JPH02117223A - 配電線搬送信号位相変復調方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は、配電線を信号伝送路として搬送される低周波
の搬送信号を位相変調し、復５稠する配電線搬送信号位
相変復調方式に関するものである。

〈発明の背景） 配電線を搬送信号の伝送路として使用する配電線搬送方
式としては、リップルコントロール方式及び電流信号伝
送方式があり、前者は、電源端である配電用変電所の母
線に電圧信号を重畳させ、情報ヲ伝送させる方式であり
、後者は、配電；ｊ”統の負荷側から電流信号として変
電所側へ情報を伝送させる方式である。

いずれも、配電線上の信号伝送特性の良好な１００〜６
００Ｈｚ程度の比較的低周波を搬送信号の周波数として
いる。

配電線搬送方式は、信号伝達率が安定していることから
広く用いられているが、配電線路には上記の比較的低周
波帯に商用周波の高調波電圧・電流が非常に大きいレベ
ルで存在し、信号に対する雑音となるので、この高調波
雑音を避けた狭帯域を信号伝送帯域として設定している
ため、搬送信号の伝送速度が１０〜２０ｂｐｓ程度に制
限される結果となっている。

これに対して、配電線搬送方式の適用対象である配電自
動化システムの機能が、近年急激に高度化してきており
、それに伴って伝送すべき情報量が増大していることか
ら、搬送信号の伝送速度の向上が求められている。

配電線搬送では、一般に２値の変調が行われているが、
前記のような限定された帯域内における信号伝送の高速
化の方法として、データ通信方式など一般の通信線搬送
で広く用いられている多値変調、即ち、変１凋の有意状
態数を通常の２値から多値とする方法があり、この多値
変調が採用できれば、従来と同一の帯域で信号伝送速度
の向上を図ることができる。

従来、配電線搬送では、低廉に装置を実現しやすいこと
から、変調方式として振幅変調方式や周波数偏移変調方
式が採用されてきたが、これらの変調方式のもとて多値
符号を配電線搬送に採用する場合に、次のような問題点
がある。

■　信号レベルを従来と同一とした場合、多値符号によ
る変調の各レベル間のレベル差は、２値符号に比して小
さくなるので、雑音に対する信頼性が低下する。

■　配電線路は一般の通信線と比較して、雑音レベル及
び変動が大きく、多値符号による変復調の信頼性が著し
く低下する場合がある。

従って、上述の多値化を行うのに最も適した変調方式は
位相変調方式であり、その理由は、多値化による誤り率
の増加度合が、振幅変調・周波数偏移変調と比較して小
さいからであるが、以下に述べる問題がある。

位相変調の復調方式としては、■受信信号中から位相基
準信号を生成し、それにより受信信号を復調する方式、
■単位変調区間分遅延させた信号を位相基準信号として
、受信信号を復調する方式（差動検波）の二つが一般に
用いられている。

■の復調方式は、受信信号中から位相基準信号を安定に
生成する必要がある点で、また、■の復調方式は、単位
変調区間分の信号遅延手段を必要とする点で、回路構成
が複雑となり、装置価格の上昇が避けられない。

このように、位相変調方式は変復調の回路構成が複雑で
、装置が高価になることから、従来は配電線搬送におけ
る変調方式として用いられることはなかった。

（発明の目的） 本発明の第一の目的は、上述した問題点を解決し、位相
変復調の回路構成を簡単で低廉なものにすることができ
、安定した信号伝送を実現することができる配電線搬送
信号位相変復調方式を提供することである。

本発明の第二の目的は、信号伝送速度を向上させること
ができ、しかも雑音に対する信頼性を確保することがで
きる配電線搬送信号位相変復調方式を提供することであ
る。

（発明の特徴） 本発明は、上記第一の目的を達成するために、搬送信号
周波数を配電線の商用周波の高調波或いは高調波の分周
によって得られる周波数に設定し、搬送信号の送信側及
び受信側の双方で、前記商用周波から前記搬送信号周波
数の位相基準信号を生成し、送信側では、情報に応じて
前記位相基準信号の位相を変えることにより位相変調を
行い、受信側では、前記位相基準信号を用いて受信した
搬送信号の復調を行い、以て、位相基準信号を簡易なフ
ィルタにより得られるようにすると共に、送信側と受信
側の位相基準信号の同期ずれを解消するようにしたこと
を特徴とする特 また、本発明は、」−記第二の目的を達成するために、
位相変調の有意状複が２相より多い多相変調を行う場合
に、搬送信号を同期スタート信号、変調有意状態数指定
信号及びデータ信号により形成し、送信側では、前記同
期スタート信号に続く前記変調有意状態数指定信号を、
前記データ信号の有意状態数を指定する２値符号により
２相変調し、前記変調有意状態数指定信号に続く前記デ
ータ信号を、前記変調有意状態数指定信号により指定さ
れた有意状態数の符号により位相変調し、受信側では、
前記同期スタート信号及び変調有意状態数指定信号を２
相復調し、前記データ信号を前記変調有意状置数指定信
号に従って復調し、送信側で、配電線路の状態に応じて
前記データ信号の有意状態数の指定を変更し、以て、配
電線路の雑音状態が良好を工場合には、変調の有意状態
数４多くして信号伝送速度を速くし、配電線路の雑音状
態が悪い場合には、変調の有意状態数を少なくし、て、
信号を常に安定に伝送するようにしたことを特徴とする
。

（発明の実施例） 第１図は本発明を実施する位相変復調方式の送信側回路
のブロック図である。

まず、送信データはそのスペクトルを制限するロールオ
フ・フィルタである送信フィルタ１によりろ波され、変
調回路２へ送られる。

パルス化回路３は商用周波から高調波を発生させ、高調
波生成フィルタ４で希望する周波数の高調波を生成する
。（高調波が偶数次の場合は、パルス化回路３のパルス
デューティを１対Ｉ以外のパルスデューティとする必要
がある）この高１ＪＭ波は、パルス化回路５で再度パル
ス化され、分周回路６で所定の搬送信号周波数のパルス
が（％）られる。

このようにして発生された搬送信号周波数パルスは、位
相基準信号フィルタ７により正弦波とびれ、これが位相
変調に用いる位相基【ψ信号となる３、なお、本方式に
おいても、通常搬送信号層１”ｉ　ｒｋは商用周波の高
、７＋、！１波間にとることから、パルス化回ｉ１′８
５、分周回路６及び位相基Ｌ＜！：信号フィルタ・７が
必すとなるが、３４１１行レベルの低い商用周波の（４
ｉ：数次高調波を搬送信号周波数とする場合は、これら
は必ずしも必・項ではない。

変１稠回路２は遅延回路であり、上述のようにして生成
された位相基準信号を、送信フィルタ１の出力である送
信データ信号に従って遅延させ、位相変調を行う。位相
変、Ｕ、Ｉ！された搬送信号は、帯域フィルタ８により
不要スペクトルを除去され、送信増幅器〔］により所定
の信号レベルに増幅されて、結合（０］路１０を介して
配電線に注入される。

第２図は本発明を実施する位を目安（Ｍ調力式の受信側
回路のブロック図である。

配電線から検出された（般送信号は、帯域フィルタ１１
によりろσにされ、キャリア検出回路１２により、搬送
信号の到達が検出される３゜パルス化回路１３、高調波
生成フィルタＩ４、パルス化回路Ｌ５、分周回路１６及
び位相基準信号フィルタ１７は、第１図の送信側回路と
全く同の回路であり、商用周波から復調用の位相基準信
号を生成する。

位相制御回路（遅延回路）１８は、キャリア検出回路１
２からの信号により起動された（Ｊｊ　（凋１１１１　
細口′ｔＰｒ１９の制御（１１号により、受信信号の初
頭で、受信信号の位相と位ｔｌ　、！ｉＫ・＜ｌｉ　ｆ
ａ号の位を目が所定の位相関係を持つように位相基準信
号を遅延させ、以後、信号の受信中その位を目関係を保
持する。

位相制御回路１８からの位相基準信号と帯域フィルタ１
１からの受信データ信号は、乗算回路２０により、乗算
検波され、受信フィルタ２１により波形゛整形されて、
復調制御回路１１］により受信データとして復調出力さ
れる。

本発明の方式は、以上のように、送信側及び受信側で、
本来共通である商用周波から生成した位相Ｊλ準イを号
を用いる方式であり、受信側で一度位相同期を行えば、
以後、安定した位相基べ（にょる復調を行うことができ
る。

そして、位相変復調の回路構成も簡易なフィルタにより
得ることができ、従って、配電線１般送方式において、
低順な費用で位相変調を採用することができる。

次に、」−述の位相変復調方式において、（ごぢ伝送速
度を向上させるために多相変調を行う場合に、変調を一
義的に多相化せず、配電線の雑音状態に応じて変調有意
状態数を変更することにより、常に信号伝送の信頼性を
確保する方法について説明る。

第３図は本発明による搬送信号の信号フォーマットの一
例を示す。

この搬送信号は、ガードビット３１．スタートビット３
２、変調有意状態数指定ビット３３及びデータビット３
４から成り、位相変調された信号である。

ガードビット３１は、受信側で信号の到達検出及び位相
基準信号の位相制御に用いられる信号であり、スタート
ビット３２は、以後の信号の復調に必要となる位相同期
を得るために用いられる信号である。ガードビット３１
とスタートビット３２が同期スタート信号を構成する。

本発明の特徴である変調有意状態数指定ビット３３は、
スタートビット３２に続いて、データ信号であるデータ
ビット３４の変調の有意状態数を指定する信号であり、
第３図の例では２ビツトが割り当てられる。例えば、変
調有意状態数指定ビット３３の２値信号が００であれば
、データビット３４の変調の有意状態数は２（２相変調
）、１０であれば有意状態数は４（４相変ｍ）　、ＯＬ
であれば８（８相変ＦＩＪＩ）というように予め指定さ
れる。

送信側、受信側ともに、これらの変調有意状態数指定ビ
ット３３までの三つの信号は、−ｉ的に２相の位相変ｔ
ｉ調を行う。

変調有意状態数指定ビット３３により指定されたデータ
ビット３４の変調の有意状態数は、データの送信側で、
配電線路に分布する雑音の状態に応じて２相、４相ある
いは８相に変更される。即ち、配電線路の状態が良好で
あれば多い有意状態数が指定され、配電線路の状態が不
良であれば少ない有意状態数が指定され、以後の送信デ
ータの変調はこの指定された有意状態数によって行われ
る。

受信側では、この変調有意状態数指定ビット３３の復調
結果に基づいて、以後のデータ信号の復調判別位相数（
変調有意状態数）を切り換える。

データビット３４は、変調有意状態数指定ビット３３に
より指定された有意状態数の符号により位相変調される
が、その場合の位相配列の一例を第４図に示す。

即ち、配電線路の状態が悪い場合は、同図（ａ）のよう
に２相で変調し、配電線路の状態が良好な場合は、同図
（ｂ）あるいは（ｃ）のように、４相あるいは８相の位
相変調が用いられる。

以上のように、第３図及び第４図に示した本発明によれ
ば、配電線の雑音状態に応じて、データ信号の伝送速度
を臨機に向上させることができ、データの伝送を安定的
に、且つ、効率的に行うことが可能となる。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項１の発明によれば、搬送信
号周波数を配電線の商用周波の高調波或いは高調波の分
周によって得られる周波数に設定し、搬送信号の送信側
及び受信側の双方で、前記商用周波からｎＱ記搬送信号
周波数の位相基準信号を生成し、送信側では、情報に応
じて前記位相基準信号の位相を変えることにより位相変
調を行い、受信側では、前記位相基準信号を用いて受信
した搬送信号の復調を行い、以て、位相基準信号を簡易
なフィルタにより得られるようにすると共に、送信側と
受信側の位相基準信号の同期ずれを解消するようにした
から、位相変復調の回路構成を簡単で低順なものにする
ことができ、安定した信号伝送を実現することができる
。

また、請求項２の発明によれば、位相変調の有意状態が
２相より多い多相変調を行う場合に、搬送信号を同期ス
タート信号、変調有意状態数指定信号及びデータ信号に
より形成し、送信側では、前記同期スタート信号に続く
前記変調有意状態数指定信号を、前記データ信号の有意
状態数を指定する２値符号により２相変調し、前記変調
有意状態数指定信号に続く前記データ信号を、前記変調
有意状態数指定信号により指定された有意状態数の符号
により位相変調し、受信側では、前記同期スタート信号
及び変調有意状態数指定信号を２相復調し、前記データ
信号を前記変調有意状態数指定信号に従って復調し、送
信側で、配電線路の状態に応じて変調の有意状態数の指
定を変更し、以て、配電線路の雑音状態が良好な場合に
は、変調の有意状態数を多くして信号伝送速度を速くし
、配電線路の雑音状態が悪い場合には、変調の有意状態
数を少なくして、信号を常に安定に伝送するようにした
から、信号伝送速度を向上させることができ、しかも雑
音に対する信頼性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する位相変復調方式の送信側回路
の一例を示すブロック図、？！２図は同じく受信側回路
の一例を示すブロック図、第３図は本発明に用いられる
（般送信号のフォーマットの一例を示す図、第４図は本
発明に用いられる搬送信号の変調の有意状襟数を変更し
た場合の位相変化状態の一例を示す図である。 ■９１．送信フィルタ、２０．、変調回路、３パルス化
回路、４００．高調波生成フィルタ、５００．パルス化
回路、６８０１分周回路、７１８１位相基準信号フィル
タ、８１１．帯域フィルタ、ｌ　１．　、　、帯域フィ
ルタ、１２１．　　キャリア検出フィルタ、１３．、、
パルス化回路、！４．．．高調波生成フィルタ、１５゜
０．パルス化回路、＋６．、、分周回路、１７．、、位
相基準信号フィルタ、１８．、、位相制御回路、１９１
０．復調制御回路、２０．、、乗算回路、２１０１．受
信フィルタ、３１．、、　　ガードピット、３２、、、
スタートビット、３３．、、変調有意数指定ビット、３
４．、、データビット。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）搬送信号周波数を配電線の商用周波の高調波或い
   は高調波の分周によって得られる周波数に設定し、搬送
   信号の送信側及び受信側の双方で、前記商用周波から前
   記搬送信号周波数の位相基準信号を生成し、送信側では
   、情報に応じて前記位相基準信号の位相を変えることに
   より搬送信号の位相変調を行い、受信側では、前記位相
   基準信号を用いて受信した搬送信号の復調を行うように
   した配電線搬送信号位相変復調方式。
2. （２）位相変調の有意状態が２相より多い多相変調を行
   う場合に、搬送信号を同期スタート信号、変調有意状態
   数指定信号及びデータ信号により形成し、送信側では、
   前記同期スタート信号に続く前記変調有意状態数指定信
   号を、前記データ信号の有意状態数を指定する２値符号
   により２相変調し、前記変調有意状態数指定信号に続く
   前記データ信号を、前記変調有意状態数指定信号により
   指定された有意状態数の符号により位相変調し、受信側
   では、前記同期スタート信号及び変調有意状態数指定信
   号を２相復調し、前記データ信号を前記変調有意状態数
   指定信号に従って復調し、送信側で、配電線路の状態に
   応じて前記データ信号の有意状態数の指定を変更するよ
   うにしたことを特徴とする請求項１記載の配電線搬送信
   号位相変復調方式。