JPH11205201A

JPH11205201A - 通信信号結合装置および方法

Info

Publication number: JPH11205201A
Application number: JP36551797A
Authority: JP
Inventors: Robin Paul Rickard; ロビン・ポール・リカード
Original assignee: Northern Telecom Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、３相線間で漏洩が生じる電力線
（位相線）の少なくとも２本の線から信号を受信し、そ
の受信信号を結合させて、通信信号の信号対ノイズ比が
増加するように制御する通信信号結合装置を提供する。【解決手段】通信信号結合装置は、少なくとも２本の
位相線の各々から、必要な信号の少なくとも１つの成分
を含んだ無線周波（ＲＦ）信号を受信する手段と、必要
な信号対（干渉＋ノイズ）比、すなわち、Ｓ／（Ｉ＋
Ｎ）比を大きくするように受信信号に重み付けをする手
段とから構成される。無線周波（ＲＦ）信号と電力線と
の結合は、重み付け装置（Ｗ_B、Ｗ_R、Ｗ_Y）および加算
器（４００）によって行われる。重み付けをすることに
よって受信信号の位相をシフトすると共に、振幅を変化
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力線から通信信
号を抽出し、および通信信号を電力線に印加する通信信
号結合装置および方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電力配電ネットワークまたは電力伝送ネ
ットワークを用いて、電気通信信号を伝送することは既
知である。ヨーロッパ特許出願番号ＷＯ９４／０９５７
２Ａ１（Norweb）においてそのような伝送ネットワーク
が開示されている。この方法で電気通信サービスを供給
するのは魅力的であり、特に、新しく電気通信ネットワ
ークを作るときに最も大きな費用、たとえば、各加入者
へケーブルを敷設する費用が大幅に削減される。既にあ
る電力配電ケーブルは、電気通信信号を送信するのに用
いる。

【０００３】図１は、電気通信信号を送信するように構
成された電力配電ネットワークの一例を示す。主電力線
は、１１ｋＶの送電線１０５から伝送ネットワークに入
り、サブステーション１００はその電圧を４１５Ｖに変
圧し、この変圧された電圧がケーブル１２０を通じて加
入者Ｓ１、Ｓ２およびＳ３に供給される。基地局ＢＳ
は、印加点１１０において、音声信号やデータ信号など
の通信信号ＶＢを配電ケーブル１２０に結合する。加入
者の家屋内Ｓ１、Ｓ２およびＳ３で、電気通信信号は無
線周波キャリアを用いてケーブル上を受送信装置ＴＲＸ
へ伝搬される。上り方向では、通信信号は加入者の送受
信装置ＴＲＸから基地局へ送信される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】電気配電ケーブルを用
いて無線周波（ＲＦ）信号を送信する問題の１つは、ケ
ーブル構造に起因する。ケーブルの中心部は３相を形成
する３本の電力線（以下、位相線ともいう）から構成さ
れており、各位相線は３相電力のうち１つを送電する。
無線周波数では、各位相線間に存在するキャパシタンス
のために、ある位相線から来た信号が隣接した他の位相
線に漏洩し、または結合する。ＲＦ信号が結合するプロ
セスで、位相シフトが起きる。従って、通信信号が位相
線上を伝搬した後は、各線上の通信信号の成分はもはや
同相にならず、異なった位相と振幅を有するようにな
る。このために、受信装置において問題が生じる。

【０００５】電力線を用いて電気通信信号を伝送する場
合のもう１つの問題は、電力線に接続された電気装置か
らの干渉によるものである。電力線上の熱ノイズは通常
広帯域干渉のような干渉を生じさせる他のソースよりか
なり低いレベルにある。通信信号を伝送するのに使用さ
れるＲＦキャリアと同じ周波数を占有し、さらに必要な
信号を劣化させるに十分なレベルの広帯域干渉は周期的
に発生する。干渉信号は必要なＲＦ信号と共にネットワ
ーク上を伝搬し、基地局受信機の信号対干渉比を減少さ
せる。他に干渉のソースとなるのは、家庭電気装置、特
にモータを有する電気装置、電気機械を用いる工場、街
灯、その他道路上の設備などである。さらに、無線送信
機などの外部ソースからの放出がネットワークによって
拾われる場合もある。配電ネットワークの一部が架空線
を用いている場合は特に外部ソースが問題となる。

【０００６】ヨーロッパ特許出願番号ＥＰ００６３２９
６（ウエスティングハウス）は遠隔装置を有した３相電
力配電ネットワーク用の通信システムを開示しており、
ネット中の遠隔装置は３つの受信前端と、各線から受信
した３つの受信信号を独立して再構成する復調器を有し
ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面によ
ると、線間で信号の漏洩が起きるように構成される電力
線中の無線周波（ＲＦ）キャリヤによって運ばれる通信
信号を抽出する通信信号結合装置は、少なくとも２本の
位相線の各々から必要な信号の少なくとも１つの成分を
含んだ無線周波（ＲＦ）信号を受信する手段と、必要な
信号対（干渉＋ノイズ）比、すなわち、Ｓ／（Ｉ＋Ｎ）
比を大きくするように受信信号に重み付けをする手段と
を備える。

【０００８】好ましくは、通信信号結合装置は、重み付
け手段の出力に結合され必要な信号対（干渉＋ノイズ）
比を示す重み付けされた信号量を測定する測定ユニット
と、前記測定ユニットに結合され、重み付け手段を制御
することによって、測定量の値を増加させる制御手段と
をさらに含むように構成される。

【０００９】好ましくは、通信信号結合装置の重み付け
手段は、受信信号に同相の重み付けをする重み付け手段
と、重み付けされた信号を加算する加算器とをさらに含
むように構成される。また、通信信号結合装置の重み付
け手段は、さらに受信信号の振幅出力を調整できるよう
に構成される。

【００１０】通信信号結合装置の制御手段は、反復技術
を実行し、それによって重み付け手段で摂動が行われる
ように構成される。

【００１１】通信信号結合装置の測定ユニットは、重み
付けされた信号のビット誤り率を測定する。必要な信号
が存在しないときには、重み付けされた信号の所定の期
間、測定を行い、必要な信号のキャリアは存在するが変
調信号が存在しないときは、重み付けされた信号の所定
の期間、測定を行い、さらに、テスト信号が信号中に存
在するときは、その期間、測定を行うように構成され
る。

【００１２】通信信号結合装置の重み付け手段は、複数
の期間のそれぞれにおいて、異なった方法で受信信号に
重み付けを行うように構成される。その各期間は、タイ
ムシェアリング・キャリア周波数上のタイムスロットに
対応するように構成される。

【００１３】通信信号結合装置の重み付け手段は、電力
線に結合された特定の加入者からの信号に重み付けする
ための設定を記憶するように構成される。

【００１４】通信信号結合装置の通信信号結合装置は、
通信信号を少なくとも２本の位相線に印加するように構
成される。

【００１５】通信信号結合装置は、重み付け手段に結合
され干渉を受信するように動作するアンテナを含むよう
に構成される。

【００１６】本発明の第２の側面によると、信号の漏洩
が位相線間で生じるような電力線に通信信号を印加し、
少なくとも１本の電力線には加入者が結合された通信信
号結合装置は、通信信号を分割する分割手段と、少なく
とも２本の電力線の各々に分割信号を印加する手段とか
ら構成され、分割手段は、加入者端末の受信機におい
て、各分割信号に重み付けをし、信号対（干渉＋ノイ
ズ）比を増加させるように構成される。

【００１７】通信信号結合装置の分割手段は、加入者端
末での測定に応答するように構成される。

【００１８】本発明の第３の側面によると、線間で信号
の漏洩が起きるように構成される電力線中の無線周波
（ＲＦ）キャリヤによって運ばれる通信信号を抽出する
方法は、少なくとも２本の位相線の各々から、必要な信
号の少なくとも１つの成分を含んだ無線周波（ＲＦ）信
号を受信するステップと、受信信号に重み付けをするス
テップとを備える。

【００１９】本発明の第４の側面によると、信号の漏洩
が位相線間で生じるような電力線に通信信号を印加し、
少なくとも１本の電力線には加入者が結合された通信信
号結合方法は、通信信号を分割する分割方法と、少なく
とも２本の電力線の各々に分割信号を印加する方法とか
ら構成され、前記分割方法は、加入者端末の受信機にお
いて、各分割信号に重み付けをする。

【００２０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図２は、本発明の
実施の形態１のネットワークを示す図である。サブステ
ーション１００は、青色、赤色、黄色の３本の位相線を
有する４１５Ｖの３相ネットワークを介して加入者Ｓ
１、Ｓ２に電気を配電する。ここでは、４１５Ｖの３相
電力配電線を例にとって説明するが、他の数の位相線を
有するネットワーク、または他の供給電圧で動作するネ
ットワークにも応用できることは明らかである。加入者
は、単相電力供給（２４０Ｖ）、または３相電力供給
（４１５Ｖ）を受電する。家庭の加入者は通常、単相電
力供給を受ける。道路沿いの加入者は、異なった位相線
に接続されている。図２において、加入者Ｓ１は赤色の
位相線に接続されており、加入者Ｓ２は黄色の位相線に
接続されている。こうすることによって、ネットワーク
の負荷を３相配分することができる。

【００２１】各加入者は、支線２１０によって配電ケー
ブル１２０に結合される。電力は加入者の家屋内にある
内部配線を介して電気装置に給電される。

【００２２】下りの方向では、通常サブステーション１
００の付近で、電気通信信号が配電ケーブル１２０に印
加され、上述の電力供給法と同様に、ケーブル１２０上
を伝搬し、加入者Ｓ１、Ｓ２に届く。加入者家屋内にあ
るネットワーク調整ユニット２００では、ハイパスフィ
ルタが主電力から高周波電気通信信号を濾波し、濾波さ
れた信号が通信用送受信機ＴＲＸへ供給される。２方向
通信では、電気通信信号は通信用送受信機ＴＲＸから基
地局ＢＳにも送られる。

【００２３】加入者の家屋内にある電気装置２２０は干
渉を生じ、その干渉は上りの方向に流れ、基地局へ向か
う。ネットワーク調整ユニット２００は高周波干渉を減
衰させるフィルタの役目をするため、加入者の家屋内で
生じた干渉をいくらか取り除くが、この減衰は不十分で
ある場合もある。街灯など他の電気装置２４０がケーブ
ル１２０に接続されていて干渉を生じ、その干渉が基地
局に向かってケーブル１２０上を伝搬する場合もある。

【００２４】図３において、絶縁された赤色、青色、黄
色の位相線を有した３相電力ケーブルの一例を断面図で
示す。外周部３００は接地されており、中性点として動
作する。無線周波数では、相互キャパシタンスＣ₁、
Ｃ₂、Ｃ₃はケーブル中の３本の位相線の間に存在する。
このキャパシタンスのために、１本の位相線のＲＦ信号
は他の位相線と結合し、他の位相線上に干渉信号として
現れる。このようにして、必要な電気通信信号と不要な
干渉の双方が結合される。たとえば、青色の位相線に接
続されている電気装置２４０（図２参照）から生じた干
渉信号は、ケーブル中で赤色および黄色の位相線に結合
される。位相線の結合は送電周波数、ケーブルの長さ、
ケーブルの種類、その他、接続に関する詳細によって異
なる。位相線間の結合は、第１の位相線上にある元の信
号と、第２の位相線上に誘起された信号の間の振幅関係
および位相関係に影響を与える。

【００２５】従って、上り経路では、基地局ＢＳは各位
相線から種々の大きさの必要な通信信号成分を受信す
る。また、ネットワーク上に干渉が存在する場合、基地
局は各位相線から種々の大きさの干渉信号成分を受信す
る。

【００２６】図４において、干渉がない場合の上り経路
における典型的なケースを示す。加入者Ｓ１は赤い位相
線に接続されている。信号３１０は赤い位相線上を伝搬
する。赤色の位相線と隣接した線との結合（漏洩）は、
青色の線上に示される信号３１１と、黄色の線上に示さ
れる信号３１２のようになる。赤色の線上にある信号３
１０に対して、青色の線上にある信号はφ₁゜の位相シ
フトを有しており、黄色の線上にある信号はφ₂゜の位
相シフトを有している。基地局で単に赤色、青色、黄色
の線上の信号を加算しても、青色の線と黄色の線にある
信号を完全に利用することができず、信号対ノイズ比を
悪化させる傾向にある。通常、３本の線上の信号間では
０゜から９０゜の位相シフトが存在する。隣接した線上
で信号が逆相を有している場合もあり、この場合に、単
に信号を加算すると必要な信号がひどく劣化してしまっ
たり、必要な信号をキャンセルしてしまう場合さえあ
る。これは、２本の線に接続される終端が異なる場合に
生じる。例えば、図４において、加入者Ｓ１を接続する
サービス・ケーブルの接続点３３０での不整合のため
に、赤色の線における送信は、青色と黄色の線上の信号
に位相シフトを生じている。

【００２７】実施の形態１においては、一組の受信信号
を位相シフトし、同相になるようにすることによって受
信信号電力を最大にすることができる。例えば、図４の
場合では青色および黄色の線の位相をそれぞれ−φ₁゜
および−φ₂゜シフトする必要がある。

【００２８】図５〜７において、線上に干渉信号が存在
する場合の、上り経路における３つの典型的なケースを
示す。これらの例では、干渉をキャンセルし、同時に必
要な信号を残すような重み付け（例えば、各線用の位相
シフトおよび／または振幅の重み付け）を行っている。
受信機で用いられている適応アルゴリズムは信号対（干
渉＋ノイズ）比、すなわち、Ｓ／（Ｉ＋Ｎ）を最大にす
るよう、自動的に最適な解決を行う。

【００２９】図５は、必要な信号と干渉信号が異なった
位相線上に生じている場合を示す。赤色の線上でみる
と、必要な信号「３Ａ」は、赤色の線に結合されている
加入者Ｓ１から送信され、干渉信号「２Ｂ」は、黄色の
線に結合されている加入者Ｓ２から生じる。青色の線上
でみると、干渉信号「Ａ」は、赤色の線に結合されてい
る加入者Ｓ１から送信され、干渉信号「２Ｂ」は、黄色
の線に結合されている加入者Ｓ２から生じる。黄色の線
上でみると、必要な信号「４Ｂ」は、黄色の線に結合さ
れている加入者Ｓ２から生じ、干渉信号「Ａ」は、赤色
の線に結合されている加入者Ｓ１から送信される。信号
がケーブル１２０に沿って基地局ＢＳに伝搬した後の信
号強度は以下のようになる。青色の線：Ａ＋２Ｂ赤色の線：３Ａ＋２Ｂ黄色の線：Ａ＋４Ｂ

【００３０】３相電力線では、位相線が相互に結合され
ているため、赤色の線上の必要な信号の一部が黄色およ
び青色の線上へ誘起され、同様に、黄色の線上の必要な
信号の一部が赤色および青色の線上へ誘起される。ここ
では、説明を明確にするため、各位相線上の信号成分は
同相であるとしているが、この装置は位相線上の信号成
分の位相がどのような関係にあっても動作できる。

【００３１】黄色の線上にある信号の重み付けされた部
分と赤色の線上の信号とを組み合わせる、つまり赤色の
線上の信号から黄色の線上の信号の１／２を差し引くこ
とによって、すなわち、（３Ａ＋２Ｂ）−（Ａ＋４Ｂ）
／２＝２．５Ａ＋０Ｂのように、干渉信号がキャンセル
された状態が得られ、従って、信号対干渉比を最大にす
ることができる。この例では、黄色の線の振幅の重み付
けは１／２であり、位相の重み付けはゼロである。

【００３２】図６は、必要な信号と干渉信号が、同じ位
相線に結合された異なる加入者から生じている場合を示
す。赤色の線上でみると、必要な信号「３Ａ」は、赤色
の線に結合されている加入者Ｓ１から送信され、一方、
必要な信号「３Ｃ」は、赤色の線に結合されている他の
加入者Ｓ３から生じる。青色の線上でみると、干渉信号
「Ａ」は、赤色の線に結合されている加入者Ｓ１から送
信され、干渉信号「２Ｃ」は、赤色の線に結合されてい
る加入者Ｓ３から生じる。黄色の線上でみると、干渉信
号「Ａ」は、赤色の線に結合されている加入者Ｓ１から
生じ、一方、干渉信号「２Ｃ」は、赤色の線に結合され
ている他の加入者Ｓ３から送信される。信号がケーブル
１２０に沿って基地局ＢＳに伝搬した後の信号強度は以
下のようになる。青色の線：Ａ＋２Ｃ赤色の線：３Ａ＋３Ｃ黄色の線：Ａ＋２Ｃ

【００３３】３相電力線では、位相線が相互に結合され
ているため、赤色の線上の必要な信号の一部が黄色およ
び青色の線上へ誘起される。ここでは、説明を明確にす
るため、各位相線上の信号成分は同相であるとしている
が、この装置は位相線上の信号成分の位相がどのような
関係にあっても動作できる。

【００３４】黄色の線上にある信号の重み付けされた部
分と赤色の線上の信号とを組み合わせる、つまり赤色の
線上の信号から黄色の線上の信号の３／２を差し引くこ
とによって、すなわち、（３Ａ＋３Ｃ）−３（Ａ＋２
Ｃ）／２＝１．５Ａ＋０Ｃのように、干渉信号がキャン
セルされた状態が得られ、従って信号対干渉比を最大に
することができる。青色の線の振幅の重み付けは３／２
であり、位相の重み付けはゼロである。

【００３５】図７は、必要な信号は位相線の１本に結合
された加入者から送信され、外部から干渉信号が誘起さ
れた場合を示す。上記の場合と同様に、赤色の線上でみ
ると、必要な信号「３Ａ」は、赤色の線に結合されてい
る加入者Ｓ１から送信され、干渉信号「Ｄ」は、無線送
信器などのネットワーク外部の装置から生じる。青色の
線上でみると、干渉信号「Ａ」は、赤色の線に結合され
ている加入者Ｓ１から送信され、干渉信号「Ｄ」は、無
線送信器などのネットワーク外部の装置から生じる。ま
た、黄色の線上でみると、干渉信号「Ａ」は、赤色の線
に結合されている加入者Ｓ１から送信され、干渉信号
「Ｄ」は、無線送信器などのネットワーク外部の装置か
ら生じる。信号がケーブル１２０に沿って基地局ＢＳに
伝搬した後の信号強度は以下のようになる。青色の線：Ａ＋Ｄ赤色の線：３Ａ＋Ｄ黄色の線：Ａ＋Ｄ

【００３６】３相電力線では、位相線が相互に結合され
ているため、赤色の線上の必要な信号の一部および無線
送信器などのネットワーク外部の装置が黄色および青色
の線上へ誘起される。ここでは、説明を明確にするた
め、各位相線上の信号成分は同相であるとしているが、
この装置は位相線上の信号成分の位相がどのような関係
にあっても動作できる。

【００３７】黄色の線および青色の線上にある信号の重
み付けされた部分と赤色の線上の信号とを組み合わせ
る、つまり赤色の線上の信号から黄色の線上の信号を差
し引くことによって、すなわち、（３Ａ＋Ｄ）−（Ａ＋
Ｄ）＝２Ａ＋０Ｄのように、干渉信号がキャンセルされ
た状態が得られ、従って信号対干渉比を最大にすること
ができる。この場合は、黄色の線の振幅の重み付けは１
であり、位相の重み付けはゼロである。一方、この例で
は、青色の線および黄色の線の成分をそれぞれ１／２関
数で重み付けし引き算をすることにより、すなわち、
（３Ａ＋Ｄ）−（Ａ＋Ｄ）／２−（Ａ＋Ｄ）／２＝２Ａ
＋０Ｄのような演算をすることによって、ノイズを最低
限にすることもできる。この場合は、青色および黄色の
線の振幅の重み付けは１／２であり、位相の重み付けは
ゼロである。

【００３８】架空線は、地中線に比べて無線信号を拾い
やすい。この理由の１つに、架空線が遮蔽されていない
ことがあげられる。このような場合、アンテナから生じ
る干渉信号のサンプルとケーブルの位相線上にある１つ
以上の信号を組み合わせて、干渉をキャンセルできる。

【００３９】図８は、以上に述べた最適な信号組み合わ
せ装置を示す。加算器４００は３つの入力端子を有して
おり、各位相線からの信号をそれぞれ受信する。各入力
と加算器の間には重み付け装置Ｗ_B、Ｗ_R、Ｗ_Yが挿入さ
れている。重み付け装置の制御量は固定でもよく、マイ
クロプロセッサ４３０で制御するようにしてもよい。重
み付けはＲＦ信号に応じて行われる。加算器４００は３
つの入力の和を出力する。その出力は、スプリッタ４１
０において出力信号とフィードバック信号に分岐され
る。フィードバック信号は測定ユニット４２０に供給さ
れる。測定ユニットは、信号対（干渉＋ノイズ）比、す
なわち、Ｓ／（Ｉ＋Ｎ）を示す信号の量を測定する。測
定された信号とＳ／（Ｉ＋Ｎ）の関係は線形である必要
はない。

【００４０】測定ユニット４２０の出力はマイクロプロ
セッサ４３０に送られ、マイクロプロセッサ４３０で
は、Ｓ／（Ｉ＋Ｎ）を最大にする最適な重み付け値を設
定するアルゴリズムを実行する。測定ユニット４２０
は、ディジタル信号では、以下の方法のうち１つを用い
て、Ｓ／（Ｉ＋Ｎ）の量を測定する。（ｉ）誤り検出コードを用いてビット誤り率（ＢＥＲ）
を測定する。（ｉｉ）アイ波形上のアイパターンを測定する。ディジ
タル変調形式では、信号フェーザが、所定の時間に、多
くの状態の中の１つを占有しなければならない。該当の
時間に、このような状態から外れることは、干渉または
ノイズが存在することを示す。（ｉｉｉ）必要な信号のキャリヤが存在しないことが分
かっているときには、干渉とノイズの和を測定する。時
分割２重化フォーマットにおいては、この状態は送信バ
ーストおよび受信バースト間に起きる。このような場
合、信号レベルに影響されずに、適応ループが干渉成分
を減少させる。（ｉｖ）ある特定の周波数帯域にある干渉対熱ノイズ比
後検出（変調信号）を測するか、またはキャリアは存在
するが必要な信号が存在しないことが分かっているとき
は、特定の時に測定する。この場合、ノイズレベル後検
出を最小限にすることによって、キャリア対干渉比前検
出を最大にすることができる。（ｖ）信号中に所定のテスト信号が含まれていることが
分かっているときは、特定の時に信号対（干渉＋ノイ
ズ）比を測定する。テスト信号は、測定ユニットが認識
できればトーン信号でも、ディジタルシーケンス信号で
もよい。

【００４１】最適重み付け値を設定する方法は摂動によ
る。マイクロプロセッサは１組みの重み付け制御信号を
出力し、各重み付け装置Ｗ_B、Ｗ_R、Ｗ_Yの同相成分
（Ｉ）および直交成分（Ｑ）を制御する。同相成分と直
交成分を組み合わせることによって、重み付けの振幅と
位相が決定される。摂動処理は、一方のチャネル（「固
定」チャネル）の重み付けを１に設置し、他のチャネル
のＩおよびＱの重み付け値のサイズをステップで加える
ことによって行う。固定チャネルは任意に選択され、こ
うすることによって重み付け装置（Ｗ_B、Ｗ_R、Ｗ_Y）の
１つを省略化できる。摂動の効果は測定されたＳ／（Ｉ
＋Ｎ）によって示される。アルゴリズムは、ＩおよびＱ
を上下に変化させることによって実行される。この４つ
のステップを行った後、Ｓ／（Ｉ＋Ｎ）に最適の影響を
与えたＩ値とＱ値が採用される。最大Ｓ／（Ｉ＋Ｎ）値
が得られるまでこの処理は続けられる。各摂動ステップ
のサイズは変えてもよい。

【００４２】線上に干渉が存在する場合、Ｓ／（Ｉ＋
Ｎ）を最大にする重み付けの組みを設定することによっ
て、干渉を最小限にし、またはキャンセルすることがで
きる。

【００４３】干渉が存在しない（および、線上には熱ノ
イズのみが存在する）場合、Ｓ／（Ｉ＋Ｎ）を最大にす
る重み付けの組みを設定することによって、信号レベル
を最大にすることができる。

【００４４】上記の２つの場合、通常異なった重み付け
の組みが必要となる。摂動処理は、常にＳ／（Ｉ＋Ｎ）
を最大にするよう動作しており、従って、線上の変化す
る状態に重み付けの組みを適応させる。

【００４５】実施の形態２．図９は本発明の実施の形態
２の通信信号結合装置を示す図である。図９の装置が図
８の装置と異なる点は、各入力チャネル（青色、赤色、
黄色）がスプリッタ４４０によってそれぞれ２つに分岐
されることにある。分岐信号の第１部分は、上記同様、
重み付け装置に供給される。分岐信号の他の部分は、第
２の加算器４５０に直接入力される。加算器４５０は、
入力信号上の同じ部分の信号を加算し、出力Ａを生成す
る。摂動処理を続けて最適な重み付け値の組みを設定す
る間、この出力Ａを後段の受信機で用いる。最適な重み
付け値の組みが設定されたら、出力Ｂを用いる。このよ
うにすることによって、摂動処理中の信号の妨害を防ぐ
ことができる。

【００４６】基地局は通常、一度に１以上の呼を扱う。
基地局で処理しているある呼では３本の線から入力され
る信号に特定の重み付けをする必要があり、また他の呼
ではそれとは異なった重み付けが必要となる。この２つ
の通信プロトコルに必要な条件を以下に説明する。

【００４７】ＣＴ２プロトコルでは、各呼は複数の周波
数チャネルの１組を占め、またそのシャネルは、時分割
２重化によって前後方向に交互に用いられ、２方向通信
をサポートする。各呼には信号結合器、すなわち、各周
波数チャネルに対して１つの結合器が必要となる。これ
は、通常どんな周波数分割多重化アクセスプロトコルに
ついても言えることである。

【００４８】ＤＥＣＴプロトコルにおいては、制限され
た数の周波数キャリヤが時分割多重化されている。１つ
の呼は、キャリア上のタイムスロットの一対（またはそ
れ以上）を占める。他の呼は同じキャリヤまたは異なっ
たキャリアの異なった１対のタイムスロットを占める。
各周波数キャリアには信号結合器が必要である。これ
は、通常どんな周波数分割多重化アクセスプロトコルに
も言えることである。

【００４９】各タイムスロットの間、重み付け装置に異
なった値を印加し、そのタイムスロットの間、結合器を
特定の呼に適応するようにしてもよい。これは、各タイ
ムスロットに対応する重み付け値をマイクロプロセッサ
４３０に接続されるメモリ４６０に記憶させ、適切な時
間に重み付け値を検索することによって可能である。

【００５０】各呼には、最適なＳ／（Ｉ＋Ｎ）を得るの
に必要な重み付け値の組が必要である。この重み付け値
の組は、各加入者によって異なり、また基地局からの距
離および加入者が結合されている位相線によって異な
る。各加入者に対する重み付け値は、マイクロプロセッ
サ４３０に接続されたメモリ４６０に記憶され、適切な
時間に検索される。１つの方法では、特定の加入者との
呼の終わりに１組の重み付け値を保存し、その加入者と
次に呼が始まるときに保存した重み付け値を検索する。
加入者の電話番号は、次の検索において対する重み付け
の組のラベル付けのための識別名として適している。

【００５１】この方法を用いて、異なった加入者からの
データパケットを受信するために用いる異なった重み付
け値を決め、電力線を介してパケットデータを送信す
る。

【００５２】上述のように、結合装置は、基地局におい
て、電力線上の上り信号を最適な状態で結合するのに用
いられる。図１に戻ると、基地局ＢＳはケーブル１２０
だけでなくケーブル１３０、１４０からも干渉を受ける
ため、基地局での干渉がより大きな問題となる。しか
し、下り方向経路用に、結合装置を加入者の家屋内に設
置してもよい。このためには、加入者が少なくとも２本
の電力線に結合されていなければならない。これは、団
地など、３相接続された家屋ではうまく実現できる。

【００５３】実施の形態３．図１０は本発明の実施の形
態３の通信信号結合装置を示す図である。実施の形態１
および２は、１組の重み付け装置を用いて、基地局で上
り方向の送信の質を向上させるのに用いたが、この１組
の重み付け装置を用いて、基地局で下り方向の送信の質
を向上させるのに用いてもよい。図１０は、実施の形態
３の通信信号結合装置を示す図であり、それは加入者が
赤色の線に結合された図４の構成に類似している。青色
の線と赤色の線の間、または黄色の線と赤色の線の間が
結合されると、それぞれ、φ₁゜、φ₂゜の位相シフトが
生じる。基地局において、信号３２０、３２１、３２２
を同相で各線に印加すると、赤色の線上の信号３２０に
対してそれぞれφ₁゜、φ₂゜の位相シフトを有する信号
３２１および３２２が赤色の線に漏洩する。基地局にお
いて、たとえば、赤色の線上の信号と９０゜および−９
０゜だけ位相が異なった信号を青色の線と黄色の線に印
加することによって、加入者Ｓ１は同相の主成分および
漏洩した成分を受信し、漏洩した成分はそれぞれ打ち消
し合うので、最大信号電力が受信できる。

【００５４】上記を実現する方法の１つとして、上り回
線の重み付け値を下り方向の送信に用いることがあげら
れる。こうするには、図８の結合装置を逆に用いると良
い。再び図８に戻ると、下り方向の信号を加算器４００
（この加算器は、信号が受動的であると、逆にスプリッ
タとして動作する）に印加し、その信号を３つに分岐
し、重み付け装置Ｗ_B、Ｗ_R、Ｗ_Yによって重み付けす
る。一方、下り方向の送信に別のスプリッタと重み付け
値を用いてもよい。

【００５５】両送信方向に同じ重み付け値を用いる場
合、下り方向の重み付け値は上り方向の重み付け値の変
化に応じて変化する。

【００５６】両送信方向に同じ重み付け値を用いる代わ
りに、加入者端末で測定され、基地局に報告されたＳ／
（Ｉ＋Ｎ）の測定値を用いても良い。ＣＴ２プロトコル
に基づいて動作している端末はＲＳＳＩ報告装置を有し
ており、このＲＳＳＩ報告装置は線上に干渉が存在しな
いとき、基地局にフィードバックする。しかしながら、
線上に干渉が存在するとき、ＲＳＳＩ測定値は必要な信
号電力と干渉信号電力を区別できないため、Ｓ／（Ｉ＋
Ｎ）を最大にするのではなく、全信号電力を大きくする
傾向がある。

【００５７】

【発明の効果】本発明の第１の発明の通信信号結合装置
よれば、少なくとも２本の位相線の各々から、必要な信
号の少なくとも１つの成分を含んだ無線周波（ＲＦ）信
号を受信する手段と受信信号に重み付けをする手段とか
ら構成されるので、必要な信号対（干渉＋ノイズ）比、
すなわち、Ｓ／（Ｉ＋Ｎ）比を大きくすることができ
る。すなわち、結合された経路を介して装置に送られる
必要な通信信号は、最適に結合され、結合プロセス中に
生じる位相シフトを補償する効果が得られる。また、第
１の位相線上に必要な通信信号と不必要な通信信号が両
方ともに存在する場合、第２の位相線上の干渉を用いて
第１の位相線上の干渉をキャンセルし、または最小限に
することができる。

【００５８】通信信号結合装置は、複数の期間のそれぞ
れにおいて、異なった方法で受信信号に重み付けを行う
ように構成され、その各期間は、タイムシェアリング・
キャリア周波数上のタイムスロットに対応するように構
成されるので、例えば、ディジタル欧州コードレス電話
（ＤＥＣＴ）プロトコルのような複数のタイムシェアリ
ングキャリア周波数の各々に対応でき、設備を複数の加
入者間で共有できるので、必要とされる設備量を最小限
にすることができる。

【００５９】また、重み付け手段に結合され干渉を受信
するように動作するアンテナを含むように構成すること
によって、特にＲＦ干渉信号を受信しやすい架空電力線
において本発明の通信信号結合装置を効果的に用いるこ
とができる。

【００６０】本発明の第２の発明の通信信号結合装置よ
れば、通信信号を分割する分割手段と、少なくとも２本
の電力線の各々に分割信号を印加する手段とを含み、分
割手段は加入者端末の受信機において、各分割信号に重
み付けをするように構成されるので、効果的に干渉信号
をキャンセルすることができ、したがって、信号対（干
渉＋ノイズ）比を増加させることができる。

【００６１】通信信号結合装置の重み付け手段は、電力
線に結合された特定の加入者からの信号に重み付けする
ための設定を記憶するメモリを有するように構成される
ので、すべての適応処理を行うことなく、その加入者と
の最後の通話に用いられた値のようなほぼ最適な受信信
号の組み合わせを即座に確立できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】電気通信信号を送信する従来の電力配電ネッ
トワークを示す図である。

【図２】本発明の実施の形態１の発明を説明する電力
配電ネットワークを示す図である。

【図３】典型的な配電ケーブルの構造を示す図であ
る。

【図４】本発明の実施の形態１の発明における、線間
に生じる信号漏洩の一例を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態１の発明における、上り
方向の信号漏洩の一例を示す図である。

【図６】本発明の実施の形態１の発明における、上り
方向の信号漏洩の他の例を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態１の発明における、上り
方向の信号漏洩のさらに他の例を示す図である。

【図８】本発明の実施の形態１の発明における、通信
信号結合装置を示す図である。

【図９】本発明の実施の形態２の発明における、通信
信号結合装置を示す図である。

【図１０】本発明の実施の形態３の発明における、下
り方向の信号漏洩の一例を示す図である。

【符号の説明】

１００・・・サブステーション、１０５・・・電力線、１１０
・・・印加点、１２０，１３０，１４０・・・電力線（また
は、ケーブル）、２００・・・ネットワーク調整ユニッ
ト、２１０・・・支線、２２０，２４０・・・電気装置、３０
０・・・外周部、３３０・・・接続点、４００，４５０・・・加
算器、４１０，４４０・・・スプリッタ、４２０・・・測定ユ
ニット、４３０・・・マイクロプロセッサ、４６０・・・メモ
リ、６００・・・通信信号結合装置、ＴＲＸ・・・送受信装
置、Ｗ_B，Ｗ_R，Ｗ_Y ・・・重み付け装置、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３・・・加入者、ＢＳ・・・基地局

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390023157 ＴＨＥＷＯＲＬＤＴＲＡＤＥＣＥＮＴＲＥＯＦＭＯＮＴＲＥＡＬ，ＭＯＮＴＲＥＡＬ，ＱＵＥＢＥＣＨ２Ｙ３Ｙ４，ＣＡＮＡＤＡ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】線間で信号の漏洩が起きるように構成さ
れる電力線中の無線周波（ＲＦ）キャリヤによって運ば
れる通信信号を抽出および印加する通信信号結合装置に
おいて：少なくとも２本の位相線の各々から、必要な信
号の少なくとも１つの成分を含んだ無線周波（ＲＦ）信
号を受信する手段と、必要な信号対（干渉＋ノイズ）比、すなわち、Ｓ／（Ｉ
＋Ｎ）比を大きくするように受信信号に重み付けをする
手段と、を備えたことを特徴とする通信信号結合装置。
【請求項２】請求項１記載の通信信号結合装置におい
て：重み付け手段の出力に結合され必要な信号対（干渉
＋ノイズ）比を示す重み付けされた信号量を測定する測
定ユニットと、前記測定ユニットに結合され、重み付け手段を制御する
ことによって、測定量の値を増加させる制御手段と、を
さらに含むことを特徴とする通信信号結合装置。
【請求項３】請求項１または２記載の通信信号結合装
置において：前記重み付け手段は、受信信号に同相の重み付けをする重み付け手段と、重み付けされた信号を加算する加算器と、をさらに含む
ことを特徴とする通信信号結合装置。
【請求項４】請求項３記載の通信信号結合装置におい
て：前記重み付け手段は、さらに受信信号の振幅出力を
調整できることを特徴とする通信信号結合装置。
【請求項５】請求項２記載の通信信号結合装置におい
て：前記制御手段は反復技術を実行し、それによって重
み付け手段で摂動が行われることを特徴とする通信信号
結合装置。
【請求項６】請求項２記載の通信信号結合装置におい
て：前記測定ユニットは、重み付けされた信号のビット
誤り率を測定することを特徴とする通信信号結合装置。
【請求項７】請求項２乃至５のいずれかに記載の通信
信号結合装置において：前記測定ユニットは、必要な信
号が存在しないときには、重み付けされた信号の所定の
期間、測定を行うことを特徴とする通信信号結合装置。
【請求項８】請求項２乃至５のいずれかに記載の通信
信号結合装置において：前記測定ユニットは、必要な信
号のキャリアは存在するが変調信号が存在しないとき
は、重み付けされた信号の所定の期間、測定を行うこと
を特徴とする通信信号結合装置。
【請求項９】請求項２乃至５のいずれかに記載の通信
信号結合装置において：前記測定ユニットは、テスト信
号が信号中に存在するときは、その期間、測定を行うこ
とを特徴とする通信信号結合装置。
【請求項１０】請求項１乃至９のいずれかに記載の通
信信号結合装置において：前記重み付け手段は、複数の
期間のそれぞれにおいて、異なった方法で受信信号に重
み付けを行うことを特徴とする通信信号結合装置。
【請求項１１】請求項１０記載の通信信号結合装置に
おいて：前記各期間は、タイムシェアリング・キャリア
周波数上のタイムスロットに対応することを特徴とする
通信信号結合装置。
【請求項１２】請求項１０記載の通信信号結合装置に
おいて：前記重み付け手段は、電力線に結合された特定
の加入者からの信号に重み付けするための設定を記憶す
るメモリを含むことを特徴とする通信信号結合装置
【請求項１３】請求項１乃至１２のいずれかに記載の
通信信号結合装置において：通信信号結合装置は、通信
信号を少なくとも２本の位相線に印加することを特徴と
する通信信号結合装置
【請求項１４】請求項１乃至１２のいずれかに記載の
通信信号結合装置において：重み付け手段に結合され、
干渉を受信するように動作するアンテナを含むことを特
徴とする通信信号結合装置。
【請求項１５】信号の漏洩が位相線間で生じるような
電力線に通信信号を印加し、少なくとも１本の電力線に
は加入者が結合された通信信号結合装置において：通信
信号を分割する分割手段と、少なくとも２本の電力線の各々に分割信号を印加する手
段とを備え、前記分割手段は、加入者端末の受信機において、各分割
信号に重み付けをすることを特徴とする通信信号結合装
置。
【請求項１６】請求項１５記載の通信信号結合装置に
おいて：前記分割手段は、請求項１の結合手段と同じ設
定で動作することを特徴とする通信信号結合装置。
【請求項１７】請求項１５記載の通信信号結合装置に
おいて：前記分割手段は、加入者端末での測定に応答す
ることを特徴とする通信信号結合装置。
【請求項１８】線間で信号の漏洩が起きるように構成
される電力線中の無線周波（ＲＦ）キャリヤによって運
ばれる通信信号を抽出および印加する方法において：少
なくとも２本の位相線の各々から、必要な信号の少なく
とも１つの成分を含んだ無線周波（ＲＦ）信号を受信す
るステップと、受信信号に重み付けをするステップと、を備えたことを
特徴とする通信信号結合方法。
【請求項１９】信号の漏洩が位相線間で生じるような
電力線に通信信号を印加し、少なくとも１本の電力線に
は加入者が結合される通信信号結合方法において：通信
信号を分割する分割ステップと、少なくとも２本の電力線の各々に分割信号を印加するス
テップとから構成され、前記分割ステップは、加入者端末の受信機において、各
分割信号に重み付けをし、信号対（干渉＋ノイズ）比を
増加させることを特徴とする通信信号結合方法。
【請求項２０】請求項１に記載の通信信号結合装置お
よび請求項１５に記載の通信信号結合装置のうち、少な
くとも１つを含むことを特徴とする電力線通信システ
ム。