JP2010124394A - 電力線搬送通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＦＤＭ変調方式を用いた低周波数帯域での電力線搬送通信に関し、伝送路状態の悪い環境下での通信状態を大きく改善でき、併せて従来に比べてより遠方との通信も実現できる電力線搬送通信装置を提供する。
【解決手段】ＯＦＤＭ変調方式を用いて低周波数帯域での電力線搬送通信を行う電力線搬送通信装置１であって、低周波数帯域を分割してなる複数の分割周波数帯を用いて周波数ダイバーシティ送信を行い、分割周波数帯ごとの伝送路特性を示す伝送路特性情報を取得し、伝送路特性情報に基づき、分割周波数帯ごとの出力レベルを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は電力線搬送通信装置に関し、特に低周波数帯域を用いて通信を行う電力線搬送通信装置に関する。

近年、電力線に１０ｋＨｚ以上の高周波電流を重畳して通信を行う電力線搬送通信（ＰＬＣ，Power Line Communications）が注目されている。以前は、電力線搬送通信の周波数帯域としては１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの帯域のみが認められていたが、２００６年１０月の電波法令改正により、屋内限定ではあるものの２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚのより高帯域を用いることが認められた。これに伴い、数十〜数百Ｍｂｐｓの高速通信が可能になったことから、特に家庭内やオフィス内での利用に注目が集まっている。

しかし実際には、電力線搬送通信の利用用途には屋外のものが多い。例えば、電気メーターの検針（データ収集）のために用いる例や、遠隔地からの機器制御に用いる例などである。このような用途では、従来通り、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの帯域（以下、低周波数帯域という。）が用いられる。

ここで、低周波数帯域を用いる電力線搬送通信装置における法制度について、簡単に説明しておく。

電波法では低周波数帯域を用いる電力線搬送通信装置を高周波利用設備として分類し、電波法施行規則は、高周波利用設備を免許不要で利用が可能となる型式制度を規定している。その中で一般用途として使える区分は「特別搬送式デジタル伝送装置」であり、型式指定のための具体的な条件が変調方式ごとに表１のように規定されている（施規第４６条の２第四号。一部の条件のみ抜粋。）。

本発明では、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚを用いる「スペクトル拡散方式以外の変調方式」としてのＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，直交波周波数分割多重)変調方式に着目する。なお、特許文献１〜３には、ＯＦＤＭ変調方式を用いる電力線搬送通信装置の例が開示されている。

ＯＦＤＭ変調方式は、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの帯域をフルに用い、かつサブキャリアごとの適応変調を行えるので、比較的高速かつ信頼性の高い通信を実現できるという利点を有する。一方で、現行の電波法施行規則では全サブキャリアの合計出力レベルが１００ｍＷ以下に制限されるため、従来の電力線搬送通信装置では、サブキャリアごとの出力レベルを（１００／ｎ）ｍＷ（ｎはサブキャリア数）に設定している。この（１００／ｎ）ｍＷという値は極めて小さい値であるため、現行の電波法施行規則の下でのＯＦＤＭ変調方式は、ノイズが多い環境下での通信や遠方との通信には不向きである。

なお、特許文献４には、広帯域無線通信システムの例ではあるが、周波数域と時間域の両方に同一データを割り当てることで冗長的な送信を行い（周波数・時間ダイバーシティ）、伝送路減衰が大きかったりノイズが多い環境下でも比較的良好な通信を実現できるようにする技術が開示されている。
特開２００２−２８０９３９号公報 特開２００２−３４４４１７号公報 特開２００８−９８８１２号公報 特開２００７−６５０３号公報

特許文献４に開示されるダイバーシティ技術を上記従来の電力線搬送通信装置に適用すれば、伝送路状態の悪い環境下での通信状態の改善がある程度期待される。しかしながら、上記のような出力レベルの制限は変わらないため改善効果は限定されたものとならざるを得ない。また、遠方との通信を可能にする効果は得られない。

したがって、本発明の目的の一つは、ＯＦＤＭ変調方式を用いた低周波数帯域での電力線搬送通信に関し、伝送路状態の悪い環境下での通信状態を大きく改善でき、併せて従来に比べてより遠方との通信も実現できる電力線搬送通信装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明による電力線搬送通信装置は、ＯＦＤＭ変調方式を用いて低周波数帯域での電力線搬送通信を行う電力線搬送通信装置であって、前記低周波数帯域を分割してなる複数の分割周波数帯を用いて周波数ダイバーシティ送信を行い、前記分割周波数帯ごとの伝送路特性を示す伝送路特性情報を取得し、前記伝送路特性情報に基づき、前記分割周波数帯ごとの出力レベルを制御することを特徴とする。

本発明によれば、合計１００ｍＷの出力レベルのうち、伝送路特性が比較的劣悪な分割周波数帯分の出力レベルを、伝送路特性が比較的良好な分割周波数帯に回すことができる。したがって、伝送路状態の悪い環境下での通信状態を大きく改善できるとともに、出力レベルが上がることから、従来に比べてより遠方との通信も可能になる。

また、上記電力線搬送通信装置において、前記伝送路特性情報により比較的良好な伝送路特性が得られることが示される分割周波数帯の出力レベルが、該伝送路特性情報により比較的劣悪な伝送路特性しか得られないことが示される分割周波数帯の出力レベルに比べて大きくなるよう、前記各分割周波数帯の出力レベルを制御することとしてもよい。

また、上記電力線搬送通信装置において、前記伝送路特性は誤り率であり、当該電力線搬送通信装置は、前記伝送路特性情報により比較的低い誤り率が得られることが示される分割周波数帯の出力レベルが、該伝送路特性情報により比較的高い誤り率しか得られないことが示される分割周波数帯の出力レベルに比べて大きくなるよう、前記各分割周波数帯の出力レベルを制御することとしてもよい。これによれば、誤り率に基づいて各分割周波数帯の出力レベルを制御することが可能になる。

また、上記電力線搬送通信装置において、前記伝送路特性情報は、他の電力線搬送通信装置がＯＦＤＭ変調方式を用いる低周波数帯域での電力線搬送通信により送信した信号を当該電力線搬送通信装置が受信した際の、前記分割周波数帯ごとの誤り率であることとしてもよい。これによれば、他の電力線搬送通信装置から受信される信号の受信状況を各分割周波数帯の出力レベルに反映させることが可能になる。

また、上記電力線搬送通信装置において、前記伝送路特性情報は、当該電力線搬送通信装置が送信した信号を受信した他の電力線搬送通信装置から受信されることとしてもよい。これによれば、他の電力線搬送通信装置での受信状況を各分割周波数帯の出力レベルに反映させることが可能になる。

本発明によれば、ＯＦＤＭ変調方式を用いた低周波数帯域での電力線搬送通信に関し、伝送路状態の悪い環境下での通信状態を大きく改善でき、併せて従来に比べてより遠方との通信も実現できる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本実施の形態による電力線搬送通信装置１のシステム構成及び機能ブロックを示す図である。同図に示すように、電力線搬送通信装置１は、インタフェース部５、通信部１０、選択部１１、変調部１２、送信部１３、マルチプレクサ１４、受信部１５、同期検出部１６、制御部１７、復調部１８、選択部１９の各機能部を備えて構成される。

この電力線搬送通信装置１は、同様の構成を有する他の電力線搬送通信装置１とともに電力線搬送通信システムを構成する。そして、電力線搬送通信装置１間で電力線搬送通信を行う。具体的な例を挙げると、例えば家庭用電気メーターの検針に用いる場合には、電力線搬送通信装置１は電柱と各家庭のメーターとにそれぞれ設置され、その間に架設された電力線を用いて、相互に通信を行う。

インタフェース部５は、図示しないＣＰＵなどの上位装置とのインタフェースであり、上位装置から上位レイヤデータを受け取り、通信部１０に出力する。また、通信部１０から上位レイヤデータの入力を受け、上位装置に出力する。通信部１０はヘッダーを含む送受信信号の処理を行う機能部であり、例えばＤＳＰ(Digital Signal Processor)によって構成される。具体的な処理としては、インタフェース部５から送信すべき上位レイヤデータの供給を受け、パイロットデータや宛先ＭＡＣアドレスなどを含むヘッダーと誤り訂正のための冗長データとを付加し、送信データとして選択部１１に送出する。また、選択部１９からヘッダーと上位レイヤデータとを含む受信データの入力を受け、その中のヘッダーに応じた処理及び誤り訂正処理を行うとともに、上位レイヤデータのインタフェース部５への出力を行う。

なお、ヘッダーに応じた処理には、受信データに対する所定の応答データ(Acknowledge)を、上記送信データのひとつとして送信する処理が含まれる。すなわち、通信部１０は、他の電力線搬送通信装置１から信号を受信したら、その都度応答データを返送するよう構成されている。なお、応答データを含む信号を応答信号という。したがって、通信部１０は、応答データ以外の送信データを送信したにも関わらず送信してから所定時間内に応答データを受信しない場合には、正常に受信されなかったものとして、送信データの再送を行う。

また、電力線搬送通信装置１はＣＳＭＡ／ＣＡ(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)方式により通信を行うよう構成されている。すなわち、通信部１０は、送信を開始する前に一度受信を試み（キャリアセンス）、他の装置の送信信号が検知されなければ、送信データの送信を行う。他の装置の送信信号が検知された場合には、その送信信号の送信終了を監視し、送信終了が検知された場合に所定時間待機してから送信データの送信を行う。なお、この所定時間は待機回数の増加に応じて短くなるよう決定される。通信開始時のネゴシエーションは行われない。

選択部１１は、制御部１７の指示に従い、変調部１２が対応している複数の変調方式の中から一の変調方式を選択する。本実施の形態では、変調部１２はＯＦＤＭ変調方式、１１５ｋＨｚの位相変調方式、１３２ｋＨｚの位相変調方式の３方式に対応しているので、これらの中から選択することになる。後述するように、変調部１２はこれらの変調方式ごとに入力端を有しており、選択部１１は、通信部１０から入力された送信データを、選択した変調方式に対応する入力端に対して出力する。

ここで、制御部１７による変調方式の決定について説明しておく。制御部１７は、通信開始時に、選択部１１に１つ目の変調方式（例えばＯＦＤＭ変調方式）を選択させる。そして、その状態で、通信部１０に送信データを送出させる。すると、送信部１３は１つ目の変調方式で変調された搬送波信号を送信することになり、受信側の電力線搬送通信装置１は、受信できた場合には応答信号を返送してくることになる。制御部１７は、この応答信号が受信部１５により受信されたか否か（すなわち、応答データが通信部１０により受信されたか否か）に応じて、選択部１１が選択する変調方式を変更する。つまり、制御部１７は、ある変調方式での通信が不可能な通信状態である場合にそれを検出し、他の変調方式に切り替えている。

変調部１２は、複数の変調方式から選択される一の変調方式を用い、送信データに基づいて搬送波信号を変調する。具体的には、ＯＦＤＭ変調方式による変調を行うＯＦＤＭ変調部１２０と、１１５ｋＨｚの位相変調方式による変調を行う位相変調部１２１と、１３２ｋＨｚの位相変調方式による変調を行う位相変調部１２２とを有し、いずれかを用いて搬送波信号の変調を行う。以下、それぞれについて詳しく説明する。

図２（ａ）はＯＦＤＭ変調部１２０の内部構成を示す図である。同図に示すように、ＯＦＤＭ変調部１２０は、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル変換）部１２６、サブキャリア変調部１２７、及びＩＦＦＴ（逆フーリエ変換）部１２８を含んで構成される。このうち、Ｓ／Ｐ部１２６は送信データのシリアル入力を受け付ける入力端を有しており、この入力端を介して通信部１０から入力された送信データを、サブキャリアごとのストリームを有するパラレルデータに変換する。

サブキャリア変調部１２７は、Ｓ／Ｐ部１２６からのデータを周波数空間及び時間空間に割り当て、且つサブキャリアごとに、所与の位相変調方式（一次変調としての位相変調方式。位相振幅変調方式を含む。）に従って複素平面にマッピングする処理を行う。例えば６４ＱＡＭを用いる場合、複素平面上の６４点のいずれかにマッピングすることになる。

図３（ａ）は、サブキャリア変調部１２７による周波数空間及び時間空間へのデータの割り当て例を示している。同図に示すように、サブキャリア変調部１２７は１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの低周波数帯域を、３つの分割周波数帯Ｚ_１〜Ｚ_３に等分割し、それぞれに同一のデータ（データＡなど）を割り当てる（周波数ダイバーシティ）。また、各分割周波数帯域において、同一のデータを複数回ずつ割り当てる（時間ダイバーシティ）。このように、サブキャリア変調部１２７は、周波数・時間ダイバーシティによる送信を実施している。

なお、以下では分割周波数帯と時間によって決定される単位空間をリソースユニットと呼ぶことにする。この用語を用いてサブキャリア変調部１２７の処理を再度説明すれば、サブキャリア変調部１２７は、分割周波数帯Ｚ_１〜Ｚ_３にわたる複数のリソースユニットに同一のデータを割り当てているということになる。

ＩＦＦＴ部１２８は、二次変調としてのＯＦＤＭ変調を行う。すなわち、サブキャリア変調部１２７で決定されたサブキャリアごとの変調データを一括してＩＦＦＴ部１２８により逆フーリエ変換を行う。以上が、ＯＦＤＭ変調部１２０での変調処理である。

位相変調部１２１，１２２は、送信データのシリアル入力を受け付ける入力端をそれぞれ有しており、入力された送信データに基づいて、それぞれ１１５ｋＨｚの搬送波信号及び１３２ｋＨｚの搬送波信号を位相変調する。

変調部１２は、さらにプリアンブル付加部１２３とレベル制御部１２４とを有する。プリアンブル付加部１２３は、ＯＦＤＭ変調部１２０又は位相変調部１２１，１２２が以上のようにして得た変調信号に既知の同期信号を含む所定のプリアンブルを付加し、レベル制御部１２４に出力する。

レベル制御部１２４は、プリアンブル付加部１２３が出力した信号の振幅を、変調処理に用いた変調方式に応じて制御する。すなわち、ＯＦＤＭ変調部１２０で変調された信号（ＯＦＤＭ信号）については、伝送路に送出されるときの各サブキャリアの振幅の合計値が１００ｍＷ又は１００ｍＷ以下になるよう、振幅を制御する。ここで、「伝送路に送出されるとき」とは、後述するＡＭＰ部１３２で増幅された後という趣旨である。一方、位相変調部１２１，１２２で変調された信号については、伝送路に送出されるときの振幅が３５０ｍＷ又は３５０ｍＷ以下になるよう、振幅を制御する。これらの数値は、上述した表１に示した電波法施行規則の規定（搬送波出力）に則ったものである。

図３（ｂ）は、ＯＦＤＭ信号に関して、レベル制御部１２４による振幅制御の例を示す図である。同図に示す例では、各サブキャリアの振幅を、分割周波数帯Ｚ_１〜Ｚ_３によらない一定値（１００／ｎ）ｍＷ（ｎはサブキャリア数）にしている。これは従来技術と同様である。

なお、変調部１２の処理はデジタル処理で行われており、変調部１２が出力する信号はデジタル値で示される振幅を有するデジタル信号である。

送信部１３は、変調部１２から入力された信号を、伝送路に送出可能な信号に変換するための構成を有している。

図２（ｂ）は送信部１３の内部構成を示す図である。同図に示すように、送信部１３は、変調部１２から入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ（デジタル／アナログ変換）部１３０と、Ｄ／Ａ部１３０の出力信号から不要な高周波成分を取り除くＬＰＦ（ローパスフィルタ）部１３１と、ＬＰＦ部１３１を通過した信号を所定の増幅率で増幅するＡＭＰ（増幅）部１３２とを含んで構成される。ＡＭＰ部１３２から出力された信号はマルチプレクサ１４を介して伝送路に送出される。

ここで、以上のようにして伝送路に送出される信号の信号フォーマットについて、まとめておく。

図４は、１リソースユニット分の信号の信号フォーマットの例を示す図である。同図に示すように、送出される信号は、通信部１０によって生成されたヘッダー、誤り訂正用の冗長データ、及び上位レイヤデータ（以上、送信データ。）に基づいて変調された搬送波信号と、プリアンブル付加部１２３によって付加されたプリアンブルとから構成される。ヘッダーには、所定のパイロットデータや宛先ＭＡＣアドレス（宛先である電力線搬送通信装置１のＭＡＣアドレス）、自局ＭＡＣアドレスなどが含まれる。なお、宛先ＭＡＣアドレスとして、所定のブロードキャストアドレスを含めることも可能である。この場合、受信し得るすべての電力線搬送通信装置１が図４に示した信号を受信し、応答信号を返送することになる。

なお、上述したようにサブキャリア変調部１２７や位相変調部１２１，１２２は位相変調を行うが、一口に位相変調といっても、伝送速度の異なる各種の変調方式がある。例えば、ＢＰＳＫ、π／４シフトＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどである。これらのうちいずれを用いるかについては、予め決定されていることとしてもよいが、所謂適応制御を行うことで、伝送路状態に応じて適応的に決定することとしてもよい。この場合、上位レイヤデータ部分は適応的に決定される変調方式により変調する一方で、ヘッダー部分は伝送路状態が比較的悪い場合にも通信可能な既定の変調方式（例えばＢＰＳＫ）を用いて変調することとし、上位レイヤデータ部分の変調方式を示す情報（変調方式情報）をヘッダーに含めるようにすることが好ましい。これにより、受信側の電力線搬送通信装置１は、初めにヘッダー部分を復調し、その中の変調方式情報を参照することで、上位レイヤデータ部分の変調方式を取得することができるようになる。

受信部１５は、伝送路に到来した信号を受信し、復調部１８の処理に供するためのデジタル信号に変換するための構成を有している。

図２（ｃ）は受信部１５の内部構成を示す図である。同図に示すように、受信部１５は、マルチプレクサ１４を介して受信された信号から不要な高周波成分を取り除くＬＰＦ（ローパスフィルタ）部１５０と、ＬＰＦ部１５０を通過した信号を増幅するＡＭＰ（増幅）部１５１と、増幅後の信号をサンプリングしてデジタル信号に変換し、復調部１８に出力するＡ／Ｄ（アナログ／デジタル変換）部１５２とを含んで構成される。

同期検出部１６は、受信部１５から出力されたデジタル信号に上述した既知の同期信号が含まれているか否かを監視する。含まれていることが検出された場合、受信信号との同期を確立し、同期を確立したことを示す情報を制御部１７に通知する。この通知を受けた制御部１７は、復調部１８に復調処理を開始させる。

復調部１８は、受信部１５から入力されるデジタル信号を、複数の変調方式を用いて復調する。具体的には、ＯＦＤＭ変調方式による受信信号の復調を行うＯＦＤＭ復調部１８０と、１１５ｋＨｚの位相変調方式による受信信号の復調を行う位相復調部１８１と、１３２ｋＨｚの位相変調方式による受信信号の復調を行う位相復調部１８２とを有し、これらにより並行して受信信号の復調を行う。以下、それぞれについて詳しく説明する。

図２（ｄ）はＯＦＤＭ復調部１８０の内部構成を示す図である。同図に示すように、ＯＦＤＭ復調部１８０は、ＦＦＴ（フーリエ変換）部１８３、サブキャリア復調部１８４、Ｐ／Ｓ（パラレル／シリアル変換）部１８５を含み、受信信号がＯＦＤＭ変調されていると仮定してＯＦＤＭ復調を行う。すなわち、ＦＦＴ部１８３は、受信信号をフーリエ変換してサブキャリアごとの信号を取得し、サブキャリア復調部１８４に出力する。サブキャリア復調部１８４は、上述したようにして決められる位相変調方式に従って、サブキャリアごとに信号のデマッピングを行い、サブキャリアごとのストリームからなるパラレルデータを取得し、Ｐ／Ｓ部１８５に出力する。Ｐ／Ｓ部１８５は、サブキャリア復調部１８４から入力されるパラレルデータをシリアルデータに変換し、選択部１９に出力する。

位相復調部１８１，１８２は、入力されたデジタル信号がそれぞれ１１５ｋＨｚの搬送波信号及び１３２ｋＨｚの搬送波信号の変調信号であると仮定して位相復調を行い、選択部１９に出力する。

選択部１９は、復調部１８から入力される各復調データ（ＯＦＤＭ復調部１８０、位相復調部１８１，１８２でそれぞれ復調により得られたデータ）に上記パイロットデータが含まれているか否かを判定する。そして、パイロットデータが含まれている復調データを選択し、通信部１０に出力すると同時に判定結果を制御部１７に伝える。この選択を行うようにすることで、３つの変調方式のいずれで変調された搬送波信号であっても、好適に受信することが可能になっている。

なお、上位レイヤデータ部分の復調制御を行う場合、選択部１９はヘッダーに含まれる変調方式を示す情報を取得し、サブキャリア復調部１８４又は位相復調部１８１，１８２に出力する。これにより、サブキャリア復調部１８４、位相復調部１８１，１８２は搬送波信号を好適に復調できるようになる。

また、上記例では、ＯＦＤＭ復調部１８０及び位相復調部１８１，１８２が並行して復調を行っているが、受信信号の変調方式に応じた一の復調部のみが復調を行うようにすることも可能である。この場合、送信側の電力線搬送通信装置１は、送信信号内のプリアンブルに、搬送波信号の変調方式を示す情報を含める。受信側の同期検出部１６はこの情報を読み出すことにより搬送波信号の変調方式を検出し、制御部１７に出力する。制御部１７は、入力された変調方式に基づく復調方式の指定を復調部１８及び選択部１９に出力する。復調部１８は、入力された変調方式に応じた復調部のみを動作させて復調を行う。選択部１９は、入力された変調方式に応じた復調部からの出力を選択する。

通信部１０は、選択部１９から入力された復調データがＯＦＤＭ復調部１８０で復調されたものである場合、ヘッダーに応じた処理及び誤り訂正処理に加え、周波数・時間ダイバーシティの復調処理も行う。すなわち、周波数・時間ダイバーシティ送信では同一データが複数リソースユニットにわたって送信されるが、通信部１０は、これら複数リソースユニットにわたる複数の受信データのうち、誤り訂正処理によって誤りが検出されなかったものを選択する。なお、複数の受信データで誤りがなかった場合には、予め決定されている選択規則により、いずれか１つを選択する。そして、選択した受信データにかかる上位レイヤデータのみを、インタフェース部５に出力する。

さて、ここから、伝送路状態の悪い環境下での通信状態を大きく改善し、併せて従来に比べてより遠方との通信も実現するための具体的な処理について説明する。この処理は、制御部１７が主導して行うものである。初めに制御部１７の処理を要約しておくと、制御部１７は、通信部１０が行った誤り訂正処理の結果から、分割周波数帯（本実施の形態では分割周波数帯Ｚ_１〜Ｚ_３）ごとの伝送路特性（誤り率）を示す伝送路特性情報を取得する。そして、この伝送路特性情報に基づき、分割周波数帯ごとの出力レベルを制御する。

より具体的には、制御部１７は、伝送路特性情報により比較的良好な伝送路特性（比較的低い誤り率）が得られることが示される分割周波数帯の出力レベルが、伝送路特性情報により比較的劣悪な伝送路特性（比較的高い誤り率）しか得られないことが示される分割周波数帯の出力レベルに比べて大きくなるよう、各分割周波数帯の出力レベルを制御する。

以下、電力線搬送通信装置１間の処理シーケンスを参照しながら、さらに詳しく説明することにする。

図５は、電力線搬送通信装置１間の処理シーケンスを示す図である。同図に示す装置１Ａ，１Ｂは、それぞれ電力線搬送通信装置１である。ここでは、装置１ＡがＯＦＤＭ信号を送信する際の、各分割周波数帯の出力レベルの制御を例として説明する。

まず、装置１Ｂが周波数・時間ダイバーシティによりＯＦＤＭ信号を送信する（ステップＳ１）。装置１Ａの通信部１０は、このＯＦＤＭ信号が受信されると誤り訂正処理を行い（ステップＳ２）、その結果を制御部１７に出力する。

装置１Ａの制御部１７は、通信部１０から入力された誤り訂正処理の結果に基づき、分割周波数帯ごとの誤り率を算出する（ステップＳ３）。

図６（ａ）は、ＯＦＤＭ信号の受信結果を示す図である。同図は図３（ａ）に示したＯＦＤＭ信号に対応しており、誤りが検出されたリソースユニットを記号「？」により示している。同図の例では、分割周波数帯Ｚ_１〜Ｚ_３の誤り率はそれぞれ、１／６，３／６，４／６である。

次に、装置１Ａの制御部１７は、算出した誤り率から、分割周波数帯ごとの出力レベルを決定する（ステップＳ４）。そして、次に装置 １Ｂに対して送信するＯＦＤＭ信号が決定した出力レベルで送信されるよう、レベル制御部１２４を制御する（ステップＳ５）。

図６（ａ）の例では、上述したように分割周波数帯Ｚ_１〜Ｚ_３の誤り率はそれぞれ、１／６，３／６，４／６であった。したがって、分割周波数帯Ｚ_１の誤り率は比較的低く、分割周波数帯Ｚ_２，Ｚ_３の誤り率は比較的高いと言えるので、制御部１７は、全サブキャリアの合計出力レベル１００ｍＷを保ちつつ、分割周波数帯Ｚ_１の出力レベルが、分割周波数帯Ｚ_２，Ｚ_３の出力レベルに比べて大きくなるよう、各分割周波数帯の出力レベルを制御する。

図６（ｂ）は、このような出力レベル制御の具体例を示す図である。同図に示すように、制御部１７は、分割周波数帯Ｚ_２，Ｚ_３の出力レベルからそれぞれ出力レベルＨ_１，Ｈ_２分を、分割周波数帯Ｚ_１に回す。具体的には、レベル制御部１２４を制御し、各分割周波数帯の出力レベルが図６（ｂ）のようになるようにする。こうすることで、分割周波数帯Ｚ_１の出力レベルが上がるので、伝送路状態の悪い環境下での通信状態を大きく改善できる。また、出力レベルが上がることから、従来に比べてより遠方との通信も可能になる。

なお、分割周波数帯間で融通する出力レベルのより具体的な決め方としては、種々の方法を用いることができる。例えば、３つの分割周波数帯の中で最も誤り率が低い分割周波数帯に、他の２つの分割周波数帯から予め定められている固定値分の出力レベルを回す（図６（ｂ））こととしてもよいし、最も誤り率が高い分割周波数帯から他の分割周波数帯に出力レベルを回す（図６（ｃ））ようにしてもよい。また、誤り率の比に基づいて、融通する出力レベルの値を決定することとしてもよい。

以上説明したように、電力線搬送通信装置１によれば、合計１００ｍＷの出力レベルのうち、伝送路特性が比較的劣悪な分割周波数帯分の出力レベルを、伝送路特性が比較的良好な分割周波数帯に回すことができる。したがって、伝送路状態の悪い環境下での通信状態を大きく改善できるとともに、出力レベルが上がることから、従来に比べてより遠方との通信も可能になる。

また、分割周波数帯ごとの誤り率に基づいて、各分割周波数帯の出力レベルを制御することが可能になる。さらに、他の電力線搬送通信装置１から受信される信号の受信状況を各分割周波数帯の出力レベルに反映させることが可能になる。

なお、上記説明では他の電力線搬送通信装置から受信された信号の受信状況を各分割周波数帯の出力レベルに反映させる例を説明したが、当該電力線搬送通信装置が送信し他の電力線搬送通信装置によって受信された信号の受信状況を各分割周波数帯の出力レベルに反映させることとしてもよい。以下、この変形例について詳しく説明する。

図７は、電力線搬送通信装置１間の処理シーケンスを示す図である。同図に示す装置１Ｃ，１Ｄは、それぞれ電力線搬送通信装置１である。ここでは、装置１ＣがＯＦＤＭ信号を送信する際の、各分割周波数帯の出力レベルの制御を例として説明する。

まず、装置１Ｃが周波数・時間ダイバーシティによりＯＦＤＭ信号を送信する（ステップＳ１０）。装置１Ｄの通信部１０は、このＯＦＤＭ信号が受信されると誤り訂正処理を行い（ステップＳ１１）、その結果を制御部１７に出力する。

装置１Ｄの制御部１７は、通信部１０から入力された誤り訂正処理の結果に基づき、図５のステップＳ３の処理と同様にして、分割周波数帯ごとの誤り率を算出する（ステップＳ１２）。そして、装置１Ｄの制御部１７は、誤り率の算出結果を含む応答信号を生成して通信部１０に出力し、装置１Ｃに対して送信させる（ステップＳ１３）。

装置１Ｃの制御部１７は、上記応答信号が受信されると、図５のステップＳ４の処理と同様にして、その中に含まれる誤り率から、分割周波数帯ごとの出力レベルを決定する（ステップＳ１４）。そして、次に装置１Ｄに対して送信するＯＦＤＭ信号が決定した出力レベルで送信されるよう、レベル制御部１２４を制御する（ステップＳ１５）。

以上説明したようにすることで、当該電力線搬送通信装置が送信し他の電力線搬送通信装置によって受信された信号の受信状況を各分割周波数帯の出力レベルに反映させることが可能になる。こうすることで、上りと下りとで通信状況が異なる場合にも、適切な出力レベルを決定可能になる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。

例えば、上記実施の形態では１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの低周波数帯域を３つの分割周波数帯Ｚ_１〜Ｚ_３に分割した例により説明したが、分割数は３つに限られるものではなく、２つ又は４つ以上であってもよい。また、上記実施の形態では周波数・時間ダイバーシティを行う場合を例にとって説明したが、時間ダイバーシティを実施しない場合であっても本発明を適用可能であるのは勿論である。

また、上記実施の形態では、分割周波数帯ごとの出力レベルを決定するために電力線搬送通信装置１同士の一対一通信にかかるＯＦＤＭ信号を用いたが、ブロードキャスト通信にかかるＯＦＤＭ信号を用いてもよい。この場合、ブロードキャスト信号を受信したすべての電力線搬送通信装置１が誤り率の算出結果を送信元の電力線搬送通信装置１に送信し、送信元の電力線搬送通信装置１は各電力線搬送通信装置１が送信してきた算出結果に基づいて、電力線搬送通信装置１ごとに、分割周波数帯ごとの出力レベルを決定することとしてもよい。

また、上記実施の形態では、誤り訂正処理において誤りが検出されたリソースユニットの割合を「誤り率」として用いたが、誤りが検出されても誤り訂正処理によって訂正可能なリソースユニットはカウントせずに、誤り訂正処理において誤りを訂正できなかったリソースユニットの割合を誤り率として用いてもよい。

本発明の実施の形態による電力線搬送通信装置のシステム構成及び機能ブロックを示す図である。 本発明の実施の形態による電力線搬送通信装置の各機能ブロックの内部構成を示す図である。（ａ）はＯＦＤＭ変調部の内部構成、（ｂ）は送信部の内部構成、（ｃ）は受信部の内部構成、（ｄ）はＯＦＤＭ復調部の内部構成をそれぞれ示している。 （ａ）は、本発明の実施の形態によるサブキャリア変調部による周波数空間及び時間空間へのデータの割り当て例を示す図である。（ｂ）は、ＯＦＤＭ変調部で変調された信号（ＯＦＤＭ信号）に関して、レベル制御部による振幅制御の例を示す図である。 本発明の実施の形態において伝送路に送出される信号の信号フォーマットを示す図である。 本発明の実施の形態による電力線搬送通信装置間の処理シーケンスを示す図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態によるＯＦＤＭ信号の受信結果を示す図である。（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の実施の形態による出力レベル制御の具体例を示す図である。 本発明の実施の形態の変形例による電力線搬送通信装置間の処理シーケンスを示す図である。

符号の説明

１ 電力線搬送通信装置
５ インタフェース部
１０ 通信部
１１ 選択部
１２ 変調部
１３ 送信部
１４ マルチプレクサ
１５ 受信部
１６ 同期検出部
１７ 制御部
１８ 復調部
１９ 選択部
１２０ ＯＦＤＭ変調部
１２１，１２２ 位相変調部
１２３ プリアンブル付加部
１２４ レベル制御部
１２６ Ｓ／Ｐ部
１２７ サブキャリア変調部
１２８ ＩＦＦＴ部
１３０ Ｄ／Ａ部
１３１ ＬＰＦ部
１３２ ＡＭＰ部
１５０ ＬＰＦ部
１５１ ＡＭＰ部
１５２ Ａ／Ｄ部
１８０ ＯＦＤＭ復調部
１８１，１８２ 位相復調部
１８３ ＦＦＴ部
１８４ サブキャリア復調部
１８５ Ｐ／Ｓ部

Claims (5)

1. ＯＦＤＭ変調方式を用いて低周波数帯域での電力線搬送通信を行う電力線搬送通信装置であって、
   前記低周波数帯域を分割してなる複数の分割周波数帯を用いて周波数ダイバーシティ送信を行い、
   前記分割周波数帯ごとの伝送路特性を示す伝送路特性情報を取得し、
   前記伝送路特性情報に基づき、前記分割周波数帯ごとの出力レベルを制御することを特徴とする電力線搬送通信装置。
2. 前記伝送路特性情報により比較的良好な伝送路特性が得られることが示される分割周波数帯の出力レベルが、該伝送路特性情報により比較的劣悪な伝送路特性しか得られないことが示される分割周波数帯の出力レベルに比べて大きくなるよう、前記各分割周波数帯の出力レベルを制御することを特徴とする請求項１に記載の電力線搬送通信装置。
3. 前記伝送路特性は誤り率であり、
   当該電力線搬送通信装置は、前記伝送路特性情報により比較的低い誤り率が得られることが示される分割周波数帯の出力レベルが、該伝送路特性情報により比較的高い誤り率しか得られないことが示される分割周波数帯の出力レベルに比べて大きくなるよう、前記各分割周波数帯の出力レベルを制御することを特徴とする請求項２に記載の電力線搬送通信装置。
4. 前記伝送路特性情報は、他の電力線搬送通信装置がＯＦＤＭ変調方式を用いる低周波数帯域での電力線搬送通信により送信した信号を当該電力線搬送通信装置が受信した際の、前記分割周波数帯ごとの誤り率であることを特徴とする請求項３に記載の電力線搬送通信装置。
5. 前記伝送路特性情報は、当該電力線搬送通信装置が送信した信号を受信した他の電力線搬送通信装置から受信されることを特徴とする請求項３に記載の電力線搬送通信装置。

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