(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア変復調方式を採用する通信装置において、
Ｄ／Ａコンバータのダイナミックレンジを制限するための構成として、ＩＦＦＴ出力の時間領域データに対して、規定のビット誤り率を満たすように、伝送路のＳ／Ｎ比にしたがって決定されたデータ通信時の使用トーン数を用いて決定されたしきい値を設け、当該時間領域データを当該しきい値以下に制限するダイナミックレンジ制限手段、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記ダイナミックレンジ制限手段は、
ＤＱＰＳＫ用に、伝送路のＳ／Ｎ比にしたがって決定されたデータ通信時の使用トーン数と、前記時間領域データにおけるピーク値の１／Ｍ（自然数）に設定したしきい値と、が対応付けられたＤＱＰＳＫ用しきい値テーブルを備え、
前記ＤＱＰＳＫ用しきい値テーブルから、使用トーン数に対応するしきい値を読み出し、さらに、前記時間領域データを当該しきい値以下に制限し、制限後のデータをＤ／Ａコンバータに対して出力することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記ダイナミックレンジ制限手段は、
ＤＱＰＳＫ用に、伝送路のＳ／Ｎ比にしたがって決定されたデータ通信時の使用トーン数から、前記時間領域データにおけるピーク値の１／Ｍ（自然数）となるしきい値を求めるＤＱＰＳＫ用演算手段を備え、
前記時間領域データを、前記ＤＱＰＳＫ用演算手段にて求めたしきい値以下に制限し、制限後のデータをＤ／Ａコンバータに対して出力することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記ダイナミックレンジ制限手段は、
Ｍ−ＱＡＭ用に、伝送路のＳ／Ｎ比にしたがって決定されたデータ通信時の使用トーン数と、当該各トーンにのせるビット数と、所定の確率で発生する最大値に設定したしきい値と、が対応付けられたＭ−ＱＡＭ用しきい値テーブルを備え、
前記Ｍ−ＱＡＭ用しきい値テーブルから、使用トーン数および各トーンにのせるビット数に対応するしきい値を読み出し、さらに、前記時間領域データを当該しきい値以下に制限し、制限後のデータをＤ／Ａコンバータに対して出力することを特徴とする請求項１、２または３に記載の通信装置。
【請求項５】
マルチキャリア変復調方式を用いる通信方法において、
Ｄ／Ａコンバータのダイナミックレンジを制限するための処理として、ＩＦＦＴ出力の時間領域データに対して、規定のビット誤り率を満たすように、伝送路のＳ／Ｎ比にしたがって決定されたデータ通信時の使用トーン数を用いて決定されたしきい値を設け、当該時間領域データを当該しきい値以下に制限するダイナミックレンジ制限ステップ、
を含むことを特徴とする通信方法。
【請求項６】
前記ダイナミックレンジ制限ステップにあっては、
伝送路のＳ／Ｎ比にしたがって決定されたデータ通信時の使用トーン数と、前記時間領域データにおけるピーク値の１／Ｍ（自然数）に設定したしきい値と、が対応付けられたＤＱＰＳＫ用のしきい値テーブルから、使用トーン数に対応するしきい値を読み出すＤＱＰＳＫ用しきい値読み出しステップと、
前記時間領域データを当該しきい値以下に制限するＤＱＰＳＫ用しきい値制限ステップと、
前記制限後のデータをＤ／Ａコンバータに対して出力するＤＱＰＳＫ用出力ステップと、
を含むことを特徴とする請求項５に記載の通信方法。
【請求項７】
前記ダイナミックレンジ制限ステップにあっては、
変調方式がＤＱＰＳＫの場合に、伝送路のＳ／Ｎ比にしたがって決定されたデータ通信時の使用トーン数から、前記時間領域データにおけるピーク値の１／Ｍ（自然数）となるしきい値を求めるＤＱＰＳＫ用演算ステップと、
前記時間領域データを、前記ＤＱＰＳＫ用演算ステップにて求めたしきい値以下に制限するＤＱＰＳＫ用しきい値制限ステップと、
前記制限後のデータをＤ／Ａコンバータに対して出力するＤＱＰＳＫ用出力ステップと、
を含むことを特徴とする請求項５に記載の通信方法。
【請求項８】
前記ダイナミックレンジ制限ステップにあっては、
伝送路のＳ／Ｎ比にしたがって決定されたデータ通信時の使用トーン数と、当該各トーンにのせるビット数と、所定の確率で発生する最大値に設定したしきい値と、が対応付けられたＭ−ＱＡＭ用のしきい値テーブルから、使用トーン数および各トーンにのせるビット数に対応するしきい値を読み出すＭ−ＱＡＭ用しきい値読み出しステップと、
前記時間領域データを当該しきい値以下に制限するＭ−ＱＡＭ用しきい値制限ステップと、
前記制限後のデータをＤ／Ａコンバータに対して出力するＭ−ＱＡＭ用出力ステップと、
を含むことを特徴とする請求項５、６または７に記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチキャリア変復調方式を採用する通信装置に関するものであり、特に、ＤＭＴ（Discrete Multi Tone）変復調方式やＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）変復調方式等により、既存の通信回線を用いたデータ通信を実現可能とする通信装置および通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の通信装置について説明する。近年、コスト削減や既存の設備を有効利用のため、新たな通信線を増設することなく、既存の電力線（電灯線）を利用して通信を行う「電力線モデム」が注目されている。この電力線モデムは、電力線により接続されている家庭内外、ビル、工場、および店舗等の電気製品をネットワーク化することにより、その製品の制御やデータ通信等のさまざまな処理を行う。
【０００３】
現在、このような電力線モデムとしては、ＳＳ（Spread Spectrum）方式を用いたものが考えられている。たとえば、電力線モデムとして、ＳＳ方式を用いた場合、送信側では、所定の情報を変調後、さらに「拡散符号」を用いて拡散変調を行うことにより、信号の帯域を数十〜数千倍に広げて送信する。一方、受信側では、送信側と同一の拡散符号を用いて拡散復調（逆拡散）を行い、その後、逆拡散後の信号を上記所定の情報に復調する。
【０００４】
一方、上記ＳＳ方式を採用する通信装置と異なる変復調方式を採用する通信装置としては、たとえば、マルチキャリア変復調方式を採用する従来の通信装置がある。ここで、マルチキャリア変復調方式を採用する従来の通信装置の動作について説明する。
【０００５】
まず、マルチキャリア変復調方式として、ＯＦＤＭ変復調方式を採用する従来の通信装置の、送信系の動作を簡単に説明する。たとえば、ＯＦＤＭ変復調方式によるデータ通信を行う場合、送信系では、トーンオーダリング処理、すなわち、予め設定された周波数帯の複数のトーン（マルチキャリア）に、伝送可能なビット数の伝送データを割り振る処理を行う。具体的にいうと、たとえば、各周波数のｔｏｎｅ０〜ｔｏｎｅＸ（Ｘはトーン数を示す整数）に、予め決められたビット数の伝送データを割り振っている。そして、上記トーンオーダリング処理、および符号化処理が行われることにより、１フレーム毎に伝送データが多重化される。
【０００６】
さらに、送信系では、多重化された伝送データに対して逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を行い、逆高速フーリエ変換後のパラレルデータをシリアルデータに変換し、その後、Ｄ／Ａコンバータを通してディジタル波形をアナログ波形に変換し、最後にローパスフィルタをかけて伝送データを伝送路上に送信する。
【０００７】
つぎに、マルチキャリア変復調方式として、ＯＦＤＭ変復調方式を採用する従来の通信装置の、受信系の動作を簡単に説明する。上記と同様に、ＯＦＤＭ変復調方式によるデータ通信を行う場合、受信系では、受信データ（前述の伝送データ）に対し、ローパスフィルタをかけ、その後、Ａ／Ｄコンバータを通してアナログ波形をディジタル波形に変換し、タイムドメインイコライザにて時間領域の適応等化処理を行う。
【０００８】
さらに、受信系では、時間領域の適応等化処理後のデータをシリアルデータからパラレルデータに変換し、当該パラレルデータに対して高速フーリエ変換を行い、その後、周波数ドメインイコライザにて周波数領域の適応等化処理を行う。
【０００９】
そして、周波数領域の適応等化処理後のデータは、複合処理（最尤複合法）およびトーンオーダリング処理によりシリアルデータに変換され、その後、レートコンバート処理、ＦＥＣ（forward error correction：前方誤り訂正）、デスクランブル処理、ＣＲＣ（cyclic redundancy check：巡回冗長検査）等の処理が行われ、最終的に伝送データが再生される。
【００１０】
このように、ＯＦＤＭ変復調方式を採用する従来の通信装置では、ＣＤＭＡやシングルキャリア変復調方式では得ることのできない、たとえば、伝送効率の良さおよび機能のフレキシビリティを利用して、高レートの通信を可能としている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、ＯＦＤＭ変復調方式を採用する従来の通信装置においては、以下に示すような問題点があった。
【００１２】
図１１は、従来の問題点を説明するための図であり、詳細には、上記高速逆フーリエ変換後の波形を示す図である。図示のように、従来の通信装置においては、ＩＦＦＴ出力が、一部分だけ急激に増減するような波形となることがあるため、この範囲でＤ／Ａコンバータのダイナミックレンジを設定すると、それ以外の部分については当該ダイナミックレンジを有効に使用できず、Ｄ／Ａコンバータのビット数によっては波形を正確に表現できない、という問題があった。
【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、規定のビット誤り率を提供しつつ、Ｄ／Ａコンバータのダイナミックレンジを有効に使用可能な通信装置および通信方法を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる通信装置にあっては、Ｄ／Ａコンバータのダイナミックレンジを制限するための構成として、ＩＦＦＴ出力の時間領域データに対して規定のビット誤り率を満たす所定のしきい値を設け、当該時間領域データを当該しきい値以下に制限するダイナミックレンジ制限手段、を備えることを特徴とする。
【００１５】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記ダイナミックレンジ制限手段は、ＤＱＰＳＫ用に、伝送路のＳ／Ｎ比にしたがって決定されたデータ通信時の使用トーン数と、前記時間領域データにおけるピーク値の１／Ｍ（自然数）に設定したしきい値と、が対応付けられたＤＱＰＳＫ用しきい値テーブルを備え、前記ＤＱＰＳＫ用しきい値テーブルから、使用トーン数に対応するしきい値を読み出し、さらに、前記時間領域データを当該しきい値以下に制限し、制限後のデータをＤ／Ａコンバータに対して出力することを特徴とする。
【００１６】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記ダイナミックレンジ制限手段は、ＤＱＰＳＫ用に、伝送路のＳ／Ｎ比にしたがって決定されたデータ通信時の使用トーン数から、前記時間領域データにおけるピーク値の１／Ｍ（自然数）となるしきい値を求めるＤＱＰＳＫ用演算手段を備え、前記時間領域データを、前記ＤＱＰＳＫ用演算手段にて求めたしきい値以下に制限し、制限後のデータをＤ／Ａコンバータに対して出力することを特徴とする。
【００１７】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記ダイナミックレンジ制限手段は、Ｍ−ＱＡＭ用に、伝送路のＳ／Ｎ比にしたがって決定されたデータ通信時の使用トーン数と、当該各トーンにのせるビット数と、所定の確率で発生する最大値に設定したしきい値と、が対応付けられたＭ−ＱＡＭ用しきい値テーブルを備え、前記Ｍ−ＱＡＭ用しきい値テーブルから、使用トーン数および各トーンにのせるビット数に対応するしきい値を読み出し、さらに、前記時間領域データを当該しきい値以下に制限し、制限後のデータをＤ／Ａコンバータに対して出力することを特徴とする。
【００１８】
つぎの発明にかかる通信方法にあっては、Ｄ／Ａコンバータのダイナミックレンジを制限するための処理として、ＩＦＦＴ出力の時間領域データに対して規定のビット誤り率を満たす所定のしきい値を設け、当該時間領域データを当該しきい値以下に制限するダイナミックレンジ制限ステップ、を含むことを特徴とする。
【００１９】
つぎの発明にかかる通信方法において、前記ダイナミックレンジ制限ステップにあっては、伝送路のＳ／Ｎ比にしたがって決定されたデータ通信時の使用トーン数と、前記時間領域データにおけるピーク値の１／Ｍ（自然数）に設定したしきい値と、が対応付けられたＤＱＰＳＫ用のしきい値テーブルから、使用トーン数に対応するしきい値を読み出すＤＱＰＳＫ用しきい値読み出しステップと、前記時間領域データを当該しきい値以下に制限するＤＱＰＳＫ用しきい値制限ステップと、前記制限後のデータをＤ／Ａコンバータに対して出力するＤＱＰＳＫ用出力ステップと、を含むことを特徴とする。
【００２０】
つぎの発明にかかる通信方法において、前記ダイナミックレンジ制限ステップにあっては、変調方式がＤＱＰＳＫの場合に、伝送路のＳ／Ｎ比にしたがって決定されたデータ通信時の使用トーン数から、前記時間領域データにおけるピーク値の１／Ｍ（自然数）となるしきい値を求めるＤＱＰＳＫ用演算ステップと、前記時間領域データを、前記ＤＱＰＳＫ用演算ステップにて求めたしきい値以下に制限するＤＱＰＳＫ用しきい値制限ステップと、前記制限後のデータをＤ／Ａコンバータに対して出力するＤＱＰＳＫ用出力ステップと、を含むことを特徴とする。
【００２１】
つぎの発明にかかる通信方法において、前記ダイナミックレンジ制限ステップにあっては、伝送路のＳ／Ｎ比にしたがって決定されたデータ通信時の使用トーン数と、当該各トーンにのせるビット数と、所定の確率で発生する最大値に設定したしきい値と、が対応付けられたＭ−ＱＡＭ用のしきい値テーブルから、使用トーン数および各トーンにのせるビット数に対応するしきい値を読み出すＭ−ＱＡＭ用しきい値読み出しステップと、前記時間領域データを当該しきい値以下に制限するＭ−ＱＡＭ用しきい値制限ステップと、前記制限後のデータをＤ／Ａコンバータに対して出力するＭ−ＱＡＭ用出力ステップと、を含むことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。すなわち、マルチキャリア変復調方式によりデータ通信を行う通信装置であれば、電力線モデム以外にも適用可能である。
【００２３】
実施の形態１．
本実施の形態では、既存の電力線を利用した通信装置として、マルチキャリア変復調方式を採用する電力線モデム、具体的にいうと、高速ＰＬＣ（Power Line Carrier）モデム装置について説明する。
【００２４】
図１は、本発明にかかる高速ＰＬＣモデム装置の物理層変復調部の構成を示す図である。図１において、１はフレーミング回路であり、２はマッパであり、３は逆高速フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）であり、４はディジタル／アナログ変換回路（Ｄ／Ａ）であり、５は結合回路であり、６は伝送路（電力線）であり、７は制御回路であり、８はアナログ／ディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）であり、９はキャリア検出回路であり、１０はシンボル同期回路であり、１１は高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）であり、１２はデマッパであり、１３はデフレーミング回路であり、１４はサンプル同期回路であり、１５は送信バッファであり、１６は受信バッファであり、１７はピークリダクション回路である。
【００２５】
そして、フレーミング回路１、マッパ２、ＩＦＦＴ３、送信バッファ１５、ピークリダクション回路１７、Ｄ／Ａ４で送信系を構成し、Ａ／Ｄ８、キャリア検出回路９、シンボル同期回路１０、サンプル同期回路１４、受信バッファ１６、ＦＦＴ１１、デマッパ１２、デフレーミング回路１３で受信系を構成する。
【００２６】
上記高速ＰＬＣモデム装置は、多重化方式として周波数分割多重の一種であるＯＦＤＭ変復調方式を採用する。この方式は、互いに直交するキャリア（トーン）を用いることで、周波数分割多重のなかで最も密にトーンを配置する。図２は、この通信で使用する周波数帯域、および各トーンの用途を示す図である。ここでは、図２（ａ）に示すとおり、電波法施行規則で許可されている１０ｋ〜４５０ｋＨｚの帯域に、４．３１２５ｋＨｚ間隔で最大９７本（１２，３９７５ｋＨｚ〜４４８．５ｋＨｚ）のトーンを生成する。また、図２（ｂ）に示すとおり、トーンによって用途が異なる。具体的にいうと、高速ＰＬＣモデム装置では、低速ＰＬＣモデム装置に予約されているトーン３２，４８，６４，８０，９６およびパイロットトーンとして使用されているトーン５６，７２，８８以外の、トーン３〜トーン１０４内のすべてのトーンを用いて、データ通信を行う。
【００２７】
また、図３は、上記ＣＰシンボルの伝送路上の状態と、ＦＦＴに入力されるシンボルの単位と、を示す図である。たとえば、ＣＰシンボル（ＣＰＳ）は、１６サンプルのサイクリックプレフィックス（ＣＰ）と、２５６サンプルのデータ部分で構成され、１ＣＰシンボルが２７２サンプルとなる。したがって、受信側では、既知のタイミングで挿入されたＣＰを削除した状態（図３の“復調ＦＦＴへ”に相当）でデータの復調を行う。なお、上記データ部分とは、通信の最小単位であり、送信するすべてのトーンの合成波を、２５６点サンプルで表現したものである。また、ＣＰとは、シンボル間干渉を防ぐためにシンボル間に挿入されたものであり、データ部分の終端１６サンプルを複製して貼り付けたものであり、これにより、ＣＰとデータ部分が連続的な波形となる。
【００２８】
また、上記高速ＰＬＣモデム装置の通信においては、情報伝達の最小単位をフレームとする。図４は、フレームの概略を示す図である。図示のように、フレームは、物理層フレームと後続のフレーム間ギャップにより構成される。ギャップとは、送信を禁止する期間のことであり、ここでは、２ＣＰＳとする。また、上記物理層フレームは、プリアンブルと物理層論理フレームとＥＯＦ（End Of Frame）により構成され、さらに上記物理層論理フレームは、物理層ヘッダと物理層付加ペイロードと上位層ペイロードにより構成される。
【００２９】
以下、送信系および受信系の基本的な動作を図１にしたがって説明する。まず、送信系の動作について説明する。たとえば、上記高速ＰＬＣモデム装置の物理層変復調部に送信データが入力されると、フレーミング回路１では、フレーミング処理を行い、そのフレームをマッパ２に出力する。具体的にいうと、フレーミング回路１では、まず、物理層付加ペイロードと上位層ペイロードとを結合して物理層ペイロードを作成する。さらに、スクランブラによる「送信スペクトルの特定周波数への集中を防止するためのビット列変換処理」や、Ｒ−Ｓエンコーダによる「リードソロモン符号化処理」や、インタリーバによる「バーストノイズによるエラー低減のためのビット列変換処理」を実行する。その後、物理層ペイロードに物理層ヘッダを結合して物理層論理フレームを作成する。
【００３０】
マッパ２では、まず、受け取ったフレームの入力ビット列を、制御回路７からの「トーンオーダリング選択情報」にしたがって各トーンへ配分する。つぎに、各トーンに配分されたビット列を、「ターボ符号長選択情報」にしたがってターボ符号化する。そして、ターボ符号化されたビット列を、「ビットマップ選択情報」および「電力配分選択情報」にしたがってマッピング（ビット列を複素データへ変換する）し、その結果をＩＦＦＴ３へ出力する。
【００３１】
ＩＦＦＴ３では、受け取ったデータを逆フーリエ変換することにより、周波数領域データを時間領域データに変換し、２５６サンプルの出力データに１６サンプルのＣＰを付加して２７２サンプルのＣＰＳを生成する。そして、送信バッファ１５では、ＩＦＦＴ３出力を蓄積し、シンボル同期クロックを用いて当該ＣＰＳをＤ／Ａ４に対して出力する。
【００３２】
Ｄ／Ａ４では、受け取ったプリアンブル付加後の時間領域データを、サンプリングクロックにしたがってアナログ信号へ変換し、さらに、当該アナログ信号を、結合回路５および伝送路６を介して、同一電力線に接続された他の通信装置へ送信する。
【００３３】
つぎに、受信系の動作について説明する。なお、ここでは、説明の便宜上、伝送路６に通信装置が１台しか接続されていないので、図１の受信系の構成を用いて説明を行う。また、以降で説明する受信系では、クロックマスタとなる通信装置から常時送信されてくるパイロットトーンを用い（通信が行われていないときに間欠的に送られてくるパイロットフレームを用い）、シンボル同期回路１０によりシンボル同期が確立され、サンプル同期回路１４によりサンプル同期が確立されていることを前提とする。
【００３４】
まず、上述のように送信系からマルチキャリアデータが送信されると、他の通信装置の受信系では、送信系の動作とは逆の動作を行い、データを復調する。具体的にいうと、送信側の通信装置から送られてきたマルチキャリアデータ（アナログ信号）を、結合回路５を介して取り込んだＡ／Ｄ８が、まず、サンプリングクロックにしたがってサンプリングする。そして、受信バッファ１６が、サンプリングデータを蓄積し、シンボル同期クロックを用いて当該サンプリングデータをＦＦＴ１１に対して出力する。
【００３５】
続いて、キャリア検出回路９では、高速ＰＬＣ信号が伝送路に存在することを、ＡＧＣの受信信号レベルにより判定し、その結果を制御回路７に通知する。なお、高速ＰＬＣ信号の検出は、相関器によるＣＲＬ検出により行われる。
【００３６】
ＦＦＴ１１では、前記サンプリングデータに対してフーリエ変換を行うことにより、時間領域のマルチキャリア信号を周波数領域のデータに変換し、さらに、当該周波数領域データにおいて、物理層ペイロードと物理層ヘッダとを分離し、物理層ペイロード成分だけをデマッパ１２へ出力する。
【００３７】
デマッパ１２では、まず、受け取ったトーン単位の周波数領域データに対して、制御回路７から指示された「ＦＥＱ係数選択情報」を用いて、振幅および位相の等化処理を行う。つぎに、制御回路７からの「ターボ符号長選択情報」を用い、等化後のデータに対してターボ復号を実施する。つぎに、制御回路７からの「ビットマップ選択情報」にしたがって、復号後のデータを所定のビット列へ変換する。最後に、制御回路７からの「トーンオーダリング選択情報」にしたがって、ビット列の再構成を行い、当該再構成（復調）されたビット列をデフレーミング回路１３へ出力する。
【００３８】
デフレーミング回路１３では、復調後のデータに対して、フレーミング回路１によるフレーミング処理とは逆の処理を実施し、すなわち、デインタリーブ処理、リードソロモンによる誤り訂正処理、スクランブル解除を実施し、その後、物理層ペイロードから上位層ペイロード成分だけを抽出する。そして、当該上位層ペイロード成分だけを上位層へ出力する。
【００３９】
以上、マルチキャリア変復調方式を採用する高速ＰＬＣモデム装置の概要および基本動作について説明した。以降は、本発明の特徴となる高速ＰＬＣモデムの動作を、図面を用いて詳細に説明する。
【００４０】
本発明にかかる高速ＰＬＣモデム装置では、上記で説明したように、Ｄ／Ａ４が、受け取ったプリアンブル付加後の時間領域データを、すなわち、２７２サンプルのデータを、サンプリングクロックにしたがってアナログ信号へ変換する。しかしながら、ＩＦＦＴ３出力のマルチキャリア信号は、図１１にて示したように、一部分だけが急激に増減するような波形となることがあるため、この範囲でＤ／Ａ４のダイナミックレンジを設定すると、急激に増減する部分以外の波形については値がほとんど変化せず、当該ダイナミックレンジを有効に使用できない、という問題があった。
【００４１】
そこで、本実施の形態においては、ダイナミックレンジを制限するための回路、すなわち、上記ＩＦＦＴ出力の時間領域データに対して、規定のビット誤り率を満たす所定のしきい値（ピークカット値）を設け、当該時間領域データをしきい値以下に制限するピークリダクション回路１７、を追加する。以降の説明では、上記所定のしきい値をピークカット値と表現し、さらに、変調方式がＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）の場合に、たとえば、ピーク値の１／２をピークカット値とし、Ｍ−ＱＡＭ（M level Quadrature Amplitude Modulation）の場合には、確率１万分の１で発生する最大値をピークカット値とする。これにより、Ｄ／Ａ４出力のダイナミックレンジを制限できるため、上記急激に増減する部分以外の波形についても、ダイナミックレンジを有効に使用することができる。
【００４２】
以降、ピークリダクション回路１７の動作について説明する。まず、ピークリダクション回路１７では、変調方式がＤＱＰＳＫの場合、伝送路のＳ／Ｎ比（トレーニング時に測定される）にしたがって決定されたデータ通信に使用するトーン数を用いて、ピークカット値を決定する。具体的にいうと、使用トーン数とピークカット値とが対応付けられた状態で格納されたピークカット値格納テーブル（予め用意しておく）から、当該トーン数に対応するピークカット値を読み出す。そして、ＩＦＦＴ３からの時間領域データをピークカット値以下に制限し、ピークカット後のデータをＤ／Ａ４に対して出力する。
【００４３】
図５は、上記ピークカット値格納テーブルの一例を示す図であり、図６は、トーン数−ＩＦＦＴピーク値特性を示す図である。本実施の形態においては、規定のビット誤り率を提供するという観点から、すなわち、受信側で確実に復調可能なマルチキャリア信号を出力するという観点から、ピークカット値を上記２７２サンプルの時間領域データにおけるピーク値の１／２とした。図７は、たとえば、使用トーン数が１０２トーンである場合のピークカット値を示す図である。この場合は、図６からもわかるとおり、ＩＦＦＴ出力のピーク値が０．８であるため、ピークカット値は０．４となる。
【００４４】
なお、上記では、ピークリダクション回路１７がピークカット値格納テーブルを参照することでピークカット値を得る構成としたが、ピークカット値格納テーブルによらず、たとえば、データ通信に使用するトーン数に応じて、
ピークカット値＝（使用トーン数÷使用可能トーン数）×０．８×０．５…（１）
を計算し、ピークカット値を得ることとしてもよい。図８は、ピークカット値格納テーブルによらずにピークカット値を得る方法を示すフローチャートである。ここでは、まず、ピークリダクション回路１７が、トレーニングにより決定した使用トーン数が５０未満かどうかをチェックし（ステップＳ１）、たとえば、５０未満であれば（ステップＳ１，Ｙｅｓ）、計算に使用するトーン数を一律５０とし、上記（１）式に当該一律５０の使用トーン数を代入し（ステップＳ２）、ピークカット値を得る（ステップＳ３）。一方、トレーニングにより決定した使用トーン数が５０以上であれば（ステップＳ１，Ｎｏ）、上記（１）式に個々の使用トーン数を直接代入し、ピークカット値を得る（ステップＳ３）。なお、ここでは、ピークカット値格納テーブルが上記（１）を実行するための演算回路に置き換わる。
【００４５】
一方、変調方式がＭ−ＱＡＭの場合、ピークリダクション回路１７では、伝送路のＳ／Ｎ比（トレーニング時に測定される）にしたがって決定されたデータ通信に使用するトーン数と、各トーンにのせるビット数と、を用いて、ピークカット値を決定する。具体的にいうと、使用トーン数と各トーンにのせるビット数とピークカット値とが対応付けられた状態で格納されたピークカット値格納テーブル（予め用意しておく）から、当該トーン数に対応するピークカット値を読み出す。そして、ＩＦＦＴ３からの時間領域データをピークカット値以下に制限し、ピークカット後のデータをＤ／Ａ４に対して出力する。
【００４６】
図９は、上記ピークカット値格納テーブルの一例を示す図であり、図１０は、Ｍ（４、１６、６４、２５６、１０２４の場合）−ＱＡＭにおけるトーン数−ＩＦＦＴピーク値特性を示す図である。本実施の形態においては、規定のビット誤り率を提供するという観点から、すなわち、受信側で確実に復調可能なマルチキャリア信号を出力するという観点から、ピークカット値を確率１万分の１で発生する最大値とした。
【００４７】
このように、本実施の形態においては、ＩＦＦＴ出力に対して規定のビット誤り率を満たす所定のピークカット値を設け、さらに当該ＩＦＦＴ出力をピークカット値に制限するピークリダクション回路、を追加する構成としたため、ＩＦＦＴ出力が一部分だけ急激に増減するような波形であった場合においても、Ｄ／Ａコンバータのダイナミックレンジを有効に使用できる。
【００４８】
また、本実施の形態においては、ＤＱＰＳＫおよびＭ−ＱＡＭの変調方式に対応可能とし、さらに、規定のビット誤り率を提供するという観点から、ＤＱＰＳＫの場合にピークカット値をピーク値の１／２とし、Ｍ−ＱＡＭの場合にピークカット値を確率１万分の１で発生する最大値としたため、常に所定の復調特性を満たす最適なピークカット値が得られる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、変調方式がＤＱＰＳＫの場合にピークカット値をピーク値の１／２とし、Ｍ−ＱＡＭの場合にピークカット値を確率１万分の１で発生する最大値としたが、これは一例であり、たとえば、所定の復調特性を満たす値であれば、これ以外のピークカット値を用いることとしてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、ＩＦＦＴ出力に対して規定のビット誤り率を満たす所定のピークカット値を設け、さらに当該ＩＦＦＴ出力をピークカット値に制限するダイナミックレンジ制限手段、を追加する構成とした。これにより、ＩＦＦＴ出力が一部分だけ急激に増減するような波形であった場合においても、Ｄ／Ａコンバータのダイナミックレンジを有効に使用することが可能な通信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００５１】
つぎの発明によれば、ＤＱＰＳＫに対応可能とし、さらに、規定のビット誤り率を提供するという観点から、ピークカット値を、たとえば、時間領域データにおけるピーク値の１／２とする。これにより、常に所定の復調特性を満たす最適なピークカット値を決定することが可能な通信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００５２】
つぎの発明によれば、ＤＱＰＳＫに対応可能とし、さらに、規定のビット誤り率を提供するという観点から、たとえば、時間領域データにおけるピーク値の１／２となるピークカット値を計算する。これにより、常に所定の復調特性を満たす最適なピークカット値を決定することが可能な通信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００５３】
つぎの発明によれば、Ｍ−ＱＡＭに対応可能とし、さらに、規定のビット誤り率を提供するという観点から、ピークカット値を、たとえば、確率１万分の１で発生する最大値とする、これにより、常に所定の復調特性を満たす最適なピークカット値を決定することが可能な通信装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００５４】
つぎの発明によれば、ＩＦＦＴ出力に対して規定のビット誤り率を満たす所定のピークカット値を設け、さらに当該ＩＦＦＴ出力をピークカット値に制限する、ダイナミックレンジ制限ステップを追加した。これにより、ＩＦＦＴ出力が一部分だけ急激に増減するような波形であった場合においても、Ｄ／Ａコンバータのダイナミックレンジを有効に使用できる、という効果を奏する。
【００５５】
つぎの発明によれば、ＤＱＰＳＫに対応可能とし、さらに、規定のビット誤り率を提供するという観点から、ピークカット値を、たとえば、時間領域データにおけるピーク値の１／２とする。これにより、常に所定の復調特性を満たす最適なピークカット値を決定することができる、という効果を奏する。
【００５６】
つぎの発明によれば、ＤＱＰＳＫに対応可能とし、さらに、規定のビット誤り率を提供するという観点から、たとえば、時間領域データにおけるピーク値の１／２となるピークカット値を計算する。これにより、常に所定の復調特性を満たす最適なピークカット値を決定することできる、という効果を奏する。
【００５７】
つぎの発明によれば、Ｍ−ＱＡＭに対応可能とし、さらに、規定のビット誤り率を提供するという観点から、ピークカット値を、たとえば、確率１万分の１で発生する最大値とする、これにより、常に所定の復調特性を満たす最適なピークカット値を決定することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる高速ＰＬＣモデム装置の物理層変復調部の構成を示す図である。
【図２】  通信で使用する周波数帯域および各トーンの用途を示す図である。
【図３】  ＣＰシンボルの伝送路上の状態とＦＦＴに入力されるシンボルの単位とを示す図である。
【図４】  フレームの概略を示す図である。
【図５】  ピークカット値格納テーブルの一例を示す図である。
【図６】  トーン数−ＩＦＦＴピーク値特性を示す図である。
【図７】  使用トーンが１０２ビットである場合のピークカット値を示す図である。
【図８】  ピークカット値格納テーブルによらずにピークカット値を得る方法を示すフローチャートである。
【図９】  ピークカット値格納テーブルの一例を示す図である。
【図１０】  Ｍ（４、１６、６４、２５６、１０２４の場合）−ＱＡＭにおけるトーン数−ＩＦＦＴピーク値特性を示す図である。
【図１１】  問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１  フレーミング回路、２  マッパ、３  逆高速フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）、４  ディジタル／アナログ変換回路（Ｄ／Ａ）、５  結合回路、６  伝送路（電力線）、７  制御回路、８  アナログ／ディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）、９キャリア検出回路、１０  シンボル同期回路、１１  高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）、１２  デマッパ、１３  デフレーミング回路、１４  サンプル同期回路、１５  送信バッファ、１６  受信バッファ、１７  ピークリダクション回路。
【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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