(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相偏移変調方式で一次変調されたＯＦＤＭシンボルを受信する受信部と、
前記受信したＯＦＤＭシンボルにＦＦＴ処理を行うことでサブキャリア信号を取得するＦＦＴ処理部と、
前記サブキャリア信号をデマッピングしてビット列を生成するデマッピング部と、
前記サブキャリア信号の、複素平面（ＩＱ平面）上における中心点と受信信号点までの絶対距離に基づくノルムを算出するノルム算出部と、
前記算出したノルムの統計を前記複数シンボルにわたってサブキャリア毎に取ることで重み付け係数を生成する重み付け係数生成部と、
前記デマッピング後のビット列に対して前記重み付け係数を用いて重み付けを行うことで軟判定値を求める重み付け部と、
を具備する受信装置。
【請求項２】
前記重み付け係数生成部は、前記ノルムの複数シンボルにおける分散値又は期待値を算出して前記重み付け係数を生成するノルム分散値算出部を備える、
請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記重み付け係数生成部は、前記ノルムの複数シンボルにおける分散値と期待値とを算出するノルム分散値算出部と、
前記ノルムの複数シンボルにおける分散値と期待値とに基づいてＳＮＲを推定して重み付け係数を生成するＳＮＲ推定部と、
を備える請求項１に記載の受信装置。
【請求項４】
前記ＳＮＲ推定部は、推定したＳＮＲが前記軟判定値の尤度に反映されるように前記重み付け係数を生成する、
請求項３に記載の受信装置。
【請求項５】
前記重み付け係数生成部は、前記算出した分散値を記憶する分散値記憶部を更に備え、
前記ノルム分散値算出部は、前記ノルム算出部で新たに算出されたノルムを前記記憶された分散値に積算することで新たな分散値を算出する、
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項６】
前記重み付け係数生成部は、前記ノルム算出部で算出されるノルムのばらつき具合が大きいほど前記軟判定値の尤度が小さくなるように重み付け係数を生成する、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の受信装置。  
【請求項７】
前記ＦＦＴ処理で取得されるサブキャリア信号の中から位相偏移変調方式で一次変調されたサブキャリア信号を選択して前記ノルム算出部に出力する選択部を更に備え、
前記ノルム算出部は、前記選択部で選択されたサブキャリア信号のノルムを算出して前記ノルム分散値算出部に出力する、
請求項２乃至５のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項８】
前記重み付け係数生成部が前記ノルムの統計を取るシンボル区間を指定するシンボル区間指定部を更に具備し、
前記重み付け係数生成部は、前記シンボル区間指定部で指定されたシンボル区間に渡って前記ノルム算出部で算出されたノルムの統計を取ることで前記重み付け係数を生成する、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項９】
前記シンボル区間指定部は、複数のシンボル区間で求められたノルム統計値を比較することで前記指定するシンボル区間を決定する、
請求項８に記載の受信装置。
【請求項１０】
前記ノルム算出部は、前記ＦＦＴ処理で得られる複数のサブキャリア信号毎にノルムを算出し、
前記重み付け係数生成部は、前記算出した複数のサブキャリア信号のノルムについてサブキャリア毎に統計を取ることでサブキャリア毎の重み付け係数を生成し、
前記デマッピング部は、前記複数のサブキャリア信号をデマッピングしてサブキャリア毎のビット列を生成し、
前記重み付け部は、前記デマッピング後のサブキャリア毎のビット列に対して対応するサブキャリアの前記重み付け係数を用いてそれぞれ重み付けを行うことで軟判定値を求める、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１１】
前記軟判定値を用いて軟判定復号を行うことで送信されたデータを取り出す復号部を更に具備する、
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１２】
前記受信部は、電力線を介して送信される位相偏移変調方式で一次変調されたＯＦＤＭシンボルを受信する、
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１３】
前記ＯＦＤＭシンボルが重畳されるＡＣ電源の位相を検出するＡＣ電源位相検出部を更に具備し、
前記重み付け係数生成部は、前記位相に応じたノルム統計を取ることで前記位相毎の重み付け係数を生成する、
請求項１２に記載の受信装置。
【請求項１４】
前記位相毎のノルム統計を取ることで得られる統計値を記憶する位相別統計値記憶部を更に備え、
前記重み付け係数生成部は、前記ノルム算出部で新たに算出されたノルムを前記位相別統計値記憶部から読み出した前記ＡＣ電源位相検出部で検出された前記位相に対応する統計値に積算することで前記位相における重み付け係数を生成する、
請求項１３に記載の受信装置。
【請求項１５】
入力したＯＦＤＭシンボルにＦＦＴ処理を行うことでサブキャリア信号を取得するＦＦＴ処理部と、
前記サブキャリア信号をデマッピングしてビット列を生成するデマッピング部と、
前記サブキャリア信号の、複素平面（ＩＱ平面）上における中心点と受信信号点までの絶対距離に基づくノルムを算出するノルム算出部と、
前記算出したノルムの統計を前記複数シンボルにわたってサブキャリア毎に取ることで重み付け係数を生成する重み付け係数生成部と、
前記デマッピング後のビット列に対して前記重み付け係数を用いて重み付けを行うことで軟判定値を求める重み付け部と、
を具備する信号処理装置。
【請求項１６】
入力したＯＦＤＭシンボルにＦＦＴ処理を行うことでサブキャリア信号を取得し、
前記サブキャリア信号の、複素平面（ＩＱ平面）上における中心点と受信信号点までの絶対距離に基づくノルムを算出し、
前記算出したノルムの統計を前記複数シンボルにわたってサブキャリア毎に取ることで重み付け係数を生成し、
前記サブキャリア信号をデマッピングすることで得られるビット列に対して前記重み付け係数を用いて重み付けを行うことで軟判定値を求める、信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相偏移変調方式で一次変調された信号を受信して受信データを取得する受信装置に関し、特に電力線通信において位相偏移変調方式で一次変調されたＯＦＤＭシンボルを電力線を介して受信して受信データを取得する受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力線を通信媒体として通信を行う電力線通信に関する技術の開発が進められている。次世代の電力線通信では、高速通信・ノイズ耐性・周波数利用効率等の観点からＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式が主流な通信方式として検討されている。
【０００３】
特許文献１には、ＯＦＤＭ方式を用いるデジタル無線通信システムにおいて、復号に要する計算量を削減しつつ良好な復号特性を有する受信装置が開示されている。当該受信装置は、既知信号であるプリアンブルを利用して各サブキャリア信号の正規化を行い、コンスタレーションから復号した信号に当該プリアンブルに対応するサブキャリアの受信電力を用いて重み付けを行う。ここで、当該受信装置は、重み付けした信号に対して、プリアンブルの全サブキャリアの電力平均値を用いて丸め込み処理を行うことで量子化ビットを削減する。
【０００４】
当該構成によれば、重み付けした信号に対して単に下位ビットを切り取って有効ビットを選択する場合と比較して、より有効にビタビ復号に寄与するビット選択を行うことができるため、高い復号性能を維持することが可能となる。
【０００５】
また、特許文献２には、ＯＦＤＭ方式を用いるデジタル無線通信システムにおいて、希望波に干渉が発生している場合においてビタビ復号の精度が低下することを防止する受信装置が開示されている。当該受信装置は、受信信号の基準シンボル点からのばらつき度合いを求め、ばらつき度合いが所定の基準値より大きい場合は希望波に対する干渉が発生しているものとして復号への寄与が低下するように軟判定値の補正を行う。
【０００６】
当該構成によれば、希望波と干渉波との受信電力差が小さい場合であっても希望波に生じる干渉を検出して軟判定値の補正を実行するため、ビタビ復号の精度低下を防止でき、通信品質を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１１１６２６号公報
【特許文献２】特開２００８−１３１３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の受信装置では、ＦＦＴ（First Fourier Transform）処理後の各サブキャリア信号の正規化および重み付けにプリアンブルやパイロットといった既知信号のみを利用している。これは、送信装置−受信装置間での伝搬特性に応じて各サブキャリア信号の位相や振幅が様々に変化するため、送信装置側からどのような信号として送信されたかを受信装置側で単純に把握できないためである。
【０００９】
さらに、正規化や重み付けはサブキャリア電力を基準としている。これは、周波数選択性フェージングの影響でサブキャリア毎に信号の強度や位相が変化してしまう影響をキャンセルするためである。
【００１０】
ここで、自由空間を媒体とする無線通信や通信用ケーブルを媒体する有線通信では受信装置のノイズフロアの影響が大きい一方で、電力線通信では電力線に接続された機器により発生するノイズの影響が大きい。これは、電力線通信は通信媒体としての利用を前提としていない電力線を用いて通信を行うためである。そのため、特許文献１のように各サブキャリアの受信電力による重み付けを行うとノイズの影響で誤って重み付けされる可能性が高くなり、復号特性の低下に繋がる。
【００１１】
また、プリアンブルやパイロット信号のように送信情報を持たない既知信号を利用して重み付けをするため処理が大きくなる。このことは、先行文献２の受信装置においても同じであり、既知信号を利用して振幅・位相の両方の規格化を行って基準シンボル点の位置を正確に求めることが必須となる。これは、先行文献２の受信装置のＥＶＭ算出器が、受信信号の信号点位置と基準シンボル点からのばらつき度合いを求め、ばらつき度合いの評価値を生成して軟判定のための重み付けを行うためである。
【００１２】
このように、先行文献１、２においては、送信情報を持たない既知信号を多数配置する必要があるため、スループットが低下することに加えて、重み付けをするための処理量が増大するという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１態様である受信装置は、位相偏移変調方式で一次変調されたＯＦＤＭシンボルを受信する受信部と、前記受信したＯＦＤＭシンボルにＦＦＴ処理を行うことでサブキャリア信号を取得するＦＦＴ処理部と、前記サブキャリア信号をデマッピングしてビット列を生成するデマッピング部と、前記サブキャリア信号のノルムを算出するノルム算出部と、前記算出したノルムの統計を取ることで重み付け係数を生成する重み付け係数生成部と、前記デマッピング後のビット列に対して前記重み付け係数を用いて重み付けを行うことで軟判定値を求める重み付け部と、を具備する。
【００１４】
当該構成によれば、理想的に一定であるノルムの統計を取ることで、そのばらつき具合から適切な重み付け係数を生成して軟判定値を求めることができるため、少ない処理で良好な受信性能を達成することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の第２態様である信号処理装置は、入力したＯＦＤＭシンボルにＦＦＴ処理を行うことでサブキャリア信号を取得するＦＦＴ処理部と、前記サブキャリア信号をデマッピングしてビット列を生成するデマッピング部と、前記サブキャリア信号のノルムを算出するノルム算出部と、前記算出したノルムの統計を取ることで重み付け係数を生成する重み付け係数生成部と、前記デマッピング後のビット列に対して前記重み付け係数を用いて重み付けを行うことで軟判定値を求める重み付け部と、を具備する。
【００１６】
当該構成によれば、理想的に一定であるノルムの統計を取ることで、そのばらつき具合から適切な重み付け係数を生成して軟判定値を求めることができるため、少ない処理で良好な復号性能を達成できる軟判定値を求めることができる。
【００１７】
また、本発明の第３態様である信号処理方法は、入力したＯＦＤＭシンボルにＦＦＴ処理を行うことでサブキャリア信号を取得し、前記サブキャリア信号のノルムを算出し、前記算出したノルムの統計を取ることで重み付け係数を生成し、前記サブキャリア信号をデマッピングすることで得られるビット列に対して前記重み付け係数を用いて重み付けを行うことで軟判定値を求めることを特徴とする。
【００１８】
当該構成によれば、理想的に一定であるノルムの統計を取ることで、そのばらつき具合から適切な重み付け係数を生成して軟判定値を求めることができるため、少ない処理で良好な復号性能を達成できる軟判定値を求めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、既知信号を用いて基準シンボル点を求めることなく良好な復号特性を示す軟判定値を求めることができるため、既知信号を削減することでスループットを向上させることができると共に、軟判定値の生成に必要となる処理量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る電力線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係るフレーム構成を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る復調部（復調装置）の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態２に係る復調部（復調装置）の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態２に係る等化処理前後の信号点位置を示す図である。
【図６】複素平面上におけるノイズが小さい場合の信号点分布を説明する図である。
【図７】複素平面上におけるノイズが大きい場合の信号点分布を説明する図である。
【図８】実施の形態３に係る復調部（復調装置）の構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態３に係るＳＮＲ推定部の具体構成を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態３に係る復調部（復調装置）の別構成を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態４に係るフレーム構成を示す図である。
【図１２】実施の形態４に係る復調部（復調装置）の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態４に係る別形態のフレーム構成を示す図である。
【図１４】実施の形態５に係る復調部（復調装置）の構成を示すブロック図である。
【図１５】受信ＯＦＤＭシンボルにおけるＳＮＲの時間変動を示す図である。
【図１６】実施の形態６に係る復調部（復調装置）の構成を示すブロック図である。
【図１７】ＡＣ電源周期とＯＦＤＭシンボル周期との関係を説明する図である。
【図１８】各サブキャリアの各シンボル位置でのノルム分散値が纏められたノルム分散値テーブルを示す図である。
【図１９】実施の形態６に係る復調部（復調装置）の別構成を示すブロック図である。
【図２０】各サブキャリアのＡＣ電源の各位相におけるばらつき情報が纏められたばらつき情報テーブルを示す図である。
【図２１】グループ分けされたＡＣ電源位相における各グループのばらつき情報（統計値）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について以下に図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。なお、各図面において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示しており、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００２２】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかる電力線通信システム１０００の構成を示すブロック図である。電力線通信システム１０００では、送信装置１００と受信装置２００とが電力線１０を介して通信可能な状態で接続されている。
【００２３】
まず送信装置１００の構成について説明する。送信装置１００は、ＦＥＣ（Forward Error Corrector）エンコーダ部１１０と、一次変調部１２０と、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１３０と、ＣＰ（Cyclic Prefix）追加部１４０と、Ｗｉｎｄｏｗ処理部１５０と、ＡＦＥ（Analog Front End）部１６０と、を備える。
【００２４】
ＦＥＣエンコーダ部１１０は、送信データに対して畳み込み符号化等の誤り訂正符号を用いて符号化処理を行う。
【００２５】
一次変調部１２０は、符号化された送信データに対して一次変調を行う。ここで、一次変調部１２０は、位相偏移変調方式（Phase shift Keying：以下ＰＳＫと称す）で一次変調を行う。これは、電力線通信が通信媒体として振幅ノイズの大きい電力線を用いるため、振幅方向へ変調を行うことが困難であるためである。一次変調部１２０は、位相偏移変調となるように符号化後の送信データを複素平面（ＩＱ平面）の基準シンボル点にマッピングした後に周波数軸上の直交する複数のサブキャリアに対応付けることでサブキャリア信号を生成する。具体的には、一次変調部１２０は、ＤＢＰＳＫ（Differential Binary Phase Shift Keying）、ＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）、Ｄ８ＰＳＫ（Differential 8-Phase Shift Keying）と言った差動位相偏移変調方式の中からＳＮＲ（Signal Noise Ratio）等を考慮して使用する変調方式を決定し、決定した変調方式で一次変調を行う。
【００２６】
ＩＦＦＴ部１３０は、一次変調部１２０で生成されたサブキャリア信号に対して逆高速フーリエ変換処理を行うことで周波数領域信号から時間領域信号に変換する。
【００２７】
ＣＰ追加部１４０は、ＩＦＦＴ部１３０において時間領域に変換された信号にＣＰを追加する。
【００２８】
Ｗｉｎｄｏｗ処理部１５０は、ＣＰ追加後の信号に対してウィンドウ処理を行う。
【００２９】
ＡＦＥ部１６０は、ウィンドウ処理後の信号をアナログ信号に変換して電力線１０に印加すること信号（ＯＦＤＭシンボル）を送信する。
【００３０】
図２に送信装置１００より送信される信号のフレーム構成を示す。図２に示すように、各フレームの先頭には同期検出用のプリアンブルである同期検出用信号が配置されており、続いてＰＳＫで一次変調されたＯＦＤＭシンボルが所定のシンボル数配置されている。
【００３１】
次に受信装置２００の構成について説明する。受信装置２００は、ＡＦＥ（Analog Front End）部２１０と、同期処理部２２０と、ＣＰ（Cyclic Prefix）除去部２３０と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部２４０と、復調部２５０と、ＦＥＣデコーダ部２６０と、を備える。
【００３２】
ＡＦＥ部２１０は、電力線１０を介して送信装置１００より送信された信号を受信する。具体的には、ＡＦＥ部２１０は、フィルタと自動利得調整部とＡＤ変換部とを備える。自動利得調整部は、電力線１０より入力されてフィルタでフィルタリングされた受信信号に対してゲインの調整を行った後にＡＤ変換部に出力する。ＡＤ変換部は、ゲイン調整後のアナログ信号をデジタル信号に変換する。変換後のデジタル信号は、同期処理部２２０に出力される。
【００３３】
同期処理部２２０は、ＡＦＥ部２１０より出力されたデジタル信号に対して上述した同期検出用信号を用いて同期処理を行うことでフレームの先頭を検出し、フレーム先頭を検出した信号をシンボル単位に分割してＯＦＤＭシンボルを取得する。同期処理後のＯＦＤＭシンボルはＣＰ除去部２３０に出力される。
【００３４】
ＣＰ除去部２３０は、同期処理部２２０における同期処理によりシンボル単位に分割された各ＯＦＤＭシンボルからＣＰを除去する。以下、ＡＦＥ部２１０と同期処理部２２０とＣＰ除去部２３０とを一纏めにして、位相偏移変調方式で一次変調されたＯＦＤＭシンボルを受信する受信部としてＯＦＤＭシンボル受信部と呼ぶことがある。
【００３５】
ＦＦＴ部２４０は、ＣＰが除去されたＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴ処理（高速フーリエ変換処理）を行うことで時間領域信号から周波数領域信号に変換してサブキャリア信号を取得する。
【００３６】
復調部２５０は、ＦＦＴ部２４０におけるＦＦＴ処理で得られたサブキャリア信号に対して復調処理を行うことで軟判定値を求める。
【００３７】
ＦＥＣデコーダ部２６０は、復調部２５０で得られた軟判定値に対してビタビ復号法等のアルゴリズムを用いて復号処理を行い、送信装置１００より送信されたデータを受信データとして取り出す。
【００３８】
次に、復調部２５０の具体的構成について詳しく説明する。図２は、復調部２５０の構成を示すブロック図である。復調部２５０は、チャネル推定部２５１と、位相正規化部２５４と、デマッピング部２５５と、重み付け部２５６と、を備える。ＦＦＴ部２４０におけるＦＦＴ処理により取得された周波数軸上の各サブキャリアにそれぞれ対応付けされている各サブキャリア信号は、チャネル推定部２５１及び位相正規化部２５４に入力される。
【００３９】
チャネル推定部２５１は、ＦＦＴ部２４０より入力したサブキャリア信号のノルムに基づいてサブキャリア毎の重み付け係数を算出し、重み付け部２５６に出力する。ここで、ノルムとは複素平面（ＩＱ平面）上における中心点と受信信号点までの絶対距離を意味する。ここで、チャネル推定部２５１は、具体的には、ノルム算出部２５２と、重み付け係数生成部２５３と、を備える。
【００４０】
ノルム算出部２５２は、ＦＦＴ部２４０より入力した各サブキャリア信号のノルムを算出する。ノルム算出部２５２は、算出した各サブキャリア信号のノルムを重み付け係数生成部２５３に出力する。
【００４１】
重み付け係数生成部２５３は、ノルム算出部２５２よりシンボルタイミング毎に入力する各サブキャリア信号のノルムに基づいてサブキャリア毎に重み付け係数を生成する。ここで、重み付け係数とは、後述する重み付け部２５６における重み付け処理に用いられる情報である。
【００４２】
具体的には、重み付け係数生成部２５３は、各サブキャリア信号のノルムの統計を複数シンボルに渡ってサブキャリア毎に取ることで、サブキャリア毎の重み付け係数を生成する。これは、単一シンボルのＩ／Ｑ情報だけでは、雑音と信号の分離が不可能であるため、複数シンボルに渡って統計を取ることで、雑音と信号の分離を可能とするためである。
【００４３】
ここで、送信装置１００において、一次変調にＰＳＫが用いられているため、ノルム算出部２５２で算出される各サブキャリア信号のノルムは理想的には一定である。実際には、電力線１０で生じるノイズによりノルムにばらつきが生じる。重み付け係数生成部２５３は、このノルムのばらつき具合からノイズを推定し、重み付け部２５６における重み付けに反映させる。すなわち、重み付け係数生成部２５３は、ノルム算出部２５２で算出されるノルムのばらつき具合が大きいほど重み付け部２５６において求められる軟判定値の尤度が小さくなるように重み付け係数を生成する。
【００４４】
ここで、サブキャリア毎にノルム統計を取る理由は、周波数毎に信号電力やノイズ電力が異なるためである。従って、重み付け係数生成部２５３は、すべてのサブキャリアで共通の重み付け係数ではなく、サブキャリア毎に個別の重み付け係数を生成する。
【００４５】
位相正規化部２５４は、ＦＦＴ部２４０より入力した各サブキャリア信号に対して正規化を行う。ここで、各サブキャリア信号は、ＰＳＫで一次変調された信号であるため、振幅の規格化を行う必要が無い。従って、位相正規化部２５４は、各サブキャリア信号の位相について正規化を行う。
【００４６】
デマッピング部２５５は、位相正規化後の各サブキャリア信号についてコンスタレーションからの復号（デマッピング）を行い、ビット列を生成する。
【００４７】
重み付け部２５６は、デマッピング後のビット列に対してチャネル推定部２５１で生成された重み付け係数を用いて重み付けを行うことで軟判定値を求める。具体的には、デマッピング部２５５から出力されたデマッピング後のビット列を被除数とし、重み付け係数生成部２５３におけるノルム統計により得られるノルムのばらつき具合に応じた重み付け係数を除数として除算することで重み付けを行う。ここで、重み付け部２５６は、各サブキャリア信号からデマッピングされたサブキャリア毎の各ビット列に対して、対応するサブキャリアの重み付け係数をそれぞれ用いて重み付けを行う。重み付け後の符号列である軟判定値は、ＦＥＣデコーダ部２６０に出力される。ＦＥＣデコーダ部２６０は、ビタビ復号などの最尤復号法を用いて入力した軟判定値を復号して受信データを取り出す。
【００４８】
以上のように、本実施の形態１に係る受信装置は、位相偏移変調方式で一次変調されたＯＦＤＭシンボルを受信する受信部と、前記受信したＯＦＤＭシンボルにＦＦＴ処理を行うことでサブキャリア信号を取得するＦＦＴ処理部と、前記サブキャリア信号に復調処理を行って軟判定値を求める復調部とを備える。ここで、前記復調部は、前記サブキャリア信号をデマッピングするデマッピング部と、前記サブキャリア信号のノルムを算出するノルム算出部と、前記算出したノルムの統計を取ることで重み付け係数を生成する重み付け係数生成部と、前記デマッピング後のビット列に対して前記重み付け係数を用いて重み付けを行うことで軟判定値を求める重み付け部と、を備える。求められた軟判定値は、復号部において所定の軟判定復号アルゴリズムを用いて復号され、送信装置より送信されたデータが最終的に取り出されて受信データとなる。
【００４９】
電力線通信では振幅ノイズが大きく、主にＰＳＫを用いて一次変調されるため、理想的な信号点のノルムが一定である。本実施の形態１の受信装置は、当該ノルムが一定であることに着目して、ノルムのばらつき具合からチャネル推定を行って重み付け処理を行うことを特徴としている。当該構成によれば、基準シンボル点からのばらつき具合を求める場合と比較して、基準シンボル点を求めるために振幅及び位相の正規化に必要となるパイロット信号を必要としないため、スループットを向上させることができると共に、重み付け係数を求めるまでの処理量を削減することができる。
【００５０】
なお、送信装置１００において、送信データはインタリーブされた後に送信される構成としても良い。すなわちＦＥＣエンコーダ部１１０と一次変調部１２０との間にインタリーバを配置し、ＦＥＣエンコーダ部１１０より出力された符号列の順序を並び替えるインタリーブ処理を行った後に一次変調部１２０に出力する構成としても良い。この場合、受信装置２００側において、復調部２５０とＦＥＣデコーダ部２６０の間にデインタリーバが配置され、復調後の符号列（軟判定値）を基の順序に並び替えるデインタリーブ処理が行われた後にＦＥＣデコーダ部２６０に出力される構成となる。
【００５１】
また、受信装置２００において、ＦＦＴ部２４０と復調部２５０における各処理を行う信号処理装置が組み込まれていても良い。この場合、当該信号処理装置は、位相偏移変調方式で一次変調されたＯＦＤＭシンボルにＦＦＴ処理を行うことでサブキャリア信号を取得するＦＦＴ処理部と、ＦＦＴ処理によって取得されたサブキャリア信号をデマッピングするデマッピング部と、ＦＦＴ処理によって取得されたサブキャリア信号のノルムを算出するノルム算出部と、前記算出したノルムの統計を取ることで重み付け係数を生成する重み付け係数生成部と、デマッピング後のビット列に対して前記重み付け係数を用いて重み付けを行う重み付け部と、を備える。また、当該信号処理装置は、前記重み付け部における重み付け処理により求められる軟判定値に対して軟判定復号法を用いて復号してデータを取り出す復号部を更に備えていても良い。ここで、上記各部の機能は、ハードウェアとソフトウェア（プログラム）の組合せによって様々な形で実現できる。当該信号処理装置は、半導体回路として実装することができ、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）と呼ばれることがある。
【００５２】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る受信装置は、ノルムのばらつき具合としてノルムの分散を取ることで重み付け係数を生成することを特徴とする。以下図面を参照して説明する。但し、実施の形態１で既に説明した部分については発明の明確化のために一部説明を省略する。
【００５３】
図４は、本実施の形態２に係る復調部３５０の構成を示すブロック図である。復調部３５０において、ノルム算出部２５２で算出されたノルムを用いて重み付け係数を生成する重み付け係数生成部３５３は、ノルム分散値算出部３５４と、ノルム分散値保持部３５５と、を備える。
【００５４】
ノルム分散値算出部３５４は、ノルム算出部２５２より出力されるサブキャリア毎のノルムの分散を計算する。あるサブキャリアに関して、kシンボル目のサブキャリア信号のノルムをxkとした場合、ノルム分散値算出部３５４は以下の式（１）に従ってｋシンボル目までのノルム統計であるノルム分散値σ２を計算する。ここでμは、ノルムの期待値を示している。
【数１】
0005782366.tif 000002
【００５５】
式（１）に示すように、ノルム分散値算出部３５４は、ＰＳＫで一次変調されたサブキャリア信号の累積移動平均の二乗と、二乗の累積移動平均の計算をサブキャリア毎におこなうことでサブキャリア毎のノルム分散値σ２を求めることができる。ノルム分散値算出部３５４は、サブキャリア毎に計算したノルム分散値σ２を重み付け係数として重み付け部２５６に出力すると共に、ノルム分散値保持部３５５に出力する。
【００５６】
ノルム分散値保持部３５５は、ノルム分散値算出部３５４においてｋシンボル目において計算されたｋシンボル目までのノルム統計であるノルム分散値σ２をサブキャリア毎に保持しておく。
【００５７】
ノルム分散値算出部３５４は、次のシンボルｋ＋１において、ノルム分散値保持部３５５に保持してあるｋシンボル目までのノルム分散値σ２と、新たにノルム算出部２５２で算出されたｋ＋１シンボル目のノルムとに基づいてｋ＋１シンボル目までのノルム分散値σ２を新たに算出し、ｋシンボル目の場合と同様、重み付け部２５６及びノルム分散値保持部３５５に出力する。ノルム分散値保持部３５５は、ノルム分散値算出部３５４より出力されたｋ＋１シンボル目におけるノルム分散値σ２を保持していたｋシンボル目におけるノルム分散値σ２に上書きして記憶することでノルム分散値σ２を更新する。
【００５８】
重み付け部２５６は、デマッピング部２５５より入力したサブキャリア毎のビット列に対してノルム分散値算出部３５４より出力された対応するサブキャリアのノルム分散値σ２で除算する、すなわちノルム分散値σ２の逆数を乗算することで重み付けを行い、軟判定値とする。
【００５９】
このように、本実施の形態２に係る受信装置において、復調部３５０は、サブキャリア信号のノルムから求まる分散値を重み付け係数としてデマッピング後のビット列に対して重み付けすることで尤度として表現する。そして、復調部３５０により求められたビットの確からしさを示す尤度である軟判定値をＦＥＣデコーダ部２６０で軟判定復号処理することで、精度良く受信データを取り出す。
【００６０】
ここで、ノルムのばらつき具合が大きい場合は、ノルム分散値σ２が大きくなるため、重み付け係数となるノルム分散値σ２で除算することによって重み付けした場合の信号は、図５に示すようになる。すなわち、図５（左）に示すように、ノイズが大きく、ノルム分散値σ２が大きい場合には、例え振幅が大きい場合であっても重み付け処理によって小さい振幅へ調整される。一方、図５（右）のように、振幅が小さい場合であっても、ノイズが小さく、ノルム分散値σ２が小さければ、重み付け処理によって大きな振幅へ調整される。そして、当該重み付け処理によって調整された振幅の大きさをビットの確からしさ（尤度）に割り当て（例えば−１２７〜＋１２７のいずれかの値に割り当て）、ＦＥＣデコーダ部２６０で軟判定復号処理を行う構成とすることで、処理量を減らしつつも高い復号特性を維持することが可能となる。
【００６１】
ここで、上述の通り、ノルム分散値算出部３５４が行う処理は積算のみであり、すべてのシンボルを保持しておくようなメモリは不要である。すなわち、これまでの計算によりサブキャリア毎に求めたノルム分散値σ２を保持しておくノルム分散値保持部３５５があれば良い。前シンボルまでに求めたサブキャリア毎のノルム分散値σ２に対して新たにノルム算出部２５２より出力されたサブキャリア毎のノルムを式（１）に示って積算することで現在のシンボルまでのサブキャリア毎のノルム分散値σ２を求めることができる。従って、大きな容量を有するメモリを備える必要はなく、また、単純な計算でかつ実時間で逐次行うことができる。このようにして逐次求められて更新される分散値は、処理するシンボル数が増加するほどサンプル数が増えて収束していくため、時間の経過に従ってより精度良くノイズを推定することができる。
【００６２】
なお、上記説明では、電力基準で計算を行うためにノルムのばらつき具合としてノルム分散値σ２を求め、重み付け係数として用いる場合について説明したが、振幅基準で計算を行う場合には標準偏差σを重み付け係数として用いることができる。すなわち、ノルム分散値算出部３５４は、算出した分散値σ２の平方根をとることでノルムのばらつき具合として標準偏差σを求め、当該標準偏差σを重み付け係数として重み付け部２５６に出力する構成とすることができる。この場合、ノルム分散値算出部３５４はノルム標準偏差算出部と呼ばれても良い。
【００６３】
（実施の形態３）
上述した実施の形態２においては、各サブキャリアのノルムに基づいて算出した分散値を重み付け係数として重み付けに用いる構成であった。これは、図６に示すように、ノルムの期待値μがσよりも十分大きく取れている場合、すなわちＳＮが大きく取れている場合は、μ２?信号電力、σ２?ノイズ電力、と近似することができるためである。
【００６４】
しかしながら、期待値μがσに近い場合、つまりＳＮが取れていない場合には、σ２?ノイズ電力の近似はそれほど大きく外れないものの、μ２?信号電力の近似は当てはまらなくなる。これは、図７に示すようにノイズＮが大きい場合に、１８０°位相が折り返して足される成分の割合が大きくなり、この寄与を無視できなくなって観測値と確率密度関数にずれが生じるためである。
【００６５】
そこで、本発明の実施の形態３に係る受信装置は、ノルムのばらつき具合に基づいてＳＮＲ（Signal Noise Ratio）を推定し、当該推定したＳＮＲが軟判定値に反映されるように重み付け係数を生成することを特徴とする。以下図面を参照して説明する。但し、実施の形態１及び２で既に説明した部分については発明の明確化のために一部説明を省略する。
【００６６】
図８は、本実施の形態３に係る復調部４５０の構成を示すブロック図である。復調部４５０において、重み付け係数を生成する重み付け係数生成部４５３は、ノルム分散値算出部４５４と、ノルム分散値保持部４５５と、ＳＮＲ（Signal Noise Ratio）推定部４５６とを備えることを特徴とする。
【００６７】
ノルム分散値算出部４５４は、ノルム算出部２５２より出力されるサブキャリア毎のノルムに基づいてノルム分散値σ２及びノルム期待値μ（又はノルム期待値μの二乗であるμ２）を上述の式（１）に従って計算する。
【００６８】
ノルム分散値保持部４５５は、ノルム分散値算出部４５４においてｋシンボル目において計算されたｋシンボル目までのノルム分散値σ２及びノルム期待値μの値をサブキャリア毎に保持しておく。ノルム分散値算出部４５４は、ノルム分散値保持部４５５に保持されている前シンボルまでのノルム分散値σ２及びノルム期待値μにノルム算出部２５２より新たに出力されるノルムを式（１）に従って積算することで、現在のシンボルまでのノルム分散値σ２及びノルム期待値μをサブキャリア毎に求める。
【００６９】
ＳＮＲ推定部４５６は、ノルム分散値算出部４５４で計算されたノルム分散値σ２及びノルム期待値μに基づいてＳＮＲを推定する。ここで、上述のとおりノイズ電力Ｐnoiseは、σ２で近似できるものの、信号電力Ｐsignalは、μ２で近似できず、式（２）のようにσとμの関数ｆで表される。ここで、Ｐsignalは、解析的な厳密解の導出は困難であるものの、規格化することで１変数のテーブルとして与えることができる。そこで、ＳＮＲ推定部４５６は、μ２に当該補正テーブルに基づく補正を行うことでＳとし、当該補正されたＳを考慮して重み付け係数を算出する。
【数２】
0005782366.tif 000003
【００７０】
図９は、ＳＮＲ推定部４５６の具体構成を示すブロック図である。ＳＮＲ推定部４５６は、補正前ＳＮＲ算出部４５６１と、補正テーブル記憶部４５６２と、補正係数算出部４５６３と、補正実行部４５６４と、重み付け係数算出部４５６５と、を備える。
【００７１】
補正前ＳＮＲ算出部４５６１は、ノルム分散値算出部４５４より入力した仮の信号電力を表すμ２をσ２で除算することで補正前ＳＮＲを算出し、補正係数算出部４５６３に出力する。
【００７２】
補正テーブル記憶部４５６２は、補正前ＳＮＲの値（μ２／σ２）と補正係数との対応関係を纏めた補正テーブルを記憶する。
【００７３】
補正係数算出部４５６３は、補正テーブル記憶部４５６２に記憶された補正テーブルを参照して、補正前ＳＮＲ算出部４５６１より入力した補正前ＳＮＲに対応する補正係数ｇ（μ２／σ２）を求めて、補正実行部４５６４に出力する。
【００７４】
補正実行部４５６４は、仮の信号電力であるμ２に対して入力した補正係数算出部４５６３で求められた補正係数を乗算することで式（２）に示すＰsignalを求めて重み付け係数算出部４５６５に出力する。
【００７５】
重み付け係数算出部４５６５は、ノルム分散値算出部４５４からそのまま入力したＰNoiseであるノルム分散値σ２と補正実行部４５６４で求められたＰsignalとに基づいて重み付け部２５６による重み付け処理後の軟判定値にＳＮＲが反映されるように重み付け係数を求める。重み付け係数算出部４５６５は、このようにＰNoiseとＰsignalに基づいて求めた重み付け係数を重み付け部２５６に出力する。
【００７６】
なお、ＳＮＲ推定部４５６を構成する各部において、上記補正前ＳＮＲ、補正係数、Ｐsignal、Ｐnoise、及び、重み付け係数は、それぞれサブキャリア毎に求められる。
【００７７】
重み付け部２５６は、ＳＮＲ推定部４５６から入力したサブキャリア毎の重み付け係数を用いて、各サブキャリア信号よりデマッピングされたビット列に対してそれぞれ重み付けを行うことで軟判定値を求め、ＦＥＣデコーダ部２６０に出力する。当該ＦＥＣデコーダ部２６０に入力される軟判定値はＳＮＲがより適切に反映されているため、高い復号性能で軟判定復号を行うことが可能となる。
【００７８】
なお、上記説明では、ノルム分散算出部４５４がμ２を求めてＳＮＲ推定部４５６に出力する構成を示したが、これに限るものではない。ノルム分散算出部４５４はノルム期待値μを求めてＳＮＲ推定部４５６に出力し、ＳＮＲ推定部４５６において当該入力したノルム期待値μを２乗してμ２を求めた後に補正前ＳＮＲの算出及びＰsignalの算出を行う構成としても良い。当該ノルム期待値μを２乗する機能がどちらに属するかだけの違いであり、どちらの場合においてもＳＮＲ推定部４５６は、ノルム分散値σ２とノルム期待値μとに基づいてＳＮＲを推定することになる。
【００７９】
このように、本実施の形態における受信装置は、サブキャリア毎の確からしさ（ＳＮＲ）に応じた振幅となるように振幅成分に対する等化処理を行う。具体的には、ノルム分散値σ２とノルム期待値μとに基づいてＳＮＲを推定するＳＮＲ推定部を更に具備し、ＳＮＲ推定部は、ＳＮＲが軟判定値に適切に反映されるように重み付け係数を求めて重み付け部に出力する。従って、ノルム分散値算出部４５４で求めたノルム分散σ２をそのまま重み付け係数として用いる場合と比較して、特にＳＮＲが悪い場合においても精度の良い復号を可能とする軟判定値を重み付け部２５６で求めることができる。
【００８０】
なお、重み付け係数生成部４５３は、図１０のように補正要否判定部４５７を更に具備していても良い。補正要否判定部４５７は、ノルム分散値算出部４５４から入力した期待値μに基づいて重み付け係数の補正が必要かどうかを判定する。具体的には、補正要否判定部４５７は、ノルム期待値μまたはμ２の値が十分大きい、又は、ノルム分散値σ２の値が十分小さい場合には、ＳＮＲ＝Ｐsignal／Ｐnoiseはμ２／σ２で近似することができるものと判定し、ノルム分算出部４５４で計算されたノルム分散値σ２を重み付け係数としてそのまま重み付け部２５６に出力する。一方、ノルム期待値μまたはμ２の値が所定の基準値より大きい、又は、ノルム分散値σ２の値が所定の基準値より小さい場合は、補正要否判定部４５７は、信号電力Ｐsignalがμ２で近似することができず、ノルム分散値σ２を重み付け係数とする重み付けを行っても軟判定値にＳＮＲが適切に反映されないと判定する。そこで、補正要否判定部４５７は、ノルム分散値算出部４５４より入力した期待値μと分散値σ２とをＳＮＲ推定部４５６に出力する。ＳＮＲ推定部４５６は、補正要否判定部４５７より入力したノルム分散値σ２及びノルム期待値μに基づいてＳＮＲ推定を行った上で重み付け係数を算出し重み付け部２５６へ入力する。このように構成することで、Ｐsignalの近似が十分効く場合には、ＳＮＲ推定を行わせない構成とすることで処理を削減することができる。
【００８１】
（実施の形態４）
上記実施の形態１〜３では、送信装置１００における一次変調がＰＳＫに限られる場合について説明した。しかしながら、スループットを向上させるために、図１１に示すように１フレームを構成する複数シンボルのいくつかが１６ＱＡＭなど振幅成分にも変調される多値変調方式で一次変調される場合が想定される。この場合、当該シンボルにおけるノルムは一定ではないため、このようなシンボルで受信された信号のノルムを用いてチャネル推定を行うと、正しい重み付けができなくなる可能性がある。そこで、本実施の形態４に係る受信装置では、ＰＳＫ以外の変調方式で一次変調されたシンボルを受信する場合においても適切なチャネル推定を行うことができる構成とすることを目的としている。以下図面を用いて説明する。但し、実施の形態１〜３で既に説明した部分については発明の明確化のため一部説明を省略する。
【００８２】
図１２は、本実施の形態４に係る復調部５５０の構成を示すブロック図である。復調部５５０は、新たにサブキャリア信号選択部５５７を具備することを特徴とする。
【００８３】
サブキャリア信号選択部５５７は、各シンボルタイミングで入力するサブキャリア信号の内、ＰＳＫで一次変調されているサブキャリア信号をノルム算出部５５２に通し、ＰＳＫ以外の変調方式で一次変調されているサブキャリア信号をブロックする。１フレームの中でどのシンボルがどのような変調方式で変調されているかは、送信装置１００より送信されて、自装置で受信された制御情報内で指定されている。従って、サブキャリア信号選択部５５７は、当該制御情報に基づいてブロックするサブキャリア信号を特定する。
【００８４】
ノルム算出部５５２は、サブキャリア信号選択部５５７が通過させたサブキャリア信号についてノルムを算出し、重み付け係数生成部５５３に出力する。
【００８５】
重み付け係数生成部５５３は、ノルム算出部５５２でサブキャリア毎に算出されたノルムについてサブキャリア毎にノルム統計を取ることで現シンボルまで考慮に入れた重み付け係数を生成して重み付け部２５６に出力する。ここで、サブキャリア信号選択部５５７でブロックされたサブキャリア信号についてはノルム算出部５５２においてノルムが計算されない。そこで、重み付け係数生成部５５３は、当該サブキャリアについては、新たな重み付け係数を計算せず、前シンボルにおける重み付け係数をホールドして、再度重み付け部２５６に出力する。
【００８６】
位相・振幅正規化部５５４は、入力したサブキャリア信号に対して正規化を行う。ここで位相・振幅正規化部５５４は、ＰＳＫ以外の変調方式で一次変調されているサブキャリア信号に対して、位相と振幅の両方を正規化した上でデマッピング部２５５に出力する。
【００８７】
重み付け部２５６は、ＰＳＫ以外の変調方式で一次変調されているサブキャリア信号からデマッピングされて生成されたビット列に対して、ＰＳＫの変調方式で一次変調されたサブキャリア信号のノルムに基づいてこれまでに生成された重み付け係数を用いて重み付けする。
【００８８】
このように、本実施の形態４に係る受信装置は、ＦＦＴ部におけるＦＦＴ処理で取得されるサブキャリア信号の中から位相偏移変調方式で一次変調されたサブキャリア信号を選択してノルム算出部に出力する選択部を更に具備する。当該選択部は、位相偏移変調方式で一次変調されたシンボルにおけるサブキャリア信号をノルム算出部に通過させる一方、位相偏移変調方以外の変調方式で一次変調されたシンボルにおけるサブキャリア信号を遮断する。当該構成によれば、異なる一次変調方式が混在している場合でもチャネル推定精度を落とさず、適切な重み付けを可能とすることができる。
【００８９】
ここで、図１１のようにシンボル単位で位相偏移変調方式で一次変調されるかどうかが異なる場合には、上記選択部は、シンボル単位でサブキャリア信号をノルム算出部に通過させるかどうかの切り換えを行っても良い。すなわち、上記選択部は、位相偏移変調方式で各サブキャリアが一次変調されたＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴ処理が行われることで取得されるサブキャリア信号を選択してノルム算出部に出力しても良い。この場合、当該選択部は、位相偏移変調方式以外の変調方式で各サブキャリアが一次変調されたＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴ処理が行われることで取得されるサブキャリア信号を遮断し、ノルム算出部に出力しない。このように構成することで、シンボル単位でノルムの算出及び重み付け係数の更新を行うかどうかを適切に切り換えることができる。
【００９０】
なお、図１３に示すように位相偏移変調方式で一次変調されるか位相偏移変調方式以外の変調方式で一次変調されるかがフレーム単位で異なる場合は、上記選択部は、フレーム単位でサブキャリア信号をノルム算出部に通過させるかどうかの切り換えを行っても良い。すなわち、上記選択部は、位相偏移変調方式で各サブキャリアが一次変調されるフレームを構成するＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴ処理が行われることで取得されるサブキャリア信号を選択してノルム算出部に出力しても良い。この場合、当該選択部は、位相偏移変調方式以外の変調方式で各サブキャリアが一次変調されるフレームを構成するＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴ処理が行われることで取得されるサブキャリア信号を遮断し、ノルム算出部に出力しない。このように構成することで、フレーム単位でノルムの算出及び重み付け係数の更新を行うかどうかを適切に切り換えることができる。
【００９１】
電力線通信の場合、モバイル機器と異なり、同じ通信装置間の接続位置が大きく変動しないため、伝搬特性を一定とみなすことができる場合がある。そこで、通信相手を同定できる場合、複数のフレームのうち、少なくとも最初の１フレームにＰＳＫ変調されたシンボルを含み、後続フレームにＰＳＫ以外の変調方式で変調されたシンボルを含む構成とすることができる。この場合、後続フレームにおいては、既にノルム統計を取ることで求めてある重み付け係数をそのまま踏襲して重み付けを行うことができ、複雑な処理を必要とせずにスループットを向上させることができる。
【００９２】
なお、重み付け係数生成部５５３が行うノルムの統計は、上述の通りノルムの分散としても良いしノルムの標準偏差としても良いし、その他のノルムに関する統計であっても良い。
【００９３】
（実施の形態５）
実施の形態１〜４で説明したように、重み付け係数生成部は、複数シンボルに渡ってサブキャリア毎のノルム統計を取ることにより重み付け係数を生成する。ここで、通常は長いシンボル区間に渡ってノルム統計をとることにより、サンプル数が増えることによる収束効果が期待でき、より適切な重み付け係数を求めることができる。
【００９４】
しかしながら、電力線通信において伝搬特性が緩やかに時間変動する場合がある。このような状況において、必要以上に過去のシンボルをノルム統計に使用すると、上記緩やかな時間変動を反映させてしまい、返って復号特性を悪化させる場合があった。そこで、本実施の形態５に係る受信装置は、このように伝搬特性が緩やかに時間変動している場合においても精度良く軟判定を行える構成とすることを目的とする。以下図面を参照して説明する。但し、実施の形態１〜４で既に説明した部分については発明の明確化のため一部説明を省略する。
【００９５】
図１４は、本実施の形態５に係る復調部の構成を示すブロック図である。復調部６４０
は、新たにシンボル区間指定部６５４を備えることを特徴とする。
【００９６】
シンボル区間指定部６５４は、重み付け係数生成部６５３が行うノルム統計において、何シンボルに渡って統計を取るかを指定する。すなわち、シンボル区間指定部６５４は、ノルム統計を取るサンプル数を指定する。例えば、シンボル区間指定部６５４は、重み付け係数生成部６５３が求めた過去のノルム統計と、直近の少ないシンボル数（シンボル区間）でのノルム統計との差をみることにより、伝搬特性が時間とともに緩やかに変動しているかどうかを判定する。
【００９７】
当該判定方法の一例を、図１５を参照して説明する。ＳＮＲが図１５に示すように緩やかに時間変動しているとする。シンボル区間指定部６５４は、過去のＢ区間における複数シンボルで求められたノルム統計値と、Ａ区間における直近の複数シンボルで求められたノルム統計値とを比較することで、ＳＮＲが緩やかな時間変動を示しているかを判定する。シンボル区間指定部６５４は、当該判定結果に基づいて、重み付け係数を生成するために用いるシンボル区間（シンボル数）を決定し、重み付け係数生成部６５３に出力する。
【００９８】
重み付け係数生成部６５３は、シンボル区間指定部６５４から指定されたシンボル区間（シンボル数）におけるノルム統計を取ることで重み付け係数を生成し、重み付け部２５６へ出力する。
【００９９】
このように、本実施の形態５に係る受信装置は、重み付け係数生成部６５３がノルムの統計を取るシンボル区間（シンボル数）を指定するシンボル区間指定部６５４を更に具備する。重み付け係数生成部６５３は、前記シンボル区間指定部６５４で指定されたシンボル区間に渡ってノルム算出部２４２で算出されたノルムの統計を取ることで重み付け係数を生成する。当該構成によれば、ＳＮＲが全体として時間変動している場合は、過去の情報に引きずられずに直近の少ないシンボル数でノルム統計を求める構成であるため、このような状況においてもより精度良く現在のＳＮＲを反映させた軟判定値を求めることができる。
【０１００】
ここで、上述の通りシンボル区間指定部６５４は、複数のシンボル区間で求められたノルム統計の結果を比較することで前記指定するシンボル区間を決定することができる。すなわち、重み付け係数生成部６５３は、ノルム統計に基づいて生成する重み付け係数とは別に、複数のシンボル区間についてノルム統計を取ることで得た統計値をシンボル区間指定部６５４に出力する。シンボル区間指定部６５４は、当該複数の統計値同士を比較することで、ＳＮＲがどのように時間変動しているのかを推定し、重み付け係数を求めるために必要とするシンボル区間を決定する。
【０１０１】
例えば、過去の統計値と現在の統計値との差が所定の基準値以内である場合は、シンボル区間指定部６５４は、ＳＮＲにおける緩やかな時間変動が小さいと判断する。この場合、シンボル区間指定部６５４は、サンプル数を増やすことによる収束効果を高める方がより適切な重み付け係数を生成できると判断して、シンボル区間を長く設定する。一方、過去の統計値と現在の統計値との差が所定の基準値以上である場合は、シンボル区間指定部６５４は、ＳＮＲにおける緩やかな時間変動が大きいと判断する。この場合、ノルム統計用のシンボル区間として長いシンボル区間を設定すると、緩やかな時間変動が重み付け係数に反映されてしまうため、シンボル区間指定部６５４は、シンボル区間を短く設定する。このように構成しても良い。
【０１０２】
（実施の形態６）
先行文献２に係る受信装置は、ＥＶＭ算出器が直近の数シンボルにおける基準シンボル点からのばらつき統計をサブキャリア毎に取って重み付けを行っている。ここで、電力線を介して通信を行う電力線通信では、商用電源（ＡＣ電源）の位相に依存したノイズが発生する。従って、ＡＣ電源の周期毎に所定の相関を有するノイズが発生している。背景技術にかかる受信装置では、このようなＡＣ電源の位相に由来するノイズ相関について何ら考慮されていなかった。そこで、本実施の形態６は、当該ＡＣ電源の位相に依存するノイズを考慮した重み付け係数を求めて重み付けを行うことを特徴とする。以下図面を参照して説明する。但し、実施の形態１〜５で既に説明した部分については発明の明確化のために一部説明を省略する。
【０１０３】
図１６は、本実施の形態６に係る受信装置の復調部７５０の構成を示すブロック図である。復調部７５０は、チャネル推定部７５１と、位相正規化部２５４と、デマッピング部２５５と、重み付け部２５６と、を具備する。
【０１０４】
ＦＦＴ部２４０より入力したサブキャリア信号は、位相正規化部２５４及びチャネル推定部７５１に入力される。各サブキャリア信号は位相正規化部２５４で位相の正規化が行われた後にデマッピング部２５５でデマッピングされる。デマッピング後のビット列はチャネル推定部７５１で求められた重み付け係数で重み付け部２５６において重み付けされ、軟判定値として後段のＦＥＣデコーダ部２６０へ出力される。チャネル推定部７５１は、シンボル毎及びサブキャリア毎に重み付け係数を求めて重み付け部２５６に出力する。
【０１０５】
次に、チャネル推定部７５１について詳しく説明する。チャネル推定部７５１は、ノルム算出部２５２と重み付け係数生成部７５３とを備える。ノルム算出部２５２は、入力したサブキャリア信号のノルムを算出して重み付け係数生成部７５３に出力する。重み付け係数生成部７５３は、ＡＣ電源の周期毎のシンボルにおけるサブキャリア信号のノルムについて統計を取ることでＡＣ電源位相毎の重み付け係数を求める。重み付け係数生成部７５３の機能を図１７を用いて説明する。なお、ＡＣ電源の周波数は５０Ｈｚとし、１シンボル周期を１ｍｓとする。
【０１０６】
２０ｍｓである１ＡＣ電源周期には２０シンボル含まれることになる。ここで、当該２０シンボルを図１７のようにアルファベットのＡ〜Ｔでラベリングする。重み付け係数生成部７５３は、現在のシンボルのラベルと同一のラベルを有する過去のシンボルにおいてのノルム算出部２５２で算出されたノルムを集めて統計をとることでＡＣ電源位相毎の重み付け係数を求める。
【０１０７】
具体的には、重み付け係数生成部７５３は、ノルム分散値算出部７５４とノルム分散値保持部７５５とを備える。
【０１０８】
ノルム分散値算出部７５４は、現在のシンボルのラベルと同一のラベルを有する過去のシンボルにおけるサブキャリア毎のノルム分散値σ２を算出して重み付け係数を生成する。
【０１０９】
ノルム分散値保持部７５５は、上記ラベル毎及びサブキャリア毎にそれぞれ求めたノルム分散値σ２を記憶する。図１８は、ノルム分散値保持部７５５が記憶している各ノルム分散値σ２を示している。図１８からわかるように、ノルム分散値保持部７５５は、ラベル数×サブキャリア数のノルム分散値σ２を記憶しており、ここでは２０シンボル×ｎサブキャリア＝２０ｎ個のノルム分散値σ２を記憶している。ノルム分散値保持部７５５は、ノルム分散値算出部７５４からの要求に基づいて、ラベル毎に記憶しているノルム分散値σ２の中から要求された現シンボルのラベルに対応する各サブキャリアのノルム分散値σ２を読み出してノルム分散値算出部７５４に出力する。
【０１１０】
ノルム分散値算出部７５４は、ノルム分散値保持部７５５より受け取ったサブキャリア毎のノルム分散値σ２にノルム算出部２５２から受け取った各サブキャリア信号のノルムを式（２）に従ってそれぞれ積算することで現シンボルまでのサブキャリア毎のノルム分散値σ２を求める。サブキャリア毎に求められたノルム分散値σ２は、重み付け係数として重み付け部２５６に出力されると共に、ノルム分散値保持部７５５に上書き更新して記憶される。
【０１１１】
当該構成とすることで、ノルム分散値算出部７５４は、１ＡＣ電源周期毎に送信されるシンボル同士を用いてノルム分散値σ２を取るため、ＡＣ電源の各位相に依存したノイズが反映されたノルム分散値σ２を求めることができ、復号性能を向上させることができる。
【０１１２】
なお、本実施の形態６において、上記説明ではＡＣ電源の同一位相で送信されるシンボル同士の統計として当該シンボルにおけるサブキャリア信号のノルム分散を求める構成を示したがこれに限るものではない。パイロット信号を用いて位相と振幅の両方を規格化して基準シンボル点を求められる構成である場合は、当該基準シンボル点からのばらつきに関する統計をとることで重み付け係数を生成することも可能である。
【０１１３】
（実施の形態７）
実施の形態６の受信装置では、ＡＣ電源周期毎に受信されるＯＦＤＭシンボルを用いてばらつき統計をとることでＡＣ電源の位相に応じたノイズ相関を適切に反映した重み付け係数を求めていた。ここで、ＡＣ電源周期がＯＦＤＭシンボル周期の倍数でなければ時間の経過とともにズレが生じる。そこで、本実施の形態７の受信装置は、ＡＣ電源周期がＯＦＤＭシンボル周期の倍数でない場合でもＡＣ電源の位相に応じたノイズ相関を適切に反映した重み付け係数を求めることを特徴とする。以下図面を参照して説明する。但し、実施の形態１〜６で既に説明した部分については発明の明確化のために一部説明を省略する。
【０１１４】
図１９は、本実施の形態７に係る復調部８５０の構成を示すブロック図である。復調部８５０において、チャネル推定部８５１は、位相別重み付け係数生成部８５２と、位相検出部８５３と、位相別ばらつき情報保持部８５４と、を備える。
【０１１５】
位相検出部８５３は、現在のＡＣ電源の位相を検出し、現在のＡＣ電源の位相を示す位相情報を位相別ばらつき情報保持部８５４に出力する。
【０１１６】
位相別ばらつき情報保持部８５４は、ＡＣ電源の位相毎に位相別重み付け係数生成部８５２で求められた所定の物理量の統計値であるばらつき情報を記憶する。図２０は、位相別ばらつき情報保持部８５４に記憶されたばらつき情報を示している。ＡＣ電源の位相について１０度ずつ区切られ、各位相と各サブキャリアに対応するばらつき情報がテーブル状に管理されて記憶されている。位相別ばらつき情報保持部８５４は、位相別重み付け係数生成部８５２よりばらつき情報の読み出し要求を受けると、位相検出部８５３から入力した位相情報で示される現在（現在シンボル）のＡＣ電源の位相に対応するばらつき情報を読み出して位相別重み付け係数生成部８５２に出力する。
【０１１７】
位相別重み付け係数生成部８５２は、ＦＦＴ部２４０より入力したサブキャリア信号について所定の物理量の統計をサブキャリア毎にとることでサブキャリア毎の重み付け係数を生成し、重み付け部２５６に出力する。また、位相別重み付け係数生成部８５２は、当該統計値であるばらつき情報を位相別ばらつき情報保持部８５４に出力する。位相別ばらつき情報保持部８５４は、位相別重み付け係数生成部８５２で新たに求められたばらつき情報を対応するＡＣ電源位相及びサブキャリアの格納位置に上書き記憶する。
【０１１８】
ここで、位相別重み付け係数生成部８５２は、実施の形態１〜５と同様ノルムの統計を求めることで重み付けを行っても良い。この場合、位相別重み付け係数生成部８５２は、入力したサブキャリア信号のノルムを算出する。位相別重み付け係数生成部８５２は、位相別ばらつき情報保持部８５４から当該サブキャリア信号が送られたＯＦＤＭシンボルにおけるＡＣ電源位相に対応するばらつき情報であるノルム統計値を受け取る。位相別重み付け係数生成部８５２は、サブキャリア毎に算出したノルムと位相別ばらつき情報保持部８５４から受け取ったサブキャリア毎のノルム統計値とを式（１）に従って積算することでサブキャリア毎の重み付け係数を求める。このように構成されていても良い。
【０１１９】
このように、本実施の形態７における受信装置は、ＯＦＤＭシンボルが重畳されるＡＣ電源の位相を検出するＡＣ電源位相検出部を具備し、重み付け係数生成部は、サブキャリア信号の所定の物理量に関する統計をＡＣ電源位相毎に取ることでＡＣ電源位相毎の重み付け係数を生成する。当該構成によれば、ＡＣ電源位相に起因するノイズを適切に反映させた重み付け係数をＡＣ電源位相に応じてそれぞれ求めることができ、当該位相を考慮しない統計を取って重み付けを行う場合と比較して復号特性を向上させることができる。
【０１２０】
ここで、上述した通り、ＡＣ電源位相毎にサブキャリア信号の所定の物理量に関する統計を取ることで得られる統計値を記憶する記憶部を更に具備する構成とすることが好ましい。重み付け係数生成部は、サブキャリア信号に関する所定の物理量を算出する算出部を備え、当該算出した物理量を当該記憶部から読み出したＡＣ電源位相検出部で検出された前記ＡＣ電源位相に対応する統計値に積算することで当該ＡＣ電源位相における重み付け係数を生成する。ここで、上記サブキャリア信号に関する所定の物理量としては、サブキャリア信号のノルムや基準シンボル点からの距離などとすることができる。このように構成しても良い。
【０１２１】
なお、図２１に示すように、ＡＣ電源の位相を複数のグループに分けて、サブキャリア信号の統計値を記憶し、現在のシンボルが重畳しているＡＣ電源の位相に対応するグループの統計値を用いて重み付け係数を生成する構成としても良い。すなわち、受信装置は、ＯＦＤＭシンボルが重畳されるＡＣ電源の位相を検出するＡＣ電源位相検出部と、当該ＯＦＤＭシンボルにＦＦＴ処理を行うことでサブキャリア信号を取得するＦＦＴ処理部と、当該サブキャリア信号に関する所定の物理量を算出する算出部と、当該物理量の統計を前記検出されたＡＣ電源の位相が属するグループ毎に求めることによりＡＣ電源の位相毎の重み付け係数を生成する重み付け係数生成部と、を具備する構成としても良い。
【０１２２】
以上、各実施の形態で説明したように、本願発明の受信装置によれば、理想的に一定であるノルムの統計を取ることで、そのばらつき具合から適切な重み付け係数を生成して軟判定値を求めることができるため、少ない処理で良好な復号性能を達成できる軟判定値を求めることができる。
【０１２３】
なお、上記説明では、ＦＦＴ処理で得られる複数のサブキャリア信号についてサブキャリア毎のノルムを算出し、サブキャリア毎のノルムの統計をとり、サブキャリア毎の重み付け係数を生成し、サブキャリア毎にデマッピングされたビット列に対応する重み付け係数でそれぞれ重み付けを行う場合について説明したがこれに限るものではない。周波数選択性が所定の基準より小さい場合は、各シンボルについて１つのサブキャリア信号を代表してノルムの算出等を行う構成であっても良い。すなわち、ＦＦＴ処理で得られる複数のサブキャリア信号のうち、所定のサブキャリア信号を選択してノルムを算出し、当該ノルムの統計を複数シンボルに渡ってとることで重み付け係数を生成し、デマッピングされて得られるビット列について当該重み付け係数で一律に重み付けを行う構成とすることも可能である。当該構成によれば、復号特性の劣化を一定レベルに維持しつつ、重み付け係数生成に必要となる処理量を大幅に削減することが可能となる。
【０１２４】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記各実施の形態を相互に組み合わせた受信装置や信号処理装置とすることができることは言うまでもない。また、上記各実施の形態で説明した受信装置と実施の形態１の送信装置を組み合わせて通信装置とすることができることは言うまでもない。
【０１２５】
また、上記説明では電力線通信システムにおける受信装置について説明したがこれに限るものではない。上記実施の形態１〜５に記載の受信装置を無線通信システムにおける受信装置とすることができる。この場合、受信装置の受信部は、アンテナを介して無線伝送路よりＯＦＤＭシンボルを受信し、ＦＦＴ部に出力する構成となる。
【０１２６】
また、言うまでもなく、上記受信装置を構成する各要素は、プログラム（ソフトウェア）をＣＰＵ（Central Processing Unit）などの信号処理装置で処理させることにより実現できることができる。
【０１２７】
なお、上述したプログラムは、コンピュータ・システムがアクセス可能な様々な種類の記憶媒体に格納することが可能である。また、このプログラムは、通信媒体を介して伝達されることが可能である。ここで、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリバックアップ付きＲＡＭメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれ、インターネットも含まれる。
【符号の説明】
【０１２８】
１０    電力線                        １００  送信装置
１１０  エンコーダ部                  １２０  一次変調部
１３０  ＩＦＦＴ部                    １４０  ＣＰ追加部
１５０  ＷＩＮＤＯＷ処理部            １６０  ＡＦＥ部
２００  受信装置                      ２１０  ＡＦＥ部
２２０  同期処理部                    ２３０  ＣＰ除去部
２４０  ＦＦＴ部                      ２５０  復調部
２５１  チャネル推定部                ２５２  ノルム算出部
２５３  重み付け係数生成部            ２５４  位相正規化部
２５５  デマッピング部                ２５６  重み付け部
２６０  ＦＥＣデコーダ部              ３５０  復調部
３５３  重み付け係数生成部            ３５４  ノルム分散算出部
３５５  ノルム分散値保持部            ４５６  ＳＮＲ推定部
５５７  サブキャリア信号選択部        ６５４  シンボル区間指定部
８５２  位相別重み付け係数生成部      ８５３  位相検出部
８５４  位相別ばらつき情報保持部
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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