JP2007281617A - Power line multicarrier transmission method and device - Google Patents

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賢蔵 中村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To utilize frequency band effectively in power line multicarrier communication method and device, by making data communication of a plurality of applications having different topology and use frequency band coexist. <P>SOLUTION: In the method performing data communication of a plurality of applications having different topology and use frequency band via a power line by multicarier system, interference permission bands 21 and 22 are provided as partially overlapping the use frequency bands 11, 12 and 13 of adjoining applications. When interference occurs in data communication of adjoining applications in the interference permission bands 21 and 22, the interference permission bands 21 and 22 are made available only for data communication of a predetermined application having high priority. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、トポロジー及び利用周波数帯域が異なる複数のアプリケーションによるデータ通信を電力線を介してマルチキャリア方式で行う電力線マルチキャリア通信方法及び電力線マルチキャリア通信装置に関する。   The present invention relates to a power line multi-carrier communication method and a power line multi-carrier communication apparatus for performing data communication by a plurality of applications having different topologies and use frequency bands in a multi-carrier manner via a power line.

近年、家屋等の建物内に配線されている電力線を介して電力線通信装置間のデータ通信を行うことが検討されている。例えば、家屋が有する電力線を用いてオーディオ機器等の電力線通信装置間でオーディオ信号や映像信号等のデータ通信を良好に行うことが研究されている。   In recent years, it has been studied to perform data communication between power line communication devices via a power line wired in a building such as a house. For example, it has been studied to satisfactorily perform data communication such as an audio signal and a video signal between power line communication apparatuses such as audio devices using a power line of a house.

この電力線を用いたデータ通信を行うアプリケーションとしては、家電製品等の電気電子機器の制御信号を主として送受信する制御データ通信、オーディオ機器等のオーディオ信号（音声信号）や映像信号のパケットデータを主として送受信するパケット通信、さらにハイビジョン信号をストリーム形式で主として通信するストリーミング伝送通信などが検討されている。これらのデータ通信のアプリケーションでは、それぞれ異なるネットワークの接続形態（以下、トポロジーと称する）及び利用周波数帯域の通信システムが想定されている。   Applications that perform data communication using this power line include control data communication that mainly transmits and receives control signals for electrical and electronic devices such as home appliances, and mainly transmits and receives audio signal (audio signals) and video signal packet data for audio devices, etc. In addition, packet communication for streaming, and streaming transmission communication for mainly communicating high-definition signals in a stream format are being studied. In these data communication applications, different network connection modes (hereinafter referred to as topologies) and communication systems of different frequency bands are assumed.

従来、例えば特許文献１には、屋内電力線などを用いて利用周波数帯域を共有するシェアードメディア型のデータ通信ネットワークにおいて、別々のノードから送信されたデータがネットワーク内で衝突し互いに妨害してデータ伝送が機能しなくなることを防ぐために、時分割したデータ（スロット）を沈黙時間を設けて送信する方式が記載されている。   Conventionally, for example, in Patent Document 1, in a shared media type data communication network that shares a use frequency band using an indoor power line, data transmitted from different nodes collide with each other and interfere with each other to transmit data. In order to prevent the system from functioning, a method is described in which time-divided data (slots) are transmitted with a silence period.

特開２００４−７４９０号公報JP 2004-7490 A

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、電力線を通信媒体として利用する各アプリケーションでは、トポロジー及び利用周波数帯域がそれぞれ異なったシステムを採用しており、相互に認識させて共存させることが難しかった。例えば、上記制御データ通信では、ネットワークに接続されるノードが複数：複数のトポロジーにおいて、狭帯域でイベント型の制御システムを想定しているのに対し、上記ストリーミング伝送通信では、ネットワークに接続されるノードが１：１のトポロジーにおいて、広帯域でストリーミング伝送を行うシステムを想定している。また、コスト的な問題から、同一のアクセス方式で規格化することも困難であると共に、ノイズなどの電力線の特性から、共通の制御チャネルを設けることも困難であった。
また、特許文献１の技術を利用し、アプリケーション間で時分割送信することでアプリケーション間のデータ衝突を防ぐことも考えられるが、伝送効率が低下してしまい高い伝送速度を得ることができない不都合があった。
さらに、ガードバンドを介して単に使用する周波数帯域をアプリケーション毎に分割する方式も考えられるが、全体としてより広い周波数帯域を必要とすることから、周波数帯域を有効利用することができないという不都合があった。 The following problems remain in the conventional technology.
That is, each application that uses a power line as a communication medium employs systems having different topologies and different frequency bands, and it is difficult to recognize and coexist with each other. For example, in the control data communication, a plurality of nodes are connected to the network: an event type control system with a narrow band is assumed in a plurality of topologies, whereas in the streaming transmission communication, the node is connected to the network. A system that performs streaming transmission in a wide band in a 1: 1 node topology is assumed. In addition, due to cost problems, it is difficult to standardize with the same access method, and it is also difficult to provide a common control channel due to characteristics of power lines such as noise.
Also, it is conceivable to use the technology of Patent Document 1 to prevent data collision between applications by time-division transmission between applications, but there is a disadvantage that transmission efficiency decreases and a high transmission rate cannot be obtained. there were.
Furthermore, a method of simply dividing the frequency band to be used for each application through a guard band is conceivable, but since a wider frequency band is required as a whole, there is a disadvantage that the frequency band cannot be effectively used. It was.

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、トポロジー及び利用周波数帯域の異なる複数のアプリケーションのデータ通信を共存させ、アプリケーション間で時分割が不要であると共に周波数帯域を有効利用することができる電力線マルチキャリア通信方法及び電力線マルチキャリア通信装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and allows data communication of a plurality of applications having different topologies and use frequency bands to coexist, so that time division is not required between applications and frequency bands can be effectively used. An object of the present invention is to provide a power line multicarrier communication method and a power line multicarrier communication apparatus.

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の電力線マルチキャリア通信方法は、トポロジー及び利用周波数帯域が異なる複数のアプリケーションによるデータ通信を電力線を介してマルチキャリア方式で行う方法であって、隣接する前記アプリケーションの利用周波数帯域の一部を互いに重複させた干渉許容バンドを設け、前記干渉許容バンドにおいて前記隣接するアプリケーションのデータ通信に干渉が生じた際に、予め決めた優先順位の高い前記アプリケーションのデータ通信にのみ前記干渉許容バンドを使用可能にすることを特徴とする。   The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the power line multi-carrier communication method of the present invention is a method of performing data communication by a plurality of applications having different topologies and use frequency bands in a multi-carrier system via the power line, and is one of the use frequency bands of the adjacent applications. When an interference occurs in the data communication of the adjacent application in the interference tolerance band, the interference tolerance band is provided only for the data communication of the application having a predetermined high priority. Is made available.

また、本発明の電力線マルチキャリア通信装置は、トポロジー及び利用周波数帯域が異なる複数のアプリケーションによるデータ通信がマルチキャリア方式で行なわれる電力線に接続される通信装置であって、前記データ通信を自己の前記アプリケーションの利用周波数帯域で電力線を介して行う電力線送受信部を備え、前記電力線送受信部が、前記自己のアプリケーションの利用周波数帯域に隣接する他の前記アプリケーションの利用周波数帯域と利用周波数帯域の一部を互いに重複させた干渉許容バンドを設け、前記干渉許容バンドにおいて前記隣接する他のアプリケーションのデータ通信との干渉を検出した際に、前記隣接する他のアプリケーションに対して予め決めた優先順位に応じて前記干渉許容バンドを前記データ通信で使用するか否かを決定することを特徴とする。   The power line multi-carrier communication apparatus of the present invention is a communication apparatus connected to a power line in which data communication by a plurality of applications having different topologies and use frequency bands is performed by a multi-carrier method, A power line transmission / reception unit that performs the power line transmission / reception unit through a power line in a use frequency band of the application, wherein the power line transmission / reception unit has a use frequency band of the other application adjacent to the use frequency band of the own application and a part of the use frequency band; When an interference tolerance band overlapped with each other is provided and interference with the data communication of the other adjacent application is detected in the interference tolerance band, according to a priority order determined in advance for the other adjacent application. The interference tolerance band is used in the data communication. And determining whether.

すなわち、この電力線マルチキャリア通信方法及び電力線マルチキャリア通信装置では、マルチキャリア方式がノイズに対してロバストである利点を活かして干渉許容バンドを設定すると共に、干渉許容バンドにおいて隣接するアプリケーションのデータ通信に干渉が生じていない場合には、公平に干渉許容バンドを含んだそれぞれの利用周波数帯域でデータ通信を行い、干渉許容バンドにおいて隣接するアプリケーションのデータ通信に干渉が生じた場合には、予め決めた優先順位の高い一方のアプリケーションのデータ通信にのみ干渉許容バンドを使用可能にし、他方のアプリケーションのデータ通信が干渉許容バンドを開放する。   That is, in the power line multicarrier communication method and the power line multicarrier communication apparatus, an interference tolerance band is set by taking advantage of the robustness of the multicarrier scheme to noise, and data communication of an application adjacent to the interference tolerance band is possible. When interference does not occur, data communication is performed fairly in each use frequency band including the interference permissible band. When interference occurs in data communication of an adjacent application in the interference permissible band, it is determined in advance. The interference tolerance band can be used only for data communication of one application having a high priority, and the data communication of the other application releases the interference tolerance band.

また、電力線マルチキャリア通信方法は、前記優先順位を、前記データ通信の時間占有率が低い前記アプリケーションの順に設定することを特徴とする。すなわち、この電力線マルチキャリア通信方法では、時間占有率の低い順にアプリケーションの優先順位を決定するので、制御システムの制御データ通信などの時間占有率が低く重要度の高いアプリケーションが優先され、広い利用周波数帯域を維持して効率的な通信を行うことが可能になる。   Further, the power line multicarrier communication method is characterized in that the priority is set in the order of the applications having a low time occupation rate of the data communication. That is, in this power line multi-carrier communication method, the priority order of applications is determined in the order from the lowest time occupancy rate, so priority is given to applications with a low time occupancy rate and high importance, such as control data communication of the control system, and wide usage frequencies. It becomes possible to perform efficient communication while maintaining the bandwidth.

さらに、電力線マルチキャリア通信方法は、前記アプリケーションの前記利用周波数帯域を、前記データ通信の時間占有率が高いほど高周波数側に割り当てることを特徴とする。すなわち、この電力線マルチキャリア通信方法では、より高速通信が可能な高周波数側を時間占有率の高いアプリケーションに割り当てることで、より効率的に周波数帯域を利用することができる。   Furthermore, the power line multicarrier communication method is characterized in that the use frequency band of the application is assigned to the higher frequency side as the time occupation rate of the data communication is higher. That is, in this power line multicarrier communication method, a frequency band can be used more efficiently by assigning a high frequency side capable of higher speed communication to an application with a high time occupation rate.

また、電力線マルチキャリア通信方法は、前記優先順位を、前記利用周波数帯域の帯域幅が狭い前記アプリケーションの順に設定することを特徴とする。すなわち、この電力線マルチキャリア通信方法では、利用周波数帯域の帯域幅が狭い順にアプリケーションの優先順位を決定するので、干渉発生時の帯域幅の変動率が比較的小さくて済む広帯域のアプリケーションが干渉許容バンドを開放し、狭帯域のアプリケーションの利用周波数帯域が干渉許容バンドを含んだまま維持されることで、干渉時でも効率的な帯域利用を確保することが可能になる。   Further, the power line multicarrier communication method is characterized in that the priority is set in the order of the applications in which the bandwidth of the use frequency band is narrow. In other words, in this power line multicarrier communication method, the priority order of applications is determined in the order of the narrowest bandwidth of the used frequency band, so that a wideband application that requires a relatively small variation rate of the bandwidth when interference occurs is an interference tolerance band. , And the use frequency band of the narrow band application is maintained while including the interference allowable band, so that efficient band use can be ensured even during interference.

また、電力線マルチキャリア通信方法は、前記優先順位を、前記データ通信の伝送距離が長い前記アプリケーションの順に設定することを特徴とする。すなわち、この電力線マルチキャリア通信方法では、伝送距離が長いほど電力線にノイズが発生しやすいため、伝送距離が長い順にアプリケーションの優先順位を決定することで、長い伝送距離のアプリケーションに伝搬特性の良い帯域を割り当てて良好な通信品質を確保することができる。   The power line multi-carrier communication method is characterized in that the priority is set in the order of the application having a long transmission distance of the data communication. In other words, in this power line multi-carrier communication method, the longer the transmission distance, the more likely noise will occur on the power line. Therefore, by determining the priority of applications in order of increasing transmission distance, the band with good propagation characteristics for long transmission distance applications. Can be allocated to ensure good communication quality.

また、電力線マルチキャリア通信方法は、前記アプリケーションのデータ通信が、電気電子機器の制御信号を主として通信する制御データ通信と、音声又は映像信号のパケットデータを主として通信するパケット通信と、ハイビジョン信号をストリーム形式で主として通信するストリーミング伝送通信と、であり、前記制御データ通信を、前記パケット通信及び前記ストリーミング伝送通信よりも前記優先順位を高く設定していることを特徴とする。すなわち、この電力線マルチキャリア通信方法では、セキュリティ信号などの重要な制御データを送受信する制御データ通信を、主に趣味的な用途のパケット通信及びストリーミング伝送通信よりも高い優先順位に設定しているので、通信データの重要性に応じて優先的に利用周波数帯域を確保することができる。   In addition, the power line multi-carrier communication method is such that the data communication of the application is a control data communication mainly communicating a control signal of an electric / electronic device, a packet communication mainly communicating a packet data of an audio or video signal, and a high-definition signal stream. Streaming transmission communication mainly communicating in a form, wherein the control data communication is set to have a higher priority than the packet communication and the streaming transmission communication. That is, in this power line multi-carrier communication method, control data communication for transmitting and receiving important control data such as security signals is set to a higher priority than packet communication and streaming transmission communication mainly for hobby applications. Therefore, it is possible to preferentially secure the use frequency band according to the importance of the communication data.

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る電力線マルチキャリア通信方法及び電力線マルチキャリア通信装置によれば、干渉許容バンドにおいて非干渉時には、公平に干渉許容バンドを含んだそれぞれの利用周波数帯域でデータ通信を行い、広い帯域を有効利用することができる。そして、干渉発生時には、優先順位の高い一方のアプリケーションのデータ通信にのみ干渉許容バンドを使用可能にし、他方のアプリケーションのデータ通信が干渉許容バンドを開放する協調動作を行うことで、隣接アプリケーション同士の干渉を回避することができる。したがって、電力線を通信媒体とする異なる通信システムのアプリケーションを、時分割が不要であると共に有効に帯域を利用しつつ干渉を避けて共存させ、データ通信させることができる。 The present invention has the following effects.
That is, according to the power line multicarrier communication method and the power line multicarrier communication apparatus according to the present invention, when there is no interference in the interference allowable band, data communication is performed fairly in each use frequency band including the interference allowable band. Can be used effectively. When interference occurs, the interference tolerance band can be used only for data communication of one application with a high priority, and the data communication of the other application performs a cooperative operation to release the interference tolerance band, so that adjacent applications can communicate with each other. Interference can be avoided. Therefore, applications of different communication systems using a power line as a communication medium need not be time-divisioned and can coexist while avoiding interference while effectively using a band, thereby allowing data communication.

以下、本発明に係る電力線マルチキャリア通信方法及び電力線マルチキャリア通信装置の一実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。   Hereinafter, an embodiment of a power line multicarrier communication method and a power line multicarrier communication apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

本実施形態の電力線マルチキャリア通信方法は、図１に示すように、トポロジー及び利用周波数帯域が異なる複数のアプリケーションによるデータ通信を家屋等の建物１内に配設された電力線Ｌを介してマルチキャリア方式で行う方法であって、例えばＣｌａｓｓ１と称した通信システムを採用するアプリケーションのデータ通信と、Ｃｌａｓｓ２と称した通信システムを採用するアプリケーションのデータ通信と、Ｃｌａｓｓ３と称した通信システムを採用するアプリケーションのデータ通信と、を共存させて通信する方法である。   As shown in FIG. 1, the power line multicarrier communication method of the present embodiment performs data communication by a plurality of applications having different topologies and use frequency bands via a power line L arranged in a building 1 such as a house. For example, data communication of an application that adopts a communication system called Class1, application data communication that uses a communication system called Class2, and application that uses a communication system called Class3. This is a method of communicating with data communication.

上記Ｃｌａｓｓ１のシステムを採用するアプリケーションのデータ通信は、例えば各室内の電灯２、エアコンディショナー３、監視カメラ４、冷蔵庫５及び制御コンピュータ６などの電気電子機器（電力線マルチキャリア通信装置）間で制御信号を主として通信する制御データ通信である。すなわち、このＣｌａｓｓ１のシステムでは、ネットワークに接続されたノードが複数：複数のトポロジーとなっている。   The data communication of the application employing the Class 1 system is a control signal between electric and electronic devices (power line multi-carrier communication device) such as the electric lamp 2, the air conditioner 3, the monitoring camera 4, the refrigerator 5, and the control computer 6 in each room. The control data communication mainly communicates. That is, in the Class 1 system, nodes connected to the network have a plurality of: multiple topologies.

また、上記Ｃｌａｓｓ２のシステムを採用するアプリケーションのデータ通信は、例えばＣＤ・ＤＶＤプレーヤ等のオーディオ・ビジュアル再生装置（電力線マルチキャリア通信装置）７と複数のスピーカ（電力線マルチキャリア通信装置）８Ａ、８Ｂとの間での音声又は映像信号のパケットデータを主として通信するパケット通信である。すなわち、このＣｌａｓｓ２のシステムでは、ネットワークに接続されたノードが１：複数のトポロジーとなっている。なお、制御コンピュータ（電力線マルチキャリア通信装置）６によりオーディオ・ビジュアル再生装置７と複数のスピーカ８Ａ、８Ｂとを制御するようにしても構わない。   In addition, data communication of an application employing the Class 2 system includes audio / visual playback device (power line multi-carrier communication device) 7 such as a CD / DVD player and a plurality of speakers (power line multi-carrier communication device) 8A and 8B. Is packet communication for mainly communicating packet data of audio or video signals. That is, in this Class 2 system, the nodes connected to the network have a 1: multiple topology. The control computer (power line multicarrier communication device) 6 may control the audio / visual reproduction device 7 and the plurality of speakers 8A and 8B.

また、上記Ｃｌａｓｓ３のシステムを採用するアプリケーションのデータ通信は、例えば地上デジタル放送などのハイビジョン信号を受信するハイビジョン受信器（電力線マルチキャリア通信装置）９とハイビジョン信号を再生するハイビジョン対応テレビジョン（電力線マルチキャリア通信装置）１０との間でハイビジョン信号をストリーム形式で主として通信するストリーミング伝送通信である。すなわち、このＣｌａｓｓ３のシステムでは、ネットワークに接続されたノードが１：１のトポロジーとなっている。   In addition, data communication of an application that employs the Class 3 system includes, for example, a high-definition receiver (power line multi-carrier communication device) 9 that receives a high-definition signal such as terrestrial digital broadcasting and a high-definition television that reproduces the high-definition signal (power line multi-function). This is streaming transmission communication in which high-definition signals are mainly communicated with the carrier communication device 10 in a stream format. That is, in the Class 3 system, the nodes connected to the network have a 1: 1 topology.

なお、上記各Ｃｌａｓｓのノード（電灯２、エアコンディショナー３、監視カメラ４、冷蔵庫５、制御コンピュータ６、オーディオ・ビジュアル再生装置７、スピーカ８Ａ、８Ｂ、ハイビジョン受信器９、ハイビジョン対応テレビジョン１０）は、図２に示すように、いずれも電力線Ｌに接続可能で電力線Ｌを介してデータ通信を各Ｃｌａｓｓの通信システムに基づいて行う電力線送受信部ＰＬを有している。   In addition, the nodes of each of the above classes (light 2, air conditioner 3, surveillance camera 4, refrigerator 5, control computer 6, audio / visual reproduction device 7, speakers 8A and 8B, high-definition receiver 9, and high-definition television 10) As shown in FIG. 2, each has a power line transceiver PL that can be connected to the power line L and performs data communication via the power line L based on each class communication system.

この電力線マルチキャリア通信方法では、図３に示すように、隣接する各Ｃｌａｓｓのアプリケーションにおける利用周波数帯域１１、１２、１３の一部を互いに重複させた干渉許容バンド２１、２２を設け、干渉許容バンド２１、２２において隣接する各アプリケーションのデータ通信に干渉が生じた際に、予め決めた優先順位の高いアプリケーションのデータ通信にのみ干渉許容バンド２１、２２を使用可能にする。   In this power line multicarrier communication method, as shown in FIG. 3, interference allowable bands 21 and 22 in which a part of use frequency bands 11, 12, and 13 in adjacent Class applications overlap each other are provided. When interference occurs in data communication of adjacent applications 21 and 22, the interference tolerance bands 21 and 22 can be used only for data communication of an application with a predetermined high priority.

また、この電力線マルチキャリア通信方法では、各アプリケーションの利用周波数帯域１１、１２、１３を、データ通信の時間占有率が高いほど高周波数側に割り当てている。すなわち、Ｃｌａｓｓ３のアプリケーション、Ｃｌａｓｓ２のアプリケーション、Ｃｌａｓｓ１のアプリケーションの順にデータ通信の時間占有率が高いため、この順に高周波数側から利用周波数帯域１３、１２、１１を割り当てる。   Moreover, in this power line multicarrier communication method, the use frequency bands 11, 12, and 13 of each application are allocated to the higher frequency side as the time occupation rate of data communication is higher. That is, since the time occupation rate of data communication is high in the order of Class 3 application, Class 2 application, and Class 1 application, the use frequency bands 13, 12, and 11 are assigned in this order from the high frequency side.

例えば、全体としては２ＭＨｚから３０ＭＨｚまでの周波数を使用し、Ｃｌａｓｓ１のアプリケーションにおける利用周波数帯域１１は、例えば２ＭＨｚから１０．４ＭＨｚまでの間で帯域幅が８．４ＭＨｚに設定される。また、Ｃｌａｓｓ２のアプリケーションにおける利用周波数帯域１２は、例えば７．６ＭＨｚから１８．８ＭＨｚまでの間で帯域幅が１１．２ＭＨｚに設定される。さらに、Ｃｌａｓｓ３のアプリケーションにおける利用周波数帯域１３は、例えば１６ＭＨｚから３０ＭＨｚまでの間で帯域幅が１４ＭＨｚに設定される。   For example, the frequency from 2 MHz to 30 MHz is used as a whole, and the use frequency band 11 in the application of Class 1 is set to a bandwidth of 8.4 MHz between 2 MHz and 10.4 MHz, for example. Further, the use frequency band 12 in the Class 2 application is set to a bandwidth of 11.2 MHz between 7.6 MHz and 18.8 MHz, for example. Furthermore, the use frequency band 13 in the Class 3 application is set to a bandwidth of 14 MHz between 16 MHz and 30 MHz, for example.

そして、上記干渉許容バンド２１は、そのバンド幅が例えばＣｌａｓｓ３を採用するアプリケーションの利用周波数帯域１３の２割に設定される。すなわち、隣接するＣｌａｓｓ１のアプリケーションとＣｌａｓｓ２のアプリケーションとの干渉許容バンド２１は、７．６ＭＨｚから１０．４ＭＨｚまでの間で帯域幅が２．８ＭＨｚに設定される。また、隣接するＣｌａｓｓ２のアプリケーションとＣｌａｓｓ３のアプリケーションとの干渉許容バンド２２は、１６ＭＨｚから１８．８ＭＨｚまでの間で帯域幅が２．８ＭＨｚに設定される。   And the said interference tolerance band 21 is set to 20% of the use frequency band 13 of the application which adopts Class3, for example. That is, the interference tolerance band 21 between the adjacent Class 1 application and the Class 2 application is set to a bandwidth of 2.8 MHz between 7.6 MHz and 10.4 MHz. In addition, the interference allowable band 22 between the adjacent Class 2 application and the Class 3 application is set to a bandwidth of 2.8 MHz between 16 MHz and 18.8 MHz.

上記優先順位は、データ通信の時間占有率の低いアプリケーションの順に設定している。すなわち、本実施形態では、図３に示すように、制御データ通信であるＣｌａｓｓ１のアプリケーション、パケット通信であるＣｌａｓｓ２のアプリケーション、ストリーミング伝送通信であるＣｌａｓｓ３のアプリケーションの順に低い時間占有率を有しており、この順で優先順位を高く設定している。   The priorities are set in the order of applications with a low time occupation rate of data communication. That is, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the class 1 application that is the control data communication, the class 2 application that is the packet communication, and the class 3 application that is the streaming transmission communication have the lower time occupancy rates in this order. The priority is set higher in this order.

なお、優先順位としては、利用周波数帯域１１、１２、１３の帯域幅が狭いアプリケーションの順に設定しても構わない。また、別の優先順位としては、アプリケーションのデータ通信の伝送距離が全体的に長い順に設定しても構わない。なお、これらいずれの場合も本実施形態では、制御データ通信であるＣｌａｓｓ１のアプリケーション、パケット通信であるＣｌａｓｓ２のアプリケーション、ストリーミング伝送通信であるＣｌａｓｓ３のアプリケーションの順に高い優先順位となる。   Note that the priority order may be set in the order of applications in which the bandwidths of the usage frequency bands 11, 12, and 13 are narrow. As another priority order, the transmission distance of the application data communication may be set in the order of long overall. In any of these cases, in the present embodiment, the Class 1 application that is control data communication, the Class 2 application that is packet communication, and the Class 3 application that is streaming transmission communication are in descending order of priority.

なお、上記データ通信及び帯域割り当ては、電力線マルチキャリア通信装置である電灯２、エアコンディショナー３、監視カメラ４、冷蔵庫５、制御コンピュータ６、オーディオ・ビジュアル再生装置７、スピーカ８Ａ、８Ｂ、ハイビジョン受信器９、ハイビジョン対応テレビジョン１０における各電力線送受信部ＰＬで処理、実行される。すなわち、各電力線送受信部ＰＬでは、自己のアプリケーションの利用周波数帯域に隣接する他のアプリケーションの利用周波数帯域と利用周波数帯域の一部を互いに重複させた干渉許容バンド２１、２２を設け、干渉許容バンド２１、２２において隣接する他のアプリケーションのデータ通信との干渉を検出した際に、隣接する他のアプリケーションに対して予め決めた優先順位に応じて干渉許容バンド２１、２２をデータ通信で使用するか否かを決定する機能を有している。   Note that the data communication and bandwidth allocation are the power line multi-carrier communication device 2, air conditioner 3, surveillance camera 4, refrigerator 5, control computer 6, audio / visual reproduction device 7, speakers 8 A and 8 B, high-definition receiver 9. Processed and executed by each power line transceiver PL in the high-definition television 10. That is, each power line transmitting / receiving unit PL is provided with interference permissible bands 21 and 22 in which the use frequency band of another application adjacent to the use frequency band of its own application and a part of the use frequency band overlap each other. Whether interference tolerance bands 21 and 22 are used in data communication according to the priority order determined in advance for other adjacent applications when interference with data communication of other adjacent applications is detected in 21 and 22 It has a function to determine whether or not.

次に、本実施形態の電力線マルチキャリア通信方法及び電力線マルチキャリア通信装置による非干渉時と干渉発生時との場合における帯域割り当てについて、具体的に説明する。
例えば、Ｃｌａｓｓ１のアプリケーションとＣｌａｓｓ２のアプリケーションとの干渉許容バンド２１において互いにデータ通信に干渉が発生していない場合、Ｃｌａｓｓ１及び２の両アプリケーションとも、干渉許容バンド２１を含めた利用周波数帯域１１、１２でデータ通信を行う。 Next, band allocation in the case of non-interference and occurrence of interference by the power line multicarrier communication method and the power line multicarrier communication apparatus of the present embodiment will be specifically described.
For example, in the case where there is no interference in data communication in the interference tolerance band 21 between the Class 1 application and the Class 2 application, both the Class 1 and 2 applications use the use frequency bands 11 and 12 including the interference tolerance band 21. Perform data communication.

また、この干渉許容バンド２１で互いのデータ通信に干渉が発生した場合、時間占有率が低く伝送距離も長いと共に狭い利用周波数帯域１１で制御データ通信を行うＣｌａｓｓ１のアプリケーションを優先して干渉許容バンド２１でのデータ通信を維持させると共に、Ｃｌａｓｓ２のアプリケーションにおける利用周波数帯域１２から干渉許容バンド２１を除外してＣｌａｓｓ１のアプリケーション用に開放し、干渉許容バンド２１に割り当てていたサブキャリアを、干渉許容バンド２１を除外した利用周波数帯域１２内のサブチャネルに割り当てて送受信を行う。   Further, when interference occurs in the mutual data communication in the interference allowable band 21, the interference allowable band is given priority to the Class 1 application that performs control data communication in the narrow use frequency band 11 with a low time occupancy rate and a long transmission distance. 21 is maintained, the interference allowable band 21 is excluded from the use frequency band 12 in the Class 2 application, and is released for the Class 1 application, and the subcarrier assigned to the interference allowable band 21 is changed to the interference allowable band. Transmission / reception is performed by allocating to subchannels in the use frequency band 12 excluding 21.

なお、干渉許容バンド２１、２２においてデータ通信の干渉発生の有無は、干渉許容バンド２１、２２に割り振られたサブチャネルの通信状態をパイロットトーン信号などによりモニタリングして検出する。この干渉許容バンド２１、２２における干渉の検出機能は、電力線通信を行うアプリケーションの機器のいずれかに搭載しても良く、干渉検出用の制御装置を電力線の通信網に別途接続させても構わない。   Note that the presence or absence of interference in data communication in the interference tolerance bands 21 and 22 is detected by monitoring the communication state of the subchannels allocated to the interference tolerance bands 21 and 22 using a pilot tone signal or the like. The interference detection function in the interference tolerance bands 21 and 22 may be installed in any of the devices of the application that performs power line communication, and a control device for interference detection may be separately connected to the power line communication network. .

このように本実施形態では、マルチキャリア方式がノイズに対してロバストである利点を活かして干渉許容バンド２１、２２を設定すると共に、干渉許容バンド２１、２２において非干渉時には、公平に干渉許容バンド２１、２２を含んだそれぞれの利用周波数帯域１１、１２、１３でデータ通信を行い、広い帯域を有効利用することができる。そして、干渉発生時には、優先順位の高い一方のアプリケーションのデータ通信にのみ干渉許容バンド２１、２２を使用可能にし、他方のアプリケーションのデータ通信が干渉許容バンド２１、２２を開放する協調動作を行うことで、隣接アプリケーション同士の干渉を回避することができる。   As described above, in the present embodiment, the interference tolerance bands 21 and 22 are set by taking advantage of the multicarrier scheme being robust against noise, and when the interference tolerance bands 21 and 22 are non-interfering, the interference tolerance band is fair. Data communication can be performed in the respective use frequency bands 11, 12, and 13 including 21 and 22, and a wide band can be effectively used. When interference occurs, the interference-permissible bands 21 and 22 can be used only for data communication of one application with a higher priority, and the data communication of the other application performs a cooperative operation to open the interference permissible bands 21 and 22. Thus, interference between adjacent applications can be avoided.

したがって、電力線Ｌを通信媒体とする異なる通信システム（Ｃｌａｓｓ１〜３）のアプリケーションを、アプリケーション間の時分割方式を採用せずに、有効に帯域を利用しつつ干渉を避けて共存させ、データ通信させることができる。特に、全部の帯域を利用する場合など、マルチモード・マルチバンドの全てのシステムを網羅することも可能になる。   Accordingly, applications of different communication systems (Class 1 to 3) using the power line L as a communication medium are allowed to coexist and avoid data interference while avoiding interference while effectively using a time division method between the applications. be able to. In particular, it is possible to cover all multimode / multiband systems, such as when using all bands.

また、時間占有率の低い順にアプリケーションの優先順位を決定するので、制御システムの制御データ通信などの時間占有率が低く重要度の高いアプリケーションが優先され、広い利用周波数帯域を維持して効率的な通信を行うことが可能になる。
さらに、より高速通信が可能な高周波数側を時間占有率の高いアプリケーションに割り当てることで、より効率的に周波数帯域を利用することができる。 In addition, since the priority of applications is determined in order of increasing time occupancy rate, priority is given to applications with low importance and low importance such as control data communication of the control system. Communication can be performed.
Furthermore, the frequency band can be used more efficiently by allocating the high frequency side capable of higher speed communication to an application with a high time occupancy rate.

また、利用周波数帯域１１、１２、１３の帯域幅が狭い順にアプリケーションの優先順位を決定するので、干渉発生時の帯域幅の変動率が比較的小さくて済む広帯域のアプリケーションが干渉許容バンド２１、２２を開放し、狭帯域のアプリケーションの利用周波数帯域が干渉許容バンド２１、２２を含んだまま維持されることで、干渉時でも効率的な帯域利用を確保することが可能になる。   In addition, since the priority order of the applications is determined in the order of the narrower bandwidths of the use frequency bands 11, 12, and 13, the wideband applications that require a relatively small variation rate of the bandwidth at the time of the occurrence of the interference are the interference tolerance bands 21 and 22 , And the use frequency band of the narrow-band application is maintained while including the interference permissible bands 21 and 22, so that efficient band use can be ensured even during interference.

また、伝送距離が長いほど電力線Ｌにノイズが発生しやすいため、伝送距離が長い順にアプリケーションの優先順位を決定することで、長い伝送距離のアプリケーションに伝搬特性の良い帯域を割り当てて良好な通信品質を確保することができる。
さらに、セキュリティ信号などの重要な制御データを送受信する制御データ通信を、主に趣味的な用途のパケット通信及びストリーミング伝送通信よりも高い優先順位に設定しているので、通信データの重要性に応じて優先的に利用周波数帯域を確保することができる。 In addition, since the longer the transmission distance, the more likely the noise is generated in the power line L. By determining the priority of the application in the order of the longer transmission distance, a band with good propagation characteristics can be allocated to the application with the longer transmission distance, and the communication quality can be improved Can be secured.
In addition, control data communication that transmits and receives important control data such as security signals is set to a higher priority than packet communication and streaming transmission communication, mainly for hobby applications, so that it depends on the importance of communication data. Therefore, the use frequency band can be secured with priority.

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態では、Ｃｌａｓｓ１〜３の３つの通信システムにおけるアプリケーションでの帯域割り当てに関して規定しているが、トポロジー及び利用周波数帯域の異なる２つ又は４以上のシステムのアプリケーションにおける帯域割り当てに適用しても構わない。
また、上述したように、干渉許容バンド２１、２２の使用優先順位は、「時間占有率」「伝送距離」「帯域幅」にいずれかに基づいて決定することが好ましいが、その他の条件に基づいて優先順位を決定しても構わない。例えば、アプリケーションの使用時間帯などで優先順位を決定しても構わない。 For example, in the above embodiment, the band allocation in the applications in the three communication systems Class 1 to 3 is defined, but the present invention is applied to the band allocation in the application of two or more systems having different topologies and use frequency bands. It doesn't matter.
Further, as described above, the priority order of use of the interference permissible bands 21 and 22 is preferably determined based on any one of “time occupation ratio”, “transmission distance”, and “bandwidth”, but based on other conditions. The priority order may be determined. For example, the priority order may be determined according to the usage time zone of the application.

本発明に係る電力線マルチキャリア通信方法及び電力線マルチキャリア通信装置の一実施形態において、各Ｃｌａｓｓのトポロジーを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the topology of each Class in one Embodiment of the power line multicarrier communication method and power line multicarrier communication apparatus which concern on this invention. 本実施形態において、電力線に接続された各電力線マルチキャリア通信装置を示すブロック図である。In this embodiment, it is a block diagram which shows each power line multicarrier communication apparatus connected to the power line. 本実施形態において、各Ｃｌａｓｓの利用周波数帯域の割り当てを示すグラフである。In this embodiment, it is a graph which shows allocation of the utilization frequency band of each Class. 本実施形態において、各Ｃｌａｓｓのデータ通信の時間占有率を示すグラフである。In this embodiment, it is a graph which shows the time occupation rate of the data communication of each Class.

符号の説明Explanation of symbols

２…電灯（電力線マルチキャリア通信装置）、３…エアコンディショナー（電力線マルチキャリア通信装置）、４…監視カメラ（電力線マルチキャリア通信装置）、５…冷蔵庫（電力線マルチキャリア通信装置）、６…制御コンピュータ（電力線マルチキャリア通信装置）、７…オーディオ・ビジュアル再生装置（電力線マルチキャリア通信装置）、８Ａ、８Ｂ…スピーカ（電力線マルチキャリア通信装置）、９…ハイビジョン受信器（電力線マルチキャリア通信装置）、１０…ハイビジョン対応テレビジョン（電力線マルチキャリア通信装置）、１１、１２、１３…利用周波数帯域、２１、２２…干渉許容バンド、Ｌ…電力線、ＰＬ…電力線送受信部
2 ... Electric light (power line multi-carrier communication device), 3 ... Air conditioner (power line multi-carrier communication device), 4 ... Surveillance camera (power line multi-carrier communication device), 5 ... Refrigerator (power line multi-carrier communication device), 6 ... Control computer (Power line multi-carrier communication apparatus), 7 ... audio / visual reproduction apparatus (power line multi-carrier communication apparatus), 8A, 8B ... speaker (power line multi-carrier communication apparatus), 9 ... hi-vision receiver (power line multi-carrier communication apparatus), 10 ... High-definition television (power line multi-carrier communication device), 11, 12, 13 ... Frequency band used, 21, 22 ... Allowable interference band, L ... Power line, PL ... Power line transceiver

Claims (7)

トポロジー及び利用周波数帯域が異なる複数のアプリケーションによるデータ通信を電力線を介してマルチキャリア方式で行う方法であって、
隣接する前記アプリケーションの利用周波数帯域の一部を互いに重複させた干渉許容バンドを設け、
前記干渉許容バンドにおいて前記隣接するアプリケーションのデータ通信に干渉が生じた際に、予め決めた優先順位の高い前記アプリケーションのデータ通信にのみ前記干渉許容バンドを使用可能にすることを特徴とする電力線マルチキャリア通信方法。 A method of performing data communication by a plurality of applications having different topologies and use frequency bands in a multi-carrier system via a power line,
Provide an interference tolerance band that overlaps a part of the frequency band of the application adjacent to each other,
When interference occurs in the data communication of the adjacent application in the interference tolerance band, the interference tolerance band can be used only for the data communication of the application having a predetermined high priority. Carrier communication method. 請求項１に記載の電力線マルチキャリア通信方法において、
前記優先順位を、前記データ通信の時間占有率の低い前記アプリケーションの順に設定することを特徴とする電力線マルチキャリア通信方法。 The power line multicarrier communication method according to claim 1,
The power line multicarrier communication method, wherein the priority order is set in the order of the applications having a low time occupation rate of the data communication. 請求項２に記載の電力線マルチキャリア通信方法において、
前記アプリケーションの前記利用周波数帯域を、前記データ通信の時間占有率が高いほど高周波数側に割り当てることを特徴とする電力線マルチキャリア通信方法。 The power line multicarrier communication method according to claim 2,
The power line multi-carrier communication method, wherein the use frequency band of the application is assigned to a higher frequency side as the time occupation rate of the data communication is higher. 請求項１に記載の電力線マルチキャリア通信方法において、
前記優先順位を、前記利用周波数帯域の帯域幅が狭い前記アプリケーションの順に設定することを特徴とする電力線マルチキャリア通信方法。 The power line multicarrier communication method according to claim 1,
The power line multicarrier communication method, wherein the priority order is set in the order of the applications in which the bandwidth of the use frequency band is narrow. 請求項１に記載の電力線マルチキャリア通信方法において、
前記優先順位を、前記データ通信の伝送距離が長い前記アプリケーションの順に設定することを特徴とする電力線マルチキャリア通信方法。 The power line multicarrier communication method according to claim 1,
The power line multicarrier communication method, wherein the priority is set in the order of the applications having a long transmission distance of the data communication. 請求項１に記載の電力線マルチキャリア通信方法において、
前記アプリケーションのデータ通信が、電気電子機器の制御信号を主として通信する制御データ通信と、
音声又は映像信号のパケットデータを主として通信するパケット通信と、
ハイビジョン信号をストリーム形式で主として通信するストリーミング伝送通信と、であり、
前記制御データ通信を、前記パケット通信及び前記ストリーミング伝送通信よりも前記優先順位を高く設定していることを特徴とする電力線マルチキャリア通信方法。 The power line multicarrier communication method according to claim 1,
The data communication of the application, the control data communication that mainly communicates the control signal of the electrical and electronic equipment,
Packet communication for mainly communicating packet data of audio or video signals;
And streaming transmission communication that mainly communicates high-definition signals in a stream format,
The power line multicarrier communication method, wherein the control data communication is set to have a higher priority than the packet communication and the streaming transmission communication. トポロジー及び利用周波数帯域が異なる複数のアプリケーションによるデータ通信がマルチキャリア方式で行なわれる電力線に接続される通信装置であって、
前記データ通信を自己の前記アプリケーションの利用周波数帯域で電力線を介して行う電力線送受信部を備え、
前記電力線送受信部が、前記自己のアプリケーションの利用周波数帯域に隣接する他の前記アプリケーションの利用周波数帯域と利用周波数帯域の一部を互いに重複させた干渉許容バンドを設け、
前記干渉許容バンドにおいて前記隣接する他のアプリケーションのデータ通信との干渉を検出した際に、前記隣接する他のアプリケーションに対して予め決めた優先順位に応じて前記干渉許容バンドを前記データ通信で使用するか否かを決定することを特徴とする電力線マルチキャリア通信装置。
A communication device connected to a power line in which data communication by a plurality of applications having different topologies and use frequency bands is performed by a multicarrier method,
A power line transmission / reception unit that performs the data communication via a power line in a frequency band used by the application of the self;
The power line transmitting / receiving unit provides an interference tolerance band in which a part of the usage frequency band and the usage frequency band of the other application adjacent to the usage frequency band of the self application overlap each other,
When interference with the data communication of the other adjacent application is detected in the interference allowable band, the interference allowable band is used in the data communication in accordance with a priority determined in advance for the other adjacent application. A power line multi-carrier communication apparatus that determines whether to perform or not.
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