特開 2023-58989 電力線通信装置、及び電力線通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023058989

(43)【公開日】2023-04-26

(54)【発明の名称】電力線通信装置、及び電力線通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 3/54 20060101AFI20230419BHJP

【ＦＩ】

H04B3/54

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021168842

(22)【出願日】2021-10-14

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度、支出負担行為担当官、総務省大臣官房会計課企画官、研究テーマ「車載ハーネスの軽量化を実現する有線／無線連携通信技術の研究開発」に関する委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】393031586

【氏名又は名称】株式会社国際電気通信基礎技術研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100115749

【弁理士】

【氏名又は名称】谷川 英和

(74)【代理人】

【識別番号】100121223

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 悟道

(72)【発明者】

【氏名】清水 聡

(72)【発明者】

【氏名】佐久間 和司

【テーマコード（参考）】

5K046

【Ｆターム（参考）】

5K046AA03

5K046BA03

5K046BB05

5K046BB06

5K046PS31

5K046PS51

(57)【要約】

【課題】移動体において直流電源の電力線を用いて電力線通信を行う際に、適切な通信を実現することができる電力線通信装置を提供する。
【解決手段】移動体において直流電源（バッテリ）３の電力線２を用いて電力線通信を行う電力線通信装置１０は、直流の電力線２を用いて電力線通信を行う通信部１１と、電力線通信で用いられる複数の周波数帯のうち、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を特定する特定部１２と、特定された周波数帯によって電力線通信を行うように通信部１１を制御する通信制御部１３とを備え、特定部１２は、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯の特定を繰り返して行う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動体において直流電源の電力線を用いて電力線通信を行う電力線通信装置であって、
直流の電力線を用いて電力線通信を行う通信部と、
前記電力線通信で用いられる複数の周波数帯のうち、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を特定する特定部と、
前記特定された周波数帯によって電力線通信を行うように前記通信部を制御する通信制御部と、を備えた電力線通信装置。

【請求項2】

前記特定部は、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯の特定を繰り返して行う、請求項１記載の電力線通信装置。

【請求項3】

前記特定部は、周波数帯ごとの伝送特性を取得し、当該伝送特性を用いて、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を特定する、請求項１または請求項２記載の電力線通信装置。

【請求項4】

前記伝送特性は、パケット誤り率、パケット取得率、または減衰特性である、請求項３記載の電力線通信装置。

【請求項5】

前記特定部は、他の電力線通信装置から送信された信号に含まれる、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を取得する、請求項１または請求項２記載の電力線通信装置。

【請求項6】

移動体において直流電源の電力線を用いて電力線通信を行う電力線通信方法であって、
前記電力線通信で用いられる複数の周波数帯のうち、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を特定するステップと、
前記特定された周波数帯によって、直流の電力線を用いて電力線通信を行うステップと、を備えた電力線通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、直流電源の電力線を用いて電力線通信を行う電力線通信装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等の移動体の機能が高度化するにつれて、移動体内部における配線が増えてきている。配線が増えると移動体全体の重量が増え、燃費（電気で駆動する場合には電費）が悪くなる。それを避けるための方法として、バッテリライン（電力線）を用いて制御等の情報を伝送することが考えられる。

【0003】

例えば、自動車のバッテリラインを用いた電力線通信を行うことによって、ワイヤハーネスの数を削減することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４－１９３７９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１に記載された電力線通信システムでは、自動車に搭載されている電装品におけるモータ駆動時に発生するノイズの電力線通信への影響を低減するため、電装品から発生するノイズレベルの低い周波数帯を求めて、その周波数帯で電力線通信が行われている。

【0006】

しかしながら、自動車等の移動体における電力線通信に影響を与えるのは、搭載されている電装品のみではない。バッテリラインは、本来は直流電力を供給するものであるため、高い周波数の信号は通りにくいという特性を有しており、電力線通信は、例えば、通信を行う機器間の電力線の配線状況や電力線の長さ、太さ、屈曲などの影響も受ける。そのような配線状況等は、移動体の種類ごとに異なっており、また移動体ごとに異なっていることもある。さらに、移動体の周囲からの雑音や干渉波がバッテリラインを介した電力線通信に干渉することもある。この場合には、時間帯や移動体の現在位置に応じて伝送特性が変化し得ることになる。

【0007】

このように、電装品のノイズレベルの低い周波数帯であったとしても、配線状況等に応じては、伝送特性がよくないこともあり得、また、時間帯や移動体の現在位置に応じて伝送特性がよくないこともあり得ることになる。

【0008】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、移動体において直流電源の電力線を用いて電力線通信を行う際に、適切な通信を実現することができる電力線通信装置等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】

【0009】

上記目的を達成するため、本発明の一態様による電力線通信装置は、移動体において直流電源の電力線を用いて電力線通信を行う電力線通信装置であって、直流の電力線を用いて電力線通信を行う通信部と、電力線通信で用いられる複数の周波数帯のうち、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を特定する特定部と、特定された周波数帯によって電力線通信を行うように通信部を制御する通信制御部と、を備えたものである。
このような構成により、移動体における直流電源の電力線を介して、減衰の少ない周波数帯を用いて電力線通信を行うことができるようになる。そのため、例えば、よりエラーの少ない電力線通信を実現することができ、機器間の電力線通信の品質が向上することになる。

【0010】

また、本発明の一態様による電力線通信装置では、特定部は、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯の特定を繰り返して行ってもよい。
このような構成により、干渉電波等の時間的な変化や位置に応じた変化に応じて、好適な周波数帯を用いた電力線通信を実現することができるようになる。

【0011】

また、本発明の一態様による電力線通信装置では、特定部は、周波数帯ごとの伝送特性を取得し、その伝送特性を用いて、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を特定してもよい。
また、本発明の一態様による電力線通信装置では、伝送特性は、パケット誤り率、パケット取得率、または減衰特性であってもよい。
また、本発明の一態様による電力線通信装置では、特定部は、他の電力線通信装置から送信された信号に含まれる、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を取得してもよい。

【0012】

また、本発明の一態様による電力線通信装置では、通信部と直流の電力線との間でインピーダンス整合を行うインピーダンス整合部をさらに備えてもよい。
このような構成により、通信部と電力線との間のインピーダンスを整合させることができ、電力線に効率よく信号を伝送することができるようになる。

【0013】

また、本発明の一態様による電力線通信方法は、移動体において直流電源の電力線を用いて電力線通信を行う電力線通信方法であって、電力線通信で用いられる複数の周波数帯のうち、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を特定するステップと、特定された周波数帯によって、直流の電力線を用いて電力線通信を行うステップと、を備えたものである。

【発明の効果】

【0014】

本発明の一態様による電力線通信装置等によれば、移動体において直流電源の電力線を介して、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を用いて電力線通信を行うことによって、より高品質な通信を実現することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態による電力線通信システムの構成を示すブロック図

【図2】同実施の形態による電力線通信装置の動作を示すフローチャート

【図3】同実施の形態における移動体内の装置の配置の一例を示す図

【図4】同実施の形態における移動体内の装置の配置の一例を示す図

【図5A】同実施の形態における周波数ごとの伝送特性の実測値の一例を示す図

【図5B】同実施の形態における周波数ごとの伝送特性の実測値の一例を示す図

【図6A】同実施の形態における周波数ごとの伝送特性の一例を示す図

【図6B】同実施の形態における周波数ごとの伝送特性の一例を示す図

【図7】同実施の形態における通信部と電力線との接続の一例を示す図

【図8】同実施の形態における通信部と電力線との接続の一例を示す図

【図9】同実施の形態における通信部の他の一例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明による電力線通信装置、及び電力線通信方法について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素及びステップは同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。本実施の形態による電力線通信装置は、移動体における直流電源の電力線を介した電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）において、減衰の少ない周波数帯を特定し、その特定した周波数帯を用いて電力線通信を行うものである。

【0017】

図１は、本実施の形態による電力線通信システム１００の構成を示すブロック図である。本実施の形態による電力線通信システム１００は、移動体において直流電源であるバッテリ３に接続された電力線（バッテリライン）２を介して電力線通信を行う、マスタ装置１－１及びスレーブ装置１－２～１－Ｎを備える。ここで、Ｎは、２以上の整数である。なお、マスタ装置１－１が基地局、それ以外のスレーブ装置１－２～１－Ｎが端末局と考えてもよい。

【0018】

移動体は、直流電源の電力線を有するものであれば特に限定されないが、例えば、自動車であってもよく、船舶であってもよく、飛行機であってもよく、電車であってもよく、直流電源の電力線を有するその他の移動体であってもよい。本実施の形態では、移動体が自動車である場合について主に説明する。自動車においては、例えば、シャーシをグランドとして１本の電力線（配線）２を用いて電力が供給されるため、電力線通信も、シャーシのグランドと１本の電力線２とを用いて行われることになる。また、電力線２の配線は複雑であり、伝送特性が場所に応じて大きく異なるが、本実施の形態による電力線通信システム１００では、その伝送特性に応じて周波数を切り替えて電力線通信を行うことになる。

【0019】

なお、電力線を介して供給される直流電源からの電力は、例えば、電気自動車などのように移動のための駆動に用いられてもよく、または、自動車におけるナビゲーションシステムやオーディオ、窓の開閉用のモータなどの電気機器等を動作させるために用いられてもよい。

【0020】

マスタ装置１－１は、電力線通信装置１０－１と、受付部２０－１とを備える。マスタ装置１－１は、受付部２０－１によって受け付けられた操作に応じた情報（例えば、制御のための情報など）を、スレーブ装置１－２～１－Ｎに送信する。マスタ装置１－１に含まれる各構成要素、例えば、電力線通信装置１０－１や受付部２０－１は、通常、電力線２によって供給されるバッテリ３からの電力によって動作する。

【0021】

スレーブ装置１－２は、電力線通信装置１０－２と、電気機器２０－２とを備える。スレーブ装置１－２では、電力線通信装置１０－２によってマスタ装置１－１から受信された情報を用いて電気機器２０－２が動作される。電気機器２０－２は、例えば、オーディオや、ナビゲーションシステム、窓の開閉用のモータ、ドアミラーの開閉用のモータ、ワイパーの駆動用のモータ、空調のファンを駆動させるためのモータ等であってもよい。スレーブ装置１－２に含まれる各構成要素、例えば、電力線通信装置１０－２や電気機器２０－２は、通常、電力線２によって供給されるバッテリ３からの電力によって動作する。なお、スレーブ装置１－３～１－Ｎも、スレーブ装置１－２と同様の構成であり、その詳細な説明を省略する。例えば、スレーブ装置１－３～１－Ｎはそれぞれ、電力線通信装置１０－３～１０－Ｎと、電気機器２０－３～２０－Ｎとを備えていてもよい。また、例えば、電力線通信装置１０－３～１０－Ｎはそれぞれ、通信部１１－３～１１－Ｎと、特定部１２－３～１２－Ｎと、通信制御部１３－３～１３～Ｎと、制御部１４－３～１４－Ｎとを備えていてもよい。

【0022】

なお、電力線通信装置１０－１、１０－２等を区別しない場合には、電力線通信装置１０と呼ぶこともある。他の構成、例えば、通信部１１－１、１１－２や、特定部１２－１、１２－２等についても同様であるとする。

【0023】

図３、図４は、自動車である移動体４におけるマスタ装置１－１と、スレーブ装置１－２～１－５と、バッテリ３との電力線２による接続状況の一例を示す図である。図３、図４で示されるように、移動体４における各装置の接続状況が異なる場合には、装置間の伝送特性が変わることになる。例えば、図３におけるマスタ装置１－１とスレーブ装置１－３との間の伝送特性と、図４におけるマスタ装置１－１とスレーブ装置１－３との間の伝送特性とは異なり得ることになる。したがって、装置間での伝送特性を測定する必要がある。また、その伝送特性は、経時的にも変化することがある。移動体４の移動に応じて、周囲の干渉電波の状況が変化するからである。したがって、装置間での伝送特性の測定は、繰り返されることが好適である。

【0024】

通信部１１は、直流の電力線２を用いて電力線通信を行う。通信部１１は、例えば、電力線通信を行うための通信デバイスを有していてもよい。電力線通信で用いられる周波数は、特に限定されないが、例えば、１０ｋＨｚから１５０ＭＨｚの範囲の周波数であってもよく、その他の周波数であってもよい。なお、電力線通信についてはすでに公知であり、その詳細な説明を省略する。

【0025】

特定部１２は、電力線通信で用いられる複数の周波数帯のうち、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を特定する。なお、減衰の少ない周波数帯とは、例えば、より品質の高い伝送を実現できる周波数帯であってもよい。また、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯は、例えば、最も減衰の少ない周波数帯であってもよく、２番目に減衰の少ない周波数帯などであってもよい。後者の場合には、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯は、例えば、減衰の少ない複数の周波数帯から、干渉の多いことが分かっている周波数帯を除いて選択した周波数帯であってもよい。ここで、電力線通信装置１０の搭載されている移動体の移動に応じて、または、時間の経過に応じて干渉電波が変化し、その結果、減衰の少ない周波数が変化することがある。そのため、特定部１２は、上記のように、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯の特定を繰り返して行うことが好適である。特定部１２は、例えば、減衰の少ない周波数帯の特定を、定期的に繰り返してもよい。この場合には、例えば、その特定結果を用いて、電力線通信で用いられる周波数帯が適応的に切り替えられることになる。また、特定部１２は、例えば、移動体のあらかじめ決められた移動距離ごとに、減衰の少ない周波数帯の特定を繰り返してもよい。

【0026】

また、特定部１２は、例えば、電力線通信システム１００における電力線通信が開始される際、例えば、電力線通信システム１００が起動された際に、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯の特定を行ってもよい。また、移動体内の電力線２に関する配線状況が変化した場合、例えば、新たな装置を電力線２に接続した場合などには、伝送特性が変化する可能性もある。そのような場合にも、例えば、特定部１２は、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯の特定を行ってもよい。

【0027】

減衰の程度は、伝送特性によって知ることができる。伝送特性は、例えば、伝送品質であってもよい。伝送特性は特に限定されないが、例えば、パケット誤り率、パケット取得率、または減衰特性などであってもよい。パケット取得率は、送信されたパケットの個数に対する、受信されたパケットの個数の割合を示す値である。減衰特性は、送信された信号に対する、受信された信号の減衰の程度を示す情報である。送信される信号の強度が一定である場合には、減衰特性は、例えば、受信された信号の受信電力によって示されてもよい。また、減衰特性は、例えば、減衰率であってもよい。この信号は、例えば、正弦波の信号などであってもよい。減衰特性は、例えば、Ｓパラメータの透過係数Ｓ２１によって示されてもよい。また、伝送特性は、例えば、パケット誤り率等を知ることができる情報であれば、どのような情報であってもよい。具体的には、パケットロス率が分かれば、パケット取得率を知ることができるため、パケット取得率は、パケットロス率によって示されてもよい。

【0028】

図５Ａ、図５Ｂは、自動車における２個の電力線通信装置１０の間の伝送特性である減衰特性（Ｓパラメータの透過係数Ｓ２１）の周波数ごとの測定結果を示す図である。図５Ａ、図５Ｂで示される測定結果は、ネットワークアナライザを用いて取得した。なお、Ｓ２１は、各周波数における送信側の装置から受信側の装置に信号が届く強さを示している。図５Ａ、図５Ｂでは、それぞれ電力線２における異なる２点間の通信における伝送特性を示している。図５Ａ、図５Ｂから明らかなように、電力線２における通信経路が異なれば、周波数ごとの伝送特性も大きく変化することになる。したがって、電力線通信を行う装置間ごとに、伝送特性を取得する必要がある。

【0029】

次に、特定部１２が、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を特定する方法について、（１）装置間で複数の周波数帯ごとの信号を送受信する場合、（２）装置間で複数の周波数帯ごとのパケットを送受信する場合のそれぞれについて説明する。

【0030】

（１）装置間で複数の周波数帯ごとの信号を送受信する場合
この場合には、送信側の電力線通信装置１０が、あらかじめ決められた送信電力のプローブ信号を、電力線通信で用いる複数の周波数帯のそれぞれを用いて送信し、受信側の電力線通信装置１０が、そのプローブ信号の受信電力を、複数の周波数帯のそれぞれについて特定してもよい。特定された複数の周波数帯ごとのプローブ信号の受信電力または減衰特性を示す情報は、プローブ信号の送信側の電力線通信装置１０に送信されてもよい。その送信は、例えば、特定の周波数帯（例えば、伝送特性の最もよい周波数帯や、あらかじめ決められている周波数帯など）を用いて行われてもよく、または、複数の周波数帯を用いて行われてもよい。

【0031】

複数の周波数帯ごとのプローブ信号の受信電力または減衰特性を示す情報が、プローブ信号の受信側の電力線通信装置１０から送信側の電力線通信装置１０に送信される場合には、その送信側の電力線通信装置１０の特定部１２は、周波数帯ごとの伝送特性を、算出することによって、または、プローブ信号の受信側の電力線通信装置１０から受信することによって取得し、その取得した伝送特性を用いて、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を特定してもよい。例えば、最も減衰の少ない周波数帯が特定されてもよい。なお、プローブ信号の受信側の電力線通信装置１０から送信側の電力線通信装置１０に受信電力が送信される場合には、その送信側の電力線通信装置１０の特定部１２では、その受信電力を用いて、複数の周波数帯ごとに減衰特性が算出されてもよい。また、プローブ信号の送信側の電力線通信装置１０の特定部１２は、通信部１１を介して、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を示す情報を受信側の電力線通信装置１０に送信してもよい。そして、その受信側の電力線通信装置１０の特定部１２は、他の電力線通信装置１０から送信された信号に含まれる、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を取得してもよい。この場合には、プローブ信号の受信側の電力線通信装置１０の特定部１２では、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯の取得が、その周波数帯の特定に相当することになる。

【0032】

一方、プローブ信号の受信側の電力線通信装置１０の特定部１２は、複数の周波数帯ごとのプローブ信号の減衰特性を用いて、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を特定してもよい。この場合には、プローブ信号の受信側の電力線通信装置１０の特定部１２は、通信部１１を介して、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を示す情報を送信側の電力線通信装置１０に送信してもよい。そして、その送信側の電力線通信装置１０の特定部１２は、他の電力線通信装置１０から送信された信号に含まれる、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を取得してもよい。この場合には、プローブ信号の送信側の電力線通信装置１０の特定部１２では、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯の取得が、その周波数帯の特定に相当することになる。

【0033】

図６Ａ、図６Ｂは、伝送特性の周波数に応じた変化の一例を示す図である。図６Ａが、第１の装置と第２の装置との間の電力線２の伝送特性であるとすると、周波数が５０ＭＨｚの場合は、約１０ｄＢの損失で第１の装置から第２の装置に信号が送信されることになる。なお、第２の装置から第１の装置への通信についても同様である。周波数が１００ＭＨｚの場合は、約４０ｄＢの損失となる。つまり、損失量は約１０００倍異なることになる。したがって、図６Ａで示される伝送特性の場合には、５０ＭＨｚ付近の周波数帯で電力線通信を行うことが好適である。一方、図６Ｂで示される伝送特性の場合には、５０ＭＨｚ付近の周波数よりも、１００ＭＨｚ付近の周波数の方が、第１の装置から第２の装置に信号が送信される際の損失が少ないことになる。したがって、図６Ｂで示される伝送特性の場合には、１００ＭＨｚ付近の周波数帯で電力線通信を行うことが好適である。

【0034】

（２）装置間で複数の周波数帯ごとのパケットを送受信する場合
この場合には、送信側の電力線通信装置１０が、あらかじめ決められたプローブパケットを、電力線通信で用いる複数の周波数帯のそれぞれを用いて送信し、受信側の電力線通信装置１０が、そのプローブパケットを受信し、複数の周波数帯のそれぞれについてパケット取得率やパケット誤り率を算出してもよい。なお、パケット取得率が算出される場合には、あらかじめ決められた個数のパケットが送信されることが好適である。複数の周波数帯ごとのパケット取得率やパケット誤り率を示す情報は、プローブパケットの送信側の電力線通信装置１０に送信されてもよい。

【0035】

複数の周波数帯ごとのパケット取得率やパケット誤り率を示す情報が、プローブパケットの受信側の電力線通信装置１０から送信側の電力線通信装置１０に送信される場合には、その送信側の電力線通信装置１０の特定部１２は、周波数帯ごとの伝送特性を受信することによって取得し、その取得した伝送特性を用いて、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を特定してもよい。また、プローブパケットの送信側の電力線通信装置１０の特定部１２は、通信部１１を介して、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を示す情報を受信側の電力線通信装置１０に送信してもよい。そして、その受信側の電力線通信装置１０の特定部１２は、他の電力線通信装置１０から送信された信号に含まれる、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を取得してもよい。この場合には、プローブパケットの受信側の電力線通信装置１０の特定部１２では、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯の取得が、その周波数帯の特定に相当することになる。なお、プローブパケットの受信側の電力線通信装置１０から送信側の電力線通信装置１０に、受信されたパケットの個数や、受信されたパケットそのものが送信され、送信側の電力線通信装置１０において、パケット取得率やパケット誤り率が算出されてもよい。

【0036】

一方、プローブパケットの受信側の電力線通信装置１０の特定部１２は、複数の周波数帯ごとのプローブパケットのパケット取得率やパケット誤り率を用いて、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を特定してもよい。この場合には、プローブパケットの受信側の電力線通信装置１０の特定部１２は、通信部１１を介して、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を示す情報を送信側の電力線通信装置１０に送信してもよい。そして、その送信側の電力線通信装置１０の特定部１２は、他の電力線通信装置１０から送信された信号に含まれる、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を取得してもよい。この場合には、プローブパケットの送信側の電力線通信装置１０の特定部１２では、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯の取得が、その周波数帯の特定に相当することになる。

【0037】

なお、プローブパケットの送信側の電力線通信装置１０が、プローブパケットをあらかじめ決められた送信電力で送信する場合には、上記（１）と同様の減衰特性も取得することができる。したがって、この（２）の場合には、特定部１２は、パケット取得率やパケット誤り率の取得と共に、減衰特性の取得も行ってもよい。なお、複数の伝送特性（例えば、パケット取得率とパケット誤り率や、パケット取得率と減衰特性など）が取得された場合には、例えば、各値の代表値を用いて減衰の少ない周波数帯が特定されてもよく、各値の重み付け加算の結果を用いて減衰の少ない周波数帯が特定されてもよい。代表値は、例えば、平均値や、最大値、最小値などであってもよい。また、代表値の算出や、重み付け加算を行う際には、例えば、各値について正規化してもよい。この正規化とは、例えば、各値を、０から１までの範囲の値であって、１に近いほど、減衰がより少ないことを示す値に変換することであってもよい。

【0038】

また、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を特定する対象は、電力線通信を行う装置間の伝送路である。通常、マスタ装置１－１と、スレーブ装置１－２～１－Ｎとの間で、電力線２を介した電力線通信が行われるため、マスタ装置１－１と、スレーブ装置１－２～１－Ｎとの間の伝送路のそれぞれについて、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を特定することになる。そのため、プローブ信号やプローブパケットは、例えば、マスタ装置１－１からブロードキャストによって各スレーブ装置１－２～１－Ｎに送信されてもよい。そして、マスタ装置１－１は、例えば、プローブ信号等の送信を、周波数帯を変更しながら繰り返して行ってもよい。

【0039】

スレーブ装置１－２～１－Ｎの各特定部１２－２～１２－Ｎは、例えば、マスタ装置１－１との電力線通信で用いる周波数帯のみを特定してもよい。一方、マスタ装置１－１の特定部１２－１は、例えば、スレーブ装置１－２～１－Ｎごとに、電力線通信で用いる周波数帯を特定してもよい。

【0040】

通信制御部１３は、特定部１２によって特定された周波数帯によって電力線通信を行うように通信部１１を制御する。通信制御部１３は、例えば、特定部１２によって特定された周波数帯を、電力線通信を行う周波数帯として、通信部１１に設定してもよい。そして、通信部１１は、その設定された周波数帯を用いて、電力線２を介した電力線通信を行ってもよい。

【0041】

マスタ装置１－１の制御部１４－１は、例えば、受付部２０－１で受け付けられた操作に応じた情報を、通信部１１－１を介して、スレーブ装置１－２～１－Ｎの該当する装置に送信する制御を行ってもよい。

【0042】

スレーブ装置１－２の制御部１４－２は、通信部１１－２で受信されたマスタ装置１－１からの情報に応じて、電気機器２０－２を動作させる制御を行ってもよい。例えば、電気機器２０－２が、窓を開閉させるためのモータである場合には、マスタ装置１－１から受信した、窓を開ける旨の指示に応じて、制御部１４－２は、窓を開ける方向に、モータである電気機器２０－２を動作させてもよい。なお、他のスレーブ装置１－３～１－Ｎについても同様である。

【0043】

ここで、通信部１１のいくつかの例について説明する。図７は、電力線２に接続された通信部１１の一例を示す図である。図７では、通信部１１は、コンデンサ１５を介して電力線２に接続されている。このような構成により、コンデンサ１５によって直流成分を除去することができる。このコンデンサ１５は、例えば、電力線通信装置１０に含まれていてもよい。また、通信部１１は、スイッチ１１１と、受信部１１２と、送信部１１３と、電力線通信制御部１１４とを備えていてもよい。そして、スイッチ１１１は、受信部１１２及び送信部１１３の一方を電力線２に接続させるように、電力線通信制御部１１４によって制御されてもよい。例えば、電力線通信によって情報を受信する際には、受信部１１２が電力線２に接続されるように、スイッチ１１１が制御されてもよい。一方、例えば、電力線通信によって情報を送信する際には、送信部１１３が電力線２に接続されるように、スイッチ１１１が制御されてもよい。また、受信部１１２による受信周波数、送信部１１３による送信周波数も、電力線通信制御部１１４によって制御されてもよい。例えば、通信制御部１３によって設定された周波数帯で送受信が行われるように、電力線通信制御部１１４による制御が行われてもよい。

【0044】

図８では、電力線２に信号を効率よく伝送できるようにするため、インピーダンス整合部１６を介して通信部１１が電力線２に接続されている。インピーダンス整合部１６は、直流成分を除去する機能も有していてもよい。インピーダンス整合部１６は、通信部１１と直流の電力線２との間で、インピーダンス整合を行う。このインピーダンス整合は、例えば、自動的に行われてもよく、手動で行われてもよい。ダイナミックに周波数帯が変更される観点からは、インピーダンス整合部１６において自動的なインピーダンス整合が行われることが好適である。このインピーダンス整合部１６は、例えば、電力線通信装置１０に含まれていてもよい。インピーダンス整合部１６を備えることによって、電力線通信装置１０は、電力線２に効率よく信号を送信することができ、また、電力線２から効率よく信号を受信することができるようになる。

【0045】

なお、図７、図８では、送受信の周波数を同一にして、スイッチ１１１で送信と受信を切り替える構成としているが、送信の周波数と受信の周波数とが異なるようにしてもよい。送信の周波数帯と受信の周波数帯とを異なるようにすることができれば、スイッチ１１１をサーキュレータに変えることによって、送信と受信とを同時に行うことも可能になる。その送受信の周波数帯は、十分に離れていることが好適である。

【0046】

また、通信部１１において、無線通信で用いられるモジュールを利用した例を考えることもできる。例えば、２．４ＧＨｚ帯の無線通信モジュールの周波数を、電力線通信で用いる５０ＭＨｚにシフトさせて利用することが考えられる。この場合には、送信時にはダウンコンバートを行い、受信時にはアップコンバートを行うことになる。図９は、そのような通信部１１の一例を示すブロック図である。図９において、通信部１１は、スイッチ１２１，１２２と、アップコンバータ１２３と、ダウンコンバータ１２４と、無線通信モジュール１２５とを備える。

【0047】

無線通信モジュール１２５は、破線で示される制御線を介してスイッチ１２１，１２２を制御する。無線通信モジュール１２５は、例えば、信号の受信を行う場合には、スイッチ１２１が、電力線２とアップコンバータ１２３とを接続させ、スイッチ１２２が、アップコンバータ１２３と無線通信モジュール１２５とを接続させるように制御してもよい。また、無線通信モジュール１２５は、例えば、信号の送信を行う場合には、スイッチ１２１が、電力線２とダウンコンバータ１２４とを接続させ、スイッチ１２２が、ダウンコンバータ１２４と無線通信モジュール１２５とを接続させるように制御してもよい。また、無線通信モジュール１２５は、通信先の装置との電力線通信で用いる周波数帯にダウンコンバート、または、その周波数帯から無線通信モジュール１２５の周波数帯にアップコンバートするように、ダウンコンバータ１２４、またはアップコンバータ１２３を制御してもよい。

【0048】

例えば、通信制御部１３によって、通信部１１が、通信先の装置との電力線通信で、第１の周波数帯を用いることが設定されている場合には、無線通信モジュール１２５は、アップコンバータ１２３に、第１の周波数帯の信号を２．４ＧＨｚの信号にアップコンバートする旨を設定し、ダウンコンバータ１２４に、２．４ＧＨｚの信号を第１の周波数帯の信号にダウンコンバートする旨を設定してもよい。そして、通信先の装置に信号を送信する際には、無線通信モジュール１２５は、スイッチ１２１，１２２がそれぞれダウンコンバータ１２４側に接続されるように制御してもよい。その後、無線通信モジュール１２５が２．４ＧＨｚの送信信号をスイッチ１２２に出力すると、その送信信号はダウンコンバータ１２４に入力され、第１の周波数帯にダウンコンバートされてスイッチ１２１を介して電力線２に出力される。そして、その送信信号は、電力線２を介して通信先の装置に伝送されることになる。

【0049】

また、通信先の装置から第１の周波数帯で送信された送信信号を受信する際には、無線通信モジュール１２５は、スイッチ１２１，１２２がそれぞれアップコンバータ１２３側に接続されるように制御してもよい。そして、電力線２、及びスイッチ１２１を介して、送信信号がアップコンバータ１２３に入力されると、アップコンバータ１２３は、その送信信号を２．４ＧＨｚにアップコンバートしてスイッチ１２２に出力してもよい。そのアップコンバート後の送信信号は、スイッチ１２２を介して無線通信モジュール１２５で受信されることになる。

【0050】

このように、アップコンバータ１２３、ダウンコンバータ１２４、及び無線通信モジュール１２５を用いることによって、電力線通信を実現することができる。また、この場合には、例えば、電力線通信装置１０ごとに、無線通信モジュール１２５が２．４ＧＨｚの異なるチャネルの信号を送受信するようにしてもよい。そのようにすることで、送信側の電力線通信装置１０と受信側の電力線通信装置１０とが、無線と有線との両方で接続されることを回避できる。仮に、両装置が無線と有線との両方で接続された場合には、マルチパスと同様の現象が起こることになり、通信品質が低下するが、電力線通信装置１０ごとに、無線通信モジュール１２５で使用する周波数（チャネル）を変更することによって、そのような問題が発生しないようにすることができる。なお、電力線２を介して伝送される信号の周波数帯を、送信側の電力線通信装置１０と受信側の電力線通信装置１０とで同じにすることは当然である。
なお、通信部１１のいくつかの例について説明したが、通信部１１は、これらの例に限定されるものではなく、他の構成であってもよいことは言うまでもない。

【0051】

次に、電力線通信装置１０の動作について図２のフローチャートを用いて説明する。
（ステップＳ１０１）通信部１１は、通信を行うかどうか判断する。そして、通信を行う場合には、ステップＳ１０２に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０３に進む。なお、通信を行うかどうかの判断は、例えば、他の装置から送信された情報を受信したかどうかの判断、または、他の装置に情報を送信するかどうかの判断であってもよい。後者の場合には、通信部１１は、例えば、他の装置に送信する情報が存在する場合（例えば、送信キューに情報が存在する場合）に、他の装置に情報を送信すると判断してもよい。

【0052】

（ステップＳ１０２）通信部１１は、通信に関する処理を行う。例えば、ステップＳ１０１において、情報を受信したと判断した場合には、通信部１１は、その受信した情報を制御部１４に渡してもよく、その他の構成要素に渡してもよい。また、例えば、ステップＳ１０１において、情報を送信すると判断した場合には、通信部１１は、その送信対象の情報を、電力線通信によって送信先の装置に送信してもよい。そして、ステップＳ１０１に戻る。

【0053】

（ステップＳ１０３）特定部１２は、減衰の少ない周波数帯の特定を行うかどうか判断する。そして、減衰の少ない周波数帯の特定を行う場合には、ステップＳ１０４に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０１に戻る。なお、例えば、マスタ装置１－１の特定部１２－１は、減衰の少ない周波数帯の特定を行うと定期的（例えば、１０分ごとや３０分ごと、１時間ごとなど）に判断してもよい。また、例えば、スレーブ装置１－２～１－Ｎの特定部１２－２～１２－Ｎは、マスタ装置１－１から送信されたプローブ信号やプローブパケットが通信部１１で受信された場合に、減衰の少ない周波数帯の特定を行うと判断してもよい。

【0054】

（ステップＳ１０４）特定部１２は、減衰の少ない周波数帯の特定を行う。なお、例えば、マスタ装置１－１の特定部１２－１は、通信部１１－１にプローブ信号やプローブパケットを送信させ、それに応じて各スレーブ装置１－２～１－Ｎから受信した情報を用いて、減衰の少ない周波数帯を特定してもよい。そして、特定した周波数帯を、各スレーブ装置１－２～１－Ｎに送信してもよい。また、例えば、スレーブ装置１－２～１－Ｎの特定部１２－２～１２－Ｎは、プローブ信号やプローブパケットの受信に応じて伝送特性を取得し、その取得した伝送特性を通信部１１－２～１１－Ｎを介してマスタ装置１－１に送信し、その送信に応じてマスタ装置１－１から送信され、通信部１１－２～１１－Ｎで受信された減衰の少ない周波数帯を取得してもよい。

【0055】

（ステップＳ１０５）通信制御部１３は、ステップＳ１０４で特定された、減衰の少ない周波数帯を、電力線通信で用いる周波数帯として通信部１１に設定する。そして、ステップＳ１０１に戻る。

【0056】

なお、図２のフローチャートには、制御部１４に関する処理は含まれていないが、制御部１４による処理が適宜、行われてもよいことは言うまでもない。また、図２のフローチャートにおける処理の順序は一例であり、同様の結果を得られるのであれば、各ステップの順序を変更してもよい。また、図２のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。

【0057】

次に、本実施の形態による電力線通信システム１００の動作について、具体例を用いて説明する。この具体例では、Ｎ＝５であるとする。すなわち、４個のスレーブ装置１－２～１－５が電力線２に接続されているものとする。この具体例では、周波数帯は通信チャネルであり、伝送特性はパケット取得率であるとする。

【0058】

まず、電力線通信システム１００が起動されたとする。例えば、自動車である移動体４が始動させた場合に、電力線通信システム１００が起動されてもよい。電力線通信システム１００が起動すると、マスタ装置１－１の特定部１２－１は、減衰の少ない通信チャネルを特定すると判断し（ステップＳ１０３）、通信部１１－１を介して、第１の通信チャネルから所定個数のプローブパケットをブロードキャストで各スレーブ装置１－２～１－５に送信する。また、特定部１２－１は、その所定個数のプローブパケットの送信を、第２の通信チャネル、第３の通信チャネルなどの複数の通信チャネルについても同様に行う。

【0059】

そのようにして送信されたプローブパケットは、各スレーブ装置１－２～１－５で受信され（ステップＳ１０１）、特定部１２－２～１２－５に渡される（ステップＳ１０２）。プローブパケットを受け取ると、特定部１２－２～１２－５は、減衰の少ない通信チャネルを特定すると判断し（ステップＳ１０３）、通信チャネルごとに、受信したプローブパケットの個数をカウントしてパケット取得率を算出し、その算出した通信チャネルごとのパケット取得率を、通信部１１－２～１１－５を介して、マスタ装置１－１に送信する。なお、算出された通信チャネルごとのパケット取得率は、各スレーブ装置１－２～１－５の識別子と一緒にマスタ装置１－１に送信されることが好適である。マスタ装置１－１において、送信元のスレーブ装置を特定できるようにするためである。

【0060】

各スレーブ装置１－２～１－５から送信された、通信チャネルごとのパケット取得率と各装置の識別子とは、マスタ装置１－１の通信部１１－１で受信され、特定部１２－１に渡される。特定部１２－１は、スレーブ装置１－２～１－５ごとに、各通信チャネルのパケット取得率を用いてパケット取得率が最も高い通信チャネルを特定し、その通信チャネルを、他の通信チャネルより減衰の少ない通信チャネルとする。そして、特定部１２－１は、スレーブ装置１－２～１－５ごとに、各装置に対応する特定した通信チャネルを、通信部１１－１を介して送信する（ステップＳ１０４）。また、特定部１２－１は、その特定した通信チャネルと、スレーブ装置の識別子とを対応付ける情報を、通信制御部１３－１に渡す。すると、通信制御部１３－１は、その情報を、通信部１１－１に設定する（ステップＳ１０５）。

【0061】

また、マスタ装置１－１から送信された通信チャネルは、各スレーブ装置１－２～１－５の通信部１１－２～１１－５によって受信され、それぞれ特定部１２－２～１２－５に渡される（ステップＳ１０４）。そして、受信された通信チャネルは、特定部１２－２～１２－５からそれぞれ通信制御部１３－２～１３－５に渡され、電力線通信で用いる通信チャネルとして、それぞれ通信部１１－２～１１－５に設定される（ステップＳ１０５）。

【0062】

この後、例えば、マスタ装置１－１と、スレーブ装置１－２との間で電力線通信が行われる場合には、マスタ装置１－１の通信部１１－１において、スレーブ装置１－２の識別子に対応付けられている通信チャネル、及びスレーブ装置１－２の通信部１１－２に設定されている通信チャネルが用いられることになる。例えば、窓の開閉のための制御情報がマスタ装置１－１からスレーブ装置１－２に送信される際には、通信部１１－１から、そのスレーブ装置１－２の識別子に対応付けられている通信チャネルを用いて、その制御情報が送信されてもよい。

【0063】

以上のように、本実施の形態による電力線通信装置１０によれば、特定部１２によって、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯を特定し、その特定した周波数帯を用いて電力線通信を行うことによって、移動体における電力線２を介した電力線通信において、信号の減衰の少ない通信、すなわち高品質な通信を実現することができる。したがって、例えば、マスタ装置１－１からスレーブ装置１－２～１－Ｎに対して、的確に情報を送信することができるようになり、より正確な制御を実現することができるようになる。また、減衰の少ない周波数の特定が繰り返して行われることにより、例えば、移動体の移動に応じて干渉電波の周波数が変化したとしても、その変化に応じて好適な周波数帯をダイナミックに選択して電力線通信を行うことができるようになる。

【0064】

なお、本実施の形態では、電気機器２０－２等の制御のために、主にマスタ装置１－１からスレーブ装置１－２～１－Ｎに電力線通信による情報の送信が行われる場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、電力線通信装置１０は、マスタ装置１－１や、スレーブ装置１－２～１－Ｎに含まれていなくてもよい。また、移動体に設けられている任意の２以上の電力線通信装置１０の間で電力線通信が行われる場合にも、上記説明のように、他の周波数帯より減衰の少ない周波数帯が特定され、その特定された周波数帯を用いた電力線通信が行われてもよい。また、電力線通信は、電気機器の制御以外のために行われてもよい。電力線通信は、例えば、カメラで撮影された動画像を、モニタ装置や録画装置に送信するために行われてもよい。より具体的には、自動車のバックカメラで撮影された映像を、車内のモニタや、録画装置に送信するために、電力線２を介した電力線通信が行われてもよい。

【0065】

また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、または、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。

【0066】

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0067】

２ 電力線
１０、１０－１～１０－Ｎ 電力線通信装置
１１、１１－１～１１－Ｎ 通信部
１２、１２－１～１２－Ｎ 特定部
１３、１３－１～１３－Ｎ 通信制御部
１６ インピーダンス整合部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】