CN1288578A - 多载波通信装置及多载波通信方法 - Google Patents

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加藤正孝
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樋熊利康
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Abstract

本发明为了提供最适合小规模企业和家庭内等的网络的低成本、传输速率快、抗噪声强的多载波通信装置,QAM编码器12一输出DMT调制解调方式的多载波数据,LPF12a－12d就将各载波的频带截止在1/4接着,傅立叶逆变换电路13进行傅立叶逆变换,P/S14进行串行变换。在上升沿取样电路14a中,按4倍,上升沿取样经串行变换的多载波数据,变换成各载波频率间隔为4×△f、频带为W的多载波数据,之后,经D/A转换器15、发送AMP、LPF17、电力线耦合电路18,将多载波数据发送到电力线30上。

Description

多载波通信装置及多载波通信方法
技术领域
本发明涉及用多载波调制解调方式进行数据通信的多载波通信装置及多载波通信方法。
背景技术
近年，随着因特网、个人计算机、以及具有数据通信功能的所谓信息家电等的普及，要求普及在小规模的企业和家庭内等将它们相互连接，进行通信和控制的本地网络。
但是，在这样的本地网络中，如果要用单一载波实时地对语音和活动图象等容量大的数据进行通信，例如使通信调制解调器等通信装置的传输速度相当快等，必须提高通信装置的处理性能，从而存在通信装置的成本增加的问题。
在已建的住宅等中，配本地网络专用数据通信线，由于配线成本也高，所以进展不大，因此，为了降低成本、有效利用已设的设备，不重新拉数据通信线，利用已设的电力线，用电力线调制解调器进行通信，控制用电力线连接的机械的电力线通信越来越引人注目。但是，因为电力线通信是利用在大楼、家庭、工厂等中，给各种电器机器提供电力的电力线进行通信的方法，所以需要考虑连接到电力线的各种各样的电气机器来的噪声，对这些噪声的对策是不可缺少的。因此，在特开昭62-107538号公报记载的与信号频率选定方式有关的发明中，自动扫描或转换用于通信的信号频率，进行试验通信，选定噪声影响最小、能够最佳通信的频率，采用该频率作为信号频率进行通信，但基本上认为以用现有的单一载波的通信为前提，存在不适合近年的大容量数据通信的问题。
因此，本发明的目的在于提供最适合小规模企业和家庭内等的网络的低成本、传输速度快、抗噪声强的多载波通信装置及多载波通信方法。
发明的公开
为了达到上述目的，本发明的特征在于具有：多载波编码装置，将输入数据用多载波调制方式调制，并编码成各载波间的频率间隔为基准频率的多载波数据；截止装置，将来自上述多载波编码装置的多载波调制解调方式的多载波数据中的各载波带宽截止在规定倍数分之一；傅立叶逆变换装置，对来自上述截止装置的多载波数据进行傅立叶逆变换；上升沿取样装置，按照上述规定倍数，上升沿取样来自上述傅立叶逆变换装置的多载波数据，并输出载波间频率为上述基准频率的规定倍数、各载波带宽与用上述多载波编码装置编码的多载波数据的各载波带宽相同的多载波数据；发送装置，发送来自上述上升沿取样装置的多载波数据。
下一发明的特征在于具有：接收装置，接收各载波间的频率间隔为基准频率的规定倍数的多载波数据；下降沿取样装置，按照上述规定倍数分之一，下降沿取样上述接收装置接收到的多载波数据，并输出载波间频率为上述基准频率、各载波带宽为用上述接收装置接收到的多载波数据的各载波带宽的上述规定倍数分之一的多载波数据；傅立叶变换装置，对来自上述下降沿取样装置的多载波数据进行傅立叶变换；译码装置，译码来自上述傅立叶变换装置的多载波数据。
下一发明的特征在于是具有：多载波编码装置，将输入数据用多载波调制方式调制，并编码成各载波间的频率间隔为基准频率的多载波数据；截止装置，将来自上述多载波编码装置的多载波调制解调方式的多载波数据中的各载波带宽截止在规定倍数分之一；傅立叶逆变换装置，对来自上述截止装置的多载波数据进行傅立叶逆变换；上升沿取样装置，按照上述规定倍数，上升沿取样来自上述傅立叶逆变换装置的多载波数据，并输出载波间频率为上述基准频率的规定倍数、各载波带宽与用上述多载波编码装置编码的多载波数据的各载波带宽相同的多载波数据；发送装置，发送来自上述上升沿取样装置的多载波数据；接收装置，接收各载波间的频率间隔为基准频率的规定倍数的多载波数据；下降沿取样装置，按照上述规定倍数分之一，下降沿取样上述接收装置接收到的多载波数据，并输出载波间频率为上述基准频率、各载波带宽为用上述接收装置接收到的多载波数据的各载波带宽的上述规定倍数分之一的多载波数据；傅立叶变换装置，对来自上述下降沿取样装置的多载波数据进行傅立叶变换；译码装置，译码来自上述傅立叶变换装置的多载波数据。
特别是，多载波编码装置的特征在于输出在各载波编码同一数据的多载波数据。
多载波编码装置的特征在于输出在各载波编码数据时，按时间改变了在各载波编码的数据的信道的多载波数据。
下一发明的特征在于具有：多载波编码装置，将输入数据用多载波调制方式调制，并只在多载波中的一个载波进行编码；傅立叶逆变换装置，对来自上述多载波编码装置的多载波数据进行傅立叶逆变换；截止装置，按照规定频率，截止上述傅立叶逆变换装置输出的多载波数据；发送装置，发送上述被截止的多载波数据。
下一发明的特征在于具有：接收装置，接收在构成多载波的各载波编码了同一数据的多载波数据；多载波译码装置，根据上述接收装置接收到的多载波数据，译码在各载波编码的同一数据。
特别是，多载波译码装置的特征在于具有：S/N测定装置，测定接收装置接收到的构成多载波数据的各载波的S/N；载波选择装置，根据上述S/N测定装置的测定输出，从上述接收装置接收到的多载波数据中，选择S/N最大的载波数据；频率轴数据变换装置，将用上述载波选择装置选择的载波数据变换成频率轴数据；译码装置，译码来自上述频率轴数据变换装置的频率轴数据。
多载波译码装置的特征在于具有：傅立叶变换装置，对接收装置接收到的多载波数据进行傅立叶变换；S/N测定装置，测定来自上述傅立叶变换装置的构成多载波数据的各载波的S/N；载波选择装置，根据上述S/N测定装置的测定输出，从来自上述傅立叶变换装置的多载波数据中，选择S/N最大的载波数据；译码装置，译码被上述载波选择装置选择的载波数据。
多载波译码装置的特征在于具有：载波截出装置，按每个载波，截出上述接收装置接收到的多载波数据；调整装置，将用上述截出装置按每个载波截出的数据变换成同一频率，同时进行相位调整；加法装置，累加来自上述调整装置的每个载波输出；频率轴数据变换装置，将来自上述加法装置的累加数据变换成频率轴数据；译码装置，译码来自上述频率轴数据变换装置的频率轴数据。
多载波译码装置的特征在于具有：S/N测定装置，测定按每个载波，用截出装置截出的数据的各S/N；增益设定装置，根据上述S/N测定装置的测定输出，在每个载波设定来自上述载波截出装置的数据的增益，调整装置是将用上述载波截出装置按每个载波截止的数据变换成同一频率，同时调整相位，而且根据用上述增益设定装置的设定增益，进行增益调整。
多载波译码装置的特征在于具有：傅立叶变换装置，对接收装置接收到的多载波数据进行傅立叶变换；调整装置，将用上述傅立叶变换装置进行傅立叶变换的多载波数据，按每个载波，调整相位；加法装置，累加来自上述调整装置的每个载波的输出；译码装置，译码来自上述加法装置的累加数据。
多载波译码装置的特征在于具有：S/N测定装置，按每个载波，测定构成用傅立叶变换装置进行傅立叶变换的多载波数据的各载波的S/N；增益设定装置，根据上述S/N测定装置的测定输出，在每个载波设定来自上述傅立叶变换装置的多载波数据的增益，调整装置是对上述经傅立叶变换的多载波数据，按每个载波调整相位，同时根据上述增益设定装置的设定增益，进行增益调整。
多载波译码装置的特征在于具有：傅立叶变换装置，对接收装置接收到的多载波数据进行傅立叶变换；译码装置，将用上述傅立叶变换装置进行傅立叶变换的多载波数据，按每个载波进行译码；判定装置，输入用上述译码装置按每个载波译码的译码数据，判定并输出输入最多的译码数据。
发送装置的特征在于经电力线发送多载波数据。
接收装置的特征在于经电力线接收多载波数据。
附图简述
图1表示与本发明有关的多载波通信装置实施例1的电力线通信装置整体结构的图，图2(a)～(e)分别在频率轴上表示在图1所示的实施例1的电力线通信装置内，在各个时间点上的多载波数据频谱的图，图3(a)～(c)分别表示实施例2的各载波的PN系列的数据编码顺序的图，图4表示与本发明有关的多载波通信装置实施例3的整体结构的图，图5(a)～(d)分别在频率轴上表示在图4所示实施例3的电力线通信装置内，在各时间点上的多载波数据频谱的图，图6表示与本发明有关的多载波通信装置实施例4的部分结构的图，图7(a)～(f)分别在频率轴上表示在图4所示实施例6的电力线通信装置内，在各时间点上的多载波数据频谱的图，图8表示与本发明有关的多载波通信装置实施例5的部分结构的图，图9(a)～(f)分别在频率轴上表示在图8所示实施例5的电力线通信装置内，在各时间点上的多载波数据频谱的图，图10表示与本发明有关的多载波通信装置实施例6的部分结构的图，图11(a)～(h)分别在频率轴上表示在图10所示实施例6的电力线通信装置内，在各时间点上的多载波数据频谱的图，图12表示与本发明有关的多载波通信装置实施例7的部分结构的图，图13(a)～(g)分别在频率轴上表示在图12所示实施例7的电力线通信装置内，在各时间点上的多载波数据频谱的图，图14表示与本发明有关的多载波通信装置实施例8的部分结构的图，图15(a)～(f)分别在频率轴上表示在图14所示实施例8的电力线通信装置内，在各时间点上的多载波数据频谱的图，
实施发明的最佳形态
(1)实施例1
下面，作为与本发明有关的多载波通信装置的实施例1～8，以经电力线进行通信的电力线调制解调器等电力线通信装置为例，进行说明。但是，这当然不意味本发明的多载波通信装置局限于电力线通信装置。即本发明适用于电力线通信装置只不过是一例，本发明适用于电力线通信装置以外的经一般通信专用线等通信线路的有线或无线多载波调制解调方式的多载波通信装置。在下面要说明的实施例1～8中，作为多载波调制方式，以DMT(Discrete MultiTone)调制方式为一例，进行说明，但本发明不局限于该DMT调制解调方式，也可以用OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplex)调制解调方式等，只要主要是多载波调制解调方式即可。
图1是与本发明有关的多载波通信装置实施例1的电力线通信装置整体结构图，是具有发送系统和接收系统双方的电力线调制解调器。如果说明接收系统侧的结构，在图1中，11是数据分割器、12是作为多载波编码装置的4载波(音频)输出的QAM编码器、12a～12d是作为截止装置的低通滤波器(LPF)、13是4输入8输出的傅立叶逆变换电路(IFFT)、14是并行-串行转换电路(P/S)、14a是上升沿取样电路、15是D/A转换器、16是发送AMP、17是低通滤波器(LPF)、18是电力线耦合电路，通过这些，构成电力线通信装置27的发送系统。而且，多载波通信装置的发送侧的结构，虽然没有图示，但也可以用一次调制部和多载波调制部等结构表示。这样表示时，在该图1所示的本实施例1的结构中，QAM编码器12相当于一次调制部，低通滤波器(LPF)12a～12d、傅立叶逆变换电路(IFFT)13、并行-串行转换电路(P/S)14及上升沿取样电路14a相当于多载波调制部。
如果说明接收系统侧的结构，在图1中，19是LPF、20是接收AMP、21是取样保持电路、22是A/D转换器、22a是下降沿取样电路、23是串行-并行转换电路(S/P)、24是8输入4输入的傅立叶变换电路(FFT)、24a～24d是低通滤波器(LPF)、25是QAM译码器、26是数据合成器，通过这些，构成电力线通信装置27的接收系统。而且，多载波通信装置的接收侧的结构与发送侧的结构一样，虽然没有图示，但也可以用一次解调部和多载波解调部等的结构表示，这样表示时，在该图1所示的本实施例1的结构中，QAM译码器25相当于一次解调部、低通滤波器(LPF)24a～24d、傅立叶变换电路(FFT)24、串行-并行转换电路(S/P)23及下降沿取样电路22a相当于多载波解调部。
图2(a)～(e)是在频率轴上表示在图1所示实施例1的电力线通信装置内，在各时间点上的多载波数据的频谱。具体说来，(a)表示QAM编码器12输出的多载波数据的频谱、(b)表示低通滤波器12a～12d输出的多载波数据的频谱、(c)表示并行-串行转换电路(P/S)14输出的多载波数据的频谱、(d)表示上升沿取样电路14a输出的多载波数据的频谱、(e)表示下降沿取样电路22a输出的多载波数据的频谱。
下面说明工作。首先，从本实施例1电力线通信装置27的发送系统侧的工作开始说明。
首先，一给该电力线通信装置27输入数据，数据分割器11就将输入数据分割成多个位列，QAM编码器12对用数据分割器11分割的数据进行QAM编码、编码成如图2(a)所示的由频带W及频率间隔△f为基准频率(4.3125KHz)的4个载波(音频)构成的DMT(Discrete MultiTone)调制解调方式的多载波数据并输出。
这里，在该实施例1中，QAM编码器12根据预先设定的输出调制频率、频率载波数(在本实施例1中，设为4。)、信号点的个数，在多载波的4个各载波分别编码数据分割器11分割的输入数据。但是，如以后所述，在各载波中，由于W/4以上的频带被低通滤波器12a～12d截止，所以在QAM编码器12中，只在各载波中W/4以下的载波编码数据。
这样，将如图2(a)所示的从QAM编码器12输出的频带W及频率间隔△f作为基准频率(4.3125KHz)，经DMT调制解调的DMT调制解调方式的多载波数据，输入给作为截止装置的低通滤波器(LPF)12a～12d，如图2(b)所示，低通滤波器(LPF)12a～12d将各载波的频带截止在规定倍数分之一(在本实施例1中，例如为1/4)，形成频带为W/4的多载波数据，输出给傅立叶逆变换电路13。
在傅立叶逆变换电路13中，对频率间隔△f为4.3125KHz、频带为W/4的4.3125/4KHz的DMT调制解调方式的多载波数据进行傅立叶逆变换，从频率轴数据变换成时间轴数据，并输出给并行-串行转换电路(P/S)14，在并行-串行转换电路(P/S)14中，对从傅立叶逆变换电路13输出的并行多载波数据进行如图2(c)所示的串行转换，并输出给上升沿取样电路14a。
在上升沿取样电路14a中，如图2(c)所示，按照上述规定倍数，即4倍，上升沿取样经串行转换的串行多载波数据，如图2(d)所示，变换成恢复到频率间隔为4×△f的4×4.3125KHz、频带为4×W/4=W的4.3125KHz的基准频率的多载波数据。
之后，D/A转换器15根据来自发信器29A的信号，如图2(d)所示，模拟转换经上升沿取样的串行多载波数据，发送AMP16根据发送输出控制器28指定的发送频率，放大经模拟转换的串行多载波数据，并输出给低通滤波器(LPF)17。
在低通滤波器(LPF)17中，如图2(d)所示，按照规定的截止频率，截止经上升沿取样的模拟串行多载波数据，只将由该规定截止频率以下的4个载波构成的多载波数据输出给电力线耦合电路18，电力线耦合电路18只将由4个载波构成的模拟串行多载波数据输出给电力线30上。
结果，在电力线30上输出只由图2(d)所示的4个载波构成的多载波数据，即载波频率间隔为4×△f的4×4.3125KHz，4个各载波的频带为4×W/4=W的4.3125KHz，全部多载波数据的频带为傅立叶逆变换电路13输出时4倍的4×△f的16×4.3125KHz的多载波数据。
也就是，在本实施例1的情况下，实质上，在电力线30上与将16输出QAM编码器来的16个载波输入给16输入32输出的傅立叶逆变换电路，形成16个载波，将该载波每4个去掉3个，由4个载波构成的多载波数据的频谱相同。
因此，根据本实施例1的电力线通信装置27的发送系统，来自电力线30的噪声集中到某个频带时，如图2(d)所示，由于输出到电力线30上的全部多载波数据的频带扩大成傅立叶变换电路13输出时的4倍，所以只有该部分能够进行抗电力线噪声强的数据通信。
在本实施例1的电力线通信装置27的发送系统中，为了减小电力线噪声的影响，在电力线30上进行通信的全部多载波数据的频带被设定为例如4×4×△f的16×4.3125KHz时，如果根据本实施例1的电力线通信装置27的发送系统，由于通过只追加低通滤波器(LPF)12a～12d及上升沿取样电路14a，就能够使用4载波输出的QAM编码器12及4输入8输出的傅立叶逆变换电路13，所以与将16输出QAM编码器来的16个载波输入给16输入32输出的傅立叶逆变换电路，形成16个载波，将该载波每4个去掉3个，由4个载波构成的多载波数据情况时相比较，QAM编码器及傅立叶逆变换电路的输入输出数减少，从而通过使用廉价的QAM编码器及傅立叶逆变换电路，能够大幅度降低成本。
根据本实施例1的电力线通信装置27的发送系统，给接收频带W及频率间隔△f为基准频率的(4.3125KHz)的多载波数据的高速电力线通信装置发送数据时，只要预先决定好在该两个电力线通信装置间，本实施例1的低速电力线通信装置27在哪一个多载波编码数据，在高速电力线通信装置中，就能够接收来自本实施例1的低速电力线通信装置的多载波数据，从而不用任何改良，就能够与高速电力线通信装置进行数据通信。
下面，说明本实施例1电力线通信装置27的接收系统侧的工作。
如图2(d)所示的频率间隔为4×△f的4×4.3125KHz，4个各载波的频带为4×W/4=W的4.3125KHz，全部多载波的频带为傅立叶逆变换电路13输出时4倍的4×4×△f的16×4.3125KHz的多载波数据指定成为通信对象的其他电力线通信装置27的地址和节点号等，并发送到电力线30上，在作为通信对象的电力线通信装置27的接收系统中，进行与上述发送系统侧的工作相反的工作。
也就是，电力线耦合电路(HPF)18从电力线30上接收如图2(d)所示的由具有频率间隔及频带的4个载波构成的多载波数据，接着，低通滤波器(LPF)19从经电力线耦合电路18接收的串行多载波数据中消除噪声，变换电压电平，以便接收AMP20能够进入A/D转换器22的控制范围，并输出给取样保持电路21。
在取样保持电路21中，根据来自发信器29B的信号，将变换了电压电平的串行多载波数据只保持A/D转换器的转换时间，并输出给A/D转换器22，A/D转换器22模拟-数字变换串行多载波数据，输出给下降沿取样电路22a。
在下降沿取样电路22a中，进行与上升沿取样电路14a的上升沿取样处理相反的处理，即下降沿取样处理，将如图2(d)所示频谱的多载波数据变换成如图2(e)所示的各载波的频率间隔为1/4×4×△f的4.3125KHz，4个各载波的频带为1/4×4×W/4=W的4.3125KHz/4，全部多载波数据的频带为1/4×4×4×△f的4×4.3125KHz的多载波数据。
也就是，通过下降沿取样电路22a的下降沿处理，图2(d)所示频谱的多载波数据被变换成图2(e)所示频谱的多载波数据，但因为图2(e)所示多载波数据的频谱和图2(c)所示多载波数据的频谱相同，所以返回到并行-串行转换电路(P/S)14输出后、上升沿取样电路14a输入前的多载波数据的状态。但是，图2(e)所示下降沿取样处理后的多载波数据通过发送侧的LPF17，由4个载波构成，但由于图2(c)所示上升沿取样处理前的多载波数据是LPF17的截止前，所以由同一频率间隔及频带的4个以上的载波构成。
之后，串行-并行转换电路(S/P)23将下降沿取样电路22a输出的如图2(e)所示的串行多载波数据转换成并行数据，并输出给傅立叶变换电路(FFT)24，在傅立叶变换电路(FFT)24中，傅立叶变换该并行多载波数据。
也就是，通过傅立叶变换电路24的傅立叶变换处理，图2(e)所示频谱的多载波数据返回到低通滤波器(LPF)12a～12d输出后、傅立叶逆变换电路(IFFT)13输入前的多载波数据的状态。
经傅立叶变换电路24的傅立叶变换处理的多载波数据被送给低通滤波器(LPF)24a～24d，低通滤波器(LPF)24a～24d消除多载波数据的各载波来的噪声，并将多载波数据输出给QAM译码器25，QAM译码器25对各载波的噪声已被消除的多载波数据的每个各载波的数据，即每个各频带数据进行QAM译码。
最后，通过数据合成器26合成经QAM译码的数据，得到接收数据。
因此，根据本实施例1的电力线通信装置27的接收系统，与发送系统的情况相同，来自电力线30的噪声集中在某个频带时，如图2(d)所示，由于接收并处理输出到电力线30上的全部多载波数据的频带扩大成傅立叶逆变换电路13输出时4倍的多载波数据，所以只有该部分能够用廉价的结构进行抗电力线噪声强的数据接收。
根据本实施例1电力线通信装置27的接收系统，为了减小电力线噪声的影响，在电力线30上进行通信的全部多载波数据的频带被设定为例如4×4×△f的16×4.3125KHz时，如果根据本实施例1的电力线通信装置27的接收系统，由于通过只追加下降沿取样电路22a，就能够使用4载波输出的QAM编码器25及8输入4输出的傅立叶变换电路24，所以与使用32输入16输出的傅立叶变换电路和16输入的QAM译码器的情况相比，QAM译码器及傅立叶变换电路的输入输出数减少，从而通过使用廉价的QAM译码器及傅立叶变换电路，能够大幅度降低成本。
根据本实施例1的电力线通信装置27，比对发送到载波频带W相同、而且频率间隔△f例如成为4.3125KHz等本实施例1电力线30上的多载波的频率间隔(4×4.3125KHz)的约数的多载波数据进行通信的本实施例1高速的电力线通信装置间进行数据通信时，只要预先决定好在该两个电力线通信装置间，只给构成成为低速侧的本实施例1电力线通信装置27的多载波的载波上载数据，在本实施例1电力线通信装置27和高速电力线通信装置间，就能够进行数据通信，从而不用任何改良，就能够实现高速电力线通信装置间的数据通信。而且，与此一样，比对载波频带W相同、而且频率间隔△f成为发送到本实施例1电力线30上的多载波频率间隔(4×4.3125KHz)的倍数的多载波数据进行通信的本实施例1低速的电力线通信装置间进行数据通信情况，也同样，只要决定好在该两个电力线通信装置间，只给构成低速侧电力线通信装置的多载波的载波上载数据，本实施例1电力线通信装置27和低速电力线通信装置之间，就能够进行数据通信。
在上述实施例1的电力线通信装置中，QAM编码器12将用数据分割器11分割的各数据编码成各载波(音频)，即在各载波编码成不同的数据，但在本实施例3中，QAM编码器12将由数据分割器11分割的数据分别编码成各载波(音频)，即在各载波编码成相同数据也可以。
这样做的情况，数据的传输速率与实施例1相比，慢1/4，但由于在不同频率的4个各载波编码同一数据，所以即使某个载波被噪声破坏，也能够使用其他载波，因此，与实施例1相比，抗电力线噪声的抗噪声性提高了4倍，从而能够进行可靠性更高的数据通信。
在本实施例1的电力线通信装置中，为了便于说明，以具有发送系统及接收系统双方、能够进行电力线发送及接收的电力线调制解调器为例，进行了说明，但只具有本实施例1的发送系统、只能进行本实施例1电力线通信的发送，或只具有本实施例1的接收系统、只能进行本实施例1电力线通信的接收的结构，而且具有没有本实施例1的发送系统和下降沿取样电路22a的一般电力线通信的接收系统、具有没有本实施例1的接收系统和低通滤波器12a～12d和上升沿取样电路14a的一般电力线通信的电力线发送系统的结构当然也可以。
在上述实施例1的说明中，只作为通过傅立叶逆变换电路(IFFT)13及傅立叶变换电路(FFT)24，分别在发送侧进行傅立叶逆变换或在接收侧进行傅立叶变换的情况，进行了说明，但本发明说明的傅立叶逆变换装置及傅立叶变换装置、或傅立叶逆变换及傅立叶变换只要得到与在发送侧进行傅立叶逆变换或在接收侧进行傅立叶变换同等的变换结果、即从频率轴信号变换成时间轴信号或其反变换结果即可，例如代替傅立叶逆变换电路(IFFT)13和傅立叶变换电路(FFT)24，设置QAM调制器和QAM解调器进行与傅立叶逆变换或傅立叶变换同等的调制或解调，而且预先计算傅立叶逆变换及傅立叶变换的结果，作为表存储到存储器，输入数据时，用查表方式，从存储器读出并输出该傅立叶逆变换及傅立叶变换结果的傅立叶逆变换装置及傅立叶变换装置，或傅立叶逆变换及傅立叶变换当然也可以。
(2)实施例2
实施例2的电力线通信装置的特征在于在各载波QAM编码器12对由数据分割器11分割的各数据进行编码时，进行被用于频谱扩散等的PN(Pseudrandom Noize)系列的编码。
图3(a)～(c)表示实施例2的各载波的按PN系列的数据编码顺序。图中，(a)表示在时刻A，按PN系列的数据编码顺序，在低频到高频的4个各多载波，按信道CH1～4的顺序，编码数据分割器11分割的信道CH1～4的各数据的情况、(b)表示在下一时刻A-1，按PN系列，在低频到高频的4个各多载波，按CH4、CH3、CH1、CH2的顺序，对数据分割器11分割的信道CH1～4的各数据进行编码的情况，(c)表示在下一时刻A+2，按PN系列，在低频到高频的4个各多载波，按照CH3、CH1、CH2、CH4的顺序，对数据分割器11分割的信道CH1～4的各数据进行编码的情况。
因此，根据该实施例2的电力线通信装置，由于按照PN系列，在从低频到高频的4个各多载波，编码数据分割器11分割的信道CH1～4的各数据，使在每个时刻，在各载波上编码的数据的信道不同，所以即使某个载波发生被噪声连续地破坏的情况，也能够通过其他载波发送和接收数据时，不会有特定信道的数据连续地破坏的情况，从而在各载波编码不同数据时，也可以提高对电力线噪声的抗噪声性，能够进行可靠性更高的数据通信。
根据本实施例2的电力线通信装置，与上述实施例1的电力线通信装置的情况相同，在比对载波频带W相同，而且频率间隔△f成为发送到本实施例1的电力线30上的多载波的频率间隔(4×4.3125KHz)的约数或者倍数的多载波数据进行通信的本实施例1高速或低速的电力线通信装置间，进行数据通信时，在该两个电力线通信装置间，只在构成低速侧电力线通信装置的多载波的载波上载数据，并进行编码及译码，而且，只要预先决定好在该各载波用什么样的PN系列编码或译码数据，本实施例2的电力线通信装置在比其高速或低速的电力线通信装置间，不用任何改良，就能够按照PN系列收发多载波数据。
(3)实施例3
下面参照附图，说明与本发明有关的多载波通信装置的实施例3。
图4是与本发明有关的多载波通信装置实施例3的整体结构图，是具有与本发明有关的发送系统和接收系统双方的电力线调制解调器。图4中，31是调整LPF17的截止频率、相位及增益的截止调整电路，由于其他结构与图1所示的实施例1的结构元件相同，所以附加同一编号，省略该说明。
图5(a)～(d)是在频率轴上表示在图4所示实施例3的电力线通信装置内，在各时间点上的多载波数据的频谱。具体说来，(a)表示QAM编码器12输出的多载波数据的频谱、(b)表示在傅立叶逆变换电路(IFFT)13内，累加求出成为傅立叶逆变换对象的(a)所示的多载波数据的共轭复数之后再进行翻转的数据的多载波数据的频谱、(c)表示并行-串行转换电路(P/S)14输出的多载波数据的频谱、(d)表示低通滤波器(LPF)17输出的多载波数据的频谱。
下面说明工作。
首先，一给该实施例3的电力线通信装置27输入数据，数据分割器11就将输入数据分割成多个位列，QAM编码器12对用数据分割器11分割的数据进行QAM编码，在由频带W(4.3125KHz)的4个载波(音频)构成的DMT(Diserete MultiTone)调制解调方式的多载波中，只在一个载波，例如图5(a)所示，只在载波号0的最初载波，编码并输出被分割的数据，不输出载波号1～3的其他载波。
这样，QAM编码器12输出的频率间隔△f为4.3125KHz，频带为W的4.3125KHz，而且，只在载波号0的最初载波编码数据的DMT调制解调方式的多载波数据输入给傅立叶逆变换电路13，在傅立叶逆变换电路13中，取该多载波数据的共轭复数，并进行翻转，形成翻转并折叠如图5(b)所示的图5(a)所示多载波数据的8×W多载波数据，进行傅立叶逆变换，从频率轴数据变换成时间轴数据，输出给并行-串行转换电路(P/S)14。
在并行-串行转换电路(P/S)14中，如图5(c)所示，串行转换傅立叶逆变换电路13输出的并行多载波数据，输出给D/A转换器15。
在D/A转换器15中，如图5(c)所示，模拟变换串行多载波数据，接着，发送AMP16放大经模拟变换的串行多载波数据，输出给低通滤波器(LPF)17。
在低通滤波器(LPF)17中，根据用截止调整电路31调整的截止频率，截止该频率以上的图5(c)所示的串行多载波数据，图5(d)中，将由截止频率以下的4个载波构成的串行多载波数据输出给电力线耦合电路18，电力线耦合电路18将串行多载波数据送给电力线30上。
因此，在电力线30上输出多载波数据，该多载波数据是图5(d)中在截止频率以下的4个载波编码同一数据，该4个载波频率间隔为8×W(△f)的8×4.3125KHz、该4个各载波频带为W的4.3125KHz。
因此，根据本实施例3的电力线通信装置的发送系统，来自电力线30的噪声集中在某个频带时，如图5(d)所示，由于在各载波的频率间隔为8×W(△f)的8×4.3125KHz的4个载波中的任何一个都编码同一数据，所以只有该部分，能够进行抗电力线噪声强的数据发送。
下面，关于本实施例3的电力线通信装置的接收系统侧工作，进行说明。
如图5(d)所示的编码同一数据的各载波的频率间隔为8×W(△f)的8×4.3125KHz，由该载波频率间隔为W的4.3125KHz的4个载波构成的多载波数据指定成为通信对象的其他电力线通信装置27的地址和接点号等，并发送到电力线30上，在作为通信对象的电力线通信装置27的接收系统中，进行与上述发送系统侧的工作相反的工作。
即电力线耦合电路(HPF)18从电力线30上接收如图5(d)所示的多载波数据，接着，低通滤波器(LPF)19从经电力线耦合电路18接收到的串行数据中消除噪声，变换电压电平，以便接收AMP20能够进入A/D转换器22的控制范围，并输出给取样保持电路21。在取样保持电路21中，将变换了电压电平的串行多载波数据只保持A/D转换器的转换时间、并输出给A/D转换器22，A/D转换器22模拟-数字转换串行多载波数据。到这里，与上述实施例1的接收系统的工作相同。
下面，在该实施例3中，串行-并行转换电路(S/P)23将来自A/D转换器22的串行数据转换成并行数据，输出给傅立叶变换电路(FFT)24，在傅立叶变换电路(FFT)24中，傅立叶变换并行数据，将时间轴多载波数据变换成频率轴多载波数据，并输出给QAM译码器25。
在本实施例2的QAM译码器25中，如图2(d)所示的截止频率以下的4个载波中，只接收不受噪声影响、或噪声影响最小的载波，并进行QAM译码，输出给数据合成器26，数据合成器26通过合成经QAM译码的数据，得到接收数据。
因此，根据本实施例3的电力线通信装置的接收系统，与上述发送系统的情况一样，来自电力线30的噪声集中在某个频带时，如图5(d)所示，由于接收构成各载波的频率间隔为8×W(△f)的8×4.3125KHz的多载波的4个子载波中的任何一个都编码成同一数据的多载波数据，译码噪声影响小的任意频带载波数据，所以只有该部分能够用廉价的结构进行抗电力线噪声强的数据接收。
根据本实施例3的电力线通信装置，与上述实施例1、2的电力线通信装置的情况相同，比对载波的频带W相同、而且频率间隔△f成为发送到本实施例3电力线30上的多载波频率间隔(8×4.3125KHz)的约数或倍数的多载波数据进行通信的本实施例3更高速或低速的电力线通信装置间进行数据通信时，只要预先决定好是否在该两个电力线通信装置间，只给构成低速侧电力线通信装置的多载波的载波上载数据，并进行编码及译码，在本实施例3的电力线通信装置与比其更高速或低速的电力线通信装置间，不用任何改良，就能够收发多载波数据。
(4)实施例4
下面，参照附图说明与本发明有关的多载波通信装置的实施例4。
本实施例4及此后的实施例5～8，只以与本发明有关的多载波通信装置的接收系统的结构为特征，将给实施例4～8的接收系统装置发送多载波数据的发送系统装置作为发送构成多载波的多个载波编码同一数据的多载波数据的装置，进行说明。
图6是与本发明有关的多载波通信装置实施例4的部分结构图，只示出与本发明有关的接收系统中串行-并行转换电路(S/P)23以后的结构。因此，本实施例4能够与上述各实施例1～3的发送系统相组合，例如图1中示出代替傅立叶变换电路(FFT)24、低通滤波器(LPF)24a～24d，QAM译码器25、数据合成器26，插入部分的结构。给上述各实施例相同结构元件，附加同一号，进行说明。
图6中，25是QAM译码器、26是数据合成器、31是S/N测定电路、32是载波选择电路、33是作为选择装置的带通滤波器(BPF)、34是作为频率轴数据变换装置的QAM解调器。
图7(a)～(f)分别表示在图6所示的实施例4的电力线通信装置内，在各时间点上的数据频谱和值等。
具体说来，(a)表示从串行-并行转换电路(S/P)23输出，输入给BPF33及S/N测定电路31的多载波数据的频谱、(b)表示BPF33的输出频谱、(c)表示QAM解调器34的输出频谱、(d)表示QAM解调器34的输出信号的信号点配置、(e)表示经QAM译码的码元号、(f)表示数据合成后的接收数据。
下面，参照附图，说明工作。因为从串行-并行转换电路(S/P)23输出多载波数据，到输入给BPF33及S/N测定电路31为止，与上述实施例1～3的情况相同，所以只说明此后的工作。
首先，由如图7(a)所示的多个(在本实施例4中，与上述各实施例1～3的情况相同，设为4个。)子载波构成的多载波数据3从串行-并行转换电路(S/P)23输出，输入给BPF33及S/N测定电路31。
在S/N测定电路31中，测定多个子载波中的每一个的S/N，并输出给载波选择电路32。在载波选择电路32中，输入每个载波的S/N，将所选择的S/N最大的子载波的选择信号输出给BPF33。
如图7(b)所示，在BPF33中，根据来自载波选择电路32的选择信号，控制通过频率，以便能够选择S/N最大的一个子载波，将所选择的一个子载波输出给QAM解调器34。在图7(b)中，作为S/N最大的子载波，选择子载波#3。
如图7(c)所示，在QAM解调器34中，只QAM解调由BPF33选择的S/N最大的一个子载波#3，输出给QAM译码器25。图7(d)表示例如在4相QAM中的图7(c)所示子载波#3的信号点配置。
在QAM译码器25中，QAM译码来自如图7(d)所示的QAM解调器34的S/N最大的子载波#3的数据，译码成如图7(e)所示的例如“0”码元号。
最后，数据合成器26合成经QAM译码的如图7(e)所示的码元号，得到如图7(f)所示的例如“00”的接收数据。
因此，根据本实施例4的电力线通信装置的接收系统，在构成多载波的多个载波中，由于选择并译码S/N最大的频带的子载波，所以接收各子载波中的任何一个都编码同一数据的多载波数据时，只有该部分能够用廉价的结构进行抗电力线噪声强的数据接收。
在本实施例4中，虽然用QAM解调器34进行了说明，但本发明中，代替QAM解调器34，使用上述各实施例中说明的FFT，当然也可以。
(5)实施例5
下面，参照附图，说明与本发明有关的多载波通信装置的实施例5。
图8是与本发明有关的多载波通信装置实施例5的部分结构图，与上述实施例4的图6相同，只示出了在与本发明有关的接收系统中的串行-并行转换电路(S/P)23以后的结构。因此，与上述实施例4相同，本实施例5能够与上述各实施例1～3的接收系统中的任何一个相组合，并示出了例如在图1中代替傅立叶变换电路(FFT)24、低通滤波器(LPF)24a～24d、QAM译码器25、数据合成器26，插入部分的结构。而且，给与上述各实施例相同的结构元件，附加同一号，进行说明。
图8中，24是FFT、25是QAM译码器、26是数据合成器、31是S/N测定电路、35是作为载波选择装置的选择器(Selector)。而且，在本实施例4中，与图1所示的实施例1的接收系统不同，省略示出了傅立叶变换电路(FFT)24和选择器35之间的低通滤波器(LPF)24a～24d。
图9(a)～(f)分别表示在图8所示的实施例5的电力线通信装置内，在各时间点上的数据的频谱和值等。
具体说来，(a)表示从串行-并行转换电路(S/P)23输出、输入给傅立叶变换电路(FFT)24的多载波数据的频谱、(b)表示傅立叶变换电路(FFT)24的输出频谱、(c)表示选择器35的输出频谱、(d)表示选择器35的输出信号的信号点配置、(e)表示用QAM译码器25进行QAM译码的码元号、(f)表示用数据合成器26合成数据后的接收数据。
下面，参照附图说明工作。因为从串行-并行转换电路(S/P)23输出多载波数据、到输入给FFT24为止，与上述实施例1～4的情况相同，所以只说明此后的工作。
首先，将如图9(a)所示由多个(本实施例5中与上述各实施例相同，设为4个。)子载波构成的多载波数据从串行-并行转换电路(S/P)23输出(参照图1)，输入给傅立叶变换电路(FFT)24。
在傅立叶变换电路(FFT)24中，傅立叶变换由4个子载波构成的多载波数据，如图9(b)所示，变换成频带相同的频率轴数据，输出给S/N测定电路31及选择器35。
在S/N测定电路31中，测定经傅立叶变换的各子载波的频率轴数据的S/N、将该测定值输出给选择器35。
在选择器35中，输入来自S/N测定电路31的经傅立叶变换的各子载波的频率轴数据的S/N，如图9(c)所示，根据该S/N，选择一个S/N最大的子载波，输出给QAM译码器25。而且，在图9(c)中，与图7所示的实施例4的情况相同，作为S/N最大的子载波，选择子载波#3。图9(d)示出在4相QAM中的图9(c)所示的子载波#3的信号点配置。
在QAM译码器25中，QAM译码来自如图9(d)所示选择器35的经QAM解调的S/N最大的子载波#3的数据，译码成如图9(e)所示的例如“0”码元号。
最后，数据合成器26合成经QAM译码的如图9(e)所示的码元号，得到如图9(f)所示的例如“00”的接收数据。
因此，根据本实施例5的电力线通信装置的接收系统，因为对构成多载波的多个子载波中的每一个进行傅立叶变换，在该傅立叶变换之后，选择并译码一个S/N最大的频带的子载波，所以与上述实施例4的情况一样，接收在各子载波中的任何一个编码同一数据的多载波数据时，只有该部分能够用廉价的结构进行抗电力线噪声强的数据接收。
(6)实施例6
下面，参照附图说明与本发明有关的多载波通信装置的实施例6。
图10是与本发明有关的多载波通信装置的实施例6的部分结构图，并只示出了与本发明有关的接收系统中的串行-并行转换电路(S/P)23以后的结构。因此，本实施例6能够与上述各实施例1～3的发送系统相组合，并示出了例如在图1中代替傅立叶变换电路(FFT)24、低通滤波器(LPF)24a～24d、QAM译码器25、数据合成器26，插入部分的结构。而且，给与上述各实施例相同的结构元件，附加同一号，进行说明。
图10中，25是QAM译码器、26是数据合成器、31是S/N测定电路、34是QAM解调器、36～39是作为子载波截止装置的带通滤波器(BPF)、40是增益设定电路、41是频率变换·相位·增益调整电路、42是加法电路(∑)。
图11(a)～(h)分别表示在图10所示的实施例6的电力线通信装置内，在各时间点上的数据频谱和值等。
具体说来，(a)表示从串行-并行转换电路(S/P)23输出、输入给BPF36～39的多载波数据的频谱、(b)表示BPF36～39的的输出频谱、(c)表示频率变换·相位·增益调整电路41的输出频谱、(d)表示加法电路42的输出频谱、(e)表示QAM解调器34的输出频谱、(f)表示QAM解调器34的输出信号的信号点配置、(g)表示经QAM译码的码元号、(h)表示数据合成后的接收数据。
下面，参照附图说明工作。因为从串行-并行转换电路(S/P)23输出多载波数据、到输入给BPF33及S/N测定电路31为止，与上述实施例1～5的情况相同，所以只说明此后的工作。
首先，由如图11(a)所示的多个(本实施例6中，与上述各实施例相同，设为4个)子载波构成的多载波数据，从串行-并行转换电路(S/P)23输出，分别输入到对应各载波而设置的4个BPF36～39。
这样，在BPF36～39中，只让多载波数据中分别相对应的子载波通过，从而得到如图11(b)所示的输出频谱。即设定了通过频率，以便BPF36在多载波数据#1～#4中，只让子载波#1通过、BPF37在多载波数据#1～#4中，只让子载波#2通过、BPF38在多载波数据#1～#4中，只让子载波#3通过、BPF39在多载波数据#1～#4中，只让子载波#4通过。
下面，S/N测定电路31测定从各BPF36～39输出的每个子载波的S/N，并输出给增益设定电路40，在增益设定电路40中，根据用S/N测定电路31测定的各子载波的S/N，设定每个子载波的增益，输出给频率变换·相位·增益调整电路41。
在频率变换·相位·增益调整电路41中，将频率不同的各子载波变换成同一(在图11(c)中，设为fc)频率，同时调整相位，以便各子载波的相位相同，而且，根据来自增益设定电路40的每个子载波的增益设定，调整每个子载波的增益，将如图11(c)所示的频谱数据输出给加法电路42。如果说明每个子载波的增益调整手法，如图11(c)所示，例如对于子载波#3数据的情况，因为S/N最好，所以提高增益、对于子载波#1数据的情况，因为S/N其次好，所以其次提高增益、对于子载波#4数据的情况，因为S/N第三好，所以第三提高增益、对于子载波#2数据的情况，因为S/N最差，调整增益最低。
在加法电路42中，累加根据频率变换·相位·增益调整电路41来的S/N，调整增益等的如图11(c)所示频谱的子载波#1～#4的数据，如图11(d)所示，得到提高了S/N的频谱的数据，并输出给QAM解调器34。通过子载波的累加，S/N提高的原因是由于一般噪声是不规则的，所以一累加，通常正、负就相抵消，从而功率电平不增加的情况多，与此不同，由于子载波上载的数据是同一数据、有规则的，所以一累加，功率电平也会随之增加。而且，在本实施例4中，使频率变换·相位·增益调整电路41根据各载波的增益设定，S/N越大，调整子载波的增益越大，所以比不作子载波的增益设定，进行累加的情况，S/N会更大。
之后，与图6所示的上述实施例4的情况相同，在QAM解调器34中，QAM解调用加法电路42累加子载波#1～#4的数据的如图11(d)所示累加数据，将如图11(e)所示的QAM解调后的数据输出给QAM译码器25。图11(f)用信号点配置示出图11(e)所示的累加数据。
之后，在QAM译码器25中，QAM译码如图11(f)所示的来自QAM解调器34的经QAM解调的累加数据、译码成如图11(g)所示的例如“0”码元号、最后，数据合成器26合成经QAM译码的如图11(g)所示的码元号、从而得到图11(h)所示的例如“00”的接收数据。
因此，根据本实施例6的电力线通信装置的接收系统，截止构成多载波的多个子载波中的每个子载波、由于为了对应频率变换、相位调整、S/N的S/N越大，子载波的增益就越大，对截止的各子载波数据进行增益调整并累加、译码，所以译码比各子载波单独时提高了S/N的子载波，与上述实施例4、5的情况相同，接收各子载波中的任何一个都编码同一数据的多载波数据时，只有该部分能够用廉价的结构进行抗电力线噪声强的数据接收。
在本实施例6中，虽然用QAM解调器34进行了说明，但与上述实施例4的情况相同，代替QAM解调器34，使用FFT当然也可以。
如上所述，在本实施例6中说明了为了得到提高了S/N的子载波，用S/N测定电路31测定各载波的S/N，并根据该S/N，用增益设定电路40设定每个载波的增益、频率变换·相位·增益调整电路41进行增益调整等，加法电路42进行累加，但在本发明中，不局限于此，不需要S/N测定电路31、增益设定电路40及频率变换·相位·增益调整电路41中的增益调整，根据各载波的S/N，在每个载波不进行增益调整，累加各载波也可以。在这样做的情况下，被累加的子载波的S/N当然比上述的对应S/N进行各载波的增益调整后累加的子载波的S/N低，但因为一般噪声是不规则的，一累加通常正、负就相抵消，POWER电平不增加的情况，即减少的情况多，所以被累加的子载波的S/N方面比累加前的子载波的S/N最大值提高的情况多。因此，在该情况下，频率变换·相位·增益调整电路41只进行频率变换及相位调整。
(7)实施例7
下面，参照附图说明与本发明有关的多载波通信装置的实施例7。
图12是与本发明有关的多载波通信装置实施例7的部分结构图，与上述图6一样，只示出了与本发明有关的接收系统中的串行-并行转换电路(S/P)23以后的结构。因此，与上述实施例4～6相同，本实施例7能够与上述各实施例1～3的发送系统相组合，并示出了例如在图1中代替傅立叶变换电路(FFT)24、低通滤波器(LPF)24a～24d、QAM译码器25、数据合成器26，插入部分的结构。而且，给与上述实施例相同的结构元件，附加同一号，进行说明。
在图12中，24是FFT、25是QAM译码器、26是数据合成器、31是S/N测定电路、40是增益设定电路、42是加法电路(∑)、43是相位·增益调整电路。而且，在本实施例7中，与图1所示的实施例1的接收系统不同，省略示出了傅立叶变换电路(FFT)24和选择器35之间的低通滤波器(LPF)24a～24d。
图13(a)～(g)分别表示在图12所示的实施例7的电力线通信装置内，在各时间点上的数据频谱和值等。
具体说来，(a)表示从串行-并行转换电路(S/P)23输出，输入给傅立叶变换电路(FFT)24的多载波数据的频谱、(b)表示傅立叶变换电路(FFT)24的输出频谱、(c)表示相位·增益调整电路43的输出频谱、(d)表示加法电路41的输出频谱、(e)表示QAM解调器34的输出信号的信号点配置、(f)表示经QAM译码的码元号、(g)表示数据合成后的接收数据。
下面，参照附图说明工作。由于从串行-并行转换电路(S/P)23输出多载波数据、到输入给BPF33及S/N测定电路31为止，与上述实施例1～6的情况相同，所以只说明此后的工作。
首先，如图11(a)所示的由多个(本实施例7中，与上述各实施例相同，设为4个。)子载波构成的多载波数据从串行-并行转换电路(S/P)23输出(参照图一)、输入给傅立叶变换电路(FFT)24。
在傅立叶变换电路(FFT)24中，傅立叶变换由4个子载波构成的多载波数据，如图13(b)所示，变换成频带相同的频率轴数据，并输出给S/N测定电路31及相位·增益调整电路43。
与实施例5的情况相同，在S/N测定电路31中，测定经傅立叶变换的频率轴多个子载波中每一个的S/N，将该结果输出给增益设定电路40。在增益设定电路40中，根据被测定的各子载波的S/N，设定每个子载波的增益，以便S/N越好，增益越大，并输出给相位·增益调整电路43。
在相位·增益调整电路43中，调整来自FFT24的频带相同的频率轴数据的各子载波相位相同，同时根据来自设定电路40的每个子载波的增益设定，调整增益，并将如图13(c)所示的频谱数据输出给加法电路42。
简单说明图13(c)，与图11(c)的情况相同，对于子载波#3的数据的情况，因为S/N最好，所以提高增益，对于子载波#1的数据的情况，因为S/N其次好，所以其次提高增益、对于子载波#4的数据的情况，因为S/N第三好，所以第三提高增益、子载波#2的数据情况，由于S/N最差，所以将增益调整最低。但是，图13(c)所示的本实施例7的情况与图11(c)所示的实施例6的情况不同，是在傅立叶变换之后。
在加法电路42中，累加来自相位·增益调整电路43的如图13(c)所示频谱#1～#4傅立叶变换后的子载波数据，得到如图13(d)所示的频谱数据，输出给QAM译码器25。图13(e)示出图13(d)所示的累加数据的信号点配置。
之后，与上述各实施例相同，QAM译码器25对来自如图13(e)所示的加法电路42的累加数据进行QAM译码，译码成如图13(f)所示的例如“0”码元号，最后数据合成器26合成经QAM译码的如图13(f)所示的码元号，得到如图13(g)所示的例如“00”接收数据。
因此，由于根据本实施例7的电力线通信装置的接收系统，将由多个子载波构成的多载波用FFT24傅立叶变换成频率分量数据，调整相位及对应S/N的增益调整，进行累加并译码，所以译码比各载波单独时提高了S/N的子载波，与上述实施例4～6的情况相同，接收在各子载波中的任何一个编码同一数据的多载波数据时，只有该部分能够用廉价的结构进行抗电力线噪声强的数据接收。
如上所述，在本实施例7中说明了为了得到提高了S/N的子载波，用S/N测定电路31测定各载波的S/N，并根据该S/N，用增益设定电路40设定每个载波增益，相位·增益调整电路43进行增益调整等，加法电路42进行累加，但本发明中，不局限于此，如上述实施例6中所述，不需要S/N测定电路31、增益设定电路40及相位·增益调整电路43中的增益调整，根据各载波的S/N，在每个载波不进行增益调整，累加各载波也可以。因此，此时，相位·增益调整电路43只进行相位调整。
(8)实施例8
下面，参照附图，说明与本发明有关的多载波通信装置的实施例8。
图14是与本发明有关的多载波通信装置实施例8的部分结构图，与上述图6一样，只示出与本发明有关的接收系统中的串行-并行转换电路(S/P)23以后的结构。因此，与上述实施例4～7相同，本实施例8能够与上述各实施例1～3发送系统相组合，并示出例如在图1中，代替傅立叶变换电路(FFT)24、低通滤波器(LPF)24a～24d、QAM译码器25、数据合成器26，插入部分的结构。给与上述各实施例相同的结构元件，附加同一号，进行说明。
在图14中，24是傅立叶变换电路(FFT)、26是数据合成器、44是QAM译码器、45是判定器。在本实施例8中，与图1所示的实施例1的接收系统不同，省略示出了傅立叶变换电路(FFT)24和QAM数据43之间的低通滤波器(LPF)24a～24d。
图15(a)～(f)分别表示在图14所示的本实施例8的电力线通信装置内，在各时间点上的数据频谱和值等。
具体说来，(a)表示从串行-并行转换电路(S/P)23输出，输入给傅立叶变换电路(FFT)24的多载波数据的频谱、(b)表示傅立叶变换电路(FFT)24的输出频谱、(c)表示傅立叶变换电路(FFT)24的输出信号的信号点配置、(d)表示经QAM译码的码元号、(e)表示判定器45输出的码元号、(f)表示数据合成后的接收数据。
下面，参照附图说明工作。因为从串行-并行转换电路(S/P)23输出多载波数据，到输入给FFT24为止，与上述实施例1～7的情况相同，所以只说明此后的工作。
首先，如图15(a)所示的由多个(本实施例8中，与上述各实施例相同，设为4个。)子载波构成的多载波数据，从串行-并行转换电路(S/P)23输出(参照图1。)，输入给傅立叶变换电路(FFT)24。
在傅立叶变换电路(FFT)24中，傅立叶变换由4个子载波构成的多载波数据，如图15(b)所示，变换成各子载波的频带相同的频率轴数据，输出给QAM译码器44。而且，图15(c)示出了图15(b)所示的傅立叶变换后数据的信号点配置。
在QAM译码器44中，QAM译码对如图15(c)所示FFT24来的每个子载波进行傅立叶变换后的数据，如图15(d)所示，在每个子载波译码成码元号，输出给判定器45。如果简单说明图15(d)，对于子载波#1的数据的情况，例如译码成码元号“0”，对于子载波#2的数据的情况，例如译码成码元号“1”、对于子载波#3的数据的情况，例如译码成码元号“0”、对于子载波#4的数据情况，例如译码成码元号“0”。
在判定器45中，输入如图15(d)所示的QAM译码器44来的各子载波的码元号，如图15(e)所示，通过多数判决，选择应输出的码元号，即在各子载波中，选择输出最多的码元号，并输出给数据合成器26。对于图15(e)所示的情况，如15(d)所示，因为码元号“0”的译码数据最多，所以选择该码元号“0”的译码数据。
在数据合成器26中，与上述实施情况一样，合成用上述判定器45通过多数判决选择的QAM译码后的译码数据，得到如图15(f)所示的例如“00”接收数据。
因此，根据本实施例8的电力线通信装置的接收系统，由于将由多个子载波构成的多载波用FFT24在每个载波傅立叶变换成频率分量数据，之后，在每个子载波，QAM译码各载波的频率分量数据，通过多数判决，从经QAM译码的各载波的码元号中，选择码元号，所以来自电力线的噪声集中在某个载波的频带，该载波的数据变化等的情况，通过多载波判决，能够选择最准确的其他载波数据，只有该部分能够用廉价的结构进行抗电力线噪声强的数据接收。
产业上的可用性
如上所述，根据本发明，由于用多载波调制方式进行数据通信，所以能够提供最适合于小规模的企业和家庭内的网络的低成本、而且传输速率快的通信环境，同时通过上升沿取样装置等，全部多载波的频带扩大成傅立叶逆变换装置输出时的规定倍数，所以在通信线路(传输线路)中的噪声集中于某个频带时，只有该部分能够用廉价的结构进行抗噪声强的数据的发送和接收。
根据下一发明，为了减少噪声，例如将发送和接收的多载波数据的频率间隔被规定为傅立叶逆变换装置输出的多载波数据的频率间隔的规定倍数时，只追加将各载波的频带截止在该规定倍数分之一的截止装置、及按该规定倍数，进行上升沿取样的上升沿取样装置即可，所以，多载波编码装置及傅立叶逆变换装置的输入输出数减少，能够用小规模、廉价的结构相对应，从而能够大幅度降低成本。
根据下一发明，在发送和接收频带及频率间隔为基准频率的多载波数据的高速多载波通信装置间，发送和接收数据时，只要预先决定好在该两多载波通信装置间，本发明的多载波通信装置在哪一个多载波编码数据，就不需任何改良，能够与高速多载波通信装置进行数据通信。
根据下一发明，按照PN系列，由于在低频到高频的4个各载波，每一时刻编码的数据的信道不同，所以，即使某个载波被噪声破坏，也能够用其他载波发送和接收数据，因此，在各载波编码不同的数据时，不会发生全部数据破坏的情况，提高了抗电力线噪声的抗噪声性，能够进行可靠性更高的数据通信。
根据下一发明，在发送系统中，在多载波中的任何一个编码同一数据，另一方面，在接收系统中，接收构成该多载波的各子载波中的任何一个都编码了同一数据的多载波数据，译码了噪声影响小的任意频带的多载波数据，所以，来自电力线的噪声集中在某个频带时，只有该部分能够进行抗电力线噪声强的数据的发送和接收。
根据下一发明，噪声集中在某个频带时，接收扩大了频带的多载波的全部子载波编码同一数据的多载波数据，选择并译码S/N最大的频带的子载波数据，所以只有该部分能够用廉价的结构实现抗噪声强的数据接收。
根据下一发明，噪声集中在某个频带时，接收并傅立叶变换在频带扩大了的多载波的全部子载波编码同一数据的多载波数据，选择并译码S/N最大的频带的子载波数据，所以只有该部分能够用廉价的结构进行抗噪声强的数据接收。
根据下一发明，噪声集中在某个频带时，接收频带扩大了的多载波的全部子载波编码同一数据的多载波数据，进行频率变换和相位调整、对应S/N的增益调整，累加并译码各子载波数据，所以只有该部分能够用廉价的结构进行抗电力线噪声强的数据接收。
根据下一发明，噪声集中在某个频带时，接收并傅立叶变换频带扩大了的多载波的全部子载波编码同一数据的多载波数据，进行频率变换和相位调整、对应S/N的增益调整，累加并译码各子载波数据，所以只有该部分能够用廉价的结构进行抗电力线噪声强的数据接收。
根据下一发明，噪声集中在某个频带时，接收并傅立叶变换扩大了频带的多载波的全部子载波编码同一数据的多载波数据，之后，在每一个子载波进行QAM译码，从在每一个子载波进行QAM译码的码元号中，通过多数判决，选择最准确的码元号，所以只有该部分能够用廉价的结构进行抗噪声强的数据接收。

Claims (18)

1．一种多载波通信装置，其特征在于具有：
多载波编码装置，将输入数据用多载波调制方式调制，并编码成各载波间的频率间隔为基准频率的多载波数据；
截止装置，将来自上述多载波编码装置的多载波调制解调方式的多载波数据中的各载波带宽截止在规定倍数分之一；
傅立叶逆变换装置，对来自上述截止装置的多载波数据进行傅立叶逆变换；
上升沿取样装置，按照上述规定倍数，上升沿取样来自上述傅立叶逆变换装置的多载波数据，并输出载波间频率为上述基准频率的规定倍数、各载波带宽与用上述多载波编码装置编码的多载波数据的各载波带宽相同的多载波数据；
发送装置，发送来自上述上升沿取样装置的多载波数据。
2．一种多载波通信装置，其特征在于具有：
接收装置，接收各载波间的频率间隔为基准频率的规定倍数的多载波数据；
下降沿取样装置，按照上述规定倍数分之一，下降沿取样上述接收装置接收到的多载波数据，并输出载波间频率为上述基准频率、各载波带宽为用上述接收装置接收到的多载波数据的各载波带宽的上述规定倍数分之一的多载波数据；
傅立叶变换装置，对来自上述下降沿取样装置的多载波数据进行傅立叶变换；
译码装置，译码来自上述傅立叶变换装置的多载波数据。
3．一种多载波通信装置，其特征在于具有：
多载波编码装置，将输入数据用多载波调制方式调制，并编码成各载波间的频率间隔为基准频率的多载波数据；
截止装置，将来自上述多载波编码装置的多载波调制解调方式的多载波数据中的各载波带宽截止在规定倍数分之一；
傅立叶逆变换装置，对来自上述截止装置的多载波数据进行傅立叶逆变换；
上升沿取样装置，按照上述规定倍数，上升沿取样来自上述傅立叶逆变换装置的多载波数据，并输出载波间频率为上述基准频率的规定倍数、各载波带宽与用上述多载波编码装置编码的多载波数据的各载波带宽相同的多载波数据；
发送装置，发送来自上述上升沿取样装置的多载波数据；接收装置，接收各载波间的频率间隔为基准频率的规定倍数的多载波数据；
下降沿取样装置，按照上述规定倍数分之一，下降沿取样上述接收装置接收到的多载波数据，并输出载波间频率为上述基准频率、各载波带宽为用上述接收装置接收到的多载波数据的各载波带宽的上述规定倍数分之一的多载波数据；
傅立叶变换装置，对来自上述下降沿取样装置的多载波数据进行傅立叶变换；译码装置，译码来自上述傅立叶变换装置的多载波数据。
4．权利要求1或权利要求3记载的多载波通信装置，其特征在于，
多载波编码装置输出在各载波编码了同一数据的多载波数据。
5．权利要求1或权利要求3记载的多载波通信装置，其特征在于，
多载波编码装置输出在各载波编码数据时，按各时间改变了在各载波编码的数据的信道的多载波数据。
6．一种多载波通信装置，其特征在于具有：
多载波编码装置，将输入数据用多载波调制方式调制，并只在多载波中的一个载波进行编码；
傅立叶逆变换装置，对来自上述多载波编码装置的多载波数据进行傅立叶逆变换；
截止装置，按照规定频率，截止上述傅立叶逆变换装置输出的多载波数据；
发送装置，发送上述被截止的多载波数据。
7．一种多载波通信装置，其特征在于具有：
接收装置，接收在构成多载波的各载波编码了同一数据的多载波数据；
多载波译码装置，根据上述接收装置接收到的多载波数据，译码在各载波编码的同一数据。
8．权利要求7记载的多载波通信装置，其特征在于多载波译码装置具有：
S/N测定装置，测定接收装置接收到的构成多载波数据的各载波的S/N；
载波选择装置，根据上述S/N测定装置的测定输出，从上述接收装置接收到的多载波数据中，选择S/N最大的载波数据；
频率轴数据变换装置，将用上述载波选择装置选择的载波数据变换成频率轴数据；
译码装置，译码来自上述频率轴数据变换装置的频率轴数据。
9．权利要求7记载的多载波通信装置，其特征在于多载波译码装置具有：
傅立叶变换装置，对接收装置接收到的多载波数据进行傅立叶变换；
S/N测定装置，测定来自上述傅立叶变换装置的构成多载波数据的各载波的S/N；
载波选择装置，根据上述S/N测定装置的测定输出，从来自上述傅立叶变换装置的多载波数据中，选择S/N最大的载波数据；
译码装置，译码被上述载波选择装置选择的载波数据。
10．权利要求7记载的多载波通信装置，其特征在于多载波译码装置具有：
载波截出装置，按每个载波，截出上述接收装置接收到的多载波数据；
调整装置，将用上述截出装置按每个载波截出的数据变换成同一频率，同时进行相位调整；
加法装置，累加来自上述调整装置的每个载波输出；
频率轴数据变换装置，将来自上述加法装置的累加数据变换成频率轴数据；
译码装置，译码来自上述频率轴数据变换装置的频率轴数据。
11．权利要求10记载的多载波通信装置，其特征在于多载波译码装置具有：
S/N测定装置，测定由截出装置按每个载波截出的数据的各S/N；
增益设定装置，根据上述S/N测定装置的测定输出，在每个载波设定来自上述载波截出装置的数据的增益、调整装置是将用上述载波截出装置按每个载波截出的数据变换成同一频率，同时调整相位，而且根据用上述增益设定装置的设定增益，进行增益调整。
12．权利要求7记载的多载波通信装置，其特征在于具有：
傅立叶变换装置，对接收装置接收到的多载波数据进行傅立叶变换；
调整装置，将用上述傅立叶变换装置进行傅立叶变换的多载波数据，按每个载波调整相位；
加法装置，累加来自上述调整装置的每个载波的输出；
译码装置，译码来自上述加法装置的累加数据。
13．权利要求12记载的多载波通信装置，其特征在于多载波译码装置具有：
S/N测定装置，按每个载波，测定构成用傅立叶变换装置进行傅立叶变换的多载波数据的各载波的S/N；
增益设定装置，根据上述S/N测定装置的测定输出，在每个载波设定来自上述傅立叶变换装置的多载波数据；
调整装置是对上述傅立叶变换的多载波数据，按每个载波调整相位，同时根据上述增益设定装置的设定增益，进行增益调整。
14．权利要求7记载的多载波通信装置，其特征在于多载波译码装置具有：
傅立叶变换装置，对接收装置接收到的多载波数据进行傅立叶变换；
译码装置，将用上述傅立叶变换装置进行傅立叶变换的多载波数据，按每个载波进行译码；
判定装置，输入用上述译码装置按每个载波译码的译码数据，判定并输出输入最多的译码数据。
15．权利要求1、3、4、5、6中任何一项记载的多载波通信装置，其特征在于，
发送装置经电力线发送多载波数据。
16．权利要求2、3、7～14中任何一项记载的多载波通信装置，其特征在于，
接收装置经电力线接收多载波数据。
17．一种多载波通信方法，其特征在于，
用多载波调制方式调制输入数据，并编码成各载波的频率间隔为基准频率的多载波数据，同时将各载波的频带截止在规定倍数分之一，并进行傅立叶逆变换；
按上述规定倍数，上升沿取样经傅立叶逆变换的多载波数据，并发送载波间频率为基准频率的所定倍数、各载波的带宽与上述编码多载波数据的各载波的带宽相同的多载波数据。
18．一种多载波通信方法，其特征在于，
接收各载波间的频率间隔为基准频率的规定倍数的多载波数据，按照上述规定倍数分之一，对接收到的多载波数据进行下降沿取样，对载波间频率为上述基准频率、各载波带宽为上述接收多载波数据的各载波带宽的上述规定倍数分之一的多载波数据进行傅立叶变换，同时进行译码。
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