通信システム、端末
【課題】通信の範囲外の通信信号の受信を抑制しながらも、環境の変化に適応して端末の受信感度を動的に調節することを可能にする。
【解決手段】ネットワーク２０は、通信信号を伝送する複数台の端末１０（親局１１および子局１２）を備える。端末１０は、通信の範囲外である通信信号を検出する判断部１０３と、判断部１０３が通信の範囲外であるネットワークの通信信号を検出したときに通信の範囲外であるネットワークの通信信号を受信しないように受信感度を低減させる感度調節部１０４とを備える。
【解決手段】ネットワーク２０は、通信信号を伝送する複数台の端末１０（親局１１および子局１２）を備える。端末１０は、通信の範囲外である通信信号を検出する判断部１０３と、判断部１０３が通信の範囲外であるネットワークの通信信号を検出したときに通信の範囲外であるネットワークの通信信号を受信しないように受信感度を低減させる感度調節部１０４とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信の範囲外の端末との通信を抑制する通信システム、およびこの通信システムに用いる端末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、通信用のネットワークは通信信号を伝送する複数台の端末を含み、各端末は通信が可能な範囲が定められている。したがって、各端末は、他のネットワークに含まれる端末など通信の範囲外である端末との間で通信信号が伝送されるなどの干渉が生じないように、干渉を防止する構成を備える必要がある。
【０００３】
干渉を防止する構成としては、通信信号に用いるキャリアの周波数を異ならせる技術、端末が通信に用いる識別情報により通信の範囲を制限する技術、通信信号が到達する範囲を狭めるように通信信号の出力レベルを低減させる技術などが知られている。
【０００４】
しかしながら、これらの技術を採用しても干渉を十分に抑制することができない。すなわち、ネットワークにおいて使用可能なキャリアの周波数帯域は制限されていることが多いから、選択可能な周波数の種類が少なく、キャリアの周波数を異ならせる技術では、干渉の発生を十分に抑制することはできない。また、端末が多数台になると、端末ごとに異なる識別情報を設定するための作業量が多くなる上に、異なる端末に誤って同じ識別情報を設定する可能性が高くなる。
【０００５】
端末から出力する通信信号の出力レベルを低減する技術は、受信側の端末の近傍においてノイズのレベルが高い場合には、通信信号の信号レベルとノイズのレベルとの差が小さくなるから、ＳＮ比の確保が困難になる場合がある。
【０００６】
干渉を防止する技術には、通信信号の受信範囲を狭めるように受信感度を低減させる技術も知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１には、端末として制御局と複数の従属局とを備えたネットワークが記載され、制御局が従属局に対して受信感度の変更を指示する構成が採用されている。
【０００７】
すなわち、制御局は、従属局に対して従属局が受信した通信信号に関する情報を通知させ、従属局から受け取った情報に基づいて他のネットワークの通信装置が送信した信号を受信しているか否かを判断する機能を有する。また、制御局は、従属局が他のネットワークの通信装置が送信した信号を受信している場合に、従属局に対して受信感度の変更を指示する機能も備える。さらに、特許文献１には、従属局が他のネットワークの通信装置が送信した信号を受信していることが制御局に通知されると、制御局が従属局に対して受信感度を１段階引き下げる旨の記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−４９５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載された技術を採用すると、従属局が受信した信号に基づいて制御局が従属局の受信感度を調節するから、従属局が通信信号を受信する範囲が制限され、他のネットワークの通信信号が送信した信号による干渉が低減される。すなわち、ネットワークが設けられた環境条件に応じて従属局の受信感度が自動的に調節され、しかも、受信感度を調節するだけであるから、通信信号の信号レベルに影響がなく、受信側の端末の近傍において通信信号の信号レベルとノイズのレベルとの差を維持することが可能である。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、ネットワークが起動された時点において受信感度の調節を一度だけ行う構成であるから、ネットワークの周囲環境が動的に変化する場合には、従属局の受信感度を適正に設定することができない。たとえば、従属局が受信感度の調節を行う際に他のネットワークからの信号を受信しておらず、受信感度の設定後に環境が変化した場合には、変化後の環境に対応するように受信感度を調節することができないという問題を有している。
【００１１】
本発明は、通信の範囲外の通信信号の受信を抑制しながらも、環境の変化に適応して端末の受信感度を動的に調節することを可能にした通信システムを提供することを目的とし、さらにこの通信システムに用いる端末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】
【００１２】
本発明に係る通信システムは、上記目的を達成するために、通信信号を伝送する複数台の端末によりネットワークが構築され、ネットワークに含まれる少なくとも１台の端末は、通信の範囲外である通信信号を検出する判断部を備え、ネットワークに含まれる端末は、判断部が通信の範囲外であるネットワークの通信信号を検出したときに通信の範囲外であるネットワークの通信信号を受信しないように受信感度を低減させる感度調節部を備えることを特徴とする。
【００１３】
この通信システムにおいて、ネットワークが複数設けられ、端末はネットワークの範囲内を通信の範囲とすることが好ましい。
【００１４】
この通信システムにおいて、判断部および感度調節部は、端末ごとに設けられていることが好ましい。
【００１５】
この通信システムにおいて、判断部は、送信元である端末の識別情報が同一かつ信号レベルが異なる複数の通信信号を受信したときに、通信の範囲外である通信信号を検出したと判断することが好ましい。
【００１６】
この通信システムにおいて、判断部は、複数個の通信信号の信号レベルの分布を求め、信号レベルの分布に複数のピークが生じているときに、通信の範囲外である通信信号を検出したと判断することが好ましい。
【００１７】
この通信システムにおいて、判断部は、一定の計測期間におけるトラフィック量を計測し、トラフィック量が規定の境界値を超えるときに、通信の範囲外である通信信号を検出したと判断することが好ましい。
【００１８】
この通信システムにおいて、ネットワークは識別情報の重複が許容され、判断部は、ネットワークの識別情報および端末の識別情報が重複する通信信号を受信したときに、通信の範囲外である通信信号を検出したと判断することが好ましい。
【００１９】
この通信システムにおいて、感度調節部は、通信の範囲内である端末が送信元であるときに当該端末からの通信信号を直接受信するように受信感度を調節することが好ましい。
【００２０】
この通信システムにおいて、ネットワークは、通信の範囲内においてマルチホップ通信が可能であって、感度調節部は、マルチホップ通信において隣接する端末からの通信信号が受信可能であり、かつ隣接していない端末からの通信信号が受信不能になるように受信感度を調節することが好ましい。
【００２１】
この通信システムにおいて、判断部は、通信の範囲外である通信信号の信号レベルを用いて感度調節部に指示する受信感度を決定することが好ましい。
【００２２】
この通信システムにおいて、ネットワークに含まれる１台の端末は判断部を備える親局であり、ネットワークに含まれる残りの端末は判断部を備えていない子局であって、判断部は、通信の範囲外である通信信号を検出すると、決定した受信感度を親局から子局に通知し、子局に感度調節部の感度を調節させることが好ましい。
【００２３】
この通信システムにおいて、感度調節部は、受信感度を複数段階から選択する機能と、受信感度を低減させた時点から規定の一定時間が経過した後に受信感度を１段階だけ上昇させる機能とを備えたことが好ましい。
【００２４】
この通信システムにおいて、感度調節部は、受信感度を初期値に対して低減させる機能と、定められた時間間隔ごとに規定した一定時間だけ受信感度を初期値に戻す機能と、受信感度が初期値に戻されている期間に判断部に通信の範囲外である通信信号の有無を検出させる機能とを備えることが好ましい。
【００２５】
本発明に係る端末は、通信信号を伝送しネットワークを構築する端末であって、通信の範囲外である通信信号を検出する判断部と、判断部が通信の範囲外であるネットワークの通信信号を検出したときに通信の範囲外であるネットワークの通信信号を受信しないように受信感度を低減させる感度調節部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の構成によれば、判断部が通信の範囲外である通信信号を検出すると、通信の範囲外であるネットワークの通信信号を受信しないように受信感度を低減させるので、通信の範囲内である端末からの通信信号のみを受信することになり、通信信号の干渉を回避することができるという利点がある。しかも、通信の範囲外の通信信号の受信を抑制しながらも、環境の変化に適応して端末の受信感度を動的に調節することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）は実施形態を示す概略構成図、（ｂ）は同上に用いる端末を示すブロック図である。
【図２】実施形態１を示す動作説明図である。
【図３】同上の動作説明図である。
【図４】実施形態４の原理説明図である。
【図５】実施形態５の原理説明図である。
【図６】実施形態６の原理説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下では、図１（ａ）に示すように、親局１１と複数台の子局１２とが有線の通信路を通して通信を行うネットワーク２０が構築されている場合について説明する。ここに、以下に説明するネットワーク２０では、親局１１が各子局１２と通信し、子局１２の間では通信は行わない。ただし、子局１２が他の子局１２から親局１１への通信信号を中継するマルチホップ通信は可能であってもよい。このように、親局１１と子局１２とはネットワーク２０における端末１０を構成する。また、親局１１は必須ではなく、以下に説明する実施形態において、とくに断りがなければ、ネットワーク２０が子局１２のみによって構成された分散型であってもよい。
【００２９】
通信路は高圧配電線２１に接続された変圧器２２の二次側に接続されている低圧配電線２３が用いられ、親局１１と子局１２との間は、電力線搬送通信の技術を用いて通信が行われる。ただし、通信路は無線であってもよい。
【００３０】
一般に、高圧配電線２１には複数個の変圧器２２が接続され、変圧器２２の二次側に接続される低圧配電線２３も複数の系統が設けられる。ここに、ネットワーク２０は、原則として変圧器２２ごとに独立して設けられ、異なるネットワーク２０の間では、電力線搬送通信による通信を禁止している。
【００３１】
各端末１０は、ネットワーク２０の範囲内で識別される識別情報（親局ＩＤと子局ＩＤ）を有している。１つのネットワーク２０に接続可能な端末１０の台数は制限されている。また、ネットワーク２０にも識別情報が付与される。ただし、以下に説明する実施形態では、ネットワーク２０の間で通信することはなく、ネットワーク２０は原則として独立して動作している。したがって、ネットワーク２０の識別情報は、複数のネットワーク２０の端末１０を一括して扱うために設けられているだけであり、ネットワーク２０は実質的には個別に区別されない。そのため、同じ識別情報を有する複数のネットワーク２０が高圧配電線２１を共用している場合がある。
【００３２】
したがって、１系統の高圧配電線２１から分岐された複数系統の低圧配電線２３を通信路に用いてネットワーク２０が構築されている場合には、ネットワーク２０の中で通信に用いている通信信号が、高圧配電線２１を通して他のネットワーク２０に漏洩する可能性がある。すなわち、異なるネットワーク２０の間でクロストークを生じる可能性がある。
【００３３】
異なるネットワーク２０の間でクロストークが生じ、いずれかのネットワーク２０において親局１１と子局１２との間で伝送されていた情報が他のネットワーク２０で用いられると、漏洩した情報によって誤動作や障害を生じる場合がある。
【００３４】
クロストークによる誤動作や障害を防止するには、親局１１と子局１２との間で伝送される通信信号のエネルギーを低減することが考えられる。すなわち、親局１１あるいは子局１２が出力する通信信号の信号レベルを引き下げることにより、他のネットワーク２０に漏洩する通信信号の信号レベルを低減させるのである。通信信号の信号レベルを低減させれば、他のネットワーク２０における端末１０（親局１１あるいは子局１２）によって通信信号が受信される可能性が低減され、クロストークによる誤動作を障害を抑制することが可能になる。
【００３５】
しかしながら、通信信号の信号レベルを低減させると、ネットワーク２０の通信路に存在するノイズのレベル（エネルギー）と、通信信号の信号レベルのレベル（エネルギー）との差も低減されるから、ＳＮ比が低下することになる。すなわち、ＳＮ比の低下によって、端末１０（親局１１と子局１２）の環境によっては、通信信号がノイズと識別できなくなる可能性が生じる。以下に説明する実施形態では、ノイズのレベルに対して信号レベルが十分に大きい通信信号を送信しながらも、他のネットワーク２０の通信信号を受信することによる誤動作や障害の発生が抑制される技術について説明する。
【００３６】
（実施形態１）
以下に説明する実施形態は、基本的には、通信信号の信号レベルを低減させるのではなく、端末１０における受信感度を低減させることにより、異なるネットワーク２０の間のクロストークによる誤動作や障害の発生を抑制する技術を採用している。
【００３７】
いま、端末１０（親局１１と子局１２）が出力する通信信号の信号レベルＬｓと、端末１０が受信する通信信号の信号レベルＬｒと、クロストークによる漏洩信号の信号レベルＬｃと、端末１０の受信限界Ｌｍとが、図２（ａ）に示す関係である場合を想定する。受信限界Ｌｍは受信可能な最小の信号レベルを意味し、受信限界Ｌｍが低いほど受信感度が高いことになる。
【００３８】
ここで、図２（ｂ）のように、端末１０の受信感度を引き下げると受信限界Ｌｍが上昇し、結果的にクロストークによる漏洩信号の信号レベルＬｃよりも受信限界Ｌｍを高くすることができる。受信限界Ｌｍと信号レベルＬｃとの大小が図２（ｂ）に示す関係であると、端末１０は、クロストークによる漏洩信号を受信することがなく、結果的にクロストークによる誤動作や障害を防止することになる。しかも、通信信号の信号レベルＬｓと漏洩信号の信号レベルＬｃとには変化がないからＳＮ比の低下が生じない。つまり、クロストークによる誤動作や障害の発生が防止され、かつ通信信号とノイズとの分離性が維持される。
【００３９】
ところで、基本的には、同じ識別情報が設定された端末１０の間で通信信号が伝送されなければよいから、原則として、受信限界Ｌｍは、同じ識別情報が設定された端末１０の間で互いに通信信号が受信できなくなるように設定されていればよい。
【００４０】
いま、端末１０が通信可能な他の端末１０を探索し、かつ通信可能な他の端末１０の識別情報を記憶する機能を有しているものとする。通信可能な他の端末１０を探索するには、送信元の端末１０の識別情報を含む通信信号（たとえば、ハローパケット）をネットワーク２０に適宜の時間間隔で送信する機能を各端末１０に設け、この通信信号の受信の可否を判断すればよい。また、他の端末１０が伝送している通信信号を傍受することによって、ハローパケットのような通信信号を用いることなく通信信号の受信の可否を判断してもよい。各端末１０は、他の端末１０が送信した通信信号を受信できたときには、その通信信号に含まれる識別情報を記憶することによって、通信可能な端末１０の識別情報を記憶する。
【００４１】
端末１０が上述した機能を備えている場合、異なるネットワーク２０の間でクロストークが生じていると、いずれかの端末１０では、ネットワーク２０の識別情報と端末１０の識別情報との組み合わせが等しい情報を受信する可能性がある。各端末１０は、通常、記憶している他の端末１０の識別情報の内容に変化がなければ記憶内容を維持するから、クロストークが生じていたとしても記憶内容に変化は生じないと考えられる。ただし、ネットワーク２０の中の通信信号と他のネットワーク２０からの通信信号とでは、一般に、受信レベルが大幅に異なるから、受信レベルを監視することによりクロストークが生じているか否かを識別することが可能である。
【００４２】
たとえば、ネットワーク２０を構築する親局１１が複数台の子局１２（子局（１）（２）（３））に個別に要求を行い、その要求に対して各子局１２が順に応答するとすれば、図３（ａ）のように、ネットワーク２０において各子局１２（子局（１）（２）（３））からの応答が１回ずつ得られる。このとき、親局１１が各子局１２からの応答を受信する通信信号の信号レベルは、ネットワーク２０の中の通信であるから、大幅な相違は生じない。
【００４３】
これに対して、異なるネットワーク２０の間でクロストークが生じているとすると、親局１１の要求に対して異なるネットワーク２０に設けられた子局１２からの応答が生じることがある。この場合、たとえば、図３（ｂ）に示すように、同じ識別情報を有する子局１１から複数回の応答（２回目の応答を網掛けで示している）が得られることになる。ただし、異なるネットワーク２０からの応答であるから、時間差が生じるとともに、受信される通信信号の信号レベルに比較的大きい相違が生じる。この点に着目し、受信した通信信号が同じ識別情報を有し、かつ信号レベルに規定値以上の差が生じている場合に、クロストークが生じていると判断する機能を端末１０に設けることが好ましい。
【００４４】
上述の技術によってクロストークを検出する場合、異なるネットワーク２０に属する端末１０が同じ識別情報を有していてもクロストークの発生を検出することができる。つまり、端末１０の識別情報は、ネットワーク２０の範囲内で識別可能であればよく、すべてのネットワーク２０を包含する範囲において識別可能にする必要がない。
【００４５】
クロストークを検出する機能を端末１０に設ける場合は、クロストークが生じていると判断したときに、最終的に１台の端末１０のみが受信できるようになるまで、受信限界Ｌｍを引き下げるように受信感度を調節する機能を備えていることが好ましい。たとえば、２台の端末１０の間でクロストークが生じている場合には、互いに他方の端末１０が出力した通信信号を受信することができなくなるまで受信信号を引き下げるのである。端末１０がこの機能を備えていれば、他のネットワーク２０の端末１０からの通信信号を受信しなくなり、結果的に、他のネットワーク２０から漏洩した通信信号によって端末１０が誤動作したり障害を生じたりすることが防止される。
【００４６】
ところで、図１（ｂ）に示すように、端末１０（親局１１および子局１２）は、マイコンからなる端末処理部１０１と、通信信号を受信する受信回路１０２とを備える。また、端末１０は、受信回路１０２が受信した通信信号からクロストークの発生を判断する判断部１０３と、クロストークが生じていると判断部１０３が判断したときに受信感度を調節する感度調節部１０４とを備える。判断部１０３および感度調節部１０４は、端末処理部１０１の機能としてマイコンでプログラムを実行することにより実現されるか、あるいは、端末処理部１０１とは独立した回路としてハードウェアにより実現される。
【００４７】
判断部１０３がクロストークの有無を判断する技術は、子局１２からの応答回数のほか、以下の実施形態において説明する種々の技術を採用することが可能である。また、感度調節部１０４は、複数回の処理で受信感度を徐々に段階的に調節する構成と、１回の処理で所望の受信感度に調節する構成とのいずれかを採用する。後者の構成を採用する場合、判断部１０３は、クロストークの発生の有無を判断するだけではなく、受信した通信信号から得られる情報に基づいて、受信感度を引き下げる割合を決定する機能も備える。
【００４８】
上述したように、端末１０が送出する通信信号の信号レベルを変更せずに、端末１０の受信感度の調節により端末１０が通信する範囲を制限しているので、通信信号の信号レベルとノイズのレベルとは変化せずＳＮ比が維持される。すなわち、ＳＮ比を維持しながらも通信信号の混信が抑制される。
【００４９】
ネットワーク２０の間のクロストークは定常的に発生している場合があるが、通信信号の信号レベルは環境条件によって変化するから、多くの場合、クロストークが発生するか否かは時間の経過とともに変化する。したがって、上述したように他のネットワーク２０からの通信信号が検出されることによって端末１０の受信感度を低下させた場合であっても、その後には、受信感度を上昇させても他のネットワーク２０からの通信信号は受信されなくなることがある。
【００５０】
一方、端末１０の受信感度を引き下げると、受信時のダイナミックレンジが低下するから、通信信号を受信できる確率が低減することになる。すなわち、受信感度を引き下げると、通信の失敗が生じやすくなる可能性がある。
【００５１】
このことから、端末１０は、クロストークの発生が検出されたときに受信感度を引き下げる機能を有しているだけではなく、クロストークの発生が検出されなくなれば、受信感度を引き上げる機能を有していることが望ましい。受信感度を上昇させる際には、受信感度を段階的に変化させる制御と、受信感度を元の状態に戻す制御とがある。
【００５２】
受信感度を段階的に上昇させる場合には、端末１０は、受信感度を複数段階から選択する機能と、受信感度を低減させた時点から規定の一定時間が経過した後に受信感度を１段階だけ上昇させる機能とを備えていればよい。ここで、端末１０は受信感度を上昇させるたびに、クロストークが発生しているか否かを判断し、クロストークが生じていれば受信感度を引き下げればよい。このような動作によって、通信信号の信号レベルが時間の経過に伴って変動してもクロストークによる誤動作や障害の発生が抑制され、かつ通信が失敗する可能性が低減される。
【００５３】
一方、受信感度を元の状態に戻す場合には、端末１０は、受信感度を適宜の時間間隔で規定した一定時間だけ受信感度を元の状態に戻す機能と、受信感度が元の状態に戻されている期間にクロストークの発生の有無を検出する機能とを備えていればよい。端末１０が受信感度を元の状態に戻す時間間隔は、一定の時間間隔のほか、不規則な時間間隔でもよい。すなわち、受信感度を元の状態に戻している期間に、クロストークの発生の有無を判断し、必要に応じて受信感度を低減させている。この動作を採用すれば、環境条件に応じて受信感度を更新することになり、クロストークによる誤動作や障害の発生を抑制し、かつ通信の失敗を低減させることになる。
【００５４】
（実施形態２）
実施形態１の構成では、異なるネットワーク２０の間で生じるクロストークにのみ着目し、異なるネットワーク２０において同じ識別情報が設定された端末１０の間で、互いに通信信号が受信できなくなるように受信感度を調節している。一方、本実施形態は、各ネットワーク２０が変圧器２２を介して高圧配電線２１に接続され、ネットワーク２０の内部で伝送される通信信号の信号レベルと、異なるネットワーク２０の間で伝送される通信信号の信号レベルとの差が十分に大きい点に着目する。すなわち、感度調節部１０４（図１（ｂ）参照）において端末１０の受信感度を、ネットワーク２０の範囲内において着目する端末１０から最遠方に存在する端末１０との間で通信信号の伝送が可能になる最低限に設定するのである。
【００５５】
実施形態１では、異なるネットワーク２０に設けられた端末１０の間でクロストークが生じない範囲の上限付近に各端末１０の受信感度を設定しているが、本実施形態のように設定すれば、受信感度をさらに引き下げられる可能性がある。したがって、異なるネットワーク２０の間でクロストークが生じる可能性を実施形態１の構成よりもさらに低減させることになる。他の構成および動作は実施形態１と同様であるから説明を省略する。
【００５６】
（実施形態３）
実施形態２は、ネットワーク２０を構成する端末１０間において通信が直接行われる場合を想定しているが、本実施形態は、端末１０が他の端末１０の通信信号を中継する機能を備えていることを前提にしている。たとえば、親局１１が子局１２との間で通信を行う場合に、他の子局１２が通信信号の中継を行うのである。このように端末１０間においてマルチホップ通信が許容されている場合は、隣接する端末１０の間で通信を行うことができれば、ネットワーク２０における任意の端末１０との間で通信が可能になる。
【００５７】
したがって、ネットワーク２０において直近の１台の端末１０から送出された通信信号のみが受信可能である感度を最小の受信感度とすることが可能である。この場合、通信の信頼性を高めるとともに、トラフィックの増加を抑制するために、各端末１０の受信感度は、２台以上の端末１０から送出された通信信号が受信可能となる感度であってもよい。ただし、各端末１０の受信感度は、ネットワーク２０においてすべての端末１０から送出された通信信号が受信可能になる感度よりは小さく設定される。
【００５８】
上述した構成では、近隣の端末１０が送出した通信信号のみを受信できればよいから、端末１０の受信感度を非常に小さくすることが可能であって、そのため、不要な通信信号を受信する可能性が大幅に低減される。すなわち、異なるネットワーク２０の間でクロストークが生じる可能性を実施形態２の構成よりもさらに低減させることになる。他の構成および動作は実施形態１と同様であるから説明を省略する。
【００５９】
（実施形態４）
実施形態１では、ほぼ連続して受信される通信信号の信号レベルによって異なるネットワーク２０の間のクロストークが検出されているから、通信路の環境によっては遅延して入力された通信信号をクロストークと誤認する可能性がある。これに対して、本実施形態は、通信信号を複数回受信したときの信号レベルの分布を用いて、クロストークが生じているか否かを判断している。一般に、通信路の環境は時間とともに変化するから、同じ端末１０からの通信信号を受信したとしても時間経過に伴って信号レベルは変化する。また、通信路において通信信号に反射が生じたり、通信路に形成されたループ回路を通して通信信号が伝送される可能性がある。したがって、クロストークが生じていない場合でも、信号レベルの異なる通信信号を２回以上受信してしまう場合がある。
【００６０】
本実施形態では、受信した通信信号の信号レベルと頻度とを蓄積することにより、図４に示すように、通信信号の信号レベルに関する分布を求めている。クロストークが生じているときには、通信信号の信号レベルの分布に複数個（図示例は２個）のピークが生じるから、ピークの個数によってクロストークの有無を判断することができる。すなわち、受信レベルを統計的に処理することにより、通信路の環境が時間経過に伴って変化することによる信号レベルの変化と、クロストークによる信号レベルの変化とを切り分けることが可能になる。
【００６１】
本実施形態においてもクロストークが検出されると、クロストークが検出されなくなるまで受信感度を低減させる。他の構成および動作は実施形態１と同様であるから説明を省略する。
【００６２】
（実施形態５）
本実施形態は、ネットワーク２０における端末１０が一定周期で通信信号を送信している場合であって、通信信号を受信するタイミングが既知である場合に適用される。
【００６３】
たとえば、親局１１が一定周期で子局１２のポーリングを行う場合、図５（ａ）のように、同じ子局１２からの応答による通信信号（白抜きで表している）を受信する周期Ｔ１も一定周期になることが予想される。これに対して、図５（ｂ）のように、予想される周期Ｔ１とは異なるタイミングで通信信号（網掛けで表している）を受信した場合、クロストークが生じているとみなして親局１１の受信感度を低減させるのである。ここでは、親局１１を端末１０の例に挙げているが、端末１０が子局１２である場合でも一定周期で受信信号を受け取ることが予想されている場合に、異なるタイミングで通信信号を受信した場合に感度を低減させることになる。他の構成および動作は実施形態１と同様であるから説明を省略する。
【００６４】
（実施形態６）
実施形態５の構成は、一定周期で通信信号が伝送されるネットワーク２０を前提にしているが、通信信号が不規則な時間間隔で伝送されるネットワーク２０もある。本実施形態では、比較的長い一定の計測期間を設定し、計測期間に生じた通信信号のトラフィック量によりクロストークの発生の有無が判断される。すなわち、通信信号が一定周期で伝送されていなくとも、通信信号が不規則な時間間隔で伝送される場合には、適宜の計測期間を規定しておくと、計測期間において特定の端末１０に伝送される通信信号のトラフィック量は、ほぼ一定量になることがわかっている。
【００６５】
一定の計測期間において受信される通信信号のトラフィック量は、クロストークが生じていない場合に比較して、クロストークが生じている場合には有意の差で増加する。たとえば、図６のように比較的長い計測期間Ｔ２を設定しておけば、クロストークが生じていない場合のトラフィック量が図６（ａ）のように「１０」であるとき、クロストークが生じている場合のトラフィック量は図６（ｂ）のように、「１９」などになる。このことを利用すれば、計測期間Ｔ２におけるトラフィック量が規定の境界値を超えたときにクロストークが発生していると判断することができる。
【００６６】
クロストークの発生を判断するトラフィック量の境界値は、計測期間Ｔ２の長さにもよるが、クロストークが発生していない期間のトラフィック量をＮとするときに、２Ｎなどに設定しておけばよい。他の構成および動作は実施形態１と同様であるから説明を省略する。
【００６７】
（実施形態７）
本実施形態は、ネットワーク２０ごとに親局１２を設けている場合に適用する技術であって、ネットワーク２０の中で変圧器２２にもっとも近い端末１０は親局１１になる。すなわち、ネットワーク２０の間で静電結合や誘導結合がなければ、異なるネットワーク２０の間で距離がもっとも近い端末１０は親局１１になる。このことから、異なるネットワーク２０の間でクロストークが発生しているか否かは、親局１１によって判断することが可能である。
【００６８】
そこで、親局１１に通信信号を受信した端末１０に関するアクセステーブルを設けておき、アクセステーブルに記憶された情報に基づいて受信感度を決定してもよい。すなわち、アクセステーブルに、他のネットワーク２０の端末１０が記憶されている場合、あるいは同じ識別情報を備える端末１０が重複して記憶されている場合に、親局１１はクロストークが生じていると判断して受信感度を調節するのである。さらに、受信感度を調節した親局１１は、ネットワーク２０の中の子局１２に対して、親局１１の設定に従って受信感度を低減するように指示を与える。
【００６９】
親局１１に上述の機能を持たせると、判断部１０３（図１（ｂ）参照）は親局１１にのみ設けていればよく、子局１２には不要になる。すなわち、子局１２には感度調節部１０４（図１（ｂ）参照）があればよく、判断部１０３を設ける場合よりも子局１２の構成が簡単になる。とくに、マイコンでプログラムを実行することにより判断部１０３および感度調節部１０４を実現する場合には、子局１２におけるマイコンの処理負荷が軽減されるという効果が得られる。他の構成および動作は実施形態１と同様であるから説明を省略する。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 端末
１１ 親局
１２ 子局
２３ 低圧配電線（通信路）
２０ ネットワーク
１０３ 判断部
１０４ 感度調節部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信の範囲外の端末との通信を抑制する通信システム、およびこの通信システムに用いる端末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、通信用のネットワークは通信信号を伝送する複数台の端末を含み、各端末は通信が可能な範囲が定められている。したがって、各端末は、他のネットワークに含まれる端末など通信の範囲外である端末との間で通信信号が伝送されるなどの干渉が生じないように、干渉を防止する構成を備える必要がある。
【０００３】
干渉を防止する構成としては、通信信号に用いるキャリアの周波数を異ならせる技術、端末が通信に用いる識別情報により通信の範囲を制限する技術、通信信号が到達する範囲を狭めるように通信信号の出力レベルを低減させる技術などが知られている。
【０００４】
しかしながら、これらの技術を採用しても干渉を十分に抑制することができない。すなわち、ネットワークにおいて使用可能なキャリアの周波数帯域は制限されていることが多いから、選択可能な周波数の種類が少なく、キャリアの周波数を異ならせる技術では、干渉の発生を十分に抑制することはできない。また、端末が多数台になると、端末ごとに異なる識別情報を設定するための作業量が多くなる上に、異なる端末に誤って同じ識別情報を設定する可能性が高くなる。
【０００５】
端末から出力する通信信号の出力レベルを低減する技術は、受信側の端末の近傍においてノイズのレベルが高い場合には、通信信号の信号レベルとノイズのレベルとの差が小さくなるから、ＳＮ比の確保が困難になる場合がある。
【０００６】
干渉を防止する技術には、通信信号の受信範囲を狭めるように受信感度を低減させる技術も知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１には、端末として制御局と複数の従属局とを備えたネットワークが記載され、制御局が従属局に対して受信感度の変更を指示する構成が採用されている。
【０００７】
すなわち、制御局は、従属局に対して従属局が受信した通信信号に関する情報を通知させ、従属局から受け取った情報に基づいて他のネットワークの通信装置が送信した信号を受信しているか否かを判断する機能を有する。また、制御局は、従属局が他のネットワークの通信装置が送信した信号を受信している場合に、従属局に対して受信感度の変更を指示する機能も備える。さらに、特許文献１には、従属局が他のネットワークの通信装置が送信した信号を受信していることが制御局に通知されると、制御局が従属局に対して受信感度を１段階引き下げる旨の記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−４９５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載された技術を採用すると、従属局が受信した信号に基づいて制御局が従属局の受信感度を調節するから、従属局が通信信号を受信する範囲が制限され、他のネットワークの通信信号が送信した信号による干渉が低減される。すなわち、ネットワークが設けられた環境条件に応じて従属局の受信感度が自動的に調節され、しかも、受信感度を調節するだけであるから、通信信号の信号レベルに影響がなく、受信側の端末の近傍において通信信号の信号レベルとノイズのレベルとの差を維持することが可能である。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、ネットワークが起動された時点において受信感度の調節を一度だけ行う構成であるから、ネットワークの周囲環境が動的に変化する場合には、従属局の受信感度を適正に設定することができない。たとえば、従属局が受信感度の調節を行う際に他のネットワークからの信号を受信しておらず、受信感度の設定後に環境が変化した場合には、変化後の環境に対応するように受信感度を調節することができないという問題を有している。
【００１１】
本発明は、通信の範囲外の通信信号の受信を抑制しながらも、環境の変化に適応して端末の受信感度を動的に調節することを可能にした通信システムを提供することを目的とし、さらにこの通信システムに用いる端末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】
【００１２】
本発明に係る通信システムは、上記目的を達成するために、通信信号を伝送する複数台の端末によりネットワークが構築され、ネットワークに含まれる少なくとも１台の端末は、通信の範囲外である通信信号を検出する判断部を備え、ネットワークに含まれる端末は、判断部が通信の範囲外であるネットワークの通信信号を検出したときに通信の範囲外であるネットワークの通信信号を受信しないように受信感度を低減させる感度調節部を備えることを特徴とする。
【００１３】
この通信システムにおいて、ネットワークが複数設けられ、端末はネットワークの範囲内を通信の範囲とすることが好ましい。
【００１４】
この通信システムにおいて、判断部および感度調節部は、端末ごとに設けられていることが好ましい。
【００１５】
この通信システムにおいて、判断部は、送信元である端末の識別情報が同一かつ信号レベルが異なる複数の通信信号を受信したときに、通信の範囲外である通信信号を検出したと判断することが好ましい。
【００１６】
この通信システムにおいて、判断部は、複数個の通信信号の信号レベルの分布を求め、信号レベルの分布に複数のピークが生じているときに、通信の範囲外である通信信号を検出したと判断することが好ましい。
【００１７】
この通信システムにおいて、判断部は、一定の計測期間におけるトラフィック量を計測し、トラフィック量が規定の境界値を超えるときに、通信の範囲外である通信信号を検出したと判断することが好ましい。
【００１８】
この通信システムにおいて、ネットワークは識別情報の重複が許容され、判断部は、ネットワークの識別情報および端末の識別情報が重複する通信信号を受信したときに、通信の範囲外である通信信号を検出したと判断することが好ましい。
【００１９】
この通信システムにおいて、感度調節部は、通信の範囲内である端末が送信元であるときに当該端末からの通信信号を直接受信するように受信感度を調節することが好ましい。
【００２０】
この通信システムにおいて、ネットワークは、通信の範囲内においてマルチホップ通信が可能であって、感度調節部は、マルチホップ通信において隣接する端末からの通信信号が受信可能であり、かつ隣接していない端末からの通信信号が受信不能になるように受信感度を調節することが好ましい。
【００２１】
この通信システムにおいて、判断部は、通信の範囲外である通信信号の信号レベルを用いて感度調節部に指示する受信感度を決定することが好ましい。
【００２２】
この通信システムにおいて、ネットワークに含まれる１台の端末は判断部を備える親局であり、ネットワークに含まれる残りの端末は判断部を備えていない子局であって、判断部は、通信の範囲外である通信信号を検出すると、決定した受信感度を親局から子局に通知し、子局に感度調節部の感度を調節させることが好ましい。
【００２３】
この通信システムにおいて、感度調節部は、受信感度を複数段階から選択する機能と、受信感度を低減させた時点から規定の一定時間が経過した後に受信感度を１段階だけ上昇させる機能とを備えたことが好ましい。
【００２４】
この通信システムにおいて、感度調節部は、受信感度を初期値に対して低減させる機能と、定められた時間間隔ごとに規定した一定時間だけ受信感度を初期値に戻す機能と、受信感度が初期値に戻されている期間に判断部に通信の範囲外である通信信号の有無を検出させる機能とを備えることが好ましい。
【００２５】
本発明に係る端末は、通信信号を伝送しネットワークを構築する端末であって、通信の範囲外である通信信号を検出する判断部と、判断部が通信の範囲外であるネットワークの通信信号を検出したときに通信の範囲外であるネットワークの通信信号を受信しないように受信感度を低減させる感度調節部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の構成によれば、判断部が通信の範囲外である通信信号を検出すると、通信の範囲外であるネットワークの通信信号を受信しないように受信感度を低減させるので、通信の範囲内である端末からの通信信号のみを受信することになり、通信信号の干渉を回避することができるという利点がある。しかも、通信の範囲外の通信信号の受信を抑制しながらも、環境の変化に適応して端末の受信感度を動的に調節することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）は実施形態を示す概略構成図、（ｂ）は同上に用いる端末を示すブロック図である。
【図２】実施形態１を示す動作説明図である。
【図３】同上の動作説明図である。
【図４】実施形態４の原理説明図である。
【図５】実施形態５の原理説明図である。
【図６】実施形態６の原理説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下では、図１（ａ）に示すように、親局１１と複数台の子局１２とが有線の通信路を通して通信を行うネットワーク２０が構築されている場合について説明する。ここに、以下に説明するネットワーク２０では、親局１１が各子局１２と通信し、子局１２の間では通信は行わない。ただし、子局１２が他の子局１２から親局１１への通信信号を中継するマルチホップ通信は可能であってもよい。このように、親局１１と子局１２とはネットワーク２０における端末１０を構成する。また、親局１１は必須ではなく、以下に説明する実施形態において、とくに断りがなければ、ネットワーク２０が子局１２のみによって構成された分散型であってもよい。
【００２９】
通信路は高圧配電線２１に接続された変圧器２２の二次側に接続されている低圧配電線２３が用いられ、親局１１と子局１２との間は、電力線搬送通信の技術を用いて通信が行われる。ただし、通信路は無線であってもよい。
【００３０】
一般に、高圧配電線２１には複数個の変圧器２２が接続され、変圧器２２の二次側に接続される低圧配電線２３も複数の系統が設けられる。ここに、ネットワーク２０は、原則として変圧器２２ごとに独立して設けられ、異なるネットワーク２０の間では、電力線搬送通信による通信を禁止している。
【００３１】
各端末１０は、ネットワーク２０の範囲内で識別される識別情報（親局ＩＤと子局ＩＤ）を有している。１つのネットワーク２０に接続可能な端末１０の台数は制限されている。また、ネットワーク２０にも識別情報が付与される。ただし、以下に説明する実施形態では、ネットワーク２０の間で通信することはなく、ネットワーク２０は原則として独立して動作している。したがって、ネットワーク２０の識別情報は、複数のネットワーク２０の端末１０を一括して扱うために設けられているだけであり、ネットワーク２０は実質的には個別に区別されない。そのため、同じ識別情報を有する複数のネットワーク２０が高圧配電線２１を共用している場合がある。
【００３２】
したがって、１系統の高圧配電線２１から分岐された複数系統の低圧配電線２３を通信路に用いてネットワーク２０が構築されている場合には、ネットワーク２０の中で通信に用いている通信信号が、高圧配電線２１を通して他のネットワーク２０に漏洩する可能性がある。すなわち、異なるネットワーク２０の間でクロストークを生じる可能性がある。
【００３３】
異なるネットワーク２０の間でクロストークが生じ、いずれかのネットワーク２０において親局１１と子局１２との間で伝送されていた情報が他のネットワーク２０で用いられると、漏洩した情報によって誤動作や障害を生じる場合がある。
【００３４】
クロストークによる誤動作や障害を防止するには、親局１１と子局１２との間で伝送される通信信号のエネルギーを低減することが考えられる。すなわち、親局１１あるいは子局１２が出力する通信信号の信号レベルを引き下げることにより、他のネットワーク２０に漏洩する通信信号の信号レベルを低減させるのである。通信信号の信号レベルを低減させれば、他のネットワーク２０における端末１０（親局１１あるいは子局１２）によって通信信号が受信される可能性が低減され、クロストークによる誤動作を障害を抑制することが可能になる。
【００３５】
しかしながら、通信信号の信号レベルを低減させると、ネットワーク２０の通信路に存在するノイズのレベル（エネルギー）と、通信信号の信号レベルのレベル（エネルギー）との差も低減されるから、ＳＮ比が低下することになる。すなわち、ＳＮ比の低下によって、端末１０（親局１１と子局１２）の環境によっては、通信信号がノイズと識別できなくなる可能性が生じる。以下に説明する実施形態では、ノイズのレベルに対して信号レベルが十分に大きい通信信号を送信しながらも、他のネットワーク２０の通信信号を受信することによる誤動作や障害の発生が抑制される技術について説明する。
【００３６】
（実施形態１）
以下に説明する実施形態は、基本的には、通信信号の信号レベルを低減させるのではなく、端末１０における受信感度を低減させることにより、異なるネットワーク２０の間のクロストークによる誤動作や障害の発生を抑制する技術を採用している。
【００３７】
いま、端末１０（親局１１と子局１２）が出力する通信信号の信号レベルＬｓと、端末１０が受信する通信信号の信号レベルＬｒと、クロストークによる漏洩信号の信号レベルＬｃと、端末１０の受信限界Ｌｍとが、図２（ａ）に示す関係である場合を想定する。受信限界Ｌｍは受信可能な最小の信号レベルを意味し、受信限界Ｌｍが低いほど受信感度が高いことになる。
【００３８】
ここで、図２（ｂ）のように、端末１０の受信感度を引き下げると受信限界Ｌｍが上昇し、結果的にクロストークによる漏洩信号の信号レベルＬｃよりも受信限界Ｌｍを高くすることができる。受信限界Ｌｍと信号レベルＬｃとの大小が図２（ｂ）に示す関係であると、端末１０は、クロストークによる漏洩信号を受信することがなく、結果的にクロストークによる誤動作や障害を防止することになる。しかも、通信信号の信号レベルＬｓと漏洩信号の信号レベルＬｃとには変化がないからＳＮ比の低下が生じない。つまり、クロストークによる誤動作や障害の発生が防止され、かつ通信信号とノイズとの分離性が維持される。
【００３９】
ところで、基本的には、同じ識別情報が設定された端末１０の間で通信信号が伝送されなければよいから、原則として、受信限界Ｌｍは、同じ識別情報が設定された端末１０の間で互いに通信信号が受信できなくなるように設定されていればよい。
【００４０】
いま、端末１０が通信可能な他の端末１０を探索し、かつ通信可能な他の端末１０の識別情報を記憶する機能を有しているものとする。通信可能な他の端末１０を探索するには、送信元の端末１０の識別情報を含む通信信号（たとえば、ハローパケット）をネットワーク２０に適宜の時間間隔で送信する機能を各端末１０に設け、この通信信号の受信の可否を判断すればよい。また、他の端末１０が伝送している通信信号を傍受することによって、ハローパケットのような通信信号を用いることなく通信信号の受信の可否を判断してもよい。各端末１０は、他の端末１０が送信した通信信号を受信できたときには、その通信信号に含まれる識別情報を記憶することによって、通信可能な端末１０の識別情報を記憶する。
【００４１】
端末１０が上述した機能を備えている場合、異なるネットワーク２０の間でクロストークが生じていると、いずれかの端末１０では、ネットワーク２０の識別情報と端末１０の識別情報との組み合わせが等しい情報を受信する可能性がある。各端末１０は、通常、記憶している他の端末１０の識別情報の内容に変化がなければ記憶内容を維持するから、クロストークが生じていたとしても記憶内容に変化は生じないと考えられる。ただし、ネットワーク２０の中の通信信号と他のネットワーク２０からの通信信号とでは、一般に、受信レベルが大幅に異なるから、受信レベルを監視することによりクロストークが生じているか否かを識別することが可能である。
【００４２】
たとえば、ネットワーク２０を構築する親局１１が複数台の子局１２（子局（１）（２）（３））に個別に要求を行い、その要求に対して各子局１２が順に応答するとすれば、図３（ａ）のように、ネットワーク２０において各子局１２（子局（１）（２）（３））からの応答が１回ずつ得られる。このとき、親局１１が各子局１２からの応答を受信する通信信号の信号レベルは、ネットワーク２０の中の通信であるから、大幅な相違は生じない。
【００４３】
これに対して、異なるネットワーク２０の間でクロストークが生じているとすると、親局１１の要求に対して異なるネットワーク２０に設けられた子局１２からの応答が生じることがある。この場合、たとえば、図３（ｂ）に示すように、同じ識別情報を有する子局１１から複数回の応答（２回目の応答を網掛けで示している）が得られることになる。ただし、異なるネットワーク２０からの応答であるから、時間差が生じるとともに、受信される通信信号の信号レベルに比較的大きい相違が生じる。この点に着目し、受信した通信信号が同じ識別情報を有し、かつ信号レベルに規定値以上の差が生じている場合に、クロストークが生じていると判断する機能を端末１０に設けることが好ましい。
【００４４】
上述の技術によってクロストークを検出する場合、異なるネットワーク２０に属する端末１０が同じ識別情報を有していてもクロストークの発生を検出することができる。つまり、端末１０の識別情報は、ネットワーク２０の範囲内で識別可能であればよく、すべてのネットワーク２０を包含する範囲において識別可能にする必要がない。
【００４５】
クロストークを検出する機能を端末１０に設ける場合は、クロストークが生じていると判断したときに、最終的に１台の端末１０のみが受信できるようになるまで、受信限界Ｌｍを引き下げるように受信感度を調節する機能を備えていることが好ましい。たとえば、２台の端末１０の間でクロストークが生じている場合には、互いに他方の端末１０が出力した通信信号を受信することができなくなるまで受信信号を引き下げるのである。端末１０がこの機能を備えていれば、他のネットワーク２０の端末１０からの通信信号を受信しなくなり、結果的に、他のネットワーク２０から漏洩した通信信号によって端末１０が誤動作したり障害を生じたりすることが防止される。
【００４６】
ところで、図１（ｂ）に示すように、端末１０（親局１１および子局１２）は、マイコンからなる端末処理部１０１と、通信信号を受信する受信回路１０２とを備える。また、端末１０は、受信回路１０２が受信した通信信号からクロストークの発生を判断する判断部１０３と、クロストークが生じていると判断部１０３が判断したときに受信感度を調節する感度調節部１０４とを備える。判断部１０３および感度調節部１０４は、端末処理部１０１の機能としてマイコンでプログラムを実行することにより実現されるか、あるいは、端末処理部１０１とは独立した回路としてハードウェアにより実現される。
【００４７】
判断部１０３がクロストークの有無を判断する技術は、子局１２からの応答回数のほか、以下の実施形態において説明する種々の技術を採用することが可能である。また、感度調節部１０４は、複数回の処理で受信感度を徐々に段階的に調節する構成と、１回の処理で所望の受信感度に調節する構成とのいずれかを採用する。後者の構成を採用する場合、判断部１０３は、クロストークの発生の有無を判断するだけではなく、受信した通信信号から得られる情報に基づいて、受信感度を引き下げる割合を決定する機能も備える。
【００４８】
上述したように、端末１０が送出する通信信号の信号レベルを変更せずに、端末１０の受信感度の調節により端末１０が通信する範囲を制限しているので、通信信号の信号レベルとノイズのレベルとは変化せずＳＮ比が維持される。すなわち、ＳＮ比を維持しながらも通信信号の混信が抑制される。
【００４９】
ネットワーク２０の間のクロストークは定常的に発生している場合があるが、通信信号の信号レベルは環境条件によって変化するから、多くの場合、クロストークが発生するか否かは時間の経過とともに変化する。したがって、上述したように他のネットワーク２０からの通信信号が検出されることによって端末１０の受信感度を低下させた場合であっても、その後には、受信感度を上昇させても他のネットワーク２０からの通信信号は受信されなくなることがある。
【００５０】
一方、端末１０の受信感度を引き下げると、受信時のダイナミックレンジが低下するから、通信信号を受信できる確率が低減することになる。すなわち、受信感度を引き下げると、通信の失敗が生じやすくなる可能性がある。
【００５１】
このことから、端末１０は、クロストークの発生が検出されたときに受信感度を引き下げる機能を有しているだけではなく、クロストークの発生が検出されなくなれば、受信感度を引き上げる機能を有していることが望ましい。受信感度を上昇させる際には、受信感度を段階的に変化させる制御と、受信感度を元の状態に戻す制御とがある。
【００５２】
受信感度を段階的に上昇させる場合には、端末１０は、受信感度を複数段階から選択する機能と、受信感度を低減させた時点から規定の一定時間が経過した後に受信感度を１段階だけ上昇させる機能とを備えていればよい。ここで、端末１０は受信感度を上昇させるたびに、クロストークが発生しているか否かを判断し、クロストークが生じていれば受信感度を引き下げればよい。このような動作によって、通信信号の信号レベルが時間の経過に伴って変動してもクロストークによる誤動作や障害の発生が抑制され、かつ通信が失敗する可能性が低減される。
【００５３】
一方、受信感度を元の状態に戻す場合には、端末１０は、受信感度を適宜の時間間隔で規定した一定時間だけ受信感度を元の状態に戻す機能と、受信感度が元の状態に戻されている期間にクロストークの発生の有無を検出する機能とを備えていればよい。端末１０が受信感度を元の状態に戻す時間間隔は、一定の時間間隔のほか、不規則な時間間隔でもよい。すなわち、受信感度を元の状態に戻している期間に、クロストークの発生の有無を判断し、必要に応じて受信感度を低減させている。この動作を採用すれば、環境条件に応じて受信感度を更新することになり、クロストークによる誤動作や障害の発生を抑制し、かつ通信の失敗を低減させることになる。
【００５４】
（実施形態２）
実施形態１の構成では、異なるネットワーク２０の間で生じるクロストークにのみ着目し、異なるネットワーク２０において同じ識別情報が設定された端末１０の間で、互いに通信信号が受信できなくなるように受信感度を調節している。一方、本実施形態は、各ネットワーク２０が変圧器２２を介して高圧配電線２１に接続され、ネットワーク２０の内部で伝送される通信信号の信号レベルと、異なるネットワーク２０の間で伝送される通信信号の信号レベルとの差が十分に大きい点に着目する。すなわち、感度調節部１０４（図１（ｂ）参照）において端末１０の受信感度を、ネットワーク２０の範囲内において着目する端末１０から最遠方に存在する端末１０との間で通信信号の伝送が可能になる最低限に設定するのである。
【００５５】
実施形態１では、異なるネットワーク２０に設けられた端末１０の間でクロストークが生じない範囲の上限付近に各端末１０の受信感度を設定しているが、本実施形態のように設定すれば、受信感度をさらに引き下げられる可能性がある。したがって、異なるネットワーク２０の間でクロストークが生じる可能性を実施形態１の構成よりもさらに低減させることになる。他の構成および動作は実施形態１と同様であるから説明を省略する。
【００５６】
（実施形態３）
実施形態２は、ネットワーク２０を構成する端末１０間において通信が直接行われる場合を想定しているが、本実施形態は、端末１０が他の端末１０の通信信号を中継する機能を備えていることを前提にしている。たとえば、親局１１が子局１２との間で通信を行う場合に、他の子局１２が通信信号の中継を行うのである。このように端末１０間においてマルチホップ通信が許容されている場合は、隣接する端末１０の間で通信を行うことができれば、ネットワーク２０における任意の端末１０との間で通信が可能になる。
【００５７】
したがって、ネットワーク２０において直近の１台の端末１０から送出された通信信号のみが受信可能である感度を最小の受信感度とすることが可能である。この場合、通信の信頼性を高めるとともに、トラフィックの増加を抑制するために、各端末１０の受信感度は、２台以上の端末１０から送出された通信信号が受信可能となる感度であってもよい。ただし、各端末１０の受信感度は、ネットワーク２０においてすべての端末１０から送出された通信信号が受信可能になる感度よりは小さく設定される。
【００５８】
上述した構成では、近隣の端末１０が送出した通信信号のみを受信できればよいから、端末１０の受信感度を非常に小さくすることが可能であって、そのため、不要な通信信号を受信する可能性が大幅に低減される。すなわち、異なるネットワーク２０の間でクロストークが生じる可能性を実施形態２の構成よりもさらに低減させることになる。他の構成および動作は実施形態１と同様であるから説明を省略する。
【００５９】
（実施形態４）
実施形態１では、ほぼ連続して受信される通信信号の信号レベルによって異なるネットワーク２０の間のクロストークが検出されているから、通信路の環境によっては遅延して入力された通信信号をクロストークと誤認する可能性がある。これに対して、本実施形態は、通信信号を複数回受信したときの信号レベルの分布を用いて、クロストークが生じているか否かを判断している。一般に、通信路の環境は時間とともに変化するから、同じ端末１０からの通信信号を受信したとしても時間経過に伴って信号レベルは変化する。また、通信路において通信信号に反射が生じたり、通信路に形成されたループ回路を通して通信信号が伝送される可能性がある。したがって、クロストークが生じていない場合でも、信号レベルの異なる通信信号を２回以上受信してしまう場合がある。
【００６０】
本実施形態では、受信した通信信号の信号レベルと頻度とを蓄積することにより、図４に示すように、通信信号の信号レベルに関する分布を求めている。クロストークが生じているときには、通信信号の信号レベルの分布に複数個（図示例は２個）のピークが生じるから、ピークの個数によってクロストークの有無を判断することができる。すなわち、受信レベルを統計的に処理することにより、通信路の環境が時間経過に伴って変化することによる信号レベルの変化と、クロストークによる信号レベルの変化とを切り分けることが可能になる。
【００６１】
本実施形態においてもクロストークが検出されると、クロストークが検出されなくなるまで受信感度を低減させる。他の構成および動作は実施形態１と同様であるから説明を省略する。
【００６２】
（実施形態５）
本実施形態は、ネットワーク２０における端末１０が一定周期で通信信号を送信している場合であって、通信信号を受信するタイミングが既知である場合に適用される。
【００６３】
たとえば、親局１１が一定周期で子局１２のポーリングを行う場合、図５（ａ）のように、同じ子局１２からの応答による通信信号（白抜きで表している）を受信する周期Ｔ１も一定周期になることが予想される。これに対して、図５（ｂ）のように、予想される周期Ｔ１とは異なるタイミングで通信信号（網掛けで表している）を受信した場合、クロストークが生じているとみなして親局１１の受信感度を低減させるのである。ここでは、親局１１を端末１０の例に挙げているが、端末１０が子局１２である場合でも一定周期で受信信号を受け取ることが予想されている場合に、異なるタイミングで通信信号を受信した場合に感度を低減させることになる。他の構成および動作は実施形態１と同様であるから説明を省略する。
【００６４】
（実施形態６）
実施形態５の構成は、一定周期で通信信号が伝送されるネットワーク２０を前提にしているが、通信信号が不規則な時間間隔で伝送されるネットワーク２０もある。本実施形態では、比較的長い一定の計測期間を設定し、計測期間に生じた通信信号のトラフィック量によりクロストークの発生の有無が判断される。すなわち、通信信号が一定周期で伝送されていなくとも、通信信号が不規則な時間間隔で伝送される場合には、適宜の計測期間を規定しておくと、計測期間において特定の端末１０に伝送される通信信号のトラフィック量は、ほぼ一定量になることがわかっている。
【００６５】
一定の計測期間において受信される通信信号のトラフィック量は、クロストークが生じていない場合に比較して、クロストークが生じている場合には有意の差で増加する。たとえば、図６のように比較的長い計測期間Ｔ２を設定しておけば、クロストークが生じていない場合のトラフィック量が図６（ａ）のように「１０」であるとき、クロストークが生じている場合のトラフィック量は図６（ｂ）のように、「１９」などになる。このことを利用すれば、計測期間Ｔ２におけるトラフィック量が規定の境界値を超えたときにクロストークが発生していると判断することができる。
【００６６】
クロストークの発生を判断するトラフィック量の境界値は、計測期間Ｔ２の長さにもよるが、クロストークが発生していない期間のトラフィック量をＮとするときに、２Ｎなどに設定しておけばよい。他の構成および動作は実施形態１と同様であるから説明を省略する。
【００６７】
（実施形態７）
本実施形態は、ネットワーク２０ごとに親局１２を設けている場合に適用する技術であって、ネットワーク２０の中で変圧器２２にもっとも近い端末１０は親局１１になる。すなわち、ネットワーク２０の間で静電結合や誘導結合がなければ、異なるネットワーク２０の間で距離がもっとも近い端末１０は親局１１になる。このことから、異なるネットワーク２０の間でクロストークが発生しているか否かは、親局１１によって判断することが可能である。
【００６８】
そこで、親局１１に通信信号を受信した端末１０に関するアクセステーブルを設けておき、アクセステーブルに記憶された情報に基づいて受信感度を決定してもよい。すなわち、アクセステーブルに、他のネットワーク２０の端末１０が記憶されている場合、あるいは同じ識別情報を備える端末１０が重複して記憶されている場合に、親局１１はクロストークが生じていると判断して受信感度を調節するのである。さらに、受信感度を調節した親局１１は、ネットワーク２０の中の子局１２に対して、親局１１の設定に従って受信感度を低減するように指示を与える。
【００６９】
親局１１に上述の機能を持たせると、判断部１０３（図１（ｂ）参照）は親局１１にのみ設けていればよく、子局１２には不要になる。すなわち、子局１２には感度調節部１０４（図１（ｂ）参照）があればよく、判断部１０３を設ける場合よりも子局１２の構成が簡単になる。とくに、マイコンでプログラムを実行することにより判断部１０３および感度調節部１０４を実現する場合には、子局１２におけるマイコンの処理負荷が軽減されるという効果が得られる。他の構成および動作は実施形態１と同様であるから説明を省略する。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 端末
１１ 親局
１２ 子局
２３ 低圧配電線（通信路）
２０ ネットワーク
１０３ 判断部
１０４ 感度調節部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信信号を伝送する複数台の端末によりネットワークが構築され、前記ネットワークに含まれる少なくとも１台の前記端末は、通信の範囲外である通信信号を検出する判断部を備え、前記ネットワークに含まれる前記端末は、前記判断部が通信の範囲外である前記ネットワークの通信信号を検出したときに通信の範囲外である前記ネットワークの通信信号を受信しないように受信感度を低減させる感度調節部を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記ネットワークが複数設けられ、前記端末は前記ネットワークの範囲内を通信の範囲とすることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記判断部および前記感度調節部は、前記端末ごとに設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項４】
前記判断部は、送信元である前記端末の識別情報が同一かつ信号レベルが異なる複数の通信信号を受信したときに、通信の範囲外である通信信号を検出したと判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項５】
前記判断部は、複数個の通信信号の信号レベルの分布を求め、信号レベルの分布に複数のピークが生じているときに、通信の範囲外である通信信号を検出したと判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項６】
前記判断部は、一定の計測期間におけるトラフィック量を計測し、トラフィック量が規定の境界値を超えるときに、通信の範囲外である通信信号を検出したと判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項７】
前記ネットワークは識別情報の重複が許容され、前記判断部は、前記ネットワークの識別情報および前記端末の識別情報が重複する通信信号を受信したときに、通信の範囲外である通信信号を検出したと判断することを特徴とする請求項２記載の通信システム。
【請求項８】
前記感度調節部は、通信の範囲内である前記端末が送信元であるときに当該端末からの通信信号を直接受信するように受信感度を調節することを特徴とする請求項１〜７記載の通信システム。
【請求項９】
前記ネットワークは、通信の範囲内においてマルチホップ通信が可能であって、前記感度調節部は、マルチホップ通信において隣接する前記端末からの通信信号が受信可能であり、かつ隣接していない前記端末からの通信信号が受信不能になるように受信感度を調節することを特徴とする請求項１〜７記載の通信システム。
【請求項１０】
前記判断部は、通信の範囲外である通信信号の信号レベルを用いて前記感度調節部に指示する受信感度を決定することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１１】
前記ネットワークに含まれる１台の前記端末は前記判断部を備える親局であり、前記ネットワークに含まれる残りの前記端末は前記判断部を備えていない子局であって、前記判断部は、通信の範囲外である通信信号を検出すると、決定した受信感度を前記親局から前記子局に通知し、前記子局に前記感度調節部の感度を調節させることを特徴とする請求項１０記載の通信システム。
【請求項１２】
前記感度調節部は、受信感度を複数段階から選択する機能と、受信感度を低減させた時点から規定の一定時間が経過した後に受信感度を１段階だけ上昇させる機能とを備えたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１３】
前記感度調節部は、受信感度を初期値に対して低減させる機能と、定められた時間間隔ごとに規定した一定時間だけ受信感度を初期値に戻す機能と、受信感度が初期値に戻されている期間に前記判断部に通信の範囲外である通信信号の有無を検出させる機能とを備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１４】
通信信号を伝送しネットワークを構築する端末であって、通信の範囲外である通信信号を検出する判断部と、前記判断部が通信の範囲外である前記ネットワークの通信信号を検出したときに通信の範囲外である前記ネットワークの通信信号を受信しないように受信感度を低減させる感度調節部とを備えることを特徴とする端末。
【請求項１】
通信信号を伝送する複数台の端末によりネットワークが構築され、前記ネットワークに含まれる少なくとも１台の前記端末は、通信の範囲外である通信信号を検出する判断部を備え、前記ネットワークに含まれる前記端末は、前記判断部が通信の範囲外である前記ネットワークの通信信号を検出したときに通信の範囲外である前記ネットワークの通信信号を受信しないように受信感度を低減させる感度調節部を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記ネットワークが複数設けられ、前記端末は前記ネットワークの範囲内を通信の範囲とすることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記判断部および前記感度調節部は、前記端末ごとに設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項４】
前記判断部は、送信元である前記端末の識別情報が同一かつ信号レベルが異なる複数の通信信号を受信したときに、通信の範囲外である通信信号を検出したと判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項５】
前記判断部は、複数個の通信信号の信号レベルの分布を求め、信号レベルの分布に複数のピークが生じているときに、通信の範囲外である通信信号を検出したと判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項６】
前記判断部は、一定の計測期間におけるトラフィック量を計測し、トラフィック量が規定の境界値を超えるときに、通信の範囲外である通信信号を検出したと判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項７】
前記ネットワークは識別情報の重複が許容され、前記判断部は、前記ネットワークの識別情報および前記端末の識別情報が重複する通信信号を受信したときに、通信の範囲外である通信信号を検出したと判断することを特徴とする請求項２記載の通信システム。
【請求項８】
前記感度調節部は、通信の範囲内である前記端末が送信元であるときに当該端末からの通信信号を直接受信するように受信感度を調節することを特徴とする請求項１〜７記載の通信システム。
【請求項９】
前記ネットワークは、通信の範囲内においてマルチホップ通信が可能であって、前記感度調節部は、マルチホップ通信において隣接する前記端末からの通信信号が受信可能であり、かつ隣接していない前記端末からの通信信号が受信不能になるように受信感度を調節することを特徴とする請求項１〜７記載の通信システム。
【請求項１０】
前記判断部は、通信の範囲外である通信信号の信号レベルを用いて前記感度調節部に指示する受信感度を決定することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１１】
前記ネットワークに含まれる１台の前記端末は前記判断部を備える親局であり、前記ネットワークに含まれる残りの前記端末は前記判断部を備えていない子局であって、前記判断部は、通信の範囲外である通信信号を検出すると、決定した受信感度を前記親局から前記子局に通知し、前記子局に前記感度調節部の感度を調節させることを特徴とする請求項１０記載の通信システム。
【請求項１２】
前記感度調節部は、受信感度を複数段階から選択する機能と、受信感度を低減させた時点から規定の一定時間が経過した後に受信感度を１段階だけ上昇させる機能とを備えたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１３】
前記感度調節部は、受信感度を初期値に対して低減させる機能と、定められた時間間隔ごとに規定した一定時間だけ受信感度を初期値に戻す機能と、受信感度が初期値に戻されている期間に前記判断部に通信の範囲外である通信信号の有無を検出させる機能とを備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１４】
通信信号を伝送しネットワークを構築する端末であって、通信の範囲外である通信信号を検出する判断部と、前記判断部が通信の範囲外である前記ネットワークの通信信号を検出したときに通信の範囲外である前記ネットワークの通信信号を受信しないように受信感度を低減させる感度調節部とを備えることを特徴とする端末。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２４４５４０（Ｐ２０１２−２４４５４０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４８６９（Ｐ２０１１−１１４８６９）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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