通信システムおよび通信装置
【課題】太陽電池発電の出力抑制をより高い信頼性で制御可能とする。
【解決手段】実施形態の通信システムは、発電装置の発電出力を予め定められた電圧に変換する変換装置と、発電出力を制御するための制御情報を受信する通信装置とを備える。通信装置は、制御情報が第１の周波数で放送された信号を受信し、受信した信号の周波数を第１の周波数から第２の周波数に変換する。通信装置は、周波数が第２の周波数に変換された信号を発電出力に対して重畳して、変換装置に供給する。変換装置は、通信装置から供給された発電出力から、発電出力に重畳された第２の周波数に変換された信号を分離して、分離した信号から制御情報を抽出する。
【解決手段】実施形態の通信システムは、発電装置の発電出力を予め定められた電圧に変換する変換装置と、発電出力を制御するための制御情報を受信する通信装置とを備える。通信装置は、制御情報が第１の周波数で放送された信号を受信し、受信した信号の周波数を第１の周波数から第２の周波数に変換する。通信装置は、周波数が第２の周波数に変換された信号を発電出力に対して重畳して、変換装置に供給する。変換装置は、通信装置から供給された発電出力から、発電出力に重畳された第２の周波数に変換された信号を分離して、分離した信号から制御情報を抽出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、通信システムおよび通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各家庭などに設置された太陽電池パネルの出力を分配して、電力を効率的に利用するようにした太陽光発電システムが普及している。このような太陽光発電システムでは、太陽光発電による電力が需要電力を上回ることによる余剰電力の発生を抑制する必要がある。
【０００３】
太陽光発電システムにおける出力抑制方法として、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）によるカレンダ情報に基づく出力抑制機能と共に、双方向通信を活用した出力抑制が提案されている。すなわち、制御センタと各太陽電池パネルの制御装置との間で通信を行い、各太陽電池パネルの出力抑制を制御センタから制御する。
【０００４】
このときの通信方法として、例えば下記の４通りが提案されている。
（１）ＰＣＳに無線通信装置を搭載し、制御センタからこの無線通信装置に対して直接的に通信を行う。
（２）各太陽電池パネルに対して新たな通信装置を導入し、この通信装置を経由して制御センタとの通信を行う。
（３）使用電力を可視化する電力見える化システムや電力使用量の自動検針に適用されるスマートメータを用いた通信システムを経由して制御センタとの通信を行う。
（４）インターネットを経由して制御センタとの通信を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】資源エネルギー庁 電力・ガス事業部、「次世代送配電システム制度検討会第１ワーキンググループ第７回事務局資料」、ｏｎｌｉｎｅ、平成２２年１２月１７日、資源エネルギー庁 電力・ガス事業部、平成２３年４月１３日検索、インターネット（http://www.meti.go.jp/committee/summary/0004671/007＿03＿00.pdf）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した（１）のＰＣＳに搭載した無線通信装置を用いる方法では、無線通信の状態がＰＣＳの設置場所に大きく依存してしまう。そのため、無線通信の信頼性がＰＣＳの設置場所に依存し、それにより太陽電池パネルの出力制御の可否が決定されてしまうという問題点があった。
【０００７】
（２）の、新たな通信装置を導入する方法では、上述の（１）の方法と同様に、太陽電池パネルの出力制御の可否が通信装置の設置場所に依存してしまうおそれがある。また、この方法では、当該通信装置からＰＣＳまでの通信手段を別途、用意する必要があり、導入コストが嵩んでしまうという問題点があった。
【０００８】
（３）の、スマートメータを利用する方法では、ＰＣＳとスマートメータとを共に導入する必要があり、導入コストが嵩んでしまうという問題点があった。さらに、（４）の、インターネットを利用する方法では、太陽電池パネルの利用環境に必ずしもインターネット回線が用意されているとは限らず、導入コストが嵩んでしまうおそれがあるという問題点があった。
【０００９】
本発明の実施形態によれば、太陽電池発電の出力抑制をより高い信頼性で制御可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施の形態通信システムは、発電装置の発電出力を予め定められた電圧に変換する変換装置と、発電出力を制御するための制御情報を受信する通信装置とを備える。通信装置は、制御情報が第１の周波数で放送された信号を受信し、受信した信号の周波数を第１の周波数から第２の周波数に変換する。通信装置は、周波数が第２の周波数に変換された信号を発電出力に対して重畳して、変換装置に供給する。変換装置は、通信装置から供給された発電出力から、発電出力に重畳された第２の周波数に変換された信号を分離して、分離した信号から制御情報を抽出する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る通信システムの構成の概略図。
【図２】第１の実施形態に係る送信システムの通信装置のブロック図。
【図３】第１の実施形態に係る受信システムのブロック図。
【図４】第１の実施形態に係る通信装置のより詳細なブロック図。
【図５】第１の実施形態に係る変換装置のより詳細なブロック図。
【図６】通信装置の電源の取得方法を説明するためのブロック図。
【図７】第１の実施形態の各変形例に係る無線処理部のブロック図。
【図８】第１の実施形態の各変形例に係るアナログ処理部のブロック図。
【図９】標準電波における通常時のタイムコードの１情報周期分を示す略線図。
【図１０】第２の実施形態の変形例に係る出力抑制通知フォーマットの略線図。
【図１１】第３の実施形態に係る通信システムの概略図。
【図１２】報知情報を説明するための略線図。
【図１３】第４の実施形態に適用可能な送信システム側の通信装置のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る通信システムの一例の構成を概略的に示す。通信システムは、送信システム１と受信システム２とを含む。通信システムは、図１に示されるように、複数の受信システム２、２、…を含むことができる。送信システム１は、互いにネットワーク１１で接続される制御装置１０と通信装置１２とを含む。制御装置１０は、複数の受信システム２、２、…を含む太陽光発電システムに対して発電出力の抑制を行うか否かを示す出力抑制通知を生成して、ネットワーク１１を介して通信装置１２に対して送信する。通信装置１２は、受信した出力抑制通知を、既存システムの放送信号に含めてアンテナ１３から無線送信により放送する。
【００１３】
制御装置１０は、太陽光発電システムと、火力発電など他の大規模発電システムとによる発電量を制御する。例えば、制御装置１０は、太陽光発電システムの発電により余剰電力が発生するような場合に、太陽光発電システムに対して発電出力の抑制を行うことを示す出力抑制通知を生成する。
【００１４】
なお、送信システム１において、制御装置１０および通信装置１２は、ネットワーク１１で接続されるものに限られない。例えば、制御装置１０および通信装置１２を一体的に構成することも可能である。また、ネットワーク１１は、有線でも無線でも構わない。
【００１５】
受信システム２は、通信装置２２、変換装置２３および発電装置２４を含む。通信装置２２は、送信システム１の通信装置１２により放送された放送電波を、アンテナ２１により受信する。通信装置２２は、受信した放送電波から出力抑制通知を抽出し、変換装置２３に供給する。発電装置２４は、電力を発電して発電出力を変換装置２３に送る。発電装置２４は、例えば、照射された光に応じて発電する太陽電池パネルである。
【００１６】
変換装置２３は、発電装置２４から送られた発電出力を直流から交流に変換すると共に、予め定められた電圧に調整し、外部に出力する。変換装置２３の出力は、例えば電源として各種の電気機器に供給される。また、変換装置２３は、通信装置２２から供給された出力抑制通知に従い、発電出力の外部への出力を抑制する。一例として、変換装置２３は、出力抑制通知が出力抑制を行うことを示している場合には、発電出力の外部への出力を停止する。一方、出力抑制通知が出力抑制を行わないことを示している場合には、交流に変換された発電出力を外部に出力する。
【００１７】
図２は、図１で示した送信システム１における通信装置１２の一例の構成を示す。なお、図２において、上述した図１と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。通信装置１２は、出力抑制制御部１００、データ生成部１０１、信号処理部１０２および無線処理部１０３を有する。
【００１８】
データ生成部１０１は、図示されない他の装置などから供給されたデータに基づき、この通信システムに適用される放送の方式に従った送信データを生成する。信号処理部１０２は、データ生成部１０１で生成された送信データに対して、放送を行うために必要な所定の信号処理を施す。例えば、信号処理部１０２は、当該送信データに対して誤り検出符号の付加、誤り訂正符号化、参照信号挿入および変調などの信号処理を施す。
【００１９】
無線処理部１０３は、信号処理部１０２でこれらの処理を施された送信データに対して、この通信システムに適用される放送の方式に従った無線信号処理を施す。例えば、無線処理部１０３は、当該送信データに対して、Ｄ／Ａ変換、直交変換、周波数変換（アップコンバート）、帯域制限および電力増幅といった無線信号処理を施す。無線処理部１０３で送信データに対して無線信号処理を施された送信信号は、アンテナ１３により電波として放送される。
【００２０】
通信装置１２において、出力抑制制御部１００は、制御装置１０よりネットワーク１１を介して送信された出力抑制通知を受信して、送信データまたは送信信号に含める。例えば、出力抑制制御部１００は、出力抑制通知を、例えばデータ生成部１０１に供給して送信データに挿入する。これに限らず、出力抑制制御部１００は、出力抑制通知を信号処理部１２に供給し、送信信号に重畳させることもできる。
【００２１】
なお、本第１の実施形態において、放送の方式は、既存システムの放送方式を利用することができる。出力抑制通知は、例えば、既存システムの放送方式におけるデータフォーマットに規定される空き領域に挿入することができる。また、出力抑制通知を変調して、既存システムの放送信号に重畳することも可能である。
【００２２】
図３は、受信システム２の一例の構成を示す。なお、図３において、上述の図１と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。また、図３において、実線の矢印はデータ（情報）の流れを示し、点線の矢印は発電出力（電力）の流れを示す。受信システム２において、通信装置２２は、無線処理部２２０および重畳部２２１を有する。また、変換装置２３は、分離部２３０、変換部２３１、信号処理部２３２および制御部２３３を有する。
【００２３】
発電装置２４で発電された直流電圧による発電出力は、電線を介して通信装置２２に入力され、重畳部２２１に供給される。
【００２４】
通信装置２２において、無線処理部２２０は、電波がアンテナ２１で受信されることにより生成された信号に対して、帯域制限、電力増幅および周波数変換（ダウンコンバート）などの所定の無線信号処理を施して、受信信号を生成する。重畳部２２１は、無線処理部２２０で生成された受信信号を、発電装置２４から供給された発電出力に対して重畳する。受信信号が重畳された発電出力は、電線を介して変換装置２３に供給される。
【００２５】
変換装置２３において、通信装置２２から供給された、受信信号が重畳された発電出力が入力され、分離部２３０に供給される。分離部２３０は、供給された発電出力から、当該発電出力に対して重畳された受信信号を分離して、信号処理部２３２に供給する。また、分離部２３０は、受信信号が分離された発電出力を、変換部２３１に供給する。
【００２６】
信号処理部２３２は、分離部２３０から供給された受信信号に対して、所定の復調処理、誤り訂正符号の復号処理などを施し、制御部２３３に供給する。制御部２３３は、信号処理部２３２から供給された信号から出力抑制通知を抽出する。そして、制御部２３３は、抽出した出力抑制通知に従い変換部２３１を制御して、発電出力の出力抑制を行う。
【００２７】
図４は、通信装置２２の一例の構成をより詳細に示す。アンテナ２１が電波を受信することで生成された受信信号に対し、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２２２により帯域制限を施し、アンプ２２３により電力増幅を行う。アンプ２２３から出力された受信信号は、混合器２２４により、発振器２２５から出力された所定周波数の信号と混合された後、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２２６により高周波数成分を制限され、周波数変換される。
【００２８】
一例として、アンテナ２１から出力される受信信号の周波数を周波数ｆ1、発振器２２５から出力される信号の周波数を周波数ｆ2とし、ｆ1＞ｆ2とする。アンプ２２３で電力増幅された周波数ｆ1の受信信号が、混合器２２４で周波数ｆ2の信号と混合され、さらにＬＰＦ２２６で高周波数成分を制限されて、周波数ｆ3＝ｆ1−ｆ2の信号が得られる。一例として、周波数ｆ1＝２．５ＧＨｚ、周波数ｆ2＝２．４８ＧＨｚとすると、周波数変換された受信信号は、周波数ｆ3＝２０ＭＨｚとなる。
【００２９】
この周波数ｆ3に変化された受信信号は、アンプ２２７で電力増幅され、重畳部２２１に供給される。重畳部２２１は、無線処理部２２０から供給された、周波数ｆ3に周波数変換された受信信号を、発電装置２４から供給される、直流電圧による発電出力に重畳する。図４の例では、重畳部２２１は、トランス２２８を用いて、発電出力に対して受信信号を重畳している。受信信号が重畳された発電出力は、電線を介して変換装置２３に供給される。
【００３０】
図５は、変換装置２３の一例の構成をより詳細に示す。重畳部２２１から供給された、受信信号が重畳された発電出力が分離部２３０に入力される。分離部２３０は、発電出力から受信信号を分離して、信号処理部２３２に供給する。図５の例では、分離部２３０は、トランス２４０を用いて発電出力から受信信号を分離している。
【００３１】
なお、発電出力から分離された受信信号の周波数は、上述したように、周波数ｆ3である。ここで、受信信号が重畳された発電出力の信号品質が、通信装置２２および変換装置２３の設置環境によって変化することが考えられる。そのため、例えば、分離部２３０において良好な品質で受信信号を分離可能なように、発電出力に重畳する受信信号の周波数ｆ3、すなわち発振器２２５における周波数ｆ2を決めると、好ましい。
【００３２】
信号処理部２３２において、分離部２３０から供給された周波数ｆ3の受信信号がＢＰＦ２４１に入力されて帯域制限され、アンプ２４２で電力増幅される。アンプ２４２から出力された受信信号は、混合器２４３により、発振器２４４から出力された周波数ｆ3の信号と混合された後、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２４５により高周波数成分を制限され、ベースバンド信号が生成される。
【００３３】
このベースバンド信号は、アンプ２４６で電力増幅されＡ／Ｄ変換器２４７でデジタル信号に変換され、デジタル部２４８に供給される。デジタル部２４８は、ベースバンド信号から変換されたデジタル信号に対して、送信システム１側において信号処理部１０２で施された処理に対応する復調処理、誤り訂正符号の復号処理などを施し、元のデジタルデータを復元する。デジタル部２４８は、さらに、この復元したデジタルデータから出力抑制通知を抽出する。
【００３４】
上述したように、本第１の実施形態によれば、送信システム１において、発電装置２４の発電出力を制御するための出力抑制通知を、既存システムによる放送信号に含めて放送する。受信システム２側では、出力抑制通知が含まれて放送された放送電波を受信し、この受信信号に対して周波数変換を施す。そして、周波数が変換された受信信号を発電装置２４による発電出力に重畳して、電線を介して変換装置２３に供給するようにしている。
【００３５】
このように、本第１の実施形態では、受信システム２側において、出力抑制通知が含まれる放送電波を受信する通信装置２２と、発電装置２４の発電出力に対する変換処理を行う変換装置２３とが分離されている。そのため、本第１の実施形態を適用することで、受信システム２側において、発電装置２４や変換装置２３の設置環境に関わらず、出力抑制通知を安定的に変換装置２３に対して送信することが可能となる。例えば、通信装置２２を発電装置２４と共に屋根の上などに設置し、変換装置２３を屋内に設置することも可能である。また、出力抑制通知の放送を既存システムを用いて行っているため、簡易なシステムで発電電力の出力抑制を制御することができる。
【００３６】
なお、通信装置２２は、電源が供給されることで稼働される。通信装置２２に供給するための電源は、商用電源から取得するものに限らず、例えば発電装置２４で発電された発電出力を当該電源として用いることが可能である。発電装置２４の発電出力を通信装置２２の電源として利用することで、通信装置２２の設置に際する電力消費を抑えることができる。
【００３７】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、通信装置２２の電源を発電装置２４の発電出力から取得する際の構成の例を示す。なお、図６（ａ）および図６（ｂ）において、上述の図３と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００３８】
図６（ａ）は、通信装置２２ａにおいて、電源部２６０が、重畳部２２１にて発電出力の電力伝送経路から取り出された電力から、無線処理部２２０に供給する電源を生成する例を示す。なお、電源部２６０は、発電装置２４の発電量が少ない場合、出力抑制通知の受信を不要と判断し、無線処理部２２０に対する電源供給を行わないように制御することができる。
【００３９】
図６（ｂ）は、通信装置２２ｂにおいて、電源部２６１が、重畳部２２１にて発電出力の電力伝送経路から取り出された電力の一部を蓄電部２６２に蓄電するようにした構成の例を示す。電源部２６１は、発電出力の電力伝送経路から取り出した電力と、蓄電部２６２に蓄電された電力とのうち少なくとも一方を用いて、無線処理部２２０に供給する電源を生成する。この場合、電源部２６１は、発電装置２４の発電量が少ない場合、出力抑制通知の受信を不要と判断し、無線処理部２２０に対する電源供給を行わないよう制御しても構わない。
【００４０】
（第１の実施形態の第１の変形例）
次に、本第１の実施形態の第１の変形例について説明する。図７（ａ）は、本第１の変形例による無線処理部２２０ａの一例の構成を示す。無線処理部２２０ａは、アナログ処理部３００、Ａ／Ｄ変換部３０１、等化部３０２、Ｄ／Ａ変換部３０３およびアナログ処理部３０４を有する。
【００４１】
図８は、アナログ処理部３００の一例の構成を示す。なお、図８において、上述した図４と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。図８に示されるように、アナログ処理部３００では、アンプ２２３から出力される周波数ｆ1の受信信号に対して、混合部２２４にて発振器２５０から出力された周波数ｆ1の信号を混合する。この混合部２２４の出力に対してＬＰＦ２２６により高周波数成分を制限することで、ベースバンド信号が生成される。このベースバンド信号をアンプ２２７で電力増幅して出力する。
【００４２】
図７（ａ）の説明に戻り、アナログ処理部３００から出力されたベースバンド信号は、Ａ／Ｄ変換部３０１でデジタル信号に変換され、等化部３０２により無線伝送により生じた歪みを等化され、Ｄ／Ａ変換部３０３により再びアナログ信号に変換される。Ｄ／Ａ変換部３０３から出力されたベースバンド信号は、アナログ処理部３０４において、周波数が上述した周波数ｆ3に変換され、帯域制限および電力増幅など所定のアナログ信号処理を施される。アナログ処理部３０４の出力が、重畳部２２１に供給され、発電出力に対して重畳される。
【００４３】
上述の第１の実施形態では、無線処理部２２０において、アンテナ２１から出力された受信信号に対し、周波数変換のみを行って重畳部２２１に供給していた。これに対し、本第１の変形例では、上述のように、アンテナ２１から出力された受信信号から一旦ベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号をＡ／Ｄ変換して等化し、その後、再びＤ／Ａ変換してアナログ信号に戻して発電出力に重畳している。そのため、発電出力に重畳する信号の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
（第１の実施形態の第２の変形例）
次に、本第１の実施形態の第２の変形例について説明する。図７（ｂ）は、本第２の変形例による無線処理部２２０ｂの一例の構成を示す。なお、図７（ｂ）において、上述した図７（ａ）と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。図７（ｂ）に示されるように、本第２の変形例による無線処理部２２０ｂは、上述の第１の変形例による無線処理部２２０ａに対して、等化部３０２の代わりに、復調部３１０および変調部３１１を設けている。
【００４５】
すなわち、アナログ処理部３００から出力されたベースバンド信号がＡ／Ｄ変換部３０１でデジタル信号に変換され、復調部３１０において、信号処理部１０２による変調処理に対応する復調処理を施される。復調部３１０で復調されたデジタル信号は、変調部３１１において、送信符号化処理を施されて再び変調される。変調部３１１で変調された信号は、Ｄ／Ａ変換部３０３でアナログ信号に変換される。このアナログ信号は、アナログ処理部３０４において、周波数ｆ3の信号に変換され、帯域制限および電力増幅など所定のアナログ信号処理を施され、重畳部２２１に供給される。
【００４６】
このように、本第２の変形例では、上述のように、アンテナ２１から出力された受信信号から一旦ベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号をＡ／Ｄ変換して復調し、その後、復調された信号に対して送信符号化処理を施し再び変調してＤ／Ａ変換しアナログ信号に戻して発電出力に重畳している。そのため、発電出力に重畳する信号の信頼性を向上させることができる。
【００４７】
（第１の実施形態の第３の変形例）
次に、本第１の実施形態の第３の変形例について説明する。図７（ｃ）は、本第３の変形例による無線処理部２２０ｃの一例の構成を示す。なお、図７（ｃ）において、上述した図７（ｂ）と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。図７（ｃ）に示されるように、本第３の変形例による無線処理部２２０ｃは、上述の第２の変形例による無線処理部２２０ｂに対して、復調部３１０と変調部３１１との間に、復号部３２０が追加されている。
【００４８】
すなわち、アナログ処理部３００から出力されたベースバンド信号がＡ／Ｄ変換部３０１でデジタル信号に変換され、復調部３１０において、信号処理部１０２による変調処理に対応する復調処理を施される。復調部３１０で復調されたデジタル信号は、復号部３２０で信号処理部１０２により符号化された誤り訂正符号を復号されて誤り訂正される。誤り訂正されたデジタル信号は、変調部３１１で所定の方式で以て再び変調され、Ｄ／Ａ変換部３０３でアナログ信号に変換される。このアナログ信号は、アナログ処理部３０４において、周波数ｆ3の信号に変換され、帯域制限および電力増幅など所定のアナログ信号処理を施され、重畳部２２１に供給される。
【００４９】
このように、本第３の変形例では、アンテナ２１から出力された受信信号に基づくデジタル信号に対して誤り訂正処理を施し、その後、再び変調処理などを施して発電出力に重畳するようにしている。そのため、発電出力に重畳する信号の信頼性を、より向上させることができる。
【００５０】
（第１の実施形態の第４の変形例）
次に、本第１の実施形態の第４の変形例について説明する。図７（ｄ）は、本第１の実施形態の第４の変形例による無線処理部２２０ｄの一例の構成を示す。なお、図７（ｄ）において、上述した図７（ｃ）と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。図７（ｄ）に示されるように、本第３の変形例による無線処理部２２０ｄは、上述の第３の変形例による無線処理部２２０ｃに対して、復号部３２０と変調部３１１との間に、プロトコル処理部３３０が追加されている。
【００５１】
すなわち、アナログ処理部３００から出力されたベースバンド信号がＡ／Ｄ変換部３０１でデジタル信号に変換され、復調部３１０において、信号処理部１０２による変調処理に対応する復調処理を施される。復調部３１０で復調されたデジタル信号は、復号部３２０で信号処理部１０２により符号化された誤り訂正符号を復号されて誤り訂正される。
【００５２】
プロトコル処理部３３０は、復号部３２０で誤り訂正されたデジタル信号に基づき所定のプロトコルに従い送信データを生成する。このとき、プロトコル処理部３３０は、送信システム１と受信システム２との間での放送に適用されるプロトコルとは異なるプロトコルに基づいて送信データを生成するようにしてもよい。プロトコルを変換することで、変換装置２３における処理をより柔軟に行うことが可能となる。
【００５３】
プロトコル処理部３３０で生成された送信データは、変調部３１１で所定の方式で以て再び変調され、Ｄ／Ａ変換部３０３でアナログ信号に変換される。このアナログ信号は、アナログ処理部３０４において、周波数ｆ3の信号に変換され、帯域制限および電力増幅など所定のアナログ信号処理を施され、重畳部２２１に供給される。
【００５４】
このように、本第４の変形例では、アンテナ２１から出力された受信信号に基づくデジタル信号に対して誤り訂正処理を施し、その後、プロトコル処理部３３０により所定のプロトコルに従い送信データを生成し、この送信データに対して再び変調処理などを施して発電出力に重畳するようにしている。そのため、発電出力に重畳する信号の信頼性を向上させることができると共に、発電出力から分離した信号に対する処理をより柔軟に行うことができる。
【００５５】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る通信システムについて説明する。なお、本第２の実施形態において、通信システムに含まれる送信システム１および受信システム２の構成は、上述した第１の実施形態による送信システム１および受信システム２の構成を略そのまま適用できるので、処理が共通する部分については、ここでの詳細な説明を省略する。
【００５６】
本第２の実施形態では、出力抑制通知を、既存の超広域の同報型無線システムを用いて送信することで、出力抑制通知の放送を行う。例えば、当該同報型無線システムの１情報周期に、格納する情報が定義されていない空き領域が存在する場合に、その空き領域に対して出力抑制通知を挿入する。
【００５７】
超広域の同報型無線システムとしては、所定周期で標準時刻情報を放送する、標準電波システムを適用することができる。標準電波システムは、原子時計を用いて正確な時間の情報を正確な周波数で以て放送するシステムである。
【００５８】
標準電波システムで放送される標準電波は、国内では、東北地方および九州地方の２箇所から、長波帯（それぞれ周波数が４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚ）の電波を用いて、時刻に関する情報としてタイムコードを常時送信している。標準電波により送信されるタイムコードは、通常時（毎時１５分、４５分以外）のタイムコードと、呼出符号送出時（毎時１５分、４５分）のタイムコードとがある。本第２の実施形態では、将来の拡張性のために格納する情報が定義されていない予備ビットが設けられている、通常時のタイムコードを用いて、出力抑制通知を放送する。
【００５９】
図９は、標準電波における通常時のタイムコードの１情報周期分の例を示す。タイムコードは、１周期の先頭マーカＭの時刻を、２進数を用いて符号化して表現される。ポジションマーカＰ０は、通常（非うるう秒時）は、５９秒の立ち上がりに対応し、ポジションマーカＰ１〜５は、それぞれ９秒、１９秒、２９秒、３９秒、４９秒の立ち上がりに対応する。時間情報は、先頭マーカＭの直後から、分、時、１月１日からの通算日、年（西暦下２桁）、曜日、うるう秒の順に送信される。マーカＭ、Ｐ０〜Ｐ５、ならびに、２進数の「０」および「１」は、パルス幅により識別される。図９は、「２００４年９２日（４月１日）１７時２５分木曜日、１ヶ月以内にうるう秒無し」の例を示していることが分かる。
【００６０】
通常時のタイムコードにおいて、ポジションマーカＰ４の前後の１ビット、合計２ビットが予備ビットとされている。出力抑制通知は、発電装置２４による発電出力を抑制するか否かを制御するための通知なので、少なくとも１ビットがあれば表現可能である。そこで、この２ビットの予備ビットのうち少なくとも一方を、出力抑制通知を示すビットに割り当てる。
【００６１】
一例として、図１および図２に示される通信装置１２を、標準電波の送信所における送信装置に対応させることができる。例えば、通信装置１２において、原子時計の出力がデータ生成部１０１に供給される。データ生成部１０１は、供給された原子時計の出力に基づき、図９に示すタイムコードを生成する。その際、データ生成部１０１は、制御装置１０からネットワーク１１を介して送信された出力抑制通知を、出力抑制制御部１００の制御により予備ビットの位置に挿入する。出力抑制通知は、タイムコードに対して１周期毎に挿入する。
【００６２】
なお、標準電波の受信およびタイムコードの解析は、一般家庭などでも用いられる電波時計用のモジュールなどで実行可能であり、入手および利用は容易である。例えば、図３に示した変換装置２３内の制御部２３３に対して電波時計用のモジュールの機能を持たせ、信号処理部２３２から供給された信号を解析して、通常時のタイムコードにおける予備ビットの位置の値を抽出する。制御部２３３は、抽出された値に従い変換部２３１を制御し、発電出力の出力抑制を行う。
【００６３】
また、上述したように、標準電波は、周波数が数１０ｋＨｚの長波帯を用いて送信される。一方、受信システム２において通信装置２２から変換装置２３に発電出力を伝送する電線に重畳するための信号の周波数は、数１０ｋＨｚから数１０ＭＨｚが適当であるとされている。そのため、図４を参照し、無線処理部２２０において、混合器２２４、発振器２２５およびローパスフィルタ（ＬＰＦ）２２６による周波数変換を行わなくてもよく、また、発振器２２５から出力される信号の周波数ｆ2を数１０ＭＨｚとして、生成された周波数ｆ3の信号を、重畳部２２１で発電出力に対して重畳してもよい。
【００６４】
このように、本第２の実施形態によれば、既存システムを用いて広範囲に出力抑制通知を放送でき、受信側の構成も既存システムによる構成を利用することができるため、各発電装置２４の発電出力の抑制制御を、より低コストで実現することができる。
【００６５】
（第２の実施形態の変形例）
次に、上述した第２の実施形態の変形例について説明する。上述の第２の実施形態では、標準電波のタイムコードに対して、１情報周期毎に出力抑制通知を挿入したが、これはこの例に限定されない。本第２の実施形態の変形例では、複数の情報周期分の予備ビットを用いて、出力抑制通知を送信するためのフォーマット（出力抑制通知フォーマットと呼ぶ）を定義し、当該出力抑制通知フォーマットに従い出力抑制通知を送信する。なお、ここでは、出力抑制通知は、発電出力の出力抑制の可否を示す情報と、当該情報に関連する情報とを含んで構成されるものとする。
【００６６】
図１０を用いて、出力抑制通知フォーマットの一例について説明する。図１０（ａ）に例示されるように、１情報周期内に２つの予備ビット５０0および５０1が含まれるものとする。図１０（ｂ）に示されるように、Ｍ／２情報周期（Ｍは１以上の整数）に含まれるＭ個の予備ビット５０0、５０1、５０2、…、５０M-1によるＭビットで、１制御周期のフレームを構成する（図１０（ｃ））。このフレームに対して所定ビット数毎にフィールドを割り当てて、各フィールドに対して、出力抑制通知を構成する各情報を格納する。
【００６７】
図１０（ｄ）の例では、出力抑制通知フォーマットとしてＨＤＬＣ(High-Level Data Link Control)のフレーム構造を適用させている。このように、既存のフレーム構造を用いることで、システムの開発コストなどを削減可能である。勿論、これに限らず、独自のフォーマットを用いてもよい。
【００６８】
図１０（ｄ）を参照して、３０情報周期分、ビット長６０ビットを１制御周期のフレームとして、先頭から８ビットずつ「フラグ」、「アドレス」、「コントロール」および「会社ＩＤ」を配し、次の１０ビットに「地域ＩＤ」を配する。「地域ＩＤ」の次の２ビットを出力抑制通知による「抑制指示」を配する。そして、最後に、１６ビットのビット長で誤り検出符号を配する。誤り検出符号としては、ＣＲＣ(Cyclic Redundancy Check)やチェックサムなどを用いることができる。
【００６９】
「フラグ」は、１制御周期の先頭を示す同期ビットであって、特定のビットパターンが用いられる。「アドレス」は、送信先のアドレスを示す。「コントロール」は、特定の機能の制御に用いることができる。「会社ＩＤ」は、例えば送信元の電力会社を識別する識別情報である。「地域ＩＤ」は、この出力抑制通知の通知対象となる地域を識別する識別情報である。「抑制指示」は、発電装置２４の発電出力の抑制制御を行うための情報であり、発電出力を抑制するか否かを示す。なお、これらのうち、「アドレス」および「コントロール」は、本第２の実施形態の変形例では省略することができる。
【００７０】
これらの情報は、送信システム１における制御装置１０で生成され、ネットワーク１１を介して通信装置１２に入力され、出力抑制制御部１００に供給される。出力抑制制御部１００は、上述した出力抑制通知フォーマットに従い、制御装置１０から供給された各情報から出力抑制通知を生成する。一方、データ生成部１０１は、供給された原子時計の出力に基づき、図９に示すタイムコードを生成する。このとき、出力抑制制御部１００は、生成された出力抑制通知を先頭から２ビットずつ取り出してデータ生成部１０１に渡す。データ生成部１０１は、渡された２ビットのデータを、タイムコードの予備ビットの位置に挿入する。
【００７１】
このように、多くの予備ビットを用いて出力抑制通知を送信することで、電力会社毎、地域毎などより細かな単位で発電出力の抑制制御を行うことができる。「アドレス」および「コントロール」をさらに用いることで、各受信システム２に対してそれぞれ出力抑制通知を送信するようにもできる。
【００７２】
上述の標準電波システムの例では、１情報周期が１分であるので、例えば受信システム２側では、制御部２３３において、タイムコードから予備ビットを抽出してレジスタなどに保持しておき、「フラグ」に示される同期ビットを検出する。検出された同期ビットから所定ビット数分（図１０（ｄ）の例では５２ビット）の予備ビットが抽出されレジスタに保持された時点で誤り検出符号を用いて誤り検出を行う。
【００７３】
誤りが検出されなければ、制御部２３３は、「会社ＩＤ」および「地域ＩＤ」に基づき自身が含まれる受信システム２が出力抑制対象であるか否かを判定する。なお、受信システム２は、自身の「会社ＩＤ」および「地域ＩＤ」を、予めＲＯＭ(Read Only Memory)などに記憶して保持しているものとする。制御部２３３は、当該受信システム２が受信した信号による出力抑制対象であると判定した場合に、抑制指示に従い変換部２３１を制御して、発電出力の抑制制御を行う。
【００７４】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。なお、本第３の実施形態において、通信システムに含まれる送信システム１および受信システム２の構成は、上述した第１の実施形態による送信システム１および受信システム２の構成を略そのまま適用できるので、処理が共通する部分については、ここでの詳細な説明を省略する。
【００７５】
本第３の実施形態では、出力抑制通知を、既存の広域無線システムを用いて送信することで、出力抑制通知の放送を行う。例えば、当該同報型無線システムの１情報周期に、格納される情報が定義されていない空き領域が存在する場合に、その空き領域に対して出力抑制通知を挿入する。
【００７６】
既存の広域無線システムとしては、携帯電話などの移動体端末による無線通信に用いられる通信システム（以下、移動体通信システムと呼ぶ）を用いることができる。このような移動体通信システムでは、所定の範囲を通信エリアとする基地局と、当該通信エリア内に存在する通信端末との間で無線通信が行われる。したがって、上述した図１を参照すると、基地局を送信システム１における通信装置１２とし、通信端末を受信システム２における通信装置２２として考えることができる。
【００７７】
図１１は、本第３の実施形態による、移動体通信システムを用いた通信システムの例を概略的に示す。なお、図１１において、上述の図１と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。送信システム１（図示しない）において、制御装置１０と通信装置１２、１２、…とがネットワーク１１を介して接続される（図１１では、煩雑さを避けるため一部の経路のみ記載している）。通信装置１２、１２、…は、それぞれ所定の通信エリア３０ａ、３０ｂ、…を有する基地局である。各通信エリア３０ａ、３０ｂ、…には、通信装置２２、変換装置２３および発電装置２４を含む受信システム２、２、…が存在する。なお、図１１において、通信エリア３０ａおよび３０ｂを通信エリア群Ａとし、通信エリア３０ｃおよび３０ｄを通信エリア群Ｂとする。
【００７８】
このような移動体通信システムでは、各端末装置が移動体端末であることを前提に、各端末装置が基地局の位置を示す位置情報を取得するために、基地局は、報知情報の放送を周期的に行っている。各端末装置は、最も近い基地局から発信された報知情報を受信して当該基地局の位置情報を取得し、端末装置が含まれる通信エリアを知ることができる。本第３の実施形態では、この報知情報に対して出力抑制通知を挿入して、各受信システム２に対して出力抑制通知を放送する。
【００７９】
図１２（ａ）は、移動体通信システムにおいて、例えば通信方式としてＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplex)などのマルチキャリア通信を用いた場合の信号の例を示す。縦軸は周波数、横軸は時間を表す。情報は、時間軸方向に区切られたフレームを単位として、周期的に放送される。報知情報４０は、各フレームにおいて、所定周波数および所定時間に送信される。出力抑制通知は、例えば値「１」で出力抑制を行うことを、値「０」で出力抑制を行わないことをそれぞれ示す１ビットの情報からなる。この出力抑制通知を、図１２（ｂ）に例示されるように、報知情報４０において格納する情報が定義されていない領域に挿入する。
【００８０】
例えば、通信装置１２において、図示されない制御部からのデータに基づき報知情報４０を生成する。このとき、データ生成部１０１は、制御装置１０からネットワーク１１を介して送信された出力抑制通知を、出力抑制制御部１００の制御により報知情報４０の所定位置に挿入する。出力抑制通知は、送信データの各フレーム毎に挿入する。また、出力抑制通知は、報知情報４０に限らず、例えばページングと称される呼出情報に挿入してもよい。
【００８１】
受信システム２側の処理は、一例として、通信装置２２の無線処理部２２０に対して、既存の携帯電話端末のモジュールの機能を持たせる。そして、基地局（通信装置１２）からの電波をアンテナ１３で受信して得られた受信信号に対して、携帯電話端末のモジュール機能により復調、復号などの処理を施し、デジタル信号を得る。このデジタル信号を、発電出力に重畳するために適した周波数の信号に変調して重畳部２２１に供給し、発電装置２４からの発電出力に重畳して変換装置２３に伝送する。これに限らず、デジタル信号から報知情報４０を抽出し、抽出された報知情報４０のみに対して変調など所定の処理を施して重畳部２２１にて発電出力に対して重畳してもよい。
【００８２】
変換装置２３では、分離部２３０により、発電出力に重畳された信号を取り出して信号処理部２３２に供給する。信号処理部２３２は、供給された信号に対して復調などの所定の処理を施してデジタル信号を生成し、このデジタル信号を制御部２３３に供給する。制御部２３３は、信号処理部２３２から供給されたデジタル信号から報知情報４０を抽出し、さらに、当該報知情報４０から出力抑制通知を取り出す。そして、取り出した出力抑制通知に従い変換部２３１を制御して、発電出力の出力抑制を行う。
【００８３】
なお、制御装置１０は、各通信装置１２（基地局）の通信エリア３０ａ、３０ｂ、…毎に出力抑制の制御を行うことができる。例えば、制御装置１０は、各通信装置１２、１２、…を識別する識別情報を出力抑制通知と共にネットワーク１１に対して送信する。各通信装置１２、１２、…は、ネットワーク１１を介して送信された出力抑制通知のうち、識別情報が自身と対応する出力抑制通知のみを受信し、報知情報４０を生成する。
【００８４】
また、制御装置１０は、上述したように、各通信装置１２（基地局）の通信エリア３０ａ、３０ｂ、…毎ではなく、複数の通信装置１２（基地局）の通信エリア毎に出力抑制を制御してもよい。図１１の例では、２つの通信エリア３０ａおよび３０ｂを含む通信エリア群Ａと、異なる２つの通信エリア３０ｃおよび３０ｄを含む通信エリア群Ｂとに対し、それぞれ出力抑制の制御が行われる。
【００８５】
このように、本第３の実施形態によれば、既存システムを用いて広範囲に出力抑制通知を放送でき、受信側の構成も既存システムの構成を利用することができるため、各発電装置２４の発電出力の抑制制御を、より低コストで実現することができる。
【００８６】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。なお、本第４の実施形態において、通信システムに含まれる送信システム１および受信システム２の構成は、上述した第１の実施形態による送信システム１および受信システム２の構成を略そのまま適用できるので、処理が共通する部分については、ここでの詳細な説明を省略する。
【００８７】
本第４の実施形態では、出力抑制通知を、既存のデジタル放送システムを用いて送信することで、出力抑制通知の放送を行う。例えば、出力抑制通知を所定の方式で変調してデジタル放送システムによる放送電波に対して重畳して放送する。このとき、出力抑制通知を変調した信号の信号電力を、既存の放送電波の信号電力に対して所定の比率以下として、既存システムによる放送電波の受信処理を妨げないようにする。
【００８８】
本第４の実施形態に適用可能な既存のデジタル放送システムとして、地上デジタル放送がある。地上デジタル放送は、番組の、所定の方式で圧縮符号化された映像データおよび音声データや、番組に付随するデータなどをＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を用いて変調および多重化して、放送電波として送信する。このとき、出力抑制通知を変調して、地上デジタル放送による放送電波に重畳して送信する。
【００８９】
図１３は、本第４の実施形態に適用可能な、送信システム１側の通信装置１２の一例の構成を示す。なお、図１３において、上述の図２と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。通信装置１２において、信号処理部１０２は、第１変調部２００、第２変調部２０１および加算器２０２を有する。この通信装置１２は、例えば、地上デジタル放送における送信設備（図示しない）の一部として構成できる。
【００９０】
図示されない放送局において、番組の映像データおよび画像データなどが所定の方式で圧縮符号化されて、番組に関連する付随データなどと共に多重化されて、プログラムストリームが生成される。このプログラムストリームは、トランスポートストリーム（ＴＳ）によるＴＳパケットに所定単位毎に詰め込まれて、他のチャンネルのプログラムストリームと多重化されてトランスポートストリームが生成される。このトランスポートストリームが通信装置１２に入力される。
【００９１】
通信装置１２に入力されたトランスポートストリームは、送信データとして、データ生成部１０１を介して第１変調部２００に供給される。第１変調部２００は、供給された送信データに対して誤り訂正符号化、参照信号の挿入、ならびに、変調などの所定の信号処理を行い、送信信号２１０を生成する。地上デジタル放送の場合、変調方式としては、マルチキャリア変調の一つであるＯＦＤＭが適用される。送信信号２１０は、加算器２０２に入力される。
【００９２】
なお、図１３において、送信信号２１０、ならびに、後述する放送信号２１１および出力抑制信号２１２は、それぞれ縦軸が信号強度Ｐ、横軸が周波数ｆを示す。
【００９３】
一方、制御装置１０は、出力抑制通知を生成してネットワーク１１を介して通信装置１２に送信する。通信装置１２に受信された出力抑制通知は、出力抑制制御部１００を介して第２変調部２０１に供給される。第２変調部２０１は、供給された出力抑制通知に対して、誤り訂正符号化、参照信号の挿入、ならびに、変調などの所定の信号処理を行い、出力抑制信号２１２を生成する。出力抑制信号２１２は、加算器２０２に入力され、送信信号２１０に対して重畳される。加算器２０２で送信信号２１０に出力抑制信号２１２が重畳された放送信号２１１は、無線処理部１０３で所定の処理を施され、アンテナ１３から放送電波として送信される。
【００９４】
ここで、図１３に例示されるように、第２変調部２０１は、出力抑制信号２１２を、単位周波数当たりの信号電力が、第１変調部２００が生成する送信信号２１０の単位周波数当たりの信号電力に対して所定の比率以下となるように生成する。例えば、出力抑制信号２１２の信号電力を、地上デジタル放送を受信するテレビジョン受像機における、放送信号２１１に対する復調、復号などの処理の妨げにならない程度の信号電力とする。
【００９５】
第２変調部２０１における所定の変調方式は、直接拡散方式に代表されるスペクトラム拡散方式が用いて好適である。受信システム２の通信装置２２において、無線処理部２２０は、スペクトラム拡散により周波数帯域に拡散された出力抑制信号２１２を逆拡散する。出力抑制信号２１２を逆拡散することで、当該出力抑制信号２１２の単位時間当たりの信号電力を、第１変調部２００で変調された送信信号２１０の単位時間当たりの信号電力よりも大きくすることができる。したがって、第２変調部２０１における変調の際に、出力抑制信号２１２の単位時間当たりの信号電力を、第１変調部２００により変調された送信信号２１０の単位時間当たりの信号電力に対して所定の比率以下とした場合であっても、出力抑制信号２１２を正しく抽出することができる。
【００９６】
このように、本第４の実施形態によれば、既存システムを用いて広範囲に出力抑制通知を放送でき、受信側の構成も既存システムの構成を利用することができるため、各発電装置２４の発電出力の抑制制御を、より低コストで実現することができる。
【００９７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９８】
１ 送信システム
２ 受信システム
１０ 制御装置
１１ ネットワーク
１２，２２ 通信装置
１３，２１ アンテナ
２３ 変換装置
２４ 発電装置
４０ 報知情報
１００ 出力抑制制御部
１０１ データ生成部
１０２ 信号処理部
１０３，２２０ 無線処理部
２２１ 重畳部
２３０ 分離部
２３１ 変換部
２３２ 信号処理部
２３３ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、通信システムおよび通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各家庭などに設置された太陽電池パネルの出力を分配して、電力を効率的に利用するようにした太陽光発電システムが普及している。このような太陽光発電システムでは、太陽光発電による電力が需要電力を上回ることによる余剰電力の発生を抑制する必要がある。
【０００３】
太陽光発電システムにおける出力抑制方法として、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）によるカレンダ情報に基づく出力抑制機能と共に、双方向通信を活用した出力抑制が提案されている。すなわち、制御センタと各太陽電池パネルの制御装置との間で通信を行い、各太陽電池パネルの出力抑制を制御センタから制御する。
【０００４】
このときの通信方法として、例えば下記の４通りが提案されている。
（１）ＰＣＳに無線通信装置を搭載し、制御センタからこの無線通信装置に対して直接的に通信を行う。
（２）各太陽電池パネルに対して新たな通信装置を導入し、この通信装置を経由して制御センタとの通信を行う。
（３）使用電力を可視化する電力見える化システムや電力使用量の自動検針に適用されるスマートメータを用いた通信システムを経由して制御センタとの通信を行う。
（４）インターネットを経由して制御センタとの通信を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】資源エネルギー庁 電力・ガス事業部、「次世代送配電システム制度検討会第１ワーキンググループ第７回事務局資料」、ｏｎｌｉｎｅ、平成２２年１２月１７日、資源エネルギー庁 電力・ガス事業部、平成２３年４月１３日検索、インターネット（http://www.meti.go.jp/committee/summary/0004671/007＿03＿00.pdf）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した（１）のＰＣＳに搭載した無線通信装置を用いる方法では、無線通信の状態がＰＣＳの設置場所に大きく依存してしまう。そのため、無線通信の信頼性がＰＣＳの設置場所に依存し、それにより太陽電池パネルの出力制御の可否が決定されてしまうという問題点があった。
【０００７】
（２）の、新たな通信装置を導入する方法では、上述の（１）の方法と同様に、太陽電池パネルの出力制御の可否が通信装置の設置場所に依存してしまうおそれがある。また、この方法では、当該通信装置からＰＣＳまでの通信手段を別途、用意する必要があり、導入コストが嵩んでしまうという問題点があった。
【０００８】
（３）の、スマートメータを利用する方法では、ＰＣＳとスマートメータとを共に導入する必要があり、導入コストが嵩んでしまうという問題点があった。さらに、（４）の、インターネットを利用する方法では、太陽電池パネルの利用環境に必ずしもインターネット回線が用意されているとは限らず、導入コストが嵩んでしまうおそれがあるという問題点があった。
【０００９】
本発明の実施形態によれば、太陽電池発電の出力抑制をより高い信頼性で制御可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施の形態通信システムは、発電装置の発電出力を予め定められた電圧に変換する変換装置と、発電出力を制御するための制御情報を受信する通信装置とを備える。通信装置は、制御情報が第１の周波数で放送された信号を受信し、受信した信号の周波数を第１の周波数から第２の周波数に変換する。通信装置は、周波数が第２の周波数に変換された信号を発電出力に対して重畳して、変換装置に供給する。変換装置は、通信装置から供給された発電出力から、発電出力に重畳された第２の周波数に変換された信号を分離して、分離した信号から制御情報を抽出する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る通信システムの構成の概略図。
【図２】第１の実施形態に係る送信システムの通信装置のブロック図。
【図３】第１の実施形態に係る受信システムのブロック図。
【図４】第１の実施形態に係る通信装置のより詳細なブロック図。
【図５】第１の実施形態に係る変換装置のより詳細なブロック図。
【図６】通信装置の電源の取得方法を説明するためのブロック図。
【図７】第１の実施形態の各変形例に係る無線処理部のブロック図。
【図８】第１の実施形態の各変形例に係るアナログ処理部のブロック図。
【図９】標準電波における通常時のタイムコードの１情報周期分を示す略線図。
【図１０】第２の実施形態の変形例に係る出力抑制通知フォーマットの略線図。
【図１１】第３の実施形態に係る通信システムの概略図。
【図１２】報知情報を説明するための略線図。
【図１３】第４の実施形態に適用可能な送信システム側の通信装置のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る通信システムの一例の構成を概略的に示す。通信システムは、送信システム１と受信システム２とを含む。通信システムは、図１に示されるように、複数の受信システム２、２、…を含むことができる。送信システム１は、互いにネットワーク１１で接続される制御装置１０と通信装置１２とを含む。制御装置１０は、複数の受信システム２、２、…を含む太陽光発電システムに対して発電出力の抑制を行うか否かを示す出力抑制通知を生成して、ネットワーク１１を介して通信装置１２に対して送信する。通信装置１２は、受信した出力抑制通知を、既存システムの放送信号に含めてアンテナ１３から無線送信により放送する。
【００１３】
制御装置１０は、太陽光発電システムと、火力発電など他の大規模発電システムとによる発電量を制御する。例えば、制御装置１０は、太陽光発電システムの発電により余剰電力が発生するような場合に、太陽光発電システムに対して発電出力の抑制を行うことを示す出力抑制通知を生成する。
【００１４】
なお、送信システム１において、制御装置１０および通信装置１２は、ネットワーク１１で接続されるものに限られない。例えば、制御装置１０および通信装置１２を一体的に構成することも可能である。また、ネットワーク１１は、有線でも無線でも構わない。
【００１５】
受信システム２は、通信装置２２、変換装置２３および発電装置２４を含む。通信装置２２は、送信システム１の通信装置１２により放送された放送電波を、アンテナ２１により受信する。通信装置２２は、受信した放送電波から出力抑制通知を抽出し、変換装置２３に供給する。発電装置２４は、電力を発電して発電出力を変換装置２３に送る。発電装置２４は、例えば、照射された光に応じて発電する太陽電池パネルである。
【００１６】
変換装置２３は、発電装置２４から送られた発電出力を直流から交流に変換すると共に、予め定められた電圧に調整し、外部に出力する。変換装置２３の出力は、例えば電源として各種の電気機器に供給される。また、変換装置２３は、通信装置２２から供給された出力抑制通知に従い、発電出力の外部への出力を抑制する。一例として、変換装置２３は、出力抑制通知が出力抑制を行うことを示している場合には、発電出力の外部への出力を停止する。一方、出力抑制通知が出力抑制を行わないことを示している場合には、交流に変換された発電出力を外部に出力する。
【００１７】
図２は、図１で示した送信システム１における通信装置１２の一例の構成を示す。なお、図２において、上述した図１と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。通信装置１２は、出力抑制制御部１００、データ生成部１０１、信号処理部１０２および無線処理部１０３を有する。
【００１８】
データ生成部１０１は、図示されない他の装置などから供給されたデータに基づき、この通信システムに適用される放送の方式に従った送信データを生成する。信号処理部１０２は、データ生成部１０１で生成された送信データに対して、放送を行うために必要な所定の信号処理を施す。例えば、信号処理部１０２は、当該送信データに対して誤り検出符号の付加、誤り訂正符号化、参照信号挿入および変調などの信号処理を施す。
【００１９】
無線処理部１０３は、信号処理部１０２でこれらの処理を施された送信データに対して、この通信システムに適用される放送の方式に従った無線信号処理を施す。例えば、無線処理部１０３は、当該送信データに対して、Ｄ／Ａ変換、直交変換、周波数変換（アップコンバート）、帯域制限および電力増幅といった無線信号処理を施す。無線処理部１０３で送信データに対して無線信号処理を施された送信信号は、アンテナ１３により電波として放送される。
【００２０】
通信装置１２において、出力抑制制御部１００は、制御装置１０よりネットワーク１１を介して送信された出力抑制通知を受信して、送信データまたは送信信号に含める。例えば、出力抑制制御部１００は、出力抑制通知を、例えばデータ生成部１０１に供給して送信データに挿入する。これに限らず、出力抑制制御部１００は、出力抑制通知を信号処理部１２に供給し、送信信号に重畳させることもできる。
【００２１】
なお、本第１の実施形態において、放送の方式は、既存システムの放送方式を利用することができる。出力抑制通知は、例えば、既存システムの放送方式におけるデータフォーマットに規定される空き領域に挿入することができる。また、出力抑制通知を変調して、既存システムの放送信号に重畳することも可能である。
【００２２】
図３は、受信システム２の一例の構成を示す。なお、図３において、上述の図１と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。また、図３において、実線の矢印はデータ（情報）の流れを示し、点線の矢印は発電出力（電力）の流れを示す。受信システム２において、通信装置２２は、無線処理部２２０および重畳部２２１を有する。また、変換装置２３は、分離部２３０、変換部２３１、信号処理部２３２および制御部２３３を有する。
【００２３】
発電装置２４で発電された直流電圧による発電出力は、電線を介して通信装置２２に入力され、重畳部２２１に供給される。
【００２４】
通信装置２２において、無線処理部２２０は、電波がアンテナ２１で受信されることにより生成された信号に対して、帯域制限、電力増幅および周波数変換（ダウンコンバート）などの所定の無線信号処理を施して、受信信号を生成する。重畳部２２１は、無線処理部２２０で生成された受信信号を、発電装置２４から供給された発電出力に対して重畳する。受信信号が重畳された発電出力は、電線を介して変換装置２３に供給される。
【００２５】
変換装置２３において、通信装置２２から供給された、受信信号が重畳された発電出力が入力され、分離部２３０に供給される。分離部２３０は、供給された発電出力から、当該発電出力に対して重畳された受信信号を分離して、信号処理部２３２に供給する。また、分離部２３０は、受信信号が分離された発電出力を、変換部２３１に供給する。
【００２６】
信号処理部２３２は、分離部２３０から供給された受信信号に対して、所定の復調処理、誤り訂正符号の復号処理などを施し、制御部２３３に供給する。制御部２３３は、信号処理部２３２から供給された信号から出力抑制通知を抽出する。そして、制御部２３３は、抽出した出力抑制通知に従い変換部２３１を制御して、発電出力の出力抑制を行う。
【００２７】
図４は、通信装置２２の一例の構成をより詳細に示す。アンテナ２１が電波を受信することで生成された受信信号に対し、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２２２により帯域制限を施し、アンプ２２３により電力増幅を行う。アンプ２２３から出力された受信信号は、混合器２２４により、発振器２２５から出力された所定周波数の信号と混合された後、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２２６により高周波数成分を制限され、周波数変換される。
【００２８】
一例として、アンテナ２１から出力される受信信号の周波数を周波数ｆ1、発振器２２５から出力される信号の周波数を周波数ｆ2とし、ｆ1＞ｆ2とする。アンプ２２３で電力増幅された周波数ｆ1の受信信号が、混合器２２４で周波数ｆ2の信号と混合され、さらにＬＰＦ２２６で高周波数成分を制限されて、周波数ｆ3＝ｆ1−ｆ2の信号が得られる。一例として、周波数ｆ1＝２．５ＧＨｚ、周波数ｆ2＝２．４８ＧＨｚとすると、周波数変換された受信信号は、周波数ｆ3＝２０ＭＨｚとなる。
【００２９】
この周波数ｆ3に変化された受信信号は、アンプ２２７で電力増幅され、重畳部２２１に供給される。重畳部２２１は、無線処理部２２０から供給された、周波数ｆ3に周波数変換された受信信号を、発電装置２４から供給される、直流電圧による発電出力に重畳する。図４の例では、重畳部２２１は、トランス２２８を用いて、発電出力に対して受信信号を重畳している。受信信号が重畳された発電出力は、電線を介して変換装置２３に供給される。
【００３０】
図５は、変換装置２３の一例の構成をより詳細に示す。重畳部２２１から供給された、受信信号が重畳された発電出力が分離部２３０に入力される。分離部２３０は、発電出力から受信信号を分離して、信号処理部２３２に供給する。図５の例では、分離部２３０は、トランス２４０を用いて発電出力から受信信号を分離している。
【００３１】
なお、発電出力から分離された受信信号の周波数は、上述したように、周波数ｆ3である。ここで、受信信号が重畳された発電出力の信号品質が、通信装置２２および変換装置２３の設置環境によって変化することが考えられる。そのため、例えば、分離部２３０において良好な品質で受信信号を分離可能なように、発電出力に重畳する受信信号の周波数ｆ3、すなわち発振器２２５における周波数ｆ2を決めると、好ましい。
【００３２】
信号処理部２３２において、分離部２３０から供給された周波数ｆ3の受信信号がＢＰＦ２４１に入力されて帯域制限され、アンプ２４２で電力増幅される。アンプ２４２から出力された受信信号は、混合器２４３により、発振器２４４から出力された周波数ｆ3の信号と混合された後、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２４５により高周波数成分を制限され、ベースバンド信号が生成される。
【００３３】
このベースバンド信号は、アンプ２４６で電力増幅されＡ／Ｄ変換器２４７でデジタル信号に変換され、デジタル部２４８に供給される。デジタル部２４８は、ベースバンド信号から変換されたデジタル信号に対して、送信システム１側において信号処理部１０２で施された処理に対応する復調処理、誤り訂正符号の復号処理などを施し、元のデジタルデータを復元する。デジタル部２４８は、さらに、この復元したデジタルデータから出力抑制通知を抽出する。
【００３４】
上述したように、本第１の実施形態によれば、送信システム１において、発電装置２４の発電出力を制御するための出力抑制通知を、既存システムによる放送信号に含めて放送する。受信システム２側では、出力抑制通知が含まれて放送された放送電波を受信し、この受信信号に対して周波数変換を施す。そして、周波数が変換された受信信号を発電装置２４による発電出力に重畳して、電線を介して変換装置２３に供給するようにしている。
【００３５】
このように、本第１の実施形態では、受信システム２側において、出力抑制通知が含まれる放送電波を受信する通信装置２２と、発電装置２４の発電出力に対する変換処理を行う変換装置２３とが分離されている。そのため、本第１の実施形態を適用することで、受信システム２側において、発電装置２４や変換装置２３の設置環境に関わらず、出力抑制通知を安定的に変換装置２３に対して送信することが可能となる。例えば、通信装置２２を発電装置２４と共に屋根の上などに設置し、変換装置２３を屋内に設置することも可能である。また、出力抑制通知の放送を既存システムを用いて行っているため、簡易なシステムで発電電力の出力抑制を制御することができる。
【００３６】
なお、通信装置２２は、電源が供給されることで稼働される。通信装置２２に供給するための電源は、商用電源から取得するものに限らず、例えば発電装置２４で発電された発電出力を当該電源として用いることが可能である。発電装置２４の発電出力を通信装置２２の電源として利用することで、通信装置２２の設置に際する電力消費を抑えることができる。
【００３７】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、通信装置２２の電源を発電装置２４の発電出力から取得する際の構成の例を示す。なお、図６（ａ）および図６（ｂ）において、上述の図３と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００３８】
図６（ａ）は、通信装置２２ａにおいて、電源部２６０が、重畳部２２１にて発電出力の電力伝送経路から取り出された電力から、無線処理部２２０に供給する電源を生成する例を示す。なお、電源部２６０は、発電装置２４の発電量が少ない場合、出力抑制通知の受信を不要と判断し、無線処理部２２０に対する電源供給を行わないように制御することができる。
【００３９】
図６（ｂ）は、通信装置２２ｂにおいて、電源部２６１が、重畳部２２１にて発電出力の電力伝送経路から取り出された電力の一部を蓄電部２６２に蓄電するようにした構成の例を示す。電源部２６１は、発電出力の電力伝送経路から取り出した電力と、蓄電部２６２に蓄電された電力とのうち少なくとも一方を用いて、無線処理部２２０に供給する電源を生成する。この場合、電源部２６１は、発電装置２４の発電量が少ない場合、出力抑制通知の受信を不要と判断し、無線処理部２２０に対する電源供給を行わないよう制御しても構わない。
【００４０】
（第１の実施形態の第１の変形例）
次に、本第１の実施形態の第１の変形例について説明する。図７（ａ）は、本第１の変形例による無線処理部２２０ａの一例の構成を示す。無線処理部２２０ａは、アナログ処理部３００、Ａ／Ｄ変換部３０１、等化部３０２、Ｄ／Ａ変換部３０３およびアナログ処理部３０４を有する。
【００４１】
図８は、アナログ処理部３００の一例の構成を示す。なお、図８において、上述した図４と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。図８に示されるように、アナログ処理部３００では、アンプ２２３から出力される周波数ｆ1の受信信号に対して、混合部２２４にて発振器２５０から出力された周波数ｆ1の信号を混合する。この混合部２２４の出力に対してＬＰＦ２２６により高周波数成分を制限することで、ベースバンド信号が生成される。このベースバンド信号をアンプ２２７で電力増幅して出力する。
【００４２】
図７（ａ）の説明に戻り、アナログ処理部３００から出力されたベースバンド信号は、Ａ／Ｄ変換部３０１でデジタル信号に変換され、等化部３０２により無線伝送により生じた歪みを等化され、Ｄ／Ａ変換部３０３により再びアナログ信号に変換される。Ｄ／Ａ変換部３０３から出力されたベースバンド信号は、アナログ処理部３０４において、周波数が上述した周波数ｆ3に変換され、帯域制限および電力増幅など所定のアナログ信号処理を施される。アナログ処理部３０４の出力が、重畳部２２１に供給され、発電出力に対して重畳される。
【００４３】
上述の第１の実施形態では、無線処理部２２０において、アンテナ２１から出力された受信信号に対し、周波数変換のみを行って重畳部２２１に供給していた。これに対し、本第１の変形例では、上述のように、アンテナ２１から出力された受信信号から一旦ベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号をＡ／Ｄ変換して等化し、その後、再びＤ／Ａ変換してアナログ信号に戻して発電出力に重畳している。そのため、発電出力に重畳する信号の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
（第１の実施形態の第２の変形例）
次に、本第１の実施形態の第２の変形例について説明する。図７（ｂ）は、本第２の変形例による無線処理部２２０ｂの一例の構成を示す。なお、図７（ｂ）において、上述した図７（ａ）と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。図７（ｂ）に示されるように、本第２の変形例による無線処理部２２０ｂは、上述の第１の変形例による無線処理部２２０ａに対して、等化部３０２の代わりに、復調部３１０および変調部３１１を設けている。
【００４５】
すなわち、アナログ処理部３００から出力されたベースバンド信号がＡ／Ｄ変換部３０１でデジタル信号に変換され、復調部３１０において、信号処理部１０２による変調処理に対応する復調処理を施される。復調部３１０で復調されたデジタル信号は、変調部３１１において、送信符号化処理を施されて再び変調される。変調部３１１で変調された信号は、Ｄ／Ａ変換部３０３でアナログ信号に変換される。このアナログ信号は、アナログ処理部３０４において、周波数ｆ3の信号に変換され、帯域制限および電力増幅など所定のアナログ信号処理を施され、重畳部２２１に供給される。
【００４６】
このように、本第２の変形例では、上述のように、アンテナ２１から出力された受信信号から一旦ベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号をＡ／Ｄ変換して復調し、その後、復調された信号に対して送信符号化処理を施し再び変調してＤ／Ａ変換しアナログ信号に戻して発電出力に重畳している。そのため、発電出力に重畳する信号の信頼性を向上させることができる。
【００４７】
（第１の実施形態の第３の変形例）
次に、本第１の実施形態の第３の変形例について説明する。図７（ｃ）は、本第３の変形例による無線処理部２２０ｃの一例の構成を示す。なお、図７（ｃ）において、上述した図７（ｂ）と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。図７（ｃ）に示されるように、本第３の変形例による無線処理部２２０ｃは、上述の第２の変形例による無線処理部２２０ｂに対して、復調部３１０と変調部３１１との間に、復号部３２０が追加されている。
【００４８】
すなわち、アナログ処理部３００から出力されたベースバンド信号がＡ／Ｄ変換部３０１でデジタル信号に変換され、復調部３１０において、信号処理部１０２による変調処理に対応する復調処理を施される。復調部３１０で復調されたデジタル信号は、復号部３２０で信号処理部１０２により符号化された誤り訂正符号を復号されて誤り訂正される。誤り訂正されたデジタル信号は、変調部３１１で所定の方式で以て再び変調され、Ｄ／Ａ変換部３０３でアナログ信号に変換される。このアナログ信号は、アナログ処理部３０４において、周波数ｆ3の信号に変換され、帯域制限および電力増幅など所定のアナログ信号処理を施され、重畳部２２１に供給される。
【００４９】
このように、本第３の変形例では、アンテナ２１から出力された受信信号に基づくデジタル信号に対して誤り訂正処理を施し、その後、再び変調処理などを施して発電出力に重畳するようにしている。そのため、発電出力に重畳する信号の信頼性を、より向上させることができる。
【００５０】
（第１の実施形態の第４の変形例）
次に、本第１の実施形態の第４の変形例について説明する。図７（ｄ）は、本第１の実施形態の第４の変形例による無線処理部２２０ｄの一例の構成を示す。なお、図７（ｄ）において、上述した図７（ｃ）と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。図７（ｄ）に示されるように、本第３の変形例による無線処理部２２０ｄは、上述の第３の変形例による無線処理部２２０ｃに対して、復号部３２０と変調部３１１との間に、プロトコル処理部３３０が追加されている。
【００５１】
すなわち、アナログ処理部３００から出力されたベースバンド信号がＡ／Ｄ変換部３０１でデジタル信号に変換され、復調部３１０において、信号処理部１０２による変調処理に対応する復調処理を施される。復調部３１０で復調されたデジタル信号は、復号部３２０で信号処理部１０２により符号化された誤り訂正符号を復号されて誤り訂正される。
【００５２】
プロトコル処理部３３０は、復号部３２０で誤り訂正されたデジタル信号に基づき所定のプロトコルに従い送信データを生成する。このとき、プロトコル処理部３３０は、送信システム１と受信システム２との間での放送に適用されるプロトコルとは異なるプロトコルに基づいて送信データを生成するようにしてもよい。プロトコルを変換することで、変換装置２３における処理をより柔軟に行うことが可能となる。
【００５３】
プロトコル処理部３３０で生成された送信データは、変調部３１１で所定の方式で以て再び変調され、Ｄ／Ａ変換部３０３でアナログ信号に変換される。このアナログ信号は、アナログ処理部３０４において、周波数ｆ3の信号に変換され、帯域制限および電力増幅など所定のアナログ信号処理を施され、重畳部２２１に供給される。
【００５４】
このように、本第４の変形例では、アンテナ２１から出力された受信信号に基づくデジタル信号に対して誤り訂正処理を施し、その後、プロトコル処理部３３０により所定のプロトコルに従い送信データを生成し、この送信データに対して再び変調処理などを施して発電出力に重畳するようにしている。そのため、発電出力に重畳する信号の信頼性を向上させることができると共に、発電出力から分離した信号に対する処理をより柔軟に行うことができる。
【００５５】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る通信システムについて説明する。なお、本第２の実施形態において、通信システムに含まれる送信システム１および受信システム２の構成は、上述した第１の実施形態による送信システム１および受信システム２の構成を略そのまま適用できるので、処理が共通する部分については、ここでの詳細な説明を省略する。
【００５６】
本第２の実施形態では、出力抑制通知を、既存の超広域の同報型無線システムを用いて送信することで、出力抑制通知の放送を行う。例えば、当該同報型無線システムの１情報周期に、格納する情報が定義されていない空き領域が存在する場合に、その空き領域に対して出力抑制通知を挿入する。
【００５７】
超広域の同報型無線システムとしては、所定周期で標準時刻情報を放送する、標準電波システムを適用することができる。標準電波システムは、原子時計を用いて正確な時間の情報を正確な周波数で以て放送するシステムである。
【００５８】
標準電波システムで放送される標準電波は、国内では、東北地方および九州地方の２箇所から、長波帯（それぞれ周波数が４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚ）の電波を用いて、時刻に関する情報としてタイムコードを常時送信している。標準電波により送信されるタイムコードは、通常時（毎時１５分、４５分以外）のタイムコードと、呼出符号送出時（毎時１５分、４５分）のタイムコードとがある。本第２の実施形態では、将来の拡張性のために格納する情報が定義されていない予備ビットが設けられている、通常時のタイムコードを用いて、出力抑制通知を放送する。
【００５９】
図９は、標準電波における通常時のタイムコードの１情報周期分の例を示す。タイムコードは、１周期の先頭マーカＭの時刻を、２進数を用いて符号化して表現される。ポジションマーカＰ０は、通常（非うるう秒時）は、５９秒の立ち上がりに対応し、ポジションマーカＰ１〜５は、それぞれ９秒、１９秒、２９秒、３９秒、４９秒の立ち上がりに対応する。時間情報は、先頭マーカＭの直後から、分、時、１月１日からの通算日、年（西暦下２桁）、曜日、うるう秒の順に送信される。マーカＭ、Ｐ０〜Ｐ５、ならびに、２進数の「０」および「１」は、パルス幅により識別される。図９は、「２００４年９２日（４月１日）１７時２５分木曜日、１ヶ月以内にうるう秒無し」の例を示していることが分かる。
【００６０】
通常時のタイムコードにおいて、ポジションマーカＰ４の前後の１ビット、合計２ビットが予備ビットとされている。出力抑制通知は、発電装置２４による発電出力を抑制するか否かを制御するための通知なので、少なくとも１ビットがあれば表現可能である。そこで、この２ビットの予備ビットのうち少なくとも一方を、出力抑制通知を示すビットに割り当てる。
【００６１】
一例として、図１および図２に示される通信装置１２を、標準電波の送信所における送信装置に対応させることができる。例えば、通信装置１２において、原子時計の出力がデータ生成部１０１に供給される。データ生成部１０１は、供給された原子時計の出力に基づき、図９に示すタイムコードを生成する。その際、データ生成部１０１は、制御装置１０からネットワーク１１を介して送信された出力抑制通知を、出力抑制制御部１００の制御により予備ビットの位置に挿入する。出力抑制通知は、タイムコードに対して１周期毎に挿入する。
【００６２】
なお、標準電波の受信およびタイムコードの解析は、一般家庭などでも用いられる電波時計用のモジュールなどで実行可能であり、入手および利用は容易である。例えば、図３に示した変換装置２３内の制御部２３３に対して電波時計用のモジュールの機能を持たせ、信号処理部２３２から供給された信号を解析して、通常時のタイムコードにおける予備ビットの位置の値を抽出する。制御部２３３は、抽出された値に従い変換部２３１を制御し、発電出力の出力抑制を行う。
【００６３】
また、上述したように、標準電波は、周波数が数１０ｋＨｚの長波帯を用いて送信される。一方、受信システム２において通信装置２２から変換装置２３に発電出力を伝送する電線に重畳するための信号の周波数は、数１０ｋＨｚから数１０ＭＨｚが適当であるとされている。そのため、図４を参照し、無線処理部２２０において、混合器２２４、発振器２２５およびローパスフィルタ（ＬＰＦ）２２６による周波数変換を行わなくてもよく、また、発振器２２５から出力される信号の周波数ｆ2を数１０ＭＨｚとして、生成された周波数ｆ3の信号を、重畳部２２１で発電出力に対して重畳してもよい。
【００６４】
このように、本第２の実施形態によれば、既存システムを用いて広範囲に出力抑制通知を放送でき、受信側の構成も既存システムによる構成を利用することができるため、各発電装置２４の発電出力の抑制制御を、より低コストで実現することができる。
【００６５】
（第２の実施形態の変形例）
次に、上述した第２の実施形態の変形例について説明する。上述の第２の実施形態では、標準電波のタイムコードに対して、１情報周期毎に出力抑制通知を挿入したが、これはこの例に限定されない。本第２の実施形態の変形例では、複数の情報周期分の予備ビットを用いて、出力抑制通知を送信するためのフォーマット（出力抑制通知フォーマットと呼ぶ）を定義し、当該出力抑制通知フォーマットに従い出力抑制通知を送信する。なお、ここでは、出力抑制通知は、発電出力の出力抑制の可否を示す情報と、当該情報に関連する情報とを含んで構成されるものとする。
【００６６】
図１０を用いて、出力抑制通知フォーマットの一例について説明する。図１０（ａ）に例示されるように、１情報周期内に２つの予備ビット５０0および５０1が含まれるものとする。図１０（ｂ）に示されるように、Ｍ／２情報周期（Ｍは１以上の整数）に含まれるＭ個の予備ビット５０0、５０1、５０2、…、５０M-1によるＭビットで、１制御周期のフレームを構成する（図１０（ｃ））。このフレームに対して所定ビット数毎にフィールドを割り当てて、各フィールドに対して、出力抑制通知を構成する各情報を格納する。
【００６７】
図１０（ｄ）の例では、出力抑制通知フォーマットとしてＨＤＬＣ(High-Level Data Link Control)のフレーム構造を適用させている。このように、既存のフレーム構造を用いることで、システムの開発コストなどを削減可能である。勿論、これに限らず、独自のフォーマットを用いてもよい。
【００６８】
図１０（ｄ）を参照して、３０情報周期分、ビット長６０ビットを１制御周期のフレームとして、先頭から８ビットずつ「フラグ」、「アドレス」、「コントロール」および「会社ＩＤ」を配し、次の１０ビットに「地域ＩＤ」を配する。「地域ＩＤ」の次の２ビットを出力抑制通知による「抑制指示」を配する。そして、最後に、１６ビットのビット長で誤り検出符号を配する。誤り検出符号としては、ＣＲＣ(Cyclic Redundancy Check)やチェックサムなどを用いることができる。
【００６９】
「フラグ」は、１制御周期の先頭を示す同期ビットであって、特定のビットパターンが用いられる。「アドレス」は、送信先のアドレスを示す。「コントロール」は、特定の機能の制御に用いることができる。「会社ＩＤ」は、例えば送信元の電力会社を識別する識別情報である。「地域ＩＤ」は、この出力抑制通知の通知対象となる地域を識別する識別情報である。「抑制指示」は、発電装置２４の発電出力の抑制制御を行うための情報であり、発電出力を抑制するか否かを示す。なお、これらのうち、「アドレス」および「コントロール」は、本第２の実施形態の変形例では省略することができる。
【００７０】
これらの情報は、送信システム１における制御装置１０で生成され、ネットワーク１１を介して通信装置１２に入力され、出力抑制制御部１００に供給される。出力抑制制御部１００は、上述した出力抑制通知フォーマットに従い、制御装置１０から供給された各情報から出力抑制通知を生成する。一方、データ生成部１０１は、供給された原子時計の出力に基づき、図９に示すタイムコードを生成する。このとき、出力抑制制御部１００は、生成された出力抑制通知を先頭から２ビットずつ取り出してデータ生成部１０１に渡す。データ生成部１０１は、渡された２ビットのデータを、タイムコードの予備ビットの位置に挿入する。
【００７１】
このように、多くの予備ビットを用いて出力抑制通知を送信することで、電力会社毎、地域毎などより細かな単位で発電出力の抑制制御を行うことができる。「アドレス」および「コントロール」をさらに用いることで、各受信システム２に対してそれぞれ出力抑制通知を送信するようにもできる。
【００７２】
上述の標準電波システムの例では、１情報周期が１分であるので、例えば受信システム２側では、制御部２３３において、タイムコードから予備ビットを抽出してレジスタなどに保持しておき、「フラグ」に示される同期ビットを検出する。検出された同期ビットから所定ビット数分（図１０（ｄ）の例では５２ビット）の予備ビットが抽出されレジスタに保持された時点で誤り検出符号を用いて誤り検出を行う。
【００７３】
誤りが検出されなければ、制御部２３３は、「会社ＩＤ」および「地域ＩＤ」に基づき自身が含まれる受信システム２が出力抑制対象であるか否かを判定する。なお、受信システム２は、自身の「会社ＩＤ」および「地域ＩＤ」を、予めＲＯＭ(Read Only Memory)などに記憶して保持しているものとする。制御部２３３は、当該受信システム２が受信した信号による出力抑制対象であると判定した場合に、抑制指示に従い変換部２３１を制御して、発電出力の抑制制御を行う。
【００７４】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。なお、本第３の実施形態において、通信システムに含まれる送信システム１および受信システム２の構成は、上述した第１の実施形態による送信システム１および受信システム２の構成を略そのまま適用できるので、処理が共通する部分については、ここでの詳細な説明を省略する。
【００７５】
本第３の実施形態では、出力抑制通知を、既存の広域無線システムを用いて送信することで、出力抑制通知の放送を行う。例えば、当該同報型無線システムの１情報周期に、格納される情報が定義されていない空き領域が存在する場合に、その空き領域に対して出力抑制通知を挿入する。
【００７６】
既存の広域無線システムとしては、携帯電話などの移動体端末による無線通信に用いられる通信システム（以下、移動体通信システムと呼ぶ）を用いることができる。このような移動体通信システムでは、所定の範囲を通信エリアとする基地局と、当該通信エリア内に存在する通信端末との間で無線通信が行われる。したがって、上述した図１を参照すると、基地局を送信システム１における通信装置１２とし、通信端末を受信システム２における通信装置２２として考えることができる。
【００７７】
図１１は、本第３の実施形態による、移動体通信システムを用いた通信システムの例を概略的に示す。なお、図１１において、上述の図１と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。送信システム１（図示しない）において、制御装置１０と通信装置１２、１２、…とがネットワーク１１を介して接続される（図１１では、煩雑さを避けるため一部の経路のみ記載している）。通信装置１２、１２、…は、それぞれ所定の通信エリア３０ａ、３０ｂ、…を有する基地局である。各通信エリア３０ａ、３０ｂ、…には、通信装置２２、変換装置２３および発電装置２４を含む受信システム２、２、…が存在する。なお、図１１において、通信エリア３０ａおよび３０ｂを通信エリア群Ａとし、通信エリア３０ｃおよび３０ｄを通信エリア群Ｂとする。
【００７８】
このような移動体通信システムでは、各端末装置が移動体端末であることを前提に、各端末装置が基地局の位置を示す位置情報を取得するために、基地局は、報知情報の放送を周期的に行っている。各端末装置は、最も近い基地局から発信された報知情報を受信して当該基地局の位置情報を取得し、端末装置が含まれる通信エリアを知ることができる。本第３の実施形態では、この報知情報に対して出力抑制通知を挿入して、各受信システム２に対して出力抑制通知を放送する。
【００７９】
図１２（ａ）は、移動体通信システムにおいて、例えば通信方式としてＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplex)などのマルチキャリア通信を用いた場合の信号の例を示す。縦軸は周波数、横軸は時間を表す。情報は、時間軸方向に区切られたフレームを単位として、周期的に放送される。報知情報４０は、各フレームにおいて、所定周波数および所定時間に送信される。出力抑制通知は、例えば値「１」で出力抑制を行うことを、値「０」で出力抑制を行わないことをそれぞれ示す１ビットの情報からなる。この出力抑制通知を、図１２（ｂ）に例示されるように、報知情報４０において格納する情報が定義されていない領域に挿入する。
【００８０】
例えば、通信装置１２において、図示されない制御部からのデータに基づき報知情報４０を生成する。このとき、データ生成部１０１は、制御装置１０からネットワーク１１を介して送信された出力抑制通知を、出力抑制制御部１００の制御により報知情報４０の所定位置に挿入する。出力抑制通知は、送信データの各フレーム毎に挿入する。また、出力抑制通知は、報知情報４０に限らず、例えばページングと称される呼出情報に挿入してもよい。
【００８１】
受信システム２側の処理は、一例として、通信装置２２の無線処理部２２０に対して、既存の携帯電話端末のモジュールの機能を持たせる。そして、基地局（通信装置１２）からの電波をアンテナ１３で受信して得られた受信信号に対して、携帯電話端末のモジュール機能により復調、復号などの処理を施し、デジタル信号を得る。このデジタル信号を、発電出力に重畳するために適した周波数の信号に変調して重畳部２２１に供給し、発電装置２４からの発電出力に重畳して変換装置２３に伝送する。これに限らず、デジタル信号から報知情報４０を抽出し、抽出された報知情報４０のみに対して変調など所定の処理を施して重畳部２２１にて発電出力に対して重畳してもよい。
【００８２】
変換装置２３では、分離部２３０により、発電出力に重畳された信号を取り出して信号処理部２３２に供給する。信号処理部２３２は、供給された信号に対して復調などの所定の処理を施してデジタル信号を生成し、このデジタル信号を制御部２３３に供給する。制御部２３３は、信号処理部２３２から供給されたデジタル信号から報知情報４０を抽出し、さらに、当該報知情報４０から出力抑制通知を取り出す。そして、取り出した出力抑制通知に従い変換部２３１を制御して、発電出力の出力抑制を行う。
【００８３】
なお、制御装置１０は、各通信装置１２（基地局）の通信エリア３０ａ、３０ｂ、…毎に出力抑制の制御を行うことができる。例えば、制御装置１０は、各通信装置１２、１２、…を識別する識別情報を出力抑制通知と共にネットワーク１１に対して送信する。各通信装置１２、１２、…は、ネットワーク１１を介して送信された出力抑制通知のうち、識別情報が自身と対応する出力抑制通知のみを受信し、報知情報４０を生成する。
【００８４】
また、制御装置１０は、上述したように、各通信装置１２（基地局）の通信エリア３０ａ、３０ｂ、…毎ではなく、複数の通信装置１２（基地局）の通信エリア毎に出力抑制を制御してもよい。図１１の例では、２つの通信エリア３０ａおよび３０ｂを含む通信エリア群Ａと、異なる２つの通信エリア３０ｃおよび３０ｄを含む通信エリア群Ｂとに対し、それぞれ出力抑制の制御が行われる。
【００８５】
このように、本第３の実施形態によれば、既存システムを用いて広範囲に出力抑制通知を放送でき、受信側の構成も既存システムの構成を利用することができるため、各発電装置２４の発電出力の抑制制御を、より低コストで実現することができる。
【００８６】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。なお、本第４の実施形態において、通信システムに含まれる送信システム１および受信システム２の構成は、上述した第１の実施形態による送信システム１および受信システム２の構成を略そのまま適用できるので、処理が共通する部分については、ここでの詳細な説明を省略する。
【００８７】
本第４の実施形態では、出力抑制通知を、既存のデジタル放送システムを用いて送信することで、出力抑制通知の放送を行う。例えば、出力抑制通知を所定の方式で変調してデジタル放送システムによる放送電波に対して重畳して放送する。このとき、出力抑制通知を変調した信号の信号電力を、既存の放送電波の信号電力に対して所定の比率以下として、既存システムによる放送電波の受信処理を妨げないようにする。
【００８８】
本第４の実施形態に適用可能な既存のデジタル放送システムとして、地上デジタル放送がある。地上デジタル放送は、番組の、所定の方式で圧縮符号化された映像データおよび音声データや、番組に付随するデータなどをＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を用いて変調および多重化して、放送電波として送信する。このとき、出力抑制通知を変調して、地上デジタル放送による放送電波に重畳して送信する。
【００８９】
図１３は、本第４の実施形態に適用可能な、送信システム１側の通信装置１２の一例の構成を示す。なお、図１３において、上述の図２と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。通信装置１２において、信号処理部１０２は、第１変調部２００、第２変調部２０１および加算器２０２を有する。この通信装置１２は、例えば、地上デジタル放送における送信設備（図示しない）の一部として構成できる。
【００９０】
図示されない放送局において、番組の映像データおよび画像データなどが所定の方式で圧縮符号化されて、番組に関連する付随データなどと共に多重化されて、プログラムストリームが生成される。このプログラムストリームは、トランスポートストリーム（ＴＳ）によるＴＳパケットに所定単位毎に詰め込まれて、他のチャンネルのプログラムストリームと多重化されてトランスポートストリームが生成される。このトランスポートストリームが通信装置１２に入力される。
【００９１】
通信装置１２に入力されたトランスポートストリームは、送信データとして、データ生成部１０１を介して第１変調部２００に供給される。第１変調部２００は、供給された送信データに対して誤り訂正符号化、参照信号の挿入、ならびに、変調などの所定の信号処理を行い、送信信号２１０を生成する。地上デジタル放送の場合、変調方式としては、マルチキャリア変調の一つであるＯＦＤＭが適用される。送信信号２１０は、加算器２０２に入力される。
【００９２】
なお、図１３において、送信信号２１０、ならびに、後述する放送信号２１１および出力抑制信号２１２は、それぞれ縦軸が信号強度Ｐ、横軸が周波数ｆを示す。
【００９３】
一方、制御装置１０は、出力抑制通知を生成してネットワーク１１を介して通信装置１２に送信する。通信装置１２に受信された出力抑制通知は、出力抑制制御部１００を介して第２変調部２０１に供給される。第２変調部２０１は、供給された出力抑制通知に対して、誤り訂正符号化、参照信号の挿入、ならびに、変調などの所定の信号処理を行い、出力抑制信号２１２を生成する。出力抑制信号２１２は、加算器２０２に入力され、送信信号２１０に対して重畳される。加算器２０２で送信信号２１０に出力抑制信号２１２が重畳された放送信号２１１は、無線処理部１０３で所定の処理を施され、アンテナ１３から放送電波として送信される。
【００９４】
ここで、図１３に例示されるように、第２変調部２０１は、出力抑制信号２１２を、単位周波数当たりの信号電力が、第１変調部２００が生成する送信信号２１０の単位周波数当たりの信号電力に対して所定の比率以下となるように生成する。例えば、出力抑制信号２１２の信号電力を、地上デジタル放送を受信するテレビジョン受像機における、放送信号２１１に対する復調、復号などの処理の妨げにならない程度の信号電力とする。
【００９５】
第２変調部２０１における所定の変調方式は、直接拡散方式に代表されるスペクトラム拡散方式が用いて好適である。受信システム２の通信装置２２において、無線処理部２２０は、スペクトラム拡散により周波数帯域に拡散された出力抑制信号２１２を逆拡散する。出力抑制信号２１２を逆拡散することで、当該出力抑制信号２１２の単位時間当たりの信号電力を、第１変調部２００で変調された送信信号２１０の単位時間当たりの信号電力よりも大きくすることができる。したがって、第２変調部２０１における変調の際に、出力抑制信号２１２の単位時間当たりの信号電力を、第１変調部２００により変調された送信信号２１０の単位時間当たりの信号電力に対して所定の比率以下とした場合であっても、出力抑制信号２１２を正しく抽出することができる。
【００９６】
このように、本第４の実施形態によれば、既存システムを用いて広範囲に出力抑制通知を放送でき、受信側の構成も既存システムの構成を利用することができるため、各発電装置２４の発電出力の抑制制御を、より低コストで実現することができる。
【００９７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９８】
１ 送信システム
２ 受信システム
１０ 制御装置
１１ ネットワーク
１２，２２ 通信装置
１３，２１ アンテナ
２３ 変換装置
２４ 発電装置
４０ 報知情報
１００ 出力抑制制御部
１０１ データ生成部
１０２ 信号処理部
１０３，２２０ 無線処理部
２２１ 重畳部
２３０ 分離部
２３１ 変換部
２３２ 信号処理部
２３３ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置の発電出力を予め定められた電圧に変換する変換装置と、
前記発電出力を制御するための制御情報が第１の周波数で放送された信号を受信し、受信した該信号の周波数を該第１の周波数から第２の周波数に変換し、周波数が該第２の周波数に変換された該信号を前記発電出力に重畳し、該信号を重畳した該発電出力を前記変換装置に供給する通信装置と
を備え、
前記変換装置は、
前記通信装置から供給された前記発電出力から、該発電出力に重畳された前記第２の周波数に変換された信号を分離して、該信号から前記制御情報を抽出する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記制御情報は、標準電波に規定される予備ビットの位置に挿入されて放送される
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記制御情報は、移動体端末と基地局との間で無線通信を行う移動体通信システムにおいて該基地局の位置を示す位置情報を報知するための報知情報に挿入されて放送される
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記制御情報は、単位周波数当たりの信号電力がデジタル放送システムによるデジタル放送信号の単位周波数当たりの信号電力に対して予め定められた比率以下となるように変調されて、該デジタル放送信号に重畳されて放送される
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項５】
発電装置の発電出力を制御するための制御情報が第１の周波数で放送された信号をアンテナにて受信した受信信号の周波数を、該第１の周波数から第２の周波数に変換する無線処理部と、
前記無線処理部で前記第２の周波数に変換された受信信号を発電装置の発電出力に重畳し、該受信信号が重畳された該発電出力を、発電装置の発電出力を予め定められた電圧に変換する変換装置に対して出力する重畳部と
を有する
ことを特徴とする通信装置。
【請求項６】
前記無線処理部は、
受信した信号の周波数を前記第２の周波数よりも低い第３の周波数に変換し、該第３の周波数の信号をデジタル信号に変換して復調し、復調された該デジタル信号を変調して該第３の周波数の信号に変換し、該信号の周波数を該第３の周波数から前記第２の周波数に変換し、
前記重畳部は、
前記無線処理部で周波数が前記第３の周波数から前記第２の周波数に変換された信号を前記発電出力に重畳する
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項１】
発電装置の発電出力を予め定められた電圧に変換する変換装置と、
前記発電出力を制御するための制御情報が第１の周波数で放送された信号を受信し、受信した該信号の周波数を該第１の周波数から第２の周波数に変換し、周波数が該第２の周波数に変換された該信号を前記発電出力に重畳し、該信号を重畳した該発電出力を前記変換装置に供給する通信装置と
を備え、
前記変換装置は、
前記通信装置から供給された前記発電出力から、該発電出力に重畳された前記第２の周波数に変換された信号を分離して、該信号から前記制御情報を抽出する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記制御情報は、標準電波に規定される予備ビットの位置に挿入されて放送される
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記制御情報は、移動体端末と基地局との間で無線通信を行う移動体通信システムにおいて該基地局の位置を示す位置情報を報知するための報知情報に挿入されて放送される
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記制御情報は、単位周波数当たりの信号電力がデジタル放送システムによるデジタル放送信号の単位周波数当たりの信号電力に対して予め定められた比率以下となるように変調されて、該デジタル放送信号に重畳されて放送される
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項５】
発電装置の発電出力を制御するための制御情報が第１の周波数で放送された信号をアンテナにて受信した受信信号の周波数を、該第１の周波数から第２の周波数に変換する無線処理部と、
前記無線処理部で前記第２の周波数に変換された受信信号を発電装置の発電出力に重畳し、該受信信号が重畳された該発電出力を、発電装置の発電出力を予め定められた電圧に変換する変換装置に対して出力する重畳部と
を有する
ことを特徴とする通信装置。
【請求項６】
前記無線処理部は、
受信した信号の周波数を前記第２の周波数よりも低い第３の周波数に変換し、該第３の周波数の信号をデジタル信号に変換して復調し、復調された該デジタル信号を変調して該第３の周波数の信号に変換し、該信号の周波数を該第３の周波数から前記第２の周波数に変換し、
前記重畳部は、
前記無線処理部で周波数が前記第３の周波数から前記第２の周波数に変換された信号を前記発電出力に重畳する
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２３８９４０（Ｐ２０１２−２３８９４０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０４９２８（Ｐ２０１１−１０４９２８）
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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