JP2005303631A

JP2005303631A - データ通信システム

Info

Publication number: JP2005303631A
Application number: JP2004115889A
Authority: JP
Inventors: Akira Yanagida; 曜柳田; Naoyuki Shiraishi; 直之白石; Atsushi Kawamura; 篤河村; Kozo Sugimoto; 晃三杉本
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2004-04-09
Filing date: 2004-04-09
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】水晶発振子やセラミック発振子の使用数を必要最小限に抑えつつ伝送品質の高いデータ通信システムを実現すること。
【解決手段】スレーブ装置２００は、マスタ装置１００から受信信号Ｒｘ_Ｓ中のプリアンブル等の信号に基づいて伝送データレートを検出し、自装置のクロック生成部２０９で生成したクロック信号ＣＬＫ_Ｓを伝送データレートに応じて分周し、マスタ装置１００の送信用キャリア信号Ｃ_Ｍと分周部２０７の出力信号との位相差に応じた電圧の信号を自装置のクロック生成部２０９に入力することにより、自装置のクロック生成部２０９の発振周波数ｆｓをマスタ装置１００のメインクロック発生部１０２の発振周波数ｆｍと一致させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、一つの送受信装置で生成した送信用キャリア信号に基づいて他の送受信装置の送信用キャリア信号を補正するようにしたデータ通信システムに関する。

一般に、マスタ側の送受信装置及び複数のスレーブ側の送受信装置が双方向で通信を行うデータ通信システムでは、図９に示すように、各送受信装置７−１〜７−４が各々水晶発振子またはセラミック発振子８を搭載し、各送受信装置７-1〜７-4が各々の発振子８の発振信号をメインクロックを用いて信号処理を行いデータ通信が行われる。水晶発振子やセラミック発振子は発振周波数の確度が高く温度依存性が小さいため、これらを各送受信装置のメインクロックに用い、発振周波数が互いに等しい発振子を各送受信装置７-1〜７-4に搭載することにより、通信部のソフトウェア処理を各送受信装置で共通化かつ簡略化しても、符号誤り率等が小さい伝送品質の高い通信を実現できる。

また一般に、単一のキャリア信号を用いた半二重通信方式のデータ通信システムでは、図９に示すように、各送受信装置７-1〜７-4が各々水晶発振子またはセラミック発振子８を搭載し、各送受信装置７-1〜７-4が各々の発振子８の発振信号をキャリア信号に用いることによりデータ通信が行われる。水晶発振子やセラミック発振子は発振周波数の確度が高く温度依存性が小さいため、これらをキャリア信号生成用の発振子に用い、発振周波数が互いに等しい発振子を各送受信装置７-1〜７-4に搭載することにより、符号誤り率等が小さい伝送品質の高い通信を実現できる。（特許文献１、２参照）
特開平１０−２７６１０５号公報特開平１０−２８５０２７号公報

しかし、水晶発振子やセラミック発振子は、ＬＣ発振回路やＲＣ発振回路などと比較して非常に高価であるため、送受信装置一台ずつにこのような高価な部品を搭載することによってデータ通信システムの全体的なコストが高くなるという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、水晶発振子やセラミック発振子の使用数を必要最小限に抑えつつ伝送品質の高いデータ通信システムを実現することにある。

前述した目的を達成するため、本発明に係るデータ通信システムは、
マスタ側の送受信装置及び複数のスレーブ側の送受信装置が双方向で通信を行うデータ通信システムにおいて、
マスタ側の送受信装置は、
周波数確度の高いメインクロック信号を生成するメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートでデータを生成する送信データ生成部と、
受信信号を受信し処理する信号処理部と、を持ち、
複数のスレーブ側の受信装置は、
受信信号を受信し信号処理する信号処理部と、
マスタ側の送受信装置からの受信信号に含まれるプリアンブル等の信号に基づいて当該受信信号の中のマスタ側のメインクロック周波数情報を読み取るＭＭＣ周波数情報検出部と、
マスタ側のメインクロック周波数情報を元に、自送受信装置のメインクロック周波数をマスタと同じ周波数に調整するための調整信号を生成するメインクロック調整部と、
自送受信装置のメインクロック周波数を前記メインクロック調整部からの調整信号に合わせて調整可能な、マスタ側のメインクロック生成部よりも周波数確度及び周波数安定度の低いメインクロック生成部と、
自送受信装置の前記クロック生成部によって生成されるメインクロック信号を定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートで送信データを生成する送信データ生成部と、
を有することを特徴としている。

また、前述した目的を達成するため、本発明に係るデータ通信システムは、
マスタ側の送受信装置及び複数のスレーブ側の送受信装置が、単一のキャリア信号を用いて変復調を行い、双方向で通信を行うデータ通信システムにおいて、
マスタ側の送受信装置は、
周波数確度の高いメインクロック信号を生成するメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートでデータを生成する送信データ生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を信号処理してキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記送信データ生成部及び前記キャリア信号生成部で生成された信号を変調する変調部と、
変調された受信信号を復調する復調部と、
復調された受信信号を信号処理する信号処理部と、を持ち、
複数のスレーブ側の受信装置は、
変調された受信信号を復調する復調部と、
復調された受信信号を信号処理する信号処理部と、
マスタ側の送受信装置からの受信信号に含まれるプリアンブル等の信号に基づいて当該受信信号の中のマスタ側のメインクロック周波数情報を読み取るＭＭＣ周波数情報検出部と、
マスタ側のメインクロック周波数情報を元に、自送受信装置のメインクロック周波数をマスタと同じ周波数に調整するための調整信号を生成するメインクロック調整部と、
自送受信装置のメインクロック周波数を前記メインクロック調整部からの調整信号に合わせて調整可能な、マスタ側のメインクロック生成部よりも周波数確度及び周波数安定度の低いメインクロック生成部と、
自送受信装置の前記クロック生成部によって生成されるクロック信号を定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートで送信データを生成する送信データ生成部と、
自送受信装置の前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を信号処理してキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記送信データ生成部及び前記キャリア信号生成部で生成された信号を変調する変調部と、
を有することを特徴としている。

また、前述した目的を達成するため、本発明に係るデータ通信システムは、
マスタ側の送受信装置及び複数のスレーブ側の送受信装置が、単一のキャリア信号を用いて変復調を行い、双方向で通信を行うデータ通信システムにおいて、
マスタ側の送受信装置は、
周波数確度の高いメインクロック信号を生成するメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートで送信データを生成する送信データ生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を信号処理してキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記送信データ生成部及び前記キャリア信号生成部で生成された信号を変調する変調部と、
変調された受信信号を復調する復調部と、
復調された受信信号を信号処理する信号処理部と、を持ち、
複数のスレーブ側の受信装置は、
変調された受信信号を復調する復調部と、
復調された受信信号を信号処理する信号処理部と、
自送受信装置のメインクロック生成部で生成されたメインクロック信号を定数Ｃに応じて分周する分周部と、
マスタ側の送受信装置からの受信信号と前記分周部の出力信号との位相差に応じた電圧信号を出力する位相差検出部と、
マスタ側の送受信装置からの受信信号の中から前記位相差検出部が検出可能な信号か検出不可能な信号かを読み取る信号検出部と、
前記位相差検出部から出力された電圧信号と前記信号検出部からの出力信号を元に、自送受信装置のメインクロック周波数をマスタと同じ周波数に調整するための調整信号を生成するメインクロック調整部と、
自送受信装置のメインクロック周波数を前記メインクロック調整部からの調整信号に合わせて調整可能な、マスタ側のメインクロック生成部よりも周波数確度及び周波数安定度の低いメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック周波数を定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートで送信データを生成する送信データ生成部と、
自送受信装置の前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を信号処理してキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記送信データ生成部及び前記キャリア信号生成部で生成された信号を変調する変調部と、
を有することを特徴と

上記のように構成されたデータ通信システムでは、各スレーブ装置は、自装置のメインクロック生成部で生成したクロック信号を定数Ｃに応じて分周し、マスタ装置から受信したプリアンブル信号と分周部の出力信号との位相差に応じた電圧の信号を自装置のメインクロック生成部に入力することにより、自装置のクロック生成部の発振周波数をマスタ装置のメインクロック発生部の発振周波数に一致させる。

また、前述した目的を達成するため、本発明に係るデータ通信システムは、
マスタ側の送受信装置及び複数のスレーブ側の送受信装置が、単一のキャリア信号を用いて変復調を行い、双方向で通信を行うデータ通信システムにおいて、
マスタの送受信装置は、
周波数確度の高いメインクロック信号を生成するメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートで送信データを生成する送信データ生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を信号処理してキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記送信データ生成部及び前記キャリア信号生成部で生成された信号を変調する変調部と、
変調された受信信号を復調する復調部と、
復調された受信信号を信号処理する信号処理部と、を持ち、
複数のスレーブ側の受信装置は、
変調された受信信号を復調する復調部と、
復調された受信信号を信号処理する信号処理部と、
マスタ側の送受信装置からの受信信号に含まれるプリアンブル等の信号に基づいて当該受信信号の１ビットの時間幅を検出するビット幅検出部と、
自送受信装置のメインクロック周波数がマスタ側の送受信装置と同じ周波数の場合に前記ビット幅検出部から出力される信号の１ビットの時間幅を記憶しておく基準ビット幅記憶部と、
前記ビット幅検出部により検出された時間幅と前記基準ビット幅記憶部に記憶されている時間幅とを比較するビット幅比較部と、
前記ビット幅比較部から出力された信号に基づいて、自送受信装置のメインクロック周波数をマスタと同じ周波数に調整するための調整信号を生成するメインクロック調整部と、
自送受信装置のメインクロック周波数を前記メインクロック調整部からの調整信号に合わせて調整可能な、マスタ側のメインクロック生成部よりも周波数確度及び周波数安定度の低いメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック周波数を定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートで送信データを生成する送信データ生成部と、
自送受信装置の前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を信号処理してキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記送信データ生成部及び前記キャリア信号生成部で生成された信号を変調する変調部と、
を有することを特徴としている。

上記のように構成されたデータ通信システムでは、各スレーブ装置が、マスタ装置からの受信信号に含まれるプリアンブル等の信号に基づいて当該受信信号の１ビット幅を検出し、その１ビット幅と予め記憶しておいた基準ビット幅との差分を無くすように自装置のメインクロック生成部への入力信号電圧を調整する。これにより、自装置のメインクロック信号とマスタ装置のクロック信号とのずれが抑制される。

本発明のデータ通信システムは、基準となるキャリア信号を生成するための水晶発振子またはセラミック発振子をマスタ装置が備えていれば、各スレーブ装置に搭載する発振手段としてＲＣ発振回路やＬＣ発振回路といった安価な発振回路を使用できるので、水晶発振子やセラミック発振子の使用数を必要最小限に抑えて低コストで実現できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明にかかるデータ通信システムの構成例を示す概念図であり、相互に通信可能に接続された複数（図示の例では４つ）の送受信装置１-1、１-2、１-3、１-4のうちの一つの送受信装置１-1がマスタ装置１００として機能し、他の装置がスレーブ装置２００として各々機能するシステム構成例を示している。このデータ通信システムは、電力線通信（ＰＬＣ(Power Line Communication)）を用いたＬＩＮ（Local Interconnect Network）プロトコルによる車載通信システムの一部を成すものであり、車載機器に電力を供給するための電力線２を信号伝送路に利用して、車載機器を制御するためのデータ通信を行う。ＬＩＮプロトコルによる通信では、フレームのヘッダ（ID- Field）の前に、プリアンブルとしてシンクフィールド（Synch-Field）およびシンクブレイク（Synch-Break）が送信される（図２参照）。

図３は本発明にかかるデータ通信システムにおけるマスタ装置とスレーブ装置の構成例を示すブロック図である。

マスタ装置１００は、水晶発振子１０１を内蔵したメインクロック生成部１０２を備えている。メインクロック生成部１０２は、水晶発振子１０１の発信信号をメインクロック信号ＣＬＫ_Ｍ（周波数ｆｍ）として出力する。メインクロック信号ＣＬＫ_Ｍは、データレート設定部１０４に入力される。データレート設定部１０４は、メインクロック信号ＣＬＫ_Ｍを定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定する。その設定値は送信データ生成部１０５に入力される。送信データ生成部１０５は、設定された伝送レートで送信データＴＸ_Ｍを生成する。送信データＴＸ_Ｍは電力線２に送出される。

一方、電力線２を介してスレーブ装置２００から送られてきた信号は信号処理部１０９に入力され信号処理される。

スレーブ装置２００は、可変容量ダイオードを用いたＲＣ発振回路またはＬＣ発振回路からなるＶＣＯをメインクロック生成部２０９として備えている。スレーブ装置２００では、電力線２を介して送られてきた信号Ｒｘ_Ｓが信号処理部２０３およびＭＭＣ周波数情報検出部２３０に入力される。信号処理部２０３は受信信号Ｒｘ_Ｓを処理する。尚、『ＭＭＣ』とは『マスタ装置に搭載のメインクロック』の略称である。

ＭＭＣ周波数情報検出部２３０は、マスタ装置１００からの受信信号Ｒｘ_Ｓに含まれるプリアンブル信号に基づいて当該受信信号Ｒｘ_Ｓの中のマスタ装置１００側のメインクロック周波数情報を読み取る。ここで読み取られたメインクロック周波数情報はメインクロック調整部２３１に渡される。

メインクロック調整部２３１は、マスタ装置１００側のメインクロック周波数情報を元に、スレーブ装置２００のメインクロック周波数ｆｓをマスタ装置１００と同じ周波数ｆｍに調整するための調整信号を生成する。生成された調整信号はメインクロック生成部２０９に送られる。

メインクロック生成部２０９は、自スレーブ装置２００のメインクロック周波数をメインクロック調整部２３１からの調整信号に合わせて調整しつつ、メインクロック信号ＣＬＫ_Ｓ（ｆｓ）を生成する。生成されたメインクロック信号ＣＬＫ_Ｓ（ｆｓ）はデータレート設定部２１０に送られる。

データレート設定部２１０は、メインクロック生成部２０９によって生成されるメインクロック信号ＣＬＫ_Ｓ（ｆｓ）を定数Ｃに応じて分周することにより送信データＴＸ_Ｓの伝送レートを設定する。その設定値は送信データ生成部２１２に渡される。

送信データ生成部２１２は、データレート設定部２１０で設定された伝送レートで送信データＴＸ_Ｓを生成する。送信データＴＸ_Ｓは電力線２を介してマスタ装置１００に送られる。

図４は本発明にかかるデータ通信システムにおけるマスタ装置とスレーブ装置の別の構成例を示すブロック図である。

マスタ装置１００は、水晶発振子１０１を内蔵したメインクロック生成部１０２を備えている。メインクロック生成部１０２は、水晶発振子１０１の発信信号をメインクロック信号ＣＬＫ_Ｍ（周波数ｆｍ）として出力する。メインクロック信号ＣＬＫ_Ｍは、データレート設定部１０４とキャリア信号生成部１０３とに入力される。データレート設定部１０４は、メインクロック信号ＣＬＫ_Ｍを定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定する。その設定値は送信データ生成部１０５に入力される。

キャリア信号生成部１０３は、メインクロック生成部１０１によって生成されるメインクロック信号ＣＬＫ_Ｍを信号処理してキャリア信号Ｃ_Ｍを生成する。送信データ生成部１０５は、データレート設定部１０４にて設定された伝送レートで送信データＴｘ_Ｍを生成する。送信データＴＸ_Ｍ及びキャリア信号Ｃ_Ｍは、変調部１０６に送られる。

変調部１０６は、キャリア信号Ｃ_Ｍを送信データＴｘ_Ｍに応じて変調する。変調部１０６の出力信号は帯域フィルタ１０７を通して電力線２に送出される。

一方、電力線２を介してスレーブ装置２００から送られてきた信号は、帯域フィルタ１０７を通して復調部１０８に入力される。復調部１０８で復調された受信信号は、信号処理部１０９に入力され信号処理される。

スレーブ装置２００は、可変容量ダイオードを用いたＲＣ発振回路またはＬＣ発振回路からなるＶＣＯをメインクロック生成部２０９として備えている。スレーブ装置２００では、電力線２を介して送られてきた信号が、帯域フィルタ２０１を通して復調部２０２に入力される。復調部２０２は、受信信号Ｒｘを復調する（図７参照）。復調された受信信号Ｒｘ_Ｓは、信号処理部２０３およびＭＭＣ周波数情報検出部２３０に入力される。信号処理部２０３は受信信号Ｒｘ_Ｓを処理する。

ＭＭＣ周波数情報検出部２３０は、マスタ装置１００からの受信信号Ｒｘ_Ｓに含まれるプリアンブル信号に基づいて当該受信信号Ｒｘ_Ｓの中のマスタ装置１００側のメインクロック周波数情報を読み取り、その情報をメインクロック調整部２３１に渡す。

メインクロック調整部２３１は、マスタ装置１００側のメインクロック周波数情報を元に、自装置のメインクロック周波数をマスタ装置１００と同じ周波数に調整するための調整信号を生成する。生成された調整信号はメインクロック生成部２０９に送られる。

メインクロック生成部２０９は、自スレーブ装置２００のメインクロック周波数ｆｓをメインクロック調整部２３１からの調整信号に合わせて調整しつつ、メインクロック信号ＣＬＫ_Ｓを生成する。生成されたメインクロック信号ＣＬＫ_Ｓはデータレート設定部２１０とキャリア信号生成部２１１とに送られる。

データレート設定部２１０は、メインクロック生成部２０９によって生成されるメインクロック信号ＣＬＫ_Ｓを定数Ｃに応じて分周することにより送信データＴＸ_Ｓの伝送レートを設定する。その設定値は送信データ生成部２１２に渡される。送信データ生成部２１２は、データレート設定部２１０で設定された伝送レートで送信データＴＸ_Ｓを生成する。キャリア信号生成部２１１は、メインクロック生成部２０９によって生成されるメインクロック信号ＣＬＫ_Ｓを信号処理してキャリア信号Ｃ_Ｓを生成する。送信データＴＸ_Ｓおよびキャリア信号Ｃ_Ｓは変調部２１３に送られる。

変調部２１３は、キャリア信号Ｃ_Ｍを送信データＴｘ_Ｍに応じて変調する。変調部２１３の出力信号は帯域フィルタ２０１を通して電力線２に送出される。

図５は本発明にかかるデータ通信システムにおけるマスタ装置とスレーブ装置のさらに別の構成例を示すブロック図である。

マスタ装置１００は、水晶発振子１０１を内蔵したメインクロック生成部１０２を備えている。メインクロック生成部１０２は、水晶発振子１０１の発信信号をメインクロック信号ＣＬＫ_Ｍ（周波数ｆｍ）として出力する。メインクロック信号ＣＬＫ_Ｍは、キャリア信号生成部１０３とデータレート設定部１０４とに入力される。キャリア信号生成部１０３は、メインクロック信号ＣＬＫ_Ｍを分周することにより所定周波数ｆｃのキャリア信号Ｃ_Ｍを生成する。

データレート設定部１０４は、メインクロック信号ＣＬＫ_Ｍを定数Ｃで分周する。その設定値は送信データ生成部１０５に入力される。

一方、電力線２を介してスレーブ装置２００から送られてきた信号は、帯域フィルタ１０７を通して復調部１０８に入力される。復調部１０８で復調された受信信号は、信号処理部１０９に入力され処理される。

スレーブ装置２００は、可変容量ダイオードを用いたＲＣ発振回路またはＬＣ発振回路からなるＶＣＯをメインクロック生成部２０９として備えている。スレーブ装置２００では、電力線２を介して送られてきた信号が、帯域フィルタ２０１を通して復調部２０２に入力される。復調部２０２は、受信信号Ｒｘを復調する（図７参照）。復調された受信信号Ｒｘ_Ｓは、信号処理部２０３、位相差検出部２０５、および信号検出部２０６に入力される。信号処理部２０３は受信信号Ｒｘ_Ｓを処理する。

位相差検出部２０５には、復調された受信信号Ｒｘ_Ｓとともに分周部２０７からの出力信号Ｓ0が入力される。位相差検出部２０５は、受信信号Ｒｘ_Ｓと分周部２０７からの出力信号Ｓ0との位相差に比例した電圧の信号（位相差信号）を出力する。位相差信号は、メインクロック調整部２０８に入力される。

信号検出部２０６は、復調された受信信号Ｒｘ_Ｓ中のシンクフィールドを解析することにより、マスタ装置１００からの受信信号の有無を検出する。マスタ装置１００からの受信信号有りと検出したら、その旨を示すマスタ信号検知信号をメインクロック調整部２０８に出力する。メインクロック調整部２０８は、マスタ信号検知信号が入力されない時は、位相差検出部２０５からの位相差信号をホールドして出力し続ける。その位相差信号がメインクロック生成部２０９に入力される。

メインクロック生成部２０９は、位相差信号の電圧に応じた周波数ｆｓのクロック信号ＣＬＫ_Ｓを出力する。クロック生成部２０９から出力されたクロック信号ＣＬＫ_Ｓは、分周部２０７とデータレート設定部２１０とキャリア信号生成部２１１とに入力される。

分周部２０７は、クロック生成部２０９からの周波数ｆｓのクロック信号ＣＬＫ_Ｓを定数Ｃで分周した出力信号Ｓ0を出力する。

上記のように、メインクロック生成部２０９により生成されたクロック信号ＣＬＫ_Ｓを、分周部２０７によって定数Ｃで分周し、その出力信号Ｓ0を位相差検出部２０５にフィードバックさせることにより、クロック生成部２０７により生成されるクロック信号ＣＬＫ_Ｓの周波数ｆｓがマスタ装置１００のメインクロック生成部１０２により生成されるクロック信号ＣＬＫ_Ｍの周波数ｆｍと一致するように調整される。

データレート設定部２１０は、メインクロック生成部２０９により生成されたクロック信号ＣＬＫ_Ｓを定数Ｃに応じて分周することによって、送信データレートを設定する。その設定値は送信データ生成部２１２に入力される。送信データ生成部２１２は、送信データＴｘ_Ｓを生成する。キャリア信号生成部２１１は、クロック信号ＣＬＫ_Ｓを分周することにより所定周波数ｆｃｓ（＝ｆｃｍ）のキャリア信号Ｃ_Ｓを生成する。キャリア信号Ｃ_Ｓおよび送信データＴｘ_Ｓは変調部２１３に送られる。変調部２１３は、キャリア信号Ｃ_Ｓを送信データＴｘ_Ｓに応じて変調する。変調部２１３の出力信号は帯域フィルタ２０１を通して電力線２に送出される。

スレーブ装置２００は、マスタ装置１００から受信信号Ｒｘ_Ｓ中のプリアンブル等の信号に基づいて伝送データレートを検出し、自装置のクロック生成部２０９で生成したクロック信号ＣＬＫ_Ｓを伝送データレートに応じて分周し、マスタ装置１００の送信用キャリア信号Ｃ_Ｍと分周部２０７の出力信号との位相差に応じた電圧の信号を自装置のクロック生成部２０９に入力することにより、自装置のクロック生成部２０９の発振周波数ｆｓをマスタ装置１００のメインクロック発生部１０２の発振周波数ｆｍと一致させる。

したがって、各スレーブ装置２００のメインクロック生成部２０９にＲＣ発振回路やＬＣ発振回路といった安価なものを使用しつつ、各スレーブ装置２００のクロック信号ＣＬＫ_Ｓを、高価な水晶振動子１０１を備えたマスタ装置１００のメインクロック信号ＣＬＫ_Ｍと一致させることができるので、全ての送受信装置に水晶振動子１０１を搭載した場合と同等に伝送品質の高いデータ通信システムを安価に実現できる。

図８は本発明にかかるデータ通信システムにおけるマスタ装置とスレーブ装置の別の構成例を示すブロック図である。図５に示したデータ通信システムとの違いはスレーブ装置２００の構成にある。

図８に示すデータ通信システムのスレーブ装置２００では、復調部２０２で復調された受信信号Ｒｘ_Ｓが、信号処理部２２０とビット幅検出部２２１とに入力される。信号処理部２２０は受信信号Ｒｘ_Ｓを処理する。

ビット幅検出部２２１は、マスタ装置１００からの受信信号Ｒｘ_Ｓ中の信号の立ち上がりと立ち下がりの間の時間をカウントすることにより受信信号Ｒｘ_Ｓの１ビット幅を検出する。ビット幅検出部２２１による検出値はビット幅比較部２２３に入力される。このときビット幅比較部２２３には、基準ビット幅記憶部２２２から読み出された値も同時に入力される。基準ビット幅記憶部２２２は、基準となる１ビット幅の値を予め記憶している。

ビット幅比較部２２３は、入力された両値を比較し、両値の差分に応じた信号を出力する。ビット幅比較部２２３の出力信号はメインクロック信号調整部２２４に入力される。メインクロック信号調整部２２４は、ビット幅比較部２２３からの信号に基づいて、前記差分を無くすようにメインクロック生成部２０９への入力信号電圧を調整する。メインクロック生成部２０９の動作および、メインクロック生成部２０９のクロック信号ＣＬＫ_Ｓを用いるデータレート設定部２１０、キャリア信号生成部２１１、送信データ生成部２１２等の動作は図５の場合と同様である。

このように、図８のデータ通信システムは、各スレーブ装置２００が、マスタ装置１００からの受信信号Ｒｘ_Ｓに含まれる信号に基づいて受信信号Ｒｘ_Ｓの１ビット幅を検出し、その１ビット幅と予め記憶しておいた基準ビット幅との差分を無くすように自装置のクロック生成部２０９への入力信号電圧を調整する。これにより、自装置のクロック信号ＣＬＫ_Ｓとマスタ装置１００のクロック信号ＣＬＫ_Ｓとのずれが抑制される。

各スレーブ装置２００のメインクロック信号調整処理は、実際の負荷制御等を行うデータ通信中に順次、調整を行うことが可能である。

図８のデータ通信システムの場合も、各スレーブ装置２００のクロック生成部２０９にＲＣ発振回路やＬＣ発振回路といった安価なものを使用しつつ、各スレーブ装置２００のクロック信号ＣＬＫ_Ｓを、高価な水晶振動子１０１を備えたマスタ装置１００のメインクロック信号ＣＬＫ_Ｍと一致させることができるので、全ての送受信装置に水晶振動子１０１を搭載した場合と同等に伝送品質の高いデータ通信システムを安価に実現できる。

尚、本発明は、前述した形態例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、前述した形態例における各構成要素の形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

上記の実施形態例では、ＰＬＣによるデータ通信システムを例にとり説明したが、専用の伝送線を用いたデータ通信システムにも本発明が適用できることはいうまでもない。また、使用する通信プロトコルもＬＩＮに限定されない。

本発明にかかるデータ通信システムの構成例を示す概念図である。ＬＩＮプロトコルによる通信におけるフレーム構成を示す図である。本発明にかかるデータ通信システムにおけるマスタ装置とスレーブ装置の構成例を示すブロック図である。本発明にかかるデータ通信システムにおけるマスタ装置とスレーブ装置の別の構成例を示すブロック図である。本発明にかかるデータ通信システムにおけるマスタ装置とスレーブ装置のさらに別の構成例を示すブロック図である。マスタ装置における変調処理に関する説明図である。スレーブ装置における復調処理に関する説明図である。本発明にかかるデータ通信システムにおけるマスタ装置とスレーブ装置のさらに別の構成例を示すブロック図である。従来のデータ通信システムの概念図である。

符号の説明

１-1、１-2、１-3、１-4 送受信装置
２電力線
１００マスタ装置
２００スレーブ装置
１０１水晶発振子
１０２メインクロック生成部
１０３キャリア信号生成部
１０４データレート設定部
１０５送信データ生成部
２０２復調部
２０３信号処理部
２０４データレート計測部
２０５位相差検出部
２０６信号検出部
２０７分周部
２０８メインクロック調整部
２０９メインクロック生成部
２１２送信データ生成部
２２０信号処理部
２２１ビット幅検出部
２２２基準ビット幅記憶部
２２４メインクロック信号調整部
２２３ビット幅比較部
２３０ＭＭＣ周波数情報検出部
２３１メインクロック調整部
ＣＬＫ_Ｍメインクロック信号
ＣＬＫ_Ｓクロック信号
Ｃ_Ｍキャリア信号
Ｃ_Ｓキャリア信号
Ｒｘ_Ｓ受信信号
Ｔｘ_Ｍ送信データ
Ｔｘ_Ｓ送信データ

Claims

マスタ側の送受信装置及び複数のスレーブ側の送受信装置が双方向で通信を行うデータ通信システムにおいて、
マスタ側の送受信装置は、
周波数確度の高いメインクロック信号を生成するメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートでデータを生成する送信データ生成部と、
受信信号を受信し処理する信号処理部と、を持ち、
複数のスレーブ側の受信装置は、
受信信号を受信し信号処理する信号処理部と、
マスタ側の送受信装置からの受信信号に含まれるプリアンブル等の信号に基づいて当該受信信号の中のマスタ側のメインクロック周波数情報を読み取るＭＭＣ周波数情報検出部と、
マスタ側のメインクロック周波数情報を元に、自送受信装置のメインクロック周波数をマスタと同じ周波数に調整するための調整信号を生成するメインクロック調整部と、
自送受信装置のメインクロック周波数を前記メインクロック調整部からの調整信号に合わせて調整可能な、マスタ側のメインクロック生成部よりも周波数確度及び周波数安定度の低いメインクロック生成部と、
自送受信装置の前記クロック生成部によって生成されるメインクロック信号を定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートで送信データを生成する送信データ生成部と、
を有することを特徴とするデータ通信システム。
マスタ側の送受信装置及び複数のスレーブ側の送受信装置が、単一のキャリア信号を用いて変復調を行い、双方向で通信を行うデータ通信システムにおいて、
マスタ側の送受信装置は、
周波数確度の高いメインクロック信号を生成するメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートでデータを生成する送信データ生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を信号処理してキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記送信データ生成部及び前記キャリア信号生成部で生成された信号を変調する変調部と、
変調された受信信号を復調する復調部と、
復調された受信信号を信号処理する信号処理部と、を持ち、
複数のスレーブ側の受信装置は、
変調された受信信号を復調する復調部と、
復調された受信信号を信号処理する信号処理部と、
プリアンブル信号を含むマスタ側の送受信装置からの受信信号に基づいて当該受信信号の中のマスタ側のメインクロック周波数情報を読み取るＭＭＣ周波数情報検出部と、
マスタ側のメインクロック周波数情報を元に、自送受信装置のメインクロック周波数をマスタと同じ周波数に調整するための調整信号を生成するメインクロック調整部と、
自送受信装置のメインクロック周波数を前記メインクロック調整部からの調整信号に合わせて調整可能な、マスタ側のメインクロック生成部よりも周波数確度及び周波数安定度の低いメインクロック生成部と、
自送受信装置の前記クロック生成部によって生成されるクロック信号を定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートで送信データを生成する送信データ生成部と、
自送受信装置の前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を信号処理してキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記送信データ生成部及び前記キャリア信号生成部で生成された信号を変調する変調部と、
を有することを特徴とするデータ通信システム。
マスタ側の送受信装置及び複数のスレーブ側の送受信装置が、単一のキャリア信号を用いて変復調を行い、双方向で通信を行うデータ通信システムにおいて、
マスタ側の送受信装置は、
周波数確度の高いメインクロック信号を生成するメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートで送信データを生成する送信データ生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を信号処理してキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記送信データ生成部及び前記キャリア信号生成部で生成された信号を変調する変調部と、
変調された受信信号を復調する復調部と、
復調された受信信号を信号処理する信号処理部と、を持ち、
複数のスレーブ側の受信装置は、
変調された受信信号を復調する復調部と、
復調された受信信号を信号処理する信号処理部と、
自送受信装置のメインクロック生成部で生成されたメインクロック信号を定数Ｃに応じて分周する分周部と、
マスタ側の送受信装置からの受信信号と前記分周部の出力信号との位相差に応じた電圧信号を出力する位相差検出部と、
マスタ側の送受信装置からの受信信号の中から前記位相差検出部が検出可能な信号か検出不可能な信号かを読み取る信号検出部と、
前記位相差検出部から出力された電圧信号と前記信号検出部からの出力信号を元に、自送受信装置のメインクロック周波数をマスタと同じ周波数に調整するための調整信号を生成するメインクロック調整部と、
自送受信装置のメインクロック周波数を前記メインクロック調整部からの調整信号に合わせて調整可能な、マスタ側のメインクロック生成部よりも周波数確度及び周波数安定度の低いメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック周波数を定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートで送信データを生成する送信データ生成部と、
自送受信装置の前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を信号処理してキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記送信データ生成部及び前記キャリア信号生成部で生成された信号を変調する変調部と、
を有することを特徴とするデータ通信システム。
マスタ側の送受信装置及び複数のスレーブ側の送受信装置が、単一のキャリア信号を用いて変復調を行い、双方向で通信を行うデータ通信システムにおいて、
マスタの送受信装置は、
周波数確度の高いメインクロック信号を生成するメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートで送信データを生成する送信データ生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を信号処理してキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記送信データ生成部及び前記キャリア信号生成部で生成された信号を変調する変調部と、
変調された受信信号を復調する復調部と、
復調された受信信号を信号処理する信号処理部と、を持ち、
複数のスレーブ側の受信装置は、
変調された受信信号を復調する復調部と、
復調された受信信号を信号処理する信号処理部と、
マスタ側の送受信装置からの受信信号に含まれるプリアンブル等の信号に基づいて当該受信信号の１ビットの時間幅を検出するビット幅検出部と、
自送受信装置のメインクロック周波数がマスタ側の送受信装置と同じ周波数の場合に前記ビット幅検出部から出力される信号の１ビットの時間幅を記憶しておく基準ビット幅記憶部と、
前記ビット幅検出部により検出された時間幅と前記基準ビット幅記憶部に記憶されている時間幅とを比較するビット幅比較部と、
前記ビット幅比較部から出力された信号に基づいて、自送受信装置のメインクロック周波数をマスタと同じ周波数に調整するための調整信号を生成するメインクロック調整部と、
自送受信装置のメインクロック周波数を前記メインクロック調整部からの調整信号に合わせて調整可能な、マスタ側のメインクロック生成部よりも周波数確度及び周波数安定度の低いメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック周波数を定数Ｃに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートで送信データを生成する送信データ生成部と、
自送受信装置の前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を信号処理してキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記送信データ生成部及び前記キャリア信号生成部で生成された信号を変調する変調部と、
を有することを特徴とするデータ通信システム。