JP4367788B2 - 電力線通信品質評価方法と電力線通信システム - Google Patents

Description

この発明は、電源に接続され電子機器に電力を供給する電力線を用いて、各電子機器間での通信を行う電力線通信の通信品質評価方法と電力線通信システムに関する。

従来、屋内に敷設された電力線を伝送媒体として利用する電力線通信システムが知られている。電力線通信の場合、既設の電力線を使用するため、電子機器間の通信用専用線を設ける必要がない。そのため、新たにネットワーク機器などを導入する場合や、通信機器の配置を移動する場合にも配線の追加や変更が必要ないものである。従来の屋内商用電力線を使用して電力線通信を行うシステムでは、交流電源に接続された電力線に専用のＰＬＣ（Power Line Communication）装置を接続し、このＰＬＣ装置を介して、電力線に重畳された通信信号の授受を行っていた。

電力線通信は、図３に示すように、電力線１に接続されたコンピュータ等の複数の通信機器のノード２，３間で信号を授受している。電力線通信は、電力を送る配線である電力線１を利用してコンピュータ等の複数の通信機器のノード２，３間で通信しているため、信号にノイズが混ざりやすく、通信品質が問題であった。従って、送信側のノード２は、複数回の送信後に受信確認信号ＡＣＫを得ることが多い。また、図４に示すように、電力線通信においては、送信するデータ量、即ちパケットの長さが長いほど、送信を失敗する確率が高く、再送を繰り返しやすい。

ここで、通信品質を評価する指標として、スループット（throughput）と称される指数がある。スループットとは、通信路について、プロトコルのオーバーヘッドなどを除いた、正味の通信速度（ｂｐｓ）で表されるもので、電力線通信のみならず、種々の通信品質の評価に利用されている。

スループットを測定するには、電力線１に接続されたコンピュータ等の複数の通信機器のノード２，３間において、一方のノード２からデータを送信し他方のノード３がそのデータを受信した旨の受信確認信号（ＡＣＫ）を送信する。そして、データを送信した一方のノード２で、送信から受信までの時間と送信したデータ量をパラメータとしてスループットを計算している。

その他、電力線通信の伝送路の品質評価方法としては、特許文献1に開示されているように、通信機器間で複数の通信方式によりテストパターンを送信し、電力線を含む通信の通信品質を測定しているものがある。また、特許文献２に開示されているように、伝送路のＳ／Ｎ比を測定して通信品質を評価するものもある。さらに、特許文献３に開示されているように、交流の電力線にビーコン信号を重畳して、伝送路の通信品質を評価する通信方式も提案されている。
特開２００１−１３６１７３号公報 特開２００４−２３３１１号公報 特開２００７−３７１５４号公報

上記従来の技術の通信品質評価方法は、通信品質を簡易に測定できるものではなく、各従来技術の場合それぞれ特別の装置やプログラムを必要としている。また、今日のデータ通信においては、高周波化により複数のノード間で測定タイミングを合わせることは極めて難しく、ネットワーク内の複数のノード間で、リアルタイムで通信品質を共有することは難しいものである。また、一方のノードでの評価結果を他のノードへ送信することは可能であるが、別途送信プログラム等を必要とし、システムが複雑になるものである。

この発明は、上記背景技術に鑑みて成されたもので、電力線通信において簡易に通信品質を評価することができ、評価結果を複数のノードで簡単に共有可能な電力線通信品質評価方法と電力線通信システムを提供することを目的とする。

この発明は、電力線を介して信号を通信する電力線通信の通信品質評価方法であって、一方のノードからデータを送信し、その際前記データの何回目の送信かを示す情報を添付して送信し、他方のノードが前記一方のノードからのデータを受信してその受信確認信号を送信する際に、前記送信回数と前記送信されたデータ量を示す情報を合わせて送信し、前記電力線通信を行うネットワークの各ノードでは、前記受信確認信号の前記送信回数とデータ量を受信して、前記データ量を前記送信回数で割った値を基にして、その電力線通信の通信品質を評価する電力線通信品質評価方法である。

またこの発明は、電力線を介して信号を通信するネットワークの電力線通信システムであって、電力線に接続された複数のノードから成り、一方のノードからデータを送信し、その際前記データの何回目の送信かを示す情報を添付して送信し、前記電力線に接続された各ノードは、前記一方のノードからのデータを受信してその受信確認信号を送信する受信確認信号回路と送信回路を備え、この受信確認信号回路は、前記受信確認信号を送信する際に前記送信回数と前記送信されたデータ量を示す情報を合わせて送信し、前記電力線通信を行う各ノードでは、前記受信確認信号の前記送信回数とデータ量を受信して前記データ量を前記送信回数で割った値を基にして、その電力線通信の通信品質を評価する通信品質評価回路を備えた電力線通信電力線通信システムである。

この発明の電力線通信評価方法と電力線通信システムによれば、簡単に電力線通信の通信品質を評価することができ、簡単な装置で、ネットワークに接続された各通信機器間でその評価結果を共有することができる。

以下、この発明の電力線通信品質評価方法と電力線通信システムの一実施形態について、図１、図２を基にして説明する。この実施形態の電力線通信システムは、例えば交流の商用電力線１０を介して信号を通信するもので、電力線１０に接続された複数のコンピュータや電子機器等のノード１２，１４，１６，１８から成るネットワークが形成されている。

この電力線通信システムの各ノード１２，１４，１６，１８は、図２に示すように、電力線通信に用いるＰＬＣ装置２０を備えている。各ＰＬＣ装置２０には、電力線１０に乗せられた信号を受信する受信回路２２と、電力線１０へそのコンピュータのＣＰＵ等からの信号を送信する送信回路２４を備えている。さらに、ＰＬＣ装置２０には、受信回路２２が受信した信号が何回目の送信かを示すデータと、受信した信号のデータ量（パケット長）を認識する通信品質評価回路２６を備えている。通信品質評価回路２６は、後述するように評価結果を、受信確認信号回路２８からの受信確認信号ＡＣＫとともに送信回路２４へ送る。

ここで、この発明の通信品質評価方法の考え方について説明する。電力線通信は一般に伝送路の品質が悪く、送信に失敗しやすいことから、再送回数が多くなりがちである。また、送信に際して、１回当たりのパケット長が長い（データ量が多い）ほど、伝送に失敗する可能性も高く、再送になりやすいものである。これより、データ量と送信回数が通信品質のパラメータとして用いることができることが分かる。この発明では、この点に着目して、送信するデータの送信回数ｎとデータ量Ｌを基にして、データ量Ｌを送信回数ｎで割ったＬ／ｎの値により通信品質を評価するものである。

この実施形態の電力線通信品質評価方法は、図１に示すように、例えばノード１２からデータをノード１４へ送信し、その際、データの送信回数の情報も添付して送信する。データの送信回数は、そのデータの再送回数でも良い。受信する側のノード１４は、ノード１２からのデータを受信して、その受信確認信号ＡＣＫを送信する。その際に、送信回数ｎと送信されたデータ量Ｌを示す情報を合わせて送信する。

電力線通信を行う各ノード１２，１６，１８では、受信確認信号ＡＣＫとともに送信回数ｎとデータ量Ｌを受信して、通信品質評価回路２６でデータ量Ｌを送信回数ｎで割って、その電力線通信の通信品質を求める。ここで求める通信品質は、Ｌ／ｎそのものの値でも良いが、複数の段階に分けた指標でも良い。この受信確認信号ＡＣＫは、そのネットワーク内の他のノード１２，１６，１８で受信されるので、通信を行ったノード１２，１４以外のノード１６，１８もそのときの通信状態を、各ノード１６，１８内の通信品質評価回路２６で求めることができる。

この実施形態の電力線通信品質評価方法と電力線通信システムによれば、受信確認信号ＡＣＫに送信回数（再送回数）を追加するだけで、簡単にそのネットワーク内の各ノード１２，１４，１６，１８は、そのときの通信状態をおおよそ把握し評価することができる。これにより、例えば、ネットワーク内の通信品質の善し悪しにより、送信データの圧縮率を変えたり、その他送信データのボリュームを可変にした通信が可能となる。これにより、通信の失敗によるデータの欠落を無くし、通信状態が悪い場合も、情報が完全に欠落せずにおおよその情報が届くようにネットワークを構築することができる。

なお、この発明の電力線通信システムは上記実施形態に限定されるものではなく、種々の電力線通信システムに利用可能なものであり、直流電力線においても利用可能である。

この発明の一実施形態の電力線通信システムの電力線通信品質評価方法を示す模式図である。 この実施形態の電力線通信システムのＰＬＣ装置を示す概略ブロック図である。 従来の電力線通信システムを示す模式図である。 従来の電力線通信システムにおけるデータ量の違いによる通信を示す模式図である。

符号の説明

１０ 電力線
１２，１４，１６，１８ ノード
２０ ＰＬＣ装置
２２ 受信回路
２４ 送信回路
２６ 通信品質評価回路
２８ 受信確認信号回路

Claims (2)

1. 電力線を介して信号を通信する電力線通信の通信品質評価方法において、一方のノードからデータを送信し、その際前記データの何回目の送信かを示す情報を添付して送信し、他方のノードが前記一方のノードからのデータを受信してその受信確認信号を送信する際に、前記送信回数と前記送信されたデータ量を示す情報を合わせて送信し、前記電力線通信を行うネットワークの各ノードでは、前記受信確認信号の前記送信回数とデータ量を受信して、前記データ量を前記送信回数で割った値を基にして、その電力線通信の通信品質を評価することを特徴とする電力線通信品質評価方法。
2. 電力線を介して信号を通信するネットワークの電力線通信システムにおいて、電力線に接続された複数のノードから成り、一方のノードからデータを送信し、その際前記データの何回目の送信かを示す情報を添付して送信し、前記電力線に接続された各ノードは、前記一方のノードからのデータを受信してその受信確認信号を送信する受信確認信号回路と送信回路を備え、この受信確認信号回路は、前記受信確認信号を送信する際に前記送信回数と前記送信されたデータ量を示す情報を合わせて送信し、前記電力線通信を行う各ノードでは、前記受信確認信号の前記送信回数とデータ量を受信して前記データ量を前記送信回数で割った値を基にして、その電力線通信の通信品質を評価する通信品質評価回路を備えたことを特徴とする電力線通信電力線通信システム。
   
   

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