JP2003008540A - 直交マルチキャリア変調における周波数割当 - Google Patents
直交マルチキャリア変調における周波数割当Info
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
- H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
- H04L5/143—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex for modulated signals
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- H04L5/02—Channels characterised by the type of signal
- H04L5/023—Multiplexing of multicarrier modulation signals
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直交周波数分割多重網の２つのノードの間の
データ伝送方法を提供する。 【解決手段】 各ノードに少なくともひとつの送信周波
数セットと少なくともひとつの受信周波数セットを割当
て、各ノードの送信セットはその受信セットと異なり、
各ノードを自己宛でない送信を再送信する中継局として
使用する。
データ伝送方法を提供する。 【解決手段】 各ノードに少なくともひとつの送信周波
数セットと少なくともひとつの受信周波数セットを割当
て、各ノードの送信セットはその受信セットと異なり、
各ノードを自己宛でない送信を再送信する中継局として
使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は共同利用の１点−多
点、又は多点−多点通信網に関し、特に直交周波数分割
多重アクセス通信網（ＦＤＭＡ、又はＦＤＤ）に関す
る。
点、又は多点−多点通信網に関し、特に直交周波数分割
多重アクセス通信網（ＦＤＭＡ、又はＦＤＤ）に関す
る。
【０００２】本発明は伝送媒体として電力供給媒体（メ
インズ）を使用する応用に関して記述する。モデム（変
調器／復調器）を有しメインズに結合する１又は複数の
装置でデータを伝送するために高周波のサブキャリアが
一般に用いられる。網は例えばマイクロコンピュータを
その周辺装置（プリンタ、スキャナ等）に接続するため
に使用される。又、衛星アンテナ、光ファイバケーブ
ル、モデムケーブル、ＸＤＳＬモデム等の外部アクセス
との接続からくるマルチメディアデータを家庭や事務所
等で、分配することもできる。
インズ）を使用する応用に関して記述する。モデム（変
調器／復調器）を有しメインズに結合する１又は複数の
装置でデータを伝送するために高周波のサブキャリアが
一般に用いられる。網は例えばマイクロコンピュータを
その周辺装置（プリンタ、スキャナ等）に接続するため
に使用される。又、衛星アンテナ、光ファイバケーブ
ル、モデムケーブル、ＸＤＳＬモデム等の外部アクセス
との接続からくるマルチメディアデータを家庭や事務所
等で、分配することもできる。
【０００３】
【従来の技術】従来、電力線を伝送媒体として使用する
網に関する技術標準は周波数分割と時分割の組合せを提
供する。これは実際にはキャリア検出と衝突（非衝突）
検出多重アクセス（ＣＳＭＡ／ＣＡ）である。これらの
伝送標準では、周波数分割多重アクセスは直交周波数分
割多重（ＯＦＤＭ）により実現される。
網に関する技術標準は周波数分割と時分割の組合せを提
供する。これは実際にはキャリア検出と衝突（非衝突）
検出多重アクセス（ＣＳＭＡ／ＣＡ）である。これらの
伝送標準では、周波数分割多重アクセスは直交周波数分
割多重（ＯＦＤＭ）により実現される。
【０００４】これは公知の技術であるが簡単に説明す
る。電力線を伝送媒体として使用する網の多重化の応用
の文献として、2000年12月にCommunication Systems De
signに刊行された、スティーブガードナー、ブリアンマ
ークウォルター及びラリーヤングの著作による「ホーム
プラグ標準によるホーム網(HomePlug Standard BringsN
etworking to the Home)」がある。
る。電力線を伝送媒体として使用する網の多重化の応用
の文献として、2000年12月にCommunication Systems De
signに刊行された、スティーブガードナー、ブリアンマ
ークウォルター及びラリーヤングの著作による「ホーム
プラグ標準によるホーム網(HomePlug Standard BringsN
etworking to the Home)」がある。
【０００５】ＯＦＤＭ波形は逆フーリエ変換（ＩＦＦ
Ｔ）により生成され、周波数点は各キャリアを変調する
複素シンボルにより形成される。逆フーリエ変換の結果
はＯＦＤＭシンボルと呼ばれる。受信側ではＯＦＤＭシ
ンボルを周波数領域に変換する直接フーリエ変換により
データが再構成される。この処理はデジタルである。
Ｔ）により生成され、周波数点は各キャリアを変調する
複素シンボルにより形成される。逆フーリエ変換の結果
はＯＦＤＭシンボルと呼ばれる。受信側ではＯＦＤＭシ
ンボルを周波数領域に変換する直接フーリエ変換により
データが再構成される。この処理はデジタルである。
【０００６】網の各ノードに接続される各モデムは他の
ノードにデータを送り、他のノードからのデータを受信
できなければならない。
ノードにデータを送り、他のノードからのデータを受信
できなければならない。
【０００７】種々の装置が共同網の上に情報を同時に伝
送する必要があるので、伝送手段のアクセス制御機構
（ＭＡＣ）により衝突を防止して情報の損失を防止する
必要がある。さらに、異なるマルチメディアサービス又
は伝送タイプが同じ電力線を使用することがあり、又、
異なる伝送は遅延や誤り率に関し特有の制限をもつこと
があるので、優先アクセス制御又はサービス品質制御
（ＱＯＳ）が一般に使用される。
送する必要があるので、伝送手段のアクセス制御機構
（ＭＡＣ）により衝突を防止して情報の損失を防止する
必要がある。さらに、異なるマルチメディアサービス又
は伝送タイプが同じ電力線を使用することがあり、又、
異なる伝送は遅延や誤り率に関し特有の制限をもつこと
があるので、優先アクセス制御又はサービス品質制御
（ＱＯＳ）が一般に使用される。
【０００８】周波数分割多重アクセスでは、網の各ノー
ドは（網に接続される各モデム）、データを送るための
予め定められる周波数セットを割当てられる。受信側で
は、２つの解決法がある。ひとつは通信制御チャネルを
用いて、多点−多点網に接続される各装置が受信し復調
する周波数を指示する方法である。又は全装置が全周波
数を復調し、各受信装置が自己を意図した情報のみを選
択する。
ドは（網に接続される各モデム）、データを送るための
予め定められる周波数セットを割当てられる。受信側で
は、２つの解決法がある。ひとつは通信制御チャネルを
用いて、多点−多点網に接続される各装置が受信し復調
する周波数を指示する方法である。又は全装置が全周波
数を復調し、各受信装置が自己を意図した情報のみを選
択する。
【０００９】電力線を伝送媒体として使用する網の特徴
として、網の伝達関数が時間により大きく変動すること
（例えば、モデムがあるなしにかかわらず電気装置がプ
ラグインされる効果）、伝達関数がノード毎に異なるこ
と、及びマルチパス、マルチ反射網であることがある。
結果として、モデムの送信はランダムに汚染され、他の
モデムが正しく受信できなくなる。
として、網の伝達関数が時間により大きく変動すること
（例えば、モデムがあるなしにかかわらず電気装置がプ
ラグインされる効果）、伝達関数がノード毎に異なるこ
と、及びマルチパス、マルチ反射網であることがある。
結果として、モデムの送信はランダムに汚染され、他の
モデムが正しく受信できなくなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の技術の
欠点を改善した、直交周波数分割多重による新規な伝送
技術を提供することを目的とする。
欠点を改善した、直交周波数分割多重による新規な伝送
技術を提供することを目的とする。
【００１１】本発明は特にコストが低く規模の小さなフ
ーリエ変換回路の使用を可能とすることを目的とする。
ーリエ変換回路の使用を可能とすることを目的とする。
【００１２】本発明はさらに伝達関数のランダムな変化
にもかかわらず網の信頼性を改善することを目的とす
る。
にもかかわらず網の信頼性を改善することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、各ノードに少なくともひとつの送信周波
数セットと少なくともひとつの受信周波数セットを割当
て、各ノードの送信セットは受信セットとは相違し、各
ノードをそこを宛先としない送信を再送信する中継手段
として使用する、直交周波数分割多重網の２つのノード
（Ｎ）の間のデータ伝送方法を提供する。
に、本発明は、各ノードに少なくともひとつの送信周波
数セットと少なくともひとつの受信周波数セットを割当
て、各ノードの送信セットは受信セットとは相違し、各
ノードをそこを宛先としない送信を再送信する中継手段
として使用する、直交周波数分割多重網の２つのノード
（Ｎ）の間のデータ伝送方法を提供する。
【００１４】本発明の実施例によると、各セットは網全
体の送信で１度だけ割当てられる。
体の送信で１度だけ割当てられる。
【００１５】本発明の実施例によると、各セットは網全
体の受信で１度だけ割当てられる。
体の受信で１度だけ割当てられる。
【００１６】本発明の実施例によると、各ノードが少な
くとも２つの送信セットと少なくとも２つの受信セット
を割当てられる。
くとも２つの送信セットと少なくとも２つの受信セット
を割当てられる。
【００１７】本発明の実施例によると、ノードの受信セ
ットが少なくとも２つの他のノードの送信セットに対応
する。
ットが少なくとも２つの他のノードの送信セットに対応
する。
【００１８】本発明の実施例によると、ノードの送信セ
ットが少なくとも２つの他のノードの受信セットに対応
する。
ットが少なくとも２つの他のノードの受信セットに対応
する。
【００１９】本発明の実施例によると、１からｎの間の
範囲のランクｉのノードは、送信モードで、ランクｋ
（ｉ−１）＋１からｋまでのｋ個の周波数セットを割当
てられる、ここでｋは各ノードに各方向毎に割当てられ
るセットの数をあらわし、周波数セットは１からｋｎま
で番号づけされる。
範囲のランクｉのノードは、送信モードで、ランクｋ
（ｉ−１）＋１からｋまでのｋ個の周波数セットを割当
てられる、ここでｋは各ノードに各方向毎に割当てられ
るセットの数をあらわし、周波数セットは１からｋｎま
で番号づけされる。
【００２０】本発明の実施例によると、シンボルの終端
と始端のあらかじめ定められる数のサンプルを各々再生
する循環プレフィックスと循環サフィックスを各送信シ
ンボルに付加する。
と始端のあらかじめ定められる数のサンプルを各々再生
する循環プレフィックスと循環サフィックスを各送信シ
ンボルに付加する。
【００２１】本発明の実施例によると、全てのノードの
シンボルの送信時刻が同期している。
シンボルの送信時刻が同期している。
【００２２】本発明の実施例によると、送信されるシン
ボル（ＯＦＤＭ）を整形してキャリア間干渉を避ける。
ボル（ＯＦＤＭ）を整形してキャリア間干渉を避ける。
【００２３】本発明は、さらに、直交周波数分割多重伝
送網のモデムを提供する。
送網のモデムを提供する。
【００２４】本発明の実施例によると、前記モデムは、
送信メッセージが当該メッセージの宛先であるか否かを
検出し、宛先でないときに当該メッセージを網の他のノ
ードに他の周波数セットに送信する手段をふくむ。
送信メッセージが当該メッセージの宛先であるか否かを
検出し、宛先でないときに当該メッセージを網の他のノ
ードに他の周波数セットに送信する手段をふくむ。
【００２５】
【発明の実施の形態】異なる図で、同じ部材は同じ符号
で示される。明瞭化のために発明の理解に有用な部材と
ステップのみが図示され説明される。伝送データとその
符号化は詳述しない。伝送データとその符号化及び伝送
プロトコルは応用毎に異なり、本発明はデータの型、及
び伝送プロトコルにかかわらず実用化される。さらに、
アクセス制御と網動作に必要な他の機構（例えば優先制
御）は記載しない。本発明を実施する際のこれらの機構
の適用は当業者に容易である。さらに、モデムの内部構
造は記述しない。これは別途特定しない部分については
周知である。
で示される。明瞭化のために発明の理解に有用な部材と
ステップのみが図示され説明される。伝送データとその
符号化は詳述しない。伝送データとその符号化及び伝送
プロトコルは応用毎に異なり、本発明はデータの型、及
び伝送プロトコルにかかわらず実用化される。さらに、
アクセス制御と網動作に必要な他の機構（例えば優先制
御）は記載しない。本発明を実施する際のこれらの機構
の適用は当業者に容易である。さらに、モデムの内部構
造は記述しない。これは別途特定しない部分については
周知である。
【００２６】本発明によると、網の各ノードは少なくと
もひとつの送信周波数セットと少なくともひとつの受信
周波数セットを割当てられる。送信及び受信周波数セッ
トはノード毎に異なり、同じノードでは送信周波数は受
信周波数と異なる。このことから、各ノードは網全体に
対し送信セットとして唯１度だけ割当てられ、網全体に
対し受信セットとして唯１度だけ割当てられる。
もひとつの送信周波数セットと少なくともひとつの受信
周波数セットを割当てられる。送信及び受信周波数セッ
トはノード毎に異なり、同じノードでは送信周波数は受
信周波数と異なる。このことから、各ノードは網全体に
対し送信セットとして唯１度だけ割当てられ、網全体に
対し受信セットとして唯１度だけ割当てられる。
【００２７】本発明によると、各ノードは伝送の中継
（リレー）として使用され、つまり、自己を意図しない
送信を受信する。
（リレー）として使用され、つまり、自己を意図しない
送信を受信する。
【００２８】好ましくは、各ノードは、上記条件を考慮
して、少なくとも２つの送信周波数セットと少なくとも
２つの受信周波数セットを割当てられる。従って異なる
周波数セットの最小数は網のノードの数の２倍に対応す
る。
して、少なくとも２つの送信周波数セットと少なくとも
２つの受信周波数セットを割当てられる。従って異なる
周波数セットの最小数は網のノードの数の２倍に対応す
る。
【００２９】図１は電力導体Ｌを伝送媒体として用いる
伝送網の例である。電力供給網は異なるタップＰを、必
要ならブレーカ（図示なし）を有する電力分電盤を介し
て接続する。タップＰは図１では３導体タップ（フェー
ズ、中立、接地）として示される。しかし、２導体タッ
プ（フェーズ、中立）も可能である。伝送網の点から
は、タップはノードと考えられる。図１の例は８ノード
（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６，Ｎ７，Ｎ８）
の網である。
伝送網の例である。電力供給網は異なるタップＰを、必
要ならブレーカ（図示なし）を有する電力分電盤を介し
て接続する。タップＰは図１では３導体タップ（フェー
ズ、中立、接地）として示される。しかし、２導体タッ
プ（フェーズ、中立）も可能である。伝送網の点から
は、タップはノードと考えられる。図１の例は８ノード
（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６，Ｎ７，Ｎ８）
の網である。
【００３０】網に接続される各種電気装置の中で、装置
１（簡単のためにノードＮ７に接続するひとつだけを図
示する）は網を介して通信するためのモデム（ＭＯＤＥ
Ｍ）を有する。
１（簡単のためにノードＮ７に接続するひとつだけを図
示する）は網を介して通信するためのモデム（ＭＯＤＥ
Ｍ）を有する。
【００３１】他の非通信装置は、もちろん、メインズに
よる電力供給のために接続することができる。
よる電力供給のために接続することができる。
【００３２】ノードに関する参照として、表示はノード
に接続されるモデムを指し、データを交換するための異
なる回路をふくむ。
に接続されるモデムを指し、データを交換するための異
なる回路をふくむ。
【００３３】本発明の好ましい実施例によると、各ノー
ドは送信及び受信ＯＦＤＭシンボルによるキャリアとし
て用いられる２つの送信周波数セットと２つの受信周波
数セットを割当てられる。表１は、図１の網のＦＢ１か
らＦＢ１６の１６周波数の割当の例を示す。
ドは送信及び受信ＯＦＤＭシンボルによるキャリアとし
て用いられる２つの送信周波数セットと２つの受信周波
数セットを割当てられる。表１は、図１の網のＦＢ１か
らＦＢ１６の１６周波数の割当の例を示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】各ノードが２つの異なる周波数セットで送
信できるので網の信頼性が向上する。実際、周波数バン
ドの一方のセットが網に接続される他の装置（例えば電
気装置）により破損されても、別のセットにより伝送は
正しく実行される。
信できるので網の信頼性が向上する。実際、周波数バン
ドの一方のセットが網に接続される他の装置（例えば電
気装置）により破損されても、別のセットにより伝送は
正しく実行される。
【００３６】上述の周波数セットの割当により、他のノ
ードに送信を希望する各ノードは数個の可能な周波数パ
スをもつことができ、リレーとして動作する１又は数個
のノードを介して送信することができる。
ードに送信を希望する各ノードは数個の可能な周波数パ
スをもつことができ、リレーとして動作する１又は数個
のノードを介して送信することができる。
【００３７】図２は、４ノードの網について、この動作
を示す。４ノード（Ｎ１−Ｎ４）の網であるので、周波
数セットの数は８（ＦＢ１−ＦＢ８）である。異なる伝
送パス又は可能性が用いられる周波数セットに従って矢
印で示される。
を示す。４ノード（Ｎ１−Ｎ４）の網であるので、周波
数セットの数は８（ＦＢ１−ＦＢ８）である。異なる伝
送パス又は可能性が用いられる周波数セットに従って矢
印で示される。
【００３８】表２はひとつのノードから他のノードへの
伝送に使用可能な異なる周波数セットを示す。
伝送に使用可能な異なる周波数セットを示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】送信ノードが何であっても、該ノードは他
のノードに到着するために異なる周波数を使って２つの
可能なパスを持つ。支払うべきコストはリレー（中継）
のために伝送時間がわずかに長くなることである。しか
し、このコストは、２セットの周波数のみを処理する逆
フーリエ変換（送信）と２セットの周波数のみの直接フ
ーリエ変換（受信）の単純化されたフーリエ変換によ
り、網の任意のノードと通信できる大きな利点と比べれ
ば無視可能である。これは網のサイズ（ノードの数）に
かかわらず可能である。
のノードに到着するために異なる周波数を使って２つの
可能なパスを持つ。支払うべきコストはリレー（中継）
のために伝送時間がわずかに長くなることである。しか
し、このコストは、２セットの周波数のみを処理する逆
フーリエ変換（送信）と２セットの周波数のみの直接フ
ーリエ変換（受信）の単純化されたフーリエ変換によ
り、網の任意のノードと通信できる大きな利点と比べれ
ば無視可能である。これは網のサイズ（ノードの数）に
かかわらず可能である。
【００４１】本発明の他の利点は、網が１又は他のパス
を選択することにより伝達関数の変化に対し実時間で適
応できることである。
を選択することにより伝達関数の変化に対し実時間で適
応できることである。
【００４２】変形例として、２以上の周波数セットを各
ノードと各送信方向に割当てることができる。これは可
能なパスの数を増加し、従って、妨害に対する網の強さ
を増加する。しかし、より多くのフーリエ変換回路が必
要となる。
ノードと各送信方向に割当てることができる。これは可
能なパスの数を増加し、従って、妨害に対する網の強さ
を増加する。しかし、より多くのフーリエ変換回路が必
要となる。
【００４３】図３は本発明による６ノードの網の動作を
示す。この実施例では、ひとつの送信周波数セットとひ
とつの受信周波数セットが網の各ノードに割当てられ、
そして割当は循環的である。換言すると、網の２つのノ
ードの間の伝送は０とｎ−２の間のリレーを必要とす
る。ここで、ｎはノードの数であり、従って、２つの直
接通信ノードの間に１とｎ−１の間の伝送がある。図３
の実施例は、前述の実施例と比べて網の強さは増加させ
ないが、モデム回路を単純化させるという目的を達成す
る。
示す。この実施例では、ひとつの送信周波数セットとひ
とつの受信周波数セットが網の各ノードに割当てられ、
そして割当は循環的である。換言すると、網の２つのノ
ードの間の伝送は０とｎ−２の間のリレーを必要とす
る。ここで、ｎはノードの数であり、従って、２つの直
接通信ノードの間に１とｎ−１の間の伝送がある。図３
の実施例は、前述の実施例と比べて網の強さは増加させ
ないが、モデム回路を単純化させるという目的を達成す
る。
【００４４】本発明の利点として網の管理に制御チャネ
ルを必要としない。実際、各ノードはリレー（リピー
タ）として使用され、受信データが自身宛か、別のノー
ドに送信すべきかを決定する。従来の方法では、メッセ
ージのヘッダにアドレスがふくまれ、受信モデムはメッ
セージを復調してみてそれが自己宛かどうかを決定する
ことができた。この復調が必要な理由は、キャリアが異
なるので、メッセージを変調しなおして他のノードに送
るためである。
ルを必要としない。実際、各ノードはリレー（リピー
タ）として使用され、受信データが自身宛か、別のノー
ドに送信すべきかを決定する。従来の方法では、メッセ
ージのヘッダにアドレスがふくまれ、受信モデムはメッ
セージを復調してみてそれが自己宛かどうかを決定する
ことができた。この復調が必要な理由は、キャリアが異
なるので、メッセージを変調しなおして他のノードに送
るためである。
【００４５】周波数セットの管理は他の態様で行なうこ
とができる。
とができる。
【００４６】周波数セットが割当てられると、各モデム
は、例えばそのメモリに、全ネットワークの異なるノー
ドに割当てられる異なる周波数セットのテーブルを記憶
する。従って、送信すべきメッセージを受信したとき
に、どのパスを使うか知ることができる。
は、例えばそのメモリに、全ネットワークの異なるノー
ドに割当てられる異なる周波数セットのテーブルを記憶
する。従って、送信すべきメッセージを受信したとき
に、どのパスを使うか知ることができる。
【００４７】周波数割当は、本発明の基準と、変調が振
幅位相直交変調であるということを考慮して、周知の手
段により行なわれる。Ｓ／Ｎに従った数の点（例えば４
点と１０２４点の間）の星座が用いられる。周知のよう
に、関連する点のノイズにりよる次の星座点への重畳を
避けることが必要である。
幅位相直交変調であるということを考慮して、周知の手
段により行なわれる。Ｓ／Ｎに従った数の点（例えば４
点と１０２４点の間）の星座が用いられる。周知のよう
に、関連する点のノイズにりよる次の星座点への重畳を
避けることが必要である。
【００４８】フィルタ手段（実施例によりアナログ又は
デジタル）による周波数分離とフーリエ変換回路の処理
の容易さのために、好ましくは、周波数セットは、他の
セットの周波数とインターレースするよりも、周波数バ
ンドに集められる。
デジタル）による周波数分離とフーリエ変換回路の処理
の容易さのために、好ましくは、周波数セットは、他の
セットの周波数とインターレースするよりも、周波数バ
ンドに集められる。
【００４９】周波数セットの割当は、前述の機能を満足
すれば他の方法で実行することができる。好ましくは、
周波数セットは他のセットにより通信可能なノードの数
を最大とするように分配される。しかし、他の制限（例
えば、ノード毎に異なる通信速度、優先管理、実施の特
異性）により、他の周波数セットの分配も使用される。
すれば他の方法で実行することができる。好ましくは、
周波数セットは他のセットにより通信可能なノードの数
を最大とするように分配される。しかし、他の制限（例
えば、ノード毎に異なる通信速度、優先管理、実施の特
異性）により、他の周波数セットの分配も使用される。
【００５０】第１実施例によると、各モデムは、網に接
続するときに、利用可能なバンドから自身のバンドを自
身に割当てる。当業者に容易な別の割当テーブル又は割
当アルゴリズムも可能である。各周波数バンド又はセッ
トでシグナルサブバンドが用いられる。サブバンドは同
じ情報を運ぶ。第１モデムは選択された周波数セットの
識別をシグナルサブバンドで送信する。接続のための次
のモデムはこの情報を読み、これを自身の周波数セット
の選択で考慮する。
続するときに、利用可能なバンドから自身のバンドを自
身に割当てる。当業者に容易な別の割当テーブル又は割
当アルゴリズムも可能である。各周波数バンド又はセッ
トでシグナルサブバンドが用いられる。サブバンドは同
じ情報を運ぶ。第１モデムは選択された周波数セットの
識別をシグナルサブバンドで送信する。接続のための次
のモデムはこの情報を読み、これを自身の周波数セット
の選択で考慮する。
【００５１】第２実施例によると、周波数セットは、各
モデム毎に、ソフトウエア又はハードウエア手段により
あらかじめプログラムされる。
モデム毎に、ソフトウエア又はハードウエア手段により
あらかじめプログラムされる。
【００５２】図１の好ましい実施例では、周波数セット
の割当は次の関係を適用することにより行なわれる。各
モデム又はノード（実施例ではＮ１−Ｎ８）に与えられ
る任意のオーダ数（１とｎの間、ｎは網のノードの数）
がｉと指定される。各周波数セットに与えられる任意の
オーダ数がｊと指定される（好ましくは、連続する数は
周波数セットの連続的と対応しない）。図１の実施例
で、ｊは１と１６（１と２ｎ）の範囲にある。
の割当は次の関係を適用することにより行なわれる。各
モデム又はノード（実施例ではＮ１−Ｎ８）に与えられ
る任意のオーダ数（１とｎの間、ｎは網のノードの数）
がｉと指定される。各周波数セットに与えられる任意の
オーダ数がｊと指定される（好ましくは、連続する数は
周波数セットの連続的と対応しない）。図１の実施例
で、ｊは１と１６（１と２ｎ）の範囲にある。
【００５３】送信セットに対しては、セットは２つずつ
順に割当てられる。従ってランクｉのモデムはランクｊ
＝２ｉ−１とｊ＝２ｉのセットを割当てられる。より一
般には、ｋを各ノードに割当てられるセットの数とし
て、ランクｉのノードはランクｊのｋノードをｋ（ｉ−
１）＋１とｋｉの間で割当てられる。
順に割当てられる。従ってランクｉのモデムはランクｊ
＝２ｉ−１とｊ＝２ｉのセットを割当てられる。より一
般には、ｋを各ノードに割当てられるセットの数とし
て、ランクｉのノードはランクｊのｋノードをｋ（ｉ−
１）＋１とｋｉの間で割当てられる。
【００５４】受信セットに対しては、同じモデムは相互
に異なりかつ送信セットとも異なるランクｊのセットの
みを割当てられるように、セットが分布する。非常に多
数の可能性があり、当業者は適応される割当方法を選ぶ
ことができる。
に異なりかつ送信セットとも異なるランクｊのセットの
みを割当てられるように、セットが分布する。非常に多
数の可能性があり、当業者は適応される割当方法を選ぶ
ことができる。
【００５５】周波数セットの割当はダイナミックに行な
われる。例えば、割当アルゴリズムはパスを選択するた
めに異なるチャネルの受信品質を考慮する。
われる。例えば、割当アルゴリズムはパスを選択するた
めに異なるチャネルの受信品質を考慮する。
【００５６】受信モードでの直接フーリエ変換の最適動
作を保証するために、好ましくは、循環プレフィックス
とサフィックスが、各送信ＯＦＤＭシンボルの各送信フ
ローにもうけられる。これは、各シンボルの送信時に時
間軸で、シンボルの終端と始端の予め定められる数のサ
ンプルをコピーして、このコピーをシンボルの始端と終
端に各々挿入してシンボル間間隔を充填することであ
る。コピーされるシンボルの数（又はプレフィックスと
サフィックスの長さ）は全ての送信フローで同じである
が、プレフィックスの長さはサフィックスと異なっても
よい。
作を保証するために、好ましくは、循環プレフィックス
とサフィックスが、各送信ＯＦＤＭシンボルの各送信フ
ローにもうけられる。これは、各シンボルの送信時に時
間軸で、シンボルの終端と始端の予め定められる数のサ
ンプルをコピーして、このコピーをシンボルの始端と終
端に各々挿入してシンボル間間隔を充填することであ
る。コピーされるシンボルの数（又はプレフィックスと
サフィックスの長さ）は全ての送信フローで同じである
が、プレフィックスの長さはサフィックスと異なっても
よい。
【００５７】各シンボルの循環プレフィックスは、時間
軸で、２つのシンボルを分離するデッドタイムで、シン
ボルの前にコピーされるＯＦＤＭシンボルの最後の２−
３マイクロ秒の複写を提供する。循環プレフィックスの
機能はチャネルの遅延（送信チャネルのパルス応答）が
周波数に対し一定ではないことからくるシンボル間干渉
を吸収することである。電力線を伝送媒体とする網でＯ
ＦＤＭシンボルに循環サフィックスを使用することは上
述の文献「HomePlug Standard Brings Networking to t
he Home」で知られている。
軸で、２つのシンボルを分離するデッドタイムで、シン
ボルの前にコピーされるＯＦＤＭシンボルの最後の２−
３マイクロ秒の複写を提供する。循環プレフィックスの
機能はチャネルの遅延（送信チャネルのパルス応答）が
周波数に対し一定ではないことからくるシンボル間干渉
を吸収することである。電力線を伝送媒体とする網でＯ
ＦＤＭシンボルに循環サフィックスを使用することは上
述の文献「HomePlug Standard Brings Networking to t
he Home」で知られている。
【００５８】本発明で使用されるプレフィックスとサフ
ィックスはアナログフィルタを不用とする。実際、シン
ボルの始端と終端でデータの一部をくり返すことによ
り、異なるノードで同時に受信する異なるシンボルの受
信の不連続性が避けられる。この不連続性は、受信側の
直接フーリエ変換で、近傍の周波数（キャリア）に広が
り受信品質を劣化させるノイズにより変形する。本発明
によると、シンボルの間のデッドタイムは時間軸でくり
返しデータにより充填され、直接フーリエ変換の動作は
循環的であるので、シンボルが始まる点は、信号にふく
まれる時間（つまりシンボル時間とプレフィックスとサ
フィックス）の範囲内で変化し、情報が失なわれること
はない。このため、異なるシンボルのキャリアは周波数
軸で直交性を保つ。従って、もはやアナログフィルタは
不用で、受信機に割当てられた受信周波数を復調しさえ
すればよい。これは、さらに、各モデム（ノード）がひ
とつの送信周波数セットとひとつの受信周波数セットを
割当てられることから可能である。
ィックスはアナログフィルタを不用とする。実際、シン
ボルの始端と終端でデータの一部をくり返すことによ
り、異なるノードで同時に受信する異なるシンボルの受
信の不連続性が避けられる。この不連続性は、受信側の
直接フーリエ変換で、近傍の周波数（キャリア）に広が
り受信品質を劣化させるノイズにより変形する。本発明
によると、シンボルの間のデッドタイムは時間軸でくり
返しデータにより充填され、直接フーリエ変換の動作は
循環的であるので、シンボルが始まる点は、信号にふく
まれる時間（つまりシンボル時間とプレフィックスとサ
フィックス）の範囲内で変化し、情報が失なわれること
はない。このため、異なるシンボルのキャリアは周波数
軸で直交性を保つ。従って、もはやアナログフィルタは
不用で、受信機に割当てられた受信周波数を復調しさえ
すればよい。これは、さらに、各モデム（ノード）がひ
とつの送信周波数セットとひとつの受信周波数セットを
割当てられることから可能である。
【００５９】さらに、本発明は、時分割多重アクセスを
必要とせず、大きな容量と、効率的な優先制御とサービ
ス品質管理制御を必要としない。
必要とせず、大きな容量と、効率的な優先制御とサービ
ス品質管理制御を必要としない。
【００６０】循環サフィックスの長さは網の伝搬遅延、
特に与えられたノードでの信号の反射又は受信遅延に従
って決定される。好ましくは、異なるモデムの送信が同
期されて、網のノードに接続する全てのモデムが同時に
送信し、又はシンボルが送信前に整形されて符号間干渉
を避けるようにする。この場合、サフィックスの長さ
は、好ましくは、全ての反射とパス（マルチパス）を考
慮して網の最大伝搬時間以内に制限される。
特に与えられたノードでの信号の反射又は受信遅延に従
って決定される。好ましくは、異なるモデムの送信が同
期されて、網のノードに接続する全てのモデムが同時に
送信し、又はシンボルが送信前に整形されて符号間干渉
を避けるようにする。この場合、サフィックスの長さ
は、好ましくは、全ての反射とパス（マルチパス）を考
慮して網の最大伝搬時間以内に制限される。
【００６１】送信の同期は、送信ＯＦＤＭシンボルを整
形して受信時に異なるノードからの複数のシンボルのシ
ンボル間干渉を避けることにより、避けることができ
る。整形技術はＯＦＤＭシンボルの他の応用分野、例え
ば、地上無線信号（ラックアンテナ）又は電話の受信ア
ンテナでのビデオ信号の受信、で周知であり、又、例え
ば、前述の文献「Ｚｉｐｐｅｒ ＶＤＳＬ：A Solution
for Robust Duplex Communication over Telephone Li
nes」by Denis J. G. Mestdagh, Michael R. Isaksson,
及びPer Odling, IEEE Communication Magazine, 90-96
頁, 2000年５月により周知である。しかし、整形は各ノ
ードに割当てられたキャリアセットのグループ化を必要
とする。
形して受信時に異なるノードからの複数のシンボルのシ
ンボル間干渉を避けることにより、避けることができ
る。整形技術はＯＦＤＭシンボルの他の応用分野、例え
ば、地上無線信号（ラックアンテナ）又は電話の受信ア
ンテナでのビデオ信号の受信、で周知であり、又、例え
ば、前述の文献「Ｚｉｐｐｅｒ ＶＤＳＬ：A Solution
for Robust Duplex Communication over Telephone Li
nes」by Denis J. G. Mestdagh, Michael R. Isaksson,
及びPer Odling, IEEE Communication Magazine, 90-96
頁, 2000年５月により周知である。しかし、整形は各ノ
ードに割当てられたキャリアセットのグループ化を必要
とする。
【００６２】受信モードでの複雑なイコライザとシンボ
ル間干渉を避けるために、循環プレフィックスの長さは
伝送網のパルス応答より大きいか少なくとも等しい。
ル間干渉を避けるために、循環プレフィックスの長さは
伝送網のパルス応答より大きいか少なくとも等しい。
【００６３】本発明の実施にあたって、全てのＯＦＤＭ
シンボルは同じ長さ（Ｔ）をもつべきである。この長さ
は振幅位相直交変調の２つの連続するキャリアの間の間
隔Δｆ（Ｔ＝１／Δｆ）により定義される。
シンボルは同じ長さ（Ｔ）をもつべきである。この長さ
は振幅位相直交変調の２つの連続するキャリアの間の間
隔Δｆ（Ｔ＝１／Δｆ）により定義される。
【００６４】網のノードの同期は独立に行なわれる。例
えば、網の時間基準信号を送る信号チャネルを使うこと
ができる。全てのモデムがメインズの接続タップにプラ
グインされるとする。ひとつのモデムをオンとすると、
このモデムは所定のデータで形成される特定のＯＦＤＭ
信号を所定の信号周波数セットで永久に送出する。他の
オンのモデムが受信すると、このモデムは別のあらかじ
め定められる信号周波数でレスポンス信号を直ちに送り
返す。始めのモデムがレスポンスを受信すると、伝搬時
間を計算して特別のチャネルで送り返す。第２のモデム
がこのチャネルの内容を受信すると、自身のＯＦＤＭ信
号の送信のための時間を知ることができ、上述の２つの
モデムは同時に信号を送信することができる。
えば、網の時間基準信号を送る信号チャネルを使うこと
ができる。全てのモデムがメインズの接続タップにプラ
グインされるとする。ひとつのモデムをオンとすると、
このモデムは所定のデータで形成される特定のＯＦＤＭ
信号を所定の信号周波数セットで永久に送出する。他の
オンのモデムが受信すると、このモデムは別のあらかじ
め定められる信号周波数でレスポンス信号を直ちに送り
返す。始めのモデムがレスポンスを受信すると、伝搬時
間を計算して特別のチャネルで送り返す。第２のモデム
がこのチャネルの内容を受信すると、自身のＯＦＤＭ信
号の送信のための時間を知ることができ、上述の２つの
モデムは同時に信号を送信することができる。
【００６５】この初期化フェーズの間に、他のモデムが
第２のモデムと同じ動作を実行すると、衝突が起る。こ
の問題は、衝突が起ったときに、ランダム機構により、
ランダム発生器で決定される時間の間各ノードを待ちモ
ードにすることにより解決することができる。このラン
ダム受信機は含まれるモデムが初期化サイクルを再スタ
ートさせる。
第２のモデムと同じ動作を実行すると、衝突が起る。こ
の問題は、衝突が起ったときに、ランダム機構により、
ランダム発生器で決定される時間の間各ノードを待ちモ
ードにすることにより解決することができる。このラン
ダム受信機は含まれるモデムが初期化サイクルを再スタ
ートさせる。
【００６６】本発明は当業者により種々の変更、修飾、
改良が可能である。特に、本発明の送信方法の実現は上
述の機能的記述にもとづいて当業者に容易である。さら
に、伝送媒体として電力ケーブルを使う網について記述
したが、本発明は同様の問題をもつ他の１点−多点、又
は多点−多点網に応用することができる。例えば、伝達
関数の時間に対する変化があり、マルチパス及び多重反
射の問題がある無線通信に応用することができる。
改良が可能である。特に、本発明の送信方法の実現は上
述の機能的記述にもとづいて当業者に容易である。さら
に、伝送媒体として電力ケーブルを使う網について記述
したが、本発明は同様の問題をもつ他の１点−多点、又
は多点−多点網に応用することができる。例えば、伝達
関数の時間に対する変化があり、マルチパス及び多重反
射の問題がある無線通信に応用することができる。
【図１】本発明による８ノードの伝送網を示す。
【図２】本発明による４ノード伝送網の動作を示す。
【図３】本発明の他の実施例を示す。
Ｎ１〜Ｎ８ ノード
ＦＢ１〜ＦＢ１６ 周波数
Claims (12)
- 【請求項１】 各ノードに少なくともひとつの送信周波
数セット（ＦＢ）と少なくともひとつの受信周波数セッ
ト（ＦＢ）を割当て、各ノードの送信セットは受信セッ
トとは相違し、各ノードをそこを宛先としない送信を再
送信する中継手段として使用する、直交周波数分割多重
網の２つのノード（Ｎ）の間のデータ伝送方法。 - 【請求項２】 各セット（ＦＢ）は網全体の送信で１度
だけ割当てられる請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 各セット（ＦＢ）は網全体の受信で１度
だけ割当てられる請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 各ノードが少なくとも２つの送信セット
と少なくとも２つの受信セットを割当てられる請求項１
記載の方法。 - 【請求項５】 ノードの受信セットが少なくとも２つの
他のノードの送信セットに対応する請求項４記載の方
法。 - 【請求項６】 ノードの送信セットが少なくとも２つの
他のノードの受信セットに対応する請求項４記載の方
法。 - 【請求項７】 １からｎの間の範囲のランクｉのノード
は、送信モードで、ランクｋ（ｉ−１）＋１からｋまで
のｋ個の周波数セットを割当てられる、ここでｋは各ノ
ードに各方向毎に割当てられるセットの数をあらわし、
周波数セットは１からｋｎまで番号づけされる、請求項
５又は６記載の方法。 - 【請求項８】 シンボルの終端と始端のあらかじめ定め
られる数のサンプルを各々再生する循環プレフィックス
と循環サフィックスを各送信シンボルに付加する、請求
項１記載の方法。 - 【請求項９】 全てのノードのシンボルの送信時刻が同
期している請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 送信されるシンボル（ＯＦＤＭ）を整
形してキャリア間干渉を避ける請求項８記載の方法。 - 【請求項１１】 網のノードに結合して請求項１−１０
のひとつの方法を実行する直交周波数分割多重伝送網の
モデム。 - 【請求項１２】 送信メッセージが当該メッセージの宛
先であるか否かを検出し、宛先でないときに当該メッセ
ージを網の他のノードに他の周波数セットに送信する手
段をふくむ、請求項１１記載のモデム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0107394A FR2825861A1 (fr) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | Allocation de frequences en modulation multiporteuses orthogonales |
| FR0107394 | 2001-06-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003008540A true JP2003008540A (ja) | 2003-01-10 |
Family
ID=8864011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002164487A Withdrawn JP2003008540A (ja) | 2001-06-06 | 2002-06-05 | 直交マルチキャリア変調における周波数割当 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7280465B2 (ja) |
| EP (1) | EP1265394A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003008540A (ja) |
| FR (1) | FR2825861A1 (ja) |
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| EP1643658A1 (en) | 2004-10-04 | 2006-04-05 | Sony Deutschland GmbH | Power line communication method |
| DE102005007326A1 (de) * | 2005-02-17 | 2006-09-07 | Siemens Ag | Dynamische Zuweisung von Funkressourcen in einem Mehrträgerkommunikationssystem |
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| US5644573A (en) | 1995-01-20 | 1997-07-01 | Amati Communications Corporation | Methods for coordinating upstream discrete multi-tone data transmissions |
| FR2721461B1 (fr) | 1994-06-16 | 1996-09-06 | France Telecom | Signal formé d'une pluralité de fréquences porteuses orthogonales organisé de façon à simplifier la réception d'un des signaux source le composant, procédé d'émission et récepteur correspondants. |
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-
2001
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-
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- 2002-06-05 JP JP2002164487A patent/JP2003008540A/ja not_active Withdrawn
- 2002-06-05 EP EP02354091A patent/EP1265394A1/fr not_active Withdrawn
- 2002-06-05 US US10/163,154 patent/US7280465B2/en active Active
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