(57)【要約】【課題】少ない電力消費量で、電力線を流れるＰＬＣ信号の中継が可能な電力線通信用中継装置を提供する。【解決手段】電力線通信用中継装置１ａにおいて、中継部２９は電力線９ｂを流れるＰＬＣ信号を中継する中継モードとＰＬＣ信号を中継しない待機モードとを有する。中継部２９は待機モード中に比較判定部２７によってノイズのレベルが閾値を超えていると判定された場合に、中継モードに遷移する。【選択図】図２
2012005058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線通信の伝送路ノイズを検出するノイズ検出部と、
前記ノイズ検出部で検出された前記伝送路ノイズのレベルが予め定められた閾値を超えているか否かを判定する比較判定部と、
前記伝送路を流れる前記電力線通信の通信信号を中継する中継モードと前記通信信号を中継しない待機モードとを有しており、前記待機モード中に前記比較判定部によって前記伝送路ノイズのレベルが前記閾値を超えていると判定された場合に、前記中継モードに遷移する中継部と、を備えたことを特徴とした電力線通信用中継装置。
【請求項２】
前記中継部は前記電力線通信のネットワーク層において動作する請求項１に記載の電力線通信用中継装置。
【請求項３】
前記中継部は前記電力線通信のデータリンク層において動作し、
前記中継部は前記通信信号のヘッダの内容を変更することなく変復調して中継する請求項１に記載の電力線通信用中継装置。
【請求項４】
前記伝送路のインピーダンスを下げるように設定された低インピーダンス回路部と、
前記比較判定部によって前記伝送路ノイズのレベルが前記閾値を超えていると判定された場合に、前記低インピーダンス回路部を前記伝送路と切り離すノンアクティブ状態から前記低インピーダンス回路部を前記伝送路に接続するアクティブ状態に切り替える制御部と、をさらに備える請求項１〜３のいずれかに記載の電力線通信用中継装置。
【請求項５】
前記中継部の前記待機モードから前記中継モードへの遷移は、前記制御部によって制御されており、
前記制御部は、前記待機モードにおいて前記比較判定部によって前記伝送路ノイズのレベルが前記閾値を超えていると判定された場合に、前記低インピーダンス回路部を前記ノンアクティブ状態から前記アクティブ状態に切り替える制御をし、当該制御後に、前記比較判定部によって前記伝送路ノイズのレベルが前記閾値を超えていると判定された場合に、前記中継部を前記待機モードから前記中継モードへ遷移させる制御をする請求項４に記載の電力線通信用中継装置。
【請求項６】
前記電力線通信の変調方式は、複数の周波数を用いる方式であり、
前記低インピーダンス回路部は複数あり、
前記複数の低インピーダンス回路部はそれぞれ、異なる周波数帯域に対して低インピーダンスに設定されており、
前記比較判定部によって前記伝送路ノイズのレベルが前記閾値を超えていると判定された場合に、前記中継部で前記通信信号を復調したパケットに含まれる前記複数の周波数のそれぞれのＳＮ情報を基にして、前記複数の周波数の中でＳＮ比が予め定められた値より低い周波数についてノイズ対策が必要と判定するノイズ対策判定部と、
前記複数の周波数のそれぞれについてノイズ対策をする場合に、前記アクティブ状態にする１又は２以上の前記低インピーダンス回路部を前記複数の周波数のそれぞれに対応づけて記憶したノイズ対策テーブルと、をさらに備えており、
前記制御部は、前記ノイズ対策テーブルを基にして、前記ノイズ対策判定部でノイズ対策が必要と判定された周波数に対応する前記低インピーダンス回路部を前記ノンアクティブ状態から前記アクティブ状態にする請求項４又は５に記載の電力線通信用中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力線通信で用いられる電力線通信用の中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力線通信(ＰＬＣ；Power Line Communication)は電力線を伝送路として利用する通信である。電力線通信によれば、例えば、家庭内の電力線をＬＡＮ(Local Area Network)ケーブルのように使ったＰＬＣネットワークが可能となる。
【０００３】
電力線通信の品質を向上させるための様々な技術が提案されている。例えば、電力線通信装置を接続する通信用アダプタにおいて、伝送路の分岐点でインピーダンスを整合させるモードと、伝送路と通信装置とでインピーダンスを整合させるモードとを選択して設定できる技術が提案されている(特許文献１参照)。この技術によれば、通信装置の種別(親機又は子機)又は配置場所に応じて上記二つのモードを選択することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３０５００号公報(段落０００９，００４４、図４)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通信の品質を向上させるためには、インピーダンスを整合させることが重要である。しかし、高いレベルの電力線ノイズ(言い換えれば伝送路ノイズ)が発生すると、たとえインピーダンスを整合させても、通信の品質が悪くなる。電力線通信では高いレベルの電力線ノイズを発生させる電化製品(例えばアイロン、掃除機、調光器付き照明器具)と併用されることがあるので、電力線通信では電力線ノイズの対策が重要である。
【０００６】
電力線ノイズの対策の一つとしてリピータ及びブリッジが知られている。いずれも伝送路を流れる通信信号を中継する機器である。電力線通信においても電力線ノイズの対策としてリピータ及びブリッジは有効であるが、リピータ及びブリッジの電力消費量をできるだけ少なくすることが望ましい。
【０００７】
本発明は少ない電力消費量で、伝送路を流れる通信信号の中継が可能な電力線通信用中継装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の一の局面に係る電力線通信用中継装置は、電力線通信の伝送路ノイズを検出するノイズ検出部と、前記ノイズ検出部で検出された前記伝送路ノイズのレベルが予め定められた閾値を超えているか否かを判定する比較判定部と、前記伝送路を流れる前記電力線通信の通信信号を中継する中継モードと前記通信信号を中継しない待機モードとを有しており、前記待機モード中に前記比較判定部によって前記伝送路ノイズのレベルが前記閾値を超えていると判定された場合に、前記中継モードに遷移する中継部と、を備える。
【０００９】
上記構成において、前記中継部は前記電力線通信のネットワーク層において動作することができる。
【００１０】
上記構成において、中継部は前記電力線通信のデータリンク層において動作し、前記中継部は前記通信信号のヘッダの内容を変更することなく変復調して中継することができる。
【００１１】
上記構成において、前記伝送路のインピーダンスを下げるように設定された低インピーダンス回路部と、前記比較判定部によって前記伝送路ノイズのレベルが前記閾値を超えていると判定された場合に、前記低インピーダンス回路部を前記伝送路と切り離すノンアクティブ状態から前記低インピーダンス回路部を前記伝送路に接続するアクティブ状態に切り替える制御部と、をさらに備えることができる。
【００１２】
上記構成において、前記中継部の前記待機モードから前記中継モードへの遷移は、前記制御部によって制御されており、前記制御部は、前記待機モードにおいて前記比較判定部によって前記伝送路ノイズのレベルが前記閾値を超えていると判定された場合に、前記低インピーダンス回路部を前記ノンアクティブ状態から前記アクティブ状態に切り替える制御をし、当該制御後に、前記比較判定部によって前記伝送路ノイズのレベルが前記閾値を超えていると判定された場合に、前記中継部を前記待機モードから前記中継モードへ遷移させる制御をすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記電力線通信の変調方式は、複数の周波数を用いる方式であり、前記低インピーダンス回路部は複数あり、前記複数の低インピーダンス回路部はそれぞれ、異なる周波数帯域に対して低インピーダンスに設定されており、前記比較判定部によって前記伝送路ノイズのレベルが前記閾値を超えていると判定された場合に、前記中継部で前記通信信号を復調したパケットに含まれる前記複数の周波数のそれぞれのＳＮ情報を基にして、前記複数の周波数の中でＳＮ比が予め定められた値より低い周波数についてノイズ対策が必要と判定するノイズ対策判定部と、前記複数の周波数のそれぞれについてノイズ対策をする場合に、前記アクティブ状態にする１又は２以上の前記低インピーダンス回路部を前記複数の周波数のそれぞれに対応づけて記憶したノイズ対策テーブルと、をさらに備えており、前記制御部は、前記ノイズ対策テーブルを基にして、前記ノイズ対策判定部でノイズ対策が必要と判定された周波数に対応する前記低インピーダンス回路部を前記ノンアクティブ状態から前記アクティブ状態にすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば少ない電力消費量で、伝送路を流れる通信信号の中継が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電力線通信用中継装置を適用した電力線通信システムの一例を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る電力線通信用中継装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る電力線通信で用いられるパケットの一例の概略図である。
【図４】第１実施形態に係る電力線通信用中継装置の動作を説明するフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る電力線通信用中継装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図６】第３実施形態に係る電力線通信用中継装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図７】第３実施形態における電力線のインピーダンスと周波数の関係を示すグラフである。
【図８】第３実施形態における電力線ノイズと周波数の関係を示すグラフである。
【図９】第３実施形態に係る電力線通信用中継装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】第４実施形態に係る電力線通信用中継装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図１１】第５実施形態に係る電力線通信用中継装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図１２】第５実施形態における電力線のインピーダンスと周波数の関係を示すグラフである。
【図１３】ノイズ対策テーブルの一例の表を示す図である。
【図１４】第６実施形態に係る電力線通信用中継装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る電力線通信用中継装置１ａを適用した電力線通信システム３の一例を示すブロック図である。
【００１７】
電力線通信システム３は親機５及び複数の子機(例えば七つの子機７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ)を備える。これらの子機を区別する必要がなければ、子機７と記載する。電力線９ａは建物内の屋内配線母線であり、電力メータを経由して配電系統に接続されていると共に分電盤１１に接続されている。親機５は電力線９ａに接続されている。
【００１８】
分電盤１１からは複数の電力線(例えば二本の電力線９ｂ，９ｃ)が分岐している。電力線９ｂには子機７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが接続されており、電力線９ｃには子機７ｅ，７ｆ，７ｇが接続されている。電力線９ａ，９ｂ，９ｃは電力線通信の伝送路として機能する。電力線９ａ，９ｂ，９ｃを区別する必要がなければ、電力線９と記載する。
【００１９】
分電盤１１は電力線通信用中継装置１ａを備える。電力線通信用中継装置１ａを分電盤１１に設けないで、単独の装置として、電力線９ａ，９ｂ，９ｃに接続してもよい。
【００２０】
図２は第１実施形態に係る電力線通信用中継装置１ａの電気的な構成を示すブロック図である。電力線通信用中継装置１ａは電源部２１、結合回路部２３、ノイズ検出部２５、比較判定部２７及び中継部２９を備える。
【００２１】
電源部２１は電力線９ｂと接続されている。電源部２１は商用電源３１の電圧を電力線通信用中継装置１ａで用いられる電圧に変換して、電力線通信用中継装置１ａの動作に必要な電力を供給する。
【００２２】
結合回路部２３は一次コイル３３、二次コイル３５及び二つのコンデンサ３７ａ，３７ｂを備える。一次コイル３３はコンデンサ３７ａ，３７ｂを介して電力線９ｂと接続されている。二次コイル３５は一次コイル３３と電磁結合している。結合回路部２３は基本構成を示しており、他の素子が必要に応じて追加される。
【００２３】
結合回路部２３は商用電源３１の周波数を遮断し、電力線通信周波数帯域(以降、ＰＬＣ周波数帯域と称する)を含む高周波を通すフィルタとして機能する。ＰＬＣ周波数帯域とは、規格により定められた周波数帯域の中から電力線通信のシステム毎に定めることができる周波数帯域である。規格により定められた周波数帯域は、例えば１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚである。なお、第１実施形態では、ＰＬＣ周波数帯域を例えば１２０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚとする。
【００２４】
ノイズ検出部２５は結合回路部２３の二次コイル３５と接続されている。ノイズ検出部２５は結合回路部２３を通過した高周波のノイズを検出する回路である。したがって、ノイズ検出部２５によって電力線９ｂの電力線ノイズを検出することができる。
【００２５】
比較判定部２７はノイズ検出部２５で検出された電力線ノイズのレベルが予め定められた閾値を超えているか否かを判定する。詳細には、比較判定部２７はノイズ検出部２５で検出された電力線ノイズの電圧が、予め定められた基準電圧(閾値の一例)を超えれば検出信号を出力し、超えなければ検出信号を出力しない回路である。
【００２６】
中継部２９は電力線９ｂを流れる電力線通信の通信信号(以下、ＰＬＣ信号と記載する)を中継する中継モードとＰＬＣ信号を中継しない待機モードとを有している。待機モード中に比較判定部２７によって電力線ノイズのレベルが閾値を超えていると判定され、上記検出信号が出力されると、中継部２９は中継モードに遷移する。
【００２７】
中継部２９は送受信回路部３９及びＰＬＣモジュール４１を備える。送受信回路部３９は結合回路部２３の二次コイル３５と接続されている。送受信回路部３９は電力線９ｂから送られて結合回路部２３を通過した高周波のうち、電力線９ｂを流れるＰＬＣ信号を受信する機能を有する。また送受信回路部３９は受信したＰＬＣ信号を、結合回路部２３を通して電力線９ｂへ送信する機能を有する。
【００２８】
中継部２９はＰＬＣモジュール４１の物理層処理部４３、データリンク層処理部４５及びネットワーク層処理部４７を備える。これらはＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)等により実現される。
【００２９】
物理層処理部４３は電力線通信のプロトコルの物理層を処理する。物理層の処理は、変復調回路部としての処理(すなわち送受信回路部３９から送られたＰＬＣ信号を復調し、この復調信号を変調して送受信回路部３９へ送る処理)を含む。
【００３０】
データリンク層処理部４５は電力線通信のプロトコルのデータリンク層を処理し、ネットワーク層処理部４７は電力線通信のプロトコルのネットワーク層を処理する。
【００３１】
図３は第１実施形態に係る電力線通信で用いられるパケット５１の一例の概略図である。パケット５１はプリアンブル５３、ヘッダ５５、データ５７及びＣＲＣ(Cyclic Redundancy Check)符号５９を含む。プリアンブル５３は電力線通信で送受信のタイミングを計るのに用いられる。プリアンブル５３の後にはヘッダ５５が付加され、ヘッダ５５の後にはデータ５７が付加され、データ５７の後にはＣＲＣ符号５９が付加されている。ＣＲＣ符号５９はデータ５７の誤りを検出するために用いる符号の一種である。
【００３２】
ヘッダ５５にはデータリンク層のヘッダ５５ａとＰＬＣネットワーク層(以下ネットワーク層)のヘッダ５５ｂが含まれる。データリンク層のヘッダ５５ａにはＭＡＣ(Media Access Control)アドレス欄６１及びリトライ回数欄６３が含まれる。ＰＬＣネットワーク層のヘッダ５５ｂにはＭＡＣアドレス欄６５、ホップ数欄６７及びリトライ回数欄６９が含まれる。
【００３３】
ホップ数とはパケット５１が宛先に到達するまでに、途中に介在するルータ及びそれに類する機能を有するネットワーク装置(例えば親機５及び子機７)の数である。ホップ数欄６７にはホップ数の上限値及びホップ数の現在値(ホップされる毎にカウントされる回数)が含まれる。ホップ数の上限値は予め定められており、ホップ数の現在値が上限値に到達すれば、そのパケット５１は破棄される。これによりネットワークでのパケット５１の無限ループ等を防止している。
【００３４】
リトライ回数欄６９にはリトライ回数の上限値及び現在のリトライ回数(リトライされる毎にカウントされる回数)が含まれる。第１実施形態ではデータリンク層で三回、ＰＬＣネットワーク層で三回、ＰＬＣネットワーク層の上層であるアプリケーション層で三回、それぞれリトライすることができる。したがって、例えばデータリンク層でパケット５１の受信に成功しても、ＰＬＣネットワーク層でパケット５１の受信が成功するまで、ＰＬＣネットワーク層において三回のリトライが可能となる。
【００３５】
次に、第１実施形態に係る電力線通信用中継装置１ａの動作について、主に図２及び図４を参照して説明する。図４はこの動作を説明するフローチャートである。初期状態では電力線通信用中継装置１ａが待機モード(言い換えればスリープモード)である(ステップＳ１)。待機モードでは中継部２９は起動していないので、中継部２９は電力線９ｂを流れるＰＬＣ信号を中継しない。
【００３６】
電力線９ｂを流れる高周波は結合回路部２３を通過してノイズ検出部２５へ送られ、比較判定部２７はノイズ検出部２５で検出された電力線ノイズのレベルが、予め定められた閾値を超えているか判定する(ステップＳ３)。比較判定部２７が、電力線ノイズのレベルが予め定められた閾値を超えていると判定しなければ(ステップＳ３でＮｏ)、待機モードでステップＳ３の処理が繰り返される。
【００３７】
比較判定部２７が、電力線ノイズのレベルが予め定められた閾値を超えていると判定すれば(ステップＳ３でＹｅｓ)、比較判定部２７は検出信号を出力する。検出信号はＰＬＣモジュール４１へ送られ、これにより中継部２９が起動して、中継モードに遷移する(ステップＳ５)。中継モードにより中継部２９は電力線９ｂを流れるＰＬＣ信号を中継する。ＰＬＣ信号の中継について詳細に説明する。
【００３８】
電力線９ｂを流れるＰＬＣ信号は結合回路部２３を通して送受信回路部３９で受信される。受信されたＰＬＣ信号は物理層処理部４３でパケット５１に復調され、パケット５１はデータリンク層処理部４５、ネットワーク層処理部４７によって、それぞれ、データリンク層、ネットワーク層の処理がされる。
【００３９】
そして、パケット５１は物理層処理部４３でＰＬＣ信号に変調されて、送受信回路部３９へ送られる。送受信回路部３９はそのＰＬＣ信号を、結合回路部２３を通して電力線９ｂへ送信する。
【００４０】
第１実施形態の中継部２９はネットワーク層において動作、言い換えればネットワーク層のリピータとして動作する。パケット５１がネットワーク層で処理されるので、ホップが１カウントされ、図３に示すホップ数欄６７に記録される。
【００４１】
ステップＳ５で中継部２９が起動されて中継モードになると、ＰＬＣモジュール４１に備えられるタイマで時間を計測し、予め定められた時間が経過した後に、レベルが閾値以下のノイズが続いたときに、中継部２９を中継モードから待機モードへ遷移し(ステップＳ７)、ステップＳ１へ戻る。したがって、中継部２９は電力線９ｂを流れるＰＬＣ信号を中継する動作を停止して、待機モードとなる。
【００４２】
以上説明したように、第１実施形態に係る電力線通信用中継装置１ａによれば、待機モード中に電力線ノイズのレベルが閾値を超えていると判定された場合に、中継モードに遷移する。したがって、電力線９ｂの電力線ノイズのレベルが閾値を超えなければ、中継部２９を待機モードにすることにより、電力消費量を少なくすることができる。一方、ノイズのレベルが閾値を超えれば、中継部２９を中継モードにすることにより、電力線９ｂを流れるＰＬＣ信号を中継する。よって、少ない電力消費量で、電力線９ｂを流れるＰＬＣ信号の中継が可能となる。
【００４３】
また、第１実施形態によれば、中継部２９はネットワーク層において動作、言い換えればネットワーク層のリピータとして動作する。これにより、電力線９ｂを流れるＰＬＣ信号を増幅し、かつノイズを低減して中継することができる。例えば、中継部２９を物理層において動作させると、ＰＬＣ信号及びノイズを増幅して中継されるので、ノイズを低減することができない。
【００４４】
さらに、第１実施形態によれば、ステップＳ７で説明したように、中継部２９が中継モードに遷移後、予め定められた時間が経過後に、閾値以下のレベルのノイズが続いたときに中継モードから待機モードへ遷移させている。電力線通信の環境は動的であり、電力線９ｂに閾値を超えるレベルの電力線ノイズが発生している状態から、発生していない状態に戻ることがある。このような場合に、中継部２９を中継モードにした状態を継続すれば、ＰＬＣ信号を中継しなくてもパケット通信が可能なのにＰＬＣ信号を中継し、電力線通信用中継装置１ａは無駄な電力を消費する。そこで、ステップＳ７において、予め定められた時間経過後に、閾値以下のノイズが続いたときに中継モードから遷移モードへ遷移させている。電力線通信の環境が変化して、電力線９ｂに閾値を超えるレベルの電力線ノイズが発生していなければ、待機モードが継続するので、電力線通信用中継装置１ａの電力消費量を少なくすることができる。
【００４５】
また、第１実施形態によれば、電力線通信用中継装置１ａは、図１に示す親機５と親機５に最も近い子機７(ここでは子機７ａ)との間の電力線９ｂに接続されている。親機５に最も近い子機７とは、親機５との電力線９ａ，９ｂ，９ｃ上の距離が最も短い子機７を意味する。電力線９ｂに閾値を超えるレベルの電力線ノイズが発生していても、親機５と親機５に最も近い子機７ａとの間で、電力線通信用中継装置１ａによってＰＬＣ信号を中継することによりパケット通信ができれば、他の子機７についてはマルチホップを利用することによりパケット通信が可能となる。
【００４６】
次に第２実施形態を説明する。第２実施形態については第１実施形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を省略する。図５は第２実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｂの電気的な構成を示すブロック図である。電力線通信用中継装置１ｂでは、中継部２９が電力線通信のデータリンク層において動作、言い換えれば中継部２９がブリッジとして動作するので、物理層処理部４３及びデータリンク層処理部４５を備えるが、図２に示すネットワーク層処理部４７が設けられていない。
【００４７】
第２実施形態は第１実施形態と同様に、電力線ノイズのレベルが閾値を超えていると判定されなければ中継部２９を待機モードにして電力消費用を少なくしており、待機モード中に比較判定部２７によって電力線ノイズのレベルが閾値を超えていると判定された場合に中継部２９が起動して中継モードに遷移する。第２実施形態では第１実施形態と異なり、中継部２９がデータリンク層において動作する。そして、中継部２９は物理層処理部４３の変復調回路部において、電力線９ｂから結合回路部２３を通して送られたＰＬＣ信号をパケット５１に復調し、パケット５１のヘッダ５５の内容を変更することなく、パケット５１をＰＬＣ信号に変調して中継する。
【００４８】
このように第２実施形態によれば、中継部２９を電力線通信のデータリンク層において動作(ブリッジとして動作)させるので、電力線９ｂを流れるＰＬＣ信号を増幅し、かつノイズを低減して中継することができる。
【００４９】
また、第２実施形態によれば、物理層処理部４３の変復調回路部において復調されたパケット５１がそのままＰＬＣ信号に変調され、パケット５１はネットワーク層及びそれよりも上層のアプリケーション層で処理されない。よって、復調されたパケット５１のヘッダ５５の内容は、電力線通信用中継装置１ｂによって変更されることなく、パケット５１はＰＬＣ信号に変調される。したがって、パケット５１のヘッダ５５において、アドレスを変更する処理及びホップ数に「１」加える処理等がされないので、中継部２９でＰＬＣ信号を中継する際のパケット５１の処理時間を減らすことができる。よって、電力線通信用中継装置１ｂによって電力線９ｂを流れるＰＬＣ信号を中継した場合に通信の遅延時間を短くすることが可能となる。また、パケット５１のヘッダ５５の内容が変更されないので、ホップ数が変更されない。したがって、電力線通信用中継装置１ｂでＰＬＣ信号を中継しても、ホップ数がカウントされないので、ホップ数の上限値に到達したことを理由に次のルータ等でパケットが破棄されるのを防止でき、これによりパケット５１を相手方へ(親機５又は子機７ａ)へ送ることが可能となる。
【００５０】
次に第３実施形態を説明する。第３実施形態については第１実施形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を省略する。図６は第３実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｃの電気的な構成を示すブロック図である。電力線通信用中継装置１ｃは図２に示す電力線通信用中継装置１ａにさらに、低インピーダンス回路部８１及びスイッチ部８３を備えた構成を有する。
【００５１】
低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続すれば、電力線ノイズを低減することができる。
【００５２】
低インピーダンス回路部８１は基本構成を示しており、キャパシタＣとコイルＬを直列接続した受動素子回路を含む。低インピーダンス回路部８１は電力線ノイズの低減に用いられ、ノイズの周波数を想定して予め定められた周波数帯域に対して選択的にインピーダンスが低くなるように、キャパシタＣとコイルＬが選択される。
【００５３】
図７は第３実施形態における電力線９ｂのインピーダンスと周波数の関係を示すグラフである。縦軸は電力線９ｂのインピーダンスを示しており、横軸は周波数を示している。グラフの実線は低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂと切り離した場合Ｌ１を示しており、点線は低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続した場合Ｌ２を示している。低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂと切り離した場合Ｌ１は、周波数が高くなるにしたがってインピーダンスが大きくなっている。
【００５４】
一方、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続した場合Ｌ２は、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂと切り離した場合Ｌ１と比べて、インピーダンスが低くなっている。    
【００５５】
上述したように電力線ノイズの対策のために、低インピーダンス回路部８１は電力線ノイズの周波数を想定して予め定められた周波数帯域に対して選択的にインピーダンスが低くなるように設定されている。このため、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続した場合Ｌ２は、電力線ノイズの周波数を想定して予め定められた周波数帯域でインピーダンスが一度大きく低下している。よって、電力線ノイズが想定される周波数帯域で、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂと切り離した場合Ｌ１と低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続した場合Ｌ２とでインピーダンスの差が比較的大きくなっている。低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続した場合Ｌ２は、電力線ノイズが想定される周波数帯域でインピーダンスが一度大きく低下しているので、想定された周波数帯域の電力線ノイズを大きく低減させることができる。
【００５６】
図８は第３実施形態における電力線ノイズと周波数の関係を示すグラフである。縦軸は電力線ノイズのレベルを示しており、横軸は周波数を示している。グラフの実線は低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂと切り離した場合Ｌ３を示しており、点線は低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続した場合Ｌ４を示している。
【００５７】
低インピーダンス回路部８３を電力線９ｂに接続した場合Ｌ４は、切り離している場合Ｌ３に比べて、電力線ノイズが低減している。これは電力線ノイズの一部を低インピーダンス回路部８１に流して、電力線ノイズを低減させているからである。
【００５８】
図８では電力線ノイズの基本波とそのノイズの高調波が存在する。低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続した場合Ｌ４は、電力線ノイズの基本波のレベルを低下させることにより、電力線ノイズの高調波のレベルについても、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂと切り離している場合Ｌ３に比べて低下させることができる。
【００５９】
図６に示すスイッチ部８３は低インピーダンス回路部８１と直列に接続されている。スイッチ部８３と低インピーダンス回路部８１とから構成される回路が、結合回路部２３の二次コイル３５に接続されている。スイッチ部８３は例えば半導体のスイッチング素子(トランジスタ等)又はリレースイッチにより構成することができる。
【００６０】
スイッチ部８３がオンであれば二次コイル３５と低インピーダンス回路部８１が電気的に接続され、これにより、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続にする(アクティブ状態)。スイッチ部８３がオフであれば二次コイル３５と低インピーダンス回路部８１が電気的に遮断され、これにより、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂと切り離す(ノンアクティブ状態)。
【００６１】
第３実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｃは、ＰＬＣモジュール４１に制御部７１が備えられている。比較判定部２７は、ノイズ検出部２５で検出されたノイズが予め定められた閾値を超えれば検出信号を出力し、検出信号は制御部７１へ送られる。制御部７１は比較判定部２７によって電力線ノイズのレベルが閾値を超えていると判定された場合に、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂと切り離すノンアクティブ状態から低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続するアクティブ状態に切り替える。
【００６２】
制御部７１はスイッチ部８３がオン状態か、オフ状態かを記憶するフラグ部７１ａを備える。スイッチ部８３がオン状態の場合はフラグ部７１ａが「１」を示し、オフ状態の場合はフラグ部７１ａが「０」を示す。制御部７１がスイッチ部８３をオンさせるオン信号を出力した場合、フラグ部７１ａは「０」から「１」に書き換えられる。これに対して制御部７１がスイッチ部８３をオフさせるオフ信号を出力した場合、フラグ部７１ａは「１」から「０」に書き換えられる。
【００６３】
次に、第３実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｂの動作について、主に図６及び図９を参照して説明する。図９はこの動作を説明するフローチャートである。ステップＳ１及びステップＳ３でＮｏの処理は、図４で説明したので説明を省略する。
【００６４】
比較判定部２７が、電力線ノイズのレベルが閾値を超えていると判定すれば(ステップＳ３でＹｅｓ)、比較判定部２７は検出信号を制御部７１へ送る。制御部７１に検出信号が送られると、制御部７１はフラグ部７１ａを参照して、スイッチ部８３が既にオンしているか否か判断する(ステップＳ４)。
【００６５】
制御部７１が、スイッチ部８３がオンしていない、すなわちオフと判断すれば(ステップＳ４でＮｏ)、制御部７１はスイッチ部８３をオンさせる。これにより、低インピーダンス回路部８１が電力線９ｂに接続される (ステップＳ８)。
【００６６】
制御部７１は、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続した後、タイマで予め定められた時間を計測する(ステップＳ９)。予め定められた時間経過後に、ステップＳ１１の処理がされる。ステップＳ１１はステップＳ３と同様の処理であり、比較判定部２７はノイズ検出部２５で検出された電力線ノイズのレベルが、予め定められた閾値を超えているか判定する。
【００６７】
比較判定部２７が、電力線ノイズのレベルが予め定められた閾値を超えていると判定しなければ(ステップＳ１１でＮｏ)、制御部７１はスイッチ部８３をオフさせて、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂと切り離す(ステップＳ１３)。そして、ステップＳ３へ戻る。
【００６８】
これに対して、比較判定部２７が、電力線ノイズのレベルが予め定められた閾値を超えていると判定すれば(ステップＳ１１でＹｅｓ)、ステップＳ４でＹｅｓの場合と同様に、スイッチ部８３をオンさせて低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続しても、電力線９ｂに閾値を超えるレベルの電力線ノイズが発生していることを示している。
【００６９】
そこで、ステップＳ１１でＹｅｓ及びステップＳ４でＹｅｓの場合、制御部７１は中継部２９を待機モードから中継モードへ遷移させる(ステップＳ１５)。ステップＳ１５の処理は、図４で説明したステップＳ５の処理と同様である。
【００７０】
ステップＳ１５で中継部２９が起動されて中継モードになると、制御部７１はタイマで予め定められた時間を計測し、予め定められた時間が経過後に、閾値以下のレベルが続いたときに中継モードから待機モードへ遷移させ(ステップＳ１７)、ステップＳ１へ戻る。したがって、中継部２９は電力線９ｂを流れるＰＬＣ信号を中継する動作を停止して、待機モードとなる。
【００７１】
以上説明したように第３実施形態によれば、低インピーダンス回路部８１は電力線ノイズの周波数を想定して予め定められた周波数帯域に対して選択的にインピーダンスが低く設定されている。そして、電力線９ｂに高いレベルの電力線ノイズが発生した場合、ステップＳ８で説明したように、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続させる。したがって、電力線ノイズの周波数を想定して予め定められた周波数帯域では、図７及び図８で説明したように、アクティブ状態において、インピーダンス及び電力線ノイズのレベルが低減される。
【００７２】
低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続すると、電力線ノイズを低減できるが、電力線９ｂを流れる通信信号のレベルが低下する。そこで第３実施形態では、電力線ノイズが閾値を超えていない場合に、ノンアクティブ状態にすることにより、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂと切り離して電力線９ｂを流れる通信信号のレベルの低下を抑制している。
【００７３】
なお、電力線ノイズの基本波と高調波とのノイズレベルの関係であるが、基本波のノイズレベルを低減することにより、高調波のノイズレベルも低減させることができる。
【００７４】
また、第３実施形態によれば、電力線ノイズのレベルが高ければ、先に低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続させる処理(ステップＳ４でＮｏ、ステップＳ８)をする。この処理をしても、電力線ノイズのレベルを低減できなければ、中継モードにしている(ステップＳ１１でＹｅｓ、ステップＳ１５)。したがって、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続させる処理をすることにより、電力線ノイズのレベルを低減できれば、中継部２９を中継モードにせずに待機モードのままとするので、電力線通信用中継装置１ｃの電力消費量を少なくすることができる。
【００７５】
電力線通信の環境は動的であり、電力線９ｂに閾値を超えるレベルの電力線ノイズが発生している状態から、発生していない状態に戻ることがある。閾値を超えるレベルの電力線ノイズが発生していない状態に戻れば、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続しなくてもパケット通信が可能となる。そこで、第３実施形態では、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続し、予め定められた時間が経過した後(ステップＳ９)、高いレベルの電力線ノイズが検出されたと判定されなければ(ステップＳ１１のＮｏ)、一旦、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂと切り離している(ステップＳ１３)。そして、電力線ノイズのレベルが閾値を超えるか否かの判定をし(ステップＳ３)、閾値を超えなければ、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂと切り離すことを継続している。このように、第３実施形態によれば、高いレベルの電力線ノイズが発生している場合と発生していない場合を区別して、低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続するアクティブ状態と低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂと切り離すノンアクティブ状態を選択するので、電力線９ｂの環境の変化に応じた通信を実現することができる。
【００７６】
次に第４実施形態を説明する。第４実施形態については第３実施形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を省略する。図１０は第４実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｄの電気的な構成を示すブロック図である。電力線通信用中継装置１ｄは図６に示す第３実施形態に係る電力線通信用中継置１ｃからネットワーク層処理４７を削除した構成を有する。言い換えれば、第４実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｄは、図５に示す第２実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｂに、図６に示す低インピーダンス回路部８１、スイッチ部８３及び制御部７１を加えた構成を備える。
【００７７】
したがって、第４実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｄは、第２実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｂの効果に加えて、第３実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｃの効果を有する。
【００７８】
次に第５実施形態を説明する。第５実施形態については第３実施形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を省略する。図１１は第５実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｅの電気的な構成を示すブロック図である。第５実施形態では図６に示す第３実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｃと異なり、低インピーダンス回路部８１及びスイッチ部８３の三つのセット(セット９１ａ，９１ｂ，９１ｃ)が設けられている。第５実施形態では三つの場合で説明するが、二つ又は四つ以上の場合でもよい。なお、セット９１ａ，９１ｂ，９１ｃを区別する必要がなければセット９１と記載する。
【００７９】
セット９１ａは２０ｋＨｚのノイズ対策として設けられている。２０ｋＨｚはＩＨ調理器が原因となる電力線ノイズの周波数である。結合回路部２３を通過したＰＬＣ周波数帯域を含む高周波が、セット９１ａの低インピーダンス回路部８１へ送られる。セット９１ａの低インピーダンス回路部８１は２０ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域(例えば１０ｋＨｚ〜３０ｋＨｚ)が、その周波数帯域外よりも低インピーダンスに設定されている。
【００８０】
５０ｋＨｚのノイズ対策としてセット９１ｂが設けられている。５０ｋＨｚはエアコンが原因となる電力線ノイズの周波数である。結合回路部２３を通過したＰＬＣ周波数帯域を含む高周波が、セット９１ｂの低インピーダンス回路部８１へ送られる。この低インピーダンス回路部８１は５０ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域(例えば４０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚ)が、その周波数帯域外よりも低インピーダンスに設定されている。
【００８１】
さらに、１００ｋＨｚのノイズ対策としてセット９１ｃが設けられている。１００ｋＨｚは掃除機が原因となる電力線ノイズの周波数である。結合回路部２３を通過したＰＬＣ周波数帯域を含む高周波が、セット９１ｃの低インピーダンス回路部８１へ送られる。セット９１ｃの低インピーダンス回路部８１は１００ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域(例えば９０ｋＨｚ〜１１０ｋＨｚ)が、その周波数帯域外よりも低インピーダンスに設定されている。
【００８２】
図１２は第５実施形態における電力線のインピーダンスと周波数の関係を示すグラフである。縦軸は電力線のインピーダンスを示しており、横軸は周波数を示している。グラフの実線は三つのセット９１の低インピーダンス回路部８１を全て電力線９ｂと切り離した場合Ｌ５を示している。点線の一方はセット９１ｂの低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続した場合Ｌ６を示しており、点線の他方はセット９１ｃの低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続した場合Ｌ７を示している。Ｌ６とＬ７とではインピーダンスを大きく下げている周波数帯域がシフトしている。
【００８３】
以上のように、電力線通信用中継装置１ｅは複数の低インピーダンス回路部８１を備え、複数の低インピーダンス回路部８１はそれぞれ、異なる周波数帯域に対して低インピーダンスに設定されている。
【００８４】
また、電力線通信用中継装置１ｅは図６に示す電力線通信用中継装置１ｃのＰＬＣモジュール４１に、にさらにノイズ対策判定部９３及びノイズ対策テーブル９５を追加した構成を有する。一般に、パケットの変調方式としては、周波数多重方式(例えばＯＦＤＭ；Orthogonal frequency division multiplex)、スペクトル拡散(ＳＳ)方式、その他にマルチキャリア方式、シングルキャリア方式を用いることができる。なお、第１〜第５実施形態で説明した電力線通信においては、電力線通信でのパケット５１の変調には、複数の周波数を用いる方式を採用している。
【００８５】
ノイズ対策判定部９３は比較判定部２７によって電力線ノイズのレベルが閾値を超えていると判定された場合に、ノイズ対策が必要な周波数を判定する。詳細には、ノイズ対策判定部９３は中継部２９でＰＬＣ信号を復調したパケット５１に含まれる複数の周波数のそれぞれのＳＮ(signal noise)情報を基にして、複数の周波数の中でＳＮ比が予め定められた値より低い周波数についてノイズ対策が必要と判定する。
【００８６】
具体的には、周波数多重方式の場合は複数のキャリア(複数の周波数)の中でどのキャリア(周波数)がノイズの影響を受けているか、周波数拡散方式の場合は複数の周波数帯域(複数の周波数)の中でどの周波数帯域(周波数)がノイズの影響を受けているかを判定する。
【００８７】
ノイズ対策テーブル９５はパケット５１の変調に用いられる複数の周波数のそれぞれについてノイズ対策をする場合に、アクティブ状態にする１又は２以上の低インピーダンス回路部８１を複数の周波数のそれぞれに対応づけて記憶している。
【００８８】
図１３はノイズ対策テーブル９５の一例の表を示す図である。パケット５１の変調に用いられる複数の周波数は、周波数１、周波数２、周波数３、・・・、及び周波数ｎのｎ個である。各周波数でのノイズ対策として、２０ｋＨｚノイズ対策のセット９１ａの低インピーダンス回路部８１、５０ｋＨｚノイズ対策のセット９１ｂの低インピーダンス回路部８１、１００ｋＨｚノイズ対策のセット９１ｃの低インピーダンス回路部８１について、アクティブ状態にする１又は２以上の低インピーダンス回路部８１が示されている。
【００８９】
制御部７１は、ノイズ対策テーブル９５を基にして、ノイズ対策判定部９３でノイズ対策が必要と判定された周波数に対応する低インピーダンス回路部８１をノンアクティブ状態からアクティブ状態にする。
【００９０】
第５実施形態の効果を説明する。電力線ノイズが複数あり、それらの周波数帯域が異なる場合、一つの低インピーダンス回路部８１だけでは各ノイズを十分に低減できない場合がある。第５実施形態によれば、それぞれが異なる周波数帯域のノイズの対策となる三つの低インピーダンス回路部８１を備えている。２０ｋＨｚのノイズ、５０ｋＨｚのノイズ、１００ｋＨｚのノイズのそれぞれについて、最適な低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続することができる。そして、パケット５１の変調に用いられる複数の周波数毎に、複数のノイズのどれに影響を受けるのかが異なる場合に、パケットの変調に用いられる複数の周波数毎にノイズ対策ができるので、最適なノイズ対策をすることができる。
【００９１】
なお、第５実施形態では周波数帯域がそれぞれ異なる三つのノイズの場合で説明したが、二つ又は四つ以上のノイズについても適用することができる。例えば、ノイズが五つの場合は、各ノイズに対応したセット９１を設ければよい。
【００９２】
次に第６実施形態を説明する。第６実施形態については第５実施形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を省略する。図１４は第６実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｆの電気的な構成を示すブロック図である。電力線通信用中継装置１ｆは図１１に示す第５実施形態に係る電力線通信用中継置１ｅからネットワーク層処理４７を削除した構成を有する。言い換えれば、第６実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｆは、図１０に示す第４実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｄに、図１１に示す低インピーダンス回路部８１及びスイッチ部８３の三つのセット(セット９１ａ，９１ｂ，９１ｃ)並びにノイズ対策判定部９３及びノイズ対策テーブル９５を加えた構成を備える。
【００９３】
したがって、第６実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｆは、第４実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｄの効果に加えて、第５実施形態に係る電力線通信用中継装置１ｅの効果を有する。
【００９４】
ここで、第５実施形態及び第６実施形態では、電力線ノイズの周波数帯域として、ＰＬＣ周波数帯域(本願では１２０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ)より低域のものについて説明してきたが、電力線ノイズの周波数帯域は、このＰＬＣ周波数帯域内にあっても勿論よい。
【００９５】
例えば１３０ｋＨｚ付近に帯域幅を有する照明器具による電力線ノイズの場合には、１３０ｋＨｚノイズ対策のセットを追加する。このセットの低インピーダンス回路部８１は１３０ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域が、その周波数帯域外よりも低インピーダンスに設定されている。また、図１３で示したノイズ対策テーブル９５に１３０ｋＨｚノイズ対策の低インピーダンス回路部８１のデータを追加してやる。
【００９６】
１３０ｋＨｚ付近にノイズの基本波がある場合、１３０ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域がその周波数帯域外よりも低インピーダンスに設定されている低インピーダンス回路部８１を電力線９ｂに接続することで、ノイズが低減するが、同時に、ＳＮ比を保ちながら通信信号のレベルも低減する。しかしながら、前述のように、基本波のノイズレベルを低減することにより、高調波のノイズレベルは低減させることから、基本波１３０ｋＨｚの高調波(例えば２６０ｋＨｚ、３９０ｋＨｚ)に対しては、ノイズ低減がなされている。つまり、高調波がＰＬＣ周波数帯域内に存在する場合には、１３０ｋＨｚノイズ対策のセットを設けることで、高調波ノイズを有効的に低減することができる。
【００９７】
また、第３実施形態及び第４実施形態において、低インピーダンス回路部８１で予め定められた周波数帯域は、上述のＰＬＣ周波数帯域内であっても勿論よい。
【符号の説明】
【００９８】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ  電力線通信用中継装置
９，９ａ，９ｂ，９ｃ  電力線(伝送路の一例)
２５  ノイズ検出部
２７  比較判定部
２９  中継部
７１  制御部
８１  低インピーダンス回路部
【図１】
2012005058.tif 000003
【図２】
2012005058.tif 000004
【図３】
2012005058.tif 000005
【図４】
2012005058.tif 000006
【図５】
2012005058.tif 000007
【図６】
2012005058.tif 000008
【図７】
2012005058.tif 000009
【図８】
2012005058.tif 000010
【図９】
2012005058.tif 000011
【図１０】
2012005058.tif 000012
【図１１】
2012005058.tif 000013
【図１２】
2012005058.tif 000014
【図１３】
2012005058.tif 000015
【図１４】
2012005058.tif 000016