JP3679320B2 - 電力線搬送通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力線に重畳させるデータを周波数軸上の複数キャリアに割り当てて変調し、送信する電力線搬送通信装置および電力線搬送通信方法に関するものであり、伝送の誤り状況に応じて最適な通信方式を選択し、信頼性の高い、効率のよい通信を実現する電力線搬送通信装置および電力線搬送通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通信における伝送路の状態は、使用環境等により様々に変化する。例えば、ビル内、家庭内、および配電線、送電線等の電力線のノイズ環境、減衰は、電力線に接続された機器によって様々に変化する。特に、ビルや家庭では、機器の電源のＯＮ／ＯＦＦが頻繁に行われ、これによって生じるノイズや減衰量は時々刻々変化する。
【０００３】
また、近年蛍光灯をはじめとする家電機器は、インバータ制御されるものが多くなり、このインバータ制御によって生じるノイズが、電力線搬送に用いる通信信号のレベルよりも大きなレベルになることがある。このため、電力線を利用した通信は、ノイズ・減衰に強い通信方式が必要となる。
【０００４】
これを実現する通信方法として、例えば、特開平１１−１９１７４７号公報に開示された従来技術がある。
【０００５】
この従来技術は、ホッピングパターンを構成する周波数毎にリトライ回数をカウントすること等を行い、通信状態の悪い周波数を予備の周波数に一斉に変更するものである。この手段を電力線搬送通信装置に用いると、同時に出力するキャリアのうち、いずれかのキャリアの通信性能が劣化した場合に、そのキャリアのみ予備のキャリアに変更することにより、通信を行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術では、通信性能の劣化したキャリアを予備のキャリアに変更しても、予備のキャリア周波数帯に同程度のノイズが存在したり、さらに大きなノイズが存在していた場合、通信品質の改善は見込めない。また、通信に用いられる全周波数帯域でノイズが大きい場合、あるいは減衰が大きい場合には、全てのキャリアのＳ／Ｎ比が劣化するため、上記従来技術１では、通信品質の向上が難しいという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、電力線におけるノイズや減衰が大きい場合でも通信可能とし、伝送路の擾乱に強く、伝送路の状態に応じた、信頼性の高い効率のよい通信を実現する、電力線に重畳させるデータを周波数軸上の複数キャリアに割り当てて変調し、送信する電力線搬送通信装置および電力線搬送通信方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電力線搬送通信装置は、電力線に重畳させるデータを周波数軸上の複数キャリアに割り当てて変調し、送信する電力線搬送通信装置において、再送回数カウンタを備え、該再送回数カウンタのカウント値と比較する基準値として予め設定されている第一の閾値と第二の閾値とに基づいて電力線の伝送路状態を検出する伝送路状態検出手段と、前記伝送路状態検出手段による検出結果に基づいて、複数の変調方式のうち送信するデータの変調方式を決定する変調方式決定手段と、前記変調方式決定手段により決定した変調方式で上記複数のキャリアに割り当てられたデータを変調する変調手段と、を備え、前記変調手段は、高速伝送に適した変調方式と、耐ノイズに適した変調方式とを切り替えて変調し、前記変調方式決定手段は、前記再送回数カウンタ値が第一の閾値以下の場合、高速伝送に適した変調方式に決定し、前記再送回数カウンタ値が第一の閾値以上第二の閾値以下の場合、耐ノイズに適した変調方式に決定することを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記伝送路状態検出手段は、送信したデータが通信先通信装置において正しく受信されたか否かを示す当該通信先通信装置からの確認データを認識して伝送路の状態を検出するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
【００１４】
図１は、本発明に係る通信装置の実施の形態１における機能構成図である。
図１において、１ａ，１ｂは電力線搬送通信装置、２は電力線搬送通信装置１と図示しない他の電力線搬送通信装置とを接続する電力線、３は電力線搬送通信装置１内の電力線７との結合部分である電力線結合回路、４は受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル・コンバータ（以下Ａ／Ｄと呼ぶ）、５は送信するデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル・アナログ・コンバータ（以下Ｄ／Ａと呼ぶ）、６はデータの変復調処理等を行うデジタル・シグナル・プロセッサである。
【００１５】
また、デジタル・シグナル・プロセッサ６は、復調されたデータや送信するデータを処理するデータ処理部６１と、送信が完了したか否かを確認する送信完了確認部６２と、送信完了確認部６２による確認結果に基づいて変調方式を指示する変調方式指示部６３と、送信するデータを変調する変調部６４と、受信したデータを復調する復調部６５と、復調部６５で用いる復調方式を認識する復調方式認識部６６とからなる。
なお、電力線２には電力線搬送通信装置１ａを有する端末が複数台接続されるものであり、図１は、そのうちの１台の端末の電力線搬送通信装置１ａの機能構成図を図示したものである。
【００１６】
また、送信完了確認部６２が伝送路状態検出手段に対応し、変調方式指示部６３が変調方式決定手段に対応し、変調部６４が変調手段に対応する。
【００１７】
図２は、変調部６４、復調部６５で用いる変復調方式を示す説明図である。
図２では、ＤＢＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：差動２値位相シフトキーイング）、ＤＱＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ Ｑｕａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：差動４値位相シフトキーイング）、Ｄ８ＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ ８ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：差動８値位相シフトキーイング）を示している。
【００１８】
ＤＢＰＳＫは、バイナリコードで「０」または「１」のどちらかを１単位時間に送信可能な変復調方式である。
【００１９】
また、ＤＱＰＳＫは、バイナリコードで「００」、「０１」、「１０」、「１１」のいずれか２ビット分を１単位時間に送信可能な変復調方式である。つまり、ＤＱＰＳＫは、ＤＢＰＳＫの２倍の伝送速度を実現可能である。
【００２０】
また、Ｄ８ＰＳＫは、バイナリコードで「０００」、「００１」、「０１０」、「０１１」、「１００」、「１０１」、「１１０」、「１１１」のいずれか３ビット分を１単位時間に送信可能な変復調方式である。つまり、Ｄ８ＰＳＫは、ＤＢＰＳＫの４倍の伝送速度を実現可能である。
【００２１】
一方、ＤＱＰＳＫは伝送速度が速い分だけ、ＤＢＰＳＫに比べノイズに弱く、信頼性が低くなってしまう。同様に、Ｄ８ＰＳＫはＤＱＰＳＫよりも伝送速度が速い分だけ、ＤＱＰＳＫに比べノイズに弱く、信頼性が低い。
すなわち、伝送速度は、Ｄ８ＰＳＫ＞ＤＱＰＳＫ＞ＤＢＰＳＫの順で速く、ノイズ耐性は、ＤＢＰＳＫ＞ＤＱＰＳＫ＞Ｄ８ＰＳＫの順で強い。
【００２２】
次に、図１におけるデータ処理部６１において処理するデータのフレーム構造について説明する。
図３は、データ処理部６１において処理するデータのフレーム構造を示す説明図である。本実施の形態１では、ヘッダ部１０１の変復調方式はＤＱＰＳＫ固定とし、ペイロード部１０２の変復調方式は伝送路の状態に応じてＤＱＰＳＫとＤＢＰＳＫとを切り替えて使用する場合について説明する。つまり、ペイロード部１０２については、ノイズ等が少ない場合には伝送速度の速いＤＱＰＳＫを用い、ノイズ等が多い場合にはノイズ耐性の強いＤＢＰＳＫを用いることにより、信頼性の高い効率のよい通信を実現する。
一方、ヘッダ部１０１については受信側で復調できるように変調方式は固定とし、送信側でヘッダ部１０１内にペイロード部１０２にどの変復調方式を用いているか情報を含め（図示せず）、受信側ではその情報に基づいてペイロード部１０２を復調する。なお、ヘッダ部１０１は、ノイズ等が多い場合でもエラーとならないようエラー訂正処理を強化しておく。
【００２３】
以下に、上述のような変復調方式及びフレーム構造を用いた、本発明に係る通信装置の実施の形態１における動作について説明する。
【００２４】
図４は、図１に示した送信側電力線搬送通信装置１ａと受信側電力線搬送通信装置１ｂとの間のデータのやり取りを示すシーケンス図である。図１及び図４を用いて、電力線搬送通信装置１ａ，１ｂの動作の概要について説明する。
【００２５】
まず、送信側電力線搬送通信装置１ａは、ＤＱＰＳＫで変調してデータフレームを送信する（シーケンスＮｏ．１、ＳＥＮＤ−１）。受信側電力線搬送通信装置１ｂは、正しいデータフレームを受信すると、確認フレームを、受信したデータフレームと同じＤＱＰＳＫで変調して、送信側電力線搬送通信装置１ａに送り返す（シーケンスＮｏ．２、ＡＣＫ−１）。送信側電力線搬送通信装置１ａは、確認フレームを受信することで、送信が完了したことを確認する。
【００２６】
ところが、伝送路状態等の原因により、送信したデータフレームが正しく受信側に届かないことがある（シーケンスＮｏ．３、ＳＥＮＤ−２）。この場合、受信側電力線搬送通信装置１ｂから確認フレームは返って来ない。このため、送信側電力線搬送通信装置１ａは、一定時間確認フレームが返って来ない場合、送信が完了しなかったことを認識する。
【００２７】
送信側電力線搬送通信装置１ａは、送信が完了しなかったことを認識すると、今度はＤＢＰＳＫで変調してデータフレームを再送する（シーケンスＮｏ．４、ＲＥＳＥＮＤ−２）。受信側電力線搬送通信装置１ｂは、正しいデータフレームを受信すると、確認フレームを、受信したデータフレームと同じＤＢＰＳＫで変調して、送信側電力線搬送通信装置１ａに送り返す（シーケンスＮｏ．５、ＡＣＫ−２）。
【００２８】
また、送信側電力線搬送通信装置１ａは、新たなデータフレームの送信を行う場合、ＤＱＰＳＫで変調して送信し（シーケンスＮｏ．６、ＳＥＮＤ−３）、受信側電力線搬送通信装置１ｂは、正しく受信すると確認フレームをＤＱＰＳＫで変調して送り返す（シーケンスナンバーＮｏ．７、ＡＣＫ−３）。
【００２９】
図５は、図１に示した電力線搬送通信装置１ａの動作を示すフローチャートである。図１及び図５を用いて以下に送信側の詳細な動作について説明する。
【００３０】
アプリケーション等からデータの送信要求があると、データ処理部６１は送信するデータを変調部６４に渡し、変調部６４はＤＱＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由してデータを受信側電力線搬送通信装置１ｂに送信する（ステップＳ１０１）。この際、データ処理部６１は、ヘッダ部１０１内にペイロード部１０２をＤＱＰＳＫで変調したことを示す情報を含めておく。
【００３１】
次に、送信完了確認部６２は、送信が完了したか否かを確認する（ステップＳ１０２）。
上述のように、送信が完了したか否かの確認は、例えば受信側電力線搬送通信装置１ｂからの確認フレームの受信により行う。電力線結合回路３は確認フレームを受信するとＡ／Ｄ４に渡し、Ａ／Ｄ４は受信した確認フレームをアナログ信号からデジタル信号に変換し、復調部６５に渡す。復調部６５は確認フレームのヘッダ部１０１をＤＱＰＳＫで復調し、復調方式認識部６６に渡す。復調方式認識部６６は、復調されたヘッダ部１０１を参照し、ペイロード部１０２がＤＱＰＳＫで変調されていることを認識する。復調方式認識部６６は、復調部６５に対してペイロード部１０２をＤＱＰＳＫで復調するよう指示し、復調部６５はペイロード部６５をＤＱＰＳＫで復調する。復調部６５は復調した確認フレームのヘッダ部１０１及びペイロード部１０２をデータ処理部６１に渡す。データ処理部６１は、アプリケーションに渡す等により、確認フレームを受信したことを認識し、それを送信完了確認部６２に通知する。確認フレーム受信の通知を受けた送信完了確認部６２は、送信が完了したことを認識し（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、処理を終了する。
【００３２】
一方、送信完了確認部６２は、図示しないタイマー及び再送回数カウンタを内蔵し、送信を行ってから一定時間経過しても、データ処理部６１より確認フレーム受信の通知を受けない場合、送信が完了しなかったと認識し（ステップＳ１０２でＮｏ）、再送回数カウンタ値が所定回数以下であるか否かを確認する（ステップＳ１０３）。再送回数カウンタ値が所定の回数を越えている場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、送信完了確認部６２は、データ処理部６１に対してエラーとして処理し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。
【００３３】
そして、再送回数カウンタ値が所定の回数以下である場合（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、送信完了確認部６２は、再送回数カウンタのカウンタ値を＋１し（ステップＳ１０５）、変調方式指示部６３に送信が完了しなかったことを通知する。この通知を受けた変調方式指示部６３は、変調方式をＤＢＰＳＫに変更するよう変調部６４に指示する。この指示を受けた変調部６４は、再送すべきデータをＤＢＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由して受信側電力線搬送通信装置１ｂに再送する（ステップＳ１０６）。
【００３４】
次に、受信側の電力線搬送通信装置１ｂの詳細な動作について説明する。
図６は、図１に示した電力線搬送通信装置１ｂの動作を示すフローチャートであり、図１及び図６を用いて受信側の詳細な動作を説明する。
【００３５】
電力線結合回路３は電力線搬送通信装置１ａからのデータフレームを受信するとＡ／Ｄ４に渡し、Ａ／Ｄ４は受信したデータフレームをアナログ信号からデジタル信号に変換し、復調部６５に渡す。復調部６５はデータフレームのヘッダ部１０１をＤＱＰＳＫで復調し、復調方式認識部６６に渡す（ステップＳ２０１）。復調方式認識部６６は、復調されたヘッダ部１０１を参照し、ペイロード部１０２がＤＱＰＳＫ、ＤＢＰＳＫのどちらで変調されているかを認識する（ステップＳ２０２）。
【００３６】
ペイロード部１０２がＤＱＰＳＫで変調されている場合（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、復調方式認識部６６は、復調部６５に対してペイロード部１０２をＤＱＰＳＫで復調するよう指示し、復調部６５はペイロード部１０２をＤＱＰＳＫで復調する（ステップＳ２０４）。復調部６５は復調した確認フレームのヘッダ部１０１及びペイロード部１０２をデータ処理部６１に渡す。データ処理部６１は、アプリケーションに渡す等により、データフレームを受信したことを認識し、確認フレームを変調部６４に渡し、変調部６４はＤＱＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由して確認フレームを送信側電力線搬送通信装置１ａに送信する（ステップＳ２０５）。
【００３７】
一方、ペイロード部１０２がＤＢＰＳＫで変調されている場合（ステップ２０３でＮｏ）、復調方式認識部６６は、復調部６５に対してペイロード部１０２をＤＢＰＳＫで復調するよう指示し、復調部６５はペイロード部１０２をＤＢＰＳＫで復調する（ステップＳ２０６）。復調部６５は復調した確認フレームのヘッダ部１０１及びペイロード部１０２をデータ処理部６１に渡す。データ処理部６１は、アプリケーションに渡す等により、再送フレームを受信したことを認識し、変調方式指示部６３に変調方式をＤＢＰＳＫに変更するよう指示するとともに、確認フレームを変調部６４に渡す。変調方式変更の指示を受けた変調部６４は、確認フレームをＤＢＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由して送信側電力線搬送通信装置１ａに送信する（ステップＳ２０７）。
【００３８】
以上説明したように、通常は伝送速度の速いＤＱＰＳＫで変調してデータを送信し、一定時間確認フレームを受信しない場合、送信が完了しなかったことを認識し、変調方式をノイズ耐性の強いＤＢＰＳＫに変更して再送は常にＤＢＰＳＫで変調して送信することにより、伝送路の状態に応じて伝送速度とノイズ耐性の異なる変復調方式を切り替えて送信を行うため、伝送路の擾乱に強く、伝送路の状態に応じた信頼性の高い、効率のよい通信を実現することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態１では、変復調方式としてＤＱＰＳＫ及びＤＢＰＳＫを用いた場合について説明したが、伝送速度の速い変復調方式とノイズ耐性の強い変復調方式とを切り替えて用いればこれに限られず、Ｄ８ＰＳＫ及びＤＱＰＳＫ、Ｄ８ＰＳＫ及びＤＢＰＳＫ、あるいはＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等、他の変復調方式を用いても同様の効果を得ることができる。また、ヘッダ部１０１の変復調方式は一定であればＤＱＰＳＫに限られず、Ｄ８ＰＳＫ等他の変復調方式を用いても同様の効果を得ることができる。
【００４０】
また、本実施の形態１では、送信側電力線搬送通信装置１ａで確認フレームを一定時間内に受信するか否かで伝送路の状態を検出しているが、伝送路状態が検出できればこれに限られず、伝送路状態検出器を本通信装置と別に備え、この伝送路状態検出器の検出結果に基づいて変調方式を変更するようにしても同様の効果を得ることができる。また、受信側電力線搬送通信装置１ｂがエラーの発生したデータフレームを受信した場合、エラーフレームを送信し、送信側電力線搬送通信装置１ａがこのエラーフレームを受信してエラーを認識することにより、伝送路の状態を検出するようにしても同様の効果を得ることができる。
【００４１】
また、本実施の形態１では、ヘッダ部１０１の変復調方式はＤＱＰＳＫ固定とした場合について説明したが、変復調方式が固定であればこれに限られず、ＤＢＰＳＫ固定、Ｄ８ＰＳＫ固定等としても同様の効果を得ることができる。
【００４２】
また、本実施の形態１では、伝送路の状態によって変復調方式を切り替える場合のみを説明したが、本発明と従来技術とを組み合せ、例えば、従来技術の予備のキャリアに変更しても通信性能が改善されない場合に、本発明の変復調方式の切り替えを行ったり、従来技術の予備のキャリアに変更すると同時に、本発明の変復調方式の切り替えも行う等により、複数のキャリアを更に信頼性の高い効率のよい通信を実現することができる。
【００４３】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、送信が完了しなかったことを認識したらすぐ変復調方式をＤＢＰＳＫに変更して再送する場合について説明したが、本実施の形態２では、再送回数に２つの閾値を設け、再送回数が第一の閾値以下ならＤＱＰＳＫで再送し、第一の閾値以上第二の閾値以下ならＤＢＰＳＫで再送し、第二の閾値以上ならエラーとして処理する場合について説明する。
【００４４】
図７は、図１に示した電力線搬送通信装置１ａの本実施の形態２における動作を示すフローチャートである。図７において図５と同様のステップ番号がついている部分は実施の形態１と同様のため、詳細な説明は省略する。
【００４５】
アプリケーション等からデータの送信要求があると、送信するデータをＤＱＰＳＫで変調し、受信側電力線搬送通信装置１ｂに送信し（ステップＳ１０１）、送信完了確認部６２が、送信が完了したか否かを確認する（ステップＳ１０２）。送信が完了しなかったと認識した場合（ステップＳ１０２でＮｏ）、送信完了確認部６２は、再送回数カウンタ値が第一の閾値以下であるか否かを確認する（ステップＳ３０１）。再送回数が第一の閾値以下である場合（ステップＳ３０１でＹｅｓ）、送信完了確認部６２は、データ処理部６１に再送するよう指示するとともに、再送回数カウンタのカウンタ値を＋１する（ステップＳ３０２）。データ処理部６１は再送すべきデータを変調部６４に渡し、変調部６４は、再送すべきデータをＤＱＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由して受信側電力線搬送通信装置１ｂに再送する（ステップＳ３０３）。
【００４６】
再送回数が第一の閾値を越えている場合（ステップＳ３０１でＮｏ）、送信完了確認部６２は、再送回数が第二の閾値以下であるか否かを確認する（ステップＳ３０４）。再送回数が第二の閾値を越えている場合（ステップＳ３０４でＮｏ）、送信完了確認部６２は、データ処理部６１に対してエラーとして処理し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。
【００４７】
再送回数が第二の閾値以下である場合（ステップＳ３０４でＹｅｓ）、送信完了確認部６２は、再送回数カウンタのカウンタ値を＋１し（ステップＳ１０５）、変調方式指示部６３は、変調方式をＤＢＰＳＫに変更するよう変調部６４に指示し、変調部６４は、再送すべきデータをＤＢＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由して受信側電力線搬送通信装置１ｂに再送する（ステップＳ１０６）。
【００４８】
以上説明したように、再送回数に２つの閾値を設け、再送回数が第一の閾値以下なら伝送速度の速いＤＱＰＳＫで再送し、第一の閾値以上第二の閾値以下ならノイズ耐性の強いＤＢＰＳＫで再送し、第二の閾値以上ならエラーとして処理することにより、変復調方式の切り替えをより細かく行うことができ、システムに対応した、より信頼性が高く効率のよい通信を実現することができる。
【００４９】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、送信が完了したか否かに従って、ＤＱＰＳＫとＤＢＰＳＫという２つの変復調方式を切り替えて送信する場合について説明したが、本実施の形態３では、３つ以上の変復調方式を切り替えて送信する場合について説明する。
【００５０】
図８は、本発明に係る通信装置の実施の形態３における機能構成図である。
図８において、６７は現在の変調方式を記憶しておく変調方式記憶部、６８は変調方式記憶部６７に記憶する変調方式を変更する変調方式変更部である。その他、図１と同様の番号を付した構成については実施の形態１と同様のため、説明を省略する。
【００５１】
なお、変調方式指示部６３、変調方式記憶部６７、変調方式変更部６８が変調方式決定手段に対応する。
【００５２】
図９は、図８に示した電力線搬送通信１ａの動作を示すフローチャートである。図８及び図９を用いて以下に送信側の動作について説明する。受信側の動作については実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００５３】
アプリケーション等からデータの送信要求があると、データ処理部６１は送信するデータを変調部６４に渡すとともに、変調方式指示部６３に指示を出し、変調方式指示部６３は変調方式記憶部６７に記憶された変調方式を確認する（ステップＳ４０１）。変調方式指示部６３はこの確認した変調方式で変調するよう変調部６４に指示する。変調部６４は送信するデータを変調方式指示部６３により指示された変調方式で変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由してデータを受信側電力線搬送通信装置１ｂに送信する（ステップＳ４０２）。この際、データ処理部６１は、ヘッダ部１０１内にペイロード部１０２を変調した変調方式を示す情報を含めておく。
【００５４】
次に、送信完了確認部６２は、送信が完了したか否かを確認する（ステップＳ４０３）。確認の動作は上記実施の形態１と同様のため、説明は省略する。送信完了確認部６２が送信完了したことを認識した場合（ステップＳ４０３でＹｅｓ）、変調方式変更部６８は変調方式記憶部６７を参照し、より伝送速度の速い変調方式はあるか否かを確認する（ステップＳ４０４）。より伝送速度の速い変調方式がなければ（ステップＳ４０４でＮｏ）、そのまま処理を終了し、より伝送速度の速い変調方式があれば（ステップＳ４０４でＹｅｓ）、変調方式変更部６８は、変調方式記憶部６７に記憶する変調方式をより伝送速度の速い変調方式に変更し（ステップＳ４０５）、処理を終了する。
【００５５】
送信完了確認部６２が送信完了しなかったと認識した場合（ステップＳ４０３でＮｏ）、再送回数カウンタ値が所定回数以下であるか否かを確認する（ステップＳ４０６）。再送回数カウンタ値が所定回数を越えている場合（ステップＳ４０６でＮｏ）、送信完了確認部６２は、データ処理部６１に対してエラーとして処理し（ステップＳ４０７）、処理を終了する。
【００５６】
そして、再送回数カウンタ値が所定の回数以下である場合（ステップＳ４０６でＹｅｓ）、送信完了確認部６２は、再送回数カウンタのカウンタ値を＋１し（ステップＳ４０８）、変調方式変更部６８は、変調方式記憶部６７を参照し、よりノイズ耐性の強い変調方式はあるか否かを確認する（ステップＳ４０９）。よりノイズ耐性の強い変調方式がなければ（ステップＳ４０９でＮｏ）、変調方式指示部６３は変調方式記憶部６７に記憶された変調方式を確認し（ステップＳ４１１）、変調方式指示部６３はこの確認した変調方式で変調するよう変調部６４に指示し、変調部６４は再送するデータを変調方式指示部６３により指示された変調方式で変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由してデータを受信側電力線搬送通信装置１ｂに再送する（ステップＳ４１２）。
【００５７】
よりノイズ耐性の強い変調方式がある場合（ステップＳ４０９でＹｅｓ）、変調方式変更部６８は、変調方式記憶部６７に記憶する変調方式をよりノイズ耐性の強い変調方式に変更し（ステップＳ４１０）、変調方式指示部６３は変調方式記憶部６７に記憶された変調方式を確認し（ステップＳ４１１）、変調方式指示部６３はこの確認した変調方式で変調するよう変調部６４に指示し、変調部６４は再送するデータを変調方式指示部６３により指示された変調方式で変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由してデータを受信側電力線搬送通信装置１ｂに再送する（ステップＳ４１２）。
【００５８】
例えば、電力線搬送通信装置１ａではＤ８ＰＳＫ、ＤＱＰＳＫ、ＤＢＰＳＫを切り替えて送信し、最初は変調方式記憶部６７にＤ８ＰＳＫが記憶されているものとし、再送回数の所定値は２であるとする。アプリケーション等からデータの送信要求があり送信を行う場合、変調方式記憶部６７に記憶された変調方式はＤ８ＰＳＫであるため、変調方式指示部６３はＤ８ＰＳＫで変調するよう変調部６４に指示する。変調部６４は送信するデータをＤ８ＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由してデータを受信側電力線搬送通信装置１ｂに送信する。
【００５９】
次に、送信完了確認部６２が送信完了したことを認識した場合、変調方式変更部６８は変調方式記憶部６７を参照し、より伝送速度の速い変調方式はあるか否かを確認するが、Ｄ８ＰＳＫより伝送速度の速い変調方式がないため、そのまま処理を終了する。
【００６０】
一方、送信完了確認部６２が送信完了しなかったと認識した場合、再送回数カウンタ値が所定回数の２以下であるか否かを確認するが、再送回数カウンタ値が０であるため、送信完了確認部６２は、再送回数カウンタのカウンタ値を＋１した１とする。そして、変調方式変更部６８は、変調方式記憶部６７を参照し、よりノイズ耐性の強い変調方式があるか否かを確認し、よりノイズ耐性の強いＤＱＰＳＫがあるため、変調方式変更部６８は、変調方式記憶部６７に記憶する変調方式をＤＱＰＳＫに変更し、変調部６４は再送するデータをＤＱＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由してデータを受信側電力線搬送通信装置１ｂに再送する。
【００６１】
ＤＱＰＳＫで変調した再送が完了したことを認識した場合、変調方式変更部６８がより伝送速度の速い変調方式があるか否かを確認し、確認した結果Ｄ８ＰＳＫがあるため、変調方式変更部６８は変調方式記憶部６７に記憶する変調方式をＤ８ＰＳＫに変更し、処理を終了する。
【００６２】
ＤＱＰＳＫで変調した再送が完了しなかったと認識した場合、再送回数カウンタ値が所定回数の２以下であるか否かを確認するが、再送回数カウンタ値が１であるため、送信完了確認部６２は、再送回数カウンタのカウンタ値を＋１した２とする。そして、変調方式変更部６８は、変調方式記憶部６７を参照し、よりノイズ耐性の強い変調方式があるか否かを確認し、よりノイズ耐性の強いＤＢＰＳＫがあるため、変調方式変更部６８は、変調方式記憶部６７に記憶する変調方式をＤＢＰＳＫに変更し、変調部６４は再送するデータをＤＢＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由してデータを受信側電力線搬送通信装置１ｂに再送する。
【００６３】
また、更にＤＢＰＳＫで変調した再送が完了しなかったと認識した場合、再送回数カウンタ値が所定回数の２以下であるか否かを確認するが、再送回数カウンタ値が２であるため、送信完了確認部６２は、再送回数カウンタのカウンタ値を＋１した３とする。そして、変調方式変更部６８は、変調方式記憶部６７を参照し、よりノイズ耐性の強い変調方式があるか否かを確認するが、よりノイズ耐性の強い変調方式がないため、変調方式記憶部６７に記憶する変調方式はＤＢＰＳＫのままとし、変調部６４は再送するデータをＤＢＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由してデータを受信側電力線搬送通信装置１ｂに再送する。
【００６４】
また、更にＤＢＰＳＫで変調した再送が完了しなかったと認識した場合、再送回数カウンタ値が所定回数の２以下であるか否かを確認すると、再送回数カウンタ値が３であるため、送信完了確認部６２は、データ処理部６１に対してエラーとして処理して終了する。
【００６５】
以上説明したように、送信が完了して、より伝送速度の速い変調方式があれば、より伝送速度の速い変調方式に変更して次の送信を行い、送信が完了せず、よりノイズ耐性の強い変調方式があれば、よりノイズ耐性の強い変調方式に変更して再送を行うことにより、変復調方式の切り替えをより細かく行うことができ、システムに対応した、より信頼性が高く効率のよい通信を実現することができる。
【００６６】
なお、本実施の形態３では、上記実施の形態１と同様に、送信が完了しなかったことを認識したらすぐ変復調方式を変更して再送する場合について説明したが、上記実施の形態２と同様に、再送回数に２つの閾値を設け、再送回数が第一の閾値以下なら変調方式を変更せずに再送し、第一の閾値以上第二の閾値以下なら変調方式を変更して再送し、第二の閾値以上ならエラーとして処理することにより、更に変復調方式の切り替えをより細かく行うことができ、システムに対応した、より信頼性が高く効率のよい通信を実現することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電力線搬送通信装置は、電力線に重畳させるデータを周波数軸上の複数キャリアに割り当てて変調し、送信する電力線搬送通信装置において、電力線の伝送路状態を検出する伝送路状態検出手段と、前記伝送路状態検出手段による検出結果に基づいて、複数の変調方式のうち送信するデータの変調方式を決定する変調方式決定手段と、前記変調方式決定手段により決定した変調方式で上記複数のキャリアに割り当てられたデータを変調する変調手段とを備えることにより、伝送路の状態に応じて異なる変復調方式を切り替えて送信を行うため、伝送路の状態に応じた信頼性の高い、効率のよい通信を実現することができる。
【００６８】
また、前記伝送路状態検出手段は、送信したデータが通信先通信装置において正しく受信されたか否かを示す当該通信先通信装置からの確認データを認識して伝送路の状態を検出することにより、簡単な構成で伝送路の状態を検出でき、伝送路の状態に応じた信頼性の高い、効率のよい通信を実現することができる。
【００６９】
また、前記伝送路状態検出手段は、再送回数カウンタを備え、かつ再送カウンタ値の第一の閾値と第二の閾値とを備え、前記変調手段は、高速伝送に適した変調方式と、耐ノイズに適した変調方式とを切り替えて変調し、前記変調方式決定手段は、前記再送回数カウンタ値が第一の閾値以下の場合、高速伝送に適した変調方式に決定し、前記再送回数カウンタ値が第一の閾値以上第二の閾値以下の場合、耐ノイズに適した変調方式に決定することにより、変復調方式の切り替えをより細かく行うことができ、システムに対応した、より信頼性が高く効率のよい通信を実現することができる。
【００７０】
また、前記変調手段は、１または複数の高速伝送に適した変調方式と、１または複数の耐ノイズに適した変調方式とを切り替えて変調するとともに、前記変調方式決定手段は、前記伝送路状態検出手段が正しく受信されたと認識した場合、より高速伝送に適した変調方式に決定し、前記伝送路状態検出手段が正しく受信されなかったと認識した場合、より耐ノイズに適した変調方式に決定することにより、更に変復調方式の切り替えをより細かく行うことができ、システムに対応した、より信頼性が高く効率のよい通信を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る通信装置の実施の形態１における機能構成図
【図２】 変調部６４、復調部６５で用いる変復調方式を示す説明図
【図３】 データ処理部６１において処理するデータのフレーム構造を示す説明図
【図４】 電力線搬送通信装置間のデータのやり取りを示すシーケンス図
【図５】 本発明に係る通信装置の実施の形態１における送信側の動作を示すフローチャート
【図６】 本発明に係る通信装置の実施の形態１における受信側の動作を示すフローチャート
【図７】 本発明に係る通信装置の実施の形態２における送信側の動作を示すフローチャート
【図８】 本発明に係る通信装置の実施の形態３における機能構成図
【図９】 本発明に係る通信装置の実施の形態３における送信側の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 電力線搬送通信装置
２ 電力線
３ 電力線結合回路
４ Ａ／Ｄ
５ Ｄ／Ａ
６ デジタル・シグナル・プロセッサ
６１ データ処理部
６２ 送信完了確認部
６３ 変調方式指示部
６４ 変調部
６５ 復調部
６６ 復調方式認識部
６７ 変調方式記憶部
６８ 変調方式変更部
１０１ ヘッダ部
１０２ ペイロード部
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力線に重畳させるデータを周波数軸上の複数キャリアに割り当てて変調し、送信する電力線搬送通信装置および電力線搬送通信方法に関するものであり、伝送の誤り状況に応じて最適な通信方式を選択し、信頼性の高い、効率のよい通信を実現する電力線搬送通信装置および電力線搬送通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通信における伝送路の状態は、使用環境等により様々に変化する。例えば、ビル内、家庭内、および配電線、送電線等の電力線のノイズ環境、減衰は、電力線に接続された機器によって様々に変化する。特に、ビルや家庭では、機器の電源のＯＮ／ＯＦＦが頻繁に行われ、これによって生じるノイズや減衰量は時々刻々変化する。
【０００３】
また、近年蛍光灯をはじめとする家電機器は、インバータ制御されるものが多くなり、このインバータ制御によって生じるノイズが、電力線搬送に用いる通信信号のレベルよりも大きなレベルになることがある。このため、電力線を利用した通信は、ノイズ・減衰に強い通信方式が必要となる。
【０００４】
これを実現する通信方法として、例えば、特開平１１−１９１７４７号公報に開示された従来技術がある。
【０００５】
この従来技術は、ホッピングパターンを構成する周波数毎にリトライ回数をカウントすること等を行い、通信状態の悪い周波数を予備の周波数に一斉に変更するものである。この手段を電力線搬送通信装置に用いると、同時に出力するキャリアのうち、いずれかのキャリアの通信性能が劣化した場合に、そのキャリアのみ予備のキャリアに変更することにより、通信を行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術では、通信性能の劣化したキャリアを予備のキャリアに変更しても、予備のキャリア周波数帯に同程度のノイズが存在したり、さらに大きなノイズが存在していた場合、通信品質の改善は見込めない。また、通信に用いられる全周波数帯域でノイズが大きい場合、あるいは減衰が大きい場合には、全てのキャリアのＳ／Ｎ比が劣化するため、上記従来技術１では、通信品質の向上が難しいという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、電力線におけるノイズや減衰が大きい場合でも通信可能とし、伝送路の擾乱に強く、伝送路の状態に応じた、信頼性の高い効率のよい通信を実現する、電力線に重畳させるデータを周波数軸上の複数キャリアに割り当てて変調し、送信する電力線搬送通信装置および電力線搬送通信方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電力線搬送通信装置は、電力線に重畳させるデータを周波数軸上の複数キャリアに割り当てて変調し、送信する電力線搬送通信装置において、再送回数カウンタを備え、該再送回数カウンタのカウント値と比較する基準値として予め設定されている第一の閾値と第二の閾値とに基づいて電力線の伝送路状態を検出する伝送路状態検出手段と、前記伝送路状態検出手段による検出結果に基づいて、複数の変調方式のうち送信するデータの変調方式を決定する変調方式決定手段と、前記変調方式決定手段により決定した変調方式で上記複数のキャリアに割り当てられたデータを変調する変調手段と、を備え、前記変調手段は、高速伝送に適した変調方式と、耐ノイズに適した変調方式とを切り替えて変調し、前記変調方式決定手段は、前記再送回数カウンタ値が第一の閾値以下の場合、高速伝送に適した変調方式に決定し、前記再送回数カウンタ値が第一の閾値以上第二の閾値以下の場合、耐ノイズに適した変調方式に決定することを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記伝送路状態検出手段は、送信したデータが通信先通信装置において正しく受信されたか否かを示す当該通信先通信装置からの確認データを認識して伝送路の状態を検出するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
【００１４】
図１は、本発明に係る通信装置の実施の形態１における機能構成図である。
図１において、１ａ，１ｂは電力線搬送通信装置、２は電力線搬送通信装置１と図示しない他の電力線搬送通信装置とを接続する電力線、３は電力線搬送通信装置１内の電力線７との結合部分である電力線結合回路、４は受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル・コンバータ（以下Ａ／Ｄと呼ぶ）、５は送信するデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル・アナログ・コンバータ（以下Ｄ／Ａと呼ぶ）、６はデータの変復調処理等を行うデジタル・シグナル・プロセッサである。
【００１５】
また、デジタル・シグナル・プロセッサ６は、復調されたデータや送信するデータを処理するデータ処理部６１と、送信が完了したか否かを確認する送信完了確認部６２と、送信完了確認部６２による確認結果に基づいて変調方式を指示する変調方式指示部６３と、送信するデータを変調する変調部６４と、受信したデータを復調する復調部６５と、復調部６５で用いる復調方式を認識する復調方式認識部６６とからなる。
なお、電力線２には電力線搬送通信装置１ａを有する端末が複数台接続されるものであり、図１は、そのうちの１台の端末の電力線搬送通信装置１ａの機能構成図を図示したものである。
【００１６】
また、送信完了確認部６２が伝送路状態検出手段に対応し、変調方式指示部６３が変調方式決定手段に対応し、変調部６４が変調手段に対応する。
【００１７】
図２は、変調部６４、復調部６５で用いる変復調方式を示す説明図である。
図２では、ＤＢＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：差動２値位相シフトキーイング）、ＤＱＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ Ｑｕａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：差動４値位相シフトキーイング）、Ｄ８ＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ ８ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：差動８値位相シフトキーイング）を示している。
【００１８】
ＤＢＰＳＫは、バイナリコードで「０」または「１」のどちらかを１単位時間に送信可能な変復調方式である。
【００１９】
また、ＤＱＰＳＫは、バイナリコードで「００」、「０１」、「１０」、「１１」のいずれか２ビット分を１単位時間に送信可能な変復調方式である。つまり、ＤＱＰＳＫは、ＤＢＰＳＫの２倍の伝送速度を実現可能である。
【００２０】
また、Ｄ８ＰＳＫは、バイナリコードで「０００」、「００１」、「０１０」、「０１１」、「１００」、「１０１」、「１１０」、「１１１」のいずれか３ビット分を１単位時間に送信可能な変復調方式である。つまり、Ｄ８ＰＳＫは、ＤＢＰＳＫの４倍の伝送速度を実現可能である。
【００２１】
一方、ＤＱＰＳＫは伝送速度が速い分だけ、ＤＢＰＳＫに比べノイズに弱く、信頼性が低くなってしまう。同様に、Ｄ８ＰＳＫはＤＱＰＳＫよりも伝送速度が速い分だけ、ＤＱＰＳＫに比べノイズに弱く、信頼性が低い。
すなわち、伝送速度は、Ｄ８ＰＳＫ＞ＤＱＰＳＫ＞ＤＢＰＳＫの順で速く、ノイズ耐性は、ＤＢＰＳＫ＞ＤＱＰＳＫ＞Ｄ８ＰＳＫの順で強い。
【００２２】
次に、図１におけるデータ処理部６１において処理するデータのフレーム構造について説明する。
図３は、データ処理部６１において処理するデータのフレーム構造を示す説明図である。本実施の形態１では、ヘッダ部１０１の変復調方式はＤＱＰＳＫ固定とし、ペイロード部１０２の変復調方式は伝送路の状態に応じてＤＱＰＳＫとＤＢＰＳＫとを切り替えて使用する場合について説明する。つまり、ペイロード部１０２については、ノイズ等が少ない場合には伝送速度の速いＤＱＰＳＫを用い、ノイズ等が多い場合にはノイズ耐性の強いＤＢＰＳＫを用いることにより、信頼性の高い効率のよい通信を実現する。
一方、ヘッダ部１０１については受信側で復調できるように変調方式は固定とし、送信側でヘッダ部１０１内にペイロード部１０２にどの変復調方式を用いているか情報を含め（図示せず）、受信側ではその情報に基づいてペイロード部１０２を復調する。なお、ヘッダ部１０１は、ノイズ等が多い場合でもエラーとならないようエラー訂正処理を強化しておく。
【００２３】
以下に、上述のような変復調方式及びフレーム構造を用いた、本発明に係る通信装置の実施の形態１における動作について説明する。
【００２４】
図４は、図１に示した送信側電力線搬送通信装置１ａと受信側電力線搬送通信装置１ｂとの間のデータのやり取りを示すシーケンス図である。図１及び図４を用いて、電力線搬送通信装置１ａ，１ｂの動作の概要について説明する。
【００２５】
まず、送信側電力線搬送通信装置１ａは、ＤＱＰＳＫで変調してデータフレームを送信する（シーケンスＮｏ．１、ＳＥＮＤ−１）。受信側電力線搬送通信装置１ｂは、正しいデータフレームを受信すると、確認フレームを、受信したデータフレームと同じＤＱＰＳＫで変調して、送信側電力線搬送通信装置１ａに送り返す（シーケンスＮｏ．２、ＡＣＫ−１）。送信側電力線搬送通信装置１ａは、確認フレームを受信することで、送信が完了したことを確認する。
【００２６】
ところが、伝送路状態等の原因により、送信したデータフレームが正しく受信側に届かないことがある（シーケンスＮｏ．３、ＳＥＮＤ−２）。この場合、受信側電力線搬送通信装置１ｂから確認フレームは返って来ない。このため、送信側電力線搬送通信装置１ａは、一定時間確認フレームが返って来ない場合、送信が完了しなかったことを認識する。
【００２７】
送信側電力線搬送通信装置１ａは、送信が完了しなかったことを認識すると、今度はＤＢＰＳＫで変調してデータフレームを再送する（シーケンスＮｏ．４、ＲＥＳＥＮＤ−２）。受信側電力線搬送通信装置１ｂは、正しいデータフレームを受信すると、確認フレームを、受信したデータフレームと同じＤＢＰＳＫで変調して、送信側電力線搬送通信装置１ａに送り返す（シーケンスＮｏ．５、ＡＣＫ−２）。
【００２８】
また、送信側電力線搬送通信装置１ａは、新たなデータフレームの送信を行う場合、ＤＱＰＳＫで変調して送信し（シーケンスＮｏ．６、ＳＥＮＤ−３）、受信側電力線搬送通信装置１ｂは、正しく受信すると確認フレームをＤＱＰＳＫで変調して送り返す（シーケンスナンバーＮｏ．７、ＡＣＫ−３）。
【００２９】
図５は、図１に示した電力線搬送通信装置１ａの動作を示すフローチャートである。図１及び図５を用いて以下に送信側の詳細な動作について説明する。
【００３０】
アプリケーション等からデータの送信要求があると、データ処理部６１は送信するデータを変調部６４に渡し、変調部６４はＤＱＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由してデータを受信側電力線搬送通信装置１ｂに送信する（ステップＳ１０１）。この際、データ処理部６１は、ヘッダ部１０１内にペイロード部１０２をＤＱＰＳＫで変調したことを示す情報を含めておく。
【００３１】
次に、送信完了確認部６２は、送信が完了したか否かを確認する（ステップＳ１０２）。
上述のように、送信が完了したか否かの確認は、例えば受信側電力線搬送通信装置１ｂからの確認フレームの受信により行う。電力線結合回路３は確認フレームを受信するとＡ／Ｄ４に渡し、Ａ／Ｄ４は受信した確認フレームをアナログ信号からデジタル信号に変換し、復調部６５に渡す。復調部６５は確認フレームのヘッダ部１０１をＤＱＰＳＫで復調し、復調方式認識部６６に渡す。復調方式認識部６６は、復調されたヘッダ部１０１を参照し、ペイロード部１０２がＤＱＰＳＫで変調されていることを認識する。復調方式認識部６６は、復調部６５に対してペイロード部１０２をＤＱＰＳＫで復調するよう指示し、復調部６５はペイロード部６５をＤＱＰＳＫで復調する。復調部６５は復調した確認フレームのヘッダ部１０１及びペイロード部１０２をデータ処理部６１に渡す。データ処理部６１は、アプリケーションに渡す等により、確認フレームを受信したことを認識し、それを送信完了確認部６２に通知する。確認フレーム受信の通知を受けた送信完了確認部６２は、送信が完了したことを認識し（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、処理を終了する。
【００３２】
一方、送信完了確認部６２は、図示しないタイマー及び再送回数カウンタを内蔵し、送信を行ってから一定時間経過しても、データ処理部６１より確認フレーム受信の通知を受けない場合、送信が完了しなかったと認識し（ステップＳ１０２でＮｏ）、再送回数カウンタ値が所定回数以下であるか否かを確認する（ステップＳ１０３）。再送回数カウンタ値が所定の回数を越えている場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、送信完了確認部６２は、データ処理部６１に対してエラーとして処理し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。
【００３３】
そして、再送回数カウンタ値が所定の回数以下である場合（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、送信完了確認部６２は、再送回数カウンタのカウンタ値を＋１し（ステップＳ１０５）、変調方式指示部６３に送信が完了しなかったことを通知する。この通知を受けた変調方式指示部６３は、変調方式をＤＢＰＳＫに変更するよう変調部６４に指示する。この指示を受けた変調部６４は、再送すべきデータをＤＢＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由して受信側電力線搬送通信装置１ｂに再送する（ステップＳ１０６）。
【００３４】
次に、受信側の電力線搬送通信装置１ｂの詳細な動作について説明する。
図６は、図１に示した電力線搬送通信装置１ｂの動作を示すフローチャートであり、図１及び図６を用いて受信側の詳細な動作を説明する。
【００３５】
電力線結合回路３は電力線搬送通信装置１ａからのデータフレームを受信するとＡ／Ｄ４に渡し、Ａ／Ｄ４は受信したデータフレームをアナログ信号からデジタル信号に変換し、復調部６５に渡す。復調部６５はデータフレームのヘッダ部１０１をＤＱＰＳＫで復調し、復調方式認識部６６に渡す（ステップＳ２０１）。復調方式認識部６６は、復調されたヘッダ部１０１を参照し、ペイロード部１０２がＤＱＰＳＫ、ＤＢＰＳＫのどちらで変調されているかを認識する（ステップＳ２０２）。
【００３６】
ペイロード部１０２がＤＱＰＳＫで変調されている場合（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、復調方式認識部６６は、復調部６５に対してペイロード部１０２をＤＱＰＳＫで復調するよう指示し、復調部６５はペイロード部１０２をＤＱＰＳＫで復調する（ステップＳ２０４）。復調部６５は復調した確認フレームのヘッダ部１０１及びペイロード部１０２をデータ処理部６１に渡す。データ処理部６１は、アプリケーションに渡す等により、データフレームを受信したことを認識し、確認フレームを変調部６４に渡し、変調部６４はＤＱＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由して確認フレームを送信側電力線搬送通信装置１ａに送信する（ステップＳ２０５）。
【００３７】
一方、ペイロード部１０２がＤＢＰＳＫで変調されている場合（ステップ２０３でＮｏ）、復調方式認識部６６は、復調部６５に対してペイロード部１０２をＤＢＰＳＫで復調するよう指示し、復調部６５はペイロード部１０２をＤＢＰＳＫで復調する（ステップＳ２０６）。復調部６５は復調した確認フレームのヘッダ部１０１及びペイロード部１０２をデータ処理部６１に渡す。データ処理部６１は、アプリケーションに渡す等により、再送フレームを受信したことを認識し、変調方式指示部６３に変調方式をＤＢＰＳＫに変更するよう指示するとともに、確認フレームを変調部６４に渡す。変調方式変更の指示を受けた変調部６４は、確認フレームをＤＢＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由して送信側電力線搬送通信装置１ａに送信する（ステップＳ２０７）。
【００３８】
以上説明したように、通常は伝送速度の速いＤＱＰＳＫで変調してデータを送信し、一定時間確認フレームを受信しない場合、送信が完了しなかったことを認識し、変調方式をノイズ耐性の強いＤＢＰＳＫに変更して再送は常にＤＢＰＳＫで変調して送信することにより、伝送路の状態に応じて伝送速度とノイズ耐性の異なる変復調方式を切り替えて送信を行うため、伝送路の擾乱に強く、伝送路の状態に応じた信頼性の高い、効率のよい通信を実現することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態１では、変復調方式としてＤＱＰＳＫ及びＤＢＰＳＫを用いた場合について説明したが、伝送速度の速い変復調方式とノイズ耐性の強い変復調方式とを切り替えて用いればこれに限られず、Ｄ８ＰＳＫ及びＤＱＰＳＫ、Ｄ８ＰＳＫ及びＤＢＰＳＫ、あるいはＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等、他の変復調方式を用いても同様の効果を得ることができる。また、ヘッダ部１０１の変復調方式は一定であればＤＱＰＳＫに限られず、Ｄ８ＰＳＫ等他の変復調方式を用いても同様の効果を得ることができる。
【００４０】
また、本実施の形態１では、送信側電力線搬送通信装置１ａで確認フレームを一定時間内に受信するか否かで伝送路の状態を検出しているが、伝送路状態が検出できればこれに限られず、伝送路状態検出器を本通信装置と別に備え、この伝送路状態検出器の検出結果に基づいて変調方式を変更するようにしても同様の効果を得ることができる。また、受信側電力線搬送通信装置１ｂがエラーの発生したデータフレームを受信した場合、エラーフレームを送信し、送信側電力線搬送通信装置１ａがこのエラーフレームを受信してエラーを認識することにより、伝送路の状態を検出するようにしても同様の効果を得ることができる。
【００４１】
また、本実施の形態１では、ヘッダ部１０１の変復調方式はＤＱＰＳＫ固定とした場合について説明したが、変復調方式が固定であればこれに限られず、ＤＢＰＳＫ固定、Ｄ８ＰＳＫ固定等としても同様の効果を得ることができる。
【００４２】
また、本実施の形態１では、伝送路の状態によって変復調方式を切り替える場合のみを説明したが、本発明と従来技術とを組み合せ、例えば、従来技術の予備のキャリアに変更しても通信性能が改善されない場合に、本発明の変復調方式の切り替えを行ったり、従来技術の予備のキャリアに変更すると同時に、本発明の変復調方式の切り替えも行う等により、複数のキャリアを更に信頼性の高い効率のよい通信を実現することができる。
【００４３】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、送信が完了しなかったことを認識したらすぐ変復調方式をＤＢＰＳＫに変更して再送する場合について説明したが、本実施の形態２では、再送回数に２つの閾値を設け、再送回数が第一の閾値以下ならＤＱＰＳＫで再送し、第一の閾値以上第二の閾値以下ならＤＢＰＳＫで再送し、第二の閾値以上ならエラーとして処理する場合について説明する。
【００４４】
図７は、図１に示した電力線搬送通信装置１ａの本実施の形態２における動作を示すフローチャートである。図７において図５と同様のステップ番号がついている部分は実施の形態１と同様のため、詳細な説明は省略する。
【００４５】
アプリケーション等からデータの送信要求があると、送信するデータをＤＱＰＳＫで変調し、受信側電力線搬送通信装置１ｂに送信し（ステップＳ１０１）、送信完了確認部６２が、送信が完了したか否かを確認する（ステップＳ１０２）。送信が完了しなかったと認識した場合（ステップＳ１０２でＮｏ）、送信完了確認部６２は、再送回数カウンタ値が第一の閾値以下であるか否かを確認する（ステップＳ３０１）。再送回数が第一の閾値以下である場合（ステップＳ３０１でＹｅｓ）、送信完了確認部６２は、データ処理部６１に再送するよう指示するとともに、再送回数カウンタのカウンタ値を＋１する（ステップＳ３０２）。データ処理部６１は再送すべきデータを変調部６４に渡し、変調部６４は、再送すべきデータをＤＱＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由して受信側電力線搬送通信装置１ｂに再送する（ステップＳ３０３）。
【００４６】
再送回数が第一の閾値を越えている場合（ステップＳ３０１でＮｏ）、送信完了確認部６２は、再送回数が第二の閾値以下であるか否かを確認する（ステップＳ３０４）。再送回数が第二の閾値を越えている場合（ステップＳ３０４でＮｏ）、送信完了確認部６２は、データ処理部６１に対してエラーとして処理し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。
【００４７】
再送回数が第二の閾値以下である場合（ステップＳ３０４でＹｅｓ）、送信完了確認部６２は、再送回数カウンタのカウンタ値を＋１し（ステップＳ１０５）、変調方式指示部６３は、変調方式をＤＢＰＳＫに変更するよう変調部６４に指示し、変調部６４は、再送すべきデータをＤＢＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由して受信側電力線搬送通信装置１ｂに再送する（ステップＳ１０６）。
【００４８】
以上説明したように、再送回数に２つの閾値を設け、再送回数が第一の閾値以下なら伝送速度の速いＤＱＰＳＫで再送し、第一の閾値以上第二の閾値以下ならノイズ耐性の強いＤＢＰＳＫで再送し、第二の閾値以上ならエラーとして処理することにより、変復調方式の切り替えをより細かく行うことができ、システムに対応した、より信頼性が高く効率のよい通信を実現することができる。
【００４９】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、送信が完了したか否かに従って、ＤＱＰＳＫとＤＢＰＳＫという２つの変復調方式を切り替えて送信する場合について説明したが、本実施の形態３では、３つ以上の変復調方式を切り替えて送信する場合について説明する。
【００５０】
図８は、本発明に係る通信装置の実施の形態３における機能構成図である。
図８において、６７は現在の変調方式を記憶しておく変調方式記憶部、６８は変調方式記憶部６７に記憶する変調方式を変更する変調方式変更部である。その他、図１と同様の番号を付した構成については実施の形態１と同様のため、説明を省略する。
【００５１】
なお、変調方式指示部６３、変調方式記憶部６７、変調方式変更部６８が変調方式決定手段に対応する。
【００５２】
図９は、図８に示した電力線搬送通信１ａの動作を示すフローチャートである。図８及び図９を用いて以下に送信側の動作について説明する。受信側の動作については実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００５３】
アプリケーション等からデータの送信要求があると、データ処理部６１は送信するデータを変調部６４に渡すとともに、変調方式指示部６３に指示を出し、変調方式指示部６３は変調方式記憶部６７に記憶された変調方式を確認する（ステップＳ４０１）。変調方式指示部６３はこの確認した変調方式で変調するよう変調部６４に指示する。変調部６４は送信するデータを変調方式指示部６３により指示された変調方式で変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由してデータを受信側電力線搬送通信装置１ｂに送信する（ステップＳ４０２）。この際、データ処理部６１は、ヘッダ部１０１内にペイロード部１０２を変調した変調方式を示す情報を含めておく。
【００５４】
次に、送信完了確認部６２は、送信が完了したか否かを確認する（ステップＳ４０３）。確認の動作は上記実施の形態１と同様のため、説明は省略する。送信完了確認部６２が送信完了したことを認識した場合（ステップＳ４０３でＹｅｓ）、変調方式変更部６８は変調方式記憶部６７を参照し、より伝送速度の速い変調方式はあるか否かを確認する（ステップＳ４０４）。より伝送速度の速い変調方式がなければ（ステップＳ４０４でＮｏ）、そのまま処理を終了し、より伝送速度の速い変調方式があれば（ステップＳ４０４でＹｅｓ）、変調方式変更部６８は、変調方式記憶部６７に記憶する変調方式をより伝送速度の速い変調方式に変更し（ステップＳ４０５）、処理を終了する。
【００５５】
送信完了確認部６２が送信完了しなかったと認識した場合（ステップＳ４０３でＮｏ）、再送回数カウンタ値が所定回数以下であるか否かを確認する（ステップＳ４０６）。再送回数カウンタ値が所定回数を越えている場合（ステップＳ４０６でＮｏ）、送信完了確認部６２は、データ処理部６１に対してエラーとして処理し（ステップＳ４０７）、処理を終了する。
【００５６】
そして、再送回数カウンタ値が所定の回数以下である場合（ステップＳ４０６でＹｅｓ）、送信完了確認部６２は、再送回数カウンタのカウンタ値を＋１し（ステップＳ４０８）、変調方式変更部６８は、変調方式記憶部６７を参照し、よりノイズ耐性の強い変調方式はあるか否かを確認する（ステップＳ４０９）。よりノイズ耐性の強い変調方式がなければ（ステップＳ４０９でＮｏ）、変調方式指示部６３は変調方式記憶部６７に記憶された変調方式を確認し（ステップＳ４１１）、変調方式指示部６３はこの確認した変調方式で変調するよう変調部６４に指示し、変調部６４は再送するデータを変調方式指示部６３により指示された変調方式で変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由してデータを受信側電力線搬送通信装置１ｂに再送する（ステップＳ４１２）。
【００５７】
よりノイズ耐性の強い変調方式がある場合（ステップＳ４０９でＹｅｓ）、変調方式変更部６８は、変調方式記憶部６７に記憶する変調方式をよりノイズ耐性の強い変調方式に変更し（ステップＳ４１０）、変調方式指示部６３は変調方式記憶部６７に記憶された変調方式を確認し（ステップＳ４１１）、変調方式指示部６３はこの確認した変調方式で変調するよう変調部６４に指示し、変調部６４は再送するデータを変調方式指示部６３により指示された変調方式で変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由してデータを受信側電力線搬送通信装置１ｂに再送する（ステップＳ４１２）。
【００５８】
例えば、電力線搬送通信装置１ａではＤ８ＰＳＫ、ＤＱＰＳＫ、ＤＢＰＳＫを切り替えて送信し、最初は変調方式記憶部６７にＤ８ＰＳＫが記憶されているものとし、再送回数の所定値は２であるとする。アプリケーション等からデータの送信要求があり送信を行う場合、変調方式記憶部６７に記憶された変調方式はＤ８ＰＳＫであるため、変調方式指示部６３はＤ８ＰＳＫで変調するよう変調部６４に指示する。変調部６４は送信するデータをＤ８ＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由してデータを受信側電力線搬送通信装置１ｂに送信する。
【００５９】
次に、送信完了確認部６２が送信完了したことを認識した場合、変調方式変更部６８は変調方式記憶部６７を参照し、より伝送速度の速い変調方式はあるか否かを確認するが、Ｄ８ＰＳＫより伝送速度の速い変調方式がないため、そのまま処理を終了する。
【００６０】
一方、送信完了確認部６２が送信完了しなかったと認識した場合、再送回数カウンタ値が所定回数の２以下であるか否かを確認するが、再送回数カウンタ値が０であるため、送信完了確認部６２は、再送回数カウンタのカウンタ値を＋１した１とする。そして、変調方式変更部６８は、変調方式記憶部６７を参照し、よりノイズ耐性の強い変調方式があるか否かを確認し、よりノイズ耐性の強いＤＱＰＳＫがあるため、変調方式変更部６８は、変調方式記憶部６７に記憶する変調方式をＤＱＰＳＫに変更し、変調部６４は再送するデータをＤＱＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由してデータを受信側電力線搬送通信装置１ｂに再送する。
【００６１】
ＤＱＰＳＫで変調した再送が完了したことを認識した場合、変調方式変更部６８がより伝送速度の速い変調方式があるか否かを確認し、確認した結果Ｄ８ＰＳＫがあるため、変調方式変更部６８は変調方式記憶部６７に記憶する変調方式をＤ８ＰＳＫに変更し、処理を終了する。
【００６２】
ＤＱＰＳＫで変調した再送が完了しなかったと認識した場合、再送回数カウンタ値が所定回数の２以下であるか否かを確認するが、再送回数カウンタ値が１であるため、送信完了確認部６２は、再送回数カウンタのカウンタ値を＋１した２とする。そして、変調方式変更部６８は、変調方式記憶部６７を参照し、よりノイズ耐性の強い変調方式があるか否かを確認し、よりノイズ耐性の強いＤＢＰＳＫがあるため、変調方式変更部６８は、変調方式記憶部６７に記憶する変調方式をＤＢＰＳＫに変更し、変調部６４は再送するデータをＤＢＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由してデータを受信側電力線搬送通信装置１ｂに再送する。
【００６３】
また、更にＤＢＰＳＫで変調した再送が完了しなかったと認識した場合、再送回数カウンタ値が所定回数の２以下であるか否かを確認するが、再送回数カウンタ値が２であるため、送信完了確認部６２は、再送回数カウンタのカウンタ値を＋１した３とする。そして、変調方式変更部６８は、変調方式記憶部６７を参照し、よりノイズ耐性の強い変調方式があるか否かを確認するが、よりノイズ耐性の強い変調方式がないため、変調方式記憶部６７に記憶する変調方式はＤＢＰＳＫのままとし、変調部６４は再送するデータをＤＢＰＳＫで変調し、Ｄ／Ａ５及び電力線結合回路３を経由してデータを受信側電力線搬送通信装置１ｂに再送する。
【００６４】
また、更にＤＢＰＳＫで変調した再送が完了しなかったと認識した場合、再送回数カウンタ値が所定回数の２以下であるか否かを確認すると、再送回数カウンタ値が３であるため、送信完了確認部６２は、データ処理部６１に対してエラーとして処理して終了する。
【００６５】
以上説明したように、送信が完了して、より伝送速度の速い変調方式があれば、より伝送速度の速い変調方式に変更して次の送信を行い、送信が完了せず、よりノイズ耐性の強い変調方式があれば、よりノイズ耐性の強い変調方式に変更して再送を行うことにより、変復調方式の切り替えをより細かく行うことができ、システムに対応した、より信頼性が高く効率のよい通信を実現することができる。
【００６６】
なお、本実施の形態３では、上記実施の形態１と同様に、送信が完了しなかったことを認識したらすぐ変復調方式を変更して再送する場合について説明したが、上記実施の形態２と同様に、再送回数に２つの閾値を設け、再送回数が第一の閾値以下なら変調方式を変更せずに再送し、第一の閾値以上第二の閾値以下なら変調方式を変更して再送し、第二の閾値以上ならエラーとして処理することにより、更に変復調方式の切り替えをより細かく行うことができ、システムに対応した、より信頼性が高く効率のよい通信を実現することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電力線搬送通信装置は、電力線に重畳させるデータを周波数軸上の複数キャリアに割り当てて変調し、送信する電力線搬送通信装置において、電力線の伝送路状態を検出する伝送路状態検出手段と、前記伝送路状態検出手段による検出結果に基づいて、複数の変調方式のうち送信するデータの変調方式を決定する変調方式決定手段と、前記変調方式決定手段により決定した変調方式で上記複数のキャリアに割り当てられたデータを変調する変調手段とを備えることにより、伝送路の状態に応じて異なる変復調方式を切り替えて送信を行うため、伝送路の状態に応じた信頼性の高い、効率のよい通信を実現することができる。
【００６８】
また、前記伝送路状態検出手段は、送信したデータが通信先通信装置において正しく受信されたか否かを示す当該通信先通信装置からの確認データを認識して伝送路の状態を検出することにより、簡単な構成で伝送路の状態を検出でき、伝送路の状態に応じた信頼性の高い、効率のよい通信を実現することができる。
【００６９】
また、前記伝送路状態検出手段は、再送回数カウンタを備え、かつ再送カウンタ値の第一の閾値と第二の閾値とを備え、前記変調手段は、高速伝送に適した変調方式と、耐ノイズに適した変調方式とを切り替えて変調し、前記変調方式決定手段は、前記再送回数カウンタ値が第一の閾値以下の場合、高速伝送に適した変調方式に決定し、前記再送回数カウンタ値が第一の閾値以上第二の閾値以下の場合、耐ノイズに適した変調方式に決定することにより、変復調方式の切り替えをより細かく行うことができ、システムに対応した、より信頼性が高く効率のよい通信を実現することができる。
【００７０】
また、前記変調手段は、１または複数の高速伝送に適した変調方式と、１または複数の耐ノイズに適した変調方式とを切り替えて変調するとともに、前記変調方式決定手段は、前記伝送路状態検出手段が正しく受信されたと認識した場合、より高速伝送に適した変調方式に決定し、前記伝送路状態検出手段が正しく受信されなかったと認識した場合、より耐ノイズに適した変調方式に決定することにより、更に変復調方式の切り替えをより細かく行うことができ、システムに対応した、より信頼性が高く効率のよい通信を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る通信装置の実施の形態１における機能構成図
【図２】 変調部６４、復調部６５で用いる変復調方式を示す説明図
【図３】 データ処理部６１において処理するデータのフレーム構造を示す説明図
【図４】 電力線搬送通信装置間のデータのやり取りを示すシーケンス図
【図５】 本発明に係る通信装置の実施の形態１における送信側の動作を示すフローチャート
【図６】 本発明に係る通信装置の実施の形態１における受信側の動作を示すフローチャート
【図７】 本発明に係る通信装置の実施の形態２における送信側の動作を示すフローチャート
【図８】 本発明に係る通信装置の実施の形態３における機能構成図
【図９】 本発明に係る通信装置の実施の形態３における送信側の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 電力線搬送通信装置
２ 電力線
３ 電力線結合回路
４ Ａ／Ｄ
５ Ｄ／Ａ
６ デジタル・シグナル・プロセッサ
６１ データ処理部
６２ 送信完了確認部
６３ 変調方式指示部
６４ 変調部
６５ 復調部
６６ 復調方式認識部
６７ 変調方式記憶部
６８ 変調方式変更部
１０１ ヘッダ部
１０２ ペイロード部
Claims (2)
- 電力線に重畳させるデータを周波数軸上の複数キャリアに割り当てて変調し、送信する電力線搬送通信装置において、
再送回数カウンタを備え、該再送回数カウンタのカウント値と比較する基準値として予め設定されている第一の閾値と第二の閾値とに基づいて電力線の伝送路状態を検出する伝送路状態検出手段と、
前記伝送路状態検出手段による検出結果に基づいて、複数の変調方式のうち送信するデータの変調方式を決定する変調方式決定手段と、
前記変調方式決定手段により決定した変調方式で上記複数のキャリアに割り当てられたデータを変調する変調手段と、
を備え、
前記変調手段は、高速伝送に適した変調方式と、耐ノイズに適した変調方式とを切り替えて変調し、
前記変調方式決定手段は、前記再送回数カウンタ値が第一の閾値以下の場合、高速伝送に適した変調方式に決定し、前記再送回数カウンタ値が第一の閾値以上第二の閾値以下の場合、耐ノイズに適した変調方式に決定することを特徴とする電力線搬送通信装置。 - 前記伝送路状態検出手段は、送信したデータが通信先通信装置において正しく受信されたか否かを示す当該通信先通信装置からの確認データを認識して伝送路の状態を検出することを特徴とする請求項１に記載の電力線搬送通信装置。
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