(57)【要約】【課題】周期的なノイズやインピーダンス変動が存在する伝送路状態において、その局所的なノイズやインピーダンス変動に影響されることなく、可能な限り最大の通信速度で動作するように通信パラメータを設定することができる通信ネットワークシステムを提供することを目的とする。【解決手段】送受信装置１００は、電灯線の状態を確認するためのトレーニングパケットを、相異なる二回のタイミングで送信する。送受信装置１０１は、トレーニングパケットが受信される毎に、各キャリアの周波数におけるＳＮＲを解析し、その結果得られるＳＮＲ評価結果を記憶する。送受信装置１０１は、二回のチャネルエスティメーションアルゴリズムによって得られた二つのＳＮＲ評価結果を比較して、ＰＨＹレートが速くなる方のＳＮＲ評価結果を選択して、送受信装置１００に送信する。送受信装置１００は、受信したＳＮＲ解析結果に基づいて変復調ルールを変更する。【選択図】図１
2007529156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力データに基づいて変調された信号を通信ネットワーク上の他の装置に送信すると共に、前記通信ネットワーク上の他の装置からの信号を受信して復調する送受信装置であって、
前記入力データに基づいて周波数が互いに異なる複数のキャリアを変調して、変調された信号を前記通信ネットワーク上の他の装置に送信するマルチキャリア変調送信部と、
前記通信ネットワーク上の他の装置から送信されるマルチキャリア変調された信号を受信して復調するマルチキャリア受信復調部と、
所定の起動条件を満たす場合、通信相手となる前記通信ネットワーク上の他の装置と通信して、各前記キャリアの周波数における前記伝送路上での伝送品質を評価するためのチャネルエスティメーションアルゴリズムを二回以上実行し、二回以上実行された前記チャネルエスティメーションアルゴリズムによって評価された伝送品質に基づいて、前記マルチキャリア変調送信部および前記マルチキャリア受信復調部での変復調ルールを制御する制御部とを備え、
隣接して実行される二回の前記チャネルエスティメーションアルゴリズムの時間間隔は、前記伝送路上での品質変動の周期と異なることを特徴とする、送受信装置。
【請求項２】
前記制御部は、
各前記チャネルエスティメーションアルゴリズムにおいて、各前記キャリアの周波数における前記伝送路上での伝送品質の評価結果として、伝送品質が劣化しないように信号を送受信することができる前記マルチキャリア変調送信部および前記マルチキャリア受信復調部での変復調ルールをそれぞれ求め、
各前記変復調ルールを用いたときの物理層での通信速度をそれぞれ算出し、前記通信速度が最大となる変復調ルールを前記マルチキャリア変調送信部および前記マルチキャリア受信復調部での変復調ルールとすることを特徴とする、請求項１に記載の送受信装置。
【請求項３】
前記制御部は、
各前記チャネルエスティメーションアルゴリズムにおいて、各前記キャリアの周波数における前記伝送路上での信号対雑音比を求めることによって、前記伝送路上での伝送品質を評価し、前記信号対雑音比が所定の閾値以上となるキャリアに対して、前記信号対雑音比の大きさに応じた変調度を割り当て、前記信号対雑音比が所定の閾値未満となるキャリアを使用しないようにすることによって、前記マルチキャリア変調送信部および前記マルチキャリア受信復調部での変復調ルールをそれぞれ求め、
前記キャリアに対する変調度に基づいて、各前記変復調ルールを用いたときの前記通信速度をそれぞれ算出し、前記通信速度が最大となる変復調ルールを前記マルチキャリア変調送信部および前記マルチキャリア受信復調部での変復調ルールとすることを特徴とする、請求項２に記載の送受信装置。
【請求項４】
前記制御部は、
各前記チャネルエスティメーションアルゴリズムにおいて、各前記キャリアの周波数における前記伝送路上での伝送品質の評価結果として、伝送品質が劣化しないように信号を送受信することができる前記マルチキャリア変調送信部および前記マルチキャリア受信復調部での変復調ルールをそれぞれ求め、
各前記変復調ルールを用いたときの上位レイヤから見たときのスループットをそれぞれ求め、前記スループットが最大となる変復調ルールを前記マルチキャリア変調送信部および前記マルチキャリア受信復調部での変復調ルールとすることを特徴とする、請求項１に記載の送受信装置。
【請求項５】
前記制御部は、
各前記チャネルエスティメーションアルゴリズムにおいて、各前記キャリアの周波数における前記伝送路上での信号対雑音比を求めることによって、前記伝送路上での伝送品質を評価し、前記信号対雑音比が所定の閾値以上となるキャリアに対して、前記信号対雑音比の大きさに応じた変調度を割り当て、前記信号対雑音比が所定の閾値未満となるキャリアを使用しないようにすることによって、前記マルチキャリア変調送信部および前記マルチキャリア受信復調部での変復調ルールをそれぞれ求め、
求めた各前記変復調ルールを用いて、前記マルチキャリア変調送信部に実際に信号を送信させ、データ再送率に基づいて各前記変復調ルールに対する前記スループットを求め、前記スループットが最大となる変復調ルールを前記マルチキャリア変調送信部および前記マルチキャリア受信復調部での変復調ルールとすることを特徴とする、請求項４に記載の送受信装置。
【請求項６】
前記制御部は、
各前記チャネルエスティメーションアルゴリズムにおいて、各前記キャリアの周波数における前記伝送路上での伝送品質の評価結果として、伝送品質が劣化しないように信号を送受信することができる前記マルチキャリア変調送信部および前記マルチキャリア受信復調部での変復調ルールをそれぞれ求め、求めた各前記変復調ルールを用いたときの物理層での通信速度をそれぞれ算出し、前記通信速度が最大となる変復調ルールを前記マルチキャリア変調送信部および前記マルチキャリア受信復調部での変復調ルールとするＰＨＹレート変復調ルール決定手段と、
各前記チャネルエスティメーションアルゴリズムにおいて、各前記キャリアの周波数における前記伝送路上での伝送品質の評価結果として、伝送品質が劣化しないように信号を送受信することができる前記マルチキャリア変調送信部でおよび前記マルチキャリア受信復調部での変復調ルールをそれぞれ求め、求めた各前記変復調ルールを用いたときの上位レイヤから見たときのスループットをそれぞれ求め、前記スループットが最大となる変復調ルールを前記マルチキャリア変調送信部および前記マルチキャリア受信復調部での変復調ルールとするＭＡＣレート変復調ルール決定手段と、
所定の条件に基づいて、前記ＰＨＹレート変復調ルール決定手段によって変復調ルールを決定するか、ＭＡＣレート変復調ルール決定手段によって変復調ルールを決定するかを切り換える切り換え手段とを含む、請求項１に記載の送受信装置。
【請求項７】
前記制御部は、通信相手の他の装置にデータが正常に届かなかった場合、データを再送信することを特徴とする、請求項１に記載の送受信装置。
【請求項８】
前記伝送路は、商用電源が印加されている電灯線であり、
隣接して実行される二回の前記チャネルエスティメーションアルゴリズムの時間間隔は、前記商用電源の周期および半周期の整数倍とは異なることを特徴する、請求項１に記載の送受信装置。
【請求項９】
前記制御部は、通信相手となる前記通信ネットワーク上の他の装置が実行するチャネルエスティメーションアルゴリズムに応答して、各前記キャリアの周波数における前記伝送路上での伝送品質をそれぞれ評価し、各評価結果を前記他の装置に返信する伝送品質評価手段を含む、請求項１に記載の送受信装置。
【請求項１０】
前記伝送品質評価手段は、各前記キャリアの周波数における前記伝送路上での評価した伝送品質に基づいて、各前記チャネルエスティメーションアルゴリズム毎の変復調ルールをそれぞれ求め、各前記変復調ルールを用いたときの物理層での通信速度をそれぞれ算出し、最大の通信速度となる変復調ルールを前記他の装置に返信することを特徴とする、請求項９に記載の送受信装置。
【請求項１１】
前記制御部は、各前記チャネルエスティメーションアルゴリズムに応答して通信相手となる前記通信ネットワーク上の他の装置から送られてくる各前記キャリアの周波数における前記伝送路上での伝送品質に基づいて、各前記チャネルエスティメーションアルゴリズム毎の変復調ルールをそれぞれ求め、各前記変復調ルールを用いたときの物理層での通信速度をそれぞれ算出し、最大の通信速度となる変復調ルールを前記マルチキャリア変調送信部および前記マルチキャリア受信復調部での変復調ルールとすることを特徴とする、請求項１に記載の送受信装置。
【請求項１２】
入力されるデータに基づいて変調された信号を第１または第２の送受信装置で送受信するための通信ネットワークシステムであって、
前記第１の送受信装置は、
入力されるデータに基づいて周波数が互いに異なる複数のキャリアを変調して、変調された信号を前記第２の送受信装置に送信する第１のマルチキャリア変調送信部と、
前記第２の送受信装置から送信されるマルチキャリア変調された信号を受信して復調する第１のマルチキャリア受信復調部と、
所定の起動条件を満たす場合、前記第２の送受信装置と通信して、各前記キャリアの周波数における前記伝送路上での伝送品質を評価するためのチャネルエスティメーションアルゴリズムを二回以上実行し、二回以上実行された前記チャネルエスティメーションアルゴリズムによって評価された伝送品質に基づいて、前記第１のマルチキャリア変調送信部および前記第１のマルチキャリア受信復調部での変復調ルールを制御する第１の制御部とを備え、
前記第２の送受信装置は、
入力されるデータに基づいて周波数が互いに異なる複数のキャリアを変調して、変調された信号を前記第１の送受信装置に送信する第２のマルチキャリア変調送信部と、
前記第１の送受信装置から送信されるマルチキャリア変調された信号を受信して復調する第２のマルチキャリア受信復調部と、
前記第１の送受信装置が実行するチャネルエスティメーションアルゴリズムに応答して、各前記キャリアの周波数における前記伝送路上での伝送品質をそれぞれ評価し、各評価結果を前記第１の送受信装置に返信する第２の制御部をと備え、
隣接して実行される二回の前記チャネルエスティメーションアルゴリズムの時間間隔は、前記伝送路上での品質変動の周期と異なることを特徴とする、通信ネットワークシステム。
【請求項１３】
マルチキャリア変調された信号を通信ネットワーク上で送受信するための第１および第２の送受信装置での変復調ルールを決定するための方法であって、
所定の起動条件を満たす場合、前記第１の送受信装置と前記第２の送受信装置とが協働して、各キャリアの周波数における前記通信ネットワークの伝送路上での伝送品質を評価するためのチャネルエスティメーションアルゴリズムを二回以上実行するステップと、
二回以上実行された前記チャネルエスティメーションアルゴリズムによって評価された伝送品質に基づいて、マルチキャリア変復調のための変復調ルールを決定するステップとを備え、
隣接して実行される二回の前記チャネルエスティメーションアルゴリズムの時間間隔は、前記伝送路上での品質変動の周期と異なることを特徴とする、方法。
【請求項１４】
入力データに基づいて変調された信号を通信ネットワーク上の他の装置に送信すると共に、前記通信ネットワーク上の他の装置からの信号を受信して復調する送受信装置に用いられる集積回路であって、
前記入力データに基づいて周波数が互いに異なる複数のキャリアを変調して、変調された信号を前記通信ネットワーク上の他の装置に送信するマルチキャリア変調送信部と、
前記通信ネットワーク上の他の装置から送信されるマルチキャリア変調された信号を受信して復調するマルチキャリア受信復調部と、
所定の起動条件を満たす場合、通信相手となる前記通信ネットワーク上の他の装置と通信して、各前記キャリアの周波数における前記伝送路上での伝送品質を評価するためのチャネルエスティメーションアルゴリズムを二回以上実行し、二回以上実行された前記チャネルエスティメーションアルゴリズムによって評価された伝送品質に基づいて、前記マルチキャリア変調送信部および前記マルチキャリア受信復調部での変復調ルールを制御する制御部とを備え、
隣接して実行される二回の前記チャネルエスティメーションアルゴリズムの時間間隔は、前記伝送路上での品質変動の周期と異なることを特徴とする、集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送路の状態変化に適応するようにデータ伝送することができる通信ネットワークシステム、ならびにそれに用いられる送受信装置、方法、および集積回路に関し、より特定的には、電灯線を伝送路として用いる通信ネットワークシステム、ならびにそれに用いられる送受信装置、方法、および集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、伝送路の状態が変化する中、伝送路の状態をチェックして、当該状態の変化に適応するようにデータ伝送する通信ネットワークシステムとして、無線ＬＡＮシステムや電灯線通信システムが実用化されている。
【０００３】
無線ＬＡＮシステムとして、２．４ＧＨｚ帯を利用するＩＥＥＥ８０２．１１ｂや５ＧＨｚ帯を利用するＩＥＥＥ８０２．１１ａが規格標準化されており、広く普及している。これらの無線ＬＡＮシステムでは、異なる変調方式を採用し、伝送状況に応じて変調方式を使い分けるフォールダウンアルゴリズムを採用している。ここで、フォールダウンアルゴリズムとは、伝送状況に応じて、通信速度を落とすアルゴリズムのことをいう。ＩＥＥＥ８０２．１１ａの場合、６４ＱＡＭを用いると５４Ｍｂｐｓの通信速度が得られるが、通信距離やノイズ耐性は１６ＱＡＭなどの多値化度の低い変調方式に比べると大きく劣る。したがって、無線ＬＡＮシステムは、伝送状況に応じて、変調方式を変更して、通信を維持する。
【０００４】
一方、宅内の電灯線を利用して１４Ｍｂｐｓの通信を実現する通信システムの規格であるＨｏｍｅＰｌｕｇ１．０が米国のＨｏｍｅＰｌｕｇアライアンスにおいて策定され、実用化されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
図１３は、ＨｏｍｅＰｌｕｇ１．０で策定されている送受信装置９０の構成を示すブロック図である。図１３において、送受信装置９０は、送信側通信制御部９１と、複数のＱＡＭエンコーダ部９２と、ＩＦＦＴ部９３と、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ：アナログフロントエンド）９４と、ＦＦＴ部９５と、複数のＱＡＭデコーダ部９６と、受信側通信制御部９７と、ＳＮＲ解析結果／送達確認通知部９８とを備える。
【０００６】
送信側通信制御部９１は、ＳＮＲ解析結果／送達確認通知部９８から通知されるＳＮＲ解析結果に基づいて、入力データのビット列をＱＡＭエンコーダ部９２にどのように割り当てるかを決定する。送信側通信制御部９１は、ＳＮＲ解析結果に基づいて決定した割り当て規則に従って、入力データのビット列を各ＱＡＭエンコーダ部９２に割り当てる。すなわち、送信側通信制御部９１は、ＳＮＲ解析結果に基づいて決定した割り当て規則に従って、入力データを直列／並列変換する。送信側通信制御部９１は、入力データを一時格納するバッファを有し、入力データを一時格納しておいて、一時格納した入力データを直列／並列変換して、出力する。送信側通信制御部９１は、ＳＮＲ解析結果／送達確認通知部９８から通知される送達確認に従って、送信したデータが正しく受信されなかった場合、一時格納している入力データを再度送信する。
【０００７】
ＳＮＲ解析結果に基づいてビット割り当てを変化させる処理は、送信側の送受信装置と受信側の送受信装置とが協働して行う。具体的には、送信側の送受信装置は、トレーニングパケットを受信側の送受信装置に送信する。これに応じて、受信側の送受信装置は、送られてきたトレーニングパケットに基づいて、キャリア毎のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を解析する。このキャリア毎のＳＮＲがＳＮＲ解析結果として、送信側の送受信装置に返信される。送信側の送受信装置は、送られてくるＳＮＲ解析結果に基づいて、各キャリアに割り当てるビット数を決定する。以下、この一連の処理のことをトレーニングセッションと呼ぶ。
【０００８】
各ＱＡＭエンコーダ部９２は、送信側通信制御部９１から入力されるビット列を、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式に従って、振幅値および位相値に変換して出力する。
【０００９】
ＩＦＦＴ部９３は、各ＱＡＭエンコーダ部９２から入力される振幅値および位相値に基づいて、逆フーリエ変換を実行し、その結果を出力する。これによって、入力データに従って変調されたＯＦＤＭ信号が出力されることとなる。当該ＯＦＤＭ信号は、ＡＦＥ９４を介して、他の送受信装置に送信されることとなる。
【００１０】
ＦＦＴ部９５は、ＡＦＥ９４を介して受信された他の送受信装置からのＯＦＤＭ信号をフーリエ変換して、キャリア毎の振幅値および位相値を出力する。
【００１１】
各ＱＡＭデコーダ部９６は、ＦＦＴ部９５から出力される振幅値および位相値を、ＱＡＭ方式に従ってビット列に復調して出力する。
【００１２】
受信側通信制御部９７は、各ＱＡＭデコーダ部９６から出力されるビット列を連続的なビット列に変換して、出力データとして出力する。すなわち、受信側通信制御部９７は、並列／直列変換して、出力データを出力する。また、受信側通信制御部９７は、トレーニングセッションの間に各ＱＡＭデコーダ部９６から出力される振幅値および位相値に基づいて、各キャリアのＳＮＲを解析する。受信側通信制御部９７は、ＳＮＲの解析結果を、ＳＮＲ解析結果／送達確認通知部９８を介して、送信側通信制御部９１に通知する。受信側通信制御部９７は、生成した出力データから、送信側の送受信装置から送られてきたパケットが全て正しく受信できたか否かを確認する。この確認処理を送達確認という。受信側通信制御部９７は、送達確認の結果を、ＳＮＲ解析結果／送達確認通知部９８を介して、送信側通信制御部９１に通知する。
【００１３】
図１３に示すＨｏｍｅＰｌｕｇ１．０の送受信装置９０では、データ列を多数の低レートのデータに分割して、多数の互いに直交したサブキャリアに割り当てて伝送する。受信側通信制御部９７は、トレーニングセッションにおいて実行されるチャネルエスティメーションアルゴリズムを用いて、送信側より送信された特定のフレームに従って、ＳＮＲを測定する。ここで、チャネルエスティメーションアルゴリズムとは、チャネルの状態を評価して、変調速度を変化させるアルゴリズムのことをいう。従来のＨｏｍｅＰｌｕｇ１．０仕様では、複数のサブキャリアの変調は、すべて同様に一つの変調パラメータを選択することによって行われていた。しかし、その後の研究において、フィードバックされたキャリア毎のＳＮＲに応じて、送信側通信制御部９１が、各キャリアに割り当てるビット数を決めるようなＤＭＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｍｕｌｔｉｔｏｎｅ）と呼ばれる方法を用いれば、より高速化が可能であることが分かってきた。
【００１４】
図１４Ａ〜図１４Ｃは、ＤＭＴの基本的な概念を説明するための図である。図１４Ａにおいて、１〜ｎまではサブキャリアを示し、横軸は周波数を示し、縦軸はサブキャリア毎の割り当てビット数、つまり変調度を示す。図１４Ａでは、サブキャリアが同じ状態であることが示されている。
【００１５】
図１４Ｂは、受信側で解析したＳＮＲの一例を示す図である。図１４Ｂにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸はＳＮＲの大きさを示す。
【００１６】
図１４Ｂに示すようなＳＮＲを有する場合、送信側通信制御部９１は、図１４Ｃに示すように、ＳＮＲの高い周波数のサブキャリアには多くのビット数を割り当て、ＳＮＲが所定のしきい値（ＳＮＲスレッシュホールド）を下回るサブキャリアにはビットを割り当てないこととする。このように、送信側通信制御部９１は、ＳＮＲ解析結果に基づいて、ＱＡＭエンコーダ部９２へのビットの割り当てを制御することによって、変調方式を変更しながら、送信異常が発生しないようにして、データを送信している。
【００１７】
ＳＮＲの劣化の原因としては、電灯線につながる機器の状態に依存する負荷条件やノイズ、アマチュア無線や短波ラジオなどの狭帯域ノイズ、信号の減衰などがある（例えば、非特許文献２参照）。これらの要因は、配線状況や機器の接続状態や動作状態に応じて変動するものであり、分単位で変化するものもあれば、時間単位または日単位、年単位で変化するものもある。
【００１８】
従来の無線ＬＡＮシステムや電灯線通信システムでは、フォールダウンアルゴリズムやチャネルエスティメーションアルゴリズム等によって、適応的に変調パラメータを切り換えていた。これによって、エラーが発生しないように、伝送速度が調節され、スループットがその時の伝送状況の中で最高となるようにしていた。
【００１９】
そのためのトレーニングセッションは、通信に先立って行うことが考えられる。トレーニングセッション中は、送信側から規定のパケット（テストパケット）を送信し、受信側からフィードバックのパケット（ＳＮＲ解析結果）を返送するという一連のシーケンスが必要となる。したがって、頻繁にトレーニングを行うと、オーバーヘッドが増大することとなり、伝送状況が良いときでも通信速度の低下を招く結果となる。そこで、例えば５秒周期おきにトレーニングセッションを行うなど、定期的に運用することが考えられる。しかし、伝送路状態とこの周期とは、同期していないため、周期の間に伝送路状況が変化した場合、次の周期までの間は通信が滞ることになってしまう。今の例では、最悪５秒間通信ができない状況が発生する。そこで、定期的にトレーニングセッションを実行しつつ、伝送路状況が変化して通信状況が悪化した場合に不定期にトレーニングセッションを実行することが考えられている。
【非特許文献１】ソビア・バイグ（Ｓｏｂｉａ  Ｂａｉｇ）他著、「在宅電灯線通信ローカルエリアネットワークのＰＨＹレイヤーの中心の離散的なマルチトーントランシーバ（Ａ  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｍｕｌｔｉｔｏｎｅ  Ｔｒａｎｃｅｉｖｅｒ  ａｔ  ｔｈｅ  Ｈｅａｒｔ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＰＨＹ  Ｌａｙｅｒ  ｏｆ  ａｎ  Ｉｎ−Ｈｏｍｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）」、アイトリプルイーコミュニケーションマガジン（ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｍａｇａｚｉｎｅ）、２００３年４月、ｐ４８−ｐ５３
【非特許文献２】ジョセ・アボード（Ｊｏｓｅ  Ａｂａｄ）他著、「変圧器近辺までの送電線ＬＡＮの拡張（Ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  ＬＡＮ  Ｕｐ  ｔｏ  ｔｈｅ  Ｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）」、アイトリプルイーコミュニケーションマガジン（ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｍａｇａｚｉｎｅ）、２００３年４月、Ｐ６４−７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上記いずれの場合も、トレーニングセッションにおいて、送信側は、規定のパケットを一回だけ送信する。受信側は、フィードバックのパケットを一回だけ返送する。したがって、以下に説明するような問題が生じる。
【００２１】
電灯線通信システムでは、ノイズやインピーダンスが、電源周期あるいはその半周期に同期して変動する。たとえば、電源周期が５０Ｈｚの場合、ノイズやインピーダンスの変動周期は、２０ｍｓｅｃ、あるいは１０ｍｓｅｃとなる。電源周期が６０Ｈｚの場合、ノイズやインピーダンスの変動周期は、１６．７ｍｓｅｃ、あるいは８．３ｍｓｅｃとなる。
【００２２】
家電製品の電源周期や電源周期の半周期に同期した雑音、家電製品の半波整流・全波整流回路の電源周期中のインピーダンス変動が、ノイズやインピーダンス変動の要因となる。ノイズやインピーダンス変動は、要因となる家電製品等の近くで局所的に発生する。特に、単３中性線欠相保護付漏電遮断機内蔵ブレーカや、携帯電話の充電器、電気カーペットなどによって、ノイズやインピーダンスに大きな変動が与えられると特定されている。これらは、一般家庭において、広く使われているので、低遅延や低ジッターが要求されるＡＶ信号を伝送するために、これらによって生じる伝送路特性の変動に対する対策を講じる必要がある。
【００２３】
図１５は、ある電気カーペットが接続された電灯線上を伝送する信号の位相の時間変化を示す図である。図１５に示すように、電気カーペットの半波整流回路が原因で電灯線のインピーダンスが変動するのに伴って、電灯線上を伝送する信号の位相が約８ｍｓｅｃ周期で変動する。
【００２４】
図１６は、図１５に示すように電灯線のインピーダンスが変動する状況において、チャネルエスティメーションによって、各キャリアのＳＮＲを測定した結果を示す図である。電灯線のインピーダンスが変動する状況において、チャネルエスティメーションによって各キャリアのＳＮＲを測定すると、図１６に示すように、測定結果にばらつきが生じる。ＳＮＲが最大値を示すフレームは、電灯線を伝送する信号の位相が変動していないタイミングに送信されたフレームである。ＳＮＲが最小値を示すフレームは、電灯線を伝送する信号の位相が変動するタイミングに送信されたフレームである。位相が変動するタイミングに送信されたフレームと位相が変動していないタイミングで送信されたフレームとを比べた場合、サブキャリアナンバー１２０〜２００（周波数１０〜１５ＭＨｚに対応）に対するＳＮＲには、最大２０ｄＢの差が存在する。このように、チャネルエスティメーションを行ったタイミングと位相特性に大きな変動が生じるタイミングとが一致するか否かによって、ＳＮＲに２０ｄＢにも及ぶばらつきが生じる。
【００２５】
次に、ＳＮＲの評価結果と通信速度との関係について考察する。図１７は、ＳＮＲが最大または最小である場合に、チャネルエスティメーションによって使用チャネルおよび変調度を選択したときの物理層での通信速度（以下、ＰＨＹレートという）をオフラインシミュレーションで計算した結果を示す図である。
【００２６】
図１７に示すように、ＳＮＲが最大の場合に決定されるＰＨＹレートとＳＮＲが最小の場合に決定されるＰＨＹレートとには、３０Ｍｂｐｓ程度の差がある。したがって、従来のように、トレーニングセッションにおいて、１回だけチャネルエスティメーションを行う場合、もし、エスティメーション要求パケットの送信タイミングと位相が変動するタイミングとが一致してしまったら、ＳＮＲが最小の場合に基づいたＰＨＹレートが選択されることとなる。この場合、位相が変動しない期間では、通信可能なＰＨＹレートよりも３０Ｍｂｐｓ程度遅い伝送レートで通信されることとなるので、通信効率が大きく損なわれる。
【００２７】
それゆえ、本発明の目的は、周期的で局所的なノイズや周期的で局所的なインピーダンス変動が存在する伝送路状態において、その局所的なノイズやインピーダンス変動に影響されることなく、可能な限り最大の通信速度で動作するように通信パラメータを設定することができる通信ネットワークシステム、ならびにそれに用いられる送受信装置、方法、および集積回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記課題を解決するために、本発明は、以下のような特徴を有する。本発明は、入力データに基づいて変調された信号を通信ネットワーク上の他の装置に送信すると共に、通信ネットワーク上の他の装置からの信号を受信して復調する送受信装置であって、入力データに基づいて周波数が互いに異なる複数のキャリアを変調して、変調された信号を通信ネットワーク上の他の装置に送信するマルチキャリア変調送信部と、通信ネットワーク上の他の装置から送信されるマルチキャリア変調された信号を受信して復調するマルチキャリア受信復調部と、所定の起動条件を満たす場合、通信相手となる通信ネットワーク上の他の装置と通信して、各キャリアの周波数における伝送路上での伝送品質を評価するためのチャネルエスティメーションアルゴリズムを二回以上実行し、二回以上実行されたチャネルエスティメーションアルゴリズムによって評価された伝送品質に基づいて、マルチキャリア変調送信部およびマルチキャリア受信復調部での変復調ルールを制御する制御部とを備え、隣接して実行される二回のチャネルエスティメーションアルゴリズムの時間間隔は、伝送路上での品質変動の周期と異なることを特徴とする。
【００２９】
好ましくは、制御部は、各チャネルエスティメーションアルゴリズムにおいて、各キャリアの周波数における伝送路上での伝送品質の評価結果として、伝送品質が劣化しないように信号を送受信することができるマルチキャリア変調送信部およびマルチキャリア受信復調部での変復調ルールをそれぞれ求め、各変復調ルールを用いたときの物理層での通信速度をそれぞれ算出し、通信速度が最大となる変復調ルールをマルチキャリア変調送信部およびマルチキャリア受信復調部での変復調ルールとするとよい。
【００３０】
たとえば、制御部は、各チャネルエスティメーションアルゴリズムにおいて、各キャリアの周波数における伝送路上での信号対雑音比を求めることによって、伝送路上での伝送品質を評価し、信号対雑音比が所定の閾値以上となるキャリアに対して、信号対雑音比の大きさに応じた変調度を割り当て、信号対雑音比が所定の閾値未満となるキャリアを使用しないようにすることによって、マルチキャリア変調送信部およびマルチキャリア受信復調部での変復調ルールをそれぞれ求め、キャリアに対する変調度に基づいて、各変復調ルールを用いたときの通信速度をそれぞれ算出し、通信速度が最大となる変復調ルールをマルチキャリア変調送信部およびマルチキャリア受信復調部での変復調ルールとするとよい。
【００３１】
好ましくは、制御部は、各チャネルエスティメーションアルゴリズムにおいて、各キャリアの周波数における伝送路上での伝送品質の評価結果として、伝送品質が劣化しないように信号を送受信することができるマルチキャリア変調送信部およびマルチキャリア受信復調部での変復調ルールをそれぞれ求め、各変復調ルールを用いたときの上位レイヤから見たときのスループットをそれぞれ求め、スループットが最大となる変復調ルールをマルチキャリア変調送信部およびマルチキャリア受信復調部での変復調ルールとするとよい。
【００３２】
たとえば、制御部は、各チャネルエスティメーションアルゴリズムにおいて、各キャリアの周波数における伝送路上での信号対雑音比を求めることによって、伝送路上での伝送品質を評価し、信号対雑音比が所定の閾値以上となるキャリアに対して、信号対雑音比の大きさに応じた変調度を割り当て、信号対雑音比が所定の閾値未満となるキャリアを使用しないようにすることによって、マルチキャリア変調送信部およびマルチキャリア受信復調部での変復調ルールをそれぞれ求め、求めた各変復調ルールを用いて、マルチキャリア変調送信部に実際に信号を送信させ、データ再送率に基づいて各変復調ルールに対するスループットを求め、スループットが最大となる変復調ルールをマルチキャリア変調送信部およびマルチキャリア受信復調部での変復調ルールとするとよい。
【００３３】
好ましくは、制御部は、各チャネルエスティメーションアルゴリズムにおいて、各キャリアの周波数における伝送路上での伝送品質の評価結果として、伝送品質が劣化しないように信号を送受信することができるマルチキャリア変調送信部およびマルチキャリア受信復調部での変復調ルールをそれぞれ求め、求めた各変復調ルールを用いたときの物理層での通信速度をそれぞれ算出し、通信速度が最大となる変復調ルールをマルチキャリア変調送信部およびマルチキャリア受信復調部での変復調ルールとするＰＨＹレート変復調ルール決定手段と、各チャネルエスティメーションアルゴリズムにおいて、各キャリアの周波数における伝送路上での伝送品質の評価結果として、伝送品質が劣化しないように信号を送受信することができるマルチキャリア変調送信部でおよびマルチキャリア受信復調部での変復調ルールをそれぞれ求め、求めた各変復調ルールを用いたときの上位レイヤから見たときのスループットをそれぞれ求め、スループットが最大となる変復調ルールをマルチキャリア変調送信部およびマルチキャリア受信復調部での変復調ルールとするＭＡＣレート変復調ルール決定手段と、所定の条件に基づいて、ＰＨＹレート変復調ルール決定手段によって変復調ルールを決定するか、ＭＡＣレート変復調ルール決定手段によって変復調ルールを決定するかを切り換える切り換え手段とを含むとよい。
【００３４】
好ましくは、制御部は、通信相手の他の装置にデータが正常に届かなかった場合、データを再送信するとよい。
【００３５】
好ましい実施形態では、伝送路は、商用電源が印加されている電灯線であり、隣接して実行される二回のチャネルエスティメーションアルゴリズムの時間間隔は、商用電源の周期および半周期の整数倍とは異なるとよい。
【００３６】
好ましくは、制御部は、通信相手となる通信ネットワーク上の他の装置が実行するチャネルエスティメーションアルゴリズムに応答して、各キャリアの周波数における伝送路上での伝送品質をそれぞれ評価し、各評価結果を他の装置に返信する伝送品質評価手段を含むとよい。
【００３７】
好ましくは、伝送品質評価手段は、各キャリアの周波数における伝送路上での評価した伝送品質に基づいて、各チャネルエスティメーションアルゴリズム毎の変復調ルールをそれぞれ求め、各変復調ルールを用いたときの物理層での通信速度をそれぞれ算出し、各通信速度が最大となる変復調ルールを他の装置に返信するとよい。
【００３８】
好ましくは、制御部は、各チャネルエスティメーションアルゴリズムに応答して通信相手となる通信ネットワーク上の他の装置から送られてくる各キャリアの周波数における伝送路上での伝送品質に基づいて、各チャネルエスティメーションアルゴリズム毎の変復調ルールをそれぞれ求め、各変復調ルールを用いたときの物理層での通信速度をそれぞれ算出し、各通信速度が最大となる変復調ルールをマルチキャリア変調送信部およびマルチキャリア受信復調部での変復調ルールとするとよい。
【００３９】
また、本発明は、入力されるデータに基づいて変調された信号を第１および第２の送受信装置で送受信するための通信ネットワークシステムであって、第１の送受信装置は、入力されるデータに基づいて周波数が互いに異なる複数のキャリアを変調して、変調された信号を第２の送受信装置に送信する第１のマルチキャリア変調送信部と、第２の送受信装置から送信されるマルチキャリア変調された信号を受信して復調する第１のマルチキャリア受信復調部と、所定の起動条件を満たす場合、第２の送受信装置と通信して、各キャリアの周波数における伝送路上での伝送品質を評価するためのチャネルエスティメーションアルゴリズムを二回以上実行し、二回以上実行されたチャネルエスティメーションアルゴリズムによって評価された伝送品質に基づいて、第１のマルチキャリア変調送信部および第１のマルチキャリア受信復調部での変復調ルールを制御する第１の制御部とを備え、第２の送受信装置は、入力されるデータに基づいて周波数が互いに異なる複数のキャリアを変調して、変調された信号を第１の送受信装置に送信する第２のマルチキャリア変調送信部と、第１の送受信装置から送信されるマルチキャリア変調された信号を受信して復調する第２のマルチキャリア受信復調部と、第１の送受信装置が実行するチャネルエスティメーションアルゴリズムに応答して、各キャリアの周波数における伝送路上での伝送品質をそれぞれ評価し、各評価結果を第１の送受信装置に返信する第２の制御部をと備え、隣接して実行される二回のチャネルエスティメーションアルゴリズムの時間間隔は、伝送路上での品質変動の周期と異なることを特徴とする。
【００４０】
また、本発明は、マルチキャリア変調された信号を通信ネットワーク上で送受信するための第１および第２の送受信装置での変復調ルールを決定するための方法であって、所定の起動条件を満たす場合、第１の送受信装置と第２の送受信装置とが協働して、各キャリアの周波数における通信ネットワークの伝送路上での伝送品質を評価するためのチャネルエスティメーションアルゴリズムを二回以上実行するステップと、二回以上実行されたチャネルエスティメーションアルゴリズムによって評価された伝送品質に基づいて、マルチキャリア変復調のための変復調ルールを決定するステップとを備え、隣接して実行される二回のチャネルエスティメーションアルゴリズムの時間間隔は、伝送路上での品質変動の周期と異なることを特徴とする。
【００４１】
また、本発明は、入力データに基づいて変調された信号を通信ネットワーク上の他の装置に送信すると共に、通信ネットワーク上の他の装置からの信号を受信して復調する送受信装置に用いられる集積回路であって、入力データに基づいて周波数が互いに異なる複数のキャリアを変調して、変調された信号を通信ネットワーク上の他の装置に送信するマルチキャリア変調送信部と、通信ネットワーク上の他の装置から送信されるマルチキャリア変調された信号を受信して復調するマルチキャリア受信復調部と、所定の起動条件を満たす場合、通信相手となる通信ネットワーク上の他の装置と通信して、各キャリアの周波数における伝送路上での伝送品質を評価するためのチャネルエスティメーションアルゴリズムを二回以上実行し、二回以上実行されたチャネルエスティメーションアルゴリズムによって評価された伝送品質に基づいて、マルチキャリア変調送信部およびマルチキャリア受信復調部での変復調ルールを制御する制御部とを備え、隣接して実行される二回のチャネルエスティメーションアルゴリズムの時間間隔は、伝送路上での品質変動の周期と異なることを特徴とする。
【００４２】
また、本発明は、マルチキャリア変調された信号を通信ネットワーク上で送受信するための第１および第２の送受信装置での変復調ルールを第１の送受信装置に含まれるコンピュータ装置に決定させるためのプログラムであって、所定の起動条件を満たす場合、第１の送受信装置と第２の送受信装置とを協働させて、各キャリアの周波数における通信ネットワークの伝送路上での伝送品質を評価するためのチャネルエスティメーションアルゴリズムをコンピュータ装置に二回以上実行させるステップと、二回以上実行されたチャネルエスティメーションアルゴリズムによって評価された伝送品質に基づいて、マルチキャリア変復調のための変復調ルールをコンピュータ装置に決定させるステップとを備え、隣接して実行される二回のチャネルエスティメーションアルゴリズムの時間間隔は、伝送路上での品質変動の周期と異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、二回以上チャネルエスティメーションアルゴリズムが実行され、隣接するチャネルエスティメーションアルゴリズムが実行される時間間隔が伝送路上での品質変動の周期と異なることとなる。したがって、いずれかのチャネルエスティメーションアルゴリズムによって評価された伝送品質に基づく変調ルールは、周期的で局所的なノイズや周期的で局所的なインピーダンス変動が存在する場合でも、可能な限り最大の通信速度またはスループットを得ることができることとなる。
【００４４】
また、物理層での通信速度（ＰＨＹレート）が最大となるように、変調ルールを決定することによって、周期的で局所的なノイズや周期的で局所的なインピーダンス変動が存在する場合でも、最大の通信速度を得ることができることとなる。
【００４５】
また、上位レイヤから見たときのスループット（ＭＡＣレート）が最大となるように、変調ルールを決定することによって、誤りが少なくデータが転送でき、通信効率を向上させることができる。
【００４６】
また、ＰＨＹレートが最大となる変調ルールとＭＡＣレートが最大となる変調ルールとを適宜切り換えることによって、たとえば、通常はＰＨＹレートが最大となる変調ルールにし、一方、伝送路特性が悪化し再送率が高い場合はＭＡＣレートが最大となる変調ルールにすることができ、柔軟に変調ルールを変更することができる。
【００４７】
また、データの再送機能を設けることによって、周期的なノイズ、またはインピーダンスの変動に対して使用キャリアや変調パラメータが適応していないことが原因で発生する送信エラーをリカバーすることができる。
【００４８】
また、商用電源が印加されている電灯線を伝送路とする場合、隣接して実行される二回のチャネルエスティメーションアルゴリズムの時間間隔を、商用電源の周期および半周期の整数倍とは異なるようにすることによって、電源周期に応じて周期的に発生するノイズやインピーダンス変動が存在する場合にも、可能な限り最大の通信速度またはスループットを得ることができることとなる。
【００４９】
本発明のこれらおよび他の目的、特徴、局面、効果は、添付図面と照合して、以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００５１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る通信ネットワークシステムの構成および当該通信ネットワークシステムで用いられる送受信装置の構成を示すブロック図である。図１において、通信ネットワークシステムは、商用電源が印加された電灯線を介して接続された送受信装置１００，１０１を備える。図１では、送受信装置は、二つであるとしたが、三つ以上であってもよい。
【００５２】
入力データに基づくパケットを送信する側の送受信装置１００は、トレーニングセッションの間、電灯線の状態を確認するためのトレーニングパケットを、相異なる二回のタイミングで送信する。当該トレーニングパケットが送信されてきた受信側の送受信装置１０１は、トレーニングパケットが送信されてくる毎に、各キャリアの周波数における電灯線上での伝送品質を表すＳＮＲを解析し、その結果得られるＳＮＲ評価結果を記憶する。第１の実施形態では、トレーニングセッション中、二回のタイミングでトレーニングパケットが送信されてくるので、受信側の送受信装置１０１は、二つのＳＮＲ評価結果を得る。以下、トレーニングセッション中において、トレーニングパケットが一回送信され、一つのＳＮＲ評価結果が得られるまでの処理を、チャネルエスティメーションアルゴリズムという。チャネルエスティメーションアルゴリズムは、各キャリアの周波数における電灯線上での伝送品質を評価するための処理である。受信側の送受信装置１０１は、二回のチャネルエスティメーションアルゴリズムによって得られた二つのＳＮＲ評価結果を比較して、各キャリアの変調速度の合計（ＰＨＹレート）が速くなる方のＳＮＲ評価結果を選択して、選択したＳＮＲ評価結果をＳＮＲ解析結果として、送信側の送受信装置１００に送信する。ＳＮＲ解析結果には、伝送品質が劣化しないように信号を送受信することができる使用キャリアおよび使用キャリアでの変調度を記述したトーンマップ（Ｔｏｎｅ  Ｍａｐ）が含まれている。送信側の送受信装置１００は、送信されてくるＳＮＲ解析結果に基づいて変調方式を変更する。
【００５３】
図１において、送受信装置１００，１０１は、送信側通信制御部１と、複数のＱＡＭエンコーダ部２と、ＩＦＦＴ部３と、ＡＦＥ４と、ＦＦＴ部５と、複数のＱＡＭデコーダ部６と、受信側通信制御部７と、ＳＮＲ解析結果／送達確認通知部８と、ＳＮＲ評価結果記憶部９とを含む。
【００５４】
複数のＱＡＭエンコーダ部２、およびＩＦＦＴ部３は、入力データに基づいて、周波数が互いに異なる複数のキャリアを変調して、変調された信号をＡＦＥ４を介して、電灯線に接続される他の送受信装置（１００または１０１）に送信するためのマルチキャリア変調送信部である。
【００５５】
ＦＦＴ部５、およびＱＡＭデコーダ部６は、電灯線およびＡＦＥ４を介して他の送受信装置（１００または１０１）から送信されてくるマルチキャリア変調された信号を受信して、復調するためのマルチキャリア受信復調部である。
【００５６】
送信側通信制御部１、受信側通信制御部７、ＳＮＲ解析結果／送達確認通知部８、およびＳＮＲ評価結果記憶部９は、マルチキャリア変調送信部での変調ルールおよびマルチキャリア受信復調部での復調ルールを制御するための制御部である。変調ルールおよび復調ルールをまとめて変復調ルールという。変復調ルールは、使用するキャリア、使用しないキャリア、および使用するキャリアにおける変調度等を規定する。
【００５７】
以下、送受信装置１００がデータを送信する側の装置であるとし、送受信装置１０１がデータを受信する側の装置であるとして、各機能ブロックの機能について説明する。送受信装置１００の送信側通信制御部１は、ＳＮＲ解析結果／送達確認通知部８から通知されるＳＮＲ解析結果に基づいて、入力データのビット列をＱＡＭエンコーダ部２にどのように割り当てるか、および使用するＱＡＭエンコーダ部２での変調度等の変調パラメータを決定する。ここで、入力データは、連続性を有する連続データである。具体的には、図１４Ｃに示すように、送受信装置１００の送信側通信制御部１は、ＳＮＲが所定の閾値（ＳＮＲスレッシュホールド）以上となるキャリアに対しては、ＳＮＲの大きさに応じた変調度をＱＡＭエンコーダ部２に割り当て、ＳＮＲが所定の閾値未満となるキャリアに対しては、当該キャリアを使用しないように、ＱＡＭエンコーダ部２を制御する。
【００５８】
送受信装置１００の送信側通信制御部１は、ＳＮＲ解析結果に基づいて決定した割り当て規則に従って、入力データのビット列を各ＱＡＭエンコーダ部２に割り当てる。すなわち、送信側通信制御部１は、ＳＮＲ解析結果に含まれるトーンマップに基づいて決定した割り当て規則に従って、入力データを直列／並列変換する。送受信装置１００の送信側通信制御部１は、ＳＮＲ解析結果に含まれるトーンマップに基づいて決定した変調パラメータに従って、各ＱＡＭエンコーダ部２を制御する。この割り当て規則および変調パラメータが、変調ルールである。
【００５９】
送受信装置１００の送信側通信制御部１は、入力データを一時格納するバッファを有し、入力データを一時格納しておいて、一時格納した入力データを直列／並列変換して、出力する。送受信装置１００の送信側通信制御部１は、ＳＮＲ解析結果／送達確認通知部８から通知される送達確認に基づいて、送信したパケットが正しく受信されたか否かを判断する。正しくパケットが受信されていない場合、送受信装置１００の送信側通信制御部１は、一時格納している入力データを再度送信する。
【００６０】
送受信装置１００の送信側通信制御部１は、トレーニングセッション中、相異なる二回のタイミングでチャネルエスティメーションアルゴリズムを実行して、二回のタイミングでトレーニングパケットを出力する。なお、トレーニングセッションは、通信状態が悪くなったためにパケットの送達確認が取れなくった場合や、一定の時間が経過した場合などの所定の起動条件が満たされた場合に開始される。送受信装置１００の送信側通信制御部１は、トレーニングパケットを直列／並列変換して、ＱＡＭエンコーダ部２に割り当てる。トレーニングセッション中、送受信装置１００の送信側通信制御部１は、直列／並列変換したトレーニングパケットを、ＱＡＭエンコーダ部２に均等に割り当てる。トレーニングパケットを送信する二回のタイミングの時間間隔は、商用電源の周期および半周期と非同期である。すなわち、トレーニングパケットを送信する二回のタイミングの時間間隔は、商用電源の周期の整数倍でなく、かつ商用電源の半周期の整数倍でもない。言い換えれば、隣接して実行される二回のチャネルエスティメーションアルゴリズムの時間間隔は、電灯線上での品質変動の周期と異なり、商用電源の周期の整数倍でなく、かつ商用電源の半周期の整数倍でもない。
【００６１】
送受信装置１００および送受信装置１０１の各ＱＡＭエンコーダ部２は、送信側通信制御部１から入力されるビット列を、送信側通信制御部１から指定される変調ルールに従って、ＱＡＭ方式に基づいて、振幅値および位相値に変換して出力する。
【００６２】
送受信装置１００および送受信装置１０１のＩＦＦＴ部３は、各ＱＡＭエンコーダ部２から入力される振幅値および位相値に基づいて、逆フーリエ変換を実行し、その結果を出力する。これによって、入力データに従ってマルチキャリア変調されたＯＦＤＭ信号が出力されることとなる。当該ＯＦＤＭ信号は、ＡＦＥ４から、電灯線を介して、送受信装置１０１に送信されることとなる。
【００６３】
送受信装置１００および送受信装置１０１のＦＦＴ部５は、ＡＦＥ４を介して受信された送受信装置１０１からのＯＦＤＭ信号をフーリエ変換して、各キャリアの振幅値および位相値を出力する。
【００６４】
送受信装置１００および送受信装置１０１の各ＱＡＭデコーダ部６は、ＦＦＴ部５から出力される振幅値および位相値を、受信側通信制御部７から指定される復調ルールに従って、ＱＡＭ方式に基づいて、ビット列に復調して出力する。
【００６５】
送受信装置１００および送受信装置１０１の受信側通信制御部７は、ＳＮＲ解析結果に基づく復調ルールに従って、使用するＱＡＭデコーダ部６の復調度を制御する。送受信装置１００および送受信装置１０１の受信側通信制御部７は、各ＱＡＭデコーダ部６から出力されるビット列を連続的なビット列に変換して、出力データとして出力する。具体的には、図１４Ｃに示すように、送受信装置１００および送受信装置１０１の受信側通信制御部７は、ＳＮＲが所定の閾値（ＳＮＲスレッシュホールド）以上となるキャリアに対しては、ＳＮＲの大きさに応じた復調度をＱＡＭデコーダ部６に割り当て、ＳＮＲが所定の閾値未満となるキャリアに対しては、当該キャリアを使用しないように、ＱＡＭデコーダ部６を制御する。
【００６６】
送受信装置１０１の受信側通信制御部７は、出力データが正常に受信できたか否かを判断し、送達確認として、ＳＮＲ解析結果／送達確認通知部８に渡す。これに応じて、送受信装置１０１の送信側通信制御部１は、ＳＮＲ解析結果／送達確認通知部８から通知される送達確認を、データを送信してきた送受信装置に返信する。
【００６７】
送受信装置１０１の受信側通信制御部７は、トレーニングセッション中、通信相手の送受信装置１００から送信されてくるトレーニングパケットについて、各ＱＡＭデコーダ部６から出力される振幅値および位相値に基づいて、各キャリアのＳＮＲを解析し、ＳＮＲ評価結果をＳＮＲ評価結果記憶部９に格納する。トレーニングセッション中、二回のチャネルエスティメーションアルゴリズムが実行され、二回のタイミングでトレーニングパケットが送信されてくるので、送受信装置１０１の受信側通信制御部７は、二つのＳＮＲ評価結果をＳＮＲ評価結果記憶部９に格納する。送受信装置１０１の受信側通信制御部７は、ＳＮＲ評価結果記憶部９に格納されている二つのＳＮＲ評価結果の内、各キャリアの変調速度の合計が速くなる方のＳＮＲ評価結果を選択して、ＳＮＲ解析結果として、ＳＮＲ解析結果／送達確認通知部８に渡す。
【００６８】
これに応じて、送受信装置１０１の送信側通信制御部１は、ＳＮＲ解析結果／送達確認通知部８から通知されるＳＮＲ解析結果を、トレーニングパケットを送信してきた送受信装置１００に返信する。ＳＮＲ評価結果に基づいて、各キャリアの変調速度の合計を求めるにあたり、まず、送受信装置１０１の受信側通信制御部７は、各ＳＮＲ評価結果から、チャネル毎のＳＮＲを求めて、使用キャリアおよび使用キャリアでの変調方式を記述したトーンマップをそれぞれ決定する。次に、送受信装置１０１の受信側通信制御部７は、決定したトーンマップに記述されている使用キャリアおよび使用キャリアでの変調方式に基づいて、各キャリアでの変調速度を求め、各キャリアの変調速度の合計を求める。各キャリアの変調速度の合計は、当該トーンマップを利用して変調したときのＰＨＹレートである。その上で、送受信装置１０１の受信側通信制御部７は、各キャリアの変調速度の合計（ＰＨＹレート）が速くなる方のＳＮＲ評価結果を選択し、選択したＳＮＲ評価結果に対応するトーンマップをＳＮＲ解析結果として、送信側の送受信装置１００に送信する。
【００６９】
送受信装置１０１のＳＮＲ解析結果／送達確認通知部８は、受信側通信制御部７からのＳＮＲ解析結果および送達確認を送信側通信制御部１に渡す。なお、ＳＮＲ解析結果には、自装置で生成したＳＮＲ解析結果と、他の送受信装置から送られてきたＳＮＲ解析結果とがある。また、送達確認には、自装置で生成した送達確認と他の送受信装置から送られてきた送達確認とがある。送受信装置１００の送信側通信制御部１は、他の送受信装置から送られてきたＳＮＲ解析結果に基づいて、ＱＡＭエンコーダ部２へのビット割り当てを変更する。送受信装置１００の受信側通信制御部７は、他の送受信装置から送られてきたＳＮＲ解析結果に基づいて、ＱＡＭデコーダ部６での復調方式を変更する。送受信装置１０１の送信側通信制御部１は、送受信装置１０１自身で生成したＳＮＲ解析結果を他の送受信装置に送る。また、送受信装置１００送信側通信制御部１は、他の送受信装置から送られてきた送達確認に基づいて、入力データを再送する。送受信装置１０１の送信側通信制御部１は、送受信装置１０１自身で生成した送達確認を他の送受信装置に送る。
【００７０】
図２は、トレーニングセッション中においてトレーニングパケットを送信する側の送受信装置の動作を示すフローチャートである。以下、図２を参照しながら、トレーニングセッション中においてトレーニングパケットを送信する側の送受信装置の動作について説明する。
【００７１】
まず、送信側の送受信装置（たとえば、図１に示す送受信装置１０１）の送信側通信制御部１は、一つ目のトレーニングパケットと二つ目のトレーニングパケットとの送信間隔として、送信周期Ｔｔｒ０［秒］を設定する（ステップＳ２０１）。送信周期Ｔｔｒ０［秒］は、商用電源の周期の整数倍でなく、かつ商用電源の半周期の整数倍でもない。
【００７２】
次に、送信側通信制御部１は、タイムアウト時間Ｔｔｏｔ［秒］を設定する（ステップＳ２０２）。たとえば、タイムアウト時間Ｔｔｏｔ［秒］は、数百ｍｓｅｃ程度である。典型的には、タイムアウト時間Ｔｔｏｔ［秒］は、送信周期Ｔｔｒ０［秒］よりも長い。タイムアウト時間は、送信側の送受信装置がＳＮＲ解析結果を所定時間内に受信しなかった場合に再度トレーニングパケットを送信するタイミングを規定する時間である。
【００７３】
次に、送信側通信制御部１は、第１のトレーニングパケットを送信する（ステップＳ２０３）。第１のトレーニングパケットには、受信側で第１のトレーニングパケットであることを確認するための識別情報が付加されている。
【００７４】
次に、送信側通信制御部１は、トレーニングパケットの送信周期が到来したか否かを計測するための送信周期カウンタをリセットしてスタートする（ステップＳ２０４）。
【００７５】
次に、送信側通信制御部１は、送信周期カウンタを参照して、送信周期Ｔｔｒ０［秒］が経過したか否かを判断する（ステップＳ２０５）。送信周期Ｔｔｒ０［秒］が経過するまで、送信側通信制御部１は、ステップＳ２０５の動作を繰り返す。送信周期Ｔｔｒ０［秒］が経過した場合、送信側通信制御部１は、ステップＳ２０６の動作に進む。
【００７６】
ステップＳ２０６において、送信側通信制御部１は、第２のトレーニングパケットを送信する。第２のトレーニングパケットには、受信側で第２のトレーニングパケットであることを確認するための識別情報が付加されている。
【００７７】
次に、送信側通信制御部１は、タイムアウト時間が経過したか否かを計測するためのタイムアウトカウンタをリセットしてスタートする（ステップＳ２０７）。
【００７８】
次に、送信側通信制御部１は、タイムアウトカウンタを参照して、タイムアウト時間Ｔｔｏｔ［秒］が経過したか否かを判断する（ステップＳ２０８）。タイムアウト時間Ｔｔｏｔ［秒］が経過している場合、送信側通信制御部１は、ステップＳ２０３以降の動作に戻って、第１および第２のトレーニングパケットを再送信する。一方、タイムアウト時間Ｔｔｏｔ［秒］が経過していない場合、送信側通信制御部１は、ステップＳ２０９の動作に進む。
【００７９】
ステップＳ２０９において、送信側通信制御部１は、通信相手の送受信装置からのＳＮＲ解析結果を受信側通信制御部７が受信し、受信したＳＮＲ解析結果がＳＮＲ解析結果／送達確認通知部８に通知されているか否かを判断する。ＳＮＲ解析結果が通知されていない場合、送信側通信制御部１は、ステップＳ２０８の動作に戻る。一方、ＳＮＲ解析結果が通知されている場合、送信側通信制御部１は、処理を終了する。その後、送信側通信制御部１は、受信されたＳＮＲ解析結果に基づいて、入力データをＱＡＭエンコーダ部２に割り当て、パケットを送信する。
【００８０】
図３は、トレーニングセッション中においてトレーニングパケットを受信する側の送受信装置の動作を示すフローチャートである。以下、図３を参照しながら、トレーニングセッション中においてトレーニングパケットを受信する側の送受信装置の動作について説明する。
【００８１】
まず、受信側の送受信装置の受信側通信制御部７は、第１のトレーニングパケットを受信することによって（ステップＳ２１０）、以下の動作を開始する。なお、受信側通信制御部７は、第１のトレーニングパケットに付加されている識別情報に基づいて、送信されてきたパケットが第１のトレーニングパケットであるか否かを判断する。
【００８２】
ステップＳ２１１において、受信側通信制御部７は、第１のトレーニングパケットのＳＮＲをキャリア毎に評価する。
【００８３】
次に、受信側通信制御部７は、評価結果を、第１のＳＮＲ評価結果として、ＳＮＲ評価結果記憶部９に格納する（ステップ２１２）。第１のＳＮＲ評価結果には、第１のトレーニングパケットのキャリア毎のＳＮＲが記述されている。
【００８４】
次に、受信側通信制御部７は、タイムアウト時間Ｔｔｏｒ［秒］を設定する（ステップＳ２１３）。たとえば、タイムアウト時間Ｔｔｏｒ［秒］は、数百ｍｓｅｃ程度である。タイムアウト時間Ｔｔｏｒ［秒］を設定した理由は、なんらかの理由で送信側から送信される第２のトレーニングパケットが受信できない場合に、受信側が第２のトレーニングパケットの待ち受け状態から通常状態に遷移して、再度送信側から送信される第１のトレーニングパケットを受信できるようにするためである。
【００８５】
次に、受信側通信制御部７は、タイムアウト時間が経過したか否かを計測するためのタイムアウトカウンタをリセットしてスタートする（ステップＳ２１４）。
【００８６】
次に、受信側通信制御部７は、タイムアウトカウンタを参照して、タイムアウト時間Ｔｔｏｒ［秒］が経過したか否かを判断する（ステップＳ２１５）。タイムアウト時間Ｔｔｏｒ［秒］が経過している場合、受信側通信制御部７は、そのまま処理を終了する。一方、タイムアウト時間Ｔｔｏｒ［秒］が経過していない場合、受信側通信制御部７は、ステップＳ２１６の動作に進む。
【００８７】
ステップＳ２１６において、受信側通信制御部７は、第２のトレーニングパケットを受信しているか否かを判断する。なお、受信側通信制御部７は、第２のトレーニングパケットに付加されている識別情報に基づいて、送信されてきたパケットが第２のトレーニングパケットであるか否かを判断する。第２のトレーニングパケットを受信していない場合、受信側通信制御部７は、ステップＳ２１５の動作に戻る。一方、第２のトレーニングパケットを受信している場合、受信側通信制御部７は、ステップＳ２１７の動作に進む。
【００８８】
ステップＳ２１７において、受信側通信制御部７は、第２のトレーニングパケットのＳＮＲをキャリア毎に評価する。
【００８９】
次に、受信側通信制御部７は、評価結果を、第２のＳＮＲ評価結果として、ＳＮＲ評価結果記憶部９に格納する（ステップ２１８）。第２のＳＮＲ評価結果には、第２のトレーニングパケットのキャリア毎のＳＮＲが記述されている。
【００９０】
次に、受信側通信制御部７は、ＳＮＲ評価結果記憶部９に格納されている第１のＳＮＲ評価結果に基づいて第１のトーンマップを決定し、第２のＳＮＲ評価結果に基づいて第２のトーンマップ決定し、第１および第２のトーンマップを比較して、各キャリアの変調速度の合計（ＰＨＹレート）が大きくなる方（すなわち、速くなる方）のＳＮＲ評価結果を選択する（ステップＳ２１９）。
【００９１】
次に、受信側通信制御部７は、ステップＳ２１９で選択したＳＮＲ評価結果に対応するトーンマップをＳＮＲ解析結果として、ＳＮＲ解析結果／送達確認通知部８に通知する。それに応じて、送信側通信制御部１は、トレーニングパケットを送信した送受信装置に対して、当該ＳＮＲ解析結果を送信し（ステップＳ２２０）、処理を終了する。トレーニングパケットを送信した送受信装置は、送信されてくるＳＮＲ解析結果に基づいて、入力データをＱＡＭエンコーダ部２に割り当て、その後のパケットを送信する。
【００９２】
図２，図３に示す処理において、ステップＳ２０３〜Ｓ２０５，およびステップＳ２１０〜Ｓ２１５が、第一回目のチャネルエスティメーションアルゴリズムである。ステップＳ２０６〜Ｓ２０９、およびステップＳ２１６〜Ｓ２２０が第二回目のチャネルエスティメーションアルゴリズムである。
【００９３】
図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃは、トレーニングセッション中におけるトレーニングパケットを送信する側の送受信装置と受信する側の送受信装置との間の処理の流れの例を示すシーケンス図である。図４Ａ〜４Ｃにおいて、受信側の処理の流れを示す直線上に示されている四角枠は、伝送路の特性が変動している時間（以下、伝送路特性変動時間という）を示す。ここに示す例では、１６．７ｍｓｅｃの間隔で、伝送路特性変動時間が到来すると想定する。ＲＣＥ１ＰＤＵは、第１のトレーニングパケットを含む第１のチャネルエスティメーション要求パケットである。ＡＣＫＰＤＵは、チャネルエスティメーション要求パケットを正常に受信できた旨を示すパケットである。ＲＣＥ２ＰＤＵは、第２のトレーニングパケットを含む第２のチャネルエスティメーション要求パケットである。第１のチャネルエスティメーション要求パケットと第２のチャネルエスティメーション要求パケットとの送信周期Ｔｔｒ０は、２０ｍｓｅｃである。ＣＥＲＰＤＵは、ＳＮＲ解析結果を含むチャネルエスティメーション応答パケットである。図４Ａは、第１および第２のトレーニングパケットを送信する両方のタイミングにおいて、伝送路の状態が変動しなかったときの処理の流れを示す。図４Ｂは、第１のトレーニングパケットを送信するときに、伝送路の状態が変動したときの処理の流れを示す。図４Ｃは、第２のトレーニングパケットを送信するときに、伝送路の状態が変動したときの処理の流れを示す。
【００９４】
受信側の送受信装置は、第１および第２のチャネルエスティメーション要求パケットに含まれる第１および第２のトレーニングパケットを用いて、その都度、キャリア毎のＳＮＲを評価し、第１および第２のＳＮＲ評価結果に基づいて、使用キャリアや当該使用キャリアの変調方式などを含む第１および第２のトーンマップを決定する。
【００９５】
受信側の送受信装置は、２回のチャネルエスティメーション要求に応じて決定された第１および第２のトーンマップを利用して変調したときのＰＨＹレートの内、ＰＨＹレートが大きくなるほうのトーンマップをＳＮＲ解析結果として、チャネルエスティメーション応答パケットに含ませて、送信側の送受信装置に返す。
【００９６】
第１のチャネルエスティメーション要求パケットと第２のチャネルエスティメーション要求パケットとの送信周期Ｔｔｒ０は、商用電源の周期および半周期とは非同期となるように設定すべきである。すなわち、送信周期Ｔｔｒ０は、商用電源の整数倍であってはならず、かつ、商用電源の半周期の整数倍であってはならない。
【００９７】
このように、送信周期Ｔｔｒ０を電源周期および電源周期の半周期とは非同期となるようにすることによって、図４Ａに示すように、二つの伝送路特性変動時間がＲＣＥ１ＰＤＵの送信とＲＣＥ２ＰＤＵの送信との間に到来したと想定した場合、ＲＣＥ１ＰＤＵおよびＲＣＥ２ＰＤＵの両方から得られるトーンマップが、速いＰＨＹレートを示すこととなる。
【００９８】
また、図４Ｂに示すように、伝送路特性変動時間がＲＣＥ１ＰＤＵの送信と重なったと想定した場合、ＲＣＥ２ＰＤＵから得られるトーンマップが、速いＰＨＹレートを示すこととなる。
【００９９】
また、図４Ｃに示すように、伝送路特性変動時間がＲＣＥ２ＰＤＵの送信と重なったと想定した場合、ＲＣＥ１ＰＤＵから得られるトーンマップが、速いＰＨＹレートを示すこととなる。
【０１００】
したがって、二回のチャネルエスティメーション要求に対して、ＰＨＹレートが速くなる方のトーンマップを利用できることができることとなる。すなわち、伝送路特性変動に遭遇していない状況で得られたＳＮＲ解析結果を選択して、チャネルエスティメーション応答パケットとして送信側に返信されることとなる。よって、通常時の伝送路特性に応じた伝送レートで通信することが可能となる。
【０１０１】
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、周期的で局所的なノイズ、または周期的で局所的なインピーダンスの変動が発生している状況であっても、低い変調速度の変調パラメータを使用して通信することによる通信速度の低下を防止することができる。
【０１０２】
なお、上記第１の実施形態では、変調方法として、ＱＡＭを採用することとしたが、例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫ、ＰＡＭ、ＡＳＫ変調等の変調方法を利用してもよい。ＰＡＭを変調方法として利用する場合、送受信装置では、ＦＦＴ部およびＩＦＦＴ部における三角関数の代わりにＷａｖｅｌｅｔ関数を基底関数に用いたＤＷＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｗａｖｅｌｅｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部およびＩＤＷＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｗａｖｅｌｅｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部が利用されることとなる。図５は、Ｗａｖｅｌｅｔ関数を用いた場合の送受信装置の構成を示すブロック図である。図５に示すように、ＰＡＭエンコーダ部２ａおよびＰＡＭデコーダ部６ａを用いる場合、ＩＤＷＴ部３ａおよびＤＷＴ部５ａが用いられることとなる。このような場合であっても、同様の効果が得られる。
【０１０３】
なお、上記実施形態では、二つのトレーニングパケットに対するＳＮＲの解析結果に基づいて、受信側が、一つの解析結果を選択して、送信側に知らせることとした。本発明は、周期的に発生するノイズおよび／または周期的に発生するインピーダンス変動の発生間隔とは異なる時間間隔で、二度のチャネルエスティメーションアルゴリズムを実行し、使用するキャリアの変調速度の合計が速くなる方のチャネルエスティメーション結果に基づいて、使用するキャリアおよび／または各々のキャリアの変調パラメータを決定し、その後当該キャリアならびに各々のキャリアの変調パラメータを用いて通信することを本質としている。したがって、受信側が二つのトレーニングパケットの解析結果を二つとも送信側に返送し、送信側がＳＮＲ解析結果を選択してもよい。また、送信側および受信側の両方がＳＮＲ解析結果を選択してもよい。いずれの場合も、同様の効果が得られる。
【０１０４】
（第２の実施形態）
第１の実施形態に係る送受信装置は、チャネルエスティメーションを二回行って、ＰＨＹレートが速くなる方のトーンマップを採用することで、通信速度の低下を防止していた。そのため、周期的なノイズまたはインピーダンスの変動が発生しているタイミングにおいては、パケットにエラーが発生する可能性が高い。そこで、本発明の第２の実施形態では、第１の実施形態の機能に加えて、パケットを再送して、エラーが発生したパケットを訂正する機能を追加する。第２の実施形態では、送受信装置のブロック構成は、第１の実施形態と同様であるので、図１を援用することとする。
【０１０５】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る送受信装置の動作を示すフローチャートである。以下、図６を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る送受信装置の動作について説明する。
【０１０６】
まず、送信側通信制御部１は、トレーニングセッションを実行する期間であるトレーニング周期Ｔｔ０［秒］を設定する（ステップＳ５０１）。次に、送信側通信制御部１は、再送回数の閾値Ｎｒ０［回］を設定する（ステップＳ５０２）。次に、送信側通信制御部１は、トレーニング周期をカウントするためのトレーニング周期タイマＴｔ［秒］をリセットして、スタートする（ステップＳ５０３）。次に、送信側通信制御部１は、再送回数をカウントするための再送回数カウンタＮｒ［回］をリセットして、スタートする（ステップＳ５０４）。
【０１０７】
次に、送信側通信制御部１は、トレーニング周期タイマＴｔ［秒］とトレーニング周期Ｔｔ０［秒］とを比較して、トレーニング周期Ｔｔ０［秒］が経過したか否かを判断する（ステップＳ５０５）。トレーニング周期Ｔｔ０［秒］が経過していない場合、送信側通信制御部１は、ステップＳ５０６の動作に進む。一方、トレーニング周期Ｔｔ０［秒］が経過している場合、送信側通信制御部１は、ステップＳ５０８の動作に進む。
【０１０８】
ステップＳ５０６において、送信側通信制御部１は、再送回数カウンタＮｒ［回］と再送回数閾値Ｎｒ０［回］とを比較して、再送回数が再送回数閾値となっているか、すなわち、Ｎｒ＝Ｎｒ０となっているか否かを判断する。Ｎｒ＝Ｎｒ０の場合、送信側通信制御部１は、ステップＳ５０８の動作に進む。一方、Ｎｒ＝Ｎｒ０でない場合、送信側通信制御部１は、ステップＳ５０７の動作に進む。
【０１０９】
ステップＳ５０７において、送信側通信制御部１は、パケットを送信し、ステップＳ５０５の動作に戻る。ただし、送信すべきパケットが送達確認の取れていないパケットである場合、すなわち、パケットの再送信である場合、送信側通信制御部１は、Ｎｒ＝Ｎｒ＋１として、再送回数カウンタＮｒ［回］を一つ増加させ、ステップＳ５０５の動作に戻る。
【０１１０】
ステップＳ５０８において、送信側通信制御部１は、第１の実施形態と同様にして、第１および第２のトレーニングパケットを送信して、トレーニングセッションを実行する。ステップＳ５０８の動作は、トレーニング周期が到来した場合、または、パケット再送回数が閾値を超えた場合に実行されることとなる。
【０１１１】
以上のように、本発明の第２の実施形態によれば、送達確認が取れなかったパケットが再送されることとなる。したがって、周期的で局所的なノイズ、または周期的で局所的なインピーダンスの変動時に発生するフレームエラーをリカバーすることができる。また、パケットの再送回数が閾値を超えた場合、トレーニングセッションが実行されることとなるので、送受信装置は、再送回数が多くなった場合、いち早くトレーニングセッションを実行して、現在の伝送路の状態に適した変調方式に変更することができる。さらに、トレーニング周期が到来した場合、トレーニングセッションが実行されることとなるので、送受信装置は、定期的に、伝送路の状態を監視して、適切な変調方式に変更することができる。
【０１１２】
（第３の実施形態）
第１の実施形態において、トレーニングパケットの受信側の送受信装置は、二回のチャネルエスティメーション要求に応じて決定した二つのトーンマップから算出されるＰＨＹレートの内、ＰＨＹレートが大きくなる方のトーンマップについてのＳＮＲ解析結果をチャネルエスティメーション応答として、送信側の送受信装置に返していた。これによって、通常時の伝送路特性に応じた最大伝送レートによって通信が可能となった。第１の実施形態における上記手法は、ＳＮＲ特性が良い時間に対するＳＮＲ特性が悪い時間の比率が小さい場合に特に有効である。
【０１１３】
しかし、ＳＮＲ特性が良い時間に対するＳＮＲ特性が悪い時間の比率が大きい場合、つまり、伝送路特性が悪い場合、第１の実施形態における手法では、問題が生じる。なぜなら、このような場合、実際のＰＨＹレートが最大となる時間帯、つまり、第１の実施形態における手法を用いて決定した変調パラメータが伝送路の特性と適合する時間帯は、短くなるので、誤りが増大してしまうからである。
【０１１４】
また、ＰＨＹレートが最大となるトーンマップでは、変調度が高い変調方式が割り当てられるサブキャリアの数が多い。変調度が高いほど、高いＳＮＲが要求される。よって、ＰＨＹレートが最大となるトーンマップを用いた場合、ノイズ耐性が低くなる。
【０１１５】
このように、ＰＨＹレートが最大となるトーンマップを用いると、変調パラメータがデータ送信時の伝送路特性に適合しない場合、エラーが発生しやすくなり、再送率が高くなる。結果、ＰＨＹレートが最大となるトーンマップを用いる通信は、上位レイヤから見たスループット（一定時間内の情報処理量）であるＭＡＣレート（アプリケーションレート）が最大になるとは限らない。
【０１１６】
それゆえ、第３の実施形態では、ＭＡＣレートを最大にすることができるシステムについて提案する。図７は、本発明の第３の実施形態に係る通信ネットワークシステムにおける動作の流れを説明するためのシーケンス図である。以下、図７を参照しながら、第３の実施形態に係る通信システムにおける動作の流れについて説明する。
【０１１７】
まず、トレーニングパケットを送信する側の送受信装置は、第１のトレーニングパケットを含むチャネルエスティメーション要求パケットＲＣＥ１ＰＤＵを受信側の送受信装置に送信する（ステップＳ１）。これに応じて、受信側の送受信装置は、第１のトーンマップを含むチャネルエスティメーション応答パケットＣＥＲ１ＰＤＵを送信側の送受信装置に返す（ステップＳ２）。次に、トレーニングパケットを送信する側の送受信装置は、第２のトレーニングパケットを含むチャネルエスティメーション要求パケットＲＣＥ２ＰＤＵを受信側の送受信装置に送信する（ステップＳ３）。これに応じて、受信側の送受信装置は、第２のトーンマップを含むチャネルエスティメーション応答パケットＣＥＲ２ＰＤＵを送信側の送受信装置に返す（ステップＳ４）。送信側の送受信装置において、ステップＳ１〜Ｓ４の間の期間は、トーンマップを取得するためのトーンマップ取得期間である。
【０１１８】
トーンマップ取得期間の後、送信側の送受信装置は、第１のトーンマップを使用して入力データを変調したフレームＤＡＴＡＰＤＵを送信する（ステップＳ５）。次に、受信側の送受信装置は、送信側の送受信装置から送信されたフレームＤＡＴＡ１ＰＤＵのエラーをチェックし、エラーが検出された場合、レスポンスフレームに再送要求情報を入れて、送信側の送受信装置に返信する（ステップＳ６）。レスポンスフレームを受信した送信側の送受信装置は、レスポンスフレームの内容を解析し、再送要求情報が含まれている場合、フレームを再送する。送信側の送受信装置と受信側の送受信装置とは、第１のトーンマップを用いたパケットＤＡＴＡ１ＰＤＵとレスポンスフレームとのやり取りを所定回数繰り返す（ステップＳ７，Ｓ８）。上記の動作の後、送信側の送受信装置は、パケット再送回数÷（送信パケット数＋パケット再送回数）の算出式によって、第１のトーンマップを用いた場合のデータの再送率を求める（ステップＳ９）。
【０１１９】
第１のトーンマップを用いたパケットの送受信の後、送信側の送受信装置は、第２のトーンマップを使用して入力データを変調したパケットＤＡＴＡ２ＰＤＵを送信する（ステップＳ１０）。次に、受信側の送受信装置は、送信側の送受信装置から送信されたパケットＤＡＴＡ２ＰＤＵのエラーをチェックし、エラーが検出された場合、レスポンスフレームに再送要求情報を入れて、送信側の送受信装置に返信する（ステップＳ１１）。送信側の送受信装置と受信側の送受信装置とは、第２のトーンマップを用いたフレームＤＡＴＡ２ＰＤＵとレスポンスフレームとのやり取りを所定回数繰り返す（ステップＳ１２，Ｓ１３）。上記の動作の後、送信側の送受信装置は、パケット再送回数÷（送信パケット数＋パケット再送回数）の算出式によって、第２のトーンマップを用いた場合のデータの再送率を求める（ステップＳ１４）。
【０１２０】
次に、送信側の送受信装置は、第１および第２のトーンマップを用いた場合のＭＡＣレートを算出し、ＭＡＣレートが速い方のトーンマップを選定する（ステップＳ１５）。具体的には、送信側の送受信装置は、第１のトーンマップを用いた場合のＰＨＹレートを算出する。次に、送信側の送受信装置は、ステップＳ９で算出した再送率（すなわち、第１のトーンマップを用いて実際にデータを転送した場合の再送率）を用いて、第１のトーンマップを用いた場合のＭＡＣレートを算出する。ここでのＭＡＣレートを算出するための算出式は、ＭＡＣレート＝ＰＨＹレート×（１−再送率）である。同様に、送信側の送受信装置は、第２のトーンマップを用いた場合のＰＨＹレートを算出する。次に、ステップＳ１４で算出した再送率（すなわち、第２のトーンマップを用いて実際にデータを転送した場合の再送率）を用いて、上記算出式に基づき、第２のトーンマップを用いた場合のＭＡＣレートを算出する。そして、送信側の送受信装置は、ＭＡＣレートが高いトーンマップを選定し、受信側の送受信装置に送信する（ステップＳ１５）。ここで、第１および第２のトーンマップを用いて、実際にデータを転送し、再送率を求め、トーンマップ毎のＭＡＣレートを求めて、ＭＡＣレートが高いトーンマップを求める期間のことを、トーンマップ選定期間という。
【０１２１】
送信側の送受信装置は、選定したトーンマップを用いて、データを変調し、パケットＤＡＴＡＰＤＵを送信する（ステップＳ１６，Ｓ１８）。それに応じて、受信側の送受信装置は、レスポンスフレームを返信する（ステップＳ１７，Ｓ１９）。ここで、選定したトーンマップを用いて、データを転送する期間を、選定したトーンマップを用いたデータ転送期間という。
【０１２２】
上記のように、第３の実施形態によれば、送信側の送受信装置は、実際に二つのトーンマップを利用してデータ転送を試みた後、最大のＭＡＣレートが得られるトーンマップを選定して、データを転送する。したがって、誤りが少なくデータが転送でき、通信効率が最もよい変調パラメータを選択することができることとなる。
【０１２３】
なお、上記実施形態では、トーンマップの選定条件として、上記算出式を用いて算出したＭＡＣレートが最大となるものを選定することとしたが、選定条件はこれに限られるものではない。選定条件は、上位レイヤから見てスループットが最大となるトーンマップを選定することができる選定条件であればよい。
【０１２４】
なお、上記実施形態では、最大のＭＡＣレートが得られるトーンマップを選定することとしたが、最大のＰＨＹレートが得られるトーンマップを選定するトレーニングセッションと最大のＭＡＣレートが得られるトーンマップを選定するトレーニングセッションとを、ＳＮＲの時間特性等の伝送路特性に応じて、適宜切り換えるようにしてもよい。図８は、最大のＰＨＹレートが得られるトーンマップを選定するトレーニングセッションと最大のＭＡＣレートが得られるトーンマップを選定するトレーニングセッションとを適宜切り換える場合の送信側の送受信装置の動作を示すフローチャートである。以下、図８を参照しながら、最大のＰＨＹレートが得られるトーンマップを選定するトレーニングセッションと最大のＭＡＣレートが得られるトーンマップを選定するトレーニングセッションとを適宜切り換える場合の送信側の送受信装置の動作について説明する。
【０１２５】
まず、送受信装置は、第１の実施形態と同様にして、トレーニングセッションを実行して、ＰＨＹレートが最大となるトーンマップを選定する（ステップＳ３０１）。次に、送受信装置は、ステップＳ３０１で選定したトーンマップを利用して変調されたデータを送信する（ステップＳ３０２）。
【０１２６】
次に、送受信装置は、トレーニング周期が到来したか否かを判断する（ステップＳ３０３）。トレーニング周期が到来した場合、送受信装置は、ステップＳ３０１の動作に戻って、トレーニングセッションを実行する。
【０１２７】
一方、トレーニング周期が到来していない場合、送受信装置は、ＭＡＣレートが最大となるトーンマップを用いるように切り換えた方がよいか否かを判断する（ステップ３０４）。具体的には、パケットの再送率が所定値以上になっている場合や、無応答の回数が所定回数以上となっている場合に、送受信装置は、ＭＡＣレートが最大となるトーンマップを用いるように切り換えた方がよいと判断する。
【０１２８】
ＭＡＣレートが最大となるトーンマップを用いるように切り換えなくてもよいと判断した場合、送受信装置は、ステップＳ３０２の動作に戻る。一方、ＭＡＣレートが最大となるトーンマップを用いるように切り換えた方がよいと判断した場合、送受信装置は、トレーニングセッションを実行して、ＭＡＣレートが最大となるトーンマップを選定し（ステップＳ３０５）、ステップＳ３０６の動作に進む。具体的には、送受信装置は、図７に示すように、トーンマップ取得期間で、第１および第２のトーンマップを取得し、トーンマップ選定期間で、第１および第２のトーンマップを用いて実際にデータを送信して、その送信結果に基づいて、実際のＭＡＣレートを算出し、データ転送期間で、ＭＡＣレートが最大となるトーンマップを用いて、データを送信するようにするとよい。
【０１２９】
ステップＳ３０６において、送受信装置は、ステップＳ３０５で選定したトーンマップを用いて、データを変調して送信する。
【０１３０】
次に、送受信装置は、トレーニング周期が到来したか否かを判断する（ステップＳ３０７）。トレーニング周期が到来した場合、送受信装置は、ステップＳ３０５の動作に戻る。
【０１３１】
一方、トレーニング周期が到来していない場合、送受信装置は、ＰＨＹレートが最大となるトーンマップを用いるように切り換えた方がよいか否かを判断する（ステップＳ３０８）。具体的には、送受信装置は、パケットの再送率が所定値未満になっている場合に、送受信装置は、ＰＨＹレートが最大となるトーンマップを用いるように切り換えた方がよいと判断する。
【０１３２】
ステップＳ３０８において、ＰＨＹレートが最大となるトーンマップを用いるように切り換えた方がよいと判断した場合、送受信装置は、ステップＳ３０１の動作に戻る。一方、ＰＨＹレートが最大となるトーンマップを用いるように切り換えなくてもよいと判断した場合、送受信装置は、ステップＳ３０６の動作に戻る。
【０１３３】
このように、ＰＨＹレートが最大となるトーンマップを選定するトレーニングセッションとＭＡＣレートが最大となるトーンマップを選定するトレーニングセッションとを切り換えることによって、伝送路の状況に応じて、最適なトーンマップが選定されることとなる。また、最初は、ＰＨＹレートが最大となるトーンマップが選定されるので、伝送路の状況が悪化していないような場合、トレーニングセッションにおいて、迅速にトーンマップを決定することができる。
【０１３４】
なお、ここでは、送受信装置を新規に設置するときに、上記動作を行って、トーンマップを選定することとしたが、定期的に上記動作を行って、随時、トーンマップを選定するようにしてもよい。
【０１３５】
（第４の実施形態）
上記第１〜第３の実施形態では、送受信装置は、二回のチャネルエスティメーション要求に対して得られる二つのトーンマップの中から、使用するキャリアおよび／または各々のキャリアの変調パラメータを定義するトーンマップを選定することとした。本発明の第４の実施形態では、送受信装置は、三回以上のチャネルエスティメーションを実行して、三つ以上のトーンマップを取得し、取得したトーンマップの中から、第１〜第３の実施形態に示すように、ＰＨＹレート、またはＭＡＣレートが最大となるトーンマップを選定することとする。第４の実施形態における送受信装置のブロック構成は、第１の実施形態における送受信装置のブロック構成と同様であるので、図１を援用することとする。
【０１３６】
図９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、チャネルエスティメーションを３回以上実施した場合の効果を説明するための図である。図９Ａ〜Ｃを参照しながら、チャネルエスティメーションを３回以上実施した場合の効果について説明する。
【０１３７】
図９Ａ〜Ｃにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は周期的なノイズ、またはインピーダンス変動によってＳＮＲが変動するある周波数のＳＮＲを示す。これらの図によって、チャネルエスティメーションのタイミングとそのときのＳＮＲとの関係を示す。
【０１３８】
図９Ａは、チャネルエスティメーションを２回実行する場合のチャネルエスティメーションのタイミングを示す図である。図９Ａでは、ＳＮＲの劣化時間は、劣化していない時間よりも短いと想定している。図９Ａにおいて、第一回目のチャネルエスティメーションタイミング（図中に示す三角形内の“１”参照）は、ＳＮＲが劣化するタイミングと一致している。第二回目のチャネルエスティメーションタイミング（図中に示す三角形内の“２”参照）は、ＳＮＲが劣化するタイミングとは一致していない。図９Ａに示す場合、第二回目のチャネルエスティメーションによって取得されたトーンマップを使用すれば、伝送路特性変動が発生している伝送路においても、低い変調速度の変調パラメータを使用して通信することによる速度の低下を防止することができる。
【０１３９】
伝送路特性を周期変動させる機器が複数台伝送路に接続されている場合、図９Ｂに示すようなＳＮＲ特性が得られる。図９Ｂに示すようなＳＮＲ特性では、ＳＮＲ劣化時間が、図９Ａの場合よりも拡大している。そのため、図９Ｂに示すようなＳＮＲ特性を有する場合に、二回のチャネルエスティメーション（図中に示す三角形内の“１”、“５”のタイミングを参照）では、１回目および２回目のタイミング共に、ＳＮＲが劣化するタイミングと一致してしまう可能性がある。この場合、周期的に時間変動する伝送路特性に対して、適切な変調パラメータが選定されないこととなる。
【０１４０】
また、突発的なノイズなどの影響で、周期変動するＳＮＲの劣化および突発的なＳＮＲの劣化が、図９Ｃに示すように存在する場合がある。このとき、突発的なＳＮＲ劣化タイミングとチャネルエスティメーションタイミング（図中に示す三角形内の“５”参照）とが一致する場合がある。結果、１回目および２回目のタイミング（図中に示す三角形内の“１”、“５”のタイミングを参照）共に、ＳＮＲが劣化するタイミングと一致してしまう可能性がある。この場合、周期的に時間変動する伝送路特性に対して、適切な変調パラメータが選定されないこととなる。
【０１４１】
そこで、第４の実施形態では、チャネルエスティメーションを３回以上実施することとする。図９Ｂ，Ｃでは、チャネルエスティメーションを５回実施する場合を例に示している。図９Ｂ，Ｃに示すように、送受信装置は、チャネルエスティメーションを５回実施することによって、ＳＮＲが劣化しないタイミングで実行されたチャネルエスティメーションによって、トーンマップを取得することができる。したがって、送受信装置は、取得した５個のトーンマップの中から、第１〜第３の実施形態と同様にして、ＰＨＹレートまたはＭＡＣレートが最大となるトーンマップを選定することができる。図９Ｂにおいて、タイミング“３”および“４”で取得するトーンマップは、ＳＮＲが劣化しないタイミングで実行されたチャネルエスティメーションによって得られるトーンマップである。図９Ｃにおいて、タイミング“２”、“３”および“４”で取得するトーンマップは、ＳＮＲが劣化しないタイミングで実行されたチャネルエスティメーションによって得られるトーンマップである。
【０１４２】
このように、周期的なノイズが発生している場合や、インピーダンス変動の要因になる機器が複数台電灯線に接続される場合、突発的なノイズやインピーダンス変動が発生する場合において、送受信装置は、チャネルエスティメーション回数を三回以上とする。これによって、二回のチャネルエスティメーションによってトーンマップを取得する場合よりも、ＳＮＲ劣化時間の拡大や突発的な伝送路特性変動の影響を受けていないより最適なトーンマップを選定することが可能となり、結果、高速伝送が実現できる。送受信装置は、伝送路特性の変動度合いに応じて、チャネルエスティメーションの実行回数や実行間隔を動的に可変させることで、本発明の効果をさらに向上させてもよい。
【０１４３】
図１０は、トレーニングセッション中においてトレーニングパケットを送信する側の第４の実施形態に係る送受信装置の動作を示すフローチャートである。以下、図１０を参照しながら、トレーニングセッション中においてトレーニングパケットを送信する側の第４の実施形態に係る送受信装置の動作について説明する。
【０１４４】
まず、送信側の送受信装置の送信側通信制御部１は、トレーニングパケットの送信間隔として、送信周期Ｔｔｒ０［秒］を設定する（ステップＳ１３０１）。送信周期Ｔｔｒ０［秒］は、商用電源の周期の整数倍でなく、かつ商用電源の半周期の整数倍でもない。言い換えれば、隣接して実行される二回のチャネルエスティメーションアルゴリズムの時間間隔は、電灯線上での品質変動の周期と異なり、商用電源の周期の整数倍でなく、かつ商用電源の半周期の整数倍でもない。
【０１４５】
次に、送信側通信制御部１は、タイムアウト時間Ｔｔｏｔ［秒］を設定する（ステップＳ１３０２）。
【０１４６】
次に、送信側通信制御部１は、第ｉのトレーニングパケットを送信する（ステップＳ１３０３）。なお、ｉは、初期値が１の正整数である。第ｉのトレーニングパケットには、受信側で第ｉのトレーニングパケットであることを確認するための識別情報が付加されている。
【０１４７】
次に、送信側通信制御部１は、第Ｎのトレーニングパケットの送信が完了したか否かを判断する（ステップＳ１３０４）。完了している場合、送信側通信制御部１は、ステップＳ１３０８の動作に進む。一方、完了していない場合、送信側通信制御部１は、ステップＳ１３０５の動作に進む。
【０１４８】
ステップＳ１３０５において、送信側通信制御部１は、送信周期が到来したか否かを計測するための送信周期カウンタをリセットしてスタートする（ステップＳ１３０５）。
【０１４９】
次に、送信側通信制御部１は、送信周期カウンタを参照して、送信周期Ｔｔｒ０［秒］が経過したか否かを判断する（ステップＳ１３０６）。送信周期Ｔｔｒ０［秒］が経過するまで、送信側通信制御部１は、ステップＳ１３０６の動作を繰り返す。送信周期Ｔｔｒ０［秒］が経過した場合、送信側通信制御部１は、ステップＳ１３０７の動作に進む。
【０１５０】
ステップＳ１３０７において、送信側通信制御部１は、ｉを１つインクリメントし、ステップＳ１３０３の動作に戻り、次のトレーニングパケットを送信する。
【０１５１】
ステップＳ１３０８において、送信側通信制御部１は、タイムアウト時間が経過したか否かを計測するためのタイムアウトカウンタをリセットしてスタートする（ステップＳ１３０８）。
【０１５２】
次に、送信側通信制御部１は、タイムアウトカウンタを参照して、タイムアウト時間Ｔｔｏｔ［秒］が経過したか否かを判断する（ステップＳ１３０９）。タイムアウト時間Ｔｔｏｔ［秒］が経過している場合、送信側通信制御部１は、ｉ＝１にして（ステップＳ１３１１）、ステップＳ１３０３以降の動作に戻って、第１〜第Ｎのトレーニングパケットを再送信する。一方、タイムアウト時間Ｔｔｏｔ［秒］が経過していない場合、送信側通信制御部１は、ステップＳ１３１０の動作に進む。
【０１５３】
ステップＳ１３１０において、送信側通信制御部１は、通信相手の送受信装置からのＳＮＲ解析結果を受信側通信制御部７が受信し、受信したＳＮＲ解析結果がＳＮＲ解析結果／送達確認通知部８に通知されたか否かを判断する。ＳＮＲ解析結果が受信されていない場合、送信側通信制御部１は、ステップＳ１３０９の動作に戻る。一方、ＳＮＲ解析結果が受信されている場合、送信側通信制御部１は、処理を終了する。その後、送信側通信制御部１は、受信されたＳＮＲ解析結果に基づいて、入力データをＱＡＭエンコーダ部２に割り当て、パケットを送信する。
【０１５４】
図１１は、トレーニングセッション中においてトレーニングパケットを受信する側の第４の実施形態に係る送受信装置の動作を示すフローチャートである。以下、図１１を参照しながら、トレーニングセッション中においてトレーニングパケットを受信する側の第４の実施形態に係る送受信装置の動作について説明する。
【０１５５】
まず、受信側の送受信装置の受信側通信制御部７は、第ｉのトレーニングパケットを受信することによって（ステップＳ１３１９）、以下の動作を開始する。なお、受信側通信制御部７は、第ｉのトレーニングパケットに付加されている識別情報に基づいて、送信されてきたパケットが第ｉのトレーニングパケットであるか否かを判断する。
【０１５６】
次に、受信側通信制御部７は、受信したパケットが第１のトレーニングパケットであるか否かを判断する（ステップＳ１３２０）。第１のトレーニングパケットである場合、受信側通信制御部７は、タイムアウト時間Ｔｔｏｒ［秒］を設定し（ステップＳ１３２２）、ステップＳ１３２１の動作に進む。一方、受信したパケットが第１のトレーニングパケットでない場合、受信側通信制御部７は、ステップＳ１３２１の動作に進む。
【０１５７】
ステップＳ１３２１において、受信側通信制御部７は、受信したトレーニングパケットのＳＮＲを評価する。
【０１５８】
次に、受信側通信制御部７は、ステップＳ１３２１で得た第ｉのトレーニングパケットのＳＮＲの評価結果を、第ｉのＳＮＲ評価結果として、ＳＮＲ評価結果記憶部９に格納する（ステップＳ１３２３）。
【０１５９】
次に、受信側通信制御部７は、タイムアウト時間が経過したか否かを計測するためのタイムアウトカウンタをリセットしてスタートする（ステップＳ１３２４）。
【０１６０】
次に、受信側通信制御部７は、タイムアウトカウンタを参照して、タイムアウト時間Ｔｔｏｒ［秒］が経過したか否かを判断する（ステップＳ１３２５）。タイムアウト時間Ｔｔｏｒ［秒］が経過している場合、受信側通信制御部７は、そのまま処理を終了する。一方、タイムアウト時間Ｔｔｏｒ［秒］が経過していない場合、受信側通信制御部７は、ステップＳ１３２６の動作に進む。
【０１６１】
ステップＳ１３２６において、受信側通信制御部７は、第Ｎのトレーニングパケットを受信しているか否かを判断する。第Ｎのトレーニングパケットを受信していない場合、受信側通信制御部７は、ステップＳ１３２５の動作に戻る。一方、第Ｎのトレーニングパケットを受信している場合、受信側通信制御部７は、ステップＳ１３２７の動作に進む。
【０１６２】
ステップＳ１３２７において、受信側通信制御部７は、ＳＮＲ評価結果記憶部９に格納されている第１〜第ＮのＳＮＲ評価結果に基づいてそれぞれのトーンマップを決定し、各トーンマップを全て比較して、ＰＨＹレートが最も速くなるＳＮＲ評価結果を選択する。
【０１６３】
次に、受信側通信制御部７は、ステップＳ１３２７で選択したＳＮＲ評価結果をＳＮＲ解析結果として、トレーニングパケットを送信した送受信装置に送信し（ステップＳ１３２８）、処理を終了する。トレーニングパケットを送信した送受信装置は、受信したＳＮＲ解析結果に基づいて、入力データをＱＡＭエンコーダ部２に割り当て、パケットを送信する。
【０１６４】
図１０，図１１において、ステップＳ１３０３〜Ｓ１３０６、ステップＳ１３１９〜Ｓ１３２４が、第ｉ回目のチャネルエスティメーションアルゴリズムとなる。
【０１６５】
以上のように、本発明の第４の実施形態によれば、送受信装置は、チャネルエスティメーション回数を三回以上とする。したがって、二回のチャネルエスティメーションによってトーンマップを取得する場合よりも、ＳＮＲ劣化時間の拡大や突発的な伝送路特性変動の影響を受けていないより最適なトーンマップを選定することが可能となり、結果、高速伝送が実現できる。
【０１６６】
なお、第４の実施形態においても、第２の実施形態に示したように、データを再送するようにしてもよい。
【０１６７】
また、第４の実施形態では、ＰＨＹレートが最大となるＳＮＲ評価結果を選定することとしたが、第３の実施形態に示したように、ＭＡＣレートが最大となるＳＮＲ評価結果を選定して、トーンマップを設定するようにしてもよい。具体的には、送信側の送受信装置は、トーンマップ取得期間において、第１〜第Ｎのトレーニングパケットによって得られる第１〜第Ｎのトーンマップを、第１〜第Ｎのトレーニングパケットを送信する毎に受信側の送受信装置から受信して記録しておく。そして、トーンマップ選定期間において、送信側の送受信装置は、トーンマップ取得期間で取得した第１〜第Ｎのトーンマップを利用して、実際にデータを変調して送信し、パケット再送回数を記録しておいて、トーンマップ毎のＭＡＣレートを第３の実施形態と同様にして算出し、記録する。その上で、送信側の送受信装置は、算出したＭＡＣレートが最大となるトーンマップを求めて、当該トーンマップを利用して、データ転送期間において、データを転送する。
【０１６８】
なお、送信側の送受信装置は、Ｎ個のトレーニングパケットに対するトーンマップを受信側の送受信装置から受信して、受信したトーンマップに対して、各キャリアの変調速度の合計が速いもの順に順位をつけ、ある所定順位より高いのトーンマップを、選定されるトーンマップの候補にし、候補のトーンマップを利用して実際に通信し、候補のトーンマップの中から、ＭＡＣレートが最大になるトーンマップを選定するようにしてもよい。これにより、送信側の送受信装置は、全てのトーンマップを利用して、実際に通信することが不要になるので、より迅速に伝送路特性の変動に追随して、使用するキャリアおよび／または各々のキャリアの変調パラメータを変更することができる。
【０１６９】
また、第４の実施形態においても、図８に示したように、ＰＨＹレートが最大となるトーンマップを選定するトレーニングセッションとＭＡＣレートが最大となるトーンマップを選定するトレーニングセッションとを切り換えて利用するようにしてもよい。
【０１７０】
なお、上記第２〜第４の実施形態では、変調方法として、ＱＡＭに採用することとしたが、例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫ、ＰＡＭやＡＳＫ変調等の変調方法を利用してもよい。ＰＡＭを変調方法として利用する場合、送受信装置では、ＦＦＴ部およびＩＦＦＴ部における三角関数の代わりにＷａｖｅｌｅｔ関数を基底関数に用いたＤＷＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｗａｖｅｌｅｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部およびＩＤＷＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｗａｖｅｌｅｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部が利用されることとなる。このような場合であっても、同様の効果が得られる。
【０１７１】
なお、上記実施形態では、通信ネットワークシステム上の送受信装置を接続する伝送路として、電灯線を用いることとしたが、これに限られるものではない。電灯線以外の伝送路、たとえば、無線、有線ＬＡＮケーブル等を用いてもよい。いずれの場合も、二回のチャネルエスティメーションアルゴリズムが実行される時間間隔は、伝送路上での品質変動の周期と異なっていればよい。
【０１７２】
なお、上記実施形態では、各キャリアの周波数における伝送路上での伝送品質を表す指標として、ＳＮＲを解析することとしたが、伝送路上での伝送品質を表す指標となるものであれば、これに限られるものではない。
【０１７３】
なお、上述の各実施形態は、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等）に格納された上述の処理手順をＣＰＵに実行させることができるプログラムを、ＣＰＵに実行させることによっても実現できる。この場合、当該プログラムは、記録媒体を介して記憶装置内に格納された上で実行されてもよいし、記録媒体上から直接実行されてもよい。ここでの記録媒体は、ＲＯＭやＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクメモリ、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスク、メモリカード等の記録媒体をいう。また、ここでいう記録媒体は、電話回線や搬送路等の通信媒体も含む概念である。
【０１７４】
なお、図１，５に示した各機能ブロックは、集積回路であるＬＳＩとして実現されてもよい。これらの機能ブロックは、１チップ化されていてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されていてもよい。ここでは、ＬＳＩといったが、集積度の違いによっては、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと称呼されることもある。また、集積回路化の手法は、ＬＳＩに限られるものではなく、専用回路または汎用プロセッサで集積回路化を行ってもよい。また、ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを用いてもよい。さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックを集積化してもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
【０１７５】
以下に、上記各実施形態を実際のネットワークシステムに応用した例について説明する。図１２は、本発明の送受信装置を高速電灯線伝送に適用したときのシステム全体の構成を示す図である。図１２に示すように、本発明の送受信装置は、デジタルテレビ（ＤＴＶ）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ＤＶＤレコーダ等のマルチメディア機器と電灯線との間のインターフェイスを提供する。マルチメディア機器と本発明の送受信装置との間は、ＩＥＥＥ１３９４のインターフェイスであったり、ＵＳＢインターフェイスであったり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）インターフェイスであったりする。このような構成によって、電灯線を媒体としたマルチメディアデータ等のデジタルデータを高速伝送する通信ネットワークシステムが構成されることとなる。この結果、従来の有線ＬＡＮのようにネットワークケーブルを新たに敷設するこのなく、家庭、オフィス等に既に設置されている電灯線をそのままネットワーク回線として使用することができる。したがって、コスト面、設置の容易性の面から、その利便性は、極めて大きい。
【０１７６】
図１２に示した実施形態では、本発明の送受信装置は、既存のマルチメディア機器の信号インターフェイスを電灯線通信のインターフェイスに変換するアダプタとしての役割を果たしているが、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤレコーダ、デジタルテレビ、ホームサーバシステムなどのマルチメディア機器に本発明の送受信装置が内蔵されていてもよい。これにより、マルチメディア機器の電源コードを介して、機器間のデータ伝送が可能となる。この場合、アダプタと電灯線とを接続する配線や、ＩＥＥＥ１３９４ケーブル、ＵＳＢケーブル、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ケーブルが不要となり、配線が簡略化されることとなる。
【０１７７】
また、電灯線を用いた通信ネットワークシステムは、ルータおよび／またはハブを介して、インターネットや、無線ＬＡＮ、従来の有線ケーブルのＬＡＮに接続することができるので、本発明の通信ネットワークシステムを用いたＬＡＮシステムの拡張にも何らの問題も生じない。
【０１７８】
また、電灯線伝送により電灯線を介して流される通信データは、電灯線に直接接続して傍受される以外は、無線ＬＡＮで問題となる傍受によるデータ漏洩の問題の対象とならない。したがって、電灯線伝送方式は、セキュリティの面からも効果を有する。もちろん、電灯線を流れるデータは、たとえば、ＩＰプロトコルにおけるＩＰＳｅｃや、コンテンツ自身の暗号化、その他のＤＲＭ方式等で保護されていてもよい。
【０１７９】
このように、上記のコンテンツ暗号化による著作権保護機能や、本発明の効果であるその局所的なノイズやインピーダンス変動に影響されることなく、最大の通信速度で動作するように通信パラメータを設定することができる通信ネットワークシステムを実現することによって、電灯線を用いた高品質なＡＶコンテンツの伝送が可能となる。
【０１８０】
以上、本発明を詳細に説明してきたが、前述の説明はあらゆる点において本発明の例示にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１８１】
本発明は、電灯線上で数１０Ｍｂｐｓから数百Ｍｂｐｓの高速通信を行うことを可能し、インターネットに対応したホームネットワーク機器やネット家電機器、構内ネットワークやＯＡ、ＦＡなど、新規に配線を行わずして、ＬＡＮ接続を実現する分野等において利用される。
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る通信ネットワークシステムの構成および当該通信ネットワークシステムで用いられる送受信装置の構成を示すブロック図
【図２】トレーニングセッション中においてトレーニングパケットを送信する側の送受信装置の動作を示すフローチャート
【図３】トレーニングセッション中においてトレーニングパケットを受信する側の送受信装置の動作を示すフローチャート
【図４Ａ】トレーニングセッション中におけるトレーニングパケットを送信する側の送受信装置と受信する側の送受信装置との間の処理の流れの例を示すシーケンス図
【図４Ｂ】トレーニングセッション中におけるトレーニングパケットを送信する側の送受信装置と受信する側の送受信装置との間の処理の流れの例を示すシーケンス図
【図４Ｃ】トレーニングセッション中におけるトレーニングパケットを送信する側の送受信装置と受信する側の送受信装置との間の処理の流れの例を示すシーケンス図
【図５】Ｗａｖｅｌｅｔ関数を用いた場合の送受信装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の第２の実施形態に係る送受信装置の動作を示すフローチャート
【図７】本発明の第３の実施形態に係る通信ネットワークシステムにおける動作の流れを説明するためのシーケンス図
【図８】最大のＰＨＹレートが得られるトーンマップを選定するトレーニングセッションと最大のＭＡＣレートが得られるトーンマップを選定するトレーニングセッションとを適宜切り換える場合の送信側の送受信装置の動作を示すフローチャート
【図９Ａ】チャネルエスティメーションを３回以上実施した場合の効果を説明するための図
【図９Ｂ】チャネルエスティメーションを３回以上実施した場合の効果を説明するための図
【図９Ｃ】チャネルエスティメーションを３回以上実施した場合の効果を説明するための図
【図１０】トレーニングセッション中においてトレーニングパケットを送信する側の第４の実施形態に係る送受信装置の動作を示すフローチャート
【図１１】トレーニングセッション中においてトレーニングパケットを受信する側の第４の実施形態に係る送受信装置の動作を示すフローチャート
【図１２】本発明の送受信装置を高速電灯線伝送に適用したときのシステム全体の構成を示す図
【図１３】ＨｏｍｅＰｌｕｇ１．０で策定されている送受信装置９０の構成を示すブロック図
【図１４Ａ】ＤＭＴの基本的な概念を説明するための図
【図１４Ｂ】ＤＭＴの基本的な概念を説明するための図
【図１４Ｃ】ＤＭＴの基本的な概念を説明するための図
【図１５】ある電気カーペットが接続された電灯線上を伝送する信号の位相の時間変化を示す図
【図１６】図１５に示すように電灯線のインピーダンスが変動する状況において、チャネルエスティメーションによって、各キャリアのＳＮＲを測定した結果を示す図
【図１７】ＳＮＲが最大または最小である場合に、チャネルエスティメーションによって使用チャネルおよび変調度を選択したときの物理層での通信速度（ＰＨＹレート）をオフラインシミュレーションで計算した結果を示す図
【符号の説明】
【０１８３】
１  送信側通信装置
２，２ａ  ＱＡＭエンコーダ部
３，３ａ  ＩＦＦＴ部
４  ＡＦＥ
５，５ａ  ＦＦＴ部
６，６ａ  ＱＡＭデコーダ部
７  受信側通信制御部
８  ＳＮＲ解析結果／送達確認通知部
９  ＳＮＲ評価結果記憶部
１００，１００ａ，１０１，１０１ａ  送受信装置
【図１】
2007529156.tif 000003
【図２】
2007529156.tif 000004
【図３】
2007529156.tif 000005
【図４Ａ】
2007529156.tif 000006
【図４Ｂ】
2007529156.tif 000007
【図４Ｃ】
2007529156.tif 000008
【図５】
2007529156.tif 000009
【図６】
2007529156.tif 000010
【図７】
2007529156.tif 000011
【図８】
2007529156.tif 000012
【図９Ａ】
2007529156.tif 000013
【図９Ｂ】
2007529156.tif 000014
【図９Ｃ】
2007529156.tif 000015
【図１０】
2007529156.tif 000016
【図１１】
2007529156.tif 000017
【図１２】
2007529156.tif 000018
【図１３】
2007529156.tif 000019
【図１４Ａ】
2007529156.tif 000020
【図１４Ｂ】
2007529156.tif 000021
【図１４Ｃ】
2007529156.tif 000022
【図１５】
2007529156.tif 000023
【図１６】
2007529156.tif 000024
【図１７】
2007529156.tif 000025
【国際調査報告】
2007529156.tif 000026
2007529156.tif 000027