(57)【要約】  【課題】  マルチキャリア通信を行う伝送路における不平衡成分の周波数特性を解析する際に、解析に要する処理時間を短縮するとともに解析精度を向上する。  【解決手段】  伝送路として用いる電力線１０に生じるコモンモード電流を不平衡成分検出部２１で検出し、Ａ／Ｄ変換部２２でデジタルデータに変換する。ＦＦＴ前処理部２３は、Ａ／Ｄ変換部２２より出力されるサンプリング数ｋの前半の各データと後半の各データをそれぞれ加算または減算することで、ＦＦＴのポイント数を半減する。ＦＦＴ部２４は、半減されたポイント数のデータについてＦＦＴを行い、マルチキャリア通信信号の複数キャリアに対応する不平衡成分の周波数特性を算出する。検出結果出力部２５は、ＦＦＴのポイント数減少により不平衡成分が算出されない非検出キャリアについて、不平衡成分を算出した検出キャリアの検出値によって検出値の補間を行い、検出結果として出力する。【選択図】  図１
2006180354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア通信信号が伝送される伝送路における不平衡成分の周波数特性を解析する不平衡成分解析装置であって、
前記伝送路における不平衡成分の検出信号を入力し、デジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタルデータの時間−周波数変換を行う際のポイント数を減少させる前処理を行う前処理部と、
前記減少されたポイント数で前記不平衡成分のデジタルデータについて時間−周波数変換を行い、検出された不平衡成分の周波数軸上での検出値を算出する時間−周波数変換部と、
前記ポイント数の減少により算出されない周波数帯域の検出値を補間する検出値補間部と、
を備える不平衡成分解析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の不平衡成分解析装置であって、
前記前処理部は、前記時間−周波数変換のポイント数を前記マルチキャリア通信信号のキャリア数に対し１／２N に減少させる不平衡成分解析装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の不平衡成分解析装置であって、
前記検出値補間部は、前記前処理部でのポイント数の減少に応じて、前記時間−周波数変換部で検出値が算出された周波数帯域の近傍の周波数帯域について、前記検出値と同じ値を割り当てて補間する不平衡成分解析装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の不平衡成分解析装置であって、
更に、前記時間−周波数変換のポイント数を設定自在な入力部を備え、
前記前処理部は、前記時間−周波数変換を行う際のポイント数を、前記入力部を介して設定された時間−周波数変換のポイント数に減少させる不平衡成分解析装置。
【請求項５】
請求項１に記載の不平衡成分解析装置であって、
前記前処理部は、前記Ａ／Ｄ変換部によりサンプリングされたサンプリング数ｋ（ｋは２以上の整数）のデジタルデータについて、前記サンプリング数ｋの前半（１〜ｋ／２）の各データと後半（ｋ／２＋１〜ｋ）の各データとをそれぞれ加算または減算することによって前記時間−周波数変換のポイント数を半減させる不平衡成分解析装置。
【請求項６】
請求項５に記載の不平衡成分解析装置であって、
前記前処理部は、前記加算または減算により時間−周波数変換のポイント数を半減する処理をＹ回繰り返すことによって、前記時間−周波数変換のポイント数をｋ／２Y に削減する不平衡成分解析装置。
【請求項７】
請求項６に記載の不平衡成分解析装置であって、
更に、前記時間−周波数変換のポイント数を設定自在な入力部を備え、
前記前処理部は、前記入力部を介して設定された時間−周波数変換のポイント数によって前記繰り返し回数Ｙを設定し、前記時間−周波数変換を行う際のポイント数を減少させる不平衡成分解析装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の不平衡成分解析装置であって、
前記伝送路における不平衡成分を検出する不平衡成分検出部を備え、
前記Ａ／Ｄ変換部は、前記不平衡成分検出部により検出された不平衡成分の検出信号を入力してデジタルデータに変換するものである不平衡成分解析装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の不平衡成分解析装置を備えるとともに、前記不平衡成分解析装置の検出結果に基づいて前記マルチキャリア通信信号の各キャリア毎に送信レベルを調整する送信部を備える通信装置。
【請求項１０】
マルチキャリア通信信号が伝送される伝送路における不平衡成分の周波数特性を解析する不平衡成分解析方法であって、
前記伝送路における不平衡成分の検出信号を入力し、デジタルデータに変換するステップと、
前記デジタルデータの時間−周波数変換を行う際のポイント数を減少させる前処理を行うステップと、
前記減少されたポイント数で前記不平衡成分のデジタルデータについて時間−周波数変換を行い、検出された不平衡成分の周波数軸上での検出値を算出するステップと、
前記ポイント数の減少により算出されない周波数帯域の検出値を補間するステップと
を有する不平衡成分解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチキャリア通信信号が伝送される伝送路における不平衡成分の周波数特性を解析する不平衡成分解析装置及び不平衡成分解析方法、並びにマルチキャリア通信方式の通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、平衡状態にある一対の伝送路を用いてデータ伝送を行う平衡伝送システムが広く用いられている。この種の平衡伝送システムでは、例えば電話回線などのように、専用の通信線などによる伝送路が用いられることが多く、通常、ある程度の平衡度が保たれている。
【０００３】
最近では、商用電源などの電力を搬送する電力線に高周波信号を重畳してデータ伝送を行う電力線通信システムが提案されている。この種の電力線通信システムとして、マルチキャリアの通信信号を送受信するマルチキャリア通信方式の通信装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。電力線通信システムにおいて伝送路として用いる電力線は、本来は通信用の線路ではないため、個々の宅内での配線状況、電源に接続される機器などによって、平衡度がばらつくことがある。このため、電力線を伝送路として用いた場合に、個々の環境によって平衡度が変化し、伝送特性が大きく異なってしまうおそれがある。
【０００４】
マルチキャリア通信方式の電力線通信を行う際に、伝送路における平衡度を示す量として、コモンモード電流や輻射ノイズを測定して各キャリアに対応する周波数成分を検出し、コモンモード電流や輻射ノイズが大きなキャリアの周波数帯域の出力レベルを減少させることによって、輻射を低減させることができる。
【０００５】
伝送路の不平衡成分について各キャリアの周波数成分の検出を行うためには、伝送路におけるコモンモード電流や輻射ノイズをデジタル信号に変換し、時間−周波数変換の一種であるＦＦＴ（高速フーリエ変換）を用いて周波数軸上の値に変換してキャリア毎のレベルを算出する等の方法を用いる必要がある。しかしながら、ＦＦＴなどの処理には多くの時間がかかり、リアルタイムでの解析など、高速な処理に対応できないという事情がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２１８８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、マルチキャリア通信を行う伝送路における不平衡成分の周波数特性を解析する際に、解析に要する処理時間を短縮することが可能な不平衡成分解析装置及び通信装置を提供することを目的とする。また、本発明は、周波数特性の解析に要する処理時間を短縮しつつ解析精度を向上させることが可能な不平衡成分解析装置、通信装置及び不平衡成分解析方法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】
【０００８】
本発明の不平衡成分解析装置は、マルチキャリア通信信号が伝送される伝送路における不平衡成分の周波数特性を解析する不平衡成分解析装置であって、前記伝送路における不平衡成分の検出信号を入力し、デジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部と、前記デジタルデータの時間−周波数変換を行う際のポイント数を減少させる前処理を行う前処理部と、前記減少されたポイント数で前記不平衡成分のデジタルデータについて時間−周波数変換を行い、検出された不平衡成分の周波数軸上での検出値を算出する時間−周波数変換部と、前記ポイント数の減少により算出されない周波数帯域の検出値を補間する検出値補間部とを備えるものである。
【０００９】
上記構成において、時間−周波数変換を行う際のポイント数を減少させ、減少されたポイント数で不平衡成分のデジタルデータについて時間−周波数変換を行うことで、不平衡成分の周波数特性の解析に要する処理時間を短縮できる。これにより、時間−周波数変換部の回路規模を大きくすることなく、高速な処理が可能となり、例えばリアルタイムの不平衡成分解析処理などにも対応可能である。
【００１０】
また、本発明は、上記の不平衡成分解析装置であって、前記前処理部は、前記時間−周波数変換のポイント数を前記マルチキャリア通信信号のキャリア数に対し１／２N に減少させるものとする。
【００１１】
上記構成により、時間−周波数変換のポイント数をマルチキャリア通信信号のキャリア数の１／２N に間引いて減少させることで、時間−周波数変換の処理時間を大きく短縮することができる。
【００１２】
また、本発明は、上記の不平衡成分解析装置であって、前記検出値補間部は、前記前処理部でのポイント数の減少に応じて、前記時間−周波数変換部で検出値が算出された周波数帯域の近傍の周波数帯域について、前記検出値と同じ値を割り当てて補間するものとする。
【００１３】
上記構成により、時間−周波数変換のポイント数を減少させる（例えばキャリア数の１／２N などに間引く）のに対応させて、時間−周波数変換部で検出値が算出された周波数帯域の近傍の周波数帯域（例えば検出値が得られた周波数帯域に対応するキャリアの近傍に位置する２N のキャリアに対応する周波数帯域）について同じ値を割り当てて補間することによって、マルチキャリア通信信号の各キャリアに対応する周波数帯域の不平衡成分の検出結果を得ることができる。
【００１４】
また、本発明は、上記の不平衡成分解析装置であって、更に、前記時間−周波数変換のポイント数を設定自在な入力部を備え、前記前処理部は、前記時間−周波数変換を行う際のポイント数を、前記入力部を介して設定された時間−周波数変換のポイント数に減少させるものである。これにより、時間−周波数変換のポイント数を可変することで、検出精度に応じてポイント数を設定することができ、検出精度と処理時間のバランスをとることが可能となる。
【００１５】
また、本発明は、上記の不平衡成分解析装置であって、前記前処理部は、前記Ａ／Ｄ変換部によりサンプリングされたサンプリング数ｋ（ｋは２以上の整数）のデジタルデータについて、前記サンプリング数ｋの前半（１〜ｋ／２）の各データと後半（ｋ／２＋１〜ｋ）の各データとをそれぞれ加算または減算することによって前記時間−周波数変換のポイント数を半減させるものとする。
【００１６】
上記構成において、サンプリング数ｋの前半の各データと後半の各データとを加算することによって、奇数周期の信号を打ち消し、偶数周期の信号のみを取り出すことができ、かつ、時間−周波数変換のポイント数を半減させることが可能である。また、サンプリング数ｋの前半の各データと後半の各データとを減算することによって、偶数周期の信号を打ち消し、奇数周期の信号のみを取り出すことができ、かつ、時間−周波数変換のポイント数を半減させることが可能である。このため、時間−周波数変換のポイント数を減少させつつ隣接する周波数帯域の影響を除去することができ、所望の周波数帯域の不平衡成分を正確に検出できるため、解析精度を向上できる。また、時間−周波数変換のポイント数は半減するので、不平衡成分の周波数特性の解析に要する処理時間を短縮できる。
【００１７】
また、本発明は、上記の不平衡成分解析装置であって、前記前処理部は、前記加算または減算により時間−周波数変換のポイント数を半減する処理をＹ回繰り返すことによって、前記時間−周波数変換のポイント数をｋ／２Y に削減するものとする。
【００１８】
上記構成により、時間−周波数変換のポイント数をさらに削減でき、不平衡成分の周波数特性の解析に要する処理時間を短縮できるため、小規模の回路でより高速な処理が可能である。
【００１９】
また、本発明は、上記の不平衡成分解析装置であって、更に、前記時間−周波数変換のポイント数を設定自在な入力部を備え、前記前処理部は、前記入力部を介して設定された時間−周波数変換のポイント数によって前記繰り返し回数Ｙを設定し、前記時間−周波数変換を行う際のポイント数を減少させるものである。これにより、時間−周波数変換のポイント数を可変することで、検出精度に応じてポイント数を設定することができ、検出精度と処理時間のバランスをとることが可能となる。
【００２０】
また、本発明は、上記いずれかの不平衡成分解析装置であって、前記伝送路における不平衡成分を検出する不平衡成分検出部を備え、前記Ａ／Ｄ変換部は、前記不平衡成分検出部により検出された不平衡成分の検出信号を入力してデジタルデータに変換するものである。
【００２１】
本発明の通信装置は、上記いずれかの不平衡成分解析装置を備えるとともに、前記不平衡成分解析装置の検出結果に基づいて前記マルチキャリア通信信号の各キャリア毎に送信レベルを調整する送信部を備えるものである。
【００２２】
上記構成において、伝送路の不平衡成分に関する各周波数成分の検出結果に基づいて、マルチキャリア通信信号の各キャリア毎に送信レベルを調整することで、伝送路からの輻射レベルを低減させることが可能となる。
【００２３】
また、本発明の不平衡成分解析方法は、マルチキャリア通信信号が伝送される伝送路における不平衡成分の周波数特性を解析する不平衡成分解析方法であって、前記伝送路における不平衡成分の検出信号を入力し、デジタルデータに変換するステップと、前記デジタルデータの時間−周波数変換を行う際のポイント数を減少させる前処理を行うステップと、前記減少されたポイント数で前記不平衡成分のデジタルデータについて時間−周波数変換を行い、検出された不平衡成分の周波数軸上での検出値を算出するステップと、前記ポイント数の減少により算出されない周波数帯域の検出値を補間するステップとを有するものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、マルチキャリア通信を行う伝送路における不平衡成分の周波数特性を解析する際に、解析に要する処理時間を短縮することができる。また、本発明によれば、周波数特性の解析に要する処理時間を短縮しつつ解析精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の実施形態では、平衡伝送路によりデータ伝送を行う平衡伝送システムにおける伝送路の不平衡成分の周波数特性を解析する不平衡成分解析装置、及びこの不平衡成分解析装置とともに送信部や受信部を備える通信装置の構成例を示す。本実施形態の不平衡成分解析装置は、電力線を伝送路に用いた電力線通信システムなどの平衡伝送システムに好適に用いられる。また、データ通信としては、周波数分割多重信号やＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）などを用いる電力線通信やＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）などのデータ通信に適用可能である。
【００２６】
図１は本発明の実施形態に係る通信装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の通信装置１は、宅内電灯線等の電力線１０を伝送路として利用し、ＯＦＤＭ等を用いたマルチキャリア通信方式によってデータの送受信を行う電力線通信システムの通信装置であり、電力線通信モデムとして用いられる。この通信装置１は、電力線１０の不平衡成分を検出してその周波数特性を解析する不平衡成分解析装置２と、データの送信を行う送信部３と、データの受信を行う受信部４と、送信部３及び受信部４と電力線１０とを結合する結合用トランス５とを有して構成される。本実施形態では、時間−周波数変換の一例としてＦＦＴ（高速フーリエ変換）を用いた構成例を示すが、これに限定されるものではない。なお、通信装置１は、通信機能を有した電気機器であれば、電力線通信モデムに限る必要はなく、例えば、通信機能を有したテレビなどの家電機器（いわゆるネットワーク家電）やパーソナルコンピュータであってもよい。
【００２７】
不平衡成分解析装置２は、電力線１０におけるコモンモード電流を検出する不平衡成分検出部２１と、不平衡成分検出部２１で検出したコモンモード電流をデジタルデータへ変換するＡ／Ｄ変換部２２と、Ａ／Ｄ変換部２２の出力に対してＦＦＴを行う際の前処理を施すＦＦＴ前処理部２３と、ＦＦＴ前処理部２３の出力をＦＦＴ処理して時間−周波数変換を行い、コモンモード電流の周波数軸上の検出値を算出して周波数解析を行うＦＦＴ部２４と、ＦＦＴ部２４の出力に後処理を施して不平衡成分の検出結果として出力する検出結果出力部２５とを有して構成される。
【００２８】
不平衡成分検出部２１は、トランスや抵抗ブリッジ、電流計や電圧計等を用いて、１対の伝送導体からなる電力線１０のコモンモード電流を検出することで、伝送路の不平衡成分を検出するものである。ＦＦＴ前処理部２３は、Ａ／Ｄ変換部２２でＡ／Ｄ変換された所定のサンプリング数のデジタルデータについて加算処理または減算処理を施すことにより、後段のＦＦＴのポイント数を減少させる機能を有する。なお、不平衡成分検出部２１は、必ずしも通信装置１が有している必要はなく、例えば、通信相手の通信装置が不平衡成分検出部を有して、その不平衡成分検出部により検出された検出信号を利用することも可能である。
【００２９】
ＦＦＴ部２４は、ＦＦＴによって不平衡成分の時間軸上の検出データを周波数軸上のデータに変換し、マルチキャリア通信信号の複数のキャリアに対応する周波数帯域毎の不平衡成分の検出値を算出する。このとき、ＦＦＴ前処理部２３で減少されたポイント数のＦＦＴを行うことで、ＦＦＴの処理量を削減し、ＦＦＴ処理を短時間で実行可能にしている。検出結果出力部２５は、ＦＦＴ部２４におけるポイント数を減少したＦＦＴ処理により不平衡成分が算出されないキャリアの周波数帯域（以下、非検出キャリアという）について、検出値の補間を行う検出値補間部の機能を有する。ここでは、非検出キャリアに対して、不平衡成分が検出されたキャリア（以下、検出キャリアという）の検出値を用いて当該非検出キャリアの検出値を生成して補間を行い、全キャリアに関する不平衡成分の検出結果として出力する。例えば、それぞれの非検出キャリアに対して隣の周波数帯域の検出キャリアの検出値を割り当てるようにする。なお、この検出値の補間処理の詳細については、後述する。
【００３０】
図２はＦＦＴ部を含むデジタル部の構成を示すブロック図である。通信装置１の回路構成としては、不平衡成分解析装置２と送信部３及び受信部４は、デジタル信号の処理を行うデジタル部３１と、アナログ信号が流れるアナログ部３２とを有する構成となる。このデジタル部３１とアナログ部３２との間には、Ｄ／Ａ変換部３３、Ａ／Ｄ変換部３４が設けられる。デジタル部３１には、２つのＦＦＴ３５、３６が設けられ、送信時の送信データの逆ＦＦＴ、不平衡成分の検出データのＦＦＴ、受信時の受信データのＦＦＴを行うようになっている。
【００３１】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、送信時の送信データと受信時の受信データの処理用に一つのＦＦＴ３５が用いられる。また、送信時には不平衡成分の検出信号の処理のためにもう一つのＦＦＴ３６が用いられる。
【００３２】
不平衡成分解析装置２の検出結果は、周波数軸上での各キャリア毎のコモンモード電流の振幅として得られ、送信部３へ供給される。送信部３は、各キャリア毎のコモンモード電流の振幅が予め設定したしきい値よりも大きい場合には、該当するキャリアの送信レベルを低減させることで、コモンモード電流を低減させる。これにより、伝送路からの輻射レベルを低減させることができる。
【００３３】
図３は送信信号波形及びコモンモード電流波形の一例を示す図である。電力線通信システムの伝送路においては、図３（Ａ）に示すマルチキャリアの送信信号に対して、例えば図３（Ｂ）に示すように、電力線１０の不平衡成分の周波数特性に応じたコモンモード電流が発生する。
【００３４】
図４は不平衡成分を検出する検出ポイントと検出値を補間する補間ポイントとを示す図である。この図４は、非検出キャリアに対して検出キャリアの検出値を割り当てて補間する検出結果出力部２５の動作を示している。不平衡成分解析装置２は、ＦＦＴ部２４においてＦＦＴのポイント数をキャリア数の１／２N としてＦＦＴを行う。なお、「Ｎ」は自然数であれば、その値は任意である。例えば、図４（Ａ）に示すように、Ｎ＝１の場合は、半分（１／２）のキャリアが検出キャリアに対応する検出ポイント（黒丸で示す）となる。この場合、非検出キャリアに対応する補間ポイント（白丸で示す）には周波数が高い側の隣の検出ポイントの検出値を割り当てる。図４（Ｂ）に示すように、Ｎ＝２の場合には、全キャリア数の１／４が検出ポイント（検出キャリア）となる。この場合、補間ポイント（非検出キャリア、連続する３つのキャリア）には、周波数の高い側の隣の検出ポイントの検出値を割り当てる。このようにして、ＦＦＴのサンプル数を間引くことで検出結果が得られない非検出キャリアについて、検出キャリアの検出結果によって検出値を補間する。なお、検出値の補間処理として、検出ポイントに対して周波数の高い側の補間ポイントに、その検出ポイントの検出値を割り当てる場合について説明したが、検出値が算出された周波数帯域の近傍にあるキャリアに対応する周波数帯域について、その検出値と同じ値を割り当てるものであれば、特にこれに限る必要はない。例えば、検出ポイントに対して周波数の低い側の補間ポイントに、その検出ポイントの検出値を割り当てるようにしてもよい。更に、検出ポイントに対して、周波数の高い側及び低い側それぞれの補間ポイントに、その検出ポイントの検出値を割り当てることも可能である。
【００３５】
図５はＦＦＴのポイント数とＦＦＴのフィルタ帯域との関係を示す図である。図５（Ａ）に示すＦＦＴのポイント数（例えば５１２ポイントＦＦＴ）に対して、図５（Ｂ）に示すようにポイント数を間引いて半減すると（例えば２５６ポイントＦＦＴ）、ＦＦＴにおける各ポイントのフィルタ帯域が２倍になる。このため、図５（Ｂ）の実線で示す所望キャリアのフィルタ帯域内に点線で示す隣接キャリアの成分が入りこむため、所望キャリアのレベル検出の精度が低下する。そこで、本実施形態では、ＦＦＴ前処理部２３において、後段のＦＦＴのポイント数を減少させる際に、各デジタルデータについてサンプリング数の前半と後半とで加算処理（足し合わせ処理）または減算処理（差し引き処理）を施すことにより、隣接キャリアの影響を除くようにする。
【００３６】
図６は加算処理によって偶数倍波の成分を取り出す動作を示す図である。なお図６ではアナログ的な信号波形イメージ（つまり、各周波数成分を示した波形のイメージ）を示しているが、実際にはデジタルデータの演算処理によって実現される。図６（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、サンプリング数ｋの前半（１〜ｋ／２）の各データと後半（ｋ／２＋１〜ｋ）の各データをそれぞれ足し合わせることで、サンプリング数ｋにおける奇数周期の信号は打ち消され、偶数周期の信号は振幅が２倍になる。したがって、サンプリング数ｋの前半の各データと後半の各データとを加算し、１／２にすることで、サンプリング数ｋにおける偶数倍波の信号成分のみを取り出すことができる。
【００３７】
なお、上記偶数周期の信号について、サンプリング数ｋの前半の最初の４分の１（１〜ｋ／４）の各データと次の４分の１（ｋ／４＋１〜ｋ／２）、及び後半の前半の４分の１（ｋ／２＋１〜３ｋ／４）の各データと次の４分の１（３ｋ／４＋１〜ｋ）の各データをそれぞれ足し合わせることで、４倍波の信号成分のみを取り出すことも可能である。
【００３８】
また、サンプリング数ｋの前半（１〜ｋ／２）の各データと後半（ｋ／２＋１〜ｋ）の各データをそれぞれ差し引きすることで、サンプリング数ｋにおける偶数周期の信号は打ち消され、奇数周期の信号は振幅が２倍になる。したがって、サンプリング数ｋの前半の各データと後半の各データとを減算し、１／２にすることで、サンプリング数ｋにおける奇数倍波の信号成分のみを取り出すことができる。
【００３９】
図７はＦＦＴ前処理部の第１例を示す図である。この第１例は、加算処理によってＦＦＴのポイント数を減少させる構成例である。ＦＦＴ前処理部２３Ａは、ｋ／２段シフトレジスタ２３１と加算器２３２とを有して構成される。この構成において、ｋサンプル周期（サンプリング周期がｋ個となる周期）のデジタルデータと、ｋ／２段シフトレジスタ２３１によってｋ／２段シフトされたデジタルデータとを加算器２３２で加算することで、サンプリング数ｋの前半（１〜ｋ／２）の各データと後半（ｋ／２＋１〜ｋ）の各データとをそれぞれ加算する。そして、ｋ／２に半減されたポイント数のＦＦＴを後段のＦＦＴ部２４Ａで実行する。これにより、ＦＦＴのポイント数を減少させつつ隣接キャリアの影響を除去することができ、所望キャリアの振幅を正確に検出できる。また、ＦＦＴのポイント数は半減するので、周波数特性の解析に要する処理時間を短縮できる。
【００４０】
図８はＦＦＴ前処理部の第２例を示す図である。この第２例は、加算処理によってＦＦＴのポイント数を減少させる他の構成例である。ＦＦＴ前処理部２３Ｂは、ｋサンプルシフトレジスタ２３４と、ｋ／２個の加算器２３５とを有して構成される。この構成において、ｋサンプルシフトレジスタ２３４にｋ個のサンプルを示すデジタルデータが溜まった時点で、各加算器２３５による加算を行うことで、サンプリング数ｋの前半（１〜ｋ／２）の各データと後半（ｋ／２＋１〜ｋ）の各データとをそれぞれ加算する。そして、ｋ／２に半減されたポイント数のＦＦＴを後段のＦＦＴ部２４Ｂで実行する。これにより、ＦＦＴのポイント数を減少させつつ隣接キャリアの影響を除去することができ、所望キャリアの振幅を正確に検出できる。また、ＦＦＴのポイント数は半減するので、周波数特性の解析に要する処理時間を短縮できる。
【００４１】
図９はＦＦＴ前処理部の第３例を示す図である。この第３例は、減算処理によってＦＦＴのポイント数を減少させる構成例である。ＦＦＴ前処理部２３Ｃは、ｋ／２段シフトレジスタ２３１と減算器２３３とを有して構成される。この構成において、ｋサンプル周期のデジタルデータと、ｋ／２段シフトレジスタ２３１によってｋ／２段シフトされたデジタルデータとを減算器２３３で減算することで、サンプリング数ｋの前半（１〜ｋ／２）の各データと後半（ｋ／２＋１〜ｋ）の各データとをそれぞれ減算する。そして、ｋ／２に半減されたポイント数のＦＦＴを後段のＦＦＴ部２４Ｃで実行する。これにより、ＦＦＴのポイント数を減少させつつ隣接キャリアの影響を除去することができ、所望キャリアの振幅を正確に検出できる。また、ＦＦＴのポイント数は半減するので、周波数特性の解析に要する処理時間を短縮できる。
【００４２】
図１０はＦＦＴ前処理部の第４例を示す図である。この第４例は、減算処理によってＦＦＴのポイント数を減少させる他の構成例である。ＦＦＴ前処理部２３Ｄは、ｋサンプルシフトレジスタ２３４と、ｋ／２個の減算器２３６とを有して構成される。この構成において、ｋサンプルシフトレジスタ２３４にｋ個のサンプルを示すデジタルデータが溜まった時点で、各減算器２３６による減算を行うことで、サンプリング数ｋの前半（１〜ｋ／２）の各データと後半（ｋ／２＋１〜ｋ）の各データとをそれぞれ減算する。そして、ｋ／２に半減されたポイント数のＦＦＴを後段のＦＦＴ部２４Ｄで実行する。これにより、ＦＦＴのポイント数を減少させつつ隣接キャリアの影響を除去することができ、所望キャリアの振幅を正確に検出できる。また、ＦＦＴのポイント数は半減するので、周波数特性の解析に要する処理時間を短縮できる。
【００４３】
図１１はＦＦＴ前処理部の第５例を示す図である。この第５例は、加算処理によってＦＦＴのポイント数を半減する処理をＹ回繰り返すことで、ＦＦＴのポイント数をｋ／２Y に削減する構成例である。ＦＦＴ前処理部２３Ｅは、Ｙ個（Ｙ段）の加算器２３２１〜２３２Ｙと、ｋ／２段シフトレジスタ２３１０とを有して構成される。この構成において、ポイント数半減処理を複数回（Ｙ回）繰り返すことでＦＦＴのポイント数をｋ／２Y に削減する。まず、初回の半減処理として、初段の加算器２３２１において、ｋサンプル周期のデジタルデータの前半と後半との加算を行う。次に、２回目の半減処理として、２段目の加算器２３２２において、初段の加算器２３２１の出力とｋ／２シフトレジスタ２３１０内のデータとを用い、ｋ／２個のデータの前半と後半との加算を行う。同様に、ｉ回目の半減処理として、ｉ段目の加算器２３２ｉにおいて、前段の加算器の出力とｋ／２シフトレジスタ２３１０内のデータとを用い、ｋ／２i 個のデータの前半と後半との加算を行う。最後に、Ｙ回目の半減処理として、Ｙ段目の加算器２３２Ｙにおいて、前段の加算器の出力とｋ／２シフトレジスタ２３１０内のデータとを用い、ｋ／２Y 個のデータの前半と後半との加算を行う。そして、ｋ／２Y に削減されたポイント数のＦＦＴを後段のＦＦＴ部２４Ｅで実行する。これにより、ＦＦＴのポイント数を大幅に減少させつつ隣接キャリアの影響を除去することができ、所望キャリアの振幅を正確に検出できる。また、ＦＦＴのポイント数はｋ／２Y に減少するので、周波数特性の解析に要する処理時間を大きく短縮できる。
【００４４】
図１２はＦＦＴ前処理部の第６例を示す図である。この第６例は、加算処理によってＦＦＴのポイント数を半減する処理をＹ回繰り返すことで、ＦＦＴのポイント数をｋ／２Y に削減する他の構成例である。ＦＦＴ前処理部２３Ｆは、Ｙ個（Ｙ段）の加算器２３２１〜２３２Ｙと、Ｙ個のシフトレジスタ（ｋ／２段〜ｋ／２Y 段）２３１１〜２３１Ｙとを有して構成される。すなわち、第６例は、図７に示した第１例のＦＦＴ前処理部を複数段縦列接続したものである。この構成において、ポイント数半減処理を複数回（Ｙ回）繰り返すことでＦＦＴのポイント数をｋ／２Y に削減する。まず、初回の半減処理として、初段の加算器２３２１において、ｋサンプル周期のデジタルデータとこのデジタルデータをｋ／２段シフトレジスタ２３１１でｋ／２段シフトしたデータとを加算する。次に、２回目の半減処理として、２段目の加算器２３２２において、初段の加算器２３２１の出力とこの出力をｋ／４段シフトレジスタ２３１２でｋ／４段シフトしたデータとを加算する。同様に、ｉ回目の半減処理として、ｉ段目の加算器２３２ｉにおいて、前段の加算器の出力とこの出力をｋ／２i 段シフトレジスタ２３１２でｋ／２i 段シフトしたデータとを加算する。最後に、Ｙ回目の半減処理として、Ｙ段目の加算器２３２Ｙにおいて、前段の加算器の出力とこの出力をｋ／２Y 段シフトレジスタ２３１２でｋ／２Y 段シフトしたデータとを加算する。そして、ｋ／２Y に削減されたポイント数のＦＦＴを後段のＦＦＴ部２４Ｆで実行する。これにより、ＦＦＴのポイント数を大幅に減少させつつ隣接キャリアの影響を除去することができ、所望キャリアの振幅を正確に検出できる。また、ＦＦＴのポイント数はｋ／２Y に減少するので、周波数特性の解析に要する処理時間を大きく短縮できる。
【００４５】
なお、上述した実施の形態では、減少させるＦＦＴのポイント数を一定とした場合について説明したが、ＦＦＴのポイント数を適宜変更することも可能である。図１３は、図１の構成に入力部４１を追加した変形例の通信装置４０を示した図である。入力部４１は、ＦＦＴ前処理部２３に接続され、ＦＦＴのポイント数を設定するための値が入力自在となっている。入力部４１としては、スイッチや、無線信号を入力自在なポート（例えば赤外線ポート）などがあり、例えばＦＦＴのポイント数をキャリア数の１／２N とする場合のＮが入力自在である。また、図１１または図１２の構成において、ＦＦＴのポイント数を半減する処理をＹ回繰り返す場合に、入力部４１を介して繰り返し回数Ｙを設定し、ＦＦＴのポイント数を変更できるようにしてもよい。こうすることで、ＦＦＴのポイント数を可変にすることができるので、例えば、検出精度に応じてポイント数を設定することができ、検出精度と処理時間のバランスを取ることができる。
【００４６】
上述したように、本実施形態によれば、ＦＦＴ前処理部でＦＦＴのポイント数を間引いて減少させることによって、ＦＦＴ部における処理量を削減でき、伝送路の不平衡成分の周波数特性の解析に要する処理時間を短縮することができる。このため、ＦＦＴ部の回路規模を大きくすることなく、高速な解析処理が可能となる。また、ＦＦＴ前処理部において、デジタルデータのサンプリング数の前半の各データと後半の各データとを加算または減算することによって、ＦＦＴのポイント数を減少させて高速化を図った場合においても、隣接する周波数帯域の影響を除去でき、各周波数成分の検出結果を精度良く得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、マルチキャリア通信を行う伝送路における不平衡成分の周波数特性を解析する際に、解析に要する処理時間を短縮することができるという効果を有し、この不平衡成分の周波数特性を解析する不平衡成分解析装置及び不平衡成分解析方法、並びにマルチキャリア通信方式の通信装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係る通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本実施形態におけるＦＦＴ部を含むデジタル部の構成を示すブロック図
【図３】送信信号波形及びコモンモード電流波形の一例を示す図
【図４】不平衡成分を検出する検出ポイントと検出結果を補間する補間ポイントとを示す図
【図５】ＦＦＴのポイント数とＦＦＴのフィルタ帯域との関係を示す図
【図６】本実施形態における、加算処理によって偶数倍波の成分を取り出す動作を示す図
【図７】本実施形態におけるＦＦＴ前処理部の第１例を示す図
【図８】本実施形態におけるＦＦＴ前処理部の第２例を示す図
【図９】本実施形態におけるＦＦＴ前処理部の第３例を示す図
【図１０】本実施形態におけるＦＦＴ前処理部の第４例を示す図
【図１１】本実施形態におけるＦＦＴ前処理部の第５例を示す図
【図１２】本実施形態におけるＦＦＴ前処理部の第６例を示す図
【図１３】本発明の実施形態に係る通信装置の変形例の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００４９】
１  通信装置
２  不平衡成分解析装置
３  送信部
４  受信部
５  結合用トランス
１０  電力線
２１  不平衡成分検出部
２２  Ａ／Ｄ変換部
２３、２３Ａ〜２３Ｆ  ＦＦＴ前処理部
２４、２４Ａ〜２４Ｆ  ＦＦＴ部
２５  検出結果出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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