(57)【要約】【課題】電力線を通信媒体に用いて簡易な回路構成で複数の端末間で制御信号のやりとりを行うために電源交流の周期を信号同期に用いる場合、家電機器による電圧のゼロクロス点のふらつきのために制御信号送信間隔をふらつきの幅の２倍＋信号長以下にすることができず、制御情報のやりとりに時間を要する。【解決手段】電圧ゼロクロス点検出後、アクセス系通信システムが存在する場合は、アクセス系通信システムの一端末が、アクセス系通信システムが存在しない場合は、ローカル系通信システムの一端末が基準となる制御信号を送信し、その他のシステムは基準制御信号の受信終了点を基準としてタイムスロットを区切って制御信号の送受信を行う。【選択図】図１０
2007116478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線を通信媒体として、複数の端末間で情報のやりとりを行う通信装置であって、
第一の通信装置は自端末が設置されている地点の電力線にて検出した電圧ゼロクロス点からある定数Ｄ，αにおいて、Ｄ＋αの時点に規定長Ｌの通信信号を送信し、
前記第一の通信装置以外の通信装置は自端末が設置されている地点の電力線にて検出した電圧ゼロクロス点から２Ｄ＋Ｌ＋αの間、通信信号が検出されるか待ち受け、
通信信号が検出された場合、その通信信号検出点を基準として、一定時間毎にスロットを区切り、
情報を送信する端末は規定されたスロットに規定長Ｌの通信信号を送信し、
情報を受信する端末は規定されたスロットに規定長Ｌの通信信号が検出されるか否かを判別して、複数の端末間で制御情報のやりとりを行うことを特徴とした通信装置。
【請求項２】
電力線を通信媒体として、複数の端末間で情報のやりとりを行う通信装置であって、
第一の通信装置は自端末が設置されている地点の電力線にて検出した電圧ゼロクロス点からある定数Ｄ＋αの時点に規定長Ｌの第一の通信信号を送信し、
前記第一の通信装置以外の通信装置は自端末が設置されている地点の電力線にて検出した電圧ゼロクロス点から２Ｄ＋Ｌ＋αの間、前記第一の通信信号が検出されるか待ち受け、
前記第一の通信信号が検出された場合、その通信信号検出点を基準として、一定時間毎にスロットを区切り、
前記第一の通信信号が検出されない場合、第二の通信端末は自端末が設置されている地点の電力線にて検出した電圧ゼロクロス点から３Ｄ＋Ｌ＋αの時点で規定長Ｌの第二の通信信号を送信し、
前記第一、第二の通信装置以外の通信装置は自端末が設置されている地点の電力線にて検出した電圧ゼロクロス点から４Ｄ＋２Ｌ＋αの間、前記第二の通信信号が検出されるか待ち受け、
前記第二の通信信号が検出された場合、その通信信号検出点を基準として、一定時間毎にスロットを区切り、
情報を送信する端末は規定されたスロットに規定長Ｌの通信信号を送信し、
情報を受信する端末は規定されたスロットに規定長Ｌの通信信号が検出されるか否かを判別して、複数の端末間で制御情報のやりとりを行うことを特徴とした通信装置。
【請求項３】
前記定数Ｄを５０μＳｅｃ以上とすることを特徴とする、請求項１または請求項２記載の通信装置。
【請求項４】
前記第一の通信装置はアクセス系電力線通信システムの一端末であることを特徴とする、請求項１または請求項２記載の通信装置。
【請求項５】
前記第一の通信装置はアクセス系電力線通信システムの一端末、前記第二の通信装置はローカル系電力線通信システムの一端末であることを特徴とする請求項２記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線を通信媒体とした複数の通信方式の異なる通信システム間で制御情報を通信するための仕組みに係わり、特に通信方式の異なる電力線通信システム間で制御情報を通信することを可能とする通信装置に関するものである。
【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（非特許文献１参照）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１６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１６において、パソコン１６０１は、イーサネット（登録商標）１６１１、ブロードバンドルータ１６０２及びアクセス回線１６１２を介して、インターネット１６２２に接続されている。アクセス回線１６１２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１６１２が宅内に引き込まれる場所とパソコン１６０１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）１６１１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１７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１７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１７０３及び１７０４は、パソコン１７０１及びブロードバンドルータ１７０２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１７１４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１８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１８０３は、中圧配電線１８１３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１８１２、分電盤１８１５及び宅内電力線１８１１を通して宅内のアクセス系電力線通信モデム宅内機１８０２に対して通信を行う。さらに、アクセス系電力線通信モデム宅内機１８０２とパソコン１８０１とをイーサネット（登録商標）１８０４で接続することにより、パソコン１８０１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１８０２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１９は、イーサネット（登録商標）とのブリッジとして実装された、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１９において、電力線通信モデムは、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ）１９０１と、デジタル変調部１９０８と、通信制御部１９０９と、イーサネット（登録商標）Ｉ／Ｆ部１９１０とを備える。ＡＦＥ１９０１は、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ−Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）１９０２、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）１９０３、Ａ／Ｄ変換部１９０４、ＬＰＦ（Ｌｏｗ−Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）１９０５、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１９０６、及びＤ／Ａ変換部１９０７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、イーサネット（登録商標）フレームを電力線に送信する場合は、イーサネット（登録商標）１９１１を通してイーサネット（登録商標）フレームが到着すると、イーサネット（登録商標）Ｉ／Ｆ部１９１０を通して通信制御部１９０９に通知される。通信制御部１９０９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１９０８にフレームデータを出力する。デジタル変調部１９０８は、誤り訂正符号付加、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１９０７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。ＰＡ１９０６は、アナログ信号を増幅する。ＬＰＦ１９０５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、ＢＰＦ１９０２によって通信帯域の信号が抽出される。ＡＧＣ１９０３は、抽出された信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換部１９０４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１９０８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１９０９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１９１０からイーサネット（登録商標）フレームとしてイーサネット（登録商標）１９１１へ送信される。
【００１０】
以上のように、電力線通信システムのタイプとしてはイーサネット（登録商標）のハブのように宅内などのローカルなエリアでＩＰ機器を接続することを目的としたローカル系電力線通信システムとＡＤＳＬやＦＴＴＨのように個々のＬＡＮを電力線を介してインターネットへと接続することを目的としたアクセス系電力線通信システムの２つが存在する。
【特許文献１】特開昭６２−２３６３５号公報
【非特許文献１】Ｙｕ−Ｊｕ  Ｌｉｎ他，Ａ  Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ａｎｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｍａｇａｚｉｎｅ，Ａｐｒｉｌ  ２００３，ｐ５４−ｐ６３．
【非特許文献２】ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ．，  ８０２．１１ｈ−２００３：“Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  （ＭＡＣ）  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  （ＰＨＹ）  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ，Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ  ５：Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ａｎｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｔ  Ｐｏｗｅｒ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ５  ＧＨｚ  ｂａｎｄ  ｉｎ  Ｅｕｒｏｐｅ”．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このように、電力線通信は宅内からアクセス網に至るまで様々な形での利用が考えられており、多種多様な方式の電力線通信技術が開発されているが、こういった電力線通信の方式は統一されていないのが現状である。しかし、家庭内の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可能性がある。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電力線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る、通信速度が大幅に低下する等の問題が発生する。
【００１２】
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、直ちに実現できるものではない。
【００１３】
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、この場合どの通信システムがどの帯域、どの通信時間を使うか通信システム間で情報をやり取りする必要がある。
【００１４】
異なる通信方式のすべての端末で情報をやり取りするには共通の制御情報を通信する部分をすべての通信方式で具備しなくてはならず、この場合、各通信方式のターゲットとする端末、チップ価格に関わらず共通の通信部を具備する必要があることから極力追加ハードウエアの小さい簡易な通信方式を定める必要がある。
【００１５】
ここで電力線上で簡易に情報をやりとりする技術として電力線に流れる交流周期を同期に用いて通信を行う方式が開示されている（特許文献１参照）。この方式では、電力線の交流周期を１／Ｋに分割し、分割した区間に０、１の符号に対応したスペクトラム拡散符号を送信することにより通信を行う。
【００１６】
これに類似して、スペクトラム拡散符号のかわりに、ＡＳＫ符号、ＦＳＫ符号、ＰＳＫ符号、ＯＦＤＭ符号を用いても、プリアンブル生成、検出回路なしに簡単に電力線上で通信を行うことができる。
【００１７】
これを用いて複数のシステム間で制御情報をやりとりすることを考える。
【００１８】
図２０は交流電源周期に同期して区切ったタイムスロットを表した図であり、タイムスロット内に各システムが通信信号を送信して制御情報をやりとりすることとする。図２０において２００１は電圧ゼロクロス点であり、２００１からオフセット時間αの後、時間Ｓごとに区切ってタイムスロットを形成している。この特定のスロットの時間帯に通信信号を電力線に注入することである通信システムが特定の通信時間、通信帯域を使用していることを異通信方式の他システムに通知する。
【００１９】
ここで、各タイムスロットには別々の端末から信号が送信される場合があるため一つのタイムスロットに必要な時間Ｓは電圧ゼロクロス点の時間的精度に左右される。ある２地点間の電圧ゼロクロス点の時間差をｄとした場合互いに通信信号が衝突しないようにするには、スロット時間Ｓを２ｄ＋Ｌ（Ｌは信号長）とする必要がある。
【００２０】
この関係を図２１に表す。地点Ａと地点Ｂの交流電源の電圧ゼロクロス点がｄ離れていた場合、スロット時間Ｓを２ｄ＋ＬとすることでＡからＢに送信した信号と、ＢからＡに送信した信号の双方をそれぞれの端末で検出した電圧ゼロクロス点から生成したタイムスロット内に納めることができる。ここで電圧ゼロクロス点がどちらにずれているかはわからないので、信号長Ｌを引いたタイムスロット期間の中点、つまりタイムスロットの始まりからｄの時点で信号の送信を開始している。
【００２１】
ここで特許文献１の場合、信号長Ｌが電源周期の数分の１の程度としか想定されていなかったため、電圧ゼロクロス点の時間差より十分大きいので特に問題となっていなかった。
【００２２】
しかし、近年、電力線上でも２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ程度の高周波を利用しようとする流れがあり、通信信号としてこの帯域幅のマルチキャリアのＯＦＤＭ信号を用いた場合、電力線上でも通信信号長を１００μＳｅｃ程度で認識することが可能となる。このため電源同期でタイムスロットを区切って情報を表現する場合、電圧ゼロクロス点のばらつきを高い精度で考慮する必要が出てきた。
【００２３】
図２２は日本の一般的な宅内配線を表した図である。
【００２４】
図２２に示すとおり電力線にはＬ１、Ｌ２の２つの相が存在し、それぞれの相と接地線とを使って１００Ｖの電源を供給している。
【００２５】
このため各相ごとに接続される家電機器が異なるので家電機器の負荷状況によって各相に流れる電流波形が異なりこれが電圧差となって相が異なる電力線上のゼロクロス点にばらつきが生じる。
【００２６】
このばらつきがどの程度か測定したところ、異相間における電圧ゼロクロス点のばらつきの最大値は１００μＳｅｃ程度で、掃除機等の高負荷の機器が系統内で動作するだけで５０μＳｅｃまで容易にずれることが実験から判明した。
【００２７】
よって、スロット時間Ｓは３００μＳｅｃ程度の間隔にする必要があり、１０ビットの制御情報のやり取りにも３ｍＳｅｃの時間を要することになる。
【００２８】
制御情報を各通信システムに共通する帯域、つまり通信帯域の全帯域で通信することを考えると、制御情報通信区間では、通常の通信システムの通信を止める必要がある。一方、通信資源を有効に利用するためには共存情報の速やかなやりとりが必要であり、そのため制御信号を頻繁に送信する必要がある。
【００２９】
以上の理由でスロット時間Ｓはできるだけ短くすることが望ましい。
【００３０】
それ故に、本発明の目的は、複数の異なる電力線通信システム、特に、限定された領域内で通信を行う１つ以上のローカル系通信システムと、限定された領域を広域ネットワークに接続する１つのアクセス系通信システム間で短い期間で簡易に制御情報をやりとり可能な通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明は、電力線を通信媒体として、複数の端末間で情報のやりとりを行う通信装置であって、
第一の通信装置が自端末の検出した電圧ゼロクロス点からＤ＋αの時点に規定長Ｌの通信信号を送信し、その他の通信装置は自端末の検出した電圧ゼロクロス点から２Ｄ＋Ｌ＋αの間、通信信号が検出されるか待ち受け、
通信信号が検出された場合、その通信信号検出点を基準として、一定時間毎にスロットを区切り、
情報を送信する端末は規定されたスロットに規定長Ｌの通信信号を送信し、
情報を受信する端末は規定されたスロットに規定長Ｌの通信信号が検出されるか否かを判別して、複数の端末間で制御情報のやりとりを行うことを特徴とする。
【００３２】
このとき、第一の通信装置が基準となる信号を送信しなくてはいけないが、アクセス系の電力線通信装置が存在するエリアではアクセス系のシステムを唯一のシステムとすることができるので（複数の方式のアクセス系電力線通信方式が同一の電力系統でサービスされていることは考えられない）アクセス系の電力線通信装置を第一の通信装置とする。
【００３３】
また、前記定数Ｄを５０μＳｅｃ以上とすることを特徴とする。
【００３４】
一方、アクセス系の電力線通信装置が存在しないエリアがあるため、アクセス系の電力線通信装置が存在しない場合にはローカル系の電力線通信システムが基準点となる通信信号を送信し、これにタイミングを合わせる必要がある。
【００３５】
そこで本発明は電力線を通信媒体として、複数の端末間で情報のやりとりを行う通信装置であって、
第一の通信装置は自端末が設置されている地点の電力線にて検出した電圧ゼロクロス点からＤ＋αの時点に規定長Ｌの第一の通信信号を送信し、第一の通信装置以外の通信装置は自端末の検出した電圧ゼロクロス点から２Ｄ＋Ｌ＋αの間、前記第一の通信信号が検出されるか待ち受け、
前記第一の通信信号が検出された場合、その通信信号検出点を基準として、一定時間毎にスロットを区切り、
前記第一の通信信号が検出されない場合、第二の通信端末は自端末が設置されている地点の電力線にて検出した電圧ゼロクロス点から３Ｄ＋Ｌ＋αの時点で規定長Ｌの第二の通信信号を送信し、
第一、第二の通信装置以外の通信装置は自端末が設置されている地点の電力線にて検出した電圧ゼロクロス点から４Ｄ＋２Ｌ＋αの間、前記第二の通信信号が検出されるか待ち受け、
前記第二の通信信号が検出された場合、その通信信号検出点を基準として、一定時間毎にスロットを区切り、
情報を送信する端末は規定されたスロットに規定長Ｌの通信信号を送信し、
情報を受信する端末は規定されたスロットに規定長Ｌの通信信号が検出されるか否かを判別して、複数の端末間で制御情報のやりとりを行うことを特徴とし、前記第二の通信装置はローカル系電力線通信システムの一端末であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３６】
以上、本発明によれば、第一および第二の通信信号を基準としてタイムスロットを区切ることにより一つのタイムスロット長をＬに短縮することができ、制御情報の通信効率を高めることができる。
【００３７】
また、アクセス系の電力線通信システムの有無に関わらず制御情報をやりとりすることが可能となる。
【００３８】
さらに電源周期で動作の起点を定めているので誤検出、誤動作の起こりにくい制御通信を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
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。
【００４０】
（実施の形態１）
第１の実施形態では、３つの通信システム間で制御情報をやりとりする例を説明する。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、３つの通信システムとして、宅内系通信システム１１０、アクセス系通信システム１２０、及び隣家の宅内系通信システム１３０が定義されている。
【００４１】
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、共存のための制御用通信信号を送受信し、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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
隣家の宅内系通信システム１３０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、宅内系通信システム１１０と同様に、共存のための制御用通信信号を送受信する機能を具備する宅内系親局１３１と、宅内系親局１３１以外の宅内系子局１３２とによって構成される。宅内系親局１３１及び宅内系子局１３２は、それぞれ宅内系通信システム１１０における宅内系親局１１１及び宅内系子局１１２と同じ装置構成と機能、及び役割を有する。
【００４５】
なお、本実施の形態では隣家の宅内系通信システム１３０を挙げて説明を行うが、隣家の宅内系通信システム１３０は宅内系通信システム１１０と同一の宅内に存在する、別の方式の宅内系通信システムであってもよい。また、隣家の宅内系通信システム１３０及び／または別の宅内系通信システムは、２つ以上存在してもよい。
【００４６】
この実施の形態１では、交流電源周期２周期を一つの時分割多重の単位とし、交流電源周期半周期ごとに利用する通信システムを割り当ててシステム間共存を図ることとする。
【００４７】
図２は実施の形態１における時分割区間を表した図である。図２において２０１は共存用制御信号通信区間、２０２は通信区間Ｔ１、２０３は通信区間Ｔ２、２０４は通信区間Ｔ３、２０５は通信区間Ｔ４であり各区間を一つの通信システムが占有する。
【００４８】
図３は実施の形態１における共存制御用タイムスロットを表した図である。図３において、３０１は基準となる制御用通信信号、３０２はスロットＴ１、３０３はスロットＴ２、３０４はスロットＴ３、３０５はスロットＴ４、３０６はタイムスロットの基準点である。
【００４９】
各通信システムの代表端末（本実施の形態では各親局）は自システムの使用する時間帯域を前記共存制御用タイムスロットに通信信号を送信することにより他システムに宣言し、そのスロットの意味する時間帯を占有する。ここでスロットＴ１は通信区間Ｔ１、スロットＴ２は通信区間Ｔ２、スロットＴ３は通信区間Ｔ３、スロットＴ４は通信区間Ｔ４を占有することを意味する。
【００５０】
つぎに、実施の形態１におけるアクセス系親局の構成および動作について説明する。
【００５１】
図４はアクセス系親局１２１の内部構成を表した図である。図４において、アクセス系親局１２１は、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ）４０１と、デジタル変調部４０８と、通信制御部４０９と、光ファイバＩ／Ｆ部４１０とを備える。ＡＦＥ４０１は、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ−Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）４０２、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）４０３、Ａ／Ｄ変換部４０４、ＬＰＦ（Ｌｏｗ−Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）４０５、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）４０６、及びＤ／Ａ変換部４０７を含む。また４１１はインターネットと接続するための光ファイバであり、インターネットの上位サーバーと接続されている。以下、アクセス系親局１２１の動作について説明する。
【００５２】
光ファイバ４１１から到着したデータを電力線上に送信するまでの動作と、電力線から送られたデータを光ファイバ４１１へ送る動作は、一般的な電力線通信モデムの事例でのイーサネット（登録商標）を光ファイバに、イーサネット（登録商標）Ｉ／Ｆ部１９１０を光ファイバＩ／Ｆ部４１０に置き換えた以外は同様であるので省略する。
【００５３】
ゼロクロス検出回路４１２は電力線上の交流電源を引き込み、２つの電位差がゼロとなる時点を検出して、通信制御部４０９へ通知する。また制御信号受信部４１３はＡ／Ｄ変換部４０４から出力されるデジタルデータから制御用通信信号の有無を検出し、制御用通信信号受信開始および制御用通信信号終了を通信制御部４０９へ通知し、制御信号送信部４１４は、通信制御部４０９から送信開始を指示されるとＤ／Ａ変換部に制御用通信信号のデジタルデータを送信して、電力線上に制御用通信信号を注入する。
【００５４】
図５、図６は、通信制御部４０９の動作の例を示すフローチャートである。通信制御部は制御用信号の送受信の他に、実データの送受信も制御するがここでは制御信号の送受信制御のみ説明する。
【００５５】
起動後、通信制御部４０９はゼロクロス検出回路４１２からゼロクロス検出通知が来るまで待機する。ゼロクロス検出通知が来た後、通信制御部４０９はオフセット時間α＋電源同期のゆらぎ吸収時間Ｄ待機した後、制御信号送信部４１４に制御信号送信開始を指示し、基準となる制御用通信信号を送信する。その後、制御用通信信号送信時間Ｌの間待機する。
【００５６】
つぎに区間Ｔ１を自システムが使用している場合は、制御信号送信部４１４に制御信号送信開始を指示し、その後、制御用通信信号送信時間Ｌの間待機する。
【００５７】
区間Ｔ１を自システムが使用していない場合は、時間Ｌの間待機しながら、制御信号受信部４１３からの受信通知を待ち、受信通知が来た場合には、区間Ｔ１を他システムが使用中であると認識する。
【００５８】
続けて区間Ｔ２を自システムが使用している場合は、制御信号送信部４１４に制御信号送信開始を指示し、その後、制御用通信信号送信時間Ｌの間待機する。
【００５９】
区間Ｔ２を自システムが使用していない場合は、時間Ｌの間待機しながら、制御信号受信部４１３からの受信通知を待ち、受信通知が来た場合には、区間Ｔ２を他システムが使用中であると認識する。
【００６０】
さらに続けて区間Ｔ３を自システムが使用している場合は、制御信号送信部４１４に制御信号送信開始を指示し、その後、制御用通信信号送信時間Ｌの間待機する。
【００６１】
区間Ｔ３を自システムが使用していない場合は、時間Ｌの間待機しながら、制御信号受信部４１３からの受信通知を待ち、受信通知が来た場合には、区間Ｔ３を他システムが使用中であると認識する。
【００６２】
さらに続けて区間Ｔ４を自システムが使用している場合は、制御信号送信部４１４に制御信号送信開始を指示し、その後、制御用通信信号送信時間Ｌの間待機する。
【００６３】
区間Ｔ４を自システムが使用していない場合は、時間Ｌの間待機しながら、制御信号受信部４１３からの受信通知を待ち、受信通知が来た場合には、区間Ｔ４を他システムが使用中であると認識する。
【００６４】
最後にゼロクロス検出部からゼロクロス検出通知が４回来るまで待ち、４回目のゼロクロス検出通知が来た時点でオフセット時間α＋電源同期のゆらぎ吸収時間Ｄ待機した後、制御信号送信部４１４に制御信号送信開始を指示する処理から繰り返す。
【００６５】
このように構成することによりアクセス系親局１２１は、図３に示すタイムスロットの自分の使用している時間帯域の部分に制御用通信信号を送信することができ、またあるタイムスロット中に他システムが送信した制御用通信信号を検出して、他システムが使用している時間帯域を知ることができる。
【００６６】
つぎに、実施の形態１における宅内系通信システムの構成および動作について説明する。
【００６７】
図７は宅内系親局１１１の内部構成を表した図である。図７において、宅内系親局１１１は、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ）７０１と、デジタル変調部７０８と、通信制御部７０９と、イーサネット（登録商標）Ｉ／Ｆ部７１０とを備える。ＡＦＥ７０１は、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ−Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）７０２、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）７０３、Ａ／Ｄ変換部７０４、ＬＰＦ（Ｌｏｗ−Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）７０５、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）７０６、及びＤ／Ａ変換部７０７を含む。以下、宅内系親局１１１の動作について説明する。
【００６８】
イーサネット（登録商標）７１１から到着したデータを電力線上に送信するまでの動作と、電力線から送られたデータをイーサネット（登録商標）７１１へ送る動作は、一般的な電力線通信モデムの事例と同様であるので省略する。
【００６９】
さらに、ゼロクロス検出回路７１２、制御信号受信部７１３、制御信号送信部７１４の動作はアクセス系親局１２１と同様であるので省略する。
【００７０】
図８、図９は、通信制御部７０９の動作の例を示すフローチャートである。通信制御部は制御用信号の送受信の他に、実データの送受信も制御するがここでは制御信号の送受信制御のみ説明する。
【００７１】
起動後、通信制御部７０９はゼロクロス検出回路７１２からゼロクロス検出通知が来るまで待機する。ゼロクロス検出通知が来た後、通信制御部７０９はオフセット時間α待機する。
【００７２】
その後、通信制御部７０９内部でタイマを起動し、制御信号受信部７１３からの受信通知を待つ。タイマが電源同期のゆらぎ吸収時間Ｄ×２＋制御用通信信号送信時間Ｌ経過するまでに受信通知が無い場合は、ゼロクロス検出通知待ちから繰り返す。
【００７３】
受信通知があった場合には、制御用通信信号の終了通知が来るまで待ち、来た時点をタイムスロットの基準点とする。
【００７４】
つぎに区間Ｔ１を自システムが使用している場合は、制御信号送信部７１４に制御信号送信開始を指示し、その後、制御用通信信号送信時間Ｌの間待機する。
【００７５】
区間Ｔ１を自システムが使用していない場合は、時間Ｌの間待機しながら、制御信号受信部７１３からの受信通知を待ち、受信通知が来た場合には、区間Ｔ１を他システムが使用中であると認識する。
【００７６】
続けて区間Ｔ２を自システムが使用している場合は、制御信号送信部７１４に制御信号送信開始を指示し、その後、制御用通信信号送信時間Ｌの間待機する。
【００７７】
区間Ｔ２を自システムが使用していない場合は、時間Ｌの間待機しながら、制御信号受信部７１３からの受信通知を待ち、受信通知が来た場合には、区間Ｔ２を他システムが使用中であると認識する。
【００７８】
さらに続けて区間Ｔ３を自システムが使用している場合は、制御信号送信部７１４に制御信号送信開始を指示し、その後、制御用通信信号送信時間Ｌの間待機する。
【００７９】
区間Ｔ３を自システムが使用していない場合は、時間Ｌの間待機しながら、制御信号受信部７１３からの受信通知を待ち、受信通知が来た場合には、区間Ｔ３を他システムが使用中であると認識する。
【００８０】
さらに続けて区間Ｔ４を自システムが使用している場合は、制御信号送信部７１４に制御信号送信開始を指示し、その後、制御用通信信号送信時間Ｌの間待機する。
【００８１】
区間Ｔ４を自システムが使用していない場合は、時間Ｌの間待機しながら、制御信号受信部７１３からの受信通知を待ち、受信通知が来た場合には、区間Ｔ４を他システムが使用中であると認識する。
【００８２】
最後にゼロクロス検出部からゼロクロス検出通知が４回来るまで待ち、４回目のゼロクロス検出通知が来た時点でオフセット時間α待機、タイマを起動、制御信号受信部７１３からの受信通知を待つ部分から繰り返す。
【００８３】
このように構成することにより宅内系親局１１１は、図３に示すタイムスロットの自分の使用している時間帯域の部分に制御用通信信号を送信することができ、またあるタイムスロット中に他システムが送信した制御用通信信号を検出して、他システムが使用している時間帯域を知ることができる。
【００８４】
隣家の宅内系親局１３１の構成および動作は宅内系親局１１１と同様であるので省略する。
【００８５】
図１０は、宅内系親局１１１、アクセス系親局１２１、隣家の宅内系親局１３１のそれぞれの設置地点における交流電圧とそれぞれの端末内でのタイムスロット、および制御用通信信号の送信状態を表した図である。図１０において１００１はアクセス系親局１２１の地点の電力線波形、１００２は宅内系親局１１１の地点の電力線波形、１００３は隣家の宅内系親局１３１の地点の電力線波形、１００４は電圧ゼロクロス点を現し、斜線のボックスは電力線に制御用通信信号を注入していることを表し、空白のボックスは電力線から制御用通信信号が検出されたことを表す。
【００８６】
本実施の形態１ではアクセス系システムは区間Ｔ１、Ｔ２、宅内系システムでは区間Ｔ３、隣家の宅内系システムは区間Ｔ４を使用しているものとする。
【００８７】
電源同期のゆらぎ吸収時間Ｄを最大値近傍の１００μＳｅｃ、制御用通信信号長を１００μＳｅｃとした場合、４スロットの情報をやりとりするのに従来３００μＳｅｃ×４の１．２ｍＳｅｃ必要としていたのに比べ本実施の形態では７００μＳｅｃで同じ情報をやり取りすることができる。本実施の形態では説明を簡単にするためタイムスロット数を４に規定したが通常時間だけではなく、周波数も分割して共存したり、通信帯域の獲得情報等もやりとりする必要があるのでスロット数はさらに多くなり、通信効率はさらに向上する。
【００８８】
以上のように、本実施の形態では電力線の交流周期を利用して電力線通信装置間の同期をとって制御情報をやりとりする場合に、各装置間の交流の位相に大きなばらつき（つまり電圧ゼロクロス点にばらつき）がある場合においても従来の方式よりに比べ短い通信時間で同等の情報をやり取りすることが可能となる。
【００８９】
なお本実施の形態では電源同期のゆらぎ吸収時間Ｄの実際の時間を規定していないが、実験から家電機器の動作のみで５０μＳｅｃのずれが簡単に発生することがわかっているため５０μＳｅｃ以上の値にすることが望ましい。値Ｄを大きくするとそれだけ通信効率が落ちるが、値Ｄ以上の電源同期のずれの発生による制御情報のやりとりの破綻が発生する確率を下げることができる。
【００９０】
また本実施の形態では異種システムの共存の方法として、時間分割を用いる例を説明したが、周波数分割、符号分割、あるいはそれらの組み合わせを用いる方法であっても良い。
【００９１】
さらに本実施の形態では電力線として２相交流電源の場合を説明したが、日本、アメリカ以外の国々では３相交流電源の場合が一般的である。３相交流の場合は、ある相の電力線と接地線おける電圧ゼロクロス点に対して交流周期の１／６の位相のＮ倍（Ｎは整数）ずれた点に他の２つの相の電圧ゼロクロス点が位置する。この場合だと、本実施の形態をそのまま適用できないが、ゼロクロス検出回路に、電圧ゼロクロスを検出する機能に加えて、電圧ゼロクロス点の周期を計測し、ある電圧ゼロクロスを検出した後、その周期の１／３の時間経過ごとに２回までゼロクロス検出信号を通知する機能を付加するなどすれば、本実施の形態を適用することができる。
【００９２】
さらに本実施の形態では宅内系電力線通信システムとして例を説明したが、宅内系電力線通信システムはローカル系電力線通信システムの一形態である。
【００９３】
以上の実施の形態において、ゼロクロス検出部、通信制御部、制御信号受信部、制御信号送信部の各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。または、自システム内での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を、それぞれ個別のＬＳＩとしてチップ化されても良い。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００９４】
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サで実現してもよい。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良い。
【００９５】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により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える。
【００９６】
また、上記した実施の形態は、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してもよい。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。ここで、記録媒体とは、ＲＯＭ、ＲＡＭ、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、ＢＤ等の光ディスク、メモリカード等の記録媒体をいう。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。
【００９７】
本書の発明を含む宅内系通信装置は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）インターフェース、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース、ＵＳＢインターフェース等の信号インターフェースを電力線通信のインターフェースに変換するアダプタの形態を取ることによって、各種のインターフェースを有するパーソナルコンピュータ、ＤＶＤレコーダ、デジタルテレビ、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、オフィス等に既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、設置の容易性からその利便性は大きい。
【００９８】
また、将来的にはパーソナルコンピュータ、ＤＶＤレコーダ、デジタルテレビ、ホームサーバシステムなどの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Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ケーブル、ＩＥＥＥ１３９４ケーブル、ＵＳＢケーブルなどが不要になり、配線が簡略化される。
【００９９】
また、ルータを介して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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
（実施の形態２）
第２の実施形態では、アクセス系通信システムが存在しない場合の２つの通信システム間で制御情報をやりとりする例を説明する。図１１は本発明の第２の実施形態に係る電力線通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、宅内系通信システム１１１０、および隣家の宅内系通信システム１１３０が定義されている。
【０１０３】
宅内系通信システム１１１０は、宅内に配線された電力線１１１３を利用した電力線通信システムであり、他システムとの共存を制御する宅内系親局１１１１と、宅内系親局１１１１以外の宅内系子局１１１２とによって構成される。宅内系親局１１１１は、共存のための制御用通信信号を受信し、宅内系子局１１１２へ伝える機能を有する送受信装置である。宅内系親局１１１１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１１１２は、宅内系親局１１１１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１１１０内において１台以上存在する。
【０１０４】
隣家の宅内系通信システム１１３０は、宅内に配線された電力線１１１３を利用した電力線通信システムであり、宅内系通信システム１１１０と同様に、共存のための制御用通信信号をやりとりする機能を具備する宅内系親局１１３１と、宅内系親局１１３１以外の宅内系子局１１３２とによって構成される。宅内系親局１１３１及び宅内系子局１１３２は、それぞれ宅内系通信システム１１１０における宅内系親局１１１１及び宅内系子局１１１２と同じ装置構成と機能、及び役割を有する。
【０１０５】
なお、本実施の形態では隣家の宅内系通信システム１１３０を挙げて説明を行うが、隣家の宅内系通信システム１１３０は宅内系通信システム１１１０と同一の宅内に存在する、別の方式の宅内系通信システムであってもよい。また、隣家の宅内系通信システム１１３０及び／または別の宅内系通信システムは、２つ以上存在してもよい。
【０１０６】
この実施の形態２では、交流電源周期２周期を一つの時分割多重の単位とし、交流電源周期半周期ごとに利用する通信システムを割り当ててシステム間共存を図ることとする。
【０１０７】
時分割区間、および共存制御用タイムスロットは実施の形態１と同等とし説明は省略する。
【０１０８】
各通信システムの代表端末（本実施の形態では各親局）は自システムの使用する時間帯域を前記共存制御用タイムスロットに通信信号を送信することにより他システムに宣言し、そのスロットの意味する時間帯を占有する。ここでスロットＴ１は通信区間Ｔ１、スロットＴ２は通信区間Ｔ２、スロットＴ３は通信区間Ｔ３、スロットＴ４は通信区間Ｔ４を占有することを意味する。
【０１０９】
つぎに、実施の形態２における宅内系通信システムの構成および動作について説明する。
【０１１０】
宅内系親局１１１１の内部構成は実施の形態１と同等であるので省略する。
【０１１１】
図１２、図１３、図１４は、実施の形態２における通信制御部７０９の動作の例を示すフローチャートである。通信制御部は制御用信号の送受信の他に、実データの送受信も制御するがここでは制御信号の送受信制御のみ説明する。
【０１１２】
起動後、通信制御部７０９はゼロクロス検出回路７１２からゼロクロス検出通知が来るまで待機する。ゼロクロス検出通知が来た後、通信制御部７０９はオフセット時間α待機する。
【０１１３】
その後、通信制御部７０９内部でタイマを起動し、制御信号受信部７１３からの受信通知を待つ。タイマが電源同期のゆらぎ吸収時間Ｄ×２＋制御用通信信号送信時間Ｌ経過するまでに受信通知があった場合には、制御用通信信号の終了通知が来るまで待ち、来た時点をタイムスロットの基準点とする。
【０１１４】
受信通知が無い場合、自システムが基準となる制御用通信信号を送信するシステムの場合は電源同期のゆらぎ吸収時間Ｄ待機した後、制御信号送信部７１４に制御信号送信開始を指示し基準となる制御用通信信号を送信する。その後時間Ｌ経過するまで待ち、その時点をタイムスロットの基準点とする。
【０１１５】
自システムが基準となる制御用通信信号を送信するシステムではない場合は再び通信制御部７０９内部でタイマを起動し、制御信号受信部７１３からの受信通知を待つ。タイマが電源同期のゆらぎ吸収時間Ｄ×２＋制御用通信信号送信時間Ｌ経過するまでに受信通知があった場合には、制御用通信信号の終了通知が来るまで待ち、来た時点をタイムスロットの基準点とする。
【０１１６】
受信通知が無い場合は、ゼロクロス検出回路７１２からゼロクロス検出通知が来るまで待機したのち、最初の制御信号受信待ちから繰り返す。
【０１１７】
タイムスロット基準点が確定した場合には、基準点から以下の処理を行う。
【０１１８】
まず区間Ｔ１を自システムが使用している場合は、制御信号送信部７１４に制御信号送信開始を指示し、その後、制御用通信信号送信時間Ｌの間待機する。
【０１１９】
区間Ｔ１を自システムが使用していない場合は、時間Ｌの間待機しながら、制御信号受信部７１３からの受信通知を待ち、受信通知が来た場合には、区間Ｔ１を他システムが使用中であると認識する。
【０１２０】
続けて区間Ｔ２を自システムが使用している場合は、制御信号送信部７１４に制御信号送信開始を指示し、その後、制御用通信信号送信時間Ｌの間待機する。
【０１２１】
区間Ｔ２を自システムが使用していない場合は、時間Ｌの間待機しながら、制御信号受信部７１３からの受信通知を待ち、受信通知が来た場合には、区間Ｔ２を他システムが使用中であると認識する。
【０１２２】
さらに続けて区間Ｔ３を自システムが使用している場合は、制御信号送信部７１４に制御信号送信開始を指示し、その後、制御用通信信号送信時間Ｌの間待機する。
【０１２３】
区間Ｔ３を自システムが使用していない場合は、時間Ｌの間待機しながら、制御信号受信部７１３からの受信通知を待ち、受信通知が来た場合には、区間Ｔ３を他システムが使用中であると認識する。
【０１２４】
さらに続けて区間Ｔ４を自システムが使用している場合は、制御信号送信部７１４に制御信号送信開始を指示し、その後、制御用通信信号送信時間Ｌの間待機する。
【０１２５】
区間Ｔ４を自システムが使用していない場合は、時間Ｌの間待機しながら、制御信号受信部７１３からの受信通知を待ち、受信通知が来た場合には、区間Ｔ４を他システムが使用中であると認識する。
【０１２６】
最後にゼロクロス検出部からゼロクロス検出通知が４回来るまで待ち、４回目のゼロクロス検出通知が来た時点でオフセット時間α待機、タイマを起動、制御信号受信部７１３からの受信通知を待ちの部分から繰り返す。
【０１２７】
このように構成することにより宅内系親局１１１１は、図３に示すタイムスロットの自分の使用している時間帯域の部分に制御用通信信号を送信することができ、またあるタイムスロット中に他システムが送信した制御用通信信号を検出して、他システムが使用している時間帯域を知ることができる。またアクセス系電力線通信システムが存在しないような本実施の形態の場合でも、装置間の同期を取って制御情報のやりとりを行うことができる。
【０１２８】
隣家の宅内系親局１１３１の構成および動作は宅内系親局１１１１と同様であるので省略する。
【０１２９】
図１５は、宅内系親局１１１１、隣家の宅内系親局１１３１のそれぞれの設置地点における交流電圧とそれぞれの端末内でのタイムスロット、および制御用通信信号の送信状態を表した図である。図１５において１５０１は宅内系親局１１１１の地点の電力線波形、１５０３は隣家の宅内系親局１１３１の地点の電力線波形、１５０３は電圧ゼロクロス点を現し、斜線のボックスは電力線に制御用通信信号を注入していることを表し、空白のボックスは電力線から制御用通信信号が検出されたことを表す。
【０１３０】
本実施の形態２では宅内系システムは区間Ｔ１、Ｔ２、隣家の宅内系システムは区間Ｔ３、Ｔ４を使用しており、宅内系システムが基準となる制御用通信信号を送信するシステムに割り当てられているものとする。
【０１３１】
本実施の形態２における通信効率は実施の形態１と同様であり、従来より通信効率を高めることができる。
【０１３２】
以上のように、本実施の形態では電力線の交流周期を利用して電力線通信装置間の同期をとって制御情報をやりとりする場合に、各装置間の交流の位相に大きなばらつき（つまり電圧ゼロクロス点にばらつき）がある場合においても従来の方式に比べ短い通信時間で同等の情報をやり取りすることが可能となる。
【０１３３】
なお本実施の形態では電源同期のゆらぎ吸収時間Ｄの実際の時間を規定していないが、実験から家電機器の動作のみで５０μＳｅｃのずれが簡単に発生することがわかっているため５０μＳｅｃ以上の値にすることが望ましい。値Ｄを大きくするとそれだけ通信効率が落ちるが、値Ｄ以上の電源同期のずれの発生による制御情報のやりとりの破綻が発生する確率を下げることができる。
【０１３４】
また本実施の形態ではアクセス系電力線通信システムが存在しないものとして説明したが、本実施の形態の宅内系電力線通信システムをアクセス系電力線通信システムが存在する場所に設置した場合、実施の形態１とまったく同じ同期動作を行い、アクセス系電力線通信システムと宅内系電力線通信システム間で制御情報のやりとりを行うことができる。
【０１３５】
さらに本実施の形態では複数の宅内系電力線通信システムが存在する場合に、どの宅内系電力線通信システムが基準となる制御用通信信号を送信するシステムとなるかは説明していないが、制御用通信信号が到達するエリア内で最初に起動し、ある一定時間制御用通信信号が存在しないことを確認した宅内系電力線通信システムでも良いし、共存制御で割り当てられた特定の時間、特定の周波数帯域を使用する宅内系電力線通信システムでも良い。
【０１３６】
また本実施の形態では異種システムの共存の方法として、時間分割を用いる例を説明したが、周波数分割、符号分割、あるいはそれらの組み合わせを用いる方法であっても良い。
【０１３７】
さらに本実施の形態では電力線として２相交流電源の場合を説明したが、日本、アメリカ以外の国々では３相交流電源の場合が一般的である。３相交流の場合は、ある相の電力線と接地線における電圧ゼロクロス点に対して交流周期の１／６の位相のＮ倍（Ｎは整数）ずれた点に他の２つの相の電圧ゼロクロス点が位置する。この場合、本実施の形態をそのまま適用できないが、ゼロクロス検出回路に、電圧ゼロクロスを検出する機能に加えて、電圧ゼロクロス点の周期を計測し、ある電圧ゼロクロスを検出した後、その周期の１／３の時間経過ごとに２回までゼロクロス検出信号を通知する機能を付加するなどすれば、本実施の形態を適用することができる。
【０１３８】
さらに本実施の形態では宅内系電力線通信システムとして例を説明したが、宅内系電力線通信システムはローカル系電力線通信システムの一形態である。
【０１３９】
さらに本実施の形態では宅内系電力線通信システムとして親機、子機の形態を取るシステムの例について説明したが端末としての機能に差のない、アドホック形の宅内系電力線通信システムにおいても制御用通信信号を送受信する部位を具備した端末と、内部プロトコルによりそれらの端末のうちの一つをシステムとして共存制御をする端末として選び出す機能を加えることにより、本実施の形態を適用することが可能である。
【０１４０】
以上の実施の形態において、ゼロクロス検出部、通信制御部、制御信号受信部、制御信号送信部の各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。または、自システム内での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を、それぞれ個別のＬＳＩとしてチップ化されても良い。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０１４１】
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サで実現してもよい。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良い。
【０１４２】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により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える。
【０１４３】
また、上記した実施の形態は、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してもよい。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。ここで、記録媒体とは、ＲＯＭ、ＲＡＭ、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、ＢＤ等の光ディスク、メモリカード等の記録媒体をいう。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。
【０１４４】
本書の発明を含む宅内系通信装置は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）インターフェース、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース、ＵＳＢインターフェース等の信号インターフェースを電力線通信のインターフェースに変換するアダプタの形態を取ることによって、各種のインターフェースを有するパーソナルコンピュータ、ＤＶＤレコーダ、デジタルテレビ、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、オフィス等に既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、設置の容易性からその利便性は大きい。
【０１４５】
また、将来的にはパーソナルコンピュータ、ＤＶＤレコーダ、デジタルテレビ、ホームサーバシステムなどの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Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ケーブル、ＩＥＥＥ１３９４ケーブル、ＵＳＢケーブルなどが不要になり、配線が簡略化される。
【０１４６】
また、ルータを介して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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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】
【０１４９】
本発明における電力線通信装置は、複数の相互接続不可能な通信システムが少ないコスト追加で相互に制御情報をやりとりして共存制御を行うことを可能とするものであり、電力線を通信媒体として用いるモデム、これらによる通信機能を有する各種電気機器等に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】実施の形態１における電力線通信システム構成図
【図２】実施の形態１における時分割区間を表した図
【図３】実施の形態１における共存制御用タイムスロットを表した図
【図４】アクセス系親局１２１の内部構成を表した図
【図５】実施の形態１における通信制御部４０９の動作の例を示すフローチャート
【図６】実施の形態１における通信制御部４０９の動作の例を示すフローチャート
【図７】実施の形態１における宅内系親局１１１の内部構成を表した図
【図８】実施の形態１における通信制御部７０９の動作の例を示すフローチャート
【図９】実施の形態１における通信制御部７０９の動作の例を示すフローチャート
【図１０】実施の形態１における交流電圧とタイムスロット、制御用通信信号の時間関係を表した図
【図１１】実施の形態２における電力線通信システム構成図
【図１２】実施の形態２における通信制御部７０９の動作の例を示すフローチャート
【図１３】実施の形態２における通信制御部７０９の動作の例を示すフローチャート
【図１４】実施の形態２における通信制御部７０９の動作の例を示すフローチャート
【図１５】実施の形態２における交流電圧とタイムスロット、制御用通信信号の時間関係を表した図
【図１６】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図
【図１７】変換アダプタを用いた通信システムの構成図
【図１８】アクセス系電力線通信モデムの使用形態を表した図
【図１９】イーサネット（登録商標）とのブリッジとして実装された、一般的な電力線通信モデムの内部構成を示す図
【図２０】交流電源周期に同期して区切ったタイムスロットを表した図
【図２１】タイムスロットと通信信号の関係を表した図
【図２２】日本の一般的な宅内配線を表した図
【符号の説明】
【０１５１】
１１０  宅内系通信システム
１１１  宅内系親局
１１２  宅内系子局
１１３  電力線
１２０  アクセス系通信システム
１３０  隣家の宅内系通信システム
【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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