特許 5991835 通信システム、通信装置および通信システムの動作方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5991835

(24)【登録日】2016年8月26日

(45)【発行日】2016年9月14日

(54)【発明の名称】通信システム、通信装置および通信システムの動作方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 3/54 20060101AFI20160901BHJP

【ＦＩ】

   H04B3/54

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-72766(P2012-72766)

(22)【出願日】2012年3月28日

(65)【公開番号】特開2013-207442(P2013-207442A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2015年2月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】591128453

【氏名又は名称】株式会社メガチップス

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】陳 寒達

【審査官】 後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２８４１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１１６４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０１９６３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ３／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１通信装置と、
前記第１通信装置との間で、電力線を伝送路とした電力線通信を行う第２通信装置と、
を備え、
前記第１通信装置は、
商用電源における一定間隔おきのゼロクロスタイミングを検出する検出手段と、
誤り検出符号を付加した初期信号を、ゼロクロスタイミング付近の前記一定間隔おきの各基準タイミングで複数回送信する送信手段と、
を有し、
前記第２通信装置は、
受信した各初期信号についての誤り検出を、各初期信号に付加された誤り検出符号に基づいてそれぞれ行う誤り検出手段と、
前記各初期信号それぞれについての誤り検出の結果に基づいて、受信状態の良否を判定する判定手段と、
前記判定手段により前記受信状態が良好と判定された場合、前記初期信号に対する確認応答信号を初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングで送信し、前記受信状態が不良と判定された場合、前記確認応答信号を、初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングから微小時間ずらしたタイミングで送信する送信手段と、
を有し、
前記第１通信装置は、
前記確認応答信号を受信する受信手段をさらに有し、
前記第１通信装置の送信手段は、
前記確認応答信号を受信した後は、当該確認応答信号の受信タイミングから前記一定間隔後のタイミングで実データを含む伝送信号を送信する通信システム。

【請求項2】

前記微小時間は、商用電源の周波数に基づいて設定される請求項１に記載の通信システム。

【請求項3】

前記第２通信装置の送信手段は、前記初期信号に対する確認応答信号を、初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングから微小時間ずらしたタイミングで送信し、
前記第２通信装置の送信手段は、
前記伝送信号から前記実データを取得できなかった場合、前記実データを取得できなかったことを示す否定応答信号を、前記確認応答信号に関するずらし方向とは反対の方向にずらしたタイミングで送信し、
前記第１通信装置の送信手段は、
前記否定応答信号を受信した後は、当該否定応答信号の受信タイミングから前記一定間隔後のタイミングで実データを含む伝送信号を再送する請求項１または請求項２に記載の通信システム。

【請求項4】

受信側の通信装置との間で、電力線を伝送路とした電力線通信を行う送信側の通信装置であって、
商用電源における一定間隔おきのゼロクロスタイミングを検出する検出手段と、
誤り検出符号を付加した初期信号を、ゼロクロスタイミング付近の前記一定間隔おきの各基準タイミングで複数回送信する送信手段と、
を備え、
前記受信側の通信装置は、
受信した各初期信号についての誤り検出を、各初期信号に付加された誤り検出符号に基づいてそれぞれ行う誤り検出手段と、
前記各初期信号それぞれについての誤り検出の結果に基づいて、受信状態の良否を判定する判定手段と、
前記判定手段により前記受信状態が良好と判定された場合、前記初期信号に対する確認応答信号を初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングで送信し、前記受信状態が不良と判定された場合、前記確認応答信号を、初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングから微小時間ずらしたタイミングで送信する送信手段と、
を有し、
前記送信側の通信装置は、
前記確認応答信号を受信する受信手段をさらに備え、
前記送信側の通信装置の送信手段は、
前記確認応答信号を受信した後は、当該確認応答信号の受信タイミングから前記一定間隔後のタイミングで実データを含む伝送信号を送信する送信側の通信装置。

【請求項5】

送信側の通信装置との間で、電力線を伝送路とした電力線通信を行う受信側の通信装置であって、
前記送信側の通信装置は、
商用電源における一定間隔おきのゼロクロスタイミングを検出する検出手段と、
誤り検出符号を付加した初期信号を、ゼロクロスタイミング付近の前記一定間隔おきの各基準タイミングで複数回送信する送信手段と、
を有し、
前記受信側の通信装置は、
受信した各初期信号についての誤り検出を、各初期信号に付加された誤り検出符号に基づいてそれぞれ行う誤り検出手段と、
前記各初期信号それぞれについての誤り検出の結果に基づいて、受信状態の良否を判定する判定手段と、
前記判定手段により前記受信状態が良好と判定された場合、前記初期信号に対する確認応答信号を初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングで送信し、前記受信状態が不良と判定された場合、前記確認応答信号を、初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングから微小時間ずらしたタイミングで送信する送信手段と、
を備える受信側の通信装置。

【請求項6】

第１通信装置と、
前記第１通信装置との間で、電力線を伝送路とした電力線通信を行う第２通信装置とを含む通信システムの動作方法であって、
ａ）前記第１通信装置において、商用電源における一定間隔おきのゼロクロスタイミングを検出する工程と、
ｂ）前記第１通信装置において、誤り検出符号を付加した初期信号を、ゼロクロスタイミング付近の前記一定間隔おきの各基準タイミングで複数回送信する工程と、
ｃ）前記第２通信装置において、受信した各初期信号についての誤り検出を、各初期信号に付加された誤り検出符号に基づいてそれぞれ行う工程と、
ｄ）前記第２通信装置において、前記各初期信号それぞれについての誤り検出の結果に基づいて、受信状態の良否を判定する工程と、
ｅ）前記第２通信装置において、前記判定手段により前記受信状態が良好と判定された場合、前記初期信号に対する確認応答信号を初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングで送信し、前記受信状態が不良と判定された場合、前記確認応答信号を、初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングから微小時間ずらしたタイミングで送信する工程と、
ｆ）前記第１通信装置において、前記確認応答信号を受信した後は、当該確認応答信号の受信タイミングから前記一定間隔後のタイミングで実データを含む伝送信号を送信する工程と、
を備える通信システムの動作方法。

【請求項7】

第１通信装置と、
前記第１通信装置との間で、電力線を伝送路とした電力線通信を行う第２通信装置と、
を備え、
前記第１通信装置は、
商用電源における一定間隔おきのゼロクロスタイミングを検出する検出手段と、
誤り検出符号を付加した初期信号を、ゼロクロスタイミング付近の前記一定間隔おきの各基準タイミングのうちの１の基準タイミングで送信する送信手段と、
を有し、
前記第２通信装置は、
受信した前記初期信号についての誤り検出を、当該初期信号に付加された誤り検出符号に基づいて行う誤り検出手段と、
前記初期信号についての誤り検出の結果に基づいて、受信状態の良否を判定する判定手段と、
前記判定手段により前記受信状態が良好と判定された場合、前記初期信号に対する応答信号を初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングで送信し、前記受信状態が不良と判定された場合、前記応答信号を、初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングから微小時間ずらしたタイミングで送信する送信手段と、
を有し、
前記第１通信装置は、
前記応答信号を受信する受信手段をさらに有し、
前記第１通信装置の送信手段は、
前記応答信号を受信した後は、当該応答信号の受信タイミングから前記一定間隔後のタイミングで実データを含む伝送信号を送信する通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電気機器に電力を供給する電力線を利用した電力線通信（Power Line Communication：ＰＬＣ）が実用化されている。電力線通信では、商用電源周波数よりも高い周波数の通信信号を商用電力に重畳させて通信が行われる。

【0003】

しかし、当該電力線通信は、家庭内の電気機器が接続された電力線を伝送路とする通信方式であるため、電気機器のノイズ（「家電ノイズ」とも称する）の影響を受けて通信品質が悪化する場合がある。

【0004】

この家電ノイズによる影響は、商用の交流電圧波形の振幅がピークとなるピーク付近で大きくなるため、これを避けるために、交流電圧波形の振幅がゼロになる、いわゆるゼロクロス付近で電力線通信を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

【0005】

ゼロクロス付近で通信を行う場合、商用の交流電圧波形の振幅がゼロになるゼロクロスタイミングを検出し、検出したゼロクロスタイミングに基づいて伝送信号の通信タイミングが決定されることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９−２８４１５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、ゼロクロスタイミングの検出精度が低いために、実際のゼロクロスタイミングからずれたタイミングで通信が行われた場合、家電ノイズの影響を受ける可能性がある。

【0008】

また、ゼロクロスタイミングでは、スイッチング電源等から生じた位相ノイズと呼ばれる周期的な位相変更がゼロクロスタイミング付近で発生する可能性があり、このような位相変更が伝送信号の送信期間において発生した場合、受信側では、伝送信号を復調できなくなる可能性がある。

【0009】

また、電力線には、ゼロクロスタイミングと同期した周期的なパルスノイズが存在する可能性があり、ゼロクロス付近で通信を行うと、当該パルスノイズの影響を受ける虞がある。

【0010】

そこで、本発明は、電力線通信をゼロクロス付近において行う場合において、信頼性の高い通信を実現することが可能な技術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】

本発明に係る通信システムの第１の態様は、第１通信装置と、前記第１通信装置との間で、電力線を伝送路とした電力線通信を行う第２通信装置とを備え、前記第１通信装置は、商用電源における一定間隔おきのゼロクロスタイミングを検出する検出手段と、誤り検出符号を付加した初期信号を、ゼロクロスタイミング付近の前記一定間隔おきの各基準タイミングで複数回送信する送信手段とを有し、前記第２通信装置は、受信した各初期信号についての誤り検出を、各初期信号に付加された誤り検出符号に基づいてそれぞれ行う誤り検出手段と、前記各初期信号それぞれについての誤り検出の結果に基づいて、受信状態の良否を判定する判定手段と、前記判定手段により前記受信状態が良好と判定された場合、前記初期信号に対する確認応答信号を初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングで送信し、前記受信状態が不良と判定された場合、前記確認応答信号を、初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングから微小時間ずらしたタイミングで送信する送信手段とを有し、前記第１通信装置は、前記確認応答信号を受信する受信手段をさらに有し、前記第１通信装置の送信手段は、前記確認応答信号を受信した後は、当該確認応答信号の受信タイミングから前記一定間隔後のタイミングで実データを含む伝送信号を送信する。

【0012】

また、本発明に係る通信システムの第２の態様は、上記第１の態様であって、前記微小時間は、商用電源の周波数に基づいて設定される。

【0013】

また、本発明に係る通信システムの第３の態様は、上記第１の態様または上記第２の態様であって、前記第２通信装置の送信手段は、前記初期信号に対する確認応答信号を、初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングから微小時間ずらしたタイミングで送信し、前記第２通信装置の送信手段は、前記伝送信号から前記実データを取得できなかった場合、前記実データを取得できなかったことを示す否定応答信号を、前記確認応答信号に関するずらし方向とは反対の方向にずらしたタイミングで送信し、前記第１通信装置の送信手段は、前記否定応答信号を受信した後は、当該否定応答信号の受信タイミングから前記一定間隔後のタイミングで実データを含む伝送信号を再送する。

【0014】

また、本発明に係る通信装置の第１の態様は、受信側の通信装置との間で、電力線を伝送路とした電力線通信を行う送信側の通信装置であって、商用電源における一定間隔おきのゼロクロスタイミングを検出する検出手段と、誤り検出符号を付加した初期信号を、ゼロクロスタイミング付近の前記一定間隔おきの各基準タイミングで複数回送信する送信手段とを備え、前記受信側の通信装置は、受信した各初期信号についての誤り検出を、各初期信号に付加された誤り検出符号に基づいてそれぞれ行う誤り検出手段と、前記各初期信号それぞれについての誤り検出の結果に基づいて、受信状態の良否を判定する判定手段と、前記判定手段により前記受信状態が良好と判定された場合、前記初期信号に対する確認応答信号を初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングで送信し、前記受信状態が不良と判定された場合、前記確認応答信号を、初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングから微小時間ずらしたタイミングで送信する送信手段とを有し、前記送信側の通信装置は、前記確認応答信号を受信する受信手段をさらに備え、前記送信側の通信装置の送信手段は、前記確認応答信号を受信した後は、当該確認応答信号の受信タイミングから前記一定間隔後のタイミングで実データを含む伝送信号を送信する。

【0015】

また、本発明に係る通信装置の第２の態様は、送信側の通信装置との間で、電力線を伝送路とした電力線通信を行う受信側の通信装置であって、前記送信側の通信装置は、商用電源における一定間隔おきのゼロクロスタイミングを検出する検出手段と、誤り検出符号を付加した初期信号を、ゼロクロスタイミング付近の前記一定間隔おきの各基準タイミングで複数回送信する送信手段とを有し、前記受信側の通信装置は、受信した各初期信号についての誤り検出を、各初期信号に付加された誤り検出符号に基づいてそれぞれ行う誤り検出手段と、前記各初期信号それぞれについての誤り検出の結果に基づいて、受信状態の良否を判定する判定手段と、前記判定手段により前記受信状態が良好と判定された場合、前記初期信号に対する確認応答信号を初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングで送信し、前記受信状態が不良と判定された場合、前記確認応答信号を、初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングから微小時間ずらしたタイミングで送信する送信手段とを備える。

【0016】

また、本発明に係る通信システムの動作方法は、第１通信装置と、前記第１通信装置との間で、電力線を伝送路とした電力線通信を行う第２通信装置とを含む通信システムの動作方法であって、ａ）前記第１通信装置において、商用電源における一定間隔おきのゼロクロスタイミングを検出する工程と、ｂ）前記第１通信装置において、誤り検出符号を付加した初期信号を、ゼロクロスタイミング付近の前記一定間隔おきの各基準タイミングで複数回送信する工程と、ｃ）前記第２通信装置において、受信した各初期信号についての誤り検出を、各初期信号に付加された誤り検出符号に基づいてそれぞれ行う工程と、ｄ）前記第２通信装置において、前記各初期信号それぞれについての誤り検出の結果に基づいて、受信状態の良否を判定する工程と、ｅ）前記第２通信装置において、前記判定手段により前記受信状態が良好と判定された場合、前記初期信号に対する確認応答信号を初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングで送信し、前記受信状態が不良と判定された場合、前記確認応答信号を、初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングから微小時間ずらしたタイミングで送信する工程と、ｆ）前記第１通信装置において、前記確認応答信号を受信した後は、当該確認応答信号の受信タイミングから前記一定間隔後のタイミングで実データを含む伝送信号を送信する工程とを備える。

【0017】

また、本発明に係る通信システムの第４の態様は、第１通信装置と、前記第１通信装置との間で、電力線を伝送路とした電力線通信を行う第２通信装置とを備え、前記第１通信装置は、商用電源における一定間隔おきのゼロクロスタイミングを検出する検出手段と、誤り検出符号を付加した初期信号を、ゼロクロスタイミング付近の前記一定間隔おきの各基準タイミングのうちの１の基準タイミングで送信する送信手段とを有し、前記第２通信装置は、受信した前記初期信号についての誤り検出を、当該初期信号に付加された誤り検出符号に基づいて行う誤り検出手段と、前記初期信号についての誤り検出の結果に基づいて、受信状態の良否を判定する判定手段と、前記判定手段により前記受信状態が良好と判定された場合、前記初期信号に対する応答信号を初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングで送信し、前記受信状態が不良と判定された場合、前記応答信号を、初期信号受信から前記一定間隔後の基準タイミングから微小時間ずらしたタイミングで送信する送信手段とを有し、前記第１通信装置は、前記応答信号を受信する受信手段をさらに有し、前記第１通信装置の送信手段は、前記応答信号を受信した後は、当該応答信号の受信タイミングから前記一定間隔後のタイミングで実データを含む伝送信号を送信する。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、電力線通信をゼロクロス付近において行う場合において、信頼性の高い通信を実現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施形態に係る通信システムの構成図である。

【図2】第１通信装置および第２通信装置の機能構成を示すブロック図である。

【図3】パケットの構成を示す図である。

【図4】通信システムにおける通信態様の概要を示す図である。

【図5】通信システムにおける通信態様を示す図である。

【図6】通信システムの動作を示すフローチャートである。

【図7】通信システムにおける他の通信態様を示す図である。

【図8】変形例に係る通信システムの通信態様を示す図である。

【図9】変形例に係る通信システムの通信態様を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、実施形態について図面を参照して説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一または相応する要素を示すものとする。

【0021】

＜１．実施形態＞
［１−１．通信システムの構成］
図１は、本実施形態に係る通信システム１の構成図である。

【0022】

図１に示されるように、通信システム１は、第１通信装置１０と第２通信装置２０とを有している。通信システム１における第１通信装置１０および第２通信装置２０はそれぞれ、電力線３０に接続されている。そして、第１通信装置１０および第２通信装置２０は、電力線３０を伝送路とした電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）によって、互いに通信可能に構成されている。

【0023】

また、通信装置１０，２０間の電力線通信は、周波数軸上で互いに直交する複数のサブキャリアを合成して得られるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を用いて行われる。そして、当該ＯＦＤＭ信号は、一定の時間単位で区切ってパケット単位で伝送される。

【0024】

なお、以下では、第１通信装置１０は主として送信装置として機能し、第２通信装置２０は主として受信装置として機能する場合を例示するが、第１通信装置１０および第２通信装置２０とも同様の通信機能を有していてもよい。

【0025】

以下では、通信システム１を構成する第１通信装置１０および第２通信装置２０それぞれの構成について、この順序で説明する。図２は、第１通信装置１０および第２通信装置２０の機能構成を示すブロック図である。

【0026】

図２に示されるように、第１通信装置（送信装置）１０は、結合部１０１、ゼロクロス検出部１０２、送信処理部１０３、受信処理部１０４、同期処理部１０５、および通信制御部１０６を備えている。

【0027】

結合部１０１は、電力線３０に接続され、送信処理部１０３から入力されるＯＦＤＭ信号を、電力線通信を行うための通信信号（ＰＬＣ信号）に変換し、当該ＰＬＣ信号を伝送信号（送信信号）として電力線３０に出力する機能を有している。また、結合部１０１は、電力線３０からＰＬＣ信号を取り出し、当該ＰＬＣ信号を受信信号として受信処理部１０４に出力する機能を有している。

【0028】

ゼロクロス検出部（検出手段）１０２は、商用の交流電圧波形の振幅がゼロになるタイミング（「ゼロクロスタイミング」とも称する）を検出し、検出したゼロクロスタイミングに同期して検出信号を出力する。なお、隣接するゼロクロスタイミング間の間隔は一定間隔となり、「ゼロクロス間隔」とも称される。

【0029】

送信処理部１０３は、誤り検出符号付加部１３１と変調部１３２とパケット構成部１３３とを有し、通信制御部１０６から伝送対象のデータ（「伝送データ」とも称する）を取得し、当該伝送データを変調して、伝送データを含むＯＦＤＭ信号を生成する。

【0030】

具体的には、誤り検出符号付加部１３１は、通信制御部１０６から入力される伝送データに、チェックサム (Check Sum)またはＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号（巡回冗長検査符号）等の誤り検出符号を付加して、付加後のデータを変調部１３２に出力する。

【0031】

変調部１３２は、誤り検出符号付加後の伝送データに一次変調および逆高速フーリエ変換を施して、ＯＦＤＭ信号を生成する。生成されたＯＦＤＭ信号は、パケット構成部１３３に出力される。

【0032】

パケット構成部１３３は、変調部１３２から出力されるＯＦＤＭ信号にプリアンブル信号を付加して、パケット単位の信号（「パケット信号」とも称する）を生成する。

【0033】

ここで、パケット構成部１３３で生成される、パケット（パケット信号）の構成について説明する。図３は、パケットの構成を示す図である。

【0034】

図３に示されるように、パケット５０は、プリアンブル（Preamble）５１と、プリアンブル５１に続くＰＨＹ（物理層）ヘッダー５２と、ＰＨＹヘッダー５２に続くＰＨＹペイロード５３とで構成されている。

【0035】

プリアンブル５１は、受信側において送信側から送られてくるパケット信号の検出処理、シンボルタイミング同期等の各種同期処理に用いられる。

【0036】

ＰＨＹヘッダー５２は、後続して送信される伝送データの伝送速度、データ長等の通信制御用のヘッダー情報を含んでいる。

【0037】

ＰＨＹペイロード５３は、伝送対象の伝送データを含んでいる。

【0038】

このように、パケット構成部１３３は、プリアンブル５１と、ＰＨＹヘッダー５２と、ＰＨＹペイロード５３とで構成されたパケット信号を生成し、当該パケット信号を結合部１０１に出力する。

【0039】

図２の第１通信装置１０の説明に戻って、受信処理部１０４は、結合部１０１から入力される受信信号を復調して、受信データを生成する機能を有している。受信処理部１０４で生成された受信データは、通信制御部１０６に出力される。

【0040】

同期処理部１０５は、通信制御部１０６と協働して、周波数同期、およびシンボルタイミング同期（シンボル同期）等の各種同期処理を行う。

【0041】

通信制御部１０６は、第１通信装置１０における通信動作を制御する。

【0042】

具体的には、通信制御部１０６は、伝送データを生成して、当該伝送データを送信処理部１０３の誤り検出符号付加部１３１へ出力する。また、通信制御部１０６は、伝送信号を第１通信装置１０の外部に出力するタイミング（「送信タイミング」または「通信タイミング」とも称する）を制御する。

【0043】

より詳細には、通信制御部１０６は、ゼロクロス検出部１０２からの検出信号に基づいてゼロクロスタイミングを特定し、当該ゼロクロスタイミング付近のタイミング（基準タイミング）で、伝送信号を出力するように結合部１０１を制御する。このように、通信制御部１０６は、結合部１０１と協働して送信手段として機能する。またさらに、通信制御部１０６は、第２通信装置２０から伝送信号を受信したことを示す確認応答信号（ＡＣＫ（Acknowledgement）信号）を受信した場合は、当該ＡＣＫ信号の受信タイミングに基づいて、次に送信する伝送信号の送信タイミングを調整する。

【0044】

次に、第２通信装置２０（受信装置）の構成について詳述する。第２通信装置２０は、第１通信装置１０と同様の構成を有しているため、ここでは、受信装置としての特徴部分（受信処理部２０４の構成）をより詳細に説明する。

【0045】

図２に示されるように、第２通信装置２０は、結合部２０１、ゼロクロス検出部２０２、送信処理部２０３、受信処理部２０４、同期処理部２０５、および通信制御部２０６を備えている。

【0046】

結合部２０１は、上述の結合部１０１と同様の機能を有している。すなわち、結合部２０１は、電力線３０に接続され、送信処理部２０３から入力されるＯＦＤＭ信号をＰＬＣ信号に変換し、当該ＰＬＣ信号を電力線３０に出力する機能を有している。また、結合部２０１は、電力線３０からＰＬＣ信号を取り出し、当該ＰＬＣ信号を受信信号として受信処理部２０４に出力する機能を有している。

【0047】

ゼロクロス検出部２０２は、商用の交流電圧波形の振幅がゼロになるゼロクロスタイミングを検出し、検出したゼロクロスタイミングに同期して検出信号を出力する。

【0048】

送信処理部２０３は、上述の送信処理部１０３と同様、通信制御部２０６から伝送データを取得し、当該伝送データを変調して、伝送データを含むＯＦＤＭ信号を生成する。

【0049】

受信処理部（受信処理手段）２０４は、ＦＦＴ部２４０と伝送路推定部２４１と等化処理部２４２と復調部２４３と誤り検出部２４４とを有し、結合部２０１から入力される受信信号を復調して、受信データを生成する機能を有している。

【0050】

具体的には、ＦＦＴ部２４０は、受信信号に高速フーリエ変換を施して、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する、いわゆるマルチキャリア復調処理を実行する。ＦＦＴ部２４０から出力されるマルチキャリア復調処理後の受信信号は、伝送路推定部２４１および等化処理部２４２に入力される。

【0051】

伝送路推定部２４１は、プリアンブル５１を用いて、１パケット期間の伝送路特性を推定する。推定された伝送路特性（「推定伝送路特性」とも称する）は、等化処理部２４２に出力される。

【0052】

等化処理部２４２は、受信信号を推定伝送路特性で除算する等化処理を行う。等化処理部２４２から出力される等化処理後の受信信号は、復調部２４３に出力される。

【0053】

復調部２４３は、等化処理後の受信信号にデマッピング処理等のサブキャリア復調処理を施し、復調された受信データを出力する。復調部２４３から出力された復調後の受信データには、ビタビ復号による誤り訂正が施され、誤り訂正後の受信データが誤り検出部２４４および通信制御部２０６に入力される。

【0054】

誤り検出部２４４は、受信データに付加されている誤り検出符号に基づいて、受信データの誤り検出を行う。誤り検出の結果は、通信制御部２０６に出力される。

【0055】

同期処理部（同期処理手段）２０５は、通信制御部２０６と協働して、キャリア周波数の誤差を調整する周波数同期、および第２通信装置２０に到来したＯＦＤＭ信号を検出して、ＯＦＤＭシンボルとマルチキャリア復調処理とのタイミングの同期をとるシンボルタイミング同期等の各種同期処理を行い、同期情報を取得する。

【0056】

通信制御部２０６は、第２通信装置２０における通信動作を制御する。具体的には、通信制御部２０６は、受信処理部２０４で復調された受信データを取得する。そして、通信制御部２０６は、ＡＣＫ信号を生成して送信処理部２０３へ出力する。

【0057】

また、通信制御部２０６は、誤り検出の結果に基づいて、受信状態の判定を行う受信状態判定部としての機能も有している。そして、通信制御部２０６は、受信状態の判定結果に応じて、ＡＣＫ信号を第２通信装置２０の外部に出力するタイミングを制御する。

【0058】

［１−２．電力線通信の通信態様］
次に、上述のような構成を有する通信装置１０，２０間で行われる電力線通信の通信態様について説明する。図４は、通信システム１における通信態様の概要を示す図である。図５は、通信システム１における通信態様を示す図である。

【0059】

通信装置１０，２０間で行われる電力線通信は、電力線３０に接続された電気機器によって生じる家電ノイズの影響を避けるため、特定の期間において行われる。

【0060】

具体的には、図４に示されるように、家電ノイズＫＮの影響は、商用の交流電圧波形の振幅がピークとなるピーク付近で大きくなるため、通信装置１０，２０間で行われる電力線通信は、交流電圧波形の振幅がゼロになる、いわゆるゼロクロス付近ＺＲの特定期間（「ゼロクロス期間」とも称する）で行われる。

【0061】

このように、通信システム１では、家電ノイズの影響を避けるために、商用の交流電圧波形の振幅がゼロになるゼロクロス点を含むゼロクロス期間において電力線通信を行うように構成されている。なお、ここでは、商用の交流電圧波形の振幅がゼロになるタイミングを「ゼロクロスタイミング」とも称する。

【0062】

そして、図５に示されるように、第１通信装置１０は、通信を確立する前の初期段階では、通信を確立するための初期パケット信号（初期信号）ＫＳを伝送信号としてゼロクロスタイミング付近の基準タイミングで複数回送信する。なお、初期パケット信号ＫＳは、プリアンブル５１とＰＨＹヘッダー５２とで構成されるパケットである。

【0063】

一方、第２通信装置２０は、複数の初期パケット信号ＫＳを受信した後、ＡＣＫ信号ＲＳを第１通信装置１０に対して送信する。

【0064】

第１通信装置１０は、第２通信装置２０から送信されたＡＣＫ信号ＲＳを受信した後、伝送データとしての実データ（伝送実データ）を含んだデータパケット信号ＤＳを送信する。

【0065】

［１−３．通信システムの動作］
次に、通信システム１の動作について詳述する。図６は、通信システム１の動作を示すフローチャートである。なお、図６では、左側に送信装置としての第１通信装置１０の動作、右側に受信装置としての第２通信装置２０の動作がそれぞれ記載されているが、以下では、時系列に沿って通信システム１の動作を説明する。図７は、通信システム１における他の通信態様を示す図である。

【0066】

図６に示されるように、まず、ステップＳＰ１１では、送信装置としての第１通信装置１０において、ゼロクロス検出部１０２によって、ゼロクロスタイミングの検出が行われる。

【0067】

次のステップＳＰ１２では、第１通信装置１０の通信制御部１０６によって、ゼロクロスタイミング付近の基準タイミングで初期パケット信号ＫＳが複数回送信される。図５では、初期パケット信号ＫＳ１〜ＫＳ４が一定間隔おきの基準タイミングＢＴ１〜ＢＴ４で４回送信される態様が示されている。なお、各基準タイミング間の一定間隔は、隣接するゼロクロスタイミング間のゼロクロス間隔に等しい。

【0068】

そして、ステップＳＰ１３では、受信装置としての第２通信装置２０において、初期パケット信号ＫＳが受信される。初期パケット信号ＫＳが受信されると、動作工程は、ステップＳＰ１４へと移行される。

【0069】

ステップＳＰ１４では、第２通信装置２０の受信処理部２０４によって、初期パケット信号ＫＳに対して復調処理が施され、復調処理後のデータに対して、誤り検出符号に基づいた誤り検出がさらに行われる。なお、ここでの復調処理は、マルチキャリア復調処理およびサブキャリア復調処理を含んでいる。

【0070】

このような誤り検出は、一定間隔おきの基準タイミングＢＴ１〜ＢＴ４で送信されてくる、初期パケット信号ＫＳ１〜ＫＳ４それぞれに対して実行される。そして、誤り検出の結果は、通信制御部２０６に出力される。

【0071】

次のステップＳＰ１５では、通信制御部２０６によって、誤り検出の結果に基づいて、誤り回数がカウントされる。

【0072】

ステップＳＰ１６では、通信制御部２０６によって、誤り回数に基づいて、パケット信号の受信状態の良否が判定される。受信状態の良否判定は、例えば、誤り回数が所定の基準回数以上であるか否かに基づいて行われる。良否判定の指標に用いる誤りの基準回数は、例えば、初期パケット信号ＫＳを４回受信する場合は、２回に設定すればよい。

【0073】

そして、誤り回数が基準回数より少なかった場合、受信状態は良好と判定され、動作工程はステップＳＰ１７に移行される。

【0074】

ステップＳＰ１７では、初期パケット信号ＫＳを受信したタイミング、すなわち一定間隔おきの基準タイミングでＡＣＫ信号ＲＳが通信制御部２０６の制御に基づいて送信される。具体的には、図５に示されるように、初期パケット信号ＫＳを最後に受信した基準タイミングＢＴ４から一定間隔後の基準タイミングＢＴ５においてＡＣＫ信号ＲＳが送信される。

【0075】

このように、受信状態が良好であったときは、通信タイミングを変更することなく、初期パケット信号ＫＳを受信した一定間隔おきの基準タイミングでＡＣＫ信号ＲＳが送信されることになる。

【0076】

一方、誤り回数が基準回数以上であった場合は、ステップＳＰ１６において受信状態は不良と判定されて、動作工程はステップＳＰ１８に移行される。

【0077】

ステップＳＰ１８では、ＡＣＫ信号ＲＳが、初期パケット信号ＫＳを受信した基準タイミングから所定時間（微小時間）ずらしたタイミングで、通信制御部２０６の制御に基づいて送信される。具体的には、図７に示されるように、初期パケット信号ＫＳを最後に受信した基準タイミングＢＴ４から一定間隔後の基準タイミングＢＴ５を微小時間ずらしたタイミングＤＴ１でＡＣＫ信号ＲＳが送信される。基準タイミングＢＴ５からのずらし幅は、商用電源の周波数に応じて異なる値に設定され、当該ずらし幅は、ゼロクロス間隔の１／１１〜１／１３に設定されることが好ましい。ずらし幅が大きすぎるとゼロクロス期間を逸脱したタイミングで信号を送信することになって家電ノイズの影響を受け易くなり、ずらし幅が小さすぎると受信状態を改善することができないためである。なお、周波数５０Ｈｚの商用電源では、ゼロクロス間隔は１０ｍｓとなり、周波数６０Ｈｚの商用電源では、ゼロクロス間隔は８．３ｍｓとなる。

【0078】

また、図７では、ＡＣＫ信号ＲＳの送信タイミングを基準タイミングＢＴ５から後方にずらす態様が示されているが、基準タイミングＢＴ５から前方にずらしてもよい。

【0079】

このように、受信状態が不良であったときは、通信タイミングを変更してＡＣＫ信号ＲＳが送信されることになる。なお、ステップＳＰ１７およびステップＳＰ１８において、ＡＣＫ信号ＲＳの通信タイミングを決定する際に、ゼロクロスタイミングを利用する場合は、通信制御部２０６は、ゼロクロス検出部２０２からの検出信号に基づいてゼロクロスタイミングを特定する。

【0080】

ステップＳＰ１９では、第１通信装置１０において、初期パケット信号ＫＳを受信したことを示すＡＣＫ信号ＲＳを受信したか否かが判定される。ＡＣＫ信号ＲＳが受信された場合、動作工程は、ステップＳＰ２０に移行される。一方、ＡＣＫ信号ＲＳが受信されない場合、初期パケット信号ＫＳを送信した後、所定時間経過後に動作工程がステップＳＰ１２に移行され、初期パケット信号ＫＳが再送されることになる。

【0081】

ステップＳＰ２０では、ＡＣＫ信号ＲＳの受信タイミングに応じて、データパケット信号ＤＳの送信タイミングが調整され、当該受信タイミングに応じた送信タイミングでデータパケット信号ＤＳが送信される。

【0082】

具体的には、図５に示されるように、初期パケット信号ＫＳを送信したときの一定間隔おきの基準タイミングＢＴ５でＡＣＫ信号ＲＳを受信した場合、受信タイミング（ここでは、基準タイミングＢＴ５）から一定間隔後の基準タイミングＢＴ６でデータパケット信号ＤＳが送信される。また、図７に示されるように、基準タイミングＢＴ４から一定間隔後の基準タイミングＢＴ５を微小時間ずらしたタイミングＤＴ１でＡＣＫ信号ＲＳを受信した場合、受信タイミングＤＴ１から一定間隔後のタイミングＤＴ２でデータパケット信号ＤＳが送信される。

【0083】

このように、通信システム１では、基準タイミングの通信状態が良好だった場合は、一定間隔おきの基準タイミングでデータパケット信号ＤＳが送信され、基準タイミングの通信状態が不良だった場合は、基準タイミングから微小時間ずらしたタイミングでデータパケット信号ＤＳが送信される。

【0084】

以上のように、通信システム１は、第１通信装置１０と、当該第１通信装置１０との間で、電力線３０を伝送路とした電力線通信を行う第２通信装置２０とを備え、第１通信装置１０は、商用電源における一定間隔おきのゼロクロスタイミングを検出するゼロクロス検出部１０２と、誤り検出符号を付加した初期パケット信号ＫＳを、それぞれがゼロクロスタイミング付近の一定間隔おきの各基準タイミングＢＴ１〜ＢＴ４で複数回送信する送信手段とを有している。

【0085】

そして、第２通信装置２０は、受信した各初期パケット信号ＫＳについての誤り検出を、各初期パケット信号ＫＳに付加された誤り検出符号に基づいてそれぞれ行う誤り検出部２４４と、各初期パケット信号ＫＳそれぞれについての誤り検出の結果に基づいて、受信状態の良否を判定する判定手段と、当該判定手段により受信状態が良好と判定された場合、初期パケット信号ＫＳに対するＡＣＫ信号ＲＳを、初期パケット信号ＫＳを最後に受信した後の基準タイミングＢＴ５で送信し、受信状態が不良と判定された場合、ＡＣＫ信号ＲＳを、初期パケット信号ＫＳを最後に受信した後の基準タイミングＢＴ５から微小時間ずらしたタイミングＤＴ１で送信する送信手段とを有している。またさらに、第１通信装置１０は、ＡＣＫ信号ＲＳを受信する受信手段をさらに有し、第１通信装置１０の送信手段は、ＡＣＫ信号ＲＳを受信した後は、当該ＡＣＫ信号ＲＳの受信タイミングＤＴ１から一定間隔後のタイミングＤＴ２で実データを含むデータパケット信号ＤＳを送信する。

【0086】

このように、通信システム１の第２通信装置２０は、初期パケット信号ＫＳの受信状態が不良であった場合、ＡＣＫ信号ＲＳを基準タイミングからずらしたタイミングで送信し、第１通信装置１０は、当該ＡＣＫ信号ＲＳの受信タイミングからゼロクロス間隔後のタイミングでデータパケット信号ＤＳを送信する。

【0087】

これによれば、受信状態が不良であった一定間隔おきの基準タイミングからずらしたタイミングでデータパケット信号ＤＳを送信することになるので、位相ノイズまたはパルスノイズの影響を回避して、データパケット信号ＤＳを送信できる可能性が高くなる。よって、通信システム１では、信頼性の高い電力線通信を実現することが可能になる。

【0088】

＜２．変形例＞
以上、通信システム１の実施形態について説明したが、この発明は、上記に説明した内容に限定されるものではない。

【0089】

例えば、上記実施形態では、初期パケット信号ＫＳを複数回送信していたが、初期パケット信号ＫＳの送信回数は１回であってもよい。この場合、通信制御部２０６によって、１回の誤り検出結果に基づいて受信状態が判定されることになる。

【0090】

ただし、誤り検出符号を用いた誤り検出の精度が低いため、初期パケット信号ＫＳを複数回送信して、誤り検出を複数回行い、複数の誤り検出結果に基づいて受信状態を判定する方が好ましい。

【0091】

また、データパケット信号ＤＳを送信した後の通信システム１の動作態様としては、次のような態様が考えられる。図８および図９は、変形例に係る通信システム１の通信態様を示す図である。

【0092】

具体的には、データパケット信号ＤＳを受信できなかった場合、或いは復調処理によってデータパケット信号ＤＳから実データを得られなかった場合等、実データを取得できなかった場合、図８に示されるように、第２通信装置２０は、実データを取得できなかったことを示す否定応答信号（ＮＡＣＫ（Negative-Acknowledgement）信号）ＲＳｎを送信する態様としてもよい。この場合、当該ＮＡＣＫ信号ＲＳｎを受信した第１通信装置１０は、データパケット信号ＤＳｒを再送する。

【0093】

また、第２通信装置２０は、ＮＡＣＫ信号ＲＳｎを送信する際のタイミングをさらに変更してもよい。この場合、第１通信装置１０は、当該ＮＡＣＫ信号ＲＳｎを受信したタイミングから一定間隔後のタイミングでデータパケット信号ＤＳｒを再送する。

【0094】

例えば、図９には、初期パケット信号ＫＳに対するＡＣＫ信号ＲＳの送信タイミングを基準タイミングＢＴ５からタイミングＤＴ１に変更した後に、データパケット信号ＤＳに対するＮＡＣＫ信号ＲＳｎの送信タイミングをタイミングＤＴ３からタイミングＦＴ１にさらに変更する態様が示されている。

【0095】

図９の当該態様では、一定間隔おきの基準タイミングＢＴ５から微小時間後方にずらしたタイミングＤＴ１でＡＣＫ信号ＲＳが送信されるとともに、基準タイミングＢＴ７から微小時間前方にずらしたタイミングＦＴ１でＮＡＣＫ信号ＲＳｎが送信されることになる。

【0096】

このように、応答信号を２回送信する場合において、２回とも送信タイミングを変更するとき、２回目に応答信号を送信する際には、最初の応答信号を送信する際にずらした方向とは反対の方向にタイミングをずらすことが好ましい。タイミングのずらし方向を反対にすることによれば、再送されたデータパケット信号ＤＳｒを受信できる可能性を高めることができる。なお、図９の態様では、第１通信装置１０は、ＮＡＣＫ信号ＲＳｎを受信したタイミングＦＴ１から一定間隔後のタイミングＦＴ２でデータパケット信号ＤＳｒを再送することになる。

【符号の説明】

【0097】

１ 通信システム
１０ 第１通信装置
２０ 第２通信装置
３０ 電力線
１０２，２０２ ゼロクロス検出部
１０３，２０３ 送信処理部
１０４，２０４ 受信処理部
１０６，２０６ 通信制御部
１３１ 誤り検出符号付加部
１３２ 変調部
１３３ パケット構成部
２４３ 復調部
２４４ 誤り検出部
ＢＴ１〜ＢＴ７ 基準タイミング
ＤＳ，ＤＳｒ データパケット信号
ＫＮ 家電ノイズ
ＫＳ 初期パケット信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】