(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データを変調手段により所定の方式で変調して電力線を介して送信する送信装置と、電力線を介して受信したデータを復調手段で復調して出力する受信装置とで構成される電力線データ伝送装置において、
前記送信装置は、電力線の電圧レベルが０Ｖとなるゼロクロス点のタイミングを検出し前記変調手段にタイミング情報を供給する検出手段を備えており、前記変調手段は、前記タイミング情報に基づきゼロクロス点近傍に発生する雑音に対応するゼロクロス点前後の所定の時間には、それ以外の時間に用いる変調方式よりも耐雑音性の高い変調方式に変更可能であって、
前記受信装置は、電力線の電圧レベルが０Ｖとなるゼロクロス点のタイミングを検出し前記変調手段にタイミング情報を供給する検出手段を備えており、前記復調手段は、前記タイミング情報に基づきゼロクロス点近傍に発生する雑音に対応するゼロクロス点前後の所定の時間には、それ以外の時間に用いる復調方式から前記耐雑音性の高い変調方式に対応した復調方式へ変更可能であることを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項２】
誤り訂正符号手段で誤り訂正符号化された送信データを電力線を介して送信する送信装置と、電力線を介して受信したデータを誤り訂正する誤り訂正復号手段を備えた受信装置とで構成されるデータ伝送装置において、
前記送信装置は、電力線の電圧レベルが０Ｖとなるゼロクロス点のタイミングを検出し前記訂正符号手段にタイミング情報を供給する検出手段を備えており、前記誤り訂正符号手段は、前記タイミング情報に基づきゼロクロス点近傍に発生する雑音に対応するゼロクロス点前後の所定の時間には、それ以外の時間に用いる誤り訂正符号化方式よりも耐雑音性の高い誤り訂正符号化方式に変更可能であって、
前記受信装置は、電力線の電圧レベルが０Ｖとなるゼロクロスのタイミングを検出し前記変調手段にタイミング情報を供給する検出手段を備えており、前記誤り訂正復号手段は、前記タイミング情報に基づきゼロクロス点近傍に発生する雑音に対応するゼロクロス点前後の所定の時間には、それ以外の時間に用いる誤り訂正復号方式から前記耐雑音性の高い誤り訂正符号化方式に対応した誤り訂正復号方式へ変更可能であることを特徴とするデータ伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力線通信におけるデータ伝送装置に関し、特にデータ誤りの少ないデータ伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電力線通信は、商用周波数の１００Ｖ電力線を情報伝送路に利用する方式であって、全ての一般家庭に引き込まれている電力線を伝送路として使用するので、新たに情報伝送路を設置する必要が無いという利点を持っている。
図３（ａ）は、従来の電力線通信におけるデータ伝送装置の一例を示す構成概要図である。同図に示されるように、本装置は変調部５１とＤ／Ａ変換器１２とアナログフロントエンド部１３とから成る送信装置５と、復調部６１とＡ／Ｄ変換器２２及びアナログフロントエンド部２３とから成る受信装置６とで構成される。そして、前記アナログフロントエンド部１３はＤ／Ａ変換器１２出力を電力線に結合し、前記アナログフロントエンド部２３は電力線上の送信信号を受信装置６に取込むものである。
【０００３】
同図において、送信装置５に入力したディジタルデータは、変調部５１において所定の変調方式で変調されてＤ／Ａ変換器１２に出力される。該Ｄ／Ａ変換器１２において入力した信号はアナログ信号に変換され、アナログフロントエンド部１３において電力線に結合されて伝送される。
電力線上の送信データは、受信装置６のアナログフロントエンド部２３にて受信されてアナログのデータ信号が取り出され、Ａ／Ｄ変換器２２に出力される。このアナログの信号は前記Ａ／Ｄ変換器２２にてデジタル信号に変換され、復調部６１にて前記変調部５１の変調方式に対応した復調方式でディジタルデータに復調されて取り出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
通常、上記のデータ伝送においては、送信装置における変調方式は、データ伝送に先立つ初期トレーニングによって最適な変調方式に決定される。
しかしながら、上記の電力線の１００Ｖラインには、この１００Ｖラインに敷設されたコネクタあるいはコンセント等に各種の電気機器が接続されて運転されており、これら機器から発生する雑音等が重畳して劣悪な伝送路品質となっている。
図３（ｂ）は、電力線電源周波数が５０Ｈｚの場合の、受信装置６のアナログフロントエンド部２３の出力における雑音の例を示す図で、交流１００Ｖの電圧波形が０Ｖレベルを横切る点（ゼロクロス点）で周期的に発生する雑音を示したものである。
同図に示されるように、この雑音は、電源周波数が５０Ｈｚであるので、１０ｍｓの周期で発生する雑音である。
従って、上記のように、従来の電力線通信においては、電力線上の雑音によってアナログフロントエンド部出力で周期的（電源周波数５０Ｈｚにおいては１０ｍｓの周期）に発生する雑音よって復調性能が劣化して、データ誤りが発生するという欠点があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、電力線通信における周期的に発生するデータ誤りを軽減するデータ伝送装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明においては、送信データを変調手段により所定の方式で変調して電力線を介して送信する送信装置と、電力線を介して受信したデータを復調手段で復調して出力する受信装置とで構成される電力線データ伝送装置において、前記送信装置は、電力線の電圧レベルが０Ｖとなるゼロクロス点のタイミングを検出し前記変調手段にタイミング情報を供給する検出手段を備えており、前記変調手段は、前記タイミング情報に基づきゼロクロス点近傍に発生する雑音に対応するゼロクロス点前後の所定の時間には、それ以外の時間に用いる変調方式よりも耐雑音性の高い変調方式に変更可能であって、前記受信装置は、電力線の電圧レベルが０Ｖとなるゼロクロス点のタイミングを検出し前記変調手段にタイミング情報を供給する検出手段を備えており、前記復調手段は、前記タイミング情報に基づきゼロクロス点近傍に発生する雑音に対応するゼロクロス点前後の所定の時間には、それ以外の時間に用いる復調方式から前記耐雑音性の高い変調方式に対応した復調方式へ変更可能であることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２の発明においては、誤り訂正符号手段で誤り訂正符号化された送信データを電力線を介して送信する送信装置と、電力線を介して受信したデータを誤り訂正する誤り訂正復号手段を備えた受信装置とで構成されるデータ伝送装置において、前記送信装置は、電力線の電圧レベルが０Ｖとなるゼロクロス点のタイミングを検出し前記訂正符号手段にタイミング情報を供給する検出手段を備えており、前記誤り訂正符号手段は、前記タイミング情報に基づきゼロクロス点近傍に発生する雑音に対応するゼロクロス点前後の所定の時間には、それ以外の時間に用いる誤り訂正符号化方式よりも耐雑音性の高い誤り訂正符号化方式に変更可能であって、前記受信装置は、電力線の電圧レベルが０Ｖとなるゼロクロスのタイミングを検出し前記変調手段にタイミング情報を供給する検出手段を備えており、前記誤り訂正復号手段は、前記タイミング情報に基づきゼロクロス点近傍に発生する雑音に対応するゼロクロス点前後の所定の時間には、それ以外の時間に用いる誤り訂正復号方式から前記耐雑音性の高い誤り訂正符号化方式に対応した誤り訂正復号方式へ変更可能であることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明に係わるデータ伝送装置の実施の一形態例を示す構成概要図である。
同図に示すように、本発明に係わるデータ伝送装置は、変調部１１とＤ／Ａ変換器１２とアナログフロントエンド部１３と電力線電圧の０Ｖレベルの検出を行なう検出回路１４とから成る送信装置１と、アナログフロントエンド部２１とＡ／Ｄ変換器２２と復調部２３と電力線電圧の０Ｖレベルの検出を行なう検出回路２４とから成る受信装置２とで構成される。
そして、前記変調部１１は、データ伝送の途中において所定の時間の間、ディジタルデータを所定の変調方式から他の変調方式に変更して変調することができる変調部である。
また、前記復調部２１は、データ伝送の途中において所定の時間の間、ディジタルデータの復調を所定の復調方式から、前記変調部１１が変更した変調方式に対応する復調方式に変更してデータを復調することができる復調部である。
なお、 Ｄ／Ａ変換器１２とアナログフロントエンド部１３、２１とＡ／Ｄ変換器２２の機能・動作は、図３の同一符号の構成部位と同じであるので説明は省略する。
【０００８】
同図において、送信装置１に入力したディジタルデータは、変調部１１において所定の方式、例えば、伝送効率の高い１６ＰＳＫ変調方式で変調されてＤ／Ａ変換器１２に出力される。該Ｄ／Ａ変換器１２に入力したディジタル信号はアナログ信号に変換され、更にアナログフロントエンド部１３において電力線に結合されて送信される。
一方、検出回路１４は、電力線の電圧レベルが０Ｖを横切るタイミングを検出して、検出したタイミング情報を前記変調部１１に伝達する。この情報を得た前記変調部１１は、前記検出回路１４で検出したタイミングの前後の所定の時間の間、その変調方式を耐雑音性の高い、例えばＢＰＳＫ変調方式に変更して送信データを変調して前記Ｄ／Ａ変換器１２に出力し、前記アナログフロントエンド部１３を介して受信側に送信する。
【０００９】
電力線を介して送信されたデータ信号は、受信装置２のアナログフロントエンド部２３において受信されて取り出され、Ａ／Ｄ変換器２２に出力される。前記Ａ／Ｄ変換器２２に入力したアナログ信号は、ディジタル信号に変換され、更に、復調部２３で、前記送信側変調部１１における１６ＰＳＫ変調方式に対応した復調方式で復調してディジタルの受信データとして出力される。
一方、検出回路２４は、電力線電圧レベルが０Ｖを横切るタイミングを検出して検出したタイミング情報を前記変調部１１に伝達する。このタイミングの前後の所定の時間の間、送信側からは変更されたＢＰＳＫ変調方式で変調された信号が送信されてくるので、その間、復調部２１はそれに対応した復調方式に変更して復調する。
なお、所定の変調方式及び変更される変調方式は、データ伝送に先立つ初期トレーニングによって、誤り率と伝送速度の関係から最適な方式が決定される。
上記のように変調方式をデータ伝送途中において耐雑音の高い方式に変更すれば、電力線の雑音によって発生する周期的なデータ誤りに対して、これを軽減して高品質なデータ伝送を行なうことができる。
【００１０】
図２は、本発明に係わるデータ伝送装置の変形実施例を示す構成概要図である。
同図に示すように、本実施例に係わるデータ伝送装置は、誤り訂正符号部１５と変調部１６とＤ／Ａ変換器１２とアナログフロントエンド部１３と電力線電圧の０Ｖレベルの検出を行なう検出回路１４とから成る送信装置３と、誤り訂正復号部２５と復調部２６とＡ／Ｄ変換器２２とアナログフロントエンド部２３と電力線電圧の０Ｖレベルの検出を行なう検出回路２４とから成る受信装置４とで構成される。
そして、前記誤り訂正符号部１５は、データ伝送の途中において所定の時間の間、誤り訂正符号化方式を所定の方式から他の方式に変更して符号化することが可能な誤り訂正符号部であり、前記誤り訂正復号部２５は、所定の時間の間、所定の誤り訂正復号方式を、前記訂正符号部１５が変更した誤り訂正符号化方式に対応した誤り訂正復号方式に変更することが可能な誤り訂正復号部である。また、前記変調部１６及び復調部２６は、システムで定められた変調方式で送信データを変調し、該変調波を復調するものである。
なお、Ｄ／Ａ変換器１２とアナログフロントエンド部１３、２３と検出部１４、２４とＡ／Ｄ変換器２２の機能・動作は、図１の同一符号の構成部位と同じであるので説明は省略する。
【００１１】
同図において、送信装置３に入力したディジタルの送信データは、誤り訂正符号部１５でシステムで定められた所定の方式、例えば、符号化率３／４の畳込み符号による
誤り訂正符号が付加されて変調部１６に出力され、該変調部１６において変調されてＤ／Ａ変換器１２に出力される。
前記Ｄ／Ａ変換器１２に入力した変調信号はアナログ信号に変換されてアナログフロントエンド部１３から電力線に結合されて伝送される。
一方、検出回路１４は、電力線の電圧レベルが０Ｖを横切るタイミングを検出して、このタイミング情報を前記誤り訂正符号部１５に伝達する。
この情報を得た前記誤り訂正符号部１５は、前記検出回路１４で検出したタイミングの前後の所定の時間、その誤り訂正符号方式を耐雑音性の高い、例えば符号化率１／２の畳込み符号による誤り訂正符号化方式に変更して送信する。
【００１２】
受信装置４においては、電力線を介して送られた前記送信装置３からの送信信号をアナログフロントエンド部２３において受信して取りだし、Ａ／Ｄ変換器２２においてディジタル信号に変換して復調部２６に出力する。該復調部２６ではシステムで定められた方式で復調して誤り訂正復号部２５に出力する。
前記誤り訂正復号部２５においては、例えば符号化率３／４の畳込み符号によるビタビ復号化方式で誤り訂正してデータを出力する。
一方、検出回路２４は、電力線の電圧レベルが０Ｖを横切るタイミングを検出して、このタイミング情報を前記誤り訂正復号部２５に伝達する。
この情報を得た前記誤り訂正復号部２５は、前記検出回路１４で検出したタイミングの前後の所定の時間の間、送信側で変更した誤り訂正符号化方式に対応した復号化方式、即ち符号化率１／２の畳込み符号によるビタビ復号化方式に変更してデータの誤りり訂正を行なって受信データとして出力する。
なお、所定の誤り訂正符号化方式及び変更される誤り訂正符号化方式、並びに対応する誤り訂正復号化方式は、データ伝送に先立つ初期トレーニングによって、誤り率と伝送速度の関係から最適な方式が決定される。
【００１３】
上記のようにすれば、電力線電圧レベルの０Ｖ付近で周期的に発生する雑音によって起こるデータ誤りを、一時的にデータの伝送効率は落ちるものの、高い訂正能力の方式で誤り訂正してデータを取り出せるので、高品質なデータ伝送を行なうことができる。
なお、前述の説明では、周期的に発生する雑音によって起こるデータ誤りを軽減する手段として、変調方式あるいは誤り訂正符号化方式をそれぞれ別個に耐雑音性の高い方式に変更する方法を説明したが、両者を組合わせることによって、より一層高品質なデータ伝送を行なうことができるのは当然のことである。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電力線上の電圧０レベルにおける雑音で周期的に復調性能が劣化してデータ誤りが発生する電力線通信におけるデータ伝送装置に対して、前記の周期的なデータ誤りの発生するタイミングを検出して、そのタイミングの前後所定の時間の間だけ、変調方式あるいは誤り訂正符号化方式をデータ誤りの発生を軽減できる方式に変更できるように構成する。
これによって、本発明は、全国に広く張り巡らされた電力線を伝送路とするデータ伝送システムに対し、耐雑音性の高い高品質のデータ伝送装置を提供する上で大いに貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる電力線通信におけデータ伝送装置の実施の一形態例を示す構成概要図。
【図２】本発明に係わる電力線通信におけデータ伝送装置の変形実施例を示す構成概要図。
【図３】（ａ）は、従来の電力線通信におけるデータ伝送装置の一例を示す構成概要図で、（ｂ）は、電力線の電源周波数が５０Ｈｚの場合の受信装置のアナログフロントエンド部出力における雑音の例を示す図である。
【符号の説明】
１、  ３、５・・送信装置、          ２、４、６・・受信装置、
１１、１６、５１・・変調部、      １２・・Ｄ／Ａ変換器、
１３、２３・・アナログフロントエンド部、
２１、２６、６１・・復調部、      ２２・・Ａ／Ｄ変換器、
１４、  ２４・・検出回路、          １５・・誤り訂正符号部、
２５・・誤り訂正復号部
【図１】
0004341875.tif 000002
【図２】
0004341875.tif 000003
【図３】
0004341875.tif 000004