(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、
前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器による時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、
前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データを各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器と
を有し、
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、重複係数に応じたフィルタ長の異なる複数のフィルタ係数パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数のフィルタ係数パターンの中から適切なフィルタ係数パターンを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項２】
送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、
前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される時間波形系列データを任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする送信用周波数変換器と、前記送信用周波数変換器から出力される時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、
前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る受信用周波数変換器と、前記受信用周波数変換器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、重複係数に応じたフィルタ長の異なる複数のフィルタ係数パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数のフィルタ係数パターンの中から適切なフィルタ係数パターンを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項３】
送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、
前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの複素信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの複素信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより複素時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される複素時間波形系列データを直交変調することにより任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする直交変調器と、前記直交変調器から出力される複素時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、
前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る直交復調器と、前記直交復調器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、重複係数に応じたフィルタ長の異なる複数のフィルタ係数パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数のフィルタ係数パターンの中から適切なフィルタ係数パターンを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項４】
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、完全再構成あるいは疑似完全再構成の重複直交変換機能または一般化重複直交変換機能を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項５】
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、変調重複変換機能または拡張変調重複変換機能を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項６】
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ポリフェーズフィルタバンク回路によって構成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項７】
送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、
前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器による時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、
前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データを各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器と
を有し、
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路によって構成され、
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、更に、重複係数に応じた複数の平面回転角パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数の平面回転角パラメータの中から適切な平面回転角パラメータを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項８】
送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、
前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される時間波形系列データを任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする送信用周波数変換器と、前記送信用周波数変換器から出力される時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、
前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る受信用周波数変換器と、前記受信用周波数変換器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路によって構成され、
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、更に、重複係数に応じた複数の平面回転角パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数の平面回転角パラメータの中から適切な平面回転角パラメータを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項９】
送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、
前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの複素信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの複素信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより複素時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される複素時間波形系列データを直交変調することにより任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする直交変調器と、前記直交変調器から出力される複素時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、
前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る直交復調器と、前記直交復調器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路によって構成され、
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、更に、重複係数に応じた複数の平面回転角パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数の平面回転角パラメータの中から適切な平面回転角パラメータを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項１０】
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、完全再構成あるいは疑似完全再構成の重複直交変換機能または一般化重複直交変換機能を有することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１１】
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、変調重複変換機能または拡張変調重複変換機能を有することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記信号点写像器に対してデータをマッピングし変調するサブキャリアを選択する選択信号を出力し、前記信号点写像器は、前記選択信号に基づき、選択されたサブキャリアに対してはデータをマッピングし、選択されなかったサブキャリアに対するデータはゼロをマッピングすることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１３】
送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、
前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器による時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、
前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データを各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器と
を有し、
前記制御部は、前記信号点写像器に対してデータをマッピングし変調するサブキャリアを選択する選択信号を出力し、前記信号点写像器は、前記選択信号に基づき、選択されたサブキャリアに対してはデータをマッピングし、選択されなかったサブキャリアに対するデータはゼロをマッピングすることを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項１４】
送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、
前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される時間波形系列データを任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする送信用周波数変換器と、前記送信用周波数変換器から出力される時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、
前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る受信用周波数変換器と、前記受信用周波数変換器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、
前記制御部は、前記信号点写像器に対してデータをマッピングし変調するサブキャリアを選択する選択信号を出力し、前記信号点写像器は、前記選択信号に基づき、選択されたサブキャリアに対してはデータをマッピングし、選択されなかったサブキャリアに対するデータはゼロをマッピングすることを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項１５】
送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、
前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの複素信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの複素信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより複素時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される複素時間波形系列データを直交変調することにより任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする直交変調器と、前記直交変調器から出力される複素時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、
前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る直交復調器と、前記直交復調器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、
前記制御部は、前記信号点写像器に対してデータをマッピングし変調するサブキャリアを選択する選択信号を出力し、前記信号点写像器は、前記選択信号に基づき、選択されたサブキャリアに対してはデータをマッピングし、選択されなかったサブキャリアに対するデータはゼロをマッピングすることを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項１６】
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、完全再構成あるいは疑似完全再構成の重複直交変換機能または一般化重複直交変換機能を有することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１７】
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、変調重複変換機能または拡張変調重複変換機能を有することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１８】
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ポリフェーズフィルタバンク回路によって構成することを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１９】
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路によって構成されることを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項２０】
前記制御部は、前記シンボル判定器による判定結果を用いて、電力線上の雑音状態を信号電力対雑音電力比で推定することにより、相対的に大きな雑音が定常的に存在する周波数帯域を検出し、前記送信部は大きな雑音が定常的に存在する周波数帯域上のサブキャリアについては前記信号点写像器に対して前記選択信号を出さないように制御することを特徴とする請求項１２乃至１９のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項２１】
前記制御部は、前記信号点写像器による信号点写像とサブキャリアへの前記選択信号の制御について、通信速度を優先する場合には、信号点写像器で写像される信号点数を増やすことで多値化し、データ伝送の信頼性を優先する場合には、信号点写像器で写像される信号点数を減らして２値化することを特徴とする請求項１２乃至２０のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項２２】
前記制御部は、前記信号点写像器による信号点写像と各サブキャリアへの前記選択信号の制御について、各サブキャリアの誤り率を調査し、各サブキャリアの中で、誤り率の小さいサブキャリアから優先的に通信に使用するように制御することを特徴とする請求項１２乃至２１のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項２３】
前記制御部は、送信用増幅器の利得を前記受信部で受信した受信信号の信号電力対雑音電力比に基づいて設定することを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項２４】
送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、
前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器による時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、
前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データを各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器と
を有し、
前記制御部は、前記送信用増幅器の利得を前記受信部で受信した受信信号の信号電力対雑音電力比に基づいて設定することを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項２５】
送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、
前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される時間波形系列データを任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする送信用周波数変換器と、前記送信用周波数変換器から出力される時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、
前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る受信用周波数変換器と、前記受信用周波数変換器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、
前記制御部は、前記送信用増幅器の利得を前記受信部で受信した受信信号の信号電力対雑音電力比に基づいて設定することを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項２６】
送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、
前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの複素信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの複素信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより複素時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される複素時間波形系列データを直交変調することにより任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする直交変調器と、前記直交変調器から出力される複素時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、
前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る直交復調器と、前記直交復調器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、
前記制御部は、前記送信用増幅器の利得を前記受信部で受信した受信信号の信号電力対雑音電力比に基づいて設定することを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項２７】
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、完全再構成あるいは疑似完全再構成の重複直交変換機能または一般化重複直交変換機能を有することを特徴とする請求項２４乃至２６のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項２８】
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、変調重複変換機能または拡張変調重複変換機能を有することを特徴とする請求項２４乃至２６のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項２９】
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ポリフェーズフィルタバンク回路によって構成することを特徴とする請求項２４乃至２８のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項３０】
前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路によって構成されることを特徴とする請求項２４乃至２８のいずれか１に記載の電力線通信搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力線を利用してデータ伝送を行う電力線搬送通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力線搬送通信装置は、各家庭に既にある電力線をネットワーク伝送路として利用することで、すぐに家庭内通信網が構築できることが大きな特長である。しかしながら、電力線搬送通信装置は、平衡度の悪い電力線を通信媒体として信号を送受信するため、電力線からの漏洩電力が大きい。また、高速電力線搬送通信に必要な周波数帯域では、アマチュア無線や短波放送などが既に周波数帯域を利用しているため、これら既存通信システムに対する電力線搬送通信装置からの干渉が問題となる。各国で定められた電波法や通信法による規制事項には、使用周波数帯や許容電界強度といった項目について多種多様な制限が加えられており、これらに準じて通信に利用する周波数帯域を制限することが必要となる。また、電力線搬送通信装置の通信媒体となる一般の電力線には多種多様な電気機器が接続されるため、通信性能を左右する電力線のインピーダンス、電力線上の雑音、伝送中の信号減衰量などは、各家庭の電灯線の配線状態により個々に違い、電力線に接続されている電気機器によっても変化し、さらにその特性は周波数によっても大きく異なる。
【０００３】
このように、電力線を通信媒体とした電力線搬送通信では、電力線のインピーダンス変動や雑音、信号減衰などによる通信障害や、他の既存通信システムへの妨害が懸念される。このため、一時的な通信障害をもつ周波数帯の使用を回避する仕組みと各国の法規制に柔軟に対応するための仕組み、すなわち通信に使用する周波数帯と使用しない周波数帯とをきちんと区別し、さらに、それらを容易に変更できることが必要不可欠となる。この課題に対して、従来からマルチキャリア伝送方式を用いた提案が多く行われている。
【０００４】
電力線を通信媒体とした従来の電力線搬送通信装置としては、例えば特開２０００−１６５３０４号公報に記載されている装置がある。
【０００５】
図２５は、特開２０００−１６５３０４号公報に記載された電力線通信装置を示すブロック図である。
【０００６】
図２５において、６００は電力線搬送通信装置、６０１はデータ分割器、６０２はＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）エンコーダ、６０３は逆フーリエ変換器、６０４は並直列変換器、６０５はＤ／Ａ変換器、６０６は低域通過フィルタ、６０７は電力線結合回路、６０８は電力線、６０９は低域通過フィルタ、６１０はＡ／Ｄ変換器、６１１直並列変換器、６１２はフーリエ変換器、６１３はＱＡＭデコーダ、６１４はデータ合成器である。
【０００７】
図２５の構成を見て明らかなように、特開２０００−１６５３０４号公報に記載されている電力線搬送通信装置は、フーリエ変換を利用した直交周波数分割多重（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送（以下、「ＯＦＤＭ伝送」という）方式を電力線搬送通信に適用したものである。
【０００８】
次に、図２５の電力線搬送通信装置について、その動作を説明する。
【０００９】
電力線６０８への送信動作については、まず、送信データがデータ分割器６０１に入力され、複数のサブキャリアに割り当てるためのビット列が生成される。次に、このビット列がＱＡＭエンコーダ６０２によって複素信号に変換され、逆フーリエ変換器６０３、並直列変換器６０４を介して、周波数分割多重化された時間サンプル系列が生成される。この時間サンプル系列は、Ｄ／Ａ変換器６０５、低域通過フィルタ６０６および電力線結合回路６０７を介して、電力線６０８へ送信される。逆に、電力線６０８からの受信動作においては、Ａ／Ｄ変換器６１０は、電力線結合回路６０７と低域通過フィルタ６０９を介して受信したアナログ信号（電力線通信用信号）をディジタル信号に変換する。次に、このディジタル信号は、直並列変換器６１１、フーリエ変換器６１２を介して、各周波数毎のＱＡＭコードに変換される。そして、この各ＱＡＭコードをＱＡＭデコーダ６１３によってそれぞれ復調し、この復調されたデータをデータ合成器６１４によって合成する。
【００１０】
以上のように、この電力線搬送通信装置によれば、ＯＦＤＭ伝送方式によって送信信号を複数の周波数スペクトルをもつ搬送波（サブキャリア）で構成し、電力線の雑音や減衰量の周波数特性に従って、それらの各サブキャリアに重畳する情報量を適応的に変化させることにより、周波数を高効率で利用し、伝送速度を向上させて通信できるという効果がある。また、任意のサブキャリアを使用しないように送信側の回路を制御することによって、伝送路環境が劣悪な周波数帯での通信は避け、伝送路の状態が良好な周波数帯で積極的に多値変調を行うことによって、安定した通信を行うことが可能となっている。さらに、この制御によって、各国の法規制に準じた信号を出力することもできる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電力線搬送通信装置では、以下のような問題点があった。これを図２６、図２７を用いて説明する。図２６はガードインターバルの仕組みを示すグラフであり、図２７はＯＦＤＭのフィルタバンク特性を示すグラフである。
【００１２】
従来の電力線搬送通信装置では、電力線を使用した通信においてフーリエ変換を用いたＯＦＤＭ伝送が行われているが、フーリエ変換を用いたＯＦＤＭ伝送はマルチパスの影響を低減するために、図２６に示すようなガードインターバル区間を信号区間に設ける必要がある。ガードインターバル区間は情報伝送から見れば冗長であり、その分、周波数利用効率を低下させる。また、ガードインターバル区間は短いほど伝送効率は向上するが、受信側でマルチパスの影響を受け易くなり、誤り率特性の劣化を招く。電力線通信環境はマルチパスによる遅延波の遅延時間が特に大きいため、ガードインターバル区間を大きくする必要があり、結果として伝送速度を犠牲にする割合が著しく大きなものとなる。また、既存システムへの干渉回避について、従来の方法では、サブキャリアに対してデータを割り当てない（マスクする）ことにより、既存システムの使用帯域における信号の振幅を理論的にゼロにする方式がとられる。図１９（後述する）に、ＯＦＤＭ方式で使用しない帯域に対してマスクを行った例を示す。確かにマスクされたサブキャリアの振幅は出ていないが、隣接するサブキャリアのサイドローブの漏込みにより、１３ｄＢ程度の減衰しか得られない。ＯＦＤＭの場合は矩形波を窓関数に使用してフーリエ変換を行っているため、図２７に示すように、メインローブに対するサイドローブの減衰が１３ｄＢ程度しか得られない。そのため既存通信システムへの妨害を十分に小さくすることができない。特に高速電力線搬送通信が使用する周波数帯域には、アマチュア無線や短波放送など受信感度の高い無線システムが既に多数存在する。これら既存システムへの影響を回避するには、既存システムが使用している帯域に対しては送信しないようにする必要性がある。このため、従来の方法では新たに帯域阻止フィルタを設置する必要があった。この帯域阻止フィルタが回路規模の増大を招き、また高速で動作する必要性があることから消費電力を増大させる要因の一つとなっている。
【００１３】
この電力線搬送通信装置では、伝送速度劣化の要因となるガードインターバルを排除しても通信が可能で、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィルタを設置することなしに既存システムの使用帯域において十分な減衰量を得ることが要求されている。
【００１４】
本発明は、このような要求を満たすため、伝送速度劣化の要因となるガードインターバルを排除しても通信が可能で、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィルタを設置することなしに既存システムの使用帯域において十分な減衰量を得ることのできる電力線搬送通信装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の電力線搬送通信装置は、送信部と、受信部と、送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、送信部と受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成してビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、ウェーブレット逆変換器による時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、受信部は、電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データを各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、重複係数に応じたフィルタ長の異なる複数のフィルタ係数パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数のフィルタ係数パターンの中から適切なフィルタ係数パターンを選択する構成を備えている。
【００１６】
これにより、伝送速度劣化の要因となるガードインターバルを排除しても通信が可能で、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィルタを設置することなしに既存システムの使用帯域において十分な減衰量を得ることができ、さらに、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行うことができるという作用を有する電力線搬送通信装置が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の電力線搬送通信装置は、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器による時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データを各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、重複係数に応じたフィルタ長の異なる複数のフィルタ係数パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数のフィルタ係数パターンの中から適切なフィルタ係数パターンを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置である。
【００１８】
この構成により、ＯＦＤＭ伝送方式で必要であったガードインターバルという冗長な信号部分が必要でなくなり、周波数利用効率を向上することができ、また、複素演算を必要とするフーリエ変換を実部の演算のみで行うウェーブレット変換で実現しているので、演算量を削減することができ、回路規模を低減することができるという作用を有する。また、伝送速度劣化の要因となるガードインターバルを排除しても通信が可能であり、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィルタを設置することなしに既存システムの使用帯域において十分な減衰量を得ることができるという作用を有する。さらに、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行うことができるという作用を有する。
【００１９】
請求項２に記載の電力線搬送通信装置は、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される時間波形系列データを任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする送信用周波数変換器と、前記送信用周波数変換器から出力される時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る受信用周波数変換器と、前記受信用周波数変換器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、重複係数に応じたフィルタ長の異なる複数のフィルタ係数パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数のフィルタ係数パターンの中から適切なフィルタ係数パターンを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置である。
【００２０】
この構成により、ＯＦＤＭ伝送方式で必要であったガードインターバルという冗長な信号部分が必要でなくなり、周波数利用効率を向上することができ、また、複素演算を必要とするフーリエ変換を実部の演算のみで行うウェーブレット変換で実現しているので、演算量を削減することができ、回路規模を低減することができるという作用を有する。また、伝送速度劣化の要因となるガードインターバルを排除しても通信が可能であり、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィルタを設置することなしに既存システムの使用帯域において十分な減衰量を得ることができるという作用を有する。さらに、任意の周波数帯へのシフトが可能になるので、例えば宅内と宅外で使用できる周波数帯が各国で異なる場合についても容易に対応することができ、ベースバンド伝送方式のみで対応するよりも、回路規模をさらに抑えることができるという作用を有する。さらに、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行うことができるという作用を有する。
【００２１】
請求項３に記載の電力線搬送通信装置は、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの複素信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの複素信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより複素時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される複素時間波形系列データを直交変調することにより任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする直交変調器と、前記直交変調器から出力される複素時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る直交復調器と、前記直交復調器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、重複係数に応じたフィルタ長の異なる複数のフィルタ係数パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数のフィルタ係数パターンの中から適切なフィルタ係数パターンを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置である。
【００２２】
この構成により、ＯＦＤＭ伝送方式で必要であったガードインターバルという冗長な信号部分が必要でなくなり、周波数利用効率を向上することができ、また、複素演算を必要とするフーリエ変換を実部の演算のみで行うウェーブレット変換で実現しているので、演算量を削減することができ、回路規模を低減することができるという作用を有する。また、伝送速度劣化の要因となるガードインターバルを排除しても通信が可能であり、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィルタを設置することなしに既存システムの使用帯域において十分な減衰量を得ることができるという作用を有する。さらに、直交変復調により複素領域の信号点データを使用できるので、さらに周波数利用効率を向上させることができるという作用を有する。さらに、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行うことができるという作用を有する。
【００２３】
請求項４に記載の電力線搬送通信装置は、請求項１乃至３のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置において、ウェーブレット逆変換器とウェーブレット変換器は、完全再構成あるいは疑似完全再構成の重複直交変換機能または一般化重複直交変換機能を有することとしたものである。
【００２４】
この構成により、ウェーブレット変換を実現するフィルタバンク回路の全フィルタに対して直線位相特性を持たすことができるので、フィルタバンクに必要な乗算器の個数を半分にすることができ、回路規模を小さくすることができるという作用を有する。また、各サブキャリアの周波数特性をメインローブを中心に急峻に設計できるので、受信時において他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することができるという作用を有する。
【００２５】
請求項５に記載の電力線搬送通信装置は、請求項１乃至３のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置において、ウェーブレット逆変換器とウェーブレット変換器は、変調重複変換機能または拡張変調重複変換機能を有することとしたものである。
【００２６】
この構成により、各サブキャリアの再度ろ周波数特性をメインローブを中心に更に急峻に設計できるので、電力線搬送通信装置において既存システムに影響を与えないようにする目的で従来は必要であった帯域阻止フィルタを必要とせず、受信時において他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することができるという作用を有する。
【００２７】
請求項６に記載の電力線搬送通信装置は、請求項１乃至５のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置において、ウェーブレット逆変換器とウェーブレット変換器は、ポリフェーズフィルタバンク回路によって構成することとしたものである。
【００２８】
この構成により、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、動作クロック周波数を低くすることができることにより、演算器を流用することができ、回路規模を小さくすることができるという作用を有する。
【００２９】
請求項７に記載の電力線搬送通信装置は、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器による時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データを各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路によって構成され、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、更に、重複係数に応じた複数の平面回転角パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数の平面回転角パラメータの中から適切な平面回転角パラメータを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置としたものである。
【００３０】
この構成により、ＯＦＤＭ伝送方式で必要であったガードインターバルという冗長な信号部分が必要でなくなり、周波数利用効率を向上することができ、また、複素演算を必要とするフーリエ変換を実部の演算のみで行うウェーブレット変換で実現しているので、演算量を削減することができ、回路規模を低減することができるという作用を有する。また、伝送速度劣化の要因となるガードインターバルを排除しても通信が可能であり、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィルタを設置することなしに既存システムの使用帯域において十分な減衰量を得ることができるという作用を有する。
さらに、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、高速ＤＣＴなどを併用することによって演算量も低減できるので、回路の消費電力および回路規模を小さくすることができるという作用を有する。
さらに、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行うことができるという作用を有する。また、フィルタ係数を複数パターン用意する必要がなく、記憶容量を減らすことができるという作用を有する。
【００３３】
請求項８に記載の電力線搬送通信装置は、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される時間波形系列データを任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする送信用周波数変換器と、前記送信用周波数変換器から出力される時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る受信用周波数変換器と、前記受信用周波数変換器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路によって構成され、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、更に、重複係数に応じた複数の平面回転角パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数の平面回転角パラメータの中から適切な平面回転角パラメータを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置としたものである。
【００３４】
この構成により、ＯＦＤＭ伝送方式で必要であったガードインターバルという冗長な信号部分が必要でなくなり、周波数利用効率を向上することができ、また、複素演算を必要とするフーリエ変換を実部の演算のみで行うウェーブレット変換で実現しているので、演算量を削減することができ、回路規模を低減することができるという作用を有する。また、伝送速度劣化の要因となるガードインターバルを排除しても通信が可能であり、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィルタを設置することなしに既存システムの使用帯域において十分な減衰量を得ることができるという作用を有する。さらに、任意の周波数帯へのシフトが可能になるので、例えば宅内と宅外で使用できる周波数帯が各国で異なる場合についても容易に対応することができ、ベースバンド伝送方式のみで対応するよりも、回路規模をさらに抑えることができるという作用を有する。
さらに、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、高速ＤＣＴなどを併用することによって演算量も低減できるので、回路の消費電力および回路規模を小さくすることができるという作用を有する。
さらに、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行うことができるという作用を有する。また、フィルタ係数を複数パターン用意する必要がなく、記憶容量を減らすことができるという作用を有する。
【００３５】
請求項９に記載の電力線搬送通信装置は、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの複素信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの複素信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより複素時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される複素時間波形系列データを直交変調することにより任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする直交変調器と、前記直交変調器から出力される複素時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る直交復調器と、前記直交復調器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路によって構成され、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、更に、重複係数に応じた複数の平面回転角パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数の平面回転角パラメータの中から適切な平面回転角パラメータを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置としたものである。
【００３６】
この構成により、ＯＦＤＭ伝送方式で必要であったガードインターバルという冗長な信号部分が必要でなくなり、周波数利用効率を向上することができ、また、複素演算を必要とするフーリエ変換を実部の演算のみで行うウェーブレット変換で実現しているので、演算量を削減することができ、回路規模を低減することができるという作用を有する。また、伝送速度劣化の要因となるガードインターバルを排除しても通信が可能であり、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィルタを設置することなしに既存システムの使用帯域において十分な減衰量を得ることができるという作用を有する。さらに、直交変復調により複素領域の信号点データを使用できるので、さらに周波数利用効率を向上させることができるという作用を有する。
さらに、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、高速ＤＣＴなどを併用することによって演算量も低減できるので、回路の消費電力および回路規模を小さくすることができるという作用を有する。
さらに、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行うことができるという作用を有する。また、フィルタ係数を複数パターン用意する必要がなく、記憶容量を減らすことができるという作用を有する。
【００３７】
請求項１０に記載の電力線搬送通信装置は、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、完全再構成あるいは疑似完全再構成の重複直交変換機能または一般化重複直交変換機能を有することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置としたものである。
【００３８】
この構成により、ウェーブレット変換を実現するフィルタバンク回路の全フィルタに対して直線位相特性を持たすことができるので、フィルタバンクに必要な乗算器の個数を半分にすることができ、回路規模を小さくすることができるという作用を有する。また、各サブキャリアの周波数特性をメインローブを中心に急峻に設計できるので、受信時において他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することができるという作用を有する。
さらに、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、高速ＤＣＴなどを併用することによって演算量も低減できるので、回路の消費電力および回路規模を小さくすることができるという作用を有する。
さらに、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行うことができるという作用を有する。また、フィルタ係数を複数パターン用意する必要がなく、記憶容量を減らすことができるという作用を有する。
【００３９】
請求項１１に記載の電力線搬送通信装置は、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、変調重複変換機能または拡張変調重複変換機能を有することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置としたものである。
【００４０】
この構成により、各サブキャリアのサイドローブ周波数特性をメインローブを中心に更に急峻に設計できるので、電力線搬送通信装置において既存システムに影響を与えないようにする目的で従来は必要であった帯域阻止フィルタを必要とせず、受信時において他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することができるという作用を有する。
さらに、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、高速ＤＣＴなどを併用することによって演算量も低減できるので、回路の消費電力および回路規模を小さくすることができるという作用を有する。
さらに、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行うことができるという作用を有する。また、フィルタ係数を複数パターン用意する必要がなく、記憶容量を減らすことができるという作用を有する。
【００４１】
請求項１２に記載の電力線搬送通信装置は、前記制御部は、前記信号点写像器に対してデータをマッピングし変調するサブキャリアを選択する選択信号を出力し、前記信号点写像器は、前記選択信号に基づき、選択されたサブキャリアに対してはデータをマッピングし、選択されなかったサブキャリアに対するデータはゼロをマッピングすることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置としたものである。
【００４２】
この構成により、出力するサブキャリアを容易に選択することができ、特定の周波数にのみ信号を出力することが可能になり、国別の法規制によって各国毎に使用可能な周波数が異なる場合であっても、容易に対応することができるという作用を有する。
請求項１３に記載の電力線搬送通信装置は、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器による時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データを各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記制御部は、前記信号点写像器に対してデータをマッピングし変調するサブキャリアを選択する選択信号を出力し、前記信号点写像器は、前記選択信号に基づき、選択されたサブキャリアに対してはデータをマッピングし、選択されなかったサブキャリアに対するデータはゼロをマッピングすることを特徴とする電力線搬送通信装置としたものである。
この構成により、出力するサブキャリアを容易に選択することができ、特定の周波数にのみ信号を出力することが可能になり、国別の法規制によって各国毎に使用可能な周波数が異なる場合であっても、容易に対応することができるという作用を有する。
請求項１４に記載の電力線搬送通信装置は、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される時間波形系列データを任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする送信用周波数変換器と、前記送信用周波数変換器から出力される時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る受信用周波数変換器と、前記受信用周波数変換器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記制御部は、前記信号点写像器に対してデータをマッピングし変調するサブキャリアを選択する選択信号を出力し、前記信号点写像器は、前記選択信号に基づき、選択されたサブキャリアに対してはデータをマッピングし、選択されなかったサブキャリアに対するデータはゼロをマッピングすることを特徴とする電力線搬送通信装置としたものである。
この構成により、出力するサブキャリアを容易に選択することができ、特定の周波数にのみ信号を出力することが可能になり、国別の法規制によって各国毎に使用可能な周波数が異なる場合であっても、容易に対応することができるという作用を有する。
請求項１５に記載の電力線搬送通信装置は、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの複素信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの複素信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより複素時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される複素時間波形系列データを直交変調することにより任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする直交変調器と、前記直交変調器から出力される複素時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る直交復調器と、前記直交復調器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記制御部は、前記信号点写像器に対してデータをマッピングし変調するサブキャリアを選択する選択信号を出力し、前記信号点写像器は、前記選択信号に基づき、選択されたサブキャリアに対してはデータをマッピングし、選択されなかったサブキャリアに対するデータはゼロをマッピングすることを特徴とする電力線搬送通信装置としたものである。
この構成により、出力するサブキャリアを容易に選択することができ、特定の周波数にのみ信号を出力することが可能になり、国別の法規制によって各国毎に使用可能な周波数が異なる場合であっても、容易に対応することができるという作用を有する。
請求項１６に記載の電力線搬送通信装置は、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、完全再構成あるいは疑似完全再構成の重複直交変換機能または一般化重複直交変換機能を有することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置としたものである。
この構成により、ウェーブレット変換を実現するフィルタバンク回路の全フィルタに対して直線位相特性を持たすことができるので、フィルタバンクに必要な乗算器の個数を半分にすることができ、回路規模を小さくすることができるという作用を有する。また、各サブキャリアの周波数特性をメインローブを中心に急峻に設計できるので、受信時において他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することができるという作用を有する。
請求項１７に記載の電力線搬送通信装置は、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、変調重複変換機能または拡張変調重複変換機能を有することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置としたものである。
この構成により、各サブキャリアのサイドローブ周波数特性をメインローブを中心に更に急峻に設計できるので、電力線搬送通信装置において既存システムに影響を与えないようにする目的で従来は必要であった帯域阻止フィルタを必要とせず、受信時において他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することができるという作用を有する。
請求項１８に記載の電力線搬送通信装置は、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ポリフェーズフィルタバンク回路によって構成することを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置としたものである。
この構成により、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、動作クロック周波数を低くすることができることにより、演算器を流用することができ、回路規模を小さくすることができるという作用を有する。
請求項１９に記載の電力線搬送通信装置は、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路によって構成されることを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置としたものである。
この構成により、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、高速ＤＣＴなどを併用することによって演算量も低減できるので、回路の消費電力および回路規模を小さくすることができるという作用を有する。
【００４３】
請求項２０に記載の電力線搬送通信装置は、前記制御部は、前記シンボル判定器による判定結果を用いて、電力線上の雑音状態を信号電力対雑音電力比で推定することにより、相対的に大きな雑音が定常的に存在する周波数帯域を検出し、前記送信部は大きな雑音が定常的に存在する周波数帯域上のサブキャリアについては前記信号点写像器に対して前記選択信号を出さないように制御することを特徴とする請求項１２乃至１９に記載の電力線搬送通信装置としたものである。
【００４４】
この構成により、電力線上のノイズ状態を把握することができ、使用可能なサブキャリアを選択することができ、あらかじめ大きなノイズ成分が存在する周波数位置を避けるようにサブキャリアを選定して、より信頼性の高い通信を行うことができるという作用を有する。
請求項２１に記載の電力線搬送通信装置は、前記制御部は、前記信号点写像器による信号点写像とサブキャリアへの前記選択信号の制御について、通信速度を優先する場合には、信号点写像器で写像される信号点数を増やすことで多値化し、データ伝送の信頼性を優先する場合には、信号点写像器で写像される信号点数を減らして２値化することを特徴とする請求項１２乃至２０のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置としたものである。
この構成により、伝送速度を指定する速度に容易に変更することができ、また指定された伝送速度を実現する以外のサブキャリアを別の通信に利用することができるので、帯域の利用効率を向上させることができるという作用を有する。
請求項２２に記載の電力線搬送通信装置は、前記制御部は、前記信号点写像器による信号点写像と各サブキャリアへの前記選択信号の制御について、各サブキャリアの誤り率を調査し、各サブキャリアの中で、誤り率の小さいサブキャリアから優先的に通信に使用するように制御することを特徴とする請求項１２乃至２１のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置としたものである。
この構成により、誤り率の小さいサブキャリアから優先的に通信に使用するようにしたので、受信エラー数を減少させることができるという作用を有する。
請求項２３に記載の電力線搬送通信装置は、前記制御部は、前記送信用増幅器の利得を前記受信部で受信した受信信号の信号電力対雑音電力比に基づいて設定することを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置としたものである。
この構成により、電力線上のノイズレベルが低く通信エラーが発生しない場合には出力レベルを低下させることができるので、送信に必要な電力を削減することができるという作用を有する。
請求項２４に記載の電力線搬送通信装置は、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器による時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データを各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記制御部は、前記送信用増幅器の利得を前記受信部で受信した受信信号の信号電力対雑音電力比に基づいて設定することを特徴とする電力線搬送通信装置としたものである。
この構成により、電力線上のノイズレベルが低く通信エラーが発生しない場合には出力レベルを低下させることができるので、送信に必要な電力を削減することができるという作用を有する。
請求項２５に記載の電力線搬送通信装置は、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される時間波形系列データを任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする送信用周波数変換器と、前記送信用周波数変換器から出力される時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る受信用周波数変換器と、前記受信用周波数変換器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記制御部は、前記送信用増幅器の利得を前記受信部で受信した受信信号の信号電力対雑音電力比に基づいて設定することを特徴とする電力線搬送通信装置としたものである。
この構成により、電力線上のノイズレベルが低く通信エラーが発生しない場合には出力レベルを低下させることができるので、送信に必要な電力を削減することができるという作用を有する。
請求項２６に記載の電力線搬送通信装置は、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの複素信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの複素信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより複素時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される複素時間波形系列データを直交変調することにより任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする直交変調器と、前記直交変調器から出力される複素時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る直交復調器と、前記直交復調器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記制御部は、前記送信用増幅器の利得を前記受信部で受信した受信信号の信号電力対雑音電力比に基づいて設定することを特徴とする電力線搬送通信装置としたものである。
この構成により、電力線上のノイズレベルが低く通信エラーが発生しない場合には出力レベルを低下させることができるので、送信に必要な電力を削減することができるという作用を有する。
請求項２７に記載の電力線搬送通信装置は、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、完全再構成あるいは疑似完全再構成の重複直交変換機能または一般化重複直交変換機能を有することを特徴とする請求項２４乃至２６のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置としたものである。
この構成により、ウェーブレット変換を実現するフィルタバンク回路の全フィルタに対して直線位相特性を持たすことができるので、フィルタバンクに必要な乗算器の個数を半分にすることができ、回路規模を小さくすることができるという作用を有する。また、各サブキャリアの周波数特性をメインローブを中心に急峻に設計できるので、受信時において他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することができるという作用を有する。
請求項２８に記載の電力線搬送通信装置は、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、変調重複変換機能または拡張変調重複変換機能を有することを特徴とする請求項２４乃至２６のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置としたものである。
この構成により、各サブキャリアのサイドローブ周波数特性をメインローブを中心に更に急峻に設計できるので、電力線搬送通信装置において既存システムに影響を与えないようにする目的で従来は必要であった帯域阻止フィルタを必要とせず、受信時において他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することができるという作用を有する。
請求項２９に記載の電力線搬送通信装置は、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ポリフェーズフィルタバンク回路によって構成することを特徴とする請求項２４乃至２８のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置としたものである。
この構成により、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、動作クロック周波数を低くすることができることにより、演算器を流用することができ、回路規模を小さくすることができるという作用を有する。
請求項３０に記載の電力線搬送通信装置は、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路によって構成されることを特徴とする請求項２４乃至２８のいずれか１に記載の電力線通信搬送装置としたものである。
この構成により、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、高速ＤＣＴなどを併用することによって演算量も低減できるので、回路の消費電力および回路規模を小さくすることができるという作用を有する。
【００４５】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図２４を用いて説明する。
【００４６】
（実施の形態１）
まず、フーリエ変換とウェーブレット変換による変復調の相違点について、図１、図２を用いて説明する。図１（ａ）はウェーブレットの時間波形の概念説明のためのグラフであり、図１（ｂ）はウェーブレットの周波数スペクトルの概念説明のためのグラフ２（ａ）は直交変換におけるデータの流れを示す説明図、図２（ｂ）は重複直交変換におけるデータの流れを示す説明図である。
【００４７】
フーリエ変換を用いた変復調においては、互いに直交する複数の三角関数に矩形波の窓関数を乗算して各サブキャリアを構成し、その時の周波数特性はＳｉｎｃ関数（Ｓｉｎｘ／ｘ関数）となる。一方、ウェーブレット変換を用いた変復調においては、各サブキャリアが互いに直交する複数のウェーブレットによって構成される。ここでいうウェーブレットとは、図１に示すように時間領域でも周波数領域でも局在する波形のことである。
【００４８】
また、フーリエ変換は、図２（ａ）に示すように変換過程において入力信号のサンプル値を重複せずにブロック化する。図２（ａ）における例では、分割数２の場合における入力信号のブロック化の流れを示している。一方、ウェーブレット変換は図２（ｂ）に示すように各変換過程において入力信号のサンプル値を分割数だけシフトさせた形で重複させてブロック化する。図２（ｂ）における例では、分割数２、重複度２の場合における入力信号のブロック化の流れを示している。両者の比較から１回の変換過程におけるフィルタ長が同じ分割数でも異なることが分かる。すなわち、フーリエ変換は分割数に対して一意的にサブキャリア波形の形状および時間長が決定されるが、ウェーブレット変換においては、入力信号の重複度によって形状および時間長を変化させることができるという自由度がある。
【００４９】
図３は、本発明の実施の形態１による電力線搬送通信装置を示すブロック図である。
【００５０】
図３において、１０１は送信部、１１１は受信部である。送信部１０１は、信号点写像器１０２と、ウェーブレット逆変換１０３と、Ｄ／Ａ変換器１０４と、送信用増幅器１０５と、帯域通過フィルタ１０６とを備える。また、受信部１１１は、帯域通過フィルタ１１２、増幅度制御器１１３と、Ａ／Ｄ変換器１１４と、ウェーブレット変換１１５と、シンボル判定器１１６とを備える。電力線搬送通信装置１００は、送信部１０１と、受信部１１１と、電力線結合回路１２１と、制御部１２２とから構成される。
【００５１】
このように構成された電力線搬送通信装置の動作について、図４と図５を用いて説明する。図４は電力線搬送通信装置の送信部１０１の動作を説明するための説明図であり、図５は電力線搬送通信装置の受信部１１１の動作を説明するための説明図である。なお、ウェーブレット変換過程におけるサブキャリア数Ｎとフィルタ長Ｍには自由度があり、サブキャリアの数Ｎは２のべき乗、フィルタ長Ｍはサブキャリアの数Ｎの任意の整数倍の値をとることが可能である。しかし、本実施の形態では、説明を簡単にするため、使用周波数帯域を４分割するウェーブレットを使用する。すなわち、通信に使用するサブキャリア数Ｎを４本として説明する。また、ウェーブレットを構成する各フィルタはサブキャリア数Ｎの２倍のフィルタ長を有し、２つの信号点データを用いて変換を行うものとする。
【００５２】
まず、図４を用いて、送信部１０１のデータの流れについて説明する。
【００５３】
信号点写像器１０２は、まず、送信するデータ（送信ビット系列）を適当な長さのビット列を複数生成する。例えば、「０００１１１１０１０１１０１００」というデータを、「００」、「０１」、「１１」、「１０」、「１０」、「１１」、「０１」、「００」のように２ビットずつに分割して各サブキャリアに割り当てるビット列を生成する。次に、信号点写像器１０２は、この生成した「００」、「０１」、「１１」、「１０」の各ビット列をそれぞれ「＋１」、「＋３」、「−３」、「−１」といったパルス振幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＡＭ）に相当する信号点に写像する。そして、このＰＡＭ信号点データをウェーブレット逆変換１０３の入力部にＴ１のように割り当てる。ウェーブレット逆変換１０３は、Ｔ１のように割り当てられた２つの信号点データを用いて、ウェーブレット逆変換を行い、１シンボル期間における時間軸上の送信波形のサンプル値を出力する。Ｄ／Ａ変換器１０４は、この時間サンプル値（時間波形系列データ）を一定のサンプリング時間で出力する。送信用増幅器１０５は、この送信波形を送信信号レベルまで増幅し、帯域通過フィルタ１０６は、不要な周波数成分を除去する。電力線結合回路１２１は、帯域通過フィルタ１０６によって波形整形された信号を電力線通信用信号として電力線１１０に出力する。以上が、送信時におけるデータの流れの説明である。
【００５４】
次に、図５を用いて受信部１１１のデータの流れについて説明する。
【００５５】
まず、電力線結合回路１２１は、電力線１１０から電力線通信用信号を抽出する。帯域通過フィルタ１１２は、電力線結合回路１２１によって抽出した信号から帯域外の雑音信号を除去して増幅度制御器１１３に出力する。増幅度制御器１１３は、Ａ／Ｄ変換器１１４のダイナミックレンジ内に収まるように信号レベルを調整し、Ａ／Ｄ変換器１１４は、この信号波形を送信側のサンプリング・タイミングと同タイミングでサンプリングしてディジタル化する。ウェーブレット変換１１５は、この波形データをウェーブレット変換し、サブキャリア毎の信号点データを得る。シンボル判定器１１６は、この信号点データを逆写像し、最も近いと思われるビット列に復元し、受信データを得る。以上が、受信時におけるデータの流れの説明である。
【００５６】
なお、本実施の形態では、送信データを、順番に複数のサブキャリアに割り当てることで高速な通信を可能としているが、同じデータを同時に異なる複数のサブキャリアに割り当てて送信することにより、より信頼性の高いデータ通信も可能になる。
【００５７】
上述したような構成により、ＯＦＤＭ伝送方式で必要であったガードインターバルという冗長的な信号部分が必要でなくなり、伝送効率を向上することが可能となる。また、複素演算を必要とするフーリエ変換を実部だけの演算のみで行うウェーブレット変換で実現しているため、演算量を削減することができ、回路規模を低減することができる。
【００５８】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２による電力線搬送通信装置を示すブロック図である。本実施の形態では、実施の形態１におけるベースバンド信号を任意の搬送波を中心とする帯域信号に拡張する場合について説明する。
【００５９】
図６において、１０１は送信部、１１１は受信部である。送信部１０１は、信号点写像器１０２と、ウェーブレット逆変換１０３と、送信用周波数変換器としてのＳＳＢ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｓｉｄｅ  Ｂａｎｄ、片側帯域）変調器１０７と、Ｄ／Ａ変換器１０４と、送信用増幅器１０５と、帯域通過フィルタ１０６とを備える。また、受信部１１１は、帯域通過フィルタ１１２と、増幅度制御器１１３と、Ａ／Ｄ変換器１１４と、受信用周波数変換器としてのＳＳＢ復調器１１７と、ウェーブレット変換１１５と、シンボル判定器１１６とを備える。電力線搬送通信装置１００は、送信部１０１と、受信部１１１と、電力線結合回路１２１と、制御部１２２とから構成される。
【００６０】
このように構成された電力線搬送通信装置の動作について、図４と図５を用いて説明する。なお、本実施の形態では、説明を簡単にするため、使用周波数帯域を４分割するウェーブレットとし、ウェーブレットを構成する各フィルタはサブキャリア数Ｎの２倍のフィルタ長を有するものとする。また、本実施の形態における動作は、実施の形態１を周波数シフトする以外は同様である。
【００６１】
まず、図４を用いて、送信部１０１のデータの流れについて説明する。信号点写像器１０２は、まず、送信するデータ（送信ビット系列）を適当な長さのビット列を複数生成する。例えば、「０００１１１１０１０１１０１００」というデータを、「００」、「０１」、「１１」、「１０」、「１０」、「１１」、「０１」、「００」のように２ビットずつに分割して各サブキャリアに割り当てるビット列を生成する。次に、信号点写像器１０２は、この生成した「００」、「０１」、「１１」、「１０」の各ビット列をそれぞれ「＋１」、「＋３」、「−３」、「−１」といったパルス振幅変調（ＰＡＭ）に相当する信号点に写像する。そして、このＰＡＭ信号点データをウェーブレット逆変換１０３の入力部にＴ１のように割り当てる。ウェーブレット逆変換１０３は、Ｔ１のように割り当てられた２つの信号点データを用いて、ウェーブレット逆変換を行い、１シンボル期間における時間軸上の送信波形のサンプル値を出力する。ＳＳＢ変調器１０７は、この送信サンプル系列を周波数シフトする。Ｄ／Ａ変換器１０４は、周波数シフトされた時間サンプル値を一定のサンプリング時間で出力する。送信用増幅器１０５は、この送信波形を適当なレベルに増幅し、帯域通過フィルタ１０６は、不要な周波数成分を除去する。電力線結合回路１２１は、帯域通過フィルタ１０６によって波形整形された信号を電力線通信用信号として電力線１１０に出力する。以上が、送信時におけるデータの流れの説明である。
【００６２】
次に、図５を用いて受信部１１１のデータの流れについて説明する。
【００６３】
まず、電力線結合回路１２１は、電力線１１０から電力線通信用信号を抽出する。帯域通過フィルタ１１２は、電力線結合回路１２１によって抽出した信号から帯域外の雑音信号を除去して増幅度制御器１１３に出力する。増幅度制御器１１３は、Ａ／Ｄ変換器１１４のダイナミックレンジ内に収まるように信号レベルを調整し、Ａ／Ｄ変換器１１４は、この信号波形を送信側のサンプリング・タイミングと同タイミングでサンプリングしてディジタル化する。ＳＳＢ復調器１１７は、このディジタル信号をベースバンド帯域にダウンコンバートする。ウェーブレット変換１１５はこの波形データをウェーブレット変換し、サブキャリア毎の信号点データを得る。シンボル判定器１１６は、この信号点データを逆写像し、最も近いと思われるビット列に復元し、受信データを得る。以上が、受信時におけるデータの流れの説明である。
【００６４】
この構成により、本発明における実施の形態１と同様にＯＦＤＭ伝送方式で必要であったガードインターバルという冗長的な信号部分が必要なくなり、周波数利用効率を向上することが可能となる。また、複素演算を必要とするフーリエ変換を実部だけの演算のみで行うウェーブレット変換で実現しているため、演算量を削減でき、回路規模を低減することができる。さらに、任意の周波数帯へのシフトが可能となるため、例えば宅内と宅外で使用できる周波数帯が各国で異なる場合についても容易に対応することができ、ベースバンド伝送方式のみで対応するよりも回路規模をさらに抑えることが可能となる。
【００６５】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３による電力線搬送通信装置を示すブロック図である。
【００６６】
図７において、１０１は送信部、１１１は受信部である。送信部１０１は、信号点写像器１０２と、ウェーブレット逆変換１０３と、直交変調器１０８と、Ｄ／Ａ変換器１０４と、送信用増幅器１０５と、帯域通過フィルタ１０６とを備える。また、受信部１１１は、帯域通過フィルタ１１２、増幅度制御器１１３と、Ａ／Ｄ変換器１１４と、直交復調器１１８と、ウェーブレット変換１１５と、シンボル判定器１１６とを備える。電力線搬送通信装置１００は、送信部１０１と、受信部１１１と、電力線結合回路１２１と、全体制御部１２２とから構成される。
【００６７】
このように構成された電力線搬送通信装置の動作について、図８と図９を用いて説明する。図８は電力線搬送通信装置の送信部１０１の動作を説明するための説明図であり、図９は電力線搬送通信装置の受信部１１１の動作を説明するための説明図である。なお、本実施の形態では、説明を簡単にするため、使用周波数帯域を４分割するウェーブレットを使用し、ウェーブレットを構成する各フィルタはサブキャリア数Ｎの２倍のフィルタ長を有するものとする。
【００６８】
まず、図８を用いて、送信部１０１のデータの流れについて説明する。
【００６９】
信号点写像器１０２は、まず、送信するデータ（送信ビット系列）を適当な長さのビット列を複数生成する。例えば、「０００１１１１０１０１１０１００」というデータを、「００」、「０１」、「１１」、「１０」、「１０」、「１１」、「０１」、「００」のように２ビットずつに分割して各サブキャリアに割り当てるビット列を生成する。次に、信号点写像器１０２は、この生成した「００」、「０１」、「１１」、「１０」の各ビット列を直交振幅変調（Ｑｕａｒｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＱＡＭ）に対応する複素領域の信号点に写像する。そして、このＱＡＭ信号点データをウェーブレット逆変換１０３の入力部にＴ２のように割り当てる。このとき、複素信号点データを実部と虚部に分けて割り当てる。ウェーブレット逆変換１０３は、Ｔ２のように割り当てられた２つの信号点データによって、実部、虚部それぞれに対してウェーブレット逆変換を行い、１シンボル期間における時間軸上の送信波形のサンプル値を出力する。このとき、送信波形のサンプル値は複素数のままである。直交変調器１０８は、この複素信号を直交変調することにより、任意の搬送波帯域に周波数シフトする。Ｄ／Ａ変換器１０４は、周波数シフトした時間サンプル値を一定のサンプリング時間で出力する。送信用増幅器１０５は、この送信波形を適当なレベルに増幅し、帯域通過フィルタ１０６は、不要な周波数成分を除去する。電力線結合回路１２１は、帯域通過フィルタ１０６によって波形整形された信号を電力線通信用信号として電力線１１０に出力する。以上が、送信時におけるデータの流れの説明である。
【００７０】
次に、図９を用いて受信部１１１のデータの流れについて説明する。
【００７１】
まず、電力線結合回路１２１は、電力線１１０から電力線通信用信号を抽出する。帯域通過フィルタ１１２は、電力線結合回路１２１によって抽出した信号から帯域外の雑音信号を除去して増幅度制御器１１３に出力する。増幅度制御器１１３は、Ａ／Ｄ変換器１１４のダイナミックレンジ内に収まるように信号レベルを調整し、Ａ／Ｄ変換器１１４は、この信号波形を送信側のサンプリング・タイミングと同タイミングでサンプリングしてディジタル化する。直交復調器１１８は、波形データをベースバンド帯域にダウンコンバートし、複素ベースバンド信号に変換する。ウェーブレット変換１１５はこの複素波形データをウェーブレット変換し、サブキャリア毎の複素信号点データを得る。シンボル判定器１１６は、この信号点データを逆写像し、最も近いと思われるビット列に復元し、受信データを得る。以上が、受信時におけるデータの流れの説明である。
【００７２】
この構成により、ＯＦＤＭ伝送方式で必要であったガードインターバルという冗長的な信号部分が必要でなくなり、周波数利用効率を向上することが可能となる。また、直交変復調により複素領域の信号点データを使用できるため、さらに周波数利用効率が向上する。
【００７３】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４による電力線搬送通信装置の構成は、図３、図６または図７に示す構成である。本実施の形態では、ウェーブレット逆変換１０３およびウェーブレット変換１１５を一般化重複直交変換（Ｇｅｎｅｒｉｚｅｄ  Ｌａｐｐｅｄ  ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、ＧＬＴ）によって構成する場合について説明する。ＧＬＴは重複直交変換（Ｌａｐｐｅｄ  Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、ＬＯＴ）の構成をフィルタのタップ数に関して一般化したものである。
【００７４】
図１０（ａ）は４分割の完全再構成のＧＬＴを実現するフィルタバンク回路の各フィルタのインパルス応答の例を示すグラフであり、図１０（ｂ）は４分割の完全再構成のＧＬＴを実現するフィルタバンク回路の各フィルタの周波数応答の例を示すグラフである。
【００７５】
なお、本実施の形態では、ＧＬＴを実現するフィルタバンク回路をＦＩＲフィルタ群で構成したが、ポリフェーズフィルタやラティス構造によっても構成可能である。また、完全再構成のＧＬＴを実現するフィルタバンク回路の例を示したが、疑似完全再構成のフィルタバンク回路も適用可能である。疑似完全再構成とすることにより、完全再構成の場合よりもさらに、各サブキャリアにおけるサイドローブを小さくすることが可能となる。
【００７６】
図１０のようなフィルタバンク回路を構成することにより、ウェーブレット変換を実現するフィルタバンク回路の全フィルタに対して直線位相特性を持たすことが可能となる。全てのフィルタが直線位相特性をもつので、フィルタバンクに必要な乗算器の個数を半分にすることができ、回路規模を小さくすることができる。また、各サブキャリアの周波数特性をメインローブを中心に急峻に設計できるため、受信時において、他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することが可能となる。
【００７７】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５による電力線搬送通信装置の構成は、図３、図６または図７に示す構成である。本実施の形態では、ウェーブレット逆変換１０３およびウェーブレット変換１１５を拡張変調重複直交変換（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｌａｐｐｅｄ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、ＥＬＴ）によって構成する場合について説明する。ＥＬＴはＭＬＴ（Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｌａｐｐｅｄ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）の構成をフィルタのタップ数に関して一般化したものである。
【００７８】
図１１（ａ）は４分割のＥＬＴを実現するフィルタバンク回路の各フィルタのインパルス応答の例を示すグラフであり、図１１（ｂ）は４分割のＥＬＴを実現するフィルタバンク回路の各フィルタの周波数応答の例を示すグラフである。
【００７９】
なお、本実施の形態では、ＥＬＴを実現するフィルタバンク回路をＦＩＲフィルタ群で構成したが、ポリフェーズフィルタやラティス構造によっても構成可能である。
【００８０】
図１１のようなフィルタ係数をもつフィルタバンク回路を構成することにより、実施の形態４に記載のＬＯＴあるいはＧＬＴよりも、さらに各サブキャリアのサイドローブを低減することが可能となる。各サブキャリアの周波数特性をメインローブを中心に急峻に設計できるため、電力線搬送通信装置１００において既存システムに影響を与えないようにする目的で従来方式では必要となる帯域阻止フィルタを必要とせず、受信時において他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することが可能となる。
【００８１】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６では、図３、図６、図７の電力線搬送通信装置１００を構成するウェーブレット逆変換１０３およびウェーブレット変換１１５をポリフェーズフィルタによって構成する場合について、図１２、図１３を用いて説明する。図１２（ａ）は一般的なＦＩＲフィルタで構成した帯域合成フィルタバンク回路を示すブロック図であり、図１２（ｂ）は一般的なＦＩＲフィルタで構成した帯域分割フィルタバンク回路を示すブロック図、図１３（ａ）はポリフェーズフィルタで構成した帯域合成フィルタバンク回路を示すブロック図、図１３（ｂ）はポリフェーズフィルタで構成した帯域分割フィルタバンク回路を示すブロック図である。
【００８２】
まず、一般的なＦＩＲフィルタで構成したフィルタバンク回路の構成について、図１２を用いて説明する。図１２において、２０１は信号のサンプリング・レートをＮ倍にするアップサンプラ、２０２はＦＩＲフィルタ、２０３は互いに直交する複数のＦＩＲフィルタ２０２を組み合わせたＦＩＲフィルタ群、２０４は２入力加算器である。以上より、ウェーブレット逆変換１０３としての帯域合成フィルタバンク回路２００が構成される。
【００８３】
また、２１１はＦＩＲフィルタ、２１２は互いに直交する複数のＦＩＲフィルタ２１１を組み合わせたＦＩＲフィルタ群、２１３はサンプリング・レートを１／Ｎにするダウンサンプラである。以上により、ウェーブレット変換１１５としての帯域分割フィルタバンク回路２１０が構成される。
【００８４】
なお、ウェーブレット逆変換１０３のＦＩＲフィルタ群２０３とウェーブレット変換器２１０のＦＩＲフィルタ群２１２とを構成する各ＦＩＲフィルタ２０２、２１１は、ウェーブレット変換１１５に対する入力信号とウェーブレット変換１１５の出力信号とが遅延を除いて一致するように構成されている。例えば、この条件を満たすフィルタ係数としては、（表１）、（表２）が挙げられる。
【００８５】
【表１】
0003931666.tif 000002
【００８６】
【表２】
0003931666.tif 000003
【００８７】
（表１）、（表２）に示したフィルタ係数は帯域を４分割するフィルタバンク回路の一例である。ここで、ｈは一般的なＦＩＲフィルタを示す。このＦＩＲフィルタは、入力データを遅延する縦続接続の７個の遅延素子と、この遅延素子の出力データおよび上記入力データに係数を乗算する８個の乗算器と、この乗算器の出力データを入力側から順次に加算して累積値を得る７個の加算器とから成る。ｔａｐは上記乗算器を示し、αは上記乗算器の係数を示す。またαＭＮのＭはフィルタ番号、Ｎはタップ番号を示す。
【００８８】
次に、ポリフェーズフィルタで構成したフィルタバンク回路について、図１３を用いて説明する。図１３において、３０１はポリフェーズフィルタ、３０２は信号のサンプリング・レートをＮ倍にするアップサンプラ、３０３は２入力加算器、３０４は１サンプリング分遅延させる遅延素子（レジスタ）である。以上より、ウェーブレット逆変換１０３としての帯域合成フィルタバンク回路３００が構成される。
【００８９】
また、３１１は１サンプリング分遅延させる遅延素子、３１２はサンプリング・レートを１／Ｎにするダウンサンプラ、３１３はポリフェーズフィルタである。以上により、ウェーブレット変換１１５としての帯域分割フィルタバンク回路３１０が構成される。
【００９０】
図１４は、図１３のポリフェーズフィルタ３０１、３１３を示すブロック図である。図１４において、３２１はフィルタ、３２２は２入力加算器である。なお、ポリフェーズフィルタ３０１とポリフェーズフィルタ３１３とを構成する各フィルタは、帯域合成フィルタバンク回路３００に対する入力信号と帯域分割フィルタバンク回路３１０の出力信号とが遅延を除いて一致するように構成されている。例えば、（表１）、（表２）とのフィルタ係数による演算結果と同一にするためには各ポリフェーズフィルタを（表３）〜（表１０）のように構成すればよい。
【００９１】
【表３】
0003931666.tif 000004
【００９２】
【表４】
0003931666.tif 000005
【００９３】
【表５】
0003931666.tif 000006
【００９４】
【表６】
0003931666.tif 000007
【００９５】
【表７】
0003931666.tif 000008
【００９６】
【表８】
0003931666.tif 000009
【００９７】
【表９】
0003931666.tif 000010
【００９８】
【表１０】
0003931666.tif 000011
【００９９】
図１２のフィルタバンク回路と図１３のフィルタバンク回路との間の相違点は、サンプリング・レートを変更する箇所が異なる点である。帯域合成フィルタバンク回路２００、３００において、図１２では、フィルタに入力する前に信号をアップサンプリングするが、図１３では、フィルタ演算の後にアップサンプリングする。一方、帯域分割フィルタバンク回路２１０、３１０においては、図１２では、フィルタ演算の後にダウンサンプリングして、図１３では、フィルタ演算の前にダウンサンプリングする。つまり、図１３におけるフィルタ演算は図１２よりも遅い速度で実行できる。
【０１００】
なおこの実施の形態では、帯域合成フィルタバンクのフィルタ出力のタイミング制御部をアップサンプラ３０２、２入力加算器３０３、遅延素子３０４を用いて構成したが、マルチプレクサによっても構成可能である。
【０１０１】
したがって、この構成により、変調と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することが可能となる。すなわち、動作クロック周波数を低くできるため回路の消費電力を低減することができる。また、このことは単位時間当たりの演算量が低減されるという観点から見ると、演算器を流用することが可能となり、回路規模を小さくすることも可能となる。
【０１０２】
（実施の形態７）
図１５（ａ）は図３、図６、図７の電力線搬送通信装置１００のウェーブレット逆変換１０３としての帯域合成フィルタバンク回路を示すブロック図であり、図１５（ｂ）は図３、図６、図７の電力線搬送通信装置１００のウェーブレット変換１１５としての帯域分割フィルタバンク回路を示すブロック図であり、フィルタバンク回路として、ラティス構造のＥＬＴフィルタバンク回路を示す。すなわち、本実施の形態では、ウェーブレット逆変換１０３およびウェーブレット変換１１５をラティス構造のフィルタバンク回路によって構成する場合について説明する。
【０１０３】
図１５において、４０１はタイプＩＶの離散コサイン変換（ＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、ＤＣＴ）器、４０２は１サンプリング分遅延させる遅延素子、４０３は平面回転演算器、４０４は２サンプリング分遅延させる遅延素子、４０５は信号のサンプリング・レートをＮ倍にするアップサンプラ、４０６は２入力加算器、４０７は１サンプリング分遅延させる遅延素子である。以上より、帯域合成フィルタバンク回路４００が構成される。一方、４１１は１サンプリング分遅延させる遅延素子、４１２はサンプリング・レートを１／Ｎにするダウンサンプラ、４１３は２サンプリング分遅延させる遅延素子、４１４は平面回転演算器、４１５は１サンプリング分遅延させる遅延素子、４１６はタイプＩＶの離散コサイン変換器である。以上より、帯域分割フィルタバンク回路４１０が構成される。なお、平面回転演算器４０３と４１４は、図１６に示す平面回転演算回路を複数組み合わせて構成したものである。図１６は平面回転演算回路を示す機能ブロック図である。
【０１０４】
この構成により、実施の形態６で説明したポリフェーズフィルタで構成した場合と同様に、変調と復調時における重複直交変換の際の演算レートを低減することが可能となる。さらに、高速ＤＣＴなどを併用することによって演算量も低減できるため、回路の消費電力および回路規模を低減することができる。
【０１０５】
（実施の形態８）
本発明の実施の形態８では、図３、図６、図７の電力線搬送通信装置１００のウェーブレット逆変換１０３と図３、図６、図７の電力線搬送通信装置１００のウェーブレット変換１１５において、重複係数に応じたフィルタ係数を複数パターン用意しておき、そのフィルタ係数を変更する方法について説明する。
【０１０６】
まず、送信部１０１のウェーブレット逆変換１０３と受信部１１１のウェーブレット変換１１５に対して、重複係数に応じたフィルタ長の異なるフィルタ係数を複数パターン用意しておく。そして、送信部１０１および受信部１１１の各制御部１２２よりウェーブレット逆変換１０３およびウェーブレット変換１１５に対して、フィルタのパターン番号を指定することにより、パターン番号に合わせてフィルタバンク回路内のフィルタ係数を変化させる。この時、フィルタのパターン番号は制御信号などを使用して送信側および受信側で一致させる必要がある。また、フィルタ係数を変更する基準としては、送信部１０１から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等が考えられる。例えば、Ｓ／Ｎ（信号電力対雑音電力比）を用いる場合、受信時においてＳ／Ｎが大きい場合は、各サブキャリアから見て帯域外の雑音が小さいため、フィルタ長の短いフィルタによって復調動作を行い、Ｓ／Ｎが小さい場合は、他の帯域からの雑音の影響を受けにくくするため、フィルタ長の大きいフィルタ係数を使用する。
【０１０７】
この制御により、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することが可能となる。また、雑音状態が劣悪な場合においても、安定した受信を行うことが可能となる。
【０１０８】
（実施の形態９）
本発明の実施の形態９では、図３、図６、図７のウェーブレット逆変換１０３とウェーブレット変換１１５とをラティス構造で構成した場合において、重複係数に応じた平面回転角パラメータを複数パターン用意しておき、その平面回転角パラメータを変更する方法について説明する。
【０１０９】
まず、送信部１０１のウェーブレット逆変換１０３と受信部１１１のウェーブレット変換１１５は実施の形態７のようにラティス構造で構成する。そして、送信部１０１のウェーブレット逆変換１０３と受信部１１１のウェーブレット変換１１５に対して、重複係数に応じた平面回転角パラメータを複数パターン用意しておく。そして、送信部１０１および受信部１１１の各制御部１２２よりウェーブレット逆変換１０３とウェーブレット変換１１５に対して、平面回転角パラメータのパターン番号を指定することにより、そのパターン番号に合わせてフィルタバンク回路内の平面回転角パラメータを変化させる。この時、平面回転角パラメータのパターン番号は制御信号などを使用して送信機および受信機で一致させる必要がある。また、平面回転角パラメータを変更する基準としては、送信部１０１から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等が考えられる。例えば、Ｓ／Ｎを用いる場合、受信時においてＳ／Ｎが大きい場合は、各サブキャリアから見て帯域外の雑音が小さいため、重複係数が小さい平面回転角パラメータによって復調動作を行い、Ｓ／Ｎが小さい場合は、他の帯域からの雑音の影響を受けにくくするため、重複係数が大きい平面回転角パラメータを使用する。
【０１１０】
この制御により、伝送路のノイズ環境が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することが可能となる。また、雑音状態が劣悪な場合においても、安定した受信が行うことが可能となる。さらに、実施の形態８のようにフィルタ係数を複数パターン用意するのに比べ、記憶容量を減らすことができる。
【０１１１】
（実施の形態１０）
図１７は、本発明の実施の形態１０による電力線搬送通信装置の制御方法（すなわち図３、図６または図７の制御部１２２の動作）を説明するための説明図であり、本実施の形態では、特定のサブキャリアのみを出力する場合について説明する。なお、説明を簡単にするため、サブキャリア数を４本としている。
【０１１２】
図１７において、１０２は信号点写像、１０３はウェーブレット逆変換、１２２は制御部である。
【０１１３】
まず、信号点写像器１０２において、「＋１」、「＋３」、「−３」、「−１」、「＋１」、「＋３」、「−３」、「−１」の順で信号点写像されたデータが出力されたとする。このとき、制御部１２２が信号点写像器１０２に対して、使用しないサブキャリア番号を指定することにより、指定した番号のサブキャリア部分に対してデータを入力しないようにする。すなわち、ゼロを挿入する。例えば、１番目と４番目のサブキャリアを出力しないようにする場合は、１番目と４番目のサブキャリアを出力するフィルタの入力部分にはゼロを挿入して、写像された信号点データは２番目と３番目のサブキャリアの入力部分に入れる。そして、ウェーブレット逆変換１０３は、各々の入力データに基づきウェーブレット逆変換を行う。
【０１１４】
このように制御することにより、出力するサブキャリアを容易に選択することができ、特定の周波数にのみ信号を出力することが可能になる。つまり、国別の法規制によって各国毎に使用可能な周波数帯が異なる場合であっても、容易に対応することが可能となる。
【０１１５】
さらに、本実施の形態による電力線搬送通信装置の有効性を、図１８、図１９、図２０を用いて分かりやすく説明する。図１８は電力線搬送通信に認可された周波数スペクトルの例を示すグラフであり、図１９はＯＦＤＭ伝送を用いた場合の送信周波数スペクトルを示すグラフ、図２０は電力線搬送通信装置の送信周波数スペクトルを示すグラフである。
【０１１６】
例えば、ある国の法規制による周波数割り当てが図１８に示すようであったとする。従来のＯＦＤＭを用いた電力線通信搬送装置による送信信号は図１９に示すようになり、図１８の規制を満足するためには、別途帯域阻止フィルタが必要となる。すなわち、国毎に異なる帯域阻止フィルタのフィルタ係数を用意しておく必要がある。一方、本実施の形態による電力線搬送通信装置は、本実施の形態における動作のみで図２０に示すような送信信号スペクトラムを得ることができるので、帯域阻止フィルタを必要としない。このことから、本実施の形態による電力線搬送通信装置は、各国で異なる法規制に柔軟に対応することができる。
【０１１７】
（実施の形態１１）
図２１は、図３、図６、図７の電力線搬送通信装置の制御方法（すなわち本発明の実施の形態１１による電力線搬送通信装置の制御部１２２の動作）を説明するための説明図である。本実施の形態では、電力線上のノイズレベルを検出する方法について説明する。
【０１１８】
図２１において、１１５はウェーブレット変換、１１６はシンボル判定器、１２２は制御部である。
【０１１９】
次に、電力線上のノイズレベル検出動作について説明する。
【０１２０】
まず、ウェーブレット変換１１５は、電力線１１０上のノイズの周波数分布を検知するために、サブキャリア毎の信号点データに復調する。次に、シンボル判定器１１６は、サブキャリア毎の信号点データに基づき、どの信号点付近に存在するノイズ成分が大きいかを測定する。このとき、雑音が全くない場合には、各サブキャリアにおける信号点データはすべて０になる。したがって、このデータの値が０からどれだけずれたかによってノイズ量を推定する。そして、シンボル判定器１１６は、所望値よりもノイズが大きなサブキャリアを判定して、そのサブキャリア番号を制御部１２２に対して通知し、そのサブキャリアを制御部１２２は使用できないようにする。
【０１２１】
なお、本実施の形態では、電力線上に信号を重畳しない状態でのノイズレベル検出方法について説明したが、送受信間で既知の信号を使用しても同様な方法で実現することができる。すなわち、通信状態においてもノイズ検出を行える。
【０１２２】
このような制御を行うことにより、電力線上のノイズ状態を把握することができ、使用可能なサブキャリアを選択することができる。制御部１２２において、あらかじめ大きなノイズ成分が存在する周波数位置を避けるようにサブキャリアを選定することにより、より信頼性の高い通信が可能となる。
【０１２３】
（実施の形態１２）
本発明の実施の形態１２による電力線搬送通信装置における制御方法として、伝送速度を指定する速度に変更する制御方法について、図３と図４を用いて説明する。
【０１２４】
まず、制御部１２２は、外部から指定された伝送速度を実現するために必要な信号点の個数やサブキャリアの数を算出し、その算出結果と実施の形態１１による使用可能サブキャリアの判定結果に基づき、サブキャリアの選択を行う。次に、制御部１２２は、信号点写像器１０２に対して、使用するサブキャリア番号と信号点の個数とを指定する。信号点写像器１０２は、その設定値に従って信号点写像、サブキャリアへのデータ配置処理を対応させる。
【０１２５】
例えば、外部から必要な伝送速度が指定され、制御部１２２において指定された伝送速度に合うように算出された結果が、キャリア数２、信号点の個数が４であるとする。また、実施の形態１１による判定で、使用できるサブキャリアが２番目のサブキャリア以外の３本であるとする。このとき、制御部１２２は、例えば、１番目と３番目のサブキャリアを選択することができる。また、他の使用しないサブキャリア（この例では４番目のキャリア）は、別の通信に利用することができる。
【０１２６】
このように制御することにより、伝送速度を指定する速度に容易に変更することができ、また、指定された伝送速度を実現する以外のサブキャリアを別の通信に利用することができるため、帯域の利用効率を向上することが可能となる。
【０１２７】
（実施の形態１３）
図２２は、本発明の実施の形態１３による電力線搬送通信装置の制御部１２２の動作を示すフローチャートである。本実施の形態では、通常の通信中に受信データにエラーが発生した場合、送信する周波数位置をずらし、ノイズの影響を回避しながら、電力線搬送通信装置１（例えば自装置）と電力線搬送通信装置２（例えば相手装置）の間の通信手順を合わせる方法について説明する。なお、電力線搬送通信装置１と電力線搬送通信装置２の構成は図３の構成とする。
【０１２８】
図２２において、最初の状態（Ｓ１１、Ｓ２１）では、電力線搬送通信装置１と電力線搬送通信装置２の間の通信はキャリアパターン１で通信している。そして、電力線搬送通信装置１で、エラー数があるしきい値以上になった場合（Ｓ１２）には、エラー数があるしきい値を越えているサブキャリアを検知し（Ｓ１３）、変更するサブキャリアの番号あるいは位置を仮に設定する（Ｓ１４）。なお、このとき変更したキャリアパターンをキャリアパターン２とする。その後、設定したキャリアパターン２の内容を、現在の通信に利用しているキャリアパターン１で電力線搬送通信装置２へ送信する（Ｓ１５）。その後、電力線搬送通信装置１は、自分のキャリアパターンをキャリアパターン２に変更する。なお、キャリアパターンは１つのサブキャリアまたは複数のサブキャリアの組からなるものである。
【０１２９】
キャリアパターン１でキャリアパターン２の内容を受信した電力線搬送通信装置２では、キャリアパターン変更であるか否かの判別を行い（Ｓ２２）、変更でなければ通常処理（Ｓ２１）に戻り、変更であれば受信部１１１で重複直交変換をかける周波数位置をキャリアパターン２に変更し（Ｓ２３）、さらにキャリアパターンを変更したことをキャリアパターン２で変調して電力線搬送通信装置１へ返送する（Ｓ２４）。
【０１３０】
電力線搬送通信装置１では、この完了通知の内容が正しく送られたことを判別する（Ｓ１６）。そこで、変更完了通知を正しく受け取れた場合には通常処理（Ｓ１１）へ移るが、変更完了通知を受け取れなかった場合には、Ｓ／Ｎのしきい値を変更して（Ｓ１７）、再度キャリアパターンの選定処理（Ｓ１３）に移る。そして、再度キャリアパターンの変更のシーケンスを行う。この一連のシーケンスをエラー数が少なくなるまで繰り返す。
【０１３１】
ここで、上記シーケンスは、通常の通信時のみではなく、初期のインストール時の設定としても利用できる。
【０１３２】
なお、本実施の形態では、使用するサブキャリアを変更することにより、受信エラー数を減少させたが、信号点写像器の信号点配置を変更することによってエラー数を減少さることも可能である。例えば、図２３に示すように、４値の信号点配置から２つの配置方法へ変更しても良く、通信上の整合性は本実施の形態におけるシーケンスと同様の手段で実現することができる。ここで、図２３（ａ）、（ｂ）は電力線搬送通信装置の信号点写像器１０２の信号点数の変化を示す説明図である。
【０１３３】
このように本実施の形態によれば、誤り率の小さいサブキャリアから優先的に通信に使用するようにしたので、受信エラー数を減少させることができる。
【０１３４】
（実施の形態１４）
図２４は、本発明の実施の形態１４による電力線搬送通信装置の動作を示すフローチャートであり、電力線搬送通信装置２（例えば相手装置）の受信結果に基づき、電力線搬送通信装置１（例えば自装置）の送信出力レベルを変更する動作を示す。なお、電力線搬送通信装置１と電力線搬送通信装置２の構成は図３の構成である。
【０１３５】
図２４において、初期状態（Ｓ３１）では、電力線搬送通信装置１はある出力レベルで送信している。電力線搬送通信装置２では、電力線搬送通信装置１の信号を受信して（Ｓ４１）、サブキャリア毎にＳ／Ｎを測定する（Ｓ４２）。次に平均Ｓ／Ｎ値に基づいて電力線搬送通信装置１に出力レベルの変更要求を行う（Ｓ４３）。
【０１３６】
このＳ／Ｎ値と変更要求とを受け取った電力線搬送通信装置１では、変更要求の有無を判別し（Ｓ３２）、このＳ／Ｎ値から逆算して（Ｓ３３）出力レベルを決定（Ｓ３４）し、そのレベルで電力線搬送通信装置２に再度送信する。
【０１３７】
この動作により、電力線上のノイズレベルが低く、通信エラーが発生しない場合には、出力レベルを低下させることにより、送信に必要な電力を削減することが可能になる。
【０１３８】
このように本実施の形態によれば、電力線上のノイズレベルが低く通信エラーが発生しない場合には出力レベルを低下させることができるので、送信に必要な電力を削減することができる。
【０１３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載の電力線搬送通信装置によれば、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器による時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データを各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、重複係数に応じたフィルタ長の異なる複数のフィルタ係数パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数のフィルタ係数パターンの中から適切なフィルタ係数パターンを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置とすることにより、ＯＦＤＭ伝送方式で必要であったガードインターバルという冗長な信号部分が必要でなくなり、周波数利用効率を向上することができ、また、複素演算を必要とするフーリエ変換を実部の演算のみで行うウェーブレット変換で実現しているので、演算量を削減することができ、回路規模を低減することができるという作用を有する。また、伝送速度劣化の要因となるガードインターバルを排除しても通信が可能であり、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィルタを設置することなしに既存システムの使用帯域において十分な減衰量を得ることができるという作用を有する。さらに、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行うことができるという有利な効果が得られる。
【０１４０】
請求項２に記載の電力線搬送通信装置によれば、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される時間波形系列データを任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする送信用周波数変換器と、前記送信用周波数変換器から出力される時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る受信用周波数変換器と、前記受信用周波数変換器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、重複係数に応じたフィルタ長の異なる複数のフィルタ係数パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数のフィルタ係数パターンの中から適切なフィルタ係数パターンを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置とすることにより、ＯＦＤＭ伝送方式で必要であったガードインターバルという冗長な信号部分が必要でなくなり、周波数利用効率を向上することができ、また、複素演算を必要とするフーリエ変換を実部の演算のみで行うウェーブレット変換で実現しているので、演算量を削減することができ、回路規模を低減することができるという作用を有する。また、伝送速度劣化の要因となるガードインターバルを排除しても通信が可能であり、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィルタを設置することなしに既存システムの使用帯域において十分な減衰量を得ることができるという作用を有する。さらに、任意の周波数帯へのシフトが可能になるので、例えば宅内と宅外で使用できる周波数帯が各国で異なる場合についても容易に対応することができ、ベースバンド伝送方式のみで対応するよりも、回路規模をさらに抑えることができるという作用を有する。さらに、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行うことができるという有利な効果が得られる。
【０１４１】
請求項３に記載の電力線搬送通信装置によれば、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの複素信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの複素信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより複素時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される複素時間波形系列データを直交変調することにより任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする直交変調器と、前記直交変調器から出力される複素時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る直交復調器と、前記直交復調器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、重複係数に応じたフィルタ長の異なる複数のフィルタ係数パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数のフィルタ係数パターンの中から適切なフィルタ係数パターンを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置とすることにより、ＯＦＤＭ伝送方式で必要であったガードインターバルという冗長な信号部分が必要でなくなり、周波数利用効率を向上することができ、また、複素演算を必要とするフーリエ変換を実部の演算のみで行うウェーブレット変換で実現しているので、演算量を削減することができ、回路規模を低減することができるという作用を有する。また、伝送速度劣化の要因となるガードインターバルを排除しても通信が可能であり、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィルタを設置することなしに既存システムの使用帯域において十分な減衰量を得ることができるという作用を有する。さらに、直交変復調により複素領域の信号点データを使用できるので、さらに周波数利用効率を向上させることができるという作用を有する。さらに、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行うことができるという有利な効果が得られる。
【０１４２】
請求項４に記載の電力線搬送通信装置によれば、請求項１乃至３のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置において、ウェーブレット逆変換器とウェーブレット変換器は、完全再構成あるいは疑似完全再構成の重複直交変換機能または一般化重複直交変換機能を有することにより、ウェーブレット変換を実現するフィルタバンク回路の全フィルタに対して直線位相特性を持たすことができるので、フィルタバンクに必要な乗算器の個数を半分にすることができ、回路規模を小さくすることができるという有利な効果が得られる。また、各サブキャリアの周波数特性をメインローブを中心に急峻に設計できるので、受信時において他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することができるという有利な効果が得られる。
【０１４３】
請求項５に記載の電力線搬送通信装置によれば、請求項１乃至３のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置において、ウェーブレット逆変換器とウェーブレット変換器は、変調重複変換機能または拡張変調重複変換機能を有することにより、各サブキャリアの再度ろ周波数特性をメインローブを中心に更に急峻に設計できるので、電力線搬送通信装置において既存システムに影響を与えないようにする目的で従来は必要であった帯域阻止フィルタを必要とせず、受信時において他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することができるという有利な効果が得られる。
【０１４４】
請求項６に記載の電力線搬送通信装置によれば、請求項１乃至５のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置において、ウェーブレット逆変換器とウェーブレット変換器は、ポリフェーズフィルタバンク回路によって構成することにより、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという有利な効果が得られる。また、動作クロック周波数を低くすることができることにより、演算器を流用することができ、回路規模を小さくすることができるという有利な効果が得られる。
【０１４５】
請求項７に記載の電力線搬送通信装置によれば、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器による時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データを各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路によって構成され、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、更に、重複係数に応じた複数の平面回転角パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数の平面回転角パラメータの中から適切な平面回転角パラメータを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置とすることにより、ＯＦＤＭ伝送方式で必要であったガードインターバルという冗長な信号部分が必要でなくなり、周波数利用効率を向上することができ、また、複素演算を必要とするフーリエ変換を実部の演算のみで行うウェーブレット変換で実現しているので、演算量を削減することができ、回路規模を低減することができるという作用を有する。また、伝送速度劣化の要因となるガードインターバルを排除しても通信が可能であり、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィルタを設置することなしに既存システムの使用帯域において十分な減衰量を得ることができるという有利な効果が得られる。
さらに、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、高速ＤＣＴなどを併用することによって演算量も低減できるので、回路の消費電力および回路規模を小さくすることができるという有利な効果が得られる。
さらに、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行うことができるという作用を有する。また、フィルタ係数を複数パターン用意する必要がなく、記憶容量を減らすことができるという有利な効果が得られる。
【０１４７】
請求項８に記載の電力線搬送通信装置によれば、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される時間波形系列データを任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする送信用周波数変換器と、前記送信用周波数変換器から出力される時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る受信用周波数変換器と、前記受信用周波数変換器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路によって構成され、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、更に、重複係数に応じた複数の平面回転角パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数の平面回転角パラメータの中から適切な平面回転角パラメータを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置とすることにより、ＯＦＤＭ伝送方式で必要であったガードインターバルという冗長な信号部分が必要でなくなり、周波数利用効率を向上することができ、また、複素演算を必要とするフーリエ変換を実部の演算のみで行うウェーブレット変換で実現しているので、演算量を削減することができ、回路規模を低減することができるという作用を有する。また、伝送速度劣化の要因となるガードインターバルを排除しても通信が可能であり、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィルタを設置することなしに既存システムの使用帯域において十分な減衰量を得ることができるという作用を有する。さらに、任意の周波数帯へのシフトが可能になるので、例えば宅内と宅外で使用できる周波数帯が各国で異なる場合についても容易に対応することができ、ベースバンド伝送方式のみで対応するよりも、回路規模をさらに抑えることができるという有利な効果が得られる。
さらに、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、高速ＤＣＴなどを併用することによって演算量も低減できるので、回路の消費電力および回路規模を小さくすることができるという有利な効果が得られる。
さらに、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行うことができるという作用を有する。また、フィルタ係数を複数パターン用意する必要がなく、記憶容量を減らすことができるという有利な効果が得られる。
【０１４８】
請求項９に記載の電力線搬送通信装置によれば、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの複素信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの複素信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより複素時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される複素時間波形系列データを直交変調することにより任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする直交変調器と、前記直交変調器から出力される複素時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る直交復調器と、前記直交復調器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路によって構成され、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、更に、重複係数に応じた複数の平面回転角パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、前記複数の平面回転角パラメータの中から適切な平面回転角パラメータを選択することを特徴とする電力線搬送通信装置とすることにより、ＯＦＤＭ伝送方式で必要であったガードインターバルという冗長な信号部分が必要でなくなり、周波数利用効率を向上することができ、また、複素演算を必要とするフーリエ変換を実部の演算のみで行うウェーブレット変換で実現しているので、演算量を削減することができ、回路規模を低減することができるという作用を有する。また、伝送速度劣化の要因となるガードインターバルを排除しても通信が可能であり、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィルタを設置することなしに既存システムの使用帯域において十分な減衰量を得ることができるという作用を有する。さらに、直交変復調により複素領域の信号点データを使用できるので、さらに周波数利用効率を向上させることができるという有利な効果が得られる。
さらに、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、高速ＤＣＴなどを併用することによって演算量も低減できるので、回路の消費電力および回路規模を小さくすることができるという有利な効果が得られる。
さらに、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行うことができるという作用を有する。また、フィルタ係数を複数パターン用意する必要がなく、記憶容量を減らすことができるという有利な効果が得られる。
【０１４９】
請求項１０に記載の電力線搬送通信装置によれば、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、完全再構成あるいは疑似完全再構成の重複直交変換機能または一般化重複直交変換機能を有することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置とすることにより、ウェーブレット変換を実現するフィルタバンク回路の全フィルタに対して直線位相特性を持たすことができるので、フィルタバンクに必要な乗算器の個数を半分にすることができ、回路規模を小さくすることができるという作用を有する。また、各サブキャリアの周波数特性をメインローブを中心に急峻に設計できるので、受信時において他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することができるという有利な効果が得られる。
さらに、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、高速ＤＣＴなどを併用することによって演算量も低減できるので、回路の消費電力および回路規模を小さくすることができるという有利な効果が得られる。
さらに、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行うことができるという作用を有する。また、フィルタ係数を複数パターン用意する必要がなく、記憶容量を減らすことができるという有利な効果が得られる。
【０１５０】
請求項１１に記載の電力線搬送通信装置によれば、請求項１１に記載の電力線搬送通信装置は、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、変調重複変換機能または拡張変調重複変換機能を有することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置とすることにより、各サブキャリアのサイドローブ周波数特性をメインローブを中心に更に急峻に設計できるので、電力線搬送通信装置において既存システムに影響を与えないようにする目的で従来は必要であった帯域阻止フィルタを必要とせず、受信時において他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することができるという有利な効果が得られる。
さらに、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、高速ＤＣＴなどを併用することによって演算量も低減できるので、回路の消費電力および回路規模を小さくすることができるという有利な効果が得られる。
さらに、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行うことができるという作用を有する。また、フィルタ係数を複数パターン用意する必要がなく、記憶容量を減らすことができるという有利な効果が得られる。
【０１５１】
請求項１２に記載の電力線搬送通信装置によれば、前記制御部は、前記信号点写像器に対してデータをマッピングし変調するサブキャリアを選択する選択信号を出力し、前記信号点写像器は、前記選択信号に基づき、選択されたサブキャリアに対してはデータをマッピングし、選択されなかったサブキャリアに対するデータはゼロをマッピングすることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置とすることにより、出力するサブキャリアを容易に選択することができ、特定の周波数にのみ信号を出力することが可能になり、国別の法規制によって各国毎に使用可能な周波数が異なる場合であっても、容易に対応することができるという有利な効果が得られる。
請求項１３に記載の電力線搬送通信装置によれば、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器による時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データを各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記制御部は、前記信号点写像器に対してデータをマッピングし変調するサブキャリアを選択する選択信号を出力し、前記信号点写像器は、前記選択信号に基づき、選択されたサブキャリアに対してはデータをマッピングし、選択されなかったサブキャリアに対するデータはゼロをマッピングすることを特徴とする電力線搬送通信装置とすることにより、出力するサブキャリアを容易に選択することができ、特定の周波数にのみ信号を出力することが可能になり、国別の法規制によって各国毎に使用可能な周波数が異なる場合であっても、容易に対応することができるという有利な効果が得られる。
請求項１４に記載の電力線搬送通信装置によれば、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される時間波形系列データを任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする送信用周波数変換器と、前記送信用周波数変換器から出力される時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る受信用周波数変換器と、前記受信用周波数変換器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記制御部は、前記信号点写像器に対してデータをマッピングし変調するサブキャリアを選択する選択信号を出力し、前記信号点写像器は、前記選択信号に基づき、選択されたサブキャリアに対してはデータをマッピングし、選択されなかったサブキャリアに対するデータはゼロをマッピングすることを特徴とする電力線搬送通信装置とすることにより、出力するサブキャリアを容易に選択することができ、特定の周波数にのみ信号を出力することが可能になり、国別の法規制によって各国毎に使用可能な周波数が異なる場合であっても、容易に対応することができるという有利な効果が得られる。
請求項１５に記載の電力線搬送通信装置によれば、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの複素信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの複素信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより複素時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される複素時間波形系列データを直交変調することにより任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする直交変調器と、前記直交変調器から出力される複素時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る直交復調器と、前記直交復調器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記制御部は、前記信号点写像器に対してデータをマッピングし変調するサブキャリアを選択する選択信号を出力し、前記信号点写像器は、前記選択信号に基づき、選択されたサブキャリアに対してはデータをマッピングし、選択されなかったサブキャリアに対するデータはゼロをマッピングすることを特徴とする電力線搬送通信装置とすることにより、出力するサブキャリアを容易に選択することができ、特定の周波数にのみ信号を出力することが可能になり、国別の法規制によって各国毎に使用可能な周波数が異なる場合であっても、容易に対応することができるという有利な効果が得られる。
請求項１６に記載の電力線搬送通信装置によれば、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、完全再構成あるいは疑似完全再構成の重複直交変換機能または一般化重複直交変換機能を有することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置とすることにより、ウェーブレット変換を実現するフィルタバンク回路の全フィルタに対して直線位相特性を持たすことができるので、フィルタバンクに必要な乗算器の個数を半分にすることができ、回路規模を小さくすることができるという作用を有する。また、各サブキャリアの周波数特性をメインローブを中心に急峻に設計できるので、受信時において他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することができるという有利な効果が得られる。
請求項１７に記載の電力線搬送通信装置によれば、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、変調重複変換機能または拡張変調重複変換機能を有することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置とすることにより、各サブキャリアのサイドローブ周波数特性をメインローブを中心に更に急峻に設計できるので、電力線搬送通信装置において既存システムに影響を与えないようにする目的で従来は必要であった帯域阻止フィルタを必要とせず、受信時において他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することができるという有利な効果が得られる。
請求項１８に記載の電力線搬送通信装置によれば、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ポリフェーズフィルタバンク回路によって構成することを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置とすることにより、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、動作クロック周波数を低くすることができることにより、演算器を流用することができ、回路規模を小さくすることができるという有利な効果が得られる。
請求項１９に記載の電力線搬送通信装置によれば、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路によって構成されることを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置とすることにより、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、高速ＤＣＴなどを併用することによって演算量も低減できるので、回路の消費電力および回路規模を小さくすることができるという有利な効果が得られる。
【０１５２】
請求項２０に記載の電力線搬送通信装置によれば、前記制御部は、前記シンボル判定器による判定結果を用いて、電力線上の雑音状態を信号電力対雑音電力比で推定することにより、相対的に大きな雑音が定常的に存在する周波数帯域を検出し、前記送信部は大きな雑音が定常的に存在する周波数帯域上のサブキャリアについては前記信号点写像器に対して前記選択信号を出さないように制御することを特徴とする請求項１２乃至１９のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置とすることにより、電力線上のノイズ状態を把握することができ、使用可能なサブキャリアを選択することができ、あらかじめ大きなノイズ成分が存在する周波数位置を避けるようにサブキャリアを選定して、より信頼性の高い通信を行うことができるという有利な効果が得られる。
請求項２１に記載の電力線搬送通信装置によれば、前記制御部は、前記信号点写像器による信号点写像とサブキャリアへの前記選択信号の制御について、通信速度を優先する場合には、信号点写像器で写像される信号点数を増やすことで多値化し、データ伝送の信頼性を優先する場合には、信号点写像器で写像される信号点数を減らして２値化することを特徴とする請求項１２乃至２０のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置とすることにより、伝送速度を指定する速度に容易に変更することができ、また指定された伝送速度を実現する以外のサブキャリアを別の通信に利用することができるので、帯域の利用効率を向上させることができるという有利な効果が得られる。
請求項２２に記載の電力線搬送通信装置によれば、前記制御部は、前記信号点写像器による信号点写像と各サブキャリアへの前記選択信号の制御について、各サブキャリアの誤り率を調査し、各サブキャリアの中で、誤り率の小さいサブキャリアから優先的に通信に使用するように制御することを特徴とする請求項１２乃至２１のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置とすることにより、誤り率の小さいサブキャリアから優先的に通信に使用するようにしたので、受信エラー数を減少させることができるという有利な効果が得られる。
請求項２３に記載の電力線搬送通信装置によれば、前記制御部は、前記送信用増幅器の利得を前記受信部で受信した受信信号の信号電力対雑音電力比に基づいて設定することを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置とすることにより、電力線上のノイズレベルが低く通信エラーが発生しない場合には出力レベルを低下させることができるので、送信に必要な電力を削減することができるという有利な効果が得られる。
請求項２４に記載の電力線搬送通信装置によれば、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器による時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データを各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記制御部は、前記送信用増幅器の利得を前記受信部で受信した受信信号の信号電力対雑音電力比に基づいて設定することを特徴とする電力線搬送通信装置とすることにより、電力線上のノイズレベルが低く通信エラーが発生しない場合には出力レベルを低下させることができるので、送信に必要な電力を削減することができるという有利な効果が得られる。
請求項２５に記載の電力線搬送通信装置によれば、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される時間波形系列データを任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする送信用周波数変換器と、前記送信用周波数変換器から出力される時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る受信用周波数変換器と、前記受信用周波数変換器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記制御部は、前記送信用増幅器の利得を前記受信部で受信した受信信号の信号電力対雑音電力比に基づいて設定することを特徴とする電力線搬送通信装置とすることにより、電力線上のノイズレベルが低く通信エラーが発生しない場合には出力レベルを低下させることができるので、送信に必要な電力を削減することができるという有利な効果が得られる。
請求項２６に記載の電力線搬送通信装置によれば、送信部と、受信部と、前記送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの複素信号点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像された各サブキャリアの複素信号点データに基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことにより複素時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器から出力される複素時間波形系列データを直交変調することにより任意の搬送波周波数帯域に周波数シフトする直交変調器と、前記直交変調器から出力される複素時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る直交復調器と、前記直交復調器から出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器とを有し、前記制御部は、前記送信用増幅器の利得を前記受信部で受信した受信信号の信号電力対雑音電力比に基づいて設定することを特徴とする電力線搬送通信装置とすることにより、電力線上のノイズレベルが低く通信エラーが発生しない場合には出力レベルを低下させることができるので、送信に必要な電力を削減することができるという有利な効果が得られる。
請求項２７に記載の電力線搬送通信装置によれば、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、完全再構成あるいは疑似完全再構成の重複直交変換機能または一般化重複直交変換機能を有することを特徴とする請求項２４乃至２６のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置とすることにより、ウェーブレット変換を実現するフィルタバンク回路の全フィルタに対して直線位相特性を持たすことができるので、フィルタバンクに必要な乗算器の個数を半分にすることができ、回路規模を小さくすることができるという作用を有する。また、各サブキャリアの周波数特性をメインローブを中心に急峻に設計できるので、受信時において他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することができるという有利な効果が得られる。
請求項２８に記載の電力線搬送通信装置によれば、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、変調重複変換機能または拡張変調重複変換機能を有することを特徴とする請求項２４乃至２６のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置とすることにより、各サブキャリアのサイドローブ周波数特性をメインローブを中心に更に急峻に設計できるので、電力線搬送通信装置において既存システムに影響を与えないようにする目的で従来は必要であった帯域阻止フィルタを必要とせず、受信時において他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することができるという有利な効果が得られる。
請求項２９に記載の電力線搬送通信装置によれば、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ポリフェーズフィルタバンク回路によって構成することを特徴とする請求項２４乃至２８のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置とすることにより、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、動作クロック周波数を低くすることができることにより、演算器を流用することができ、回路規模を小さくすることができるという有利な効果が得られる。
請求項３０に記載の電力線搬送通信装置によれば、前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェーブレット変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路によって構成されることを特徴とする請求項２４乃至２８のいずれか１に記載の電力線通信搬送装置とすることにより、変調時と復調時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、動作クロック周波数を低くすることができるので、回路の消費電力を低減することができるという作用を有する。また、高速ＤＣＴなどを併用することによって演算量も低減できるので、回路の消費電力および回路規模を小さくすることができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）ウェーブレットの時間波形の概念説明のためのグラフ
（ｂ）ウェーブレットの周波数スペクトルの概念説明のためのグラフ
【図２】（ａ）直交変換におけるデータの流れを示す説明図
（ｂ）重複直交変換におけるデータの流れを示す説明図
【図３】本発明の実施の形態１による電力線搬送通信装置を示すブロック図
【図４】電力線搬送通信装置の送信部の動作を説明するための説明図
【図５】電力線搬送通信装置の受信部の動作を説明するための説明図
【図６】本発明の実施の形態２による電力線搬送通信装置を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態３による電力線搬送通信装置を示すブロック図
【図８】電力線搬送通信装置の送信部の動作を説明するための説明図
【図９】電力線搬送通信装置の受信部の動作を説明するための説明図
【図１０】（ａ）４分割の完全再構成のＧＬＴを実現するフィルタバンク回路の各フィルタのインパルス応答の例を示すグラフ
（ｂ）４分割の完全再構成のＧＬＴを実現するフィルタバンク回路の各フィルタの周波数応答の例を示すグラフ
【図１１】（ａ）４分割のＥＬＴを実現するフィルタバンク回路の各フィルタのインパルス応答の例を示すグラフ
（ｂ）４分割のＥＬＴを実現するフィルタバンク回路の各フィルタの周波数応答の例を示すグラフ
【図１２】（ａ）一般的なＦＩＲフィルタで構成した帯域合成フィルタバンク回路を示すブロック図
（ｂ）一般的なＦＩＲフィルタで構成した帯域分割フィルタバンク回路を示すブロック図
【図１３】（ａ）ポリフェーズフィルタで構成した帯域合成フィルタバンク回路を示すブロック図
（ｂ）ポリフェーズフィルタで構成した帯域分割フィルタバンク回路を示すブロック図
【図１４】図１３のポリフェーズフィルタを示すブロック図
【図１５】（ａ）図３、図６、図７の電力線搬送通信装置のウェーブレット逆変換としての帯域合成フィルタバンク回路を示すブロック図
（ｂ）図３、図６、図７の電力線搬送通信装置のウェーブレット変換としての帯域分割フィルタバンク回路を示すブロック図
【図１６】平面回転演算回路を示す機能ブロック図
【図１７】本発明の実施の形態１０による電力線搬送通信装置の制御方法を説明するための説明図
【図１８】電力線搬送通信に認可された周波数スペクトルの例を示すグラフ
【図１９】ＯＦＤＭ伝送を用いた場合の送信周波数スペクトルを示すグラフ
【図２０】電力線搬送通信装置の送信周波数スペクトルを示すグラフ
【図２１】図３、図６、図７の電力線搬送通信装置の制御方法を説明するための説明図
【図２２】本発明の実施の形態１３による電力線搬送通信装置の制御部の動作を示すフローチャート
【図２３】（ａ）電力線搬送通信装置の信号点写像器の信号点数の変化を示す説明図
（ｂ）電力線搬送通信装置の信号点写像器の信号点数の変化を示す説明図
【図２４】本発明の実施の形態１４による電力線搬送通信装置の動作を示すフローチャート
【図２５】特開２０００−１６５３０４号公報に記載された電力線搬送通信装置を示すブロック図
【図２６】ガードインターバルの仕組みを示すグラフ
【図２７】ＯＦＤＭのフィルタバンク特性を示すグラフ
【符号の説明】
１００  電力線搬送通信装置
１０１  送信部
１０２  信号点写像器
１０３  ウェーブレット逆変換
１０４  Ｄ／Ａ変換器
１０５  送信用増幅器
１０６、１１２  帯域通過フィルタ
１０７  ＳＳＢ変調器
１０８  直交変調器
１１０  電力線
１１１  受信部
１１３  増幅度制御器
１１４  Ａ／Ｄ変換器
１１５  ウェーブレット変換
１１６  シンボル判定器
１１７  ＳＳＢ復調器
１１８  直交復調器
１２１  電力線結合回路
１２２  制御部
２００、３００、４００  帯域合成フィルタバンク回路
２０１、３０２、４０５  アップサンプラ
２０２  ＦＩＲフィルタ
２０３  ＦＩＲフィルタ群
２０４、３０３、３２２、４０６  ２入力加算器
２１０、３１０、４１０  帯域分割フィルタバンク回路
２１１  ＦＩＲフィルタ
２１２  ＦＩＲフィルタ群
２１３、３１２、４１２  ダウンサンプラ
３０１、３１３  ポリフェーズフィルタ
３０４、３１１、４０２、４０７、４１１、４１５  遅延素子（１サンプリング時間）
３２１  フィルタ
４０１、４１６  離散コサイン変換器
４０３、４１４  平面回転演算器
４０４、４１３  遅延素子（２サンプリング時間）
【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】
0003931666.tif 000027
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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