JP2008141224A - Diversity reception method and reception apparatus in wired communication - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力線、電話線などの線路を伝送路に用いて通信を行う場合に、受信品質の向上を実現するダイバーシチ受信方法及び受信装置に関するものである。 The present invention relates to a diversity receiving method and a receiving apparatus that improve reception quality when communication is performed using a transmission line such as a power line or a telephone line.
ダイバーシチ受信方法は、同一内容の複数の受信信号を受信して、それらを合成したり、品質の良い方を選択したりして、受信品質を向上させる方法である。
ダイバーシチ受信方法は、従来、無線通信の分野において、異なった空中線で受信した信号、偏波の違う信号、電波到来角度の違う信号(これらのダイバーシチの対象とする信号をダイバーシチブランチという)などに対して、受信信号の品質を向上させるために行われてきた。
The diversity reception method is a method for improving reception quality by receiving a plurality of reception signals having the same content and combining them or selecting a higher quality signal.
Diversity reception methods are conventionally used in the field of wireless communications for signals received at different antennas, signals with different polarizations, signals with different radio wave arrival angles (diversity target signals are called diversity branches), etc. This has been done to improve the quality of the received signal.
有線通信においても、ダイバーシチ受信の考えが取り入れられている(特許文献1,2参照)。
特許文献1,2では、同一の通信信号が伝送される複数の電力線を介して、受信端で、通信信号をダイバーシチ受信する方法が提案されている。
ところが、前記特許文献1,2記載のダイバーシチ受信方法は、複数の線路を利用している。
このため、送信端と受信端との間に、複数の線路を布設しなければならず、このため通信システム構築のためのコストが増大するという問題がある。
一般に、ダイバーシチによる受信品質向上効果を得るには、ダイバーシチブランチ間の相関が小さいことが必要である。すなわち、一方が悪い状態(例:振幅が小さい)のときに、他方が悪くない(例:振幅が大きい)という相補的な関係にあることが必要である。
However, the diversity reception methods described in
For this reason, it is necessary to lay a plurality of lines between the transmission end and the reception end, and there is a problem that the cost for constructing the communication system increases.
Generally, in order to obtain the reception quality improvement effect by diversity, it is necessary that the correlation between the diversity branches is small. That is, it is necessary to have a complementary relationship in which one is in a bad state (eg, the amplitude is small) and the other is not bad (eg, the amplitude is large).
本発明者は、一対の線路を流れる電流と電圧の関係が、相補的な関係にあることに注目した。
すなわち、線路につながれている負荷のインピーダンスが大きな場合、負荷の電圧は上がり、電流は小さくなる。負荷のインピーダンスが小さい場合は、負荷の電圧は下がり、電流は大きくなる。
The inventor has noted that the relationship between the current flowing through the pair of lines and the voltage is complementary.
That is, when the impedance of the load connected to the line is large, the voltage of the load increases and the current decreases. When the load impedance is small, the load voltage decreases and the current increases.
したがって、情報伝送信号の受信端において、電流と電圧は相補的な関係にあるので、これらをダイバーシチブランチに選べば、受信品質の向上効果が期待できる。
本発明は、有線通信における情報伝送信号の受信端において、相補的な関係にある電流と電圧とを用いて、受信品質を向上させることができるダイバーシチ受信方法及び受信装置を提供することを目的とする。
Therefore, since the current and the voltage have a complementary relationship at the receiving end of the information transmission signal, if these are selected as the diversity branch, an effect of improving the reception quality can be expected.
An object of the present invention is to provide a diversity receiving method and a receiving apparatus capable of improving reception quality by using currents and voltages having a complementary relationship at the receiving end of an information transmission signal in wired communication. To do.
本発明のダイバーシチ受信方法は、情報伝送信号を、電力線、電話線などの一対の線路に重畳して通信する場合に、前記線路の受信端で前記線路の電圧及び電流をそれぞれ検出し、検出された電圧に含まれる情報伝送信号(電圧信号という)と、検出された電流に含まれる情報伝送信号(電流信号という)とをダイバーシチブランチに選んで、ダイバーシチ受信する方法である(請求項1)。 The diversity reception method of the present invention detects and detects the voltage and current of the line at the receiving end of the line when the information transmission signal is communicated by being superimposed on a pair of lines such as a power line and a telephone line. In this method, diversity transmission is performed by selecting an information transmission signal (referred to as a voltage signal) included in the detected voltage and an information transmission signal (referred to as a current signal) included in the detected current as a diversity branch (claim 1).
この方法により、電流と電圧の相補的な関係を利用して、受信品質の向上効果が期待できる。
前記ダイバーシチ受信は、前記検出された電流信号及び電圧信号に対して、受信品質が最良になるようにそれぞれ重みを付けて合成する、いわゆる合成ダイバーシチを採用してもよく(請求項2)、前記電圧信号及び電流信号のうち受信品質の良いほうを選択する、いわゆる選択ダイバーシチを採用しても良い(請求項5)。
By this method, it is possible to expect an effect of improving reception quality by utilizing a complementary relationship between current and voltage.
The diversity reception may employ so-called combining diversity in which the detected current signal and voltage signal are weighted and combined so as to obtain the best reception quality (claim 2). You may employ | adopt what is called selection diversity which selects the better reception quality among a voltage signal and a current signal (Claim 5).
前記合成処理は、検出された電圧信号及び電流信号をそれぞれフーリエ変換し、フーリエ変換した周波数領域の信号に対してそれぞれ重みを付けて合成してもよい(請求項3)。特に、広帯域な情報伝送信号を伝送する場合、一般に負荷インピーダンスの周波数特性は均一ではなく、信号帯域内で大小の変動が生じる。本方法によれば、周波数領域で、上記相補性のある電流信号と電圧信号とを合成し、帯域内での信号スペクトルの不均一性を改善できる。 In the synthesis process, the detected voltage signal and current signal may be Fourier transformed, and the Fourier transformed frequency domain signals may be weighted and synthesized. In particular, when transmitting a broadband information transmission signal, the frequency characteristics of the load impedance are generally not uniform, and large and small fluctuations occur within the signal band. According to this method, in the frequency domain, the complementary current signal and voltage signal can be combined to improve the non-uniformity of the signal spectrum within the band.
特に、前記電圧信号及び電流信号のいずれかを実数部、他方を虚数部にして複素時間信号を作成してフーリエ変換することとすれば(請求項4)、前記電圧信号と電流信号を個別にフーリエ変換するのに比べて、フーリエ変換回路の個数が半分で済み、フーリエ変換回路の回路構成が簡単になるという利点がある。
前記フーリエ変換に関係した情報伝送信号の伝送方式として、OFDM方式(請求項6)や、シングルキャリアブロック伝送方式(請求項7)があげられる。
In particular, if one of the voltage signal and the current signal is a real part and the other is an imaginary part to create a complex time signal and Fourier transform (Claim 4), the voltage signal and the current signal are individually obtained. Compared with the Fourier transform, the number of Fourier transform circuits can be halved and the circuit configuration of the Fourier transform circuit is simplified.
As an information transmission signal transmission system related to the Fourier transform, there are an OFDM system (Claim 6) and a single carrier block transmission system (Claim 7).
前記線路は、例えば電力線又は電話線である(請求項8)。線路として電力線を用いる場合、線路に接続された電気機器の負荷インピーダンスは、その機器の電源オンオフにより時間的に変動する。また線路が電話線の場合も、線路に接続された電話機のオンフック、オフフックにより負荷インピーダンスが変動するので、本発明が効果的に適用できる。
また、本発明のダイバーシチ受信装置は、一対の線路に重畳された情報伝送信号を受信するものであり、前記線路の電流を検出して得られる情報伝送信号(電流信号という)と、前記線路の電圧を検出して得られる情報伝送信号(電圧信号という)とをダイバーシチ受信するダイバーシチ受信部を備えるものである(請求項9)。
The line is, for example, a power line or a telephone line (Claim 8). When a power line is used as a line, the load impedance of an electric device connected to the line fluctuates with time depending on the power on / off of the device. Also, when the line is a telephone line, the load impedance varies depending on the on-hook and off-hook of the telephone connected to the line, so that the present invention can be effectively applied.
The diversity receiver of the present invention receives an information transmission signal superimposed on a pair of lines, an information transmission signal (referred to as a current signal) obtained by detecting the current of the line, A diversity receiver is provided for diversity-receiving an information transmission signal (referred to as a voltage signal) obtained by detecting the voltage.
この受信装置によって、電流と電圧の相補的な関係を利用して、受信品質の向上効果が期待できる。
前記電流信号は、前記線路の受信端で電流を検出する電流検出部を通して得ることができ、前記電圧信号は、前記線路の受信端で電圧を検出する電圧検出部を通して得ることができる(請求項10)。この構成によれば、受信装置内部に電流検出部、電圧検出部を設置しなくても電流信号、電圧信号が得られ、受信装置が小型化できる。
With this receiving apparatus, it is possible to expect an effect of improving reception quality by utilizing a complementary relationship between current and voltage.
The current signal can be obtained through a current detector that detects a current at the receiving end of the line, and the voltage signal can be obtained through a voltage detector that detects a voltage at the receiving end of the line. 10). According to this configuration, a current signal and a voltage signal can be obtained without installing a current detection unit and a voltage detection unit inside the reception device, and the reception device can be downsized.
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、情報伝送信号を一対の電力線又は電話線に重畳して通信する場合の、電力線又は電話線の受電端における情報伝送信号の検出回路を示すブロック図である。
前記電力線としては、家庭やオフィスに商用電力を供給する送配電線でもよく、車両内に直流電力を供給する車両内配線でもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a detection circuit for an information transmission signal at a power receiving end of a power line or a telephone line when communication is performed by superimposing the information transmission signal on a pair of power lines or a telephone line.
The power line may be a transmission / distribution line that supplies commercial power to a home or office, or an in-vehicle wiring that supplies DC power to the vehicle.
前記情報伝送信号は、RZ符号、マンチェスタ符号などのベースバンド符号化信号、又はそれにPSK,FSK,QAMなどのディジタル変調が施された帯域信号のいずれであってもよい。
情報伝送信号は、電流成分検出回路1により電流信号として検出され、電圧成分検出回路2により電圧信号として検出される。
The information transmission signal may be either a baseband encoded signal such as an RZ code or a Manchester code, or a band signal obtained by performing digital modulation such as PSK, FSK, or QAM.
The information transmission signal is detected as a current signal by the current component detection circuit 1 and detected as a voltage signal by the voltage
電流信号は、例えば線路に直列に挿入した抵抗の両端の電圧として容易に検出できるが、抵抗を挿入すると損失を生じるため、線路を取り囲むコイル(変流器)を挿入するのが一般的である。ここでは、変流器の一種として、電力線を変圧器の磁気回路に挿入して、その巻き線に発生する電圧を検出する電流プローブを使用する。
電圧信号は、受電端の線路間に発生する電圧を検出すればよく、その検出のための回路構成は任意である。
For example, a current signal can be easily detected as the voltage across a resistor inserted in series with the line, but if a resistor is inserted, a loss occurs, so a coil (current transformer) surrounding the line is generally inserted. . Here, as one type of current transformer, a current probe is used that detects the voltage generated in the winding by inserting a power line into the magnetic circuit of the transformer.
The voltage signal only needs to detect the voltage generated between the lines at the power receiving end, and the circuit configuration for the detection is arbitrary.
なお、注意すべきは、電流信号自体は、必ずしも電流変化で表されている必要はなく、抵抗等により電圧に変換されていてもよいことである。以下、本発明の実施形態では、電流信号、電圧信号ともに、電圧変化で表された信号であるとして説明を進める。
本発明のダイバーシチ受信方法では、これらの電流信号、電圧信号をダイバーシチブランチとして扱い、これらの電圧信号及び電流信号を合成することにより、又は、いずれかを選択することにより、受信品質を向上させる。
It should be noted that the current signal itself does not necessarily have to be expressed as a current change, and may be converted into a voltage by a resistor or the like. Hereinafter, in the embodiment of the present invention, description will be made assuming that both the current signal and the voltage signal are signals represented by voltage changes.
In the diversity reception method of the present invention, these current signals and voltage signals are handled as diversity branches, and the reception quality is improved by combining these voltage signals and current signals or by selecting one of them.
なお、検出される電圧信号及び電流信号の周波数帯域は、電力線の電源周波数や電話線の電話信号の周波数よりも高い周波数であるので、周波数の低い電源電圧・電流や電話信号を除去するために、高域通過フィルタFを通しておくことが望ましい。
図2は、電流成分検出回路1と、電圧成分検出回路2にそれぞれ高域通過フィルタFを用いた場合の回路ブロック図である。高域通過フィルタFの形式は、抵抗とコンデンサを使用した回路、コイルとコンデンサを使用した回路など任意である。
Since the frequency band of the detected voltage signal and current signal is higher than the power line power frequency of the power line and the telephone signal frequency of the telephone line, in order to remove the low frequency power supply voltage / current and telephone signal. It is desirable to pass through the high-pass filter F.
FIG. 2 is a circuit block diagram when the high-pass filter F is used for each of the current component detection circuit 1 and the voltage
以下、これらの検出された電流信号をir(t)、電圧信号をvr(t)と表記する。
ダイバーシチ方式には、通信品質が最良になるように電流信号ir(t)、電圧信号vr(t)にそれぞれ所定の重み係数をかけて加算する「合成ダイバーシチ」と、電流信号ir(t)、電圧信号vr(t)のいずれか通信品質の良い方を選択する「選択ダイバーシチ」とがある。「通信品質が良い」とは、例えば受信電力を比較して高い方、SN比の高い方又は伝送ひずみの小さい方などをいう。また、選択ダイバーシチには、選択スイッチング回路を復調前段に設置するか復調後段に設置するかの種類がある。
Hereinafter, these detected current signals are denoted by ir (t) and voltage signals are denoted by vr (t).
The diversity method includes “combined diversity” in which a predetermined weighting factor is added to each of the current signal ir (t) and the voltage signal vr (t) so as to obtain the best communication quality, and the current signal ir (t), There is “selection diversity” in which one of the voltage signals vr (t) having the better communication quality is selected. “Communication quality is good” means, for example, a higher received power, a higher SN ratio, or a lower transmission distortion. In addition, there is a type of selection diversity in which the selection switching circuit is installed in the pre-demodulation stage or the post-demodulation stage.
以下の実施形態では、合成ダイバーシチを例にとって詳しく説明する。
図3は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)方式の合成ダイバーシチ受信装置を示すブロック図である。
合成ダイバーシチ受信装置は、電流信号ir(t)、電圧信号vr(t)をそれぞれ入力している。電流信号ir(t)は、直列化された信号をNシンボル(Nは例えば256)ごとに並列化する直並列変換回路4aを通って、2N個の並列信号となる。電圧信号vr(t)も、Nシンボル直並列変換回路4bを通って、2N個の並列信号となる。"2"が付くのは、IFFT(逆フーリエ変換)回路の入出力が複素数なので、実数部とともに、虚数部を有するためである。ただし、電流信号ir(t)、電圧信号vr(t)は実数信号なので、虚数部の値はすべて0である。
The following embodiments will be described in detail by taking synthetic diversity as an example.
FIG. 3 is a block diagram illustrating an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) scheme combining diversity receiver.
The combined diversity receiver inputs a current signal ir (t) and a voltage signal vr (t). The current signal ir (t) is converted into 2N parallel signals through the serial-
各並列信号は、FFT回路5a,5bでフーリエ変換される。フーリエ変換された信号をIr(k)、Vr(k)と表記する。ここで"k"は離散周波数を表す変数であり、k=0,1,2,...,N-1である。
一方、電流信号ir(t)、電圧信号vr(t)は、それぞれ伝送路特性推定部8a,8bによって、伝送路特性が推定される。伝送路特性は、線路の送信端から受信端までの伝達関数である。例えば、情報伝送信号にあらかじめ挿入されたパイロット信号をフィルタで取り出し、その強度と位相を測定すれば得られる。
Each parallel signal is Fourier transformed by
On the other hand, the transmission path characteristics of the current signal ir (t) and the voltage signal vr (t) are estimated by the transmission path
伝送路特性推定部8a,8bは、電流信号Ir(k)及び電圧信号Vr(k)に対する周波数領域での上記伝達関数を出力する。これらの信号は上記離散周波数kと同じ離散周波数で表現される実数部、虚数部の合計2N個の並列信号であり、それぞれhi(k),hv(k)と表す。
合成等化部6は、重み係数gi(k),gv(k)を、各フーリエ変換後の信号Ir(k)、Vr(k)に乗じて加算する。加算された信号R(k)は、次のように表される。
The transmission path
The
R(k)=gi(k)Ir(k)+gv(k)Vr(k)
合成等化部6は、この加算後の信号R(k)のSN比を最大にするように、重み係数gi(k),gv(k)を決定する。重み係数gi(k),gv(k)は、前記hi(k),hv(k)を用いて、
gi(k)=h*i(k)/(|h*i(k)|2+|h*v(k)|2)
gv(k)=h*v(k)/(|h*i(k)|2+|h*v(k)|2)
で算出することができる。"*"は複素共役を表す。
R (k) = gi (k) Ir (k) + gv (k) Vr (k)
The
gi (k) = h * i (k) / (| h * i (k) | 2 + | h * v (k) | 2 )
gv (k) = h * v (k) / (| h * i (k) | 2 + | h * v (k) | 2 )
Can be calculated. “*” Represents a complex conjugate.
なお、重み係数gi(k),gv(k)の求め方の詳細は、アンテナダイバーシチの例であるが、トリケップス企画部編「〜ディジタル放送/移動通信のための〜OFDM変調技術」p.115-p.120,株式会社トリケップス、2000年3月6日発行、を参照。
これによって、復調後の信号の誤り率を最小にすることが可能となる。
なお、以上の伝送路特性推定部8a,8bはパイロット信号を使って伝送路特性をhi(k),hv(k)を決定していたが、それ以外でもよい。例えば、形の分かっている信号(チャープ信号やPN系列など)を適当な間隔で挿入し、受信機側でその歪みを測定して伝送路特性を推定する、送信データシンボルの代わりに既知のシンボルを一定間隔で送信しその歪みを測定して伝送路特性を推定する方法がある。詳細は前記文献p.102-p.108を参照。
Note that details of how to obtain the weighting factors gi (k) and gv (k) are examples of antenna diversity, but the Trikes Planning Department, "~ OFDM modulation technology for digital broadcasting / mobile communications" p.115. -See p.120, Trikes, Inc., issued March 6, 2000.
As a result, the error rate of the demodulated signal can be minimized.
Although the above transmission path
また、合成等化部6は、信号R(k)のSN比が最大になるよう重み係数gi(k),gv(k)を決定していたが、それ以外にも伝送品質が改善できる条件を設定すればよく、決定方法は任意である。
合成等化部6で加算された信号R(k)は、復調器7に入り、もとの符号列に変換される。符号列は、Nシンボル並直列変換回路10で並直列変換され、情報データとして取り出される。
The
The signal R (k) added by the
以上のように、この合成ダイバーシチ受信装置では、電力線又は電話線の受電端における電流信号、電圧信号を検出して、伝送特性が最良になるように、電流信号、電圧信号を所定の重みで合成するので、どの時点においても、最良の情報伝送信号を復元することができる。
次に、次にシングルキャリアブロック伝送方式(Single carrier block transmission, SCBT、以下SCBT方式という)の場合を説明する。
As described above, this combining diversity receiver detects the current signal and voltage signal at the receiving end of the power line or telephone line, and combines the current signal and voltage signal with a predetermined weight so that the transmission characteristics are the best. Therefore, the best information transmission signal can be restored at any time.
Next, a case of a single carrier block transmission system (Single Carrier Block Transmission, SCBT, hereinafter referred to as SCBT system) will be described.
なお、SCBT方式とは、複数の情報シンボルから構成された信号ブロックを送信し、受信側でこのブロック単位で等化や復調の処理を行うブロック伝送方式において、送信ブロックにガード区間(guard interval, GI)を付加し、受信側で離散周波数領域等化を行う伝送方式である。
ここで情報伝送信号は、単一の周波数帯域で情報シンボルを伝送するベースバンド信号、または単一搬送波(シングルキャリア)を変調した帯域信号である。
The SCBT scheme is a block transmission scheme in which a signal block composed of a plurality of information symbols is transmitted and equalization or demodulation processing is performed in units of blocks on the receiving side. GI), and a transmission method for performing discrete frequency domain equalization on the receiving side.
Here, the information transmission signal is a baseband signal for transmitting information symbols in a single frequency band, or a band signal obtained by modulating a single carrier.
ガード区間として、送信ブロック末尾一部のコピー(サイクリックプレフィクス)を挿入したものをSC-CP (Single carrier block transmission with cyclic prefix)方式と呼び、受信側で離散フーリエ変換を用いることにより効果的な周波数領域等化を実施できる。以上の詳細は、2004 Microwave Workshop Digest, p.523-532.を参照。
図4は、有線通信におけるSCBT方式の合成ダイバーシチ受信装置を示すブロック図である。
As a guard interval, a copy of the transmission block tail part (cyclic prefix) inserted is called SC-CP (Single carrier block transmission with cyclic prefix) method, and it is effective by using discrete Fourier transform on the receiving side. Frequency domain equalization can be performed. For details, see 2004 Microwave Workshop Digest, p.523-532.
FIG. 4 is a block diagram showing an SCBT method diversity receiver in wired communication.
このSCBT方式とOFDM方式との違いは、OFDM方式では情報伝送信号を送信側で逆フーリエ変換して伝送路に送り出し、受信機がその信号をフーリエ変換し、等化して使用するのに対して、SCBT方式では、送信機の方で逆フーリエ変換しないで伝送路に送り出し、受信機でその信号をフーリエ変換し、周波数領域で等化し、逆フーリエ変換して使用することである。伝送信号スペクトルの観点ではOFDMではマルチキャリア、SCBTではシングルキャリアの形態となる。 The difference between the SCBT method and the OFDM method is that, in the OFDM method, the information transmission signal is subjected to inverse Fourier transform on the transmission side and sent to the transmission line, and the receiver performs Fourier transform, equalization and use of the signal. In the SCBT system, the transmitter sends out the signal to the transmission line without performing the inverse Fourier transform, the receiver performs the Fourier transform, equalizes in the frequency domain, and uses the inverse Fourier transform. From the viewpoint of the transmission signal spectrum, OFDM is a multi-carrier and SCBT is a single carrier.
SCBT方式の受信機側では、受信時間信号を離散フーリエ変換するので、以上に説明した本発明の内容を適用することができる。そのため、SCBT方式のNシンボル直並列変換回路4a,4b、FFT回路5、伝送路特性推定部8a,8b、及び合成等化部6は、OFDM方式の回路と実質的に同じ回路である。
図4において、合成等化部6で合成された信号R(k)は、IFFT回路9で逆フーリエ変換され、時間軸上のシンボル列に変換される。シンボル列は、Nシンボル並直列変換され、復調器7に入って復調され、情報データとして取り出される。
Since the reception time signal is subjected to discrete Fourier transform on the SCBT receiver side, the contents of the present invention described above can be applied. Therefore, the SCBT type N-symbol serial /
In FIG. 4, the signal R (k) synthesized by the
以上のようにSCBT方式の合成ダイバーシチ受信装置でも、上記OFDM方式の合成ダイバーシチ受信装置と同様に、どの時点においても、最良の情報伝送信号を復元することができる。
次に、電流信号ir(t)、電圧信号vr(t)の一つを実数部、他の一つを虚数部とみなす簡略化合成ダイバーシチ方式を説明する。
As described above, the SCBT system diversity receiver can restore the best information transmission signal at any point in time as in the case of the OFDM system diversity receiver.
Next, a simplified combining diversity system will be described in which one of the current signal ir (t) and the voltage signal vr (t) is regarded as a real part and the other is regarded as an imaginary part.
図3、図4の回路では、電流信号ir(t)は2N個の並列複素信号で表されるが、そのうち虚数部のN個は0であり、実際に必要なのは実数部のN個である。電圧信号vr(t)も2N個の並列複素信号で表されるが、そのうち虚数部のN個は0であり、実際に必要なのは実数部のN個である。従って、FFT回路5a,5bとしては冗長な回路構成であった。
この簡略化合成ダイバーシチ方式のFFT回路5を、図5に示す。このFFT回路5は、N個の並列信号である電流信号ir(t)の実数部と、N個の並列信号である電圧信号vr(t)の実数部に虚数単位jをかけたものとの和
u(t)=ir(t)+jvr(t)
を入力信号としている。入力信号u(t)は、フーリエ変換されてFFT回路5の出力には周波数領域の信号U(k)=X(k)+jZ(k)が得られる。ここで、X(k),Z(k)はそれぞれU(k)の実数部、虚数部である。X(k),Z(k)は所望の電流、電圧信号のフーリエ変換値ではないので、次の演算により電流、電圧信号のフーリエ変換値Ir(k)、Vr(k)に変換する。
In the circuits of FIGS. 3 and 4, the current signal ir (t) is represented by 2N parallel complex signals, of which N in the imaginary part is 0, and actually, N in the real part are required. . The voltage signal vr (t) is also expressed by 2N parallel complex signals, of which N in the imaginary part is 0, and what is actually required is N in the real part. Therefore, the
The simplified combining diversity
Is the input signal. The input signal u (t) is Fourier-transformed, and a frequency domain signal U (k) = X (k) + jZ (k) is obtained at the output of the
Ir(k)=[X(k)/2+X(N-k)/2]+j[Z(k)/2−Z(n-k)/2] (1)
Vr(k)=[Z(k)/2+Z(N-k)/2]−j[X(k)/2−X(n-k)/2] (2)
ここでNは時間領域の標本数、つまりFFTのポイント数、n=0,...,N−1である(宮川、今井「高速フーリエ変換」p.185-p.187,科学技術出版社、昭和53年12月15日発行)。
この演算によりFFT回路5出力値より、電流信号のフーリエ変換値Ir(k)と電圧信号のフーリエ変換値Vr(k)を分離することができる。
Ir (k) = [X (k) / 2 + X (Nk) / 2] + j [Z (k) / 2−Z (nk) / 2] (1)
Vr (k) = [Z (k) / 2 + Z (Nk) / 2] -j [X (k) / 2-X (nk) / 2] (2)
Where N is the number of samples in the time domain, that is, the number of FFT points, n = 0,..., N−1 (Miyakawa, Imai “Fast Fourier Transform” p.185-p.187, Science and Technology Publishers Issued December 15, 1978).
By this calculation, the Fourier transform value Ir (k) of the current signal and the Fourier transform value Vr (k) of the voltage signal can be separated from the output value of the
こうして分離されたIr(k),Vr(k)は、合成等化部6に入力される。以下の処理は、図4で説明したのと同様である。
この簡略化合成ダイバーシチ方式では、図3、図4の回路と異なり、FFT回路5が1つで済むのが利点となる。すなわち、図3、図4の回路では、2つのFFT回路5a,5bを使いながら、実際には、FFT回路1つ分の処理しかしていない。ところが、この図5の回路では、N個の並列信号である電流信号ir(t)と、電圧信号vr(t)とで1つの複素時間信号を構成しているので、1つのFFT回路5を使って処理を行うことができる。またFFT回路5出力から電流信号のフーリエ変換値Ir(k)と電圧信号のフーリエ変換値Vr(k)の分離は簡単な四則演算で実現できる。したがって、FFT全体の回路規模が半分で済み、受信装置の簡素化が実現できるとともに、前記の2個のFFT回路を使用した場合と同じダイバーシチ効果を得ることができる。
Ir (k) and Vr (k) thus separated are input to the
This simplified combining diversity system has an advantage that only one
図6は、OFDM方式の簡略化合成ダイバーシチ受信装置を示すブロック図である。
この簡略化合成ダイバーシチ受信装置と、図3の合成ダイバーシチ受信装置との相違点は、電流信号ir(t)が、Nシンボル直並列変換回路14aを通って、虚数部0が省略されたN個の並列信号となり、電圧信号vr(t)も、Nシンボル直並列変換回路14bを通って、N個の並列信号となることである。"2"は付かない。
FIG. 6 is a block diagram showing a simplified combining diversity receiving apparatus of the OFDM method.
The difference between the simplified combining diversity receiving apparatus and the combining diversity receiving apparatus of FIG. 3 is that the current signal ir (t) passes through the N-symbol serial /
FFT回路5は、図3と違って、複素化部51、FFT部52、演算部53により構成される。
複素化部51は、電流信号ir(t)に相当する前記N個の並列実数信号と、電圧信号vr(t)に相当する前記N個の並列実数信号とを使って、複素時間信号
u(t)=ir(t)+jvr(t)
を作る。
Unlike FIG. 3, the
The
make.
FFT部52は、この信号をフーリエ変換し、周波数領域の複素信号U(k)を出力する。
演算部53は、前述した(1)(2)式を使って、Ir(k),Vr(k)を求める。
合成等化部6は、前述したように、重み係数gi(k),gv(k)を決定して、各フーリエ変換後の信号Ir(k)、Vr(k)に乗じて、加算する。加算された信号R(k)は、次のように表される。
The
The
As described above, the
R(k)=gi(k)Ir(k)+gv(k)Vr(k)
合成等化部6は、この加算後の信号R(k)のSN比を最大にするように、重み係数gi(k),gv(k)を決定する。復調器7は信号R(k)をもとの符号列に変換し、符号列は、Nシンボル並直列変換され、情報データとして取り出される。
図7は、SCBT方式の簡略化合成ダイバーシチ受信装置を示すブロック図である。
R (k) = gi (k) Ir (k) + gv (k) Vr (k)
The
FIG. 7 is a block diagram showing a simplified combining diversity receiver of the SCBT method.
図4のSCBT方式合成ダイバーシチ受信装置との違いは、電流信号ir(t)が、Nシンボル直並列変換回路14aを通って、虚数部0が省略されたN個の並列信号となり、電圧信号vr(t)も、Nシンボル直並列変換回路14bを通って、N個の並列信号となることである。
また、FFT回路5は、図4と違って、複素化部51、FFT部52、演算部53により構成される。
The difference from the SCBT system diversity receiver of FIG. 4 is that the current signal ir (t) passes through the N symbol serial /
Unlike FIG. 4, the
複素化部51は、電流信号ir(t)に相当するN個の並列実数信号と、電圧信号vr(t)に相当するN個の並列実数信号とを使って、複素時間信号
u(t)=ir(t)+jvr(t)
を作り、FFT部52は、この関数をフーリエ変換し、演算部53は、前述した(1)(2)式を使って、Ir(k),Vr(k)を求める。他の合成等化部6、IFFT回路9などの機能は、図4と同様である。以上のようにOFDM方式及びSCBT方式の簡素化合成ダイバーシチ受信装置でも、前記の2個のFFT回路を使用した場合と同じダイバーシチ効果を得ることができる。
The
The
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではなく、例えば、電流検出部と電圧検出部とをダイバーシチ受信部とともに具備する受信装置としてもよい。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments. For example, a receiving apparatus including a current detection unit and a voltage detection unit together with a diversity reception unit. It is good. In addition, various modifications can be made within the scope of the present invention.
1 電流成分検出回路
2 電圧成分検出回路
3 負荷
4a,4b Nシンボル直並列変換回路
5,5a,5b FFT回路
6 合成等化部
7 復調器
8a,8b 伝送路特性推定部
9 IFFT回路
10 Nシンボル並直列変換回路
14a,14b Nシンボル並直列変換回路
51 複素化部
52 FFT部
53 演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Current
Claims (10)
前記線路の受信端で前記線路の電圧及び電流をそれぞれ検出し、
検出された電圧に含まれる情報伝送信号(電圧信号という)と、検出された電流に含まれる情報伝送信号(電流信号という)とをダイバーシチ受信することを特徴とする有線通信におけるダイバーシチ受信方法。 In the method of communicating information transmission signals superimposed on a pair of lines,
Detecting the voltage and current of the line at the receiving end of the line,
A diversity reception method in wired communication, wherein diversity transmission is performed on an information transmission signal (referred to as a voltage signal) included in a detected voltage and an information transmission signal (referred to as a current signal) included in a detected current.
前記線路の電流を検出して得られる情報伝送信号(電流信号という)と、前記線路の電圧を検出して得られる情報伝送信号(電圧信号という)とをダイバーシチ受信するダイバーシチ受信部を備えることを特徴とする受信装置。 In an apparatus for receiving an information transmission signal superimposed on a pair of lines,
A diversity receiver that receives diversity transmission of an information transmission signal (referred to as current signal) obtained by detecting the current of the line and an information transmission signal (referred to as voltage signal) obtained by detecting the voltage of the line; A receiving device.
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