳを実現することができる。しかし、電力線通信モデムが使用する短波帯においては、変調方式の異なる減衰したモデム信号と家電機器ノイズとの信号レベルが同等のため、キャリアセンス機構で電力線通信の有無を区別することができず、ＩＥＥＥ８０２．１１ｈのようなＤＦＳ機構を簡単に構築することはできない。
【００１５】
それ故に、本発明の目的は、同一の通信媒体を利用する通信方式が異なる２つの通信システムを簡単に共存させることを可能とする送受信装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、通信方式が異なる第２の通信システムと周波数分割多重又は時分割多重によって同一の通信媒体で接続された、第１の通信システム、この第１の通信システムに属する親局用の送受信装置及び子局用の送受信装置に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の親局用の送受信装置は、検出部、決定部及び通知部を、子局用の送受信装置は、受信部及び設定部を備える。
【００１７】
親局用の送受信装置において、検出部は、第２の通信システムが使用している周波数帯域又は時間領域、もしくは第２の通信システムの存在を検出する。決定部は、検出部によって検出された周波数帯域又は時間領域、もしくは存在の有無に基づいて、第１の通信システムで使用する周波数帯域又は時間領域を決定する。通知部は、決定部で決定された周波数帯域又は時間領域を、第１の通信システムに属する子局用の送受信装置に通知する。
【００１８】
この場合、通知部は、決定部で決定された周波数帯域又は時間領域を、第１の通信システムにおいて定期的に送信する制御信号に格納して通知するか、又は第２の通信システムと共存するために最低限必要な周波数帯域又は時間領域を利用して通知することが、好ましい。
【００１９】
子局用の送受信装置において、受信部は、第１の通信システムに属する親局用の送受信装置から、第１の通信システムで使用する周波数帯域又は時間領域の情報を受信する。設定部は、受信部で受信された周波数帯域又は時間領域の情報に従って、データ通信に利用する周波数帯域又は時間領域を設定する。
【００２０】
典型的には、第１及び第２の通信システムが電力線通信システムであり、通信媒体が電力線である。この場合、例えば、第１の通信システムが宅内通信向けの電力線通信システムであり、第２の通信システムがアクセス通信向けの電力線通信システムであることが考えられる。また、第１及び第２の通信システムが無線通信システムであり、通信媒体が電波であってもよい。
【００２１】
上述した送受信装置の各構成が行うそれぞれの処理は、一連の処理手順を与える送受信方法として捉えることができる。この方法は、一連の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムの形式で提供される。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された形態で、コンピュータに導入されてもよい。また、上述した送受信装置を構成する一部又は全部の機能ブロックは、集積回路であるＬＳＩとして実現されてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
上記本発明によれば、第１の通信システムに属する親局が、第２の通信システムの存在又は第２の通信システムが使用している周波数帯域又は時間領域を検出して、双方の通信が干渉しない周波数帯域又は時間領域を使用するように第１の通信システムに属する子局に通知する。これにより、同一の通信媒体を利用する通信方式が異なる２つの通信システムを、簡単かつ安価に共存させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明を行う。なお、下記の各実施形態では、通信媒体が電力線である場合を説明しているが、通信媒体は無線であってもよいし、電力線以外の有線であってもよい。
【００２４】
〔第１の実施形態〕
第１の実施形態では、周波数分割多重（ＦＤＭ：Frequency Division Multiplex）手法によって２つの通信システムを共存させる例を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る送受信装置を用いた通信システムの概略構成を示す図である。この第１の実施形態では、２つの通信システムとして、宅内系通信システム１１０及びアクセス系通信システム１２０が定義されている。
【００２５】
宅内系通信システム１１０は、宅内に配線された電力線１１３を利用した電力線通信システムであり、アクセス系通信システム１２０との共存を制御する宅内系親局１１１と、宅内系親局１１１以外の宅内系子局１１２とによって構成される。宅内系親局１１１は、アクセス系通信システム１２０に属する局が発行する共存信号を受信し、宅内系子局１１２へ伝える機能を有する送受信装置である。宅内系親局１１１は、一般的には宅内に唯一存在しており、固定的に指定されてもよいし、運用中に動的に決定又は変更されてもよい。宅内系子局１１２は、宅内系親局１１１の制御下で動作する送受信装置であり、１つの宅内系通信システム１１０内において１台以上存在する。
【００２６】
アクセス系通信システム１２０は、宅内の電力線１１３、宅内から電柱１２３上に配された柱上トランス１２６までの低圧配電線１２４、さらには柱上トランス１２６から変電所（図示せず）への中圧配電線１２５を利用する電力線通信システムである。このアクセス系通信システム１２０に属する送受信装置のうち、宅内系通信システム１１０と干渉を起こす範囲に位置するものには、アクセス系親局１２１と、宅内に設置されたアクセス系宅内機（以下、アクセス系子局と記す）１２２とが存在する。アクセス系親局１２１は、図１のように柱上トランス１２６とは別の送受信装置として設置されてもよいし、柱上トランス１２６に内蔵されてもよい。さらには、電力線が地底配線されている場合等も考慮すると、アクセス系親局１２１は、柱上トランス１２６以外のしかるべき機器に内蔵されていてもよい。
【００２７】
なお、アクセス系子局１２２を宅外の低圧配電線１２４上に配し、アクセス系子局１２２内に宅内系通信システム１１０の通信機能を持たせる等の手法を取ることもできる。また、図１では省略しているが、宅内系通信システム１１０とアクセス系通信システム１２０とは、宅内系親局１１１とアクセス系子局１２２とをイーサネット（登録商標）や無線ＬＡＮ等を介して接続する、又は宅内系親局１１１とアクセス系子局１２２とを単一の装置とする等によって、相互通信が可能となる。
【００２８】
この第１の実施形態では、宅内系通信システム１１０及びアクセス系通信システム１２０が、２ＭＨｚ〜２８ＭＨｚの周波数帯域を使用できる機能を備えているものとする。図２は、宅内系通信システム１１０及びアクセス系通信システム１２０が利用する電力線通信システムのチャネル構成例である。図２の例では、周波数帯域が、＃０〜＃１２の１３個のサブチャネルに分割されている。＃０は、２ＭＨｚ〜４ＭＨｚの周波数帯域を利用した共存信号用サブチャネル２１１であり、宅内系通信システム１１０とアクセス系通信システム１２０とが互いの通信を妨害することなく共存するための共存信号の送受信に用いられる。＃１〜＃１２は、４ＭＨｚ〜２８ＭＨｚを２ＭＨｚ間隔で区分した周波数帯域をそれぞれ利用したデータ通信用サブチャネル２１２であり、宅内系通信システム１１０及びアクセス系通信システム１２０の内部におけるデータ通信のために用いられる。
【００２９】
この第１の実施形態では、宅内系通信システム１１０が、共存信号用サブチャネル２１１を利用してアクセス系通信システム１２０が使用している周波数帯域を検出し、宅内系通信システム１１０とアクセス系通信システム１２０とがデータ通信用サブチャネル２１２を分け合って利用することで、周波数分割多重による共存を実現する。以下、この周波数分割多重によるシステム共存を具体的に説明する。なお、共存信号用サブチャネル２１１が使用する帯域を共存信号帯域２０１と、データ通信用サブチャネル２１２が使用する帯域をデータ通信用帯域２０２と定義する。
【００３０】
まず、宅内系通信システム１１０及びアクセス系通信システム１２０が行う、共存信号の送受信について説明する。
図３は、宅内系通信システム１１０及びアクセス系通信システム１２０の各局が共存信号を送受信するタイミングの概要を例示する図である。アクセス系親局１２１及び／又はアクセス系子局１２２は、電力線上を流れる交流電圧のゼロクロス点、すなわち位相が０度になる点を基準とし（時刻３２１及び３２２）、アクセス系通信システム１２０が利用するサブチャネルに関する情報を含む共存信号３３１及び３３２を、電力線上に送信する。なお、共存信号３３１及び３３２の送信は、ゼロクロス点を基準にする以外にも、ゼロクロス点から既定量だけ交流電圧の位相がずれた時点を基準としてもよい。また、必ずしも全てのゼロクロス点もしくは所定の位相だけずれた時点において共存信号を送信する必要はない。宅内系親局１１１は、これらの共存信号３３１及び３３２を受信することで、自身が利用すべきサブチャネルを決定する。さらに、宅内系親局１１１は、宅内系通信システム１１０の機能、図３では使用帯域通知信号３４１及び３４２を用いて、宅内系通信システム１１０内の宅内系子局１１２に対して、宅内系通信システム１１０で利用するサブチャネルに関する情報を通知する。
【００３１】
次に、宅内系通信システム１１０及びアクセス系通信システム１２０の各局の詳細な構成及び処理動作を説明する。
図４は、アクセス系親局１２１及びアクセス系子局１２２のうち、宅内系通信システム１１０と共存するための信号を送信する機能を有する局（以下、共存信号送信局と記す）についての構成例である。図４に示す共存信号送信局は、アクセス系通信システム１２０内で行うデータ通信に使用する構成４０１〜４０４と、共存信号の送信に使用する構成４１１〜４１５とに大別される。図７は、共存信号送信局が行う処理のうち通信システムの共存に関する処理だけを説明するフローチャートである。
【００３２】
フレーム受信部４０２は、データ送受信Ｉ／Ｆ部４０４を介して伝送フレームを受信し、必要な処理を行った上で受信データを生成する。フレーム送信部４０１は、アクセス系通信システム１２０内で送信するデータをフレーム化し、データ送受信Ｉ／Ｆ部４０４に引き渡すことでデータ送信を行う。その際、フレーム受信部４０２からの情報を参照しながらデータ送受信の制御を行う通信制御部４０３が、フレーム送信部４０１に対してデータ送信のタイミング制御を行う。
【００３３】
共存信号生成部４１１は、通信制御部４０３からアクセス系通信システム１２０が利用するサブチャネル（周波数帯域）に関する情報を受け取り、これに基づいてアクセス系通信システム１２０が使用するサブチャネルに関する情報を含む共存信号（図３の信号３３１や３３２）を生成し、共存信号送信部４１３に引き渡す。ゼロクロス点検出部４１２は、配電線上を流れる交流電圧のゼロクロス点を検出し、検出結果を共存制御部４１５に通知する（ステップＳ７０２）。共存制御部４１５は、ゼロクロス点検出部４１２からの通知に従って、共存信号送信部４１３に共存信号の送信タイミングを指定する。共存信号送信部４１３は、共存制御部４１５が指定するタイミングに基づいて、共存信号送信Ｉ／Ｆ部４１４を介して共存信号を送信する（ステップＳ７０３）。以降、ステップＳ７０２及びステップＳ７０３の処理が繰り返される。
【００３４】
図５は、宅内系親局１１１の構成例である。図５の宅内系親局１１１は、宅内系通信システム１１０内で行うデータ通信に使用する構成５０１〜５０４と、アクセス系通信システム１２０に属する共存信号送信局が送信する共存信号の受信に使用する構成５１４〜５１６とに大別される。また、構成５１４及び５１６は検出部として、構成５０３及び５１５は決定部として、構成５０１及び５０４は通知部として、機能的に分けられる。図８は、宅内系親局１１１が行う処理のうち通信システムの共存に関する処理だけを説明するフローチャートである。
【００３５】
フレーム受信部５０２は、データ送受信Ｉ／Ｆ部５０４を介して伝送フレームを受信し、必要な処理を行った上で受信データを生成する。フレーム送信部５０１は、宅内系通信システム１１０内で送信するデータをフレーム化し、データ送受信Ｉ／Ｆ部５０４に引き渡すことで、データ送信を行う。その際、フレーム受信部５０２からの情報を参照しながらデータ送受信の制御を行う通信制御部５０３が、フレーム送信部５０１に対してデータ送信のタイミング制御を行う。
【００３６】
共存信号受信部５１６は、共存信号受信Ｉ／Ｆ部５１４を介して共存信号を受信したか否かをチェックする（ステップＳ８０２）。受信した場合、共存信号受信部５１６は、共存信号を解析してアクセス系通信システム１２０が使用するサブチャネルに関する情報を得て、共存制御部５１５に通知する。共存制御部５１５は、この通知に基づいて宅内系通信システム１１０が使用すべきサブチャネルを決定し（ステップＳ８０３）、通信制御部５０３に通知する。通信制御部５０３は、データ送受信Ｉ／Ｆ部５０４に対して、この通知されたサブチャネルを指定する。データ送受信Ｉ／Ｆ部５０４は、この指定されたサブチャネルを使用してフレーム送受信を行う。さらに、通信制御部５０３は、宅内系通信システム１１０で使用する周波数帯域に関する情報を含むフレーム（図３の通知３４１や３４２）を生成してフレーム送信部５０１に引き渡す。フレーム送信部５０１は、データ送受信Ｉ／Ｆ部５０４を介して、サブチャネルに関する情報を含むフレームを宅内系子局１１２に送信する（ステップＳ８０４）。以降、ステップＳ８０２からステップＳ８０４までの処理が繰り返される。なお、宅内系通信システム１１０で使用する周波数帯域に関する情報を含むフレームの送信は、上述のようにデータ送受信Ｉ／Ｆ部５０４に指定された新たなサブチャネルを用いて行う以外に、アクセス系通信システム１２０から共存信号を受信する前にすでに使用していたサブチャネルを用いて行ってもよい。
【００３７】
なお、使用するサブチャネル（周波数帯域）に関する情報の通知は、専用のフレームによって行われてもよいし、親局が定期的に特別な制御フレームを送信する通信システムでは、使用するサブチャネルに関する情報をこの特別な制御フレームに格納してもよい。例えば、専用のフレームとはＣＳＭＡ／ＣＡ方式等のアクセス制御機能用のフレームであり、特別な制御フレームとはポーリングやビーコン用のフレームである。
【００３８】
図６は、宅内系子局１１２の構成例である。図６の宅内系子局１１２は、共存信号に関する構成を有しないため、宅内系通信システム１１０内で行うデータ通信に使用する構成６０１〜６０４のみによって構成される。また、構成６０２及び６０４は受信部として、構成６０３は設定部として、機能的に分けられる。図９は、宅内系子局１１２が行う処理を説明するフローチャートである。
【００３９】
フレーム受信部６０２は、データ送受信Ｉ／Ｆ部６０４を介して伝送フレームを受信し、必要な処理を行った上で受信データを生成する。フレーム送信部６０１は、宅内系通信システム１１０内で送信するデータをフレーム化し、データ送受信Ｉ／Ｆ部６０４に引き渡すことで、データ送信を行う。その際、フレーム受信部６０２からの情報を参照しながらデータ送受信の制御を行う通信制御部６０３が、フレーム送信部６０１に対してデータ送信のタイミング制御を行う。また、フレーム受信部６０２は、宅内系通信システム１１０で使用するサブチャネルに関する情報を含むフレーム（図３の通知３４１や３４２）を受信したか否かをチェックする（ステップＳ９０２）。受信した場合、フレーム受信部６０２は、この情報を通信制御部６０３に引き渡す。通信制御部６０３は、この情報をデータ送受信Ｉ／Ｆ部６０４に指定する。データ送受信Ｉ／Ｆ部６０４は、指定に基づいて、フレーム送受信に使用するサブチャネルを設定する（ステップＳ９０３）。以降、ステップＳ９０２及びステップＳ９０３の処理が繰り返される。
【００４０】
次に、宅内系親局１１１から宅内系子局１１２へ向けて送信される、使用周波数帯域に関する情報を通知するためのフレームを説明する。図１０及び図１１は、この使用周波数帯域に関する情報を通知するためのフレームの詳細例を示す図である。
【００４１】
図１０におけるフレームは、ヘッダ１００１、ペイロード１００２及びＣＲＣ１００３で構成される。ヘッダ１００１は、フレームの属性や制御情報を格納するためのブロックであり、通常は誤り耐性の高い特定の変調方式で変調されている。ヘッダ１００１は、宅内系通信システム１１０内において送信局を特定するためのＳＡ（Source Address）フィールド１０１１、同じく受信局を特定するためのＤＡ（Destination Address ）フィールド１０１２、フレームの種別を格納するＴＹＰＥフィールド１０１３、ペイロード１００２に使用されている変調方式を特定するためのＭＯＤフィールド１０１４、及びペイロード１００２のサイズを指定するためのＬＥＮフィールド１０１５によって構成される。なお、図１０では記載していないが、ヘッダ１００１は、これら以外のフィールド、例えばフレームの属性や制御情報を格納するためのフィールドを有していても構わない。
【００４２】
ペイロード１００２は、上位層プロトコルから引き渡されたデータやプロトコル制御情報を格納するためのフィールドである。このフレームでは、ペイロード１００２に使用周波数帯域に関する情報である使用帯域情報１０２１を格納する。この使用帯域情報１０２１は、一般的には図２に記載したサブチャネル番号による指定、使用周波数帯域の下限値及び上限値による指定等が考えられるが、他の方法によって指定されても構わない。
【００４３】
ＣＲＣ１００３は、受信局においてペイロード１００２に乗った誤りを検出するためのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Code）符号である。この誤り検出符号によって、一定量までの伝送路誤りを検出することができる。誤り検出符号に加えて、リードソロモン符号等の誤り訂正符号を付加することで、一定量までの伝送路誤りを訂正する能力を持たせることも可能である。
【００４４】
一方、図１１に示すように、使用帯域情報１０２１を、ペイロードではなくヘッダ内に格納する場合もあり得る。この構成の場合、ペイロードに格納すべきデータが存在しないため、フレームは、ヘッダ１１０１及びＣＲＣ１００３のみで構成される。ヘッダ１１０１は、ＳＡフィールド１０１１、ＤＡフィールド１０１２、ＴＹＰＥフィールド１０１３、ＭＯＤフィールド１０１４、ＬＥＮフィールド１０１５、及びヘッダ拡張領域１１１６によって構成される。このフレームでは、ペイロードが存在しないため、ＬＥＮフィールド１０１５の値を「０」にする等の方法でその旨を通知する。使用帯域情報１０２１は、ヘッダ拡張領域１１１６内に格納される。
【００４５】
〔第２の実施形態〕
第２の実施形態では、上記第１の実施形態と同様の周波数分割多重手法によって２つの通信システムを共存させる他の例を説明する。図１２は、本発明の第２の実施形態に係る送受信装置を用いた通信システムの概略構成を示す図である。この第２の実施形態では、２つの通信システムとして、共に宅内系に存在する通信システムＡ１２１０及び通信システムＢ１２２０が定義されている。
【００４６】
通信システムＡ１２１０は、宅内に配線された電力線１２１３を利用した電力線通信システムであり、通信システムＢ１２２０との共存を制御する親局Ａ１２１１と、親局Ａ１２１１以外の子局Ａ１２１２とによって構成される。親局Ａ１２１１は、通信システムＢ１２２０に属する親局が発行する共存信号を受信し、子局Ａ１２１２へ伝える機能を有する送受信装置である。通信システムＢ１２２０も、電力線１２１３を利用した電力線通信システムであり、通信システムＡ１２１０との共存を制御する親局Ｂ１２２１と、親局Ｂ１２２１以外の子局Ｂ１２２２とによって構成される。親局Ｂ１２２１は、通信システムＡ１２１０に属する親局が発行する共存信号を受信し、子局Ｂ１２２２へ伝える機能を有する送受信装置である。各親局は、一般的には各通信システム内に唯一存在しており、固定的に指定されてもよいし、運用中に動的に決定又は変更されてもよい。子局は、親局の制御下で動作する送受信装置であり、各通信システム内において１台以上存在する。
【００４７】
この第２の実施形態では、通信システムＡ１２１０及び通信システムＢ１２２０のいずれかが、共存信号用サブチャネル２１１を利用して他の通信システムが使用している周波数帯域を検出し、２つの通信システムがデータ通信用サブチャネル２１２を分け合って利用することで、周波数分割多重による共存を実現する（図２を参照）。以下、この周波数分割多重によるシステム共存を具体的に説明する。
【００４８】
図１３は、親局Ａ１２１１及び親局Ｂ１２２１の構成例である。図１３の親局Ａ１２１１及び親局Ｂ１２２１は、自己の通信システム内で行うデータ通信に使用する構成１３０１〜１３０４と、他の通信システムの親局が送信する共存信号の受信に使用する構成１３１１〜１３１６とに大別される。また、構成１３１４及び１３１６は検出部として、構成１３０３及び１３１５は決定部として、構成１３０１及び１３０４は通知部として、機能的に分けられる。図１５は、親局Ａ１２１１又は親局Ｂ１２２１が行う処理のうち通信システムの共存に関する処理だけを説明するフローチャートである。
【００４９】
フレーム受信部１３０２は、データ送受信Ｉ／Ｆ部１３０４を介して伝送フレームを受信し、必要な処理を行った上で受信データを生成する。フレーム送信部１３０１は、自己の通信システム内で送信するデータをフレーム化し、データ送受信Ｉ／Ｆ部１３０４に引き渡すことで、データ送信を行う。その際、フレーム受信部１３０２からの情報を参照しながらデータ送受信の制御を行う通信制御部１３０３が、フレーム送信部１３０１に対してデータ送信のタイミング制御を行う。
【００５０】
共存信号を送信する場合、共存信号生成部１３１１は、通信制御部１３０３から自己の通信システムが利用するサブチャネルに関する情報を受け取り、これに基づいて他の通信システムが使用するサブチャネル情報を含む共存信号を生成し、共存信号送信部１３１３に引き渡す。ゼロクロス点検出部１３１２は、配電線上を流れる交流電圧のゼロクロス点を検出し、検出結果を共存制御部１３１５に通知する（ステップＳ１５０２）。共存制御部１３１５は、ゼロクロス点検出部１３１２からの通知に従って、共存信号送信部１３１３に共存信号の送信タイミングを指定する。共存信号送信部１３１３は、共存制御部１３１５が指定するタイミングに基づいて、共存信号送受信Ｉ／Ｆ部１３１４を介して共存信号を送信する（ステップＳ１５０３）。
【００５１】
共存信号を受信する場合、共存信号受信部１３１６は、共存信号送受信Ｉ／Ｆ部１３１４を介して共存信号を受信したか否かをチェックする（ステップＳ１５０４）。受信した場合、共存信号受信部１３１６は、共存信号を解析して他の通信システムが使用するサブチャネルに関する情報を得て、共存制御部１３１５に通知する。共存制御部１３１５は、この通知に基づいて自己の通信システムが使用すべきサブチャネルを決定し（ステップＳ１５０５）、通信制御部１３０３に通知する。通信制御部１３０３は、データ送受信Ｉ／Ｆ部１３０４に対して、この通知されたサブチャネルを指定する。データ送受信Ｉ／Ｆ部１３０４は、この指定されたサブチャネルを使用してフレーム送受信を行う。さらに、通信制御部１３０３は、自己の通信システムで使用する周波数帯域に関する情報を含むフレームを生成してフレーム送信部１３０１に引き渡す。フレーム送信部１３０１は、データ送受信Ｉ／Ｆ部１３０４を介して、サブチャネルに関する情報を含むフレームを自己の通信システム内の子局に送信する（ステップＳ１５０６）。以降、ステップＳ１５０２からステップＳ１５０６までの処理が繰り返される。なお、自己の通信システムで使用する周波数帯域に関する情報を含むフレームの送信は、上述のようにデータ送受信Ｉ／Ｆ部１３０４に指定された新たなサブチャネルを用いて行う以外に、他の通信システムから共存信号を受信する前にすでに使用していたサブチャネルを用いて行ってもよい。
【００５２】
図１４は、子局Ａ１２１２及び子局Ｂ１２２２の構成例である。図１４の子局Ａ１２１２及び子局Ｂ１２２２は、共存信号に関する構成を有しないため、自己の通信システム内で行うデータ通信に使用する構成１４０１〜１４０４のみによって構成される。また、構成１４０２及び１４０４は受信部として、構成１４０３は設定部として、機能的に分けられる。図１６は、子局Ａ１２１２又は子局Ｂ１２２２が行う処理を説明するフローチャートである。
【００５３】
フレーム受信部１４０２は、データ送受信Ｉ／Ｆ部１４０４を介して伝送フレームを受信し、必要な処理を行った上で受信データを生成する。フレーム送信部１４０１は、自己の通信システム内で送信するデータをフレーム化し、データ送受信Ｉ／Ｆ部１４０４に引き渡すことで、データ送信を行う。その際、フレーム受信部１４０２からの情報を参照しながらデータ送受信の制御を行う通信制御部１４０３が、フレーム送信部１４０１に対してデータ送信のタイミング制御を行う。また、フレーム受信部１４０２は、自己の通信システムで使用する周波数帯域に関する情報を含むフレームを受信したか否かをチェックする（ステップＳ１６０２）。受信した場合、フレーム受信部１４０２は、この情報を通信制御部１４０３に引き渡す。通信制御部１４０３は、この情報をデータ送受信Ｉ／Ｆ部１４０４に指定する。データ送受信Ｉ／Ｆ部１４０４は、指定に基づいて、フレーム送受信に使用するサブチャネルを設定する（ステップＳ１６０３）。以降、ステップＳ１６０２及びステップＳ１６０３の処理が繰り返される。
【００５４】
〔第３の実施形態〕
第３の実施形態では、時分割多重（ＴＤＭ：Time Division Multiplex ）手法によって２つの通信システムを共存させる例を説明する。この本発明の第３の実施形態に係る送受信装置を用いた通信システムの概略構成は、図１に示した第１の実施形態と同様に、宅内系通信システム１１０及びアクセス系通信システム１２０の２つの通信システムが定義されているものとする。また、各通信システムを構成する親局及び子局の詳細な構成及び動作は、図４〜図９に示したとおりである。第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、アクセス系通信システム１２０から宅内系通信システム１１０へ送信される情報が、使用帯域情報ではなく使用スロット情報となっているところである。以下、この異なる部分について説明する。
【００５５】
図１７は、宅内系通信システム１１０及びアクセス系通信システム１２０が利用する、ＴＤＭによる時間スロットの分割例を示す図である。図１７の例では、電源周波数のゼロクロス点を基準として、それぞれの電源周期（時刻１７２１から時刻１７２２までの１周期）が７つの時間スロット＃１〜＃７に分割されている。
この場合の周波数の利用例を図１８に示す。宅内系通信システム１１０及びアクセス系通信システム１２０は、共に２ＭＨｚ〜４ＭＨｚの共存信号用帯域１８１１と、４ＭＨｚ〜２８ＭＨｚのデータ通信用帯域１８１２とを使用する。共存信号用帯域１８１１は、宅内系通信システム１１０とアクセス系通信システム１２０とが、図１７で示す時間スロット＃１〜＃７のどの時間スロットを使用するかを決定するために使用される。データ通信用帯域１８１２は、宅内系通信システム１１０及びアクセス系通信システム１２０内でのデータ通信に使用される周波数帯域であり、図１７で示す時間スロット＃１〜＃７が使用する帯域である。
【００５６】
共存信号送信局（図４を参照）において、共存信号生成部４１１は、通信制御部４０３からアクセス系通信システム１２０が利用する時間スロットに関する情報を受け取り、これに基づいてアクセス系通信システム１２０が使用する時間スロットに関する情報を含む共存信号を生成し、共存信号送信部４１３に引き渡す。共存信号送信部４１３は、共存制御部４１５が指定するタイミングに基づいて、共存信号送信Ｉ／Ｆ部４１４を介して共存信号を送信する。この時間スロットに関する情報は、図１０又は図１１の使用帯域情報１０２１の部分に格納されて、宅内系親局１１１に向けて送信される。
【００５７】
宅内系親局１１１（図５を参照）において、共存信号受信部５１６は、受信した共存信号を解析してアクセス系通信システム１２０が使用する時間スロットに関する情報を得て、共存制御部５１５に通知する。共存制御部５１５は、この通知に基づいて宅内系通信システム１１０が使用すべき時間スロットを決定し、通信制御部５０３に通知する。通信制御部５０３は、共存制御部５１５から指定された時間スロットのみを使用するように、フレームの送信タイミングを制御する。さらに、通信制御部５０３は、宅内系通信システム１１０で使用する時間スロットに関する情報を含むフレームを生成してフレーム送信部５０１に引き渡す。
【００５８】
宅内系子局１１２（図６を参照）において、フレーム受信部６０２は、宅内系通信システム１１０で使用する時間スロットに関する情報を含むフレームを受信したか否かをチェックする。受信した場合、フレーム受信部６０２は、この情報を通信制御部６０３に引き渡す。通信制御部６０３は、この引き渡された情報に基づいて、フレーム送受信に使用すべき時間スロットを決定する。
【００５９】
〔第４の実施形態〕
第４の実施形態では、上記第１及び第２の実施形態とは異なる周波数分割多重手法によって２つの通信システムを共存させる例を説明する。この本発明の第４の実施形態に係る送受信装置を用いた通信システムの概略構成は、図１に示した第１の実施形態と同様に、宅内系通信システム１１０及びアクセス系通信システム１２０の２つの通信システムが定義されているものとする。第４の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、共存信号送信局及び宅内系親局の構成である。以下、この異なる部分について説明する。
【００６０】
この第４の実施形態では、宅内系通信システム１１０及びアクセス系通信システム１２０が、４ＭＨｚ〜２８ＭＨｚの周波数帯域を使用できる機能を備えているものとする。図１９は、宅内系通信システム１１０及びアクセス系通信システム１２０が利用する電力線通信システムのチャネル構成例である。図１９の例では、データ通信用周波数帯域１９０１が、＃１及び＃２の２個のサブチャネルに分割されている。＃１は、４ＭＨｚ〜１６ＭＨｚの周波数帯域を利用したアクセス系優先サブチャネル１９１１である。このアクセス系優先サブチャネル１９１１は、アクセス系通信システム１２０の使用を優先する帯域であり、宅内系通信システム１１０は、アクセス系通信システム１２０の存在を検出した場合には使用できない。＃２は、１６ＭＨｚ〜２８ＭＨｚの周波数帯域を利用した宅内系専用サブチャネル１９１２である。この宅内系専用サブチャネル１９１２は、宅内系通信システム１１０だけが使用できる専用帯域であり、アクセス系通信システム１２０は一切使用することができない。なお、図１９に示した帯域分割方法は一例であり、予め宅内系通信システム１１０とアクセス系通信システム１２０との間で取り決めさえすれば、帯域分割を自由に規定することができる。
【００６１】
次に、宅内系通信システム１１０及びアクセス系通信システム１２０の各局の詳細な構成及び処理動作を説明する。
図２０は、アクセス系親局１２１及びアクセス系子局１２２の構成例である。第４の実施形態に係る通信システムでは、第１の実施形態に係る通信システムと異なり、宅内系通信システム１１０とアクセス系通信システム１２０との間で明示的な共存信号の送受信が行われない。このため、アクセス系通信システム１２０に属する親局及び子局の構成は、アクセス系通信システム１２０内で行うデータ通信に使用する構成２００１〜２００４のみとなる。
【００６２】
フレーム受信部２００２は、データ送受信Ｉ／Ｆ部２００４を介して伝送フレームを受信し、必要な処理を行った上で受信データを生成する。フレーム送信部２００１は、アクセス系通信システム１２０内で送信するデータをフレーム化し、データ送受信Ｉ／Ｆ部２００４に引き渡すことで、データ送信を行う。その際、フレーム受信部２００２からの情報を参照しながらデータ送受信の制御を行う通信制御部２００３が、フレーム送信部２００１に対してデータ送信のタイミング制御を行う。
【００６３】
図２１は、宅内系親局１１１の構成例である。図２１の宅内系親局１１１は、宅内系通信システム１１０内で行うデータ通信に使用する構成２１０１〜２１０４と、アクセス系通信システム１２０に属する親局又は子局の通信を検出するための構成２１１１とに大別される。また、構成２１１１は検出部として、構成２１０３は決定部として、構成２１０１及び２１０４は通知部として、機能的に分けられる。図２３は、宅内系親局１１１が行う処理のうち通信システムの共存に関する処理だけを説明するフローチャートである。
【００６４】
フレーム受信部２１０２は、データ送受信Ｉ／Ｆ部２１０４を介して伝送フレームを受信し、必要な処理を行った上で受信データを生成する。フレーム送信部２１０１は、宅内系通信システム１１０内で送信するデータをフレーム化し、データ送受信Ｉ／Ｆ部２１０４に引き渡すことで、データ送信を行う。その際、フレーム受信部２１０２からの情報を参照しながらデータ送受信の制御を行う通信制御部２１０３が、フレーム送信部２１０１に対してデータ送信のタイミング制御を行う。
【００６５】
アクセス系信号検出部２１１１は、アクセス系親局１２１又はアクセス系子局１２２の通信信号を検出したか否かをチェックする（ステップＳ２３０２）。アクセス系親局１２１及びアクセス系子局１２２の通信信号を検出すると、アクセス系信号検出部２１１１は、検出したことを通信制御部２１０３に通知する。通信制御部２１０３は、通信に使用するサブチャネルを＃２に限定することを決定し（ステップＳ２３０３）、データ送受信Ｉ／Ｆ部２１０４に指定する。データ送受信Ｉ／Ｆ部２１０４は、この指定されたサブチャネルを使用してフレーム送受信を行う。さらに、通信制御部２１０３は、宅内系子局１１２にサブチャネルの使用制限を通知するためのフレームを作成し、フレーム送信部２１０１に引き渡す。フレーム送信部２１０１は、データ送受信Ｉ／Ｆ部２１０４を介して、サブチャネルに関する情報を含むフレームを宅内系子局１１２に送信する（ステップＳ２３０４）。以降、ステップＳ２３０２からステップＳ２３０４までの処理が繰り返される。なお、宅内系親局１１１から宅内系子局１１２に対して行われるサブチャネルに関する情報を含むフレームの送信は、上述のようにサブチャネル＃２にみを用いて行う以外にも、サブチャネル＃１とサブチャネル＃２とを共用して行ってもよい。
【００６６】
なお、機械的なスイッチ等を用いて、ユーザが明示的にアクセス系通信システム１２０の有無を設定できるようにすれば、宅内系親局１１１からアクセス系信号検出部２１１１の構成を省略することができる。
【００６７】
図２２は、宅内系子局１１２の構成例である。図２２の宅内系子局１１２は、共存信号に関する構成を有しないため、宅内系通信システム１１０内で行うデータ通信に使用する構成２２０１〜２２０４のみによって構成される。また、構成２２０２及び２２０４は受信部として、構成２２０３は設定部として、機能的に分けられる。
【００６８】
フレーム受信部２２０２は、データ送受信Ｉ／Ｆ部２２０４を介して伝送フレームを受信し、必要な処理を行った上で受信データを生成する。フレーム送信部２２０１は、宅内系通信システム１１０内で送信するデータをフレーム化し、データ送受信Ｉ／Ｆ部２２０４に引き渡すことで、データ送信を行う。その際、フレーム受信部２２０２からの情報を参照しながらデータ送受信の制御を行う通信制御部２２０３が、フレーム送信部２２０１に対してデータ送信のタイミング制御を行う。また、フレーム受信部２２０２が宅内系通信システム１１０で使用する周波数帯域に関する情報を含むフレームを受信したか否かをチェックする。受信した場合、フレーム受信部２２０２は、この情報を通信制御部２２０３に引き渡す。通信制御部２２０３は、この情報をデータ送受信Ｉ／Ｆ部２２０４に指定する。データ送受信Ｉ／Ｆ部２２０４は、指定に基づいて、フレーム送受信に使用すべき周波数帯域を宅内系専用サブチャネル＃２のみに限定して決定する。
【００６９】
なお、宅内系親局１１１から宅内系子局１１２に送信される、使用周波数帯域に関する情報を通知するためのフレームの構成は、基本的に図１０又は図１１と同じでよい。しかし、第４の実施形態で示した例では、使用周波数帯域をサブチャネル＃１＆＃２とするのか、サブチャネル＃２だけにするのかであるので、以下のように簡略化することも可能である。例えば、使用帯域情報１０２１として１ビットの情報を与え、このビットが「１」であればサブチャネル＃２だけに限定するよう定義する。又は、ＴＹＰＥフィールド１０１３に特別な値を割り当てて、ＴＹＰＥフィールド１０１３にその特別な値が格納されていればサブチャネル＃２だけに限定するよう定義する。この場合、フレームから使用帯域情報１０２１の部分を省略することができる。
【００７０】
以上のように、本発明の第１〜第４の実施形態に係る送受信装置及び送受信方法によれば、宅内系通信システムの親局が、他の通信システムの存在又は他の通信システムが使用している周波数帯域又は時間領域を検出して、双方の通信が干渉しない周波数帯域又は時間領域を使用するように宅内系通信システムの子局に通知する。これにより、同一の通信媒体を利用する通信方式が異なる２つの通信システムを、簡単かつ安価に共存させることが可能となる。
【００７１】
なお、第３の実施形態で説明した時分割多重による通信システム共存の方法は、第２の実施形態で説明した宅内系通信システム同士の共存にも適用可能である。また、第４の実施形態で説明した明示的な共存信号の送受信を行わない方法は、第１〜第３の実施形態のいずれにも適用可能である。
【００７２】
また、第１〜第４の実施形態では、宅内系通信システム１１０、１２１０及び１２２０において、他の通信システムから送信される共存信号又は通信信号を検出できるのは宅内系親局１１１、１２１１及び１２２１に限った場合を説明した。しかし、宅内系通信システム１１０、１２１０及び１２２０に存在する一部又は全ての宅内系子局１１２、１２１２及び１２２２に、共存信号又は通信信号を検出できる機能を持たせてもよい。
この場合、共存信号又は通信信号を検出した宅内系子局１１２、１２１２及び１２２２は、使用周波数や使用時間に関する情報を宅内系親局１１１、１２１１及び１２２１に通知するようにし、宅内系親局１１１、１２１１及び１２２１において使用すべき周波数帯域や時間を決定した後、その決定内容を再び宅内系子局１１２、１２１２及び１２２２に通知するようにすることが好ましい（図２４を参照）。その際、宅内系親局から宅内系子局への周波数帯域の通知に関しては、各宅内系子局に対して個別に通知してもよいし、一斉同報を用いてもよい。また、宅内系親局と各宅内系子局が、共存信号又は通信信号の受信に基づいて自身が使用すべき周波数帯域や時間を決定するアルゴリズムを共有しているのであれば、宅内系親局は、共存信号又は通信信号を検出した宅内系子局に対して使用すべき周波数帯域や時間の通知を行う必要はない。
【００７３】
また、第１〜第４の実施形態では、宅内系親局１１１、１２１１及び１２２１から宅内系子局１１２、１２１２及び１２２２へ送信される情報が、宅内系通信システム１１０、１２１０及び１２２０において使用する周波数帯域や時間である場合を説明した。しかし、この送信される情報は、共存信号によって検出した他の通信システムが使用する周波数帯域や時間そのものであってもよい。
【００７４】
さらには、第１〜第４の実施形態では、通信システムとして電力線通信システムを想定しているが、通信システム１１０と通信システム１２０、及び通信システム１２１０と通信システム１２２０は、共に無線通信システムであってもよい。その際、無線通信システムに属する各局が、商用電源に接続されているのであれば、電力線通信システムの場合と同様に、商用電源のゼロクロス点を基準として同期を取ることが可能である。その場合、各装置の構成例におけるゼロクロス点検出部（図４の符号４１２、図１３の符号１３１２）は、商用電源のゼロクロス点を検出するための部分であり、図４〜図６、図１３、図１４、及び図２０〜図２２を構成する他の各部は、無線通信のための部分となる。
【００７５】
なお、上記した各実施形態は、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等）に格納された上述した処理手順を実行可能な所定のプログラムデータが、ＣＰＵによって解釈実行されることで実現されてもよい。この場合、プログラムデータは、記録媒体を介して記憶装置内に導入されてもよいし、記録媒体上から直接実行されてもよい。なお、記録媒体は、ＲＯＭやＲＡＭやフラッシュメモリ等の半導体メモリ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクメモリ、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤやＢＤ等の光ディスクメモリ、及びメモリカード等をいう。また、記録媒体は、電話回線や搬送路等の通信媒体も含む概念である。
【００７６】
また、各実施形態で説明したフレーム送信部、フレーム受信部、通信制御部、共存信号送信部、共存信号受信部、共存制御部及び共存信号生成部等の各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩ（集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、又はウルトラＬＳＩ等と称される）として実現される。これらは、個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全部を含むように１チップ化されてもよい。また、１つの通信システム内における通信に関与する部分と共存信号の送受信に関与する部分とが、それぞれ個別のＬＳＩとしてチップ化されてもよい。
また、集積回路化の手法は、ＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別の技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
【００７７】
本発明を含む宅内系通信装置は、イーサネット（登録商標）インタフェース、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース、及びＵＳＢインタフェース等の信号インタフェースを、電力線通信のインタフェースに変換するアダプタの形態を採用することによって、各種のインタフェースを有するパソコン、ＤＶＤレコーダ、デジタルテレビ、及びホームサーバシステム等のマルチメディア機器に接続することができる。これによって、電力線を媒体としたマルチメディアデータ等のデジタルデータを高速伝送するネットワークシステムを構築することが可能となる。この結果、従来の有線ＬＡＮのようにネットワークケーブルを新たに敷設することなく、家庭やオフィス等にすでに設置されている電力線をそのままネットワーク回線として利用できるので、コスト面及び設置の容易性からその利便性は大きい。
【００７８】
また、将来的には、上述したマルチメディア機器が本発明を含む機能を内蔵することにより、マルチメディア機器の電源コードを介して機器間のデータ伝送が可能になる。この場合、アダプタやイーサネット（登録商標）ケーブル、ＩＥＥＥ１３９４ケーブル、及びＵＳＢケーブル等が不要になり、配線が簡略化される。また、ルータを介したインターネットへの接続や、無線ＬＡＮや従来の有線ケーブルのＬＡＮにハブ等を用いて接続することができるので、本発明の高速電力線伝送システムを用いたＬＡＮシステムの拡張に何らの問題も生じない。また、電力線伝送により電力線を介して流される通信データは、電力線に直接接続して傍受する以外に無線ＬＡＮで問題となる傍受によるデータ漏洩の問題が生じないので、電力線伝送方式は、セキュア面からのデータ保護にも効果を有する。もちろん、電力線上を流れるデータは、例えばＩＰプロトコルにおけるＩＰＳｅｃ、コンテンツ自身の暗号化、その他のＤＲＭ方式等で保護されている。
【００７９】
従来の電力線通信に比べ、上記のコンテンツ暗号化による著作権保護機能や、本発明の効果である効率的な通信メディアの利用、さらにはＱｏＳ（Quality of Service）機能を実装することによって、電力線を用いた高品質なＡＶコンテンツの伝送が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、同一の通信媒体を利用する通信方式が異なる複数のシステムを共存させる場合等に利用可能であり、特に電力線や無線を通信媒体として用いるモデム及びこれらの通信機能を有する各種の電気機器等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１、第３、及び第４の実施形態に係る送受信装置を用いた電力線通信システムの概略構成図
【図２】第１の実施形態の電力線通信システムが利用するチャネル構成例
【図３】第１の実施形態の電力線通信システムの各局による共存信号送受信のタイミング概要図
【図４】第１の実施形態のアクセス系親局又はアクセス系子局の構成例
【図５】第１の実施形態の宅内系親局の構成例
【図６】第１の実施形態の宅内系子局の構成例
【図７】第１の実施形態のアクセス系親局又はアクセス系子局が行う処理のフローチャート
【図８】第１の実施形態の宅内系親局が行う処理のフローチャート
【図９】第１の実施形態の宅内系子局が行う処理のフローチャート
【図１０】使用周波数帯域を通知するためのフレームの構成例
【図１１】使用周波数帯域を通知するためのフレームの他の構成例
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る送受信装置を用いた電力線通信システムの概略構成図
【図１３】第２の実施形態の親局Ａ及び親局Ｂの構成例
【図１４】第２の実施形態の子局Ａ及び子局Ｂの構成例
【図１５】第２の実施形態の親局Ａ及び親局Ｂが行う処理のフローチャート
【図１６】第２の実施形態の子局Ａ及び子局Ｂが行う処理のフローチャート
【図１７】第３の実施形態の電力線通信システムが利用する時間スロット構成例
【図１８】第３の実施形態の電力線通信システムが利用するチャネル構成例
【図１９】第４の実施形態の電力線通信システムが利用するチャネル構成例
【図２０】第４の実施形態のアクセス系親局及びアクセス系子局の構成例
【図２１】第４の実施形態の宅内系親局の構成例
【図２２】第４の実施形態の宅内系子局の構成例
【図２３】第４の実施形態の宅内系親局が行う処理のフローチャート
【図２４】第４の実施形態の電力線通信システムが行う共存信号の送受信を説明するシーケンス図
【図２５】インターネットへアクセスする従来の通信システムの構成例
【図２６】変換アダプタを用いた従来の通信システムの構成例
【図２７】電力線通信モデムを用いた従来の通信システムの構成例
【図２８】一般的な電力線通信モデムの内部構成例
【図２９】ＤＦＳ動作を行う従来の通信システムの構成例
【符号の説明】
【００８２】
１１０、１２１０、１２２０  宅内系通信システム
１１１、１２１、１２１１、１２２１  親局
１１２、１２２、１２１２、１２２２  子局
１１３、１２４、１２５  電力線（配電線）
１２０  アクセス系通信システム
４０１〜６０１、１３０１〜１４０１、２００１〜２２０１  フレーム送信部
４０２〜６０２、１３０２〜１４０２、２００２〜２２０２  フレーム受信部
４０３〜６０３、１３０３〜１４０３、２００３〜２２０３  通信制御部
４０４〜６０４、１３０４〜１４０４、２００４〜２２０４  データ送受信Ｉ／Ｆ部
４１１、１３１１  共存信号生成部
４１２、１３１２  ゼロクロス点検出部
４１３、１３１３  共存信号送信部
４１４  共存信号送信Ｉ／Ｆ部
４１５、５１５、１３１５  共存制御部
５１４  共存信号受信Ｉ／Ｆ部
５１６、１３１６  共存信号受信部
１３１４  共存信号送受信Ｉ／Ｆ部
２１１１  アクセス系信号検出部
【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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【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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