(57)【要約】【課題】Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジの幅を広げることなく周期的に発生するノイズを検出することができる電力線通信装置及びノイズ検出方法を提供すること【解決手段】本発明にかかる電力線通信装置は、電力線１１を介したデータの送受信に用いられる通信スロットの電力を検出する電力検出部１６と、通信スロットのうちデータを送受信するために割り当てられていない未使用スロットの所定期間内の平均電力と、未使用スロットの瞬時電力との差分を用いて、伝送路状態を推定する伝送路推定部２７と、推定された伝送路状態と、電力線１１の交流サイクルとを用いて、周期的に発生するノイズを検出する周期性判定部３０と、を備えるものである。【選択図】図１
2012156861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線を介したデータの送受信に用いられる通信スロットの電力を検出する電力検出部と、
前記通信スロットのうちデータを送受信するために割り当てられていない未使用スロットの平均電力と、前記未使用スロットの瞬時電力とに基づいて、伝送路の状態を推定する伝送路推定部と、
前記推定された前記伝送路の状態と、前記電力線の交流サイクルとに基づいて、周期的に発生するノイズを検出する周期性判定部と、を備える電力線通信装置。
【請求項２】
前記伝送路状態推定部は、
前記未使用スロットの平均電力と、前記未使用スロットの瞬時電力との比に基づいて、前記伝送路のインパルスノイズを検出するインパルス検出部を有する、請求項１記載の電力線通信装置。
【請求項３】
前記伝送路状態推定部は、
前記未使用スロットの所定期間内の第１の平均電力と、前記所定期間よりも短い期間における前記未使用スロットの第２の平均電力との比に基づいて前記伝送路のインピーダンス変動を検出するインピーダンス変動検出部を有する、請求項１又は２記載の電力線通信装置。
【請求項４】
前記周期性判定部は、前記周期的にノイズが発生する通信スロットを検出し、
前記ノイズが発生する通信スロット以外の通信スロットに前記データを送受信する通信スロットを割り当てる割当制御部をさらに備える、請求項３に記載の電力線通信装置。
【請求項５】
前記周期性判定部は、
前記伝送路推定部によって推定された伝送路状態を単位時間毎に記憶し、前記記憶した複数の伝送路状態と、前記電力線の交流サイクルとを用いて、前記周期的に発生するノイズを検出する、請求項４に記載の電力線通信装置。
【請求項６】
前記周期性判定部は、
前記伝送路状態推定部においてインパルスノイズ及びインピーダンス変動の少なくともいずれか一方が検出された前記未使用スロットと、前記電力線の交流サイクルとを用いて、周期的に発生するノイズを検出する、請求項５に記載の電力線通信装置。
【請求項７】
前記未使用スロットは、前記電力線通信装置及び前記電力線通信装置とは異なる他の電力線通信装置においてデータを送受信するために割り当てられていないスロットである、請求項６に記載の電力線通信装置。
【請求項８】
前記割当制御部は、
前記電力線通信装置に送信されるビーコン信号に基づいて、前記未使用スロットの位置を決定する、請求項７に記載の電力線通信装置。
【請求項９】
前記電力検出部、前記伝送路推定部及び前記周期性判定部は、物理層に配置され、前記割当制御部は、ＭＡＣ層に配置される、請求項１に記載の電力線通信装置。
【請求項１０】
電力線上の未使用の通信スロットを検出する制御部と、
前記未使用の通信スロットにおいて平均電力を算出する平均電力算出部と、
前記未使用の通信スロットにおいて瞬時電力を算出する瞬時電力算出部と、
前記平均電力と前記瞬時電力との比に基づく検出結果を単位時間毎に記憶し、前記記憶した複数の検出結果に基づいて周期性ノイズを検出する周期性判定部と、
を有し、
前記制御部は、前記未使用の通信スロットの前記周期性ノイズの検出結果に基づいて、前記未使用のスロットの中から使用するスロットを選択することを特徴とする電力線通信装置。
【請求項１１】
電力線を介したデータの送受信に用いられる通信スロットの電力を検出し、
前記通信スロットのうちデータを送受信するために割り当てられていない未使用スロットの平均電力と、前記未使用スロットの瞬時電力とに基づいて、伝送路の状態を推定し、
前記推定された前記伝送路の状態と、前記電力線の交流サイクルとに基づいて、周期的に発生するノイズを検出するノイズ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力線通信装置及びノイズ検出方法に関し、特に周期性ノイズを検出する電力線通信装置及び周期性ノイズを検出するノイズ検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、屋内の通信において、電力線を用いた電力線通信が多く用いられている。電力線通信は、非常にノイズが多い中で通信をする通信方式である。例えば、電力線には、多くの電気機器が接続されている。そのため、電力線に接続されている電気機器からノイズが発生し、発生したノイズは、重畳され増幅される。電気機器から発生するノイズには、電力線の交流（ＡＣサイクル）に同期したインパルスノイズや、インピーダンス変動がある。電力線通信において、通信品質を向上させるために、インパルスノイズや、インピーダンス変動を避けて通信を行うことが必要である。
【０００３】
ここで、図１３を用いて同期性のインパルスノイズについて説明する。図１３には、縦軸を振幅の絶対値、横軸を時間として、ノイズ信号の一例として振幅変動が示されている。また、信号の振幅変動を示すグラフの下に、ＡＣサイクルを示している。本図の例では、ＡＣサイクルの振幅のピークを迎えるタイミングに、電力線に発生するノイズ信号の振幅が急激に大きくなる。このように、ＡＣサイクルに同期して現れるノイズを、同期性のインパルスノイズとする。次に、図１４を用いて同期性のインピーダンス変動について説明する。図１４には、縦軸を振幅の絶対値、横軸を時間として、電力線信号の振幅変動が示されている。また、振幅変動を示すグラフの下に、ＡＣサイクルを示している。本図の例では、ＡＣサイクルの振幅のピークを迎えるタイミングに、電圧値の急激な変動（減少）がみられる。この現象は、電力線における負荷（インピーダンス）が変動（減少）することにより発生する現象である。
【０００４】
インパルスノイズが発生することにより、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器の入力ダイナミックレンジを超えるような強いインパルスノイズがＡ／Ｄ変換器に入力される。これにより、時間域信号が正しくＡ／Ｄ変換されず、矩形波を含むようになる。そのため、ＦＦＴ後の周波数帯域全域にわたってＳＮＲが劣化する現象が起こる。ただし、これはＡ／Ｄ変換器によって引き起こされた現象であり、実際の電力線の品質を示すものではない。
【０００５】
インパルスノイズ等の影響を回避するために、特許文献１の電力線搬送通信装置は、ＭＡＣ層において周期性ノイズを判定し、品質の悪い時間スロットは、通信に使用しないことにより通信品質を向上させている。図１５を用いて、特許文献１の電力線搬送通信装置の具体的な構成例について説明する。電力線搬送通信装置は、電力線１０１を介して送信された信号をＡＦＥ（アナログフロントエンド部）１０２において受け取る。ＡＦＥ１０２は、受け取った信号をＡ／Ｄ（アナログデジタル変換部）１０３へ出力する。Ａ／Ｄ１０３は、受け取った信号をデジタル信号に変換し、物理層１００の信号強度測定部１０５及びキャリア周波数同期部１０６へ出力する。信号強度測定部１０５は、デジタル信号の信号強度をモニターし、ＡＦＥ１０２へフィードバックする。これにより、Ａ／Ｄへ入力される信号の振幅が調整される。
【０００６】
また、キャリア周波数同期部１０６は、デジタル信号の同期をとり、ＦＦＴ部１０７へ出力する。ＦＦＴ部１０７は、受け取ったデジタル信号を、時間域信号から周波数域信号へ変換する。各サブキャリアの信号は、チャネル推定部１０８において推定された伝送路歪みに基づいてチャネル推定部１０８において等化される。等化された信号は、サブキャリア復調部１１０において復調された後に、誤り訂正・復号部１１１において誤り訂正処理が行われ、ＭＡＣ層１２０へ出力される。
【０００７】
データ送信時には、ＭＡＣ層１２０から出力された信号を誤り訂正・符号化部１１２において誤り訂正可能なように符号化処理する。次に、誤り訂正・符号化部１１２から出力された信号は、ＩＦＦＴ部１１４においてＩＦＦＴ処理され、Ｄ／Ａ１０４によりアナログ信号に変換され、ＡＦＥ１０２へ出力される。
【０００８】
ＭＡＣ層１２０は、品質管理部１２１と、周期性ノイズ判定部１２２と、トレーニング部１２３と、スケジューリング部１２４とを備えている。品質管理部１２１は、物理層１００においてモニターされる信号強度等の情報を用いて、伝送路の変化をモニターする。トレーニング部１２３は、品質管理部１２１からのトレーニング命令を受け取ると、定められたトレーニングを実施し、トレーニング結果をスケジューリング部１２４へ通知する。
【０００９】
周期性ノイズ判定部１２２は、物理層１００における信号強度又はチャネル推定結果等から、時間区間ごとの伝送路状況を定量的に把握し、周期性ノイズを判定する。スケジューリング部１２４は、周期性ノイズ判定部１２２で検出された周期性ノイズを避けるように、各スロットへのリソース割当等を行い、フレームを構成する。
【００１０】
また、特許文献２の電力線通信システムは、対向装置から送信される送信データの受信電力値を測定し、インパルスノイズ及びインピーダンス変動を検出する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２５８８９７号公報
【特許文献２】特開２００８−０１０９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１及び特許文献２に開示されている受信装置は、Ａ／Ｄ変換器によりアナログ信号をデジタル信号へ変換後の復調データの誤り率やＳＮＲによって品質を推定し、ノイズからの干渉を検出している。この場合、受信装置は、強いインパルス性ノイズが含まれる受信信号を正しく復調するために、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジの幅を広げる必要がある。これにより、Ａ／Ｄ変換器における有効変換ビット数をより多く必要とする。しかし、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジの幅を広げると、Ａ／Ｄ変換器の回路規模の増大、更には、消費電力の増大につながり、装置コストが増加するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様にかかる電力線通信装置は、電力線を介したデータの送受信に用いられる通信スロットの電力を検出する電力検出部と、前記通信スロットのうちデータを送受信するために割り当てられていない未使用スロットの平均電力と、前記未使用スロットの瞬時電力とに基づいて、伝送路の状態を推定する伝送路推定部と、前記推定された前記伝送路の状態と、前記電力線の交流サイクルとに基づいて、周期的に発生するノイズを検出する周期性判定部と、を備えるものである。
【００１４】
このような電力線通信装置を用いることにより、未使用スロットの電力を用いて伝送路状態を推定することができる。そのため、対向装置から送信されるデータを正確に復調する必要がないため、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジの幅を広げなくとも周期的に発生するノイズを検出することができる。
【００１５】
本発明の第２の態様にかかるノイズ検出方法は、電力線を介したデータの送受信に用いられる通信スロットの電力を検出し、前記通信スロットのうちデータを送受信するために割り当てられていない未使用スロットの平均電力と、前記未使用スロットの瞬時電力とに基づいて、伝送路の状態を推定し、前記推定された前記伝送路の状態と、前記電力線の交流サイクルとに基づいて、周期的に発生するノイズを検出するものである。
【００１６】
このようなノイズ検出方法を用いることにより、未使用スロットの電力を用いて伝送路状態を推定することができる。そのため、対向装置から送信されるデータを正確に復調する必要がないため、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジの幅を広げなくとも周期的に発生するノイズを検出することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジの幅を広げることなく周期的に発生するノイズを検出することができる電力線通信装置及びノイズ検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１にかかる電力線通信装置の構成図である。
【図２】実施の形態１にかかる通信要求に関する処理の流れを示す図である。
【図３】実施の形態１にかかる通信スロットの使用可否判定に関する処理の流れを示す図である。
【図４】実施の形態１にかかる伝送路状態の推定処理の流れを示す図である。
【図５】実施の形態１にかかるインパルス検出部の構成図である。
【図６】実施の形態１にかかるインピーダンス変動検出部の構成図である。
【図７Ａ】実施の形態１にかかるインパルスノイズ検出の処理の流れを示す図である。
【図７Ｂ】実施の形態１にかかるインピーダンス変動検出の処理の流れを示す図である。
【図８】実施の形態１にかかるＡＣサイクルと通信スロットとの関係を示す図である。
【図９】実施の形態１にかかる周期性判定部のメモリ構成を示す図である。
【図１０】実施の形態１にかかる周期性判定部の構成図である。
【図１１】実施の形態１にかかる周期性判定部のレジスタの構成を示す図である。
【図１２】実施の形態１にかかる電力線通信装置の動作におけるタイミングチャートである。
【図１３】同期性のインパルスノイズを説明する図である。
【図１４】同期性のインピーダンス変動を説明する図である。
【図１５】特許文献１の電力線搬送通信装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本発明の実施の形態１にかかる電力線通信装置は、物理層１０と、電力線１１と、ＡＦＥ（アナログフロントエンド）１２と、ＡＤＣ（アナログデジタル変換部）１３と、ＤＡＣ（デジタルアナログ変換部）１４と、ＡＣサイクル検出部１５と、電力検出部１６と、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）１７と、ＦＦＴ１８と、等化部１９と、復調部２０と、誤り訂正・復号化部２１と、受信部２２と、送信部２３と、誤り訂正・符号化部２４と、変調部２５と、ＩＦＦＴ２６と、伝送路推定部２７と、インパルス検出部２８と、インピーダンス変動検出部２９と、周期性判定部３０と、ＭＡＣ層４０とを備えている。
【００２０】
ＡＦＥ１２は、他の電力線通信装置等から送信されたデータを、電力線１１を介して受け取る。ＡＦＥ１２は、他の電力線通信装置等から送信されたデータをアナログ信号により受け取る。ＡＦＥ１２は、受け取ったデータを、ＡＤＣ１３へ出力する。また、ＡＦＥ１２は、ＤＡＣ１４から受け取ったアナログ信号データを、電力線１１を介して他の電力線通信装置等へ送信する。
【００２１】
ＡＤＣ１３は、ＡＦＥ１２からアナログ信号として受け取ったデータを、デジタル信号へ変換する。ＡＤＣ１３は、デジタル信号へ変換したデータを電力検出部１６へ出力する。ＡＤＣ１３は、ダイナミックレンジを超える電力を有するアナログ信号が入力された場合、入力されたアナログ信号を特定値のデジタル信号へ変換するようにしてもよい。
【００２２】
電力検出部１６は、ＡＤＣ１３から受け取ったデジタル信号データの受信電力を検出する。もしくは、電力検出部１６は、ＡＤＣ１３から受け取ったデジタル信号データの受信レベルを検出する。電力検出部１６は、単位時間（通信スロット）毎の受信電力を検出する。電力検出部１６は、検出したデジタル信号データの受信電力を、ＡＧＣ１７及び伝送路推定部２７へ出力する。また、電力検出部１６は、デジタル信号データを、ＦＦＴ１８へ出力する。
【００２３】
ＡＧＣ１７は、電力検出部１６から受け取った受信電力値に応じて、ＡＦＥ１２の利得を調整し、ＡＦＥ１２から出力され、ＡＤＣ１３へ入力されるアナログ信号のレベルを一定に保つように制御する。
【００２４】
ＦＦＴ１８は、電力検出部１６から受け取ったデジタル信号データをＦＦＴ処理する。つまり、ＦＦＴ１８は、電力検出部１６から受け取ったデジタル信号データを、時間域信号から周波数域信号へ変換する。周波数域信号へ変換されたデジタル信号データは、複数のサブキャリアを有する。サブキャリアは、一定の周波数帯域幅を有する信号である。ＦＦＴ１８は、周波数域信号へ変換したデジタル信号データを等化部１９へ出力する。
【００２５】
等化部１９は、電力線１１等の伝送路の影響により歪んだ信号について、歪み補償を行う。等化部１９は、歪み補償を行ったデジタル信号データを復調部２０へ出力する。復調部２０は、受け取ったデジタル信号データを復調する。復調部２０は、復調した復調信号を誤り訂正・復号化部２１へ出力する。誤り訂正・復号化部２１は、受け取った復調信号の誤り検出を行い、検出した誤りを訂正する。誤り訂正・復号化部２１は、誤り訂正を行った信号を、受信部２２を介してＭＡＣ層４０へ出力する。
【００２６】
データ送信を行う場合、送信部２３は、ＭＡＣ層４０から受け取ったデータを誤り訂正・符号化部２４へ出力する。誤り訂正・符号化部２４は、受け取ったデータを誤り訂正可能なように符号化処理し、変調部２５へ出力する。変調部２５は、受け取ったデータを変調し、ＩＦＦＴ２６へ出力する。ＩＦＦＴ２６は、変調部２５から受け取ったデータをＩＦＦＴ処理、つまり、周波数域信号から時間域信号へ変換し、ＤＡＣ１４へ出力する。ＤＡＣ１４は、ＩＦＦＴ２６から受け取ったデジタル信号データをアナログ信号へ変換し、ＡＦＥ１２へ出力する。
【００２７】
次に、伝送路推定部２７及び周期性判定部３０の機能について説明する。伝送路推定部２７は、インパルス検出部２８とインピーダンス変動検出部２９とを有している。伝送路推定部２７は、電力検出部１６において検出された受信電力値に関する情報を受け取る。伝送路推定部２７は、通信スロット毎の受信電力値に関する情報を受け取る。ここで、伝送路推定部２７は、データを送受信するために割り当てられていない未使用スロットの受信電力値を用いて、伝送路状態を推定する。
【００２８】
ここで、未使用スロットについて説明する。ACサイクル1周期を任意の等しい時間で分割した単位時間をスロットと定義し、電力線１１を介して送受信などの通信が行われていないスロットを未使用スロットと定義する。
【００２９】
伝送路推定部２７は、電力検出部１６からの受信電力値に関する情報を、インパルス検出部２８及びインピーダンス変動検出部２９において受け取る。インパルス検出部２８は、所定期間内における未使用スロットの平均電力と、未使用スロットの瞬時電力との差分を用いて、インパルスノイズを検出する。未使用スロットの平均電力は、複数の未使用スロットにおける受信電力の平均値である。未使用スロットの瞬時電力は、例えば、ひとつの未使用スロットにおける受信電力である。もしくは、瞬時電力は、平均電力に用いられる未使用スロットの数よりも少ない数の未使用スロットにおける平均受信電力であってもよい。インパルス検出部２８は、瞬時電力と平均電力との比が予め定められた閾値を超える場合に、インパルスノイズが発生しているものと判定してもよい。
【００３０】
インピーダンス変動検出部２９は、所定期間内における未使用スロットの平均電力と、平均電力において用いられる所定期間よりも少ない期間における未使用スロットの平均電力とを用いてインピーダンス変動を検出する。ここで、平均電力において用いられる所定期間よりも短い期間における未使用スロットの平均電力を、インパルス検出部２８における説明時と同様に、瞬時電力として定義する。インピーダンス変動検出部２９は、瞬時電力と平均電力との比が予め定められた閾値を下回る場合に、インピーダンス変動が発生しているものと判定してもよい。
【００３１】
インパルス検出部２８及びインピーダンス変動検出部２９は、未使用スロットにおけるインパルス検出処理及びインピーダンス変動検出処理の結果を周期性判定部３０へ出力する。例えば、インパルス検出部２８は、インパルスノイズを検出した場合、Ｈｉｇｈレベル信号を周期性判定部３０へ出力し、インパルスノイズを検出しなかった場合、Ｌｏｗレベル信号を周期性判定部３０へ出力するようにしてもよい。インピーダンス変動検出部２９も同様である。
【００３２】
ＡＣサイクル検出部１５は、電力線１１から受け取ったアナログ信号を用いてＡＣサイクルを検出する。例えば、ＡＣサイクル検出部１５は、アナログ信号の受信電力が０となる通信スロットを検出し、ＡＣサイクルを検出するようにしてもよい。ＡＣサイクル検出部１５は、ＡＣサイクルの検出結果を周期性判定部３０へ出力する。
【００３３】
周期性判定部３０は、ＡＣサイクルの検出結果と、インパルスノイズの検出結果と、インピーダンス変動の検出結果とを用いて、周期的に発生するノイズを検出する。周期性判定部３０は、複数周期のＡＣサイクルにおいて、周期的に発生しているインパルスノイズとインピーダンス変動と（以下、周期性ノイズと称する）があるか否かを判定する。周期性判定部３０は、周期性ノイズの発生有無に関する情報をＭＡＣ層４０へ出力する。ＭＡＣ層４０は、受け取った周期性ノイズの発生有無に関する情報をＭＡＣ層４０内のメモリ等へ保持する。
【００３４】
ＭＡＣ層４０は、周期性ノイズが発生している通信スロットへのデータ割り当てを避けるようにして、データの割り当てスケジューリングを行う。
【００３５】
次に、図２を用いて本発明の実施の形態１にかかる通信要求に関する処理の流れについて説明する。はじめに、ＭＡＣ層４０の制御部（図示せず）は、他の電力線通信装置に対する通信要求が発生したか否かを判定する。通信要求が発生した場合、ＭＡＣ層４０の制御部は、周期性判定部３０における周期性ノイズの発生有無に関する情報をＭＡＣ層４０のメモリから読み出す（Ｓ１２）。次に、ＭＡＣ層４０の制御部は、周期性ノイズが発生していない通信スロットにデータを割り当てるよう通信スロットの予約を行う（Ｓ１３）。ステップＳ１１において通信要求の発生がない場合、図３に示す通信スロットの使用可否判定処理を行う。
【００３６】
次に、図３を用いて本発明の実施の形態１にかかる通信スロットの使用可否判定に関する処理の流れについて説明する。ＭＡＣ層４０の制御部は、任意の通信スロットを選択し、選択した通信スロットが、自局に割り当てられた通信スロットか否かを判定する（Ｓ１４）。つまり、ＭＡＣ層４０の制御部は、選択した通信スロットに自局を宛先とするデータが設定されているか否かを判定する。選択した通信スロットが、自局に割り当てられた通信スロットである場合、ＭＡＣ層４０の制御部は、受信に関するデータ通信処理を実行する（Ｓ１５）。選択した通信スロットが、自局に割り当てられた通信スロットではない場合、ＭＡＣ層４０の制御部は、他の電力線通信装置において使用される予定の通信スロットもしくは他の電力線通信装置宛てのデータが設定されている通信スロットか否かを判定する（Ｓ１６）。通信スロットが、他の電力通信装置において使用される予定又は他の電力線通信装置宛てのデータが設定されている場合、ステップＳ１４の処理に戻る。通信スロットが、他の電力通信装置において使用される予定はない又は他の電力線通信装置宛てのデータが設定されていない場合、図４に示す伝送路状態の推定処理を行う。
【００３７】
ここで、選択した通信スロットに自局をあて先とするデータが設定されているか否か、選択した通信スロットが自局において送信用に割り当てられた通信スロットか否か、及び、他の電力線通信装置において使用される予定の通信スロットもしくは他の電力線通信装置宛のデータが設定されている通信スロットか否かについては、マスター装置として動作する他の電力線通信装置から送信されるビーコン信号によって通知されても良い。又は、ビーコン信号を用いて未使用スロットが通知されても良い。又は、あらかじめ未使用スロットが決定されており、その未使用スロットの位置をすべての電力線通信装置が予め認識していてもよい。マスター装置は、電力線１１に接続されている電力線通信装置に対して、定期的にビーコン信号を送信してもよい。
【００３８】
続いて、図４を用いて本発明の実施の形態１にかかる伝送路状態の推定処理の流れについて説明する。図３において、未使用スロットの選択が行われた場合、周期性判定部３０は、ＭＡＣ層４０の制御部から、伝搬路状況時間方向推定開始指示を受け取る（Ｓ１７）。次に、物理層１０の制御部は、周期性判定部３０に対して、周期性ノイズの検出処理動作の実行指示を行う（Ｓ１８）。次に、周期性判定部３０は、周期性ノイズの検出動作を実行する（Ｓ１９）。周期性ノイズの検出動作として、周期性判定部３０は、インパルス検出部２８及びインピーダンス変動検出部２９から出力されるインパルスノイズ等の検出結果が保持されているメモリ等から、周期性ノイズの発生有無を検出する。もしくは、周期性判定部３０は、インパルス検出部２８及びインピーダンス変動検出部２９から、インパルスノイズ等の検出結果を収集し、周期性ノイズの発生有無を検出してもよい。
【００３９】
続いて、図５を用いて本発明の実施の形態１にかかるインパルス検出部２８の構成例について説明する。インパルス検出部２８は、平均電力推定部５１と、瞬時電力推定部５５と、閾値判定保持部５７と、比較部５８とを備えている。また、平均電力推定部５１は、自乗電力演算部５２と、移動平均演算部５３と、平均区間保持部５４とを有している。さらに、瞬時電力推定部５５は、自乗電力演算部５６を有している。
【００４０】
平均電力推定部５１の自乗電力演算部５２は、電力検出部１６からデジタルデータの受信電力値に関する情報を受け取る。自乗電力演算部５２は、受け取った受信電力の値から、自乗電力を演算する。自乗電力演算部５２は、通信スロット毎の自乗電力を演算する。自乗電力演算部５２は、算出した自乗電力の値に関する情報を移動平均演算部５３へ出力する。
【００４１】
平均区間保持部５４は、平均電力を算出するための区間又は期間に関する情報を保持する。たとえば、平均区間保持部５４は、平均電力を算出するための通信スロットの数を保持していてもよい。平均電力を算出するために用いられる通信スロットは、未使用スロットが用いられる。平均区間保持部５４は、平均電力を算出するための区間又は期間に関する情報を移動平均演算部５３へ出力する。
【００４２】
移動平均演算部５３は、平均区間保持部５４から受け取った平均電力を算出するための区間又は期間内の自乗電力を用いて、当該区間又は期間における平均電力を演算する。移動平均演算部５３は、演算した平均電力に関する情報を比較部５８へ出力する。
【００４３】
瞬時電力推定部５５の自乗電力演算部５６は、平均電力推定部５１における自乗電力演算部５２と同様に、電力検出部１６からデジタルデータの受信電力値に関する情報を受け取り、受け取った受信電力の値から自乗電力を演算する。自乗電力演算部５６は、演算した自乗電力の値を比較部５８へ出力する。ここで、本図においては平均電力推定部５１及び瞬時電力推定部５５がそれぞれ自乗電力演算部を有しているが、一つの自乗電力演算部が、平均電力推定部５１及び瞬時電力推定部５５に共有して用いられてもよい。
【００４４】
比較部５８は、平均電力推定部５１において算出された平均電力と、瞬時電力推定部５５において算出された瞬時電力とに基づいて、インパルスノイズが発生しているか否かを判定する。例えば、比較部５８は、瞬時電力と平均電力との比が、所定の値以上である場合、瞬時電力が算出された通信スロットには、インパルスノイズが発生していると判定する。インパルスノイズが発生しているか否かを判定するために用いられる所定の値は、閾値判定保持部５７に保持されている。比較部５８は、瞬時電力と平均電力との比が、閾値判定保持部５７から受け取った値より大きいか否かを判定し、インパルスノイズの発生有無を判定する。比較部５８は、インパルスノイズの発生有無に関する情報を周期性判定部３０へ出力する。
【００４５】
続いて、図６を用いて本発明の実施の形態１にかかるインピーダンス変動検出部２９の構成例について説明する。インピーダンス変動検出部２９は、平均電力推定部６１と、準瞬時電力推定部６５と、閾値判定保持部６９と、比較部７０とを備えている。平均電力推定部６１は、自乗電力演算部６２と、移動平均演算部６３と、平均区間保持部６４とを有している。また、準瞬時電力推定部６５は、自乗電力演算部６６と、移動平均演算部６７と、平均区間保持部６８とを備えている。
【００４６】
平均電力推定部６１及び準瞬時電力推定部６５のそれぞれの構成要素は、インパルス検出部２８の平均電力推定部５１と同様であるため、詳細な説明を省略する。ここで、平均電力推定部６１の平均区間保持部６３と、準瞬時電力推定部６５の平均区間保持部６７との差異について説明する。移動平均演算部６３は、移動平均演算部６７と比較して長い区間を用いて平均電力を算出する。インピーダンス変動検出部２９においては、平均電力よりも短い区間を用いて算出された電力が瞬時電力として、比較部７０へ出力される。
【００４７】
続いて、図７Ａを用いて本発明の実施の形態１にかかるインパルスノイズ検出の処理の流れについて説明する。はじめに、インパルス検出部２８の平均電力推定部５１は、受信したデジタル信号の所定区間における平均電力を算出する（Ｓ２１）。また、平均電力推定部５１において平均電力が算出されるとともに、インパルス検出部２８の瞬時電力推定部５５は、瞬時電力を算出する（Ｓ２２）。次に、比較部５８は、瞬時電力と平均電力との比が、閾値判定保持部５７において予め定められた閾値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ２３）。瞬時電力と平均電力との比が、閾値判定保持部５７において予め定められた閾値よりも大きい場合（ステップＳ２３における条件式を満たす場合）、インパルス検出部２８は、周期性判定部３０に対してＨｉｇｈレベル信号を出力する（Ｓ２４）。瞬時電力と平均電力との比が、閾値判定保持部５７において予め定められた閾値よりも小さい場合（ステップＳ２３の式を満たさない場合）、インパルス検出部２８は、周期性判定部３０に対してＬｏｗレベル信号を出力する（Ｓ２５）。
【００４８】
続いて、図７Ｂを用いて本発明の実施の形態１にかかるインピーダンス変動検出の処理の流れについて説明する。はじめに、インピーダンス変動検出部２９の平均電力推定部６１は、受信したデジタル信号の所定区間における平均電力を算出する（Ｓ３１）。また、平均電力推定部６１において平均電力が算出されるとともに、インピーダンス変動検出部２９の準瞬時電力推定部６５は、瞬時電力を算出する（Ｓ３２）。次に、比較部７０は、瞬時電力と平均電力との比が、閾値判定保持部６９において予め定められた閾値よりも小さいか否かを判定する（Ｓ３３）。瞬時電力と平均電力との比が、閾値判定保持部６９において予め定められた閾値よりも小さい場合（ステップＳ２３における条件式を満たす場合）、インピーダンス変動検出部２９は、周期性判定部３０に対してＨｉｇｈレベル信号を出力する（Ｓ３４）。瞬時電力と平均電力との比が、閾値判定保持部６９において予め定められた閾値よりも大きい場合（ステップＳ３３の式を満たさない場合）、インピーダンス変動検出部２９は、周期性判定部３０に対してＬｏｗレベル信号を出力する（Ｓ３５）。
【００４９】
続いて、図８及び図９を用いて本発明の実施の形態１にかかる周期性判定部３０の処理概要について説明する。図８は、周期性を有する通信スロットを示している。１サイクルは、ＡＣサイクルのゼロクロス点からゼロクロス点までの期間である。本図に示されているように、１サイクルに、通信スロット＃０〜＃ｍ（ｍは１以上の自然数）が含まれている。本図においては、サイクルｎ〜サイクルｎ＋２（ｎは１以上の自然数）の例が、示されている。
【００５０】
図９は、周期性判定部３０のメモリの構成を示している。周期性判定部３０のメモリは、サイクルｎ〜ｎ＋ｋ（ｋは自然数）における通信スロット＃０〜＃ｍの出力値を関連付けて管理している。本図においては、サイクル数（サイクル番号）が増加する方向をビット方向とし、スロット番号が増加する方向をワード方向としている。また、周期性判定部３０のレジスタは、スロット毎にビット方向に加算した値と所定の閾値とを比較し、その判定結果を保持する。周期性判定部３０は、判定結果を用いて周期性ノイズを検出する。
【００５１】
続いて、図１０を用いて本発明の実施の形態１にかかる周期性判定部３０の構成例について説明する。周期性判定部３０は、ＯＲ回路７１と、データ生成部７２と、書き込み制御部７３と、メモリ７４と、加算部７５と、読出し制御部７６と、閾値保持部７７と、比較部７８と、書き込み制御部７９と、レジスタ８０とを備えている。
【００５２】
ＯＲ回路７１は、インパルス検出部２８とインピーダンス変動検出部２９とから、インパルスノイズ及びインピーダンス変動の検出結果を受け取る。ＯＲ回路７１は、インパルス検出部２８及びインピーダンス変動検出部２９の少なくとも一方から、インパルスノイズ又はインピーダンス変動を検出した検出結果を受け取ると、ノイズを検出したことを示すＨｉｇｈレベル信号をデータ生成部７２へ出力する。
【００５３】
データ生成部７２は、ＯＲ回路７１から受け取ったノイズ検出結果をメモリ７４へ書き込むため、書き込みを行うメモリ７４のビット位置を決定する。メモリ７４のビット位置は、ノイズ検出が行われた通信スロット番号及びサイクル番号から決定される。データ生成部７２は、決定したメモリ７４のビット位置に、ＯＲ回路７１から受け取ったノイズ検出結果を書き込む。また、書き込み制御部７３は、データ生成部７２がメモリ７４へノイズ検出結果を書き込むタイミングを制御する。
【００５４】
メモリ７４は、図９において説明したように、通信スロット番号とサイクル番号とによって定まるビット位置に、データ生成部７２から出力されるノイズ検出結果を保持する。
【００５５】
加算部７５は、メモリ７４において、それぞれのビットに保持されている値を、通信スロット毎にビット方向に加算する。それぞれのビットに保持されている値とは、ノイズの検出を示す「１」又は、ノイズが発生していないことを示す「０」等である。また、読出し制御部７６は、加算部７５がメモリ７４内のデータを読み出すタイミングを制御する。加算部７５は、加算した値を比較部７８へ出力する。
【００５６】
比較部７８は、閾値保持部７７に保持されている閾値と、加算部７５から出力された値とを比較し、周期性ノイズの発生有無を判定する。比較部７８は、加算部７５から出力された値が、閾値を超えている場合、該当する通信スロットに周期性ノイズが発生していることをレジスタ８０へ通知する。比較部７８は、加算部７５から出力された値が、閾値を超えていない場合、該当する通信スロットに周期性ノイズが発生していないことをレジスタ８０へ通知する。また、書き込み制御部７９は、比較部７８がレジスタ８０へ周期性ノイズの発生有無を通知（書き込み）するタイミングを制御する。
【００５７】
レジスタ８０は、比較部７８から通知された周期性ノイズの発生有無に関する情報を保持し、ＭＡＣ層４０へ通知する。
【００５８】
続いて、図１１を用いて本発明の実施の形態１にかかるレジスタ８０の構成例について説明する。レジスタ８０は、通信スロット毎の周期性判定結果を保持するためのＤフリップフロップ（ＤＦＦ）回路を備えている。本図においては、通信スロット＃０にはＤＦＦ８１が対応し、通信スロット＃１にはＤＦＦ８２が対応し、通信スロット＃ｍには、ＤＦＦ８３が対応する。ＤＦＦ８１〜８３は、比較部７８から受け取った値を書き込み制御部７９によって制御されたタイミングに保持し、保持した値をＭＡＣ層４０へ出力する。
【００５９】
続いて、図１２を用いて本発明の実施の形態１にかかる電力線通信装置の動作におけるタイミングチャートについて説明する。本図においては、１サイクル中の通信スロット数を８とする。未使用スロット判定は、ビーコン信号等によって通知され、通信スロットが使用されているか否かを示す。Ｈｉｇｈレベル信号は、通信スロットが未使用であることを示し、Ｌｏｗレベル信号は、通信スロットが使用されていることを示している。本図においては、サイクルｎ及びサイクルｎ＋１におけるスロット＃０〜＃７は、未使用スロットであることを示している。
【００６０】
ＡＣサイクルは、電力線の交流信号を示している。また、ＡＣサイクル検出部出力は、ＡＣサイクルのゼロクロス点においてＨｉｇｈレベル信号を出力する。インパルス検出は、インパルス検出部２８においてインパルスノイズが検出された通信スロットにおいてＨｉｇｈレベル信号を出力する。また、インピーダンス変動は、インピーダンス変動検出部２９においてインピーダンス変動が検出された通信スロットにおいてＨｉｇｈレベル信号を出力する。
【００６１】
ＯＲ回路出力は、ＯＲ回路７１においてノイズを検出したと判定された場合に、Ｈｉｇｈレベル信号を出力する。本図においては、インパルスノイズが検出された通信スロット又はインピーダンス変動が検出されたスロットにおいて、ノイズを検出したと判定されている。書き込み制御及び読み出し制御は、それぞれの通信スロットにおいて、データを書き込む及び読み出すタイミングを示している。レジスタ出力は、レジスタ８０において周期性ノイズが検出された場合、Ｈｉｇｈレベル信号が出力され、周期性ノイズが検出されなかった場合、Ｌｏｗレベル信号が出力される。
【００６２】
以上説明したように本発明の実施の形態１にかかる電力線通信装置を用いることにより、ＦＦＴ処理を行う前の未使用スロットの受信電力値を用いて、周期性ノイズが発生しているか否かを検出することができる。これにより、対向装置から送信されるデータを正確にＦＦＴ処理及び復調処理等を行うために、ＡＤＣ１３のダイナミックレンジの幅を広げることなく、周期性ノイズの発生を検出することができる。
【００６３】
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。
【符号の説明】
【００６４】
１０  物理層
１１  電力線
１２  ＡＦＥ
１３  ＡＤＣ
１４  ＤＡＣ
１５  ＡＣサイクル検出部
１６  電力検出部
１７  ＡＧＣ
１８  ＦＦＴ
１９  等化部
２０  復調部
２１  誤り訂正部
２２  受信部
２３  送信部
２４  誤り訂正部
２５  変調部
２６  ＩＦＦＴ
２７  伝送路推定部
２８  インパルス検出部
２９  インピーダンス変動検出部
３０  周期性判定部
４０  ＭＡＣ層
５１  平均電力推定部
５２  自乗電力演算部
５３  移動平均演算部
５４  平均区間保持部
５５  瞬時電力推定部
５６  自乗電力演算部
５７  閾値判定保持部
５８  比較部
６１  平均電力推定部
６２  自乗電力演算部
６３  移動平均演算部
６４  平均区間保持部
６５  準瞬時電力推定部
６６  自乗電力演算部
６７  移動平均演算部
６８  平均区間保持部
６９  閾値判定保持部
７０  比較部
７１  ＯＲ回路
７２  データ生成部
７３  書き込み制御部
７４  メモリ
７５  加算部
７６  読出し制御部
７７  閾値保持部
７８  比較部
７９  書き込み制御部
８０  レジスタ
８１〜８３  ＤＦＦ
１００  物理層
１０１  電力線
１０２  ＡＦＥ
１０３  Ａ／Ｄ
１０４  Ｄ／Ａ
１０５  信号強度測定部
１０６  キャリア周波数同期部
１０７  ＦＦＴ部
１０８  チャネル推定部
１０９  等化部
１１０  サブキャリア復調部
１１１  誤り訂正部
１１２  誤り訂正部
１１３  サブキャリア変調部
１１４  ＩＦＦＴ部
１２０  ＭＡＣ層
１２１  品質管理部
１２２  周期性ノイズ判定部
１２３  トレーニング部
１２４  スケジューリング部
【図１】
2012156861.tif 000003
【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７Ａ】
2012156861.tif 000009
【図７Ｂ】
2012156861.tif 000010
【図８】
2012156861.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2012156861.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
2012156861.tif 000015
【図１３】
2012156861.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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