(57)【要約】【課題】電力線通信システム及びノイズ成分除去制御方法に関し、電力線に重畳されたノイズ成分を除去する。【解決手段】電力線を介してＰＬＣモデム間でデータをＯＦＤＭ方式により変調して送受信する電力線通信システム及びノイズ成分除去制御方法に於いて、ＰＬＣモデムは、電力線を伝送して受信した受信信号に重畳されたノイズ成分を、副演算増幅器１４とＡ／Ｄコンバータ１５と高速フーリエ変換部１６により検出し、キャリアスペクトル検出回路１７と連続信号化回路１８と高速逆フーリエ変換部１９とＤ／Ａコンバータ２０とによる構成によって、一定周期の伝送休止期間に於けるノイズ成分と同一の周波数で逆位相のキャンセル信号を生成して、演算増幅器１０に入力する受信信号にキャンセル信号を加算して、ノイズ成分をキャンセルする。【選択図】図１
2009021678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線を介してＰＬＣモデム間でデータをＯＦＤＭ方式により変調して送受信する電力線通信システムに於いて、
前記ＰＬＣモデムは、前記電力線を伝送して受信した受信信号に重畳されたノイズ成分を、一定周期の伝送休止期間に於いて検出する検出手段と、
該検出手段により検出した前記ノイズ成分の振幅と周波数とに対して、同一又はそれに近い値の振幅で、且つ逆位相の連続波としたキャンセル信号を生成する生成手段と、
該生成手段により生成した前記キャンセル信号を、前記受信信号に加算するノイズキャンセル手段と、
を含む構成を有することを特徴とする電力線通信システム。
【請求項２】
前記ＰＬＣモデムは、受信信号を増幅する演算増幅器と、該演算増幅器により増幅した受信信号をディジタル信号に変換し、高速フーリエ変換によりサブキャリア対応の信号に分離して受信処理する処理手段と、前記演算増幅器と並列的に前記受信信号を副演算増幅器により増幅し、前記処理手段からの一定周期の伝送休止期間の情報に従って、該伝送休止期間のノイズ成分を検出する検出手段と、該検出手段により検出した前記ノイズ成分をフーリエ変換して前記ノイズ成分の振幅と周波数とに対して同一又はそれに近い値の振幅で且つ逆位相の連続波としたキャンセル信号を生成する生成手段と、該生成手段により生成された前記キャンセル信号を前記演算増幅器に前記受信信号と共に入力するノイズキャンセル手段とを含む構成を有することを特徴とする請求項１記載の電力線通信システム。
【請求項３】
前記ＰＬＣモデムは、受信信号をそれぞれ増幅する演算増幅器と副演算増幅器と、一定周期の伝送休止期間は前記副演算増幅器の増幅出力信号を選択し、それ以外の期間は前記演算増幅器の増幅出力信号を選択して、それぞれディジタル信号に変換し、高速フーリエ変換によりサブキャリアを含む各周波数成分と振幅値とを求めて受信処理する処理手段と、該処理手段の前記高速フーリエ変換により前記伝送休止期間の受信信号を基に求めた周波数と振幅と同一又はそれに近い値の振幅で且つ逆位相の連続波としてのキャンセル信号を生成する生成手段と、該生成手段により生成した前記キャンセル信号を前記演算増幅器に前記受信信号と共に入力するノイズキャンセル手段とを含むことを特徴とする請求項１記載の電力線通信システム。
【請求項４】
電力線を介してＰＬＣモデム間でデータをＯＦＤＭ方式により変調して送受信し、前記電力線に重畳されたノイズ成分を除去するノイズ成分除去制御方法に於いて、
前記電力線を介して受信した受信信号に重畳されたノイズ成分を、一定周期の伝送休止期間に於いて検出し、該ノイズ成分のキャリアと同一周波数で、且つ逆位相の連続波をキャンセル信号として生成し、該キャンセル信号を前記受信信号に加算して、前記データの受信処理を行う制御過程を含む
ことを特徴とするノイズ成分除去制御方法。
【請求項５】
電力線を介して伝送された受信信号を演算増幅器と副演算増幅器とにより並列的に増幅し、前記副演算増幅器により増幅した受信信号を、一定周期の伝送休止期間に於いて処理して、前記受信信号に重畳されたノイズ成分を検出し、該ノイズ成分と同一周波数で、且つ逆位相の連続波のキャンセル信号を生成し、該キャンセル信号を前記演算増幅器に前記受信信号と加算して入力し、該演算増幅器により増幅した受信信号をディジタル信号に変換し、高速フーリエ変換によりサブキャリア対応の信号に分離して、データの受信処理を行う過程を含むことを特徴とする請求項４記載のノイズ成分除去制御方法。
【請求項６】
電力線を介して伝送された受信信号を演算増幅器と副演算増幅器とにより並列的に増幅し、一定周期の伝送休止期間は、前記副演算増幅器の増幅出力信号を選択し、それ以外の期間は前記演算増幅器の増幅出力信号を選択して、それぞれディジタル信号に変換し、高速フーリエ変換によりサブキャリアを含む各周波数成分と振幅値とを求めて受信処理し、前記伝送休止期間に於いて前記高速フーリエ変換により求めた信号の周波数と振幅と同一又はそれに近い値の振幅で且つ逆位相の連続波としてのキャンセル信号を生成し、該キャンセル信号を前記演算増幅器に前記受信信号と共に入力して、データの受信処理を行う過程を含むことを特徴とする請求項４記載のノイズ成分除去制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線を介してデータを送受信する制御する電力線通信システム及び電力線を介して送受信するデータに妨害を与えるノイズ成分を除去するノイズ成分除去制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋内の電力線は、通常５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの単相１００Ｖや単相又は３相２００Ｖの交流電圧により家電機器等に電力を供給するものであり、この電力線を介して各種のデータを送受信するＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；電力線通信）システムが知られており、伝送方式としては、例えば、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式やＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式等が適用され、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ程度の帯域を用いて、最大２００Ｍｂｐｓ程度の伝送速度でデータ伝送が行われる。
【０００３】
又電力線には、家電機器から発生する各種の周波数成分のノイズが重畳されるものであり、又放送局やアマチュア無線局等のアンテナ近傍に於いては、アンテナから放射される無線周波数成分が電力線に誘導され、ＰＬＣシステムに於ける送受信データに重畳されて、受信増幅器の飽和等により受信データエラー発生の原因となる。例えば、図１０は、ＰＬＣシステムの概要を示すもので、外部から屋内に引き込んで配線した電力線１００に、複数のコンセント１０３〜１０５を設け、コンセント１０４に家電機器１０２を接続し、コンセント１０３，１０４にＰＬＣモデム１０６，１０７を接続して、ＰＬＣモデム１０６，１０７間で、データの送受信を行う。このようなＰＬＣシステムに於いては、家電機器１０２から発生するノイズ成分が、電力線１００に伝搬して、送受信データに対して妨害を与えることになる。又放送局やアマチュア無線局等の無線機器１１０が存在する場合、屋内配線の電力線１００は数ｍ〜数１０ｍの長さであるから、アンテナゲインとしては小さいとしても、無線周波数の信号が、電力線１００にノイズ成分として誘導される場合がある。
【０００４】
又ＰＬＣシステムに適用されるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ）方式は、２〜３０ＭＨｚの帯域を数１００以上のサブキャリアに分割して、それぞれのサブキャリアによりデータを送受信するもので、データの送受信エラーが発生する周波数帯域を避けて、並列伝送することができるから、データの高速伝送が可能となり、又複数のサブキャリアによる広い周波数帯域に分散した状態でデータ伝送が可能で、サブキャリア当たりの送信電力を下げることができるから、ＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）の面で有利であり、更に、無線通信に妨害を与える帯域には、積極的にノッチフィルタ等により、その特定周波数帯域を全く使用しないようにすることも可能である。
【０００５】
例えば、ＯＦＤＭ方式のサブキャリアとノイズとの関係は、図１１の概念図に示すように、ＯＦＤＭ方式の周波数帯域２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚより低い周波数帯にレベルの大きい家電機器等から発生するノイズが含まれる場合が多く、これらはフィルタにより除くことができる。又サブキャリアの帯域内には、アマチュア無線で使用する周波数等が含まれ、比較的大きなノイズレベルとなることがある。この場合のノイズ成分は、使用する無線周波数に対応し、単一周波数成分ではなく、複数の周波数成分となる場合が一般的であるから、単純なフィルタによっては除去できないものである。従って、ＰＬＣシステムの受信側の増幅器が、レベルの大きいノイズ成分により飽和する場合がある。
【０００６】
図１２は、従来例のＰＬＣモデムの説明図であり、１１１はＯＦＤＭ信号処理部、１１２は高速逆フーリエ変換部（ＯＦＤＭＩＦＦＴ）、１１３はＤ／Ａコンバータ、１１４はローパスフィルタ（ＬＰＦ）、１１５，１１６は高速大電流の演算増幅器、１１７は結合トランス、１１８は結合コンデンサ、１１９は減衰器（ＡＴＴ）、１２０は受信演算増幅器、１２１はＡ／Ｄコンバータ、１２２は高速フーリエ変換部（ＯＦＤＭＦＦＴ）を示し、電力線とは、結合トランス１１７と結合コンデンサ１１８とを介して接続する。
【０００７】
電力線を介した受信ＯＦＤＭ信号は、結合コンデンサ１１８と結合トランス１１７とを介して減衰器１１９により所定レベルに減衰させて受信演算増幅器１２０に入力し、その出力信号をＡ／Ｄコンバータ１２１によりディジタル信号に変換し、高速フーリエ変換部１２２とＯＦＤＭ信号処理部１１１とにより受信データを復元処理する。又ＯＦＤＭ信号処理部１１１と高速逆フーリエ変換部１１２とにより送信データをＯＦＤＭ信号とし、Ｄ／Ａコンバータ１１３によりアナログ信号に変換し、ローバスフィルタ１１４により量子化ノイズ等を除去して、高速大電流の演算増幅器１１５により非反転増幅し、演算増幅器１１６により反転増幅し、結合トランス１１７と結合コンデンサ１１８とを介して電力線にＰＬＣ信号送信として示すように送出する。電力線の特性インピーダンスは、１００Ω以下となる場合が多いから、送信用として、高速大電流出力特性を有し、相補的に動作する演算増幅器１１５，１１６を用いるものである。又電力線に、ＡＭ無線ノイズとして示すようなＰＬＣ信号帯域内のノイズ成分が重畳される。
【０００８】
図１３は、前述の図１２に於けるＯＦＤＭ信号処理部１１１と高速逆フーリエ変換部１１２との機能の概要のＯＦＤＭ信号生成概念説明図であり、送信データをシリアルスペクトルデータ列として直並列変換部１３１に入力してサブキャリア対応に並列に変換し、変調部１３２に於いて、サブキャリア対応のサイン波との積を求めて、加算部により加算し、並直列変換部１３３により直列に変換して、ＯＦＤＭ信号とする。従って、このＯＦＤＭ信号生成過程は、逆フーリエ変換過程に相当するものとなる。又図１２に於ける高速フーリエ変換部１２２は、高速逆フーリエ変換部１１２の逆の処理を行って、データを復元することができる。
【０００９】
前述のような電力線通信システムに於けるノイズ成分は各種のものが含まれるから、例えば、送信データの変調点間に零点を含めるように送信側で信号処理し、受信側では、その零点のタイミングを求め、零点上のノイズ成分を抽出し、受信変調点上にも重畳されているノイズ成分を、抽出したノイズ成分を用いて減算することにより、受信変調点上に頂上されたノイズ成分を除去して受信処理する手段が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−８５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
電力線を介して伝送するＯＦＤＭ信号に、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ帯域の何れかの周波数の無線通信波が誘導された場合、その誘導信号レベルが大きいと、例えば、図１２の受信演算増幅器１２０は、通常の減衰器１１９の設定では飽和する場合がある。この受信演算増幅器１２０の飽和により、受信データはエラーが多くなり、事実上のデータ通信ができなくなる。なお、減衰器１１９の減衰量を大きくすることにより、受信レベルを減衰させて、受信演算増幅器１２０の飽和を防止することは可能であるが、誘導信号レベルは、常時大きいとは限らないと共に、実際の受信信号レベルについても減衰されることにより、エラーが多くなる。即ち、伝送可能な情報量は、周波数帯域とＳＮ比とに比例することから、信号レベルが減少することは、伝送可能な情報量が減少し、ＯＦＤＭ方式の利点が生かされない問題がある。
【００１１】
本発明は、従来の問題点を解決することを目的とし、電力線に誘導されたノイズ成分を抽出し、そのノイズ成分に対して逆位相のキャンセル信号を形成して、ノイズ成分を除去することにより、受信信号を増幅する増幅器の飽和を確実に防止する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の電力線通信システムは、電力線を介してＰＬＣモデム間でデータをＯＦＤＭ方式により変調して送受信する電力線通信システムに於いて、前記ＰＬＣモデムは、前記電力線を伝送して受信した受信信号に重畳されたノイズ成分を、一定周期の伝送休止期間に於いて検出する検出手段と、この検出手段により検出した前記ノイズ成分の振幅と周波数とに対して、同一又はそれに近い値の振幅で、且つ逆位相の連続波としたキャンセル信号を生成する生成手段と、この生成手段により生成した前記キャンセル信号を、前記受信信号に加算するノイズキャンセル手段とを含む構成を有するものである。
【００１３】
又前記ＰＬＣモデムは、受信信号を増幅する演算増幅器と、この演算増幅器により増幅した受信信号をディジタル信号に変換し、高速フーリエ変換によりサブキャリア対応の信号に分離して受信処理する処理手段と、演算増幅器と並列的に受信信号を副演算増幅器により増幅し、処理手段からの一定周期の伝送休止期間の情報に従って、この伝送休止期間のノイズ成分を検出する検出手段と、この検出手段により検出したノイズ成分をフーリエ変換して、ノイズ成分の振幅と周波数とに対して同一又はそれに近い値の振幅で且つ逆位相の連続波としたキャンセル信号を生成する生成手段と、この生成手段により生成されたキャンセル信号を演算増幅器に前記受信信号と共に入力するノイズキャンセル手段とを含む構成を有するものである。
【００１４】
又前記ＰＬＣモデムは、受信信号をそれぞれ増幅する演算増幅器と副演算増幅器と、一定周期の伝送休止期間は副演算増幅器の増幅出力信号を選択し、それ以外の期間は演算増幅器の増幅出力信号を選択して、それぞれディジタル信号に変換し、高速フーリエ変換によりサブキャリアを含む各周波数成分と振幅値とを求めて受信処理する処理手段と、この処理手段の高速フーリエ変換により前記伝送休止期間の受信信号を基に求めた周波数と振幅と同一又はそれに近い値の振幅で且つ逆位相の連続波としてのキャンセル信号を生成する生成手段と、この生成手段により生成したキャンセル信号を演算増幅器に前記受信信号と共に入力するノイズキャンセル手段とを含むものである。
【００１５】
又本発明のノイズ成分除去制御方法は、電力線を介してＰＬＣモデム間でデータをＯＦＤＭ方式により変調して送受信し、電力線に重畳されたノイズ成分を除去するノイズ成分除去制御方法に於いて、電力線を介して受信した受信信号に重畳されたノイズ成分を、一定周期の伝送休止期間に於いて検出し、このノイズ成分のキャリアと同一周波数で、且つ逆位相の連続波をキャンセル信号として生成し、このキャンセル信号を前記受信信号に加算して、データの受信処理を行う制御過程を含むものである。
【００１６】
又電力線を介して伝送された受信信号を演算増幅器と副演算増幅器とにより並列的に増幅し、副演算増幅器により増幅した受信信号を、一定周期の伝送休止期間に於いて処理して、前記受信信号に重畳されたノイズ成分を検出し、このノイズ成分と同一周波数で、且つ逆位相の連続波のキャンセル信号を生成し、このキャンセル信号を演算増幅器に前記受信信号と加算して入力し、この演算増幅器により増幅した受信信号をディジタル信号に変換し、高速フーリエ変換によりサブキャリア対応の信号に分離して、データの受信処理を行う過程を含むものである。
【００１７】
又電力線を介して伝送された受信信号を演算増幅器と副演算増幅器とにより並列的に増幅し、一定周期の伝送休止期間は、副演算増幅器の増幅出力信号を選択し、それ以外の期間は演算増幅器の増幅出力信号を選択して、それぞれディジタル信号に変換し、高速フーリエ変換によりサブキャリアを含む各周波数成分と振幅値とを求めて受信処理し、伝送休止期間に於いて高速フーリエ変換により求めた信号の周波数と振幅と同一又はそれに近い値の振幅で且つ逆位相の連続波としてのキャンセル信号を生成し、このキャンセル信号を演算増幅器に前記受信信号と共に入力して、データの受信処理を行う過程を含むものである。
【発明の効果】
【００１８】
電力線を介してＯＦＤＭ方式により変調してＰＬＣモデム間でデータを送受信する時の電力線に誘導された伝送帯域内のノイズ成分を、一定周期の伝送休止期間に於いて検出し、その周波数と同一で逆位相のキャンセル信号を生成し、受信信号に加算して、ノイズ成分を除去するもので、電力線に誘導された無線周波数の信号レベルが比較的大きい場合でも、逆位相のキャンセル信号により除去することができるから、受信信号を増幅する演算増幅器が飽和するような問題を解決することができる。
ＰＬＣ信号の使用帯域内
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の電力線通信システムは、図１を参照すと、電力線を介してＰＬＣモデム間でデータをＯＦＤＭ方式により変調して送受信する電力線通信システムであって、ＰＬＣモデムは、電力線を伝送して受信した受信信号に重畳されたノイズ成分を、一定周期の伝送休止期間に於いて検出する副演算増幅器１４、Ａ／Ｄコンバータ１５、高速フーリエ変換部１６を含む検出手段と、この検出手段により検出したノイズ成分の振幅と周波数とに対して、同一又はそれに近い値の振幅で、且つ逆位相の連続波としたキャンセル信号を生成するキャリアスペクトル検出回路１７、連続信号化回路１８、高速逆フーリエ変換部１９、Ｄ／Ａコンバータ２０、ローパスフィルタ２１、演算増幅器２２，２３を含む生成手段と、この生成手段により生成したキャンセル信号を、受信信号に加算するノイズキャンセル手段とを含む構成を備えている。
【００２０】
本発明のノイズ成分除去制御方法は、電力線を介してＰＬＣモデム間でデータをＯＦＤＭ方式により変調して送受信し、電力線に重畳されたノイズ成分を除去するノイズ成分除去制御方法であって、電力線を介して受信した受信信号に重畳されたノイズ成分を、一定周期の伝送休止期間に於いて検出し、このノイズ成分のキャリアと同一周波数で、且つ逆位相の連続波を、キャリアスペクトル検出回路１７、連続信号化回路１８、高速逆フーリエ変換部１９、Ｄ／Ａコンバータ２０、ローパスフィルタ２１を含む構成により、キャンセル信号として生成し、このキャンセル信号を、演算増幅器１０に入力する受信信号に加算して、データの受信処理を行う制御過程を含むものである。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の実施例１の説明図であり、１はＯＦＤＭ信号処理部、２は高速逆フーリエ変換部（ＯＦＤＭＩＦＦＴ）、３はＤ／Ａコンバータ、４はローパスフィルタ（ＬＰＦ）、５，６は高速大電流演算増幅器、７は結合トランス、８は結合コンデンサ、９は減衰器（ＡＴＴ）、１０は演算増幅器、１１はＡ／Ｄコンバータ、１２は高速フーリエ変換部（ＯＦＤＭＦＦＴ）、１３は副減衰器（ＡＴＴ）、１４は副演算増幅器、１５はＡ／Ｄコンバータ、１６は高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）、１７はキャリアスペクトル検出回路、１８は連続信号化回路、１９は高速逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）、２０はＤ／Ａコンバータ、２１はローパスフィルタ（ＬＰＦ）、２２，２３は演算増幅器を示す。
【００２２】
ＯＦＤＭ信号処理部１から高速逆フーリエ変換部２とＤ／Ａコンバータ３とローパスフィルタ４と高速大電流演算増幅器５，６と結合トランス７と結合コンデンサ８とを介して電力線に、ＰＬＣ信号送信として示すように送信する。又電力線を伝送して受信するＰＬＣ信号は、結合コンデンサ８と結合トランス７と減衰器９と演算増幅器１０とＡ／Ｄコンバータ１１と高速フーリエ変換部１２とを介してＯＦＤＭ信号処理部１により受信処理を行うものであり、この受信処理の主要構成は、例えば、図１２に示す構成と同様であって、各部の機能も同様であり、重複した説明を省略する。この実施例１に於いては、結合トランス７を介したＰＬＣ信号受信として示す受信信号を減衰器９と並列的に接続した副減衰器１３にも入力し、この副減衰器１３により減衰させた受信ＰＬＣ信号を、副演算増幅器１４により増幅してＡ／Ｄコンバータ１５に入力する。
【００２３】
このＡ／Ｄコンバータ１５は、ＯＦＤＭ信号処理部１からの一定周期のＯＦＤＭ信号の伝送休止期間を指示する信号に従ってＡ／Ｄ変換処理を行う。即ち、ＯＦＤＭ方式は、複数サブキャリアを多数用いてデータを並列伝送する為に、サブキャリア間の伝送遅延時間の差を吸収する為に、一定周期の伝送休止期間を設定しているもので、この伝送休止期間の情報をＯＦＤＭ信号処理部１からＡ／Ｄコンバータ１５に通知し、伝送休止期間にはノイズ成分だけであるから、Ａ／Ｄコンバータ１５によりディジタル信号に変換し、高速フーリエ変換部１６によりフーリエ変換して周波数成分と振幅成分とを求め、キャリアスペクトル検出回路１７により、ノイズ成分の位相を含めて検出し、連続信号化回路１８によりノイズ成分の周波数の一定振幅信号とし、高速逆フーリエ変換部１９により連続波信号とし、Ｄ／Ａコンバータ２０によりアナログ信号に変換し、このＤ／Ａ変換時の量子化ノイズをローパスフィルタ２１により除去し、演算増幅器２２，２３を介して、連続波信号のキャンセル信号として示すように、ノイズ成分と逆位相で、且つノイズ成分の振幅と同一又はそれに近い値のキャンセル信号を、演算増幅器１０に入力信号と共に入力する。即ち、入力信号に重畳されているノイズ成分と同一周波数且つ振幅値がほぼ同じで、逆位相のキャンセル信号を、入力信号に加算することにより、ノイズ成分を除去した受信信号を演算増幅器１０により増幅して、受信処理することができる。
【００２４】
前述のように、演算増幅器２２，２３から演算増幅器１０に入力される信号は、受信ＰＬＣ信号に含まれたノイズ成分と逆位相の信号であるから、受信ＰＬＣ信号に重畳されたノイズ成分をキャンセルすることができる。この場合、ノイズ成分を１００％打ち消すことができれば最良の状態であるが、８０％程度も打ち消すことができれば、演算増幅器１０の飽和を防止し、充分にエラー低減効果が得られる。その場合、減衰器９の減衰量は、演算増幅器１０及びＡ／Ｄコンバータ１１が飽和しないレベルに低減できれば充分の値とすることができる。又キャンセル信号生成は、殆どディジタル処理で実行できるから、既存のＰＬＣモデムに僅かな構成と演算処理機能とを含ませることにより、ＰＬＣ信号の受信演算増幅器が飽和状態となるようなノイズ成分を容易に打ち消すことができる。
【００２５】
図２は、ノイズ成分とキャンセル波形との概念説明図であり、（ａ）は音声信号等により無線周波数信号が振幅変調されたＡＭ信号波形、（ｂ）は搬送波を示す。又（ｃ）はＡＭ波信号と搬送波とを乗算して復調する場合を示し、（ｄ）は、ＡＭ信号にキャンセル信号を加算してキャンセル処理する場合を示す。又（ｅ）はＡＭ波形のスペクトル、（ｆ）はＡＭ波と搬送波とを乗算して復調波形を得た場合のスペクトル、（ｇ）はキャンセル波形加算後のスペクトルを示す。キャンセル波形レベルを順次大きくすると、（ｇ）に示すスペクトルのレベルは次第に小さくなり、（ｅ）のＡＭ波形のスペクトルのレベルと同じにした場合に最小の零となる。
【００２６】
図３は、ＰＬＣ信号とキャンセル信号との概念説明図であり、（ａ）はＯＦＤＭ方式によるＰＬＣ信号、（ｂ）は妨害を与える無線周波数のＡＭ信号、（ｃ）はキャンセル信号、（Ｄ）はキャンセル後の信号を示す。ＰＬＣ信号は、複数のサブキャリアによりデータを伝送するもので、（ａ）に示すように、所定期間毎に一定周期の伝送休止期間を設けるものである。この伝送休止期間の信号は電力線に誘起したノイズ成分を示すことになるから、その伝送休止期間に抽出した信号を連続信号とした状態を（ｃ）に示し、これをキャンセル信号とする。このキャンセル信号を、（ｂ）のＡＭ信号の搬送波と逆位相として加算することにより、（ｄ）に示す信号となる。これは音声信号成分となるが、音声レベルは連続で高いレベルが継続することは殆どないことから、（ｄ）に示すように振幅変調のレベルは低いものとなり、演算増幅器１０の飽和を確実に防止することができる。
【００２７】
図４は、ノイズ成分抽出の概念説明図であり、（ａ）はＯＦＤＭ方式によるＰＬＣ信号、（ｂ）は一定周期の伝送休止期間に抽出したノイズ成分、（ｃ）は断続的な抽出ノイズ成分の周波数と同一の周波数の連続化した信号、（ｄ）はキャンセル後の信号をそれぞれ示す。前述のように、ＰＬＣ信号の一定周期の伝送休止期間に抽出した（ｂ）に示す断続的なノイズ成分を、（ｃ）に示すように、連続波信号とし、この位相をノイズ成分の搬送波と逆位相として、受信ＰＬＣ信号に加算することにより、ノイズ成分を打ち消すものであり、図３の（ｄ）と同様なレベルの低い信号となる。
【００２８】
図５は、直交性を有するサブキャリアの一例の概要を示すもので、Ｆ１＝６１ｋＨｚの１周期に於けるＦ２＝１２２ｋＨｚ，Ｆ３＝１８３ｋＨｚ，・・・Ｆ５１２＝３１．２５ＭＨｚの概要波形を示す。実際のＰＬＣ信号は、前述のように、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数範囲内の複数のサブキャリアを使用するものである。
【００２９】
図６は、受信ＰＬＣ信号に重畳された無線周波数のノイズ成分の信号とそのキャンセル信号との原理説明図、図７はそのキャンセル信号生成原理説明図、図８は実数軸Ｒｅと虚数軸Ｘｅとによる複素平面上のベクトル説明図である。図６の（ａ）はノイズ成分信号として、受信ＰＬＣ信号に重畳され、それを一定周期の伝送休止期間に於いて検出した周波数の振幅値Ａの信号Ａｃｏｓ（ωｔ＋θ）の一例を示し、これを複素平面上で示すと、図８の（ａ）に示すものとなる。この信号に、同一周波数の図６の（ｂ）に示すｓｉｎωｔとｃｏｓωｔとを乗算する。この乗算構成を図７の（ａ）に示す。乗算結果は、図６の（ｃ），（ｄ）に示す信号となり、積分することにより、−Ａ／２{ｓｉｎθ｝及びＡ／２｛ｃｏｓθ｝を得ることができ、この複素平面上では、図８の（ｂ）に示すようになる。前述のようにノイズ成分となるＡＭ波信号の位相θと振幅Ａ／２を示す。そこで、図７の（ｂ）に示す乗算部と加算部とにより、ｓｉｎωｔを−Ａ／２｛ｓｉｎθ｝倍し、ｃｏｓωｔをＡ／２｛ｃｏｓθ｝倍して、加算すると、キャンセル用の信号−Ａｃｏｓ（ωｔ＋θ）を得ることができ、複素平面上では、図８の（ｃ）に示すように、図８の（ｂ）の検出ノイズの位相成分と逆位相の成分となり、図１の演算増幅器１０の前段に於いて、受信ＰＬＣ信号に、キャンセル信号を加算することによって、ＡＭ信号として重畳されたノイズ成分を打ち消すことができ、完全に打ち消さないまでも、ノイズ成分のレベルを大幅に低減させることができる。
【００３０】
前述のように、受信ＰＬＣ信号に重畳されたノイズ成分のＡＭ波の信号と、その位相が反対のキャンセル信号とは、次の（１）〜（６）式により表すことができる。即ち、検出した（１）式に示すＡＭ波信号Ｆ（ω）に対して、逆位相の（６）式に示すキャンセル信号−Ｆ（ω）を得ることができ、このキャンセル信号−Ｆ（ω）により、受信ＰＬＣ信号に重畳されたノイズ成分を打ち消すことができる。
【数１】
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【実施例２】
【００３１】
図９は、本発明の実施例２の説明図であり、図１と同一符号は同一名称部分を示し、３１は減衰器（ＡＴＴ）、３２は副演算増幅器、３３はキャリアスペクトル検出回路、３４は連続信号化回路、３５は高速逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）、３６はＤ／Ａコンバータ、３７はローパスフィルタ（ＬＰＦ）、３８，３９は演算増幅器を示す。ＯＦＤＭ信号処理部１から演算増幅器１０に対しては、受信ＰＬＣ信号の一定周期の伝送休止期間以外の期間は増幅動作させ、副演算増幅器３２に対しては、受信ＰＬＣ信号の一定周期の伝送休止期間のみ増幅動作させて、それぞれの増幅出力信号をＡ／Ｄコンバータ１１によりディジタル信号に変換し、高速フーリエ変換部１２に於いてフーリエ変換し、ＯＦＤＭ信号処理部１とキャリアスペクトル検出回路３３とに入力する。即ち、ノイズ成分についても、Ａ／Ｄコンバータ１１と高速フーリエ変換部１２とを共用し、ＯＦＤＭ信号処理部１からの一定周期の伝送休止期間を示す信号に従って、副演算増幅器３２と、キャリアスペクトル検出回路３３とを動作させて、ノイズ成分を検出する。
【００３２】
キャリアスペクトル検出回路３３は、図１に示すキャリアスペクトル検出回路１７と同様に、受信ＰＬＣ信号の一定周期の伝送休止期間の位相成分を含むノイズ成分を検出し、連続信号化回路３４により連続波の信号とし、高速逆フーリエ変換部３５によりノイズ成分のキャリア位相成分を含む連続波のキャンセル信号を生成し、Ｄ／Ａコンバータ３６によりアナログ信号に変換し、ローパスフィルタ３７によりＤ／Ａ変換時の量子化ノイズを除去し、演算増幅器３８，３９により増幅して、演算増幅器１０に、ノイズ成分に対して逆位相のキャンセル信号を入力して、ノイズ成分をキャンセルする。この実施例２は、受信信号処理とノイズ信号検出処理との制御手段を共用化したことにより、図１に示す実施例１に比較して、構成が簡単となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１の説明図である。
【図２】ノイズ成分とキャンセル波形との概念説明図である。
【図３】ＰＬＣ信号とキャンセル信号との概念説明図である。
【図４】ノイズ成分抽出の概念説明図である。
【図５】直交性を有するサブキャリアの一例の概要説明図である。
【図６】ノイズ成分の信号とそのキャンセル信号との原理説明図である。
【図７】キャンセル信号生成原理説明図である。
【図８】実数軸Ｒｅと虚数軸Ｘｅとによる複素平面上のベクトル説明図である。
【図９】本発明の実施例２の説明図である。
【図１０】ＰＬＣシステムの概要説明図である。
【図１１】ＯＦＤＭ方式のサブキャリアとノイズとの説明図である。
【図１２】従来例のＰＬＣモデムの説明図である。
【図１３】ＯＦＤＭ信号生成の概念説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  ＯＦＤＭ信号処理部
２  高速逆フーリエ変換部（ＯＦＤＭＩＦＦＴ）
３  Ｄ／Ａコンバータ
４  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
５，６  高速大電流演算増幅器
７  結合トランス
８  結合コンデンサ
９  減衰器（ＡＴＴ）
１０  演算増幅器
１１  Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）
１２  高速フーリエ変換部（ＯＦＤＭＦＦＴ）
１３  副減衰器（ＡＴＴ）
１４  副演算増幅器
１５  Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）
１６  高速フーリエ変換部｛ＦＦＴ）
１７  キャリアスペクトル検出回路
１８  連続信号化回路
１９  高速逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）
２０  Ｄ／Ａコンバータ｛Ｄ／Ａ）
２１  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
２２，２３  演算増幅器
【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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