JP2012209852A

JP2012209852A - 通信システム

Info

Publication number: JP2012209852A
Application number: JP2011075409A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yuasa; 敦之湯浅
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2012-10-25
Anticipated expiration: 2031-03-30
Also published as: JP5712729B2

Abstract

【課題】受信データの信頼性を高めることができる通信システムを提供する。
【解決手段】高速端末２は、Ｎ個のサブキャリアにシンボルデータＸ₁〜Ｘ_nを変調した送信信号ＴxHを送信する。親端末４は、送信信号ＴxHを受信したときには、受信信号ＲxHを高速通信用のサンプリング周波数ｆsHでデジタル信号化する。一方、低速端末３は、Ｎ個よりも少数のＭ個のサブキャリアにシンボルデータＸ₁〜Ｘ_mを変調する。これに加えて、これらのサブキャリアに対して低速通信用のサンプリング周波数ｆsLによって折返し雑音となる高周波側のサブキャリアにシンボルデータＸ₁〜Ｘ_mと同相または逆相のシンボルデータＸa₁〜Ｘa_m，Ｘb₁〜Ｘb_mを変調する。親端末４は、送信信号ＴxLを受信したときには、受信信号ＲxLを低速通信用のサンプリング周波数ｆsLでデジタル信号化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のサブキャリアを用いてデータを伝送するマルチキャリア変調方式の通信システムに関する。

一般に、例えば直交周波数分割多重方式（以下、ＯＦＤＭという）のように、データを複数のサブキャリアに乗せて伝送するマルチキャリア変調方式の通信システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献１に記載された通信システムでは、データの伝送容量に応じてタイムスロット数またはサブキャリア数を変更する構成が開示されている。

特開平１０−１９１４３１号公報

ところで、特許文献１による通信システムでは、例えば伝送容量が増加したときにサブキャリア数を増やし、伝送容量が減少したときにサブキャリア数を減らす構成としている。しかし、伝送容量の減少に伴ってサブキャリア数を減らすと、マルチパスの影響を受け易くなり、受信データの信頼性が低下するという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、受信データの信頼性を高めることができる通信システムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、複数のサブキャリアを用いた変調信号を送信する送信機と、前記変調信号を所定のサンプリング周波数でデジタル信号化して復調する受信機とを備えた通信システムにおいて、高速通信を行うときには、前記送信機は前記複数のサブキャリアにデータを入れた第１の変調信号を送信し、前記受信機はこれら複数のサブキャリアのうち最も高周波の信号が復調可能となる第１のサンプリング周波数で前記第１の変調信号をデジタル信号化する構成とし、低速通信を行うときには、前記送信機は高速通信を行うときに比べてサブキャリア数を減らして、低周波側のサブキャリアにデータを入れた第２の変調信号を送信し、前記受信機はこれら低周波側のサブキャリアのうち最も高周波の信号が復調可能となり、前記第１のサンプリング周波数よりも低周波の第２のサンプリング周波数で前記第２の変調信号をデジタル信号化する構成とし、前記送信機は、低速通信を行うときに、前記低周波側のサブキャリアに対して前記第２のサンプリング周波数によって折返し雑音となる高周波側のサブキャリアに前記低周波側のサブキャリアと同相または逆相のデータを入れる構成としたことを特徴としている。

請求項２の発明では、前記受信機は、低速通信を行うときに前記低周波側のサブキャリアと前記高周波側のサブキャリアのうちいずれか一方を選択可能な前置フィルタを備える構成としている。

請求項３の発明では、前記第１，第２の変調信号は、ベースバンド信号によって構成している。

請求項４の発明では、前記送信機と前記受信機は、前記第１，第２の変調信号を伝送する通信路として電力線を用いて互いに接続される構成としている。

請求項５の発明は、複数のサブキャリアを用いた変調信号を送信する送信機と、前記変調信号を所定のサンプリング周波数でデジタル信号化して復調する受信機とを備えた通信システムにおいて、高速通信を行うときには、前記送信機は前記複数のサブキャリアにデータを入れた第１の変調信号を送信し、前記受信機はこれら複数のサブキャリアのうち最も高周波の信号が復調可能となる第１のサンプリング周波数で前記第１の変調信号をデジタル信号化する構成とし、低速通信を行うときには、前記送信機は高速通信を行うときに比べてサブキャリア数を減らすと共に、前記複数のサブキャリアのうち最低周波数のものから必要なサブキャリア数を備えた低周波側のサブキャリアにデータを入れた第２の変調信号を送信し、前記受信機はこれら低周波側のサブキャリアのうち最も高周波の信号が復調可能となり、前記第１のサンプリング周波数よりも低周波の第２のサンプリング周波数で前記第２の変調信号をデジタル信号化する構成としたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、低速通信を行うときには、送信機は高速通信を行うときに比べてサブキャリア数を減らして、低周波側のサブキャリアにデータを入れた第２の変調信号を送信し、受信機はこれら低周波側のサブキャリアのうち最も高周波の信号が復調可能となる第２のサンプリング周波数で第２の変調信号をデジタル信号化する構成とした。このため、高速通信で用いる第１のサンプリング周波数に比べて、低速通信で用いる第２のサンプリング周波数を低下させることができるから、例えばＡ／Ｄ変換回路等の消費電力を低減することができる。

また、送信機は、低速通信を行うときに、高周波側のサブキャリアに低周波側のサブキャリアと同相または逆相のデータを入れる構成とした。このため、第２のサンプリング周波数で第２の変調信号をデジタル信号化したときには、高周波側のサブキャリアに入れたデータが折返し雑音として、低周波側のサブキャリアのデータに重畳される。このとき、高周波側のサブキャリアには低周波側のサブキャリアと同相または逆相のデータを入れたから、低周波側のサブキャリアだけを用いた場合に比べて、デジタル信号化したときのデータの電力を増加させることができる。この結果、高周波側のサブキャリアによって周波数ダイバーシチの効果を得ることができるから、マルチパスに強くなり、受信品質の改善を図ることができる。

請求項２の発明によれば、受信機は前置フィルタを備えるから、低速通信を行うときには、前置フィルタによって低周波側のサブキャリアと高周波側のサブキャリアのいずれか一方を選択することができる。このため、低周波側のサブキャリアと高周波側のサブキャリアとのうち受信状態が良好なサブキャリアを選択して受信データを復調することができ、受信データの信頼性を高めることができる。

請求項３の発明によれば、第１，第２の変調信号はベースバンド信号によって構成したから、アップコンバートやダウンコンバートを行うことなく、ベースバンド信号をそのまま用いることができ、送信機や受信機の構成を簡略化して容易に実装することができる。

請求項４の発明によれば、送信機と受信機は通信路として電力線を用いて互いに接続される構成としたから、送信機と受信機との間でマルチキャリア変調方式の電力線通信を行うことができる。

請求項５の発明によれば、低速通信を行うときには、送信機は高速通信を行うときに比べてサブキャリア数を減らして、低周波側のサブキャリアにデータを入れた第２の変調信号を送信し、受信機はこれら低周波側のサブキャリアのうち最も高周波の信号が復調可能となる第２のサンプリング周波数で第２の変調信号をデジタル信号化する構成とした。このため、高速通信で用いる第１のサンプリング周波数に比べて、低速通信で用いる第２のサンプリング周波数を低下させることができるから、例えばＡ／Ｄ変換回路等の消費電力を低減することができる。

特に、低速通信を行うときには、高速通信で用いる複数のサブキャリアのうち最低周波数のものから必要なサブキャリア数を備えた低周波側のサブキャリアにデータを入れる構成とした。このため、例えば特許文献１のように、複数のサブキャリアのうち中心周波数側に位置するサブキャリアにデータを入れた場合に比べて、第２のサンプリング周波数を低下させることができ、消費電力の低減効果を高めることができる。

本発明の実施の形態による電力線通信システムが搭載された自動車を示す説明図である。図１中の高速端末と親端末を示すブロック図である。図１中の低速端末と親端末を示すブロック図である。高速通信用のサブキャリアと低速通信用のサブキャリアを示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態による電力線通信（ＰＬＣ）システムを自動車に搭載した場合を例に挙げて添付図面に従って詳細に説明する。

まず、図１は、実施の形態による電力線通信システム１を示している。この電力線通信システム１は、マルチキャリア変調として例えばＯＦＤＭを用いた電力線通信を行う。

具体的には、電力線通信システム１は、自動車Ｖに搭載され、例えばカメラ、ＤＶＤプレーヤー等からなる高速端末２と、例えば室内照明、パワーウインド等の制御に用いる低速端末３と、高速端末２および低速端末３に接続された親端末４とを備えている。高速端末２、低速端末３および親端末４は、電力線５を用いて駆動電源となるバッテリ６に接続されている。

また、高速端末２と親端末４との間は、電力線５を通信路として利用することによって、相互に情報伝送が可能な状態で接続されている。そして、高速端末２を送信機として使用するときには、高速端末２は、例えば画像情報等のように容量の大きな情報を、親端末４に向けて送信する。このとき、親端末４は、受信機として機能し、高速端末２から送信された画像情報等を受信する。

同様に、低速端末３と親端末４との間も、電力線５を通信路として利用することによって相互に接続されている。そして、低速端末３を送信機として使用するときには、低速端末３は、室内照明のＯＮ，ＯＦＦ状態や窓の開，閉状態のように容量の小さい情報を、親端末４に向けて送信する。このとき、親端末４は、受信機として機能し、低速端末３から送信された各種の情報を受信する。

なお、親端末４を送信機として使用するときには、親端末４は、例えば各種の制御指令に関する情報を、高速端末２および低速端末３に向けて送信する。このとき、高速端末２および低速端末３は受信機として機能し、親端末４から送信された各種の制御指令を受信し、制御指令に応じた動作を行う。

次に、高速端末２、低速端末３および親端末４の具体的な内部構成について図２および図３を用いて説明する。なお、図２および図３では、高速端末２、低速端末３が送信機として機能し、親端末４が受信機として機能する場合を例示している。

まず、送信機としての高速端末２について説明する。図２に示すように、高速端末２は、送信データ生成部１１、シンボルマッピング部１２、直並列変換器１３（以下、Ｓ／Ｐ変換器１３という）、逆高速フーリエ変換部１４（以下、ＩＦＦＴ１４という）、並直列変換器１５（以下、Ｐ／Ｓ変換器１５という）およびＤ／Ａ変換器１６を備えている。そして、高速端末２は、後述するように、複数のサブキャリアを用いて送信信号ＴxHを生成する。このとき、これら複数のサブキャリアは、例えば等しい周波数間隔Δｆをもって互いに離間している。

送信データ生成部１１は、送信する情報に応じたシリアル信号からなる送信データＤtHを生成する。この送信データＤtHは、２進数のデータ列によって構成され、シンボルマッピング部１２によってＮ個の並列データに分離してシンボルのマッピングが行われる。このとき、シンボルマッピング部１２は、それぞれの並列データを例えばＱＡＭ（直交振幅変調）やＰＳＫ（位相変調）等により変調し、同期成分（Ｉ成分）と直交成分（Ｑ成分）とによって複素数で表されるＮ個のシンボルデータＸ₁〜Ｘ_nを生成する（図４参照）。

具体的に説明すると、例えば送信データＤtHが１０２４ビットのデータ列からなり、シンボルマッピング部１２が１６値ＱＡＭにより変調を行う場合には、シンボルマッピング部１２は、送信データＤtHを４ビットずつ２５６個の並列データに分離し、４ビットずつの並列データ毎にシンボルデータＸ₁〜Ｘ₂₅₆を生成する。このとき、１番目のシンボルデータＸ₁から２５６番目のシンボルデータＸ₂₅₆まで、サブキャリアの周波数ｆ₁〜ｆ₂₅₆が徐々に上昇するものである。このため、１番目のシンボルデータＸ₁は最も低周波側のサブキャリアの信号（サブキャリア信号）に対応し、２５６番目のシンボルデータＸ₂₅₆は最も高周波側のサブキャリアの信号に対応している。

そして、Ｎ個のシンボルデータＸ₁〜Ｘ_nは、図２に示すように、Ｓ／Ｐ変換器１３によって並列データとして周波数領域のシンボルデータ列ＸＡHに変換され、ＩＦＦＴ１４によってＮ個の時間領域の複素データ列ＴＡHに変換される。ＩＦＦＴ１４から出力されたＮ個のデジタル信号からなる複素データ列ＴＡHは、Ｐ／Ｓ変換器１５によってシリアル信号に変換された後、Ｄ／Ａ変換器１６によってアナログ信号からなる第１の変調信号としての送信信号ＴxHに変換される。この送信信号ＴxHは、例えば２〜３０ＭＨｚの周波数帯域におけるベースバンド信号からなり、電力線５を通じて親端末４に向けて出力される。

次に、送信機としての低速端末３について説明する。図３に示すように、低速端末３は、高速端末２とほぼ同様に、送信データ生成部２１、シンボルマッピング部２２、直並列変換器２３（以下、Ｓ／Ｐ変換器２３という）、ＩＦＦＴ２４、Ｐ／Ｓ変換器２５およびＤ／Ａ変換器２６を備えている。そして、低速端末３は、高速端末２と同じ複数のサブキャリアを用いて送信信号ＴxLを生成する。このため、これら複数のサブキャリアも、例えば等しい周波数間隔Δｆをもって互いに離間している。

送信データ生成部２１は、送信データ生成部１１とほぼ同様に、送信する情報に応じてシリアル信号からなる送信データＤtLを生成する。但し、送信データ生成部２１による送信データＤtLは、送信データ生成部１１による送信データＤtHに比べて容量が小さくなっている。

この送信データＤtLは、シンボルマッピング部２２によってＮ個の並列データに分離してシンボルのマッピングが行われる。このとき、送信データＤtLは、送信データＤtHに比べて容量が小さく、ビット数が少ないから、送信データＤtLに対応したシンボルデータ数はＮ個よりも少ないＭ個（Ｎ＞Ｍ）になる。

一例として、送信データＤtLが３２ビットのデータ列からなるときに、シンボルマッピング部２２がシンボルマッピング部１２と同様に１６値ＱＡＭにより変調を行う場合を考える。この場合、シンボルマッピング部２２は、送信データＤtLを４ビットずつ８個の並列データに分離し、４ビットずつの並列データ毎にシンボルデータＸ₁〜Ｘ₈を生成する。

このように、シンボルマッピング部２２は、Ｎ個よりも少ないＭ個のシンボルデータＸ₁〜Ｘ_mを生成すると共に、残余のシンボルデータＸ_m+1〜Ｘ_nは、以下に示す規則に従って生成される（図４参照）。

まず、シンボルデータＸ_mは、シンボルデータＸ₁〜Ｘ_mの中で最も高周波のサブキャリアに対応する。このとき、シンボルデータＸ_mのサブキャリアの周波数をｆ_mとすると、このサブキャリアを復元するために必要な低速通信用のサンプリング周波数ｆsLは、以下の数１の式に示すように、サンプリング定理から周波数ｆ_mの２倍以上の値である。

ここで、サンプリング周波数ｆsLよりも高い周波数の信号をサンプリングしたときには、アンダーサンプリングが生じて折返し雑音（エイリアシング）が発生する。そこで、低速端末３では、この折返し雑音を積極的に発生させて、シンボルデータＸ₁〜Ｘ_mの復元性を高める。具体的には、自然数をＣとしたときに、以下の数２の式の関係を満たす周波数ｆa₁〜ｆa_mのシンボルデータＸa₁〜Ｘa_mには、シンボルデータＸ₁〜Ｘ_mと同じ同相なものを入力する。即ち、シンボルデータＸ₁〜Ｘ_mのサブキャリアの周波数ｆ₁〜ｆ_mにサンプリング周波数ｆsLのＣ倍を加えた周波数ｆa₁〜ｆa_mのシンボルデータＸa₁〜Ｘa_mには、シンボルデータＸ₁〜Ｘ_mと同じものを入力する。

一方、以下の数３の式の関係を満たす周波数ｆb₁〜ｆb_mのシンボルデータＸb₁〜Ｘb_mには、シンボルデータＸ₁〜Ｘ_mと正負の符号が逆になった逆相なものを入力する。これにより、これらシンボルデータＸa₁〜Ｘa_m，Ｘb₁〜Ｘb_mによる折返し雑音がシンボルデータＸ₁〜Ｘ_mのサブキャリアに発生すると共に、シンボルデータＸ₁〜Ｘ_mの信号強度を高めるように作用する。

なお、シンボルデータＸa₁〜Ｘa_mを高速通信用のシンボルデータＸ₁〜Ｘ_nに挿入するためには、以下の数４の式に示すように、サンプリング周波数ｆsLが周波数ｆ_nから周波数ｆ_mを引いた周波数よりも低い必要がある。

また、シンボルデータＸb₁〜Ｘb_mを高速通信用のシンボルデータＸ₁〜Ｘ_nに挿入するためには、以下の数５の式に示すように、サンプリング周波数ｆsLが周波数ｆ_nに周波数ｆ₁を加えた周波数よりも低い必要がある。

そして、シンボルデータＸ₁〜Ｘ_m，Ｘa₁〜Ｘa_m，Ｘb₁〜Ｘb_m以外のシンボルデータには０（零）を入力する。

このようにして形成されたＮ個のシンボルデータＸ₁〜Ｘ_nは、高速端末２と同様に、Ｓ／Ｐ変換器２３によって並列データとして周波数領域のシンボルデータ列ＸＡLに変換され、ＩＦＦＴ２４によってＮ個の時間領域の複素データ列ＴＡLに変換される。ＩＦＦＴ２４から出力されたＮ個のデジタル信号からなる複素データ列ＴＡLは、Ｐ／Ｓ変換器２５によってシリアル信号に変換された後、Ｄ／Ａ変換器２６によってアナログ信号からなる第２の変調信号としての送信信号ＴxLに変換され、電力線５を通じて親端末４に向けて出力される。

次に、受信機としての親端末４について説明する。親端末４は、前置フィルタ３１、Ａ／Ｄ変換器３２、直並列変換器３３（以下、Ｓ／Ｐ変換器３３という）、高速フーリエ変換部３４（以下、ＦＦＴ３４という）、並直列変換器３５（以下、Ｐ／Ｓ変換器３５という）、シンボルデマッピング部３６および受信データ処理部３７を備えている。

親端末４が高速端末２から出力された送信信号ＴxHを受信する場合には、図２に示すように、高速端末２から出力された送信信号ＴxHは、電力線５を通じて伝搬し、受信信号ＲxHとして前置フィルタ３１に入力される。このとき、前置フィルタ３１は、全てのサブキャリアの周波数ｆ₁〜ｆ_nが通過帯域となるように機能する。

そして、受信信号ＲxHは、全ての周波数ｆ₁〜ｆ_nの信号がＡ／Ｄ変換器３２によって高速通信用のサンプリング周波数ｆsHでデジタル信号化され、Ｓ／Ｐ変換器３３によって並列データとして時間領域の複素データ列ＲＡHに変換される。

この複素データ列ＲＡHは、ＦＦＴ３４によってＮ個のシンボルデータＹ₁〜Ｙ_nからなる周波数領域のシンボルデータ列ＹＡHに変換され、Ｐ／Ｓ変換器３５によってシリアル信号に変換される。そして、シンボルデマッピング部３６は、シンボルデータ列ＹＡHをなすＮ個のシンボルデータＹ₁〜Ｙ_nから２進数のデータ列からなる受信データＤrHを復調し、受信データ処理部３７によって各種の処理が行われる。

一方、親端末４が低速端末３から出力された送信信号ＴxLを受信する場合には、図３に示すように、低速端末３から出力された送信信号ＴxLは、電力線５を通じて伝搬し、受信信号ＲxLとして前置フィルタ３１に入力される。このとき、前置フィルタ３１は、例えば各サブキャリアのＳＮ比を検出し、周波数ｆ₁〜ｆ_m，ｆa₁〜ｆa_m，ｆb₁〜ｆb_mのうちＳＮ比が予め決められた所定の閾値よりも高い帯域の信号を通過させ、他の帯域の信号を遮断する。

このため、ノイズの影響が少ないときには、前置フィルタ３１は、全ての周波数ｆ₁〜ｆ_nのサブキャリアを通過させる。一方、周波数ｆ₁〜ｆ_m，ｆa₁〜ｆa_m，ｆb₁〜ｆb_mのうちいずれかの帯域でノイズが大きく、ＳＮ比が低下するときには、ＳＮ比の低下した帯域のサブキャリアを遮断し、ＳＮ比の高いサブキャリアを通過させる。

そして、受信信号ＲxLは、前置フィルタ３１を介してＡ／Ｄ変換器３２に入力され、低速通信用のサンプリング周波数ｆsLでデジタル信号化される。このとき、低速通信用のサンプリング周波数ｆsLは高速通信用のサンプリング周波数ｆsHよりも低周波になっている。このため、Ａ／Ｄ変換器３２の消費電力は、高速通信を行うときに比べて低下する。

また、周波数ｆa₁〜ｆa_m，ｆb₁〜ｆb_mはサンプリング周波数ｆsLの１／２よりも高い周波数となっている。このため、周波数ｆa₁〜ｆa_m，ｆb₁〜ｆb_mのサブキャリアの信号は、デジタル信号化するときに、アンダーサンプリングが生じ、折返し雑音として、周波数ｆ₁〜ｆ_mのサブキャリアの信号に重畳される。このとき、周波数ｆa₁〜ｆa_m，ｆb₁〜ｆb_mのサブキャリアには、シンボルデータＸ₁〜Ｘ_mと同相または逆相のシンボルデータＸa₁〜Ｘa_m，Ｘb₁〜Ｘb_mが変調されている。このため、受信信号ＲxLをデジタル信号化したときには、シンボルデータＸ₁〜Ｘ_mの電力が増加する。

そして、Ａ／Ｄ変換器３２から出力されたデジタル信号化された受信信号ＲxLは、Ｓ／Ｐ変換器３３によって並列データとして時間領域の複素データ列ＲＡLに変換される。この複素データ列ＲＡLは、ＦＦＴ３４によってＮ個のシンボルデータＹ₁〜Ｙ_nからなる周波数領域のシンボルデータ列ＹＡLに変換され、Ｐ／Ｓ変換器３５によってシリアル信号に変換される。このとき、シンボルデータＹ₁〜Ｙ_nは、シンボルデータＸ₁〜Ｘ_mに対応した部分Ｙ₁〜Ｙ_mは復調されるものの、他のシンボルデータＹ_m+1〜Ｙ_nは、０（零）が出力される。そして、シンボルデマッピング部３６は、シンボルデータ列ＹＡLをなすＮ個のシンボルデータＹ₁〜Ｙ_nから２進数のデータ列からなる受信データＤrLを復調し、受信データ処理部３７によって各種の処理が行われる。

かくして、本実施の形態では、低速通信を行うときには、送信機としての低速端末３は、高速通信を行うときに比べてサブキャリア数を減らすと共に、低周波側のサブキャリアにシンボルデータＸ₁〜Ｘ_mを入れた送信信号ＴxLを送信する。このとき、受信機となる親端末４は、これら低周波側のサブキャリアのうち最も高周波の信号が復調可能となる低速通信用のサンプリング周波数ｆsLで送信信号ＴxLをデジタル信号化する。このため、高速通信用のサンプリング周波数ｆsHでに比べて、低速通信用のサンプリング周波数ｆsLを低下させることができるから、Ａ／Ｄ変換器３２等の消費電力を低減することができる。

特に、低速通信を行うときには、高速通信で用いる複数のサブキャリアのうち最低周波数のものから必要なサブキャリア数を備えた低周波側のサブキャリアにシンボルデータＸ₁〜Ｘ_mを入れる構成とした。このため、例えば特許文献１のように、複数のサブキャリアのうち中心周波数側に位置するサブキャリアにシンボルデータを入れた場合に比べて、低速通信用のサンプリング周波数ｆsLを低下させることができ、消費電力の低減効果を高めることができる。

これに加え、低速通信を行うときには、高速通信を行うときと同数のサブキャリアを使って、低次の一次変調を行うと共に、サブキャリア間の周波数間隔Δｆを同じにして、一部のサブキャリアだけを使用する。このため、高速通信が可能な既存の送信機や受信機と同じハードウエアを使用することができるから、互換性を確保することができる。この結果、低速通信用のシステムを別途に構築する必要がなく、部品の共有化を図ることができるから、製造コストを低減することができる。

また、低速端末３は、低速通信を行うときに、高周波側のサブキャリアに低周波側のサブキャリアと同相または逆相のシンボルデータＸ₁〜Ｘ_mとして、シンボルデータＸa₁〜Ｘa_m，Ｘb₁〜Ｘb_mを入れる構成とした。このため、送信信号ＴxLによる受信信号ＲxLを低速通信用のサンプリング周波数ｆsLでデジタル信号化したときには、高周波側のサブキャリアに入れたシンボルデータＸa₁〜Ｘa_m，Ｘb₁〜Ｘb_mが折返し雑音として、低周波側のサブキャリアのシンボルデータＸ₁〜Ｘ_mに重畳される。これにより、低周波側のサブキャリアだけを用いた場合に比べて、親端末４で受信信号ＲxLをデジタル信号化したときのシンボルデータＹ₁〜Ｙ_mのうちシンボルデータＸ₁〜Ｘ_mに対応した部分Ｙ₁〜Ｙ_mの電力を増加させることができる。この結果、高周波側のサブキャリアによって周波数ダイバーシチの効果を得ることができるから、マルチパスに強くなり、受信品質の改善を図ることができる。

また、親端末４は前置フィルタ３１を備えるから、低速通信を行うときには、前置フィルタ３１によって低周波側のサブキャリアと高周波側のサブキャリアのいずれか一方を選択することができる。このため、低周波側のサブキャリアと高周波側のサブキャリアとのうち受信状態が良好なサブキャリアを選択して受信データＤrLを復調することができ、受信データＤrLの信頼性を高めることができる。

特に、送信データＤtLによる原型のシンボルデータＸ₁〜Ｘ_mが変調されたサブキャリアと、これに基づく２次的なシンボルデータＸa₁〜Ｘa_m，Ｘb₁〜Ｘb_mが変調されたサブキャリアとは、相互の周波数を離すことができる。このため、前置フィルタ３１のカットオフ特性を緩くすることができ、設計が容易になる。

また、送信信号ＴxH，ＴxLはベースバンド信号によって構成したから、アップコンバートやダウンコンバートを行うことなく、ベースバンド信号をそのまま用いることができ、高速端末２、低速端末３および親端末４の構成を簡略化して容易に実装することができる。

さらに、高速端末２、低速端末３および親端末４は通信路として電力線５を用いて互いに接続される構成としたから、高速端末２、低速端末３と親端末４との間でＯＦＤＭのようなマルチキャリア変調方式の電力線通信を行うことができる。この場合、車両用の電力線通信に用いたときには、通信路（伝送路）となる電力線５が自動車Ｖの内部で閉じている。このため、電力線通信で用いる信号帯域内の不要波が外部の電力線から混入することがなく、受信品質の向上効果が高くなる。

なお、前記実施の形態では、低速通信用の送信信号ＴxLは、２次的なシンボルデータＸa₁〜Ｘa_m，Ｘb₁〜Ｘb_mが変調されたサブキャリアを両方とも含む構成としたが、シンボルデータＸa₁〜Ｘa_mとシンボルデータＸb₁〜Ｘb_mとのうちいずれか一方を省く構成としてもよい。逆に、例えば数２および数３の式で自然数Ｃが異なる複数の帯域のサブキャリアに２次的なシンボルデータＸa₁〜Ｘa_m，Ｘb₁〜Ｘb_mを変調する構成としてもよい。

一方、マルチパスの影響が少ない場合には、低速通信用の送信信号ＴxLは、２次的なシンボルデータＸa₁〜Ｘa_m，Ｘb₁〜Ｘb_mが変調されたサブキャリアを省く構成としてもよい。

また、前記実施の形態では、受信機としての親端末４は前置フィルタ３１を備える構成としたが、前置フィルタ３１を省く構成としてもよい。

また、前記実施の形態では、送信信号ＴxH，ＴxLにはベースバンド信号を用いる構成としたが、ベースバンド信号よりも高周波な搬送波に変調して送信する構成としてもよい。

また、前記実施の形態では、高速通信専用の高速端末２と低速通信専用の低速端末３を用いた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、送信データの容量に応じて、単一の送信機が高速通信用の送信信号と低速通信用の送信信号を選択して送信する構成としてもよい。

また、前記実施の形態では、高速端末２および低速端末３は送信機として機能し、親端末４は受信機として機能する場合を例に挙げて説明したが、高速端末２および低速端末３を受信機とし、親端末４を送信機としてもよく、高速端末２、低速端末３および親端末４の３端末の間で相互に送信、受信が可能な構成としてもよい。

また、前記実施の形態では、複数のサブキャリアを用いたマルチキャリア変調方式としてＯＦＤＭに用いた場合について説明したが、直交性を利用しない周波数分割多重（ＦＤＭ）にも適用することができる。

また、前記実施の形態では、電力線通信システム１を自動車Ｖに搭載した場合を例に挙げて説明したが、例えば屋内利用の電力線通信システムに適用してもよい。さらに、電力線通信システムに限らず、例えば無線ＬＡＮ等のように、マルチキャリア変調方式を用いる各種の通信システムにも広く適用することができるものである。

１電力線通信システム
２高速端末（送信機）
３低速端末（送信機）
４親端末（受信機）
５電力線
１２，２２シンボルマッピング部
１３，２３直並列変換器（Ｓ／Ｐ変換部）
１４，２４逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）
１６Ｄ／Ａ変換器
３１前置フィルタ
３２Ａ／Ｄ変換器
３４高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）
３５並直列変換器（Ｐ／Ｓ変換部）
３６シンボルデマッピング部

Claims

複数のサブキャリアを用いた変調信号を送信する送信機と、前記変調信号を所定のサンプリング周波数でデジタル信号化して復調する受信機とを備えた通信システムにおいて、
高速通信を行うときには、前記送信機は前記複数のサブキャリアにデータを入れた第１の変調信号を送信し、前記受信機はこれら複数のサブキャリアのうち最も高周波の信号が復調可能となる第１のサンプリング周波数で前記第１の変調信号をデジタル信号化する構成とし、
低速通信を行うときには、前記送信機は高速通信を行うときに比べてサブキャリア数を減らして、低周波側のサブキャリアにデータを入れた第２の変調信号を送信し、前記受信機はこれら低周波側のサブキャリアのうち最も高周波の信号が復調可能となり、前記第１のサンプリング周波数よりも低周波の第２のサンプリング周波数で前記第２の変調信号をデジタル信号化する構成とし、
前記送信機は、低速通信を行うときに、前記低周波側のサブキャリアに対して前記第２のサンプリング周波数によって折返し雑音となる高周波側のサブキャリアに前記低周波側のサブキャリアと同相または逆相のデータを入れる構成としたことを特徴とする通信システム。
前記受信機は、低速通信を行うときに前記低周波側のサブキャリアと前記高周波側のサブキャリアのうちいずれか一方を選択可能な前置フィルタを備える構成としてなる請求項１に記載の通信システム。
前記第１，第２の変調信号は、ベースバンド信号によって構成してなる請求項１または２に記載の通信システム。
前記送信機と前記受信機は、前記第１，第２の変調信号を伝送する通信路として電力線を用いて互いに接続される構成としてなる請求項１，２または３に記載の通信システム。
複数のサブキャリアを用いた変調信号を送信する送信機と、前記変調信号を所定のサンプリング周波数でデジタル信号化して復調する受信機とを備えた通信システムにおいて、
高速通信を行うときには、前記送信機は前記複数のサブキャリアにデータを入れた第１の変調信号を送信し、前記受信機はこれら複数のサブキャリアのうち最も高周波の信号が復調可能となる第１のサンプリング周波数で前記第１の変調信号をデジタル信号化する構成とし、
低速通信を行うときには、前記送信機は高速通信を行うときに比べてサブキャリア数を減らすと共に、前記複数のサブキャリアのうち最低周波数のものから必要なサブキャリア数を備えた低周波側のサブキャリアにデータを入れた第２の変調信号を送信し、前記受信機はこれら低周波側のサブキャリアのうち最も高周波の信号が復調可能となり、前記第１のサンプリング周波数よりも低周波の第２のサンプリング周波数で前記第２の変調信号をデジタル信号化する構成としたことを特徴とする通信システム。