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技術 電力線通信装置、電力線通信方法および電力線通信プログラム

出願人 NECアクセステクニカ株式会社
発明者 前田康貴
出願日 2007年10月26日 (13年1ヶ月経過) 出願番号 2007-279333
公開日 2009年5月21日 (11年6ヶ月経過) 公開番号 2009-111508
状態 特許登録済
技術分野 時分割方式以外の多重化通信方式 時分割多重化通信方式 有線伝送方式及び無線の等化,エコーの低減
主要キーワード 分配態様 理論速度 伝送路インピーダンス 電力線通信回路 電力線通信方式 単位周波数帯域 周波数分配 伝送路ノイズ
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課題

異なる通信方式が混在する場合に、電力線通信の状況に応じた良好な通信状態を維持することができる電力線通信装置電力線通信方法および電力線通信プログラムを提供する。

解決手段

周波数分配手段4は、他方式電力線通信装置伝送路に接続されていると判定されたときに、他方式電力線通信装置との間でTDMAにより周波数帯域分配し、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定され、かつ、QoSを要求するサービス稼働していると判定された場合には、そのサービスで使用するための周波数帯域を他方式電力線通信装置との間でFDMAにより分配する。さらに、QoSを要求するサービスが稼働していないと判定された場合には、FDMAによる周波数帯域の分配を停止する。

概要

背景

2006年末に日本国内で解禁された宅内用高速電力線通信に対応したPLC(Power Line Communications :電力線通信モデム技術として、複数種類の方式が推進されている。理論速度200Mbps級のPLCモデム技術の方式としてHomeplug/AV規格、UPA規格、HD−PLC規格等がある。Homeplug/AV規格は、HPA(Homeplug Powerline Alliance )によって推進されている。UPA規格は、UPA(Universal Powerline Association )によって推進されている。HD−PLC規格は、CEPCA(Conshumer Electronics Powerline Communication Alliance)によって推進されている。

また、特許文献1には、共通の伝送路通信方式の異なる通信装置からの送信信号が出力されている状態を判定可能な通信ステムが記載されている。特許文献1には、CNR(Carrier to Noise Ratio:搬送波対雑音比)を検出することや、異なる通信方式に基づくデータ通信を、周波数的に、または時間的に、または符号的に、またはこれらを組み合わせて、互いに分離させることが記載されている。

また、特許文献2には、周波数帯域を有効に利用し、伝送速度を向上させる電力線搬送システムが記載されている。特許文献2に記載の電力線搬送システムは、制御パケット送受信を行うための専用の周波数帯域(制御パケット用周波数帯域)を使用し、周波数帯域を動的に割り当てる。

特開2007−19640号公報(段落0034−0041,0061−0068)
特開2004−364147号公報(段落0029,0062−0069)

概要

異なる通信方式が混在する場合に、電力線通信の状況に応じた良好な通信状態を維持することができる電力線通信装置電力線通信方法および電力線通信プログラムを提供する。周波数分配手段4は、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されたときに、他方式電力線通信装置との間でTDMAにより周波数帯域を分配し、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定され、かつ、QoSを要求するサービス稼働していると判定された場合には、そのサービスで使用するための周波数帯域を他方式電力線通信装置との間でFDMAにより分配する。さらに、QoSを要求するサービスが稼働していないと判定された場合には、FDMAによる周波数帯域の分配を停止する。

目的

そこで、本発明は、異なる通信方式が混在する場合に、電力線通信の状況に応じた良好な通信状態を維持することができる電力線通信装置、電力線通信方法および電力線通信プログラムを提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

方式が異なる電力線通信装置である他方式電力線通信装置と共通の搬送周波数帯域を利用する電力線通信装置であって、前記搬送周波数帯域全体に渡ってS/N比閾値以下になったときに、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定する他方式装置存在判定手段と、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されたときに、QoSを要求するサービス稼働しているか否かを判定するQoS要求有無判定手段と、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されたときに、他方式電力線通信装置との間でTDMAにより周波数帯域分配し、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定され、かつ、QoSを要求するサービスが稼働していると判定された場合には、当該サービスで使用するための周波数帯域を他方式電力線通信装置との間でFDMAにより分配する周波数分配手段とを備え、周波数分配手段は、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定され、かつ、QoSを要求するサービスが稼働していないと判定された場合には、FDMAによる周波数帯域の分配を停止することを特徴とする電力線通信装置。

請求項2

周波数分配手段は、FDMAにより分配する周波数帯域をS/N比に応じて変動させる請求項1に記載の電力線通信装置。

請求項3

他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されたときに、他方式電力線通信装置との間で共通の周波数帯域である共通制御帯域を確保する共通制御帯域確保手段と、共通制御帯域内の一部の周波数帯域により、QoSを要求する稼働中のサービスを通知するためのサービス情報信号送受信するサービス情報信号送受信手段とを備え、QoS要求有無判定手段は、サービス情報信号送受信手段が受信するサービス情報信号により、QoSを要求するサービスが稼働しているか否かを判定する請求項1または請求項2に記載の電力線通信装置。

請求項4

共通制御帯域内の一部の周波数帯域により、他方式電力線通信装置とネゴシエーションを行うための同期信号を送受信する同期信号送受信手段を備える請求項3に記載の電力線通信装置。

請求項5

共通制御帯域内の一部の周波数帯域により、自身が通信を行っているデータ量を通知するためのシステム情報信号を送受信するシステム情報信号送受信手段を備え、周波数分配手段は、他方式電力線通信装置から受信したシステム情報信号に基づいて、自身が採用している方式で送受信されるデータ量と、他方式電力線通信装置が送受信しているデータ量とに応じて、TDMAによる周波数帯域の分配量を変動させる請求項3または請求項4に記載の電力線通信装置。

請求項6

共通制御帯域確保手段は、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていないと判定されたときに、共通制御帯域を開放する請求項3から請求項5のうちのいずれか1項に記載の電力線通信装置。

請求項7

方式が異なる電力線通信装置である他方式電力線通信装置と共通の搬送周波数帯域を利用する電力線通信装置に適用される電力線通信方法であって、前記搬送周波数帯域全体に渡ってS/N比が閾値以下になったときに、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定し、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定したときに、QoSを要求するサービスが稼働しているか否かを判定し、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定したときに、他方式電力線通信装置との間でTDMAにより周波数帯域を分配し、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定し、かつ、QoSを要求するサービスが稼働していると判定した場合には、当該サービスで使用するための周波数帯域を他方式電力線通信装置との間でFDMAにより分配し、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定し、かつ、QoSを要求するサービスが稼働していないと判定した場合には、FDMAによる周波数帯域の分配を停止することを特徴とする電力線通信方法。

請求項8

FDMAにより分配する周波数帯域をS/N比に応じて変動させる請求項7に記載の電力線通信方法。

請求項9

他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定したときに、他方式電力線通信装置との間で共通の周波数帯域である共通制御帯域を確保し、共通制御帯域内の一部の周波数帯域により、QoSを要求する稼働中のサービスを通知するためのサービス情報信号を送受信し、受信したサービス情報信号により、QoSを要求するサービスが稼働しているか否かを判定する請求項7または請求項8に記載の電力線通信方法。

請求項10

共通制御帯域内の一部の周波数帯域により、他方式電力線通信装置とネゴシエーションを行うための同期信号を送受信する請求項9に記載の電力線通信方法。

請求項11

共通制御帯域内の一部の周波数帯域により、自身が通信を行っているデータ量を通知するためのシステム情報信号を送受信し、他方式電力線通信装置から受信したシステム情報信号に基づいて、自身が採用している方式で送受信されるデータ量と、他方式電力線通信装置が送受信しているデータ量とに応じて、TDMAによる周波数帯域の分配量を変動させる請求項9または請求項10に記載の電力線通信方法。

請求項12

他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていないと判定されたときに、共通制御帯域を開放する請求項9から請求項11のうちのいずれか1項に記載の電力線通信方法。

請求項13

方式が異なる電力線通信装置である他方式電力線通信装置と共通の搬送周波数帯域を利用する電力線通信装置として用いられるコンピュータに搭載される電力線通信プログラムであって、コンピュータに、前記搬送周波数帯域全体に渡ってS/N比が閾値以下になったときに、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定する他方式装置存在判定処理、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されたときに、QoSを要求するサービスが稼働しているか否かを判定するQoS要求有無判定処理、および他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されたときに、他方式電力線通信装置との間でTDMAにより周波数帯域を分配し、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定され、かつ、QoSを要求するサービスが稼働していると判定された場合には、当該サービスで使用するための周波数帯域を他方式電力線通信装置との間でFDMAにより分配し、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定され、かつ、QoSを要求するサービスが稼働していないと判定された場合には、FDMAによる周波数帯域の分配を停止する周波数分配処理を実行させるための電力線通信プログラム。

請求項14

コンピュータに、周波数分配処理で、FDMAにより分配する周波数帯域をS/N比に応じて変動させる請求項13に記載の電力線通信プログラム。

請求項15

コンピュータに、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されたときに、他方式電力線通信装置との間で共通の周波数帯域である共通制御帯域を確保する共通制御帯域確保処理、および共通制御帯域内の一部の周波数帯域により、QoSを要求する稼働中のサービスを通知するためのサービス情報信号を送受信するサービス情報信号送受信処理を実行させ、QoS要求有無判定処理で、受信したサービス情報信号により、QoSを要求するサービスが稼働しているか否かを判定させる請求項13または請求項14に記載の電力線通信プログラム。

請求項16

コンピュータに、共通制御帯域内の一部の周波数帯域により、他方式電力線通信装置とネゴシエーションを行うための同期信号を送受信する同期信号送受信処理を実行させる請求項15に記載の電力線通信プログラム。

請求項17

コンピュータに、共通制御帯域内の一部の周波数帯域により、自身が通信を行っているデータ量を通知するためのシステム情報信号を送受信するシステム情報信号送受信処理を実行させ、周波数分配処理で、他方式電力線通信装置から受信したシステム情報信号に基づいて、自身が採用している方式で送受信されるデータ量と、他方式電力線通信装置が送受信しているデータ量とに応じて、TDMAによる周波数帯域の分配量を変動させる請求項15または請求項16に記載の電力線通信プログラム。

請求項18

コンピュータに、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていないと判定されたときに、共通制御帯域を開放する処理を実行させる請求項15から請求項17のうちのいずれか1項に記載の電力線通信プログラム。

技術分野

0001

本発明は、電力線通信装置電力線通信方法および電力線通信プログラムに関し、特に、方式の異なる電力線通信装置との共存性を確保するための電力線通信装置、電力線通信方法および電力線通信プログラムに関する。

背景技術

0002

2006年末に日本国内で解禁された宅内用高速電力線通信に対応したPLC(Power Line Communications :電力線通信)モデム技術として、複数種類の方式が推進されている。理論速度200Mbps級のPLCモデム技術の方式としてHomeplug/AV規格、UPA規格、HD−PLC規格等がある。Homeplug/AV規格は、HPA(Homeplug Powerline Alliance )によって推進されている。UPA規格は、UPA(Universal Powerline Association )によって推進されている。HD−PLC規格は、CEPCA(Conshumer Electronics Powerline Communication Alliance)によって推進されている。

0003

また、特許文献1には、共通の伝送路通信方式の異なる通信装置からの送信信号が出力されている状態を判定可能な通信ステムが記載されている。特許文献1には、CNR(Carrier to Noise Ratio:搬送波対雑音比)を検出することや、異なる通信方式に基づくデータ通信を、周波数的に、または時間的に、または符号的に、またはこれらを組み合わせて、互いに分離させることが記載されている。

0004

また、特許文献2には、周波数帯域を有効に利用し、伝送速度を向上させる電力線搬送システムが記載されている。特許文献2に記載の電力線搬送システムは、制御パケット送受信を行うための専用の周波数帯域(制御パケット用周波数帯域)を使用し、周波数帯域を動的に割り当てる。

0005

特開2007−19640号公報(段落0034−0041,0061−0068)
特開2004−364147号公報(段落0029,0062−0069)

発明が解決しようとする課題

0006

Homeplug/AV規格、UPA規格、HD−PLC規格等は、2〜30MHzの搬送周波数帯域を用いたり、変調方式にOFDM(Orthogonal Frequency division multiplexing)を採用したりする等、採用技術の一部に類似はあるものの、明確に異なる技術であり、相互接続性や共存性は確立されていない。異なる方式のシステムが同一の伝送路に混在する場合、2〜30MHzの搬送周波数帯域において相互に通信信号干渉し、通信速度の不安定化や低下等通信品質の低下を来す。各規格を推進する業界団体が中心となり相互接続性や共存性を実現可能な標準規格化について議論されているが、そのような規格化は2007年7月の時点では確立されていない。

0007

図12は、異なる方式のPLCシステムが混在する宅内環境の例を示す模式図である。図12に示す例では、宅内分電盤50を介して第1の電力線系統100と第2の電力線系統200とが接続されている。第1の電力線系統100と第2の電力線系統200は、宅内分電盤50を介して接続されているが、同一のPLC伝送路群となる。また、宅内分電盤50は、各電力線系統100,200と宅外電力線とを接続させている。第1の電力線系統100には、第1の方式(以下、A方式と記す。)の2台のPLCモデム101,102と第2の方式(以下、B方式と記す。)の1台のPLCモデム103が接続されている。また、第2の電力線系統200には、A方式の1台のPLCモデム201とB方式の2台のPLCモデム202,203が接続されている。各方式のPLCモデム群は、同じ方式のPLCモデムとの接続性は確立しているが、異なる方式のPLCモデムとの相互接続性・共存性は確立していない。ここで、「相互接続性」とは、異なる方式間でデータ通信が可能であること(例えばA方式のモデム群とB方式のモデム群とが通信可能であること)を指す。図12に例示するように、複数の方式のPLCモデムを同一の伝送路に配置した場合、各方式のPLCモデムが同一の搬送周波数帯域(日本国内では2〜30MHz)を用いて通信信号を伝送路上に重畳しようとするため、各方式のPLCモデムから送信された通信信号が相互に干渉するために、相互にノイズとして影響し、通信速度が不安定になったり、通信速度が低下したりする等の通信品質の低下が生じる。すなわち、各方式の共存性が確立できない。

0008

特許文献1に記載されたシステムは、異なる通信方式に基づくデータ通信を互いに分離させる。そして、その分離の態様として、周波数的にデータ通信を分離したり、時間的にデータ通信を分離したりすることが挙げられている。しかし、単に、周波数的あるいは時間的にデータ通信を分割するだけでは、必ずしも良好な電力線通信を実現できるとは限らない。例えば、FDMA(Frequency Division Multiple Access)には、周波数帯域の一部を占有確保するため、TDMAよりも安定した通信速度を確保できるのでQoSサービスに向いているというメリットがあるが、その一方で、周波数帯域の一部を占有確保するため、使用可能な搬送周波数帯域が有限な場合、必然的に確保可能な帯域が限定されてしまうというデメリットがある。そのようなFDMAの性質を考慮すると、単に、周波数的にデータ通信を分割するだけでは、電力線通信の状況に応じた良好な通信状態を維持できるとは限らない。

0009

また、特許文献2に記載されたシステムは、マスタスレーブ間通信における制御パケット用周波数帯域における周波数帯域を分割制御する。このマスタおよびスレーブは、いずれも制御パケットとしてIPを用いる通信手段であり、互いに異なる通信方式を採用しているわけではない。従って、特許文献2に記載された技術では、異なる通信方式が混在する場合に、電力線通信の状況に応じた良好な通信状態を維持できるわけではない。

0010

そこで、本発明は、異なる通信方式が混在する場合に、電力線通信の状況に応じた良好な通信状態を維持することができる電力線通信装置、電力線通信方法および電力線通信プログラム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

0011

本発明の電力線通信装置は、方式が異なる電力線通信装置である他方式電力線通信装置と共通の搬送周波数帯域を利用する電力線通信装置であって、前記搬送周波数帯域全体に渡ってS/N比閾値以下になったときに、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定する他方式装置存在判定手段と、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されたときに、QoSを要求するサービス稼働しているか否かを判定するQoS要求有無判定手段と、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されたときに、他方式電力線通信装置との間でTDMAにより周波数帯域を分配し、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定され、かつ、QoSを要求するサービスが稼働していると判定された場合には、当該サービスで使用するための周波数帯域を他方式電力線通信装置との間でFDMAにより分配する周波数分配手段とを備え、周波数分配手段が、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定され、かつ、QoSを要求するサービスが稼働していないと判定された場合には、FDMAによる周波数帯域の分配を停止することを特徴とする。

0012

また、本発明の電力線通信方法は、方式が異なる電力線通信装置である他方式電力線通信装置と共通の搬送周波数帯域を利用する電力線通信装置に適用される電力線通信方法であって、前記搬送周波数帯域全体に渡ってS/N比が閾値以下になったときに、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定し、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定したときに、QoSを要求するサービスが稼働しているか否かを判定し、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定したときに、他方式電力線通信装置との間でTDMAにより周波数帯域を分配し、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定し、かつ、QoSを要求するサービスが稼働していると判定した場合には、当該サービスで使用するための周波数帯域を他方式電力線通信装置との間でFDMAにより分配し、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定し、かつ、QoSを要求するサービスが稼働していないと判定した場合には、FDMAによる周波数帯域の分配を停止することを特徴とする。

0013

また、電力線通信プログラムは、方式が異なる電力線通信装置である他方式電力線通信装置と共通の搬送周波数帯域を利用する電力線通信装置として用いられるコンピュータに搭載される電力線通信プログラムであって、コンピュータに、前記搬送周波数帯域全体に渡ってS/N比が閾値以下になったときに、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定する他方式装置存在判定処理、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されたときに、QoSを要求するサービスが稼働しているか否かを判定するQoS要求有無判定処理、および他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されたときに、他方式電力線通信装置との間でTDMAにより周波数帯域を分配し、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定され、かつ、QoSを要求するサービスが稼働していると判定された場合には、当該サービスで使用するための周波数帯域を他方式電力線通信装置との間でFDMAにより分配し、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定され、かつ、QoSを要求するサービスが稼働していないと判定された場合には、FDMAによる周波数帯域の分配を停止する周波数分配処理を実行させることを特徴とする。

発明の効果

0014

本発明によれば、異なる通信方式が混在する場合に、電力線通信の状況に応じた良好な通信状態を維持することができる。

発明を実施するための最良の形態

0015

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

0016

本発明の電力線通信装置は、電力線通信の伝送路に接続される。本発明の電力線通信装置は、例えばPLCモデムとして同一伝送路に複数配置されるが、その複数の電力線通信装置のうち一部は、他の電力線通信装置と異なる方式を採用する。例えば、図12に示すように、複数の電力線通信装置(例えばPLCモデム)101〜103,201〜203が同一伝送路に接続されているとする。そのうち、一部の電力線通信装置101,102,201と、他の電力線通信装置103,202,203とは、互いに異なる方式を採用する。電力線通信の方式が互いに異なる電力線通信装置であっても、個々の電力線通信装置が本発明の電力線通信装置として動作することにより、共存性を確保する。すなわち、方式の異なる電力線通信装置が自身と同一の伝送路上に接続されていたとしても、各電力線通信装置は、そのような他の方式の電力線通信装置が送信する信号による干渉やノイズを受けずに、自身と同じ方式を採用する電力線通信装置との間の通信の品質を維持することができる。

0017

なお、1つの伝送路に接続される電力線通信装置に適用される電力線通信の方式は2種類でなく、3種類以上であってもよい。例えば、A方式の電力線通信装置およびB方式の電力線通信方式の他に、第3の電力線通信方式(以下、C方式と記す。)の電力線通信装置が1つの伝送路に接続されていてもよい。

0018

同一の伝送路に接続される各電力線通信装置は、採用する方式に依らず、共通の搬送周波数帯域を利用して、同一の方式を採用する他の電力線通信装置との間で通信を行う。上記の「共通の搬送周波数帯域」とは、例えば2〜30MHzの帯域である。この2〜30MHzという搬送周波数帯域は、宅内用高速PLC(電力線通信)の搬送周波数帯域として日本国内で解禁された周波数帯域である。例えば、A方式の電力線通信装置は、A方式の他の電力線通信装置と2〜30MHzの帯域で通信を行い、同様に、B方式の電力線通信装置も、B方式の他の電力線通信装置と2〜30MHzの帯域で通信を行う。以下、「共通の搬送周波数帯域」が2〜30Mzである場合を例にして説明する。

0019

図1は、本発明の電力線通信装置の概要を示す説明図である。本発明の電力線通信装置1は、他方式装置存在判定手段2と、QoS要求有無判定手段7と、周波数分配手段8とを備える。同一の伝送路に接続される各電力線通信装置は、採用する方式に依らず、他方式装置存在判定手段2と、QoS要求有無判定手段7と、周波数分配手段8とを備える。

0020

他方式装置存在判定手段2は、共通の搬送周波数帯域全体に渡ってS/N比が閾値以下になったか否かにより、自身(その他方式装置存在判定手段2を備える電力線通信装置自身)が接続されている伝送路に、方式が異なる電力線通信装置(以下、他方式電力線通信装置と記す。)が接続されているか否かを判定する。共通の搬送周波数帯域全体に渡ってS/N比が閾値以下になったときに、他方式装置存在判定手段2は、自身が接続されている伝送路に他方式電力線通信装置が接続されていると判定する。その他の場合(すなわち、共通の搬送周波数帯域の一部でS/N比が閾値より大きい場合)には、他方式装置存在判定手段2は、自身が接続されている伝送路に他方式電力線通信装置が接続されていないと判定する。

0021

他方式電力線通信装置が伝送路に接続されているということは、通信速度の不安定化や低下等といった通信品質の低下の要因となる通信電力装置が存在し、そのような通信電力装置との間で互いに通信信号が干渉したりノイズ化することが推定されるということを意味する。

0022

また、QoS要求有無判定手段7は、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されたときに、自身(そのQoS要求有無判定手段7を備える電力線通信装置自身)が接続されている伝送路に接続されたいずれかの電力線通信装置同士の間で、QoS(Quality of Service)を要求するサービスが稼働しているか否かを判定する。QoSとは、通信帯域を確保してサービスのための通信速度を保証することである。

0023

周波数分配手段8は、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されたときに、共通の搬送周波数帯域を他方式電力線通信装置との間で分配する。周波数分配手段8は、搬送周波数帯域の分配態様を、QoSを要求するサービスが稼働しているか否かで変更する。他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されているが、QoSを要求するサービスが稼働していないと判定された場合、周波数分配手段8は、他方式電力線通信装置との間でTDMA(Time Division Mutiple Access:時分割多元接続)により周波数帯域を分配する。他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されているが、QoSを要求するサービスが稼働していると判定された場合、周波数分配手段8は、そのサービスで使用するための周波数帯域を他方式電力線通信装置との間でFDMA(Frequency Division Multiple Access:周波数分割多元接続)により分配し、その他の周波数帯域をTDMAにより分配する。その他の周波数帯域とは、具体的には、搬送周波数帯域のうちFDMAで分配する帯域および後述の共通制御帯域以外の周波数帯域である。他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されているが、QoSを要求するサービスが稼働していないと判定された場合には、周波数分配手段8は、FDMAによる周波数帯域の分配を停止し、上記のようにTDMAにより周波数帯域を分配する。このように、周波数分配手段8は、QoSを要求するサービスが稼働しているときに、一時的にFDMAによる周波数帯域の分配を行う。また、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていないと判定された場合、周波数分配手段8は、TDMAやFDMAによる周波数帯域の分配を行わず、搬送周波数帯域全体を用いて他の電力線通信装置との間で通信を行う。

0024

周波数分配手段8が、上記のように搬送周波数帯域を分配するので、同一伝送路に、互いに方式の異なる電力線通信装置が接続されていたとしても、各電力線通信装置は、異なる方式の電力線通信装置の干渉を受けずに、品質を維持して電力線通信を行うことができる。さらに、周波数分配手段8は、TDMAによる周波数帯域の分配を行うとともに、QoSを要求するサービスが稼働していると判定される場合には、そのサービスで使用するための周波数帯域をFDMAにより分配し、QoSを要求するサービスが稼働していないときにはFDMAによる周波数帯域の分配を停止する。例えば、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されて、QoSを要求しないサービス(例えば、TCP/IPによるデータ通信等)のみが稼働していると判定される場合には、周波数分配手段8は、TDMAだけで周波数帯域の分配を行う。このように、TDMAによる周波数帯域の分配を行うとともに、FDMAによる周波数帯域の分配を行うか否かは、QoSを要求するサービスが稼働しているか否かにより決定するので、電力線通信の状況に応じた良好な通信状態を維持することができる。

0025

図2は、本発明の電力線通信装置の構成例を示す説明図である。本発明の電力線通信装置1は、他方式装置存在判定手段2と、共通制御帯域確保手段3と、同期信号送受信手段4と、システム情報信号送受信手段5と、サービス情報信号送受信手段6と、QoS要求有無判定手段7と、周波数分配手段8とを備える。他方式装置存在判定手段2、QoS要求有無判定手段7、周波数分配手段8については、図1を参照して説明したとおりであり、図1と同一の符号を付し、説明を省略する。

0026

共通制御帯域確保手段3は、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されたときに、他方式電力線通信との間で共通の周波数帯域である共通制御帯域を確保する。この共通制御帯域は、異なる方式の共存性を確保するために各方式の電力線通信装置が共通のプロトコルで通信を行うための周波数帯域である。共通制御帯域確保手段3は、搬送周波数帯域(本例では2〜30MHz)の一部に共通制御帯域を確保する。

0027

共通制御帯域確保手段3は、共通制御帯域として、同期信号の送受信に用いる帯域、システム情報信号の送受信に用いる帯域、およびサービス情報信号の送受信に用いる帯域を確保する。すなわち、共通制御帯域には、同期信号の送受信に用いる帯域、システム情報信号の送受信に用いる帯域、およびサービス情報信号の送受信に用いる帯域が含まれる。

0028

また、共通制御帯域確保手段3は、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていないと判定されたときには、共通制御帯域を開放する。このとき、周波数分配手段8は、TDMAやFDMAによる周波数帯域の分配を行わず、搬送周波数帯域全体を用いて他の電力線通信装置との間で通信を行う。

0029

同期信号(以下、システム同期用信号と記す。)は、他方式電力線通信装置とネゴシエーションを行うための信号である。また、システム同期用信号は、パルス信号として送受信され、TDMAによる周波数帯域の分配周期の同期信号としての役割も担う。同期信号送受信手段4は、共通制御帯域の一部(システム同期用信号の送受信に用いられる帯域)により、システム同期用信号を他の電力線通信装置と送受信する。また、同期信号送受信手段4は、他方式電力線通信装置が送信したシステム同期用信号を受信し、他方式電力線通信装置とのネゴシエーションを行う。

0030

システム情報信号(以下、PLCシステム情報信号と記す。)は、そのPLCシステム情報信号の送信元の電力線通信装置が通信を行っているデータ量を通知するための信号である。PLCシステム情報信号は、具体的には、異なる方式間での相互の物理層およびデータリンク層の状態を示す情報を交換するための信号である。例えば、PLCシステム情報信号は、電力線通信の方式の仕様データ通信量、PLCシステム情報信号の送信元が採用している方式を用いた電力線通信装置の台数等を通知するために用いられる。システム情報信号送受信手段5は、共通制御帯域の一部(PLCシステム情報信号の送受信に用いる帯域)により、PLCシステム情報信号を他の電力線通信装置と送受信する。周波数分配手段8は、他方式電力線通信装置から受信したPLCシステム情報信号に基づいて、他方式電力線通信装置が送受信しているデータ量を判定し、自身が採用している方式で送受信されるデータ量(すなわち、自身と同じ方式を採用した電力線通信装置が送受信しているデータ量)と、他方式電力線通信装置が送受信しているデータ量とに応じて、TDMAによる周波数帯域の分配量を変動させることが好ましい。例えば、周波数分配手段8は、自身と同じ方式を採用した電力線通信装置が送受信しているデータ量と、他方式電力線通信装置が送受信しているデータ量との比に応じて、各方式の通信のために用いる周波数帯域を分配することが好ましい。

0031

サービス情報信号は、QoSを要求するサービスであって稼働中のサービスを通知するための信号である。サービス情報信号送受信手段6は、共通制御帯域の一部(サービス情報信号の送受信に用いる帯域)により、サービス情報信号を送受信する。QoSを要求するサービスの例として、VoIP(Voice over IP )等の音声通信が挙げられる。サービス情報信号送受信手段6は、QoSを要求するサービスがそのサービス情報信号送受信手段6を備える電力線通信装置で稼働している場合、そのサービスが稼働中であることをサービス情報信号で他方式電力線通信装置に通知する。また、QoSを要求するサービスが稼働していない場合には、その旨をサービス情報信号で他方式電力線通信装置に通知する。サービス情報信号送受信手段6は、他の電力線通信装置が送信したサービス情報信号を受信する。また、QoS要求有無判定手段7は、サービス情報信号送受信手段6が他の電力線通信装置から受信したサービス情報信号により、他方式電力線通信装置でQoSを要求するサービスが稼働中であるか否かを判定する。

0032

本発明の電力線通信装置は、記憶装置を備えたコンピュータによって実現され、そのコンピュータが記憶装置に記憶された電力線通信プログラムに従って、他方式装置存在判定手段2、共通制御帯域確保手段3、同期信号送受信手段4、システム情報信号送受信手段5、サービス情報信号送受信手段6、QoS要求有無判定手段7および周波数分配手段8として動作する構成であってもよい。電力線通信装置として用いられるコンピュータの例として、PLC単体モデム、家電機器パーソナルコンピュータホームゲートウェイ機器等が挙げられる。これらのコンピュータのCPUが、電力線通信プログラムに従って、他方式装置存在判定手段2、共通制御帯域確保手段3、同期信号送受信手段4、システム情報信号送受信手段5、サービス情報信号送受信手段6、QoS要求有無判定手段7および周波数分配手段8として動作する構成であってもよい。

0033

次に、本発明の電力線通信装置が搬送周波数帯域(各方式で共通の搬送周波数帯域。本例では2〜30MHz。)を分配する状況を図3ないし図8を用いて模式的に説明する。なお、図3ないし図8において、縦軸は周波数帯域を表し、横軸は時間を表す。

0034

図3は、単一方式の電力線通信装置のみが存在する場合にその電力線通信装置が搬送周波数帯域を独占利用している状態を示す説明図である。ある電力線通信装置が接続されている伝送路に他方式電力線通信装置が接続されていないとする。この状態では、その電力線通信装置の共通制御帯域確保手段3は共通制御帯域を確保せず、また、周波数分配手段8は搬送周波数帯域全体を用いて他の電力線通信装置との間で通信を行う。この結果、その周波数分配手段8は、図3に示すように、搬送周波数帯域を独占利用して自身と同じ方式(図3に示す例ではA方式)の他の電力線通信装置と通信を行う。

0035

図4は、搬送周波数帯域(2〜30MHz)の一部を共通制御帯域とし、搬送周波数帯域の残りをTDMAにより分配した状態を示す説明図である。伝送路に他方式電力線通信装置が接続され、各方式(ここではA方式およびB方式とする。)の電力線通信装置においてそれぞれQoSが要求されないサービス(例えば、TCP/IPによるデータ通信等)のみが稼働しているとする。すると、各電力線通信装置の共通制御帯域確保手段3は、共通制御帯域を確保する。また、各電力線通信装置のQoS要求有無判定手段7は、共通制御帯域で送受信されるサービス情報信号により、QoSが要求されないサービスだけが稼働していて、QoSが要求されるサービスが稼働していないことを判定する。この結果、各電力線通信装置の周波数分配手段8は、他方式電力線通信装置との間でTDMAにより、搬送周波数帯域における共通制御帯域以外の帯域を分配する。図4に示す例では、A方式の電力線通信装置とB方式の電力線通信装置で平等に搬送周波数帯域を分配している状態を示す。

0036

伝送路に他方式電力線通信装置が接続されていないと判定した場合、各電力線通信装置の共通制御帯域確保手段3が共通制御帯域を開放し、各電力線通信装置の周波数分配手段8がTDMAによる搬送周波数帯域の分配を行わない状態(図3参照)に戻る。

0037

図5は、TDMAによる周波数帯域の分配に加えて、FDMAによる周波数帯域の分配も行う状態を示す説明図である。図4に示す状態の後、QoSが要求されるサービスの稼働が開始したとする。すると、各電力線通信装置のQoS要求有無判定手段7は、共通制御帯域で送受信されるサービス情報信号により、QoSが要求されるサービスが稼働していることを判定する。この結果、各電力線通信装置の周波数分配手段8は、QoSが要求されるサービスで使用するための周波数帯域を各方式の電力線通信装置の間で一時的にFDMAで分配する(図5参照)。QoSが要求されるサービスの稼働が停止したときには、各電力線通信装置のQoS要求有無判定手段7は、そのことを判定する。各電力線通信装置の周波数分配手段8は、TDMAによる周波数帯域の分配を行う状態(図4参照)に戻る。

0038

図4および図5では、1つの伝送路に接続される電力線通信装置に適用される電力線通信の方式がA方式およびB方式の2種類である場合を例示している。1つの伝送路に接続される電力線通信装置に適用される電力線通信の方式が3種類以上であってもよい。図6は、1つの伝送路に接続される電力線通信装置に適用される電力線通信の方式がA方式、B方式およびC方式の3種類である場合の搬送周波数帯域の分配の例を示す説明図である。図6では、QoSが要求されるサービスが稼働している場合の例を示している。この場合、各電力線通信装置の周波数分配手段8は、QoSが要求されるサービスで使用するための周波数帯域をA方式、B方式、C方式の各電力線通信装置の間でFDMAにより分配する。また、FDMAで分配する帯域および共通制御帯域以外の周波数帯域を、A方式、B方式、C方式の各電力線通信装置の間でTDMAにより分配する

0039

図7は、共通制御帯域を具体的に示す説明図である。他方式装置存在判定手段2が、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていることを判定すると、共通制御帯域確保手段3は、共通制御帯域として、システム同期用信号(同期信号)の送受信に用いる帯域11a、PLCシステム情報信号(システム情報信号)の送受信に用いる帯域11b、およびサービス情報信号の送受信に用いる帯域11cを確保する。システム同期用信号、PLCシステム情報信号、サービス情報信号については、既に説明したとおりである。

0040

また、図4ないし図6では、周波数帯域を各方式で均等に分配する場合を示している。周波数分配手段8は、このように、周波数帯域を各方式で均等に分配してもよいが、その場合には、いずれかの方式の電力線通信装置での通信データ量が他の方式に比べて多くなると、通信のパフォーマンスが低下する。例えば、図4図5に例示する状態において、A方式の電力線通信装置間での通信データ量が多く、B方式の電力線通信装置間での通信データ量が少ないといった通信データ量の偏りがあるとすると、通信のパフォーマンスが低下する。よって、既に説明したように、周波数分配手段8は、他方式電力線通信装置から受信したPLCシステム情報信号に基づいて、他方式電力線通信装置が送受信しているデータ量を判定し、自身が採用している方式で送受信されるデータ量(すなわち、自身と同じ方式を採用した電力線通信装置が送受信しているデータ量)と、他方式電力線通信装置が送受信しているデータ量とに応じて、TDMAによる周波数帯域の分配量を変動させることが好ましい。

0041

図8は、TDMAで分配する周波数帯域に偏りを持たせた状態を示す説明図である。例えば、システム情報信号送受信手段5が他方式電力線通信装置から受信したPLCシステム情報信号に基づいて、周波数分配手段8が、他方式電力線通信装置で送受信しているデータ量を判定する。さらに、周波数分配手段8は、他方式電力線通信装置(B方式の電力線通信装置)で送受信しているデータ量と、自身と同じ方式(A方式)を採用した電力線通信装置が送受信しているデータ量との比を判定する。ここでは、他方式電力線通信装置(B方式の電力線通信装置)で送受信しているデータ量と、自身と同じ方式(A方式)を採用した電力線通信装置が送受信しているデータ量との比が、1:3であるとする。この場合、周波数分配手段8は、TDMAによる周波数帯域の分配を行うときに、図8に示すように、B方式の電力線通信装置に分配する周波数帯域と、A方式の電力線通信装置に分配する周波数帯域とを、その比(1:3)に分配する。各方式毎の電力線通信装置の台数の比が各方式の電力線通信装置で送受信されるデータ量の比であるとみなして、周波数分配手段8は、各方式毎の電力線通信装置の台数の比で周波数帯域を分配してもよい。

0042

また、本実施形態において、周波数分配手段8は、FDMAにより分配する周波数帯域をS/N比に応じて変動させる。単位周波数帯域毎に乗せられる(データ送信できる)データ量の最大値は、電力線通信の方式により異なるものの、方式毎に一義的に定義することができる。しかし、S/N比は時間的に変動するため、実際に単位周波数帯域毎にデータ送信できるデータ量はS/N比の変動に伴って時間的に変動する。

0043

図9は、単位周波数帯域毎の、データ送信できるデータ量の最大値および実際にデータ送信できるデータ量の関係の例を示す説明図である。図9において、縦軸はシグナルレートを示し、横軸は周波数帯域を示している。単位周波数帯域毎に乗せられる(データ送信できる)データ量の最大値は各単位周波数帯域で一定であり、図9では、その最大値を「帯域毎の最大Signalレート」と示している。また、実際に単位周波数帯域毎にデータ送信できるデータ量は、「帯域毎の有効Signalレート」と示している。図9では、FDMAで分配する周波数帯域における有効Signalレートを斜線で示し、TDMAで分配する周波数帯域における有効Signalレートは無地で示している。また、図9に示す曲線は、帯域毎の有効Signalレートの変化を表している。

0044

帯域毎の最大Signalレートから帯域毎の有効Signalレートを除いた部分(図9において散点模様で示した部分)は、ノイズ成分である。有効Signalレートとノイズ成分との比がS/N比である。S/N比が変動するということは、このノイズ成分が変動するということである。帯域毎の有効Signalレートが大きいほど、データ送信できるデータ量も増加する。例えば、図9において、ノイズが小さく斜線で示した面積が大きいほど、FDMAで送信できるデータ量も増加する。また、ノイズが大きく斜線で示した面積が小さくなれば、FDMAで送信できるデータ量も減少する。

0045

また、例えば、他方式装置存在判定手段2が単位周波数単位毎にS/N比を計測する。FDMAにより周波数帯域の分配を行おうとする帯域においてS/N比が劣化(低下)しているとする。この場合、ノイズ成分が多いことになるので、その帯域で送信できるデータ量も少ないことになる。よって、この場合、QoSで要求されるサービスにおける通信速度を確保できる状態となるまで、FDMAによって分配する周波数帯域を広げる。図9により模式的に説明すると、斜線部の面積が所定値より大きくなるまで、FDMAによって分配する周波数帯域を広げる。そして、周波数分配手段8は、その周波数帯域をFDMAにより分配する。このように、FDMAにより周波数帯域の分配を行おうとする帯域においてS/N比が低下しているほど、周波数分配手段8は、FDMAによって分配する周波数帯域を広げればよい。

0046

また、FDMAにより周波数帯域の分配を行おうとする帯域において、既に、QoSで要求されるサービスにおける通信速度を確保できる状態であるならば、FDMAによって分配する周波数帯域をさらに広げなくてよい。

0047

このように周波数分配手段8がFDMAにより分配する周波数帯域をS/N比に応じて変動させることで、S/N比が悪化しても良好な通信状態を維持することができ、QoSを要求するサービスを安定して利用することができる。

0048

次に、動作について説明する。図2に例示する各手段を備えた本発明の電力線通信装置が、図12に例示する電力線通信装置(図12に示す例ではPLCモデム)101〜103,201〜203として伝送路に接続されているとする。これらの電力線通信装置のうち、電力線通信装置101,102,201はA方式の電力線通信装置であり、電力線通信装置103,202,203はB方式の電力線通信装置である。A方式の電力線通信装置はA方式の電力線通信装置同士でデータを送受信し、B方式の電力線通信装置はB方式の電力線通信装置同士でデータを送受信する。各電力線通信装置101〜103,201〜203は、図2に例示する各手段を備え、共通制御帯域を利用して周波数分配を行って、共存可能としている。すなわち、異なる方式の電力線通信装置が伝送路に接続されていても、干渉やノイズによって通信品質が低下することなく通信可能としている。以下の説明では、A方式の電力線通信装置を例にして動作を説明するが、B方式の電力線通信装置の動作も同様である。

0049

図10は、A方式の電力線通信装置が搬送周波数帯域(2〜30MHz)の一部を共通制御帯域に動的に割り当て、B方式の電力線通信装置との共存性を確立する動作の例を示す流れ図である。図10に示すステップS0は、A方式の電力線通信装置自身が接続されている伝送路にB方式の電力線通信装置が接続されたことを示す。これにより、A方式およびB方式それぞれの電力線通信装置の信号が干渉しあい相互にノイズとして影響する状態となり、それぞれの方式の電力線通信装置において、通信速度が不安定になったり低下したりする等の通信品質の低下が生じる。

0050

A方式の電力線通信装置の他方式装置存在判定手段2は、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されているか否かを判定する(ステップS1)。電力線通信の特性として、伝送路ノイズのS/N比は一定ではなく、時間的に変化することがあり得る。このようなS/N比の時間的変化は、主に、他の宅内電気機器等の影響による電源ノイズ伝送路インピーダンスの変化等といった外乱の影響に依る。それらの外乱は、特定の周波数帯域に周期的に発生するか、もしくは突発的なランダムノイズとして発生する。一方、他方式電力線通信装置の存在に起因して発生するノイズの周波数帯域は、各方式の電力線通信装置が共通の搬送周波数帯域とする帯域に限られる。従って、その共通の搬送周波数帯域全体に渡ってS/N比の悪化が観測された場合には、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されている可能性が高いと判定することができる。他方式装置存在判定手段2は、各方式で共通の搬送周波数帯域全体に渡ってS/N比を計測し、その搬送周波数帯域全体に渡ってS/N比が閾値以下であるならば、自身が接続されている伝送路に他方式電力線通信装置が接続されていると判定する。また、その他の場合には、伝送路に他方式電力線通信装置が接続されていないと判定する。

0051

他方式装置存在判定手段2は、搬送周波数帯域全体に渡ってS/N比が閾値以下であるか否かにより、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されているか否かを判定するので、ステップS1の判定の正確性を高めることができる。

0052

伝送路に他方式電力線通信装置が接続されていないと判定した場合(ステップS1のNo)、再度ステップS1の動作を繰り返す。

0053

伝送路に他方式電力線通信装置が接続されていると判定した場合(ステップS1のYes)、共通制御帯域確保手段3は、共通制御帯域を確保する。そして、同期信号送受信手段4は、システム同期用信号の送受信に用いる帯域11a(図7参照)により、システム同期用信号の送信を開始する(ステップS2)。ステップS2において、同期信号送受信手段4は、他方式電力線通信装置が送信したシステム同期用信号を受信し、他方式電力線通信装置とのネゴシエーションも行う。

0054

ここでは、A方式の電力線通信装置を例に説明しているが、B方式の電力線通信装置の動作も同様である。すなわち、A方式の電力線通信装置だけでなくB方式の電力線通信装置もステップS1,S2の動作を行い、各方式の同期信号送受信手段4がそれぞれ、他方式電力線通信装置の同期信号送受信手段4とネゴシエーションを行う。

0055

A方式の電力線通信装置の同期信号送受信手段4は、他方式電力線通信装置(B方式の電力線通信装置)とのネゴシエーションが完了したか否かを判定する(ステップS3)。B方式の電力線通信装置の同期信号送受信手段4も同様の動作を行う。ネゴシエーションが完了していれば(ステップS3のYes)、ステップS4に移行する。ネゴシエーションが完了していなければ、再度ステップS3の判定を繰り返す。A方式とB方式とで、ネゴシエーションが完了してステップS4に移行するタイミングに時間差が生じることもあり得る。その場合、先行した側の同期信号送受信手段4は、ネゴシーションが完了していないものとして、ステップS3を繰り返して、他方式においてもネゴシエーションが完了するまで待機する。

0056

ステップS4では、周波数分配手段8が、搬送周波数帯域を分配する処理を行う。また、ステップS4では、共通制御帯域(図7参照)による各種信号の送受信も行う。ステップS4において、各方式の電力線通信回路の周波数分配手段8が他方式電力線通信装置と搬送周波数帯域を分配することにより、各方式の共存性が得られる。ステップS4の処理については、図11を用いて後述する。

0057

また、他方式装置存在判定手段2は、共存状態にあった他方式電力線通信装置が伝送路に接続された状態が維持されているか否かを判定する(ステップS5)。共存状態にある他方式電力線通信が伝送路に接続されているならば(ステップS5のYes)、周波数分配手段8は搬送周波数帯域を分配する処理(ステップS4)を継続する。共存状態にあった他方式電力線通信が伝送路に接続されない状態になったならば(ステップS5のNo)、ステップS6に移行する。ステップS5において、他方式装置存在判定手段2は、例えば、同期信号送受信手段4がシステム同期用信号を受信しなくなったときに、共存状態にあった他方式電力線通信が伝送路に接続されない状態になったと判定すればよい。また、同期信号送受信手段4がシステム同期用信号をしているときには、共存状態にある他方式電力線通信が伝送路に接続された状態が続いていると判定すればよい。また、他方式装置存在判定手段2は他の態様でステップS5の判定を行ってもよい。

0058

B方式の電力線通信装置が伝送路から外される等してB方式との共存が不要になった場合、A方式の電力線通信装置では、同期信号送受信手段4は、B方式の電力線通信装置からシステム同期用信号を受信しなくなり、他方式装置存在判定手段2は、B方式の電力線通信装置が伝送路に接続されない状態になったと判定する(ステップS5のNo)。このとき、周波数分配手段8は、他方式電力線通信装置との搬送周波数帯域の分配(ステップS4)を停止する。同時に、共通制御帯域確保手段3は、共通制御帯域を開放する(ステップS6)。この後、A方式の電力線通信装置同士は、搬送周波数帯域を占有してデータの送受信を行う(図3参照)。

0059

図11は、搬送周波数帯域の分配処理図10に示すステップS4)の処理経過の例を示す流れ図である。上記の場合と同様に、A方式の電力線通信装置を例にして説明する。

0060

搬送周波数帯域を分配する場合、システム情報信号送受信手段5は、PLCシステム情報信号の送受信に用いる帯域11b(図7参照)により、PLCシステム情報信号を送信する。また、システム情報信号送受信手段5は、他の電力線通信装置が送信したPLCシステム情報信号を受信する。サービス情報信号送受信手段6は、サービス情報信号の送受信に用いる帯域11c(図7参照)により、サービス情報信号を送信する。また、サービス情報信号送受信手段6は、他の電力線通信装置が送信したサービス情報信号を受信する。このように、システム情報信号送受信手段5は、他の電力線通信装置とPLCシステム情報信号およびサービス情報信号を交換する(ステップS11)。

0061

ステップS11において、システム情報信号送受信手段5は、PLCシステム情報信号により、電力線通信の方式の仕様、データ通信量、PLCシステム情報信号の送信元が採用している方式を用いた電力線通信装置の台数等を交換する。また、サービス情報信号により、QoSを要求するサービスが稼働しているか否か等の情報を交換する。

0062

周波数分配手段8は、他の電力線通信装置と交換した情報に基づいて、他方式電力線通信装置との間でTDMAにより周波数帯域を分配する(ステップS12)。具体的には、搬送周波数帯域から共通制御帯域を除いた帯域をTDMAによって分配する。ステップS12において、周波数分配手段8は、PLCシステム情報信号に含まれるデータ量の情報に基づいて、自身と同じA方式の電力線通信装置が送受信しているデータ量と、他方式電力線通信装置が送受信しているデータ量とに応じて、TDMAによる周波数帯域の分配量を変動させてもよい。あるいは、各方式毎に均等に周波数帯域を分配してもよい。

0063

また、QoS要求有無判定手段7は、QoSを要求するサービスが稼働しているか否かを、受信したサービス情報信号に基づいて判定する(ステップS13)。QoSを要求するサービスが稼働していない場合(ステップS13のNo)、ステップS5(図10参照)に移行する。

0064

QoSを要求するサービスが稼働している場合(ステップS14のYes)、周波数分配手段8は、そのサービスで使用するための周波数帯域を他方式電力線通信装置との間でFDMAにより分配する(ステップS14)。ステップS14では、周波数分配手段8は、FDMAにより分配する周波数帯域をS/N比に応じて変動させることにより、QoSで要求されるサービスにおける通信速度を確保する。

0065

FDMAによる周波数帯域の分配を行った後も、QoS要求有無判定手段7は、QoSを要求するサービスが稼働しているか否かを、ステップS14後に受信したサービス情報信号に基づいて判定する(ステップS15)。QoSを要求するサービスが引き続き稼働中であれば(ステップS15のYes)、周波数分配手段8は、ステップS14(FDMAによる周波数帯域の分配)を繰り返す。

0066

ステップS14後に受信したサービス情報信号に基づいて、QoSを要求するサービスが稼働していないとQoS要求有無判定手段7が判定した場合(ステップS15のNo)、周波数分配手段8は、FDMAによる分配を行っていた周波数帯域を開放する(ステップS16)。すなわち、周波数分配手段8は、FDMAによる周波数帯域の分配を停止する。この結果、周波数分配手段8は、図4に例示するようにTDMAによる周波数帯域の分配を行う状態となる。

0067

次に、本発明の効果について説明する。本発明によれば、周波数分配手段8がTDMA、FDMAによって他方式電力線通信装置との間で搬送周波数帯域を分配するので、他方式電力線通信装置との共存性を確保することができる。

0068

さらに、周波数分配手段8は、QoSを要求するサービスが稼働していなければTDMAによる周波数帯域の分配を行い、QoSを要求するサービスが稼働したときにFDMAによる周波数帯域の分配を開始する。そして、QoSを要求するサービスの稼働が停止したときには、FDMAによる周波数帯域の分配を停止する。すなわち、異なる電力線通信方式が混在しているときに、QoSを要求するサービスが停止したときには、FDMAによる分配を行っていた周波数帯域を開放しTDMAによる搬送周波数帯域を再分配する。従って、搬送周波数帯域を効率的に利用することができ、電力線通信の状況に応じた良好な通信状態を維持することができる。

0069

また、周波数分配手段8がFDMAにより分配する周波数帯域をS/N比に応じて変動させ、QoSで要求されるサービスにおける通信速度を確保する。従って、S/N比が悪化しても良好な通信状態を維持することができ、QoSを要求するサービスを安定して利用することができる。

0070

また、共通制御帯域確保手段3は、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていない場合、共通制御帯域を開放する。よって、共存性の確保のために常時、共通制御帯域を確保しておく必要がなく、搬送周波数帯域を効率的に利用することができる。

0071

また、周波数分配手段8が、自身と同じ方式を採用した電力線通信装置が送受信しているデータ量と、他方式電力線通信装置が送受信しているデータ量とに応じて、TDMAによる周波数帯域の分配量を変動させることで、通信パフォーマンスを向上させることができる。

0072

上記の実施形態には、方式が異なる電力線通信装置である他方式電力線通信装置と共通の搬送周波数帯域を利用する電力線通信装置であって、その搬送周波数帯域全体に渡ってS/N比が閾値以下になったときに、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定する他方式装置存在判定手段と、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されたときに、QoSを要求するサービスが稼働しているか否かを判定するQoS要求有無判定手段と、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されたときに、他方式電力線通信装置との間でTDMAにより周波数帯域を分配し、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定され、かつ、QoSを要求するサービスが稼働していると判定された場合には、そのサービスで使用するための周波数帯域を他方式電力線通信装置との間でFDMAにより分配する周波数分配手段とを備え、周波数分配手段が、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定され、かつ、QoSを要求するサービスが稼働していないと判定された場合には、FDMAによる周波数帯域の分配を停止する電力線通信装置が示されている。

0073

また、上記の実施形態には、周波数分配手段が、FDMAにより分配する周波数帯域をS/N比に応じて変動させることが示されている。

0074

また、上記の実施形態には、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていると判定されたときに、他方式電力線通信装置との間で共通の周波数帯域である共通制御帯域を確保する共通制御帯域確保手段と、共通制御帯域内の一部の周波数帯域により、QoSを要求する稼働中のサービスを通知するためのサービス情報信号を送受信するサービス情報信号送受信手段とを備え、QoS要求有無判定手段が、サービス情報信号送受信手段が受信するサービス情報信号により、QoSを要求するサービスが稼働しているか否かを判定する構成が示されている。

0075

また、上記の実施形態には、共通制御帯域内の一部の周波数帯域により、他方式電力線通信装置とネゴシエーションを行うための同期信号を送受信する同期信号送受信手段を備える構成が示されている。

0076

また、上記の実施形態には、共通制御帯域内の一部の周波数帯域により、自身が通信を行っているデータ量を通知するためのシステム情報信号を送受信するシステム情報信号送受信手段を備え、周波数分配手段が、他方式電力線通信装置から受信したシステム情報信号に基づいて、自身が採用している方式で送受信されるデータ量と、他方式電力線通信装置が送受信しているデータ量とに応じて、TDMAによる周波数帯域の分配量を変動させる構成が示されている。

0077

また、上記の実施形態には、共通制御帯域確保手段が、他方式電力線通信装置が伝送路に接続されていないと判定されたときに、共通制御帯域を開放することが示されている。

0078

本発明は、方式の異なる電力線通信装置と共存させる電力線通信装置に好適に適用される。

図面の簡単な説明

0079

本発明の電力線通信装置の概要を示す説明図である。
本発明の電力線通信装置の構成例を示す説明図である。
単一方式の電力線通信装置のみが存在する場合にその電力線通信装置が搬送周波数帯域を独占利用している状態を示す説明図である。
搬送周波数帯域の一部を共通制御帯域とし、搬送周波数帯域の残りをTDMAにより分配した状態を示す説明図である。
TDMAによる周波数帯域の分配に加えてFDMAによる周波数帯域の分配も行う状態を示す説明図である。
1つの伝送路に接続される電力線通信装置に適用される電力線通信の方式が3種類である場合の搬送周波数帯域の分配の例を示す説明図である。
共通制御帯域を具体的に示す説明図である。
TDMAで分配する周波数帯域に偏りを持たせた状態を示す説明図である。
単位周波数帯域毎の、データ送信できるデータ量の最大値および実際にデータ送信できるデータ量の関係の例を示す説明図である。
搬送周波数帯域の一部を共通制御帯域に動的に割り当て、他方式電力線通信装置との共存性を確立する動作の例を示す流れ図である。
搬送周波数帯域の分配処理の処理経過の例を示す流れ図である。
異なる方式のPLCシステムが混在する宅内環境の例を示す模式図である。

符号の説明

0080

1電力線通信装置
2 他方式装置判定手段
3共通制御帯域確保手段
4同期信号送受信手段
5システム情報信号送受信手段
6サービス情報信号送受信手段
7QoS要求有無判定手段
8周波数分配手段

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