JP4185466B2 - Communication apparatus and communication system - Google Patents

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Description

本発明は、有線の通信線路の通信で用いられる通信装置および通信システムに関する。   The present invention relates to a communication device and a communication system used in communication on a wired communication line.

近年、ＩＴ（Information Technology）技術の普及および進展に伴い、工場、プラント、ビル、住宅、列車等あらゆるところにおいて、情報機器やパソコンのみならず各種の機器や装置がネットワークでつながれ、相互に多くの情報のやり取りを行うようになった。その情報のやり取りを行う通信路としては、ケーブルを利用した有線通信が多く用いられている。   In recent years, with the spread and progress of IT (Information Technology) technology, various devices and devices as well as information devices and personal computers are connected via networks in every place such as factories, plants, buildings, houses, trains, etc. It began to exchange information. Wired communication using cables is often used as a communication path for exchanging information.

ケーブルを利用した有線通信で問題になるのは、特に既設の工場、プラント、ビル、住宅、列車等においては、ケーブル敷設のコストであったり、ケーブル敷設の空間的余地がないことであったりする。この問題を解決するために、最近では、しばしば、既設の電灯線、放送線、電話線等を通信用ケーブルとして利用することが行われている。しかしながら、電灯線、放送線、電話線等の多くは、平行ケーブルやツイストペア線であり、周囲で発生するノイズの影響を受けやすい。   The problem with wired communication using cables is the cost of laying cables, especially in existing factories, plants, buildings, houses, trains, etc., and there is no room for cable laying. . In order to solve this problem, recently, existing electric power lines, broadcast lines, telephone lines and the like are often used as communication cables. However, many of electric light lines, broadcast lines, telephone lines, and the like are parallel cables and twisted pair lines, and are easily affected by noise generated around them.

また、最近では、工場、プラント、列車のみならず個人の住宅においてもインバータを用いた機器が普及してきている。インバータは大きな電流のオン／オフを制御する装置であるため、そのスイッチング動作に際して、かなり大きなノイズを発生する。このようなインバータが発生するノイズは、インバータノイズまたはスイッチングノイズと呼ばれている。さらに、工場やプラント、列車等には、インバータ機器に限らず、大型機器、高周波過熱機、各種の無線機器等が多く設置されており、それらの機器が、その動作に際して、それ相応の高周波ノイズや電磁波を発生している。   Recently, devices using inverters have become widespread not only in factories, plants, and trains but also in individual houses. Since the inverter is a device that controls on / off of a large current, a considerably large noise is generated during the switching operation. The noise generated by such an inverter is called inverter noise or switching noise. Furthermore, factories, plants, trains, etc. are not limited to inverter equipment, and many large equipment, high-frequency superheaters, various types of wireless equipment, etc. are installed. And generating electromagnetic waves.

これらのノイズや電磁波は、通信ケーブルの信号に重畳される。そのため、その通信ケーブルを用いて行われる通信の通信性能は低下する。また、通信ケーブルに分岐点やコネクタがあったり、終端が開放されていたりした場合には、インピーダンス不整合による反射によって特定の周波数近傍でノッチ減衰と呼ばれる急峻な信号減衰が生じることがある。さらに、通信ケーブルが長くなれば、その長さに応じて信号の減衰が生じる。その減衰率は搬送波の周波数が高くなるほど大きくなる。このようなノイズや信号減衰は、通信線路の通信性能低下の大きな要因となっている。   These noises and electromagnetic waves are superimposed on the signal of the communication cable. Therefore, the communication performance of communication performed using the communication cable is lowered. In addition, when a communication cable has a branch point or a connector, or when the terminal is open, steep signal attenuation called notch attenuation may occur near a specific frequency due to reflection due to impedance mismatch. Furthermore, if the communication cable becomes longer, signal attenuation occurs according to the length of the communication cable. The attenuation rate increases as the carrier frequency increases. Such noise and signal attenuation are a major cause of communication performance degradation of the communication line.

以上のような通信性能を低下させる様々の要因が存在する環境下にあって、通信性能を低下させることなく安定な通信を行う通信方法として、特許文献１に開示されている通信方法がある。その通信方法によれば、ノイズ等の通信環境が悪い場合または劣化した場合には、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）における搬送波の周波数帯域を広げる一方で、その搬送波に割り付けるデータ割り付け量を下げることにより通信性能の低下を防ぐとしている。この通信方法は、特許文献１では、無線通信を対象としたものとしているが、有線通信にも適用可能である。
特開２００２−３３０４６７号公報（段落０００７〜０００８、図３） There is a communication method disclosed in Patent Document 1 as a communication method for performing stable communication without reducing communication performance in an environment where various factors for reducing communication performance as described above exist. According to the communication method, when the communication environment such as noise is bad or deteriorated, the frequency band of the carrier wave in OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) is widened while the data allocation amount assigned to the carrier wave is reduced. It tries to prevent a drop in communication performance. This communication method is intended for wireless communication in Patent Document 1, but it can also be applied to wired communication.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-330467 (paragraphs 0007 to 0008, FIG. 3)

また、無線ＬＡＮ（Local Area Network）のIEEE 802.11規格の通信や、近距離無線通信規格であるＢｌｕｅｔｏｏｔｈにおいては、いわゆる周波数ホッピングという技術が用いられ、短い周期で搬送波の周波数を切り替えながら通信するようにしている。すなわち、周波数ホッピングにより搬送波の周波数が固定されないので、特定周波数近傍に生じるノイズの影響を受けにくくすることができる。   Also, in wireless LAN (Local Area Network) IEEE 802.11 communication and Bluetooth, which is a short-range wireless communication standard, a so-called frequency hopping technique is used, and communication is performed while switching the frequency of a carrier wave in a short cycle. ing. In other words, since the frequency of the carrier wave is not fixed by frequency hopping, it can be made less susceptible to the influence of noise generated in the vicinity of the specific frequency.

しかしながら、有線通信の場合には、特定の周波数近傍にノイズやノッチ減衰が生じることが多いので、特許文献１に開示された通信方法のように、搬送波へのデータ割り付け量を周波数分割された全搬送波について一斉に同一の値に下げると、そのノイズやノッチが生じている周波数部分、すなわち、特にＳ／Ｎ比が低下している周波数部分に合わせて搬送波へのデータ割り付け量が決められることになる。その結果、全体としての通信速度が低下する。特許文献１に開示された通信方法では、このような場合には、通信周波数帯域を広げることにより、当初の通信速度を得ることができるとしている。しかしながら、有線通信の場合には、通信線におけるインダクタンス、抵抗、静電容量のために、高周波になればなるほど通信信号の減衰が大きくなる。そのため、通信帯域を大きく広げても、その効果として十分な通信速度が得られるとは限らない。   However, in the case of wired communication, noise and notch attenuation often occur in the vicinity of a specific frequency. Therefore, as in the communication method disclosed in Patent Document 1, the data allocation amount to the carrier wave is all frequency-divided. When the carrier wave is simultaneously reduced to the same value, the data allocation amount to the carrier wave is determined in accordance with the frequency part where the noise and notch are generated, that is, the frequency part where the S / N ratio is particularly lowered. Become. As a result, the communication speed as a whole decreases. In the communication method disclosed in Patent Document 1, in such a case, the initial communication speed can be obtained by widening the communication frequency band. However, in the case of wired communication, the attenuation of the communication signal increases as the frequency increases because of the inductance, resistance, and capacitance of the communication line. Therefore, even if the communication band is widened, a sufficient communication speed is not always obtained as an effect.

また、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈにおける周波数ホッピング技術による通信方法は、短い周期で搬送波の周波数を切り替えるため、通信速度を向上させる目的には適していない。また、周波数切り替えのシーケンスは定められており、特定の周波数近傍に発生するノイズやノッチ減衰を避けるわけではないので、それに相応した通信誤りを避けることはできない。通信誤りは、誤り訂正符号や再送等のプロトコル制御により補償することはできるが、その分通信速度が低下することになる。   Further, a communication method using a frequency hopping technique in a wireless LAN or Bluetooth is not suitable for the purpose of improving the communication speed because the frequency of the carrier wave is switched in a short cycle. In addition, since the frequency switching sequence is determined and noise and notch attenuation occurring near a specific frequency are not avoided, communication errors corresponding to the noise cannot be avoided. A communication error can be compensated by protocol control such as an error correction code or retransmission, but the communication speed is reduced accordingly.

本発明の課題は、以上の従来技術の問題点に鑑み、有線通信においてノッチ減衰や信号線長による減衰、さらには、様々なノイズが重畳される環境下においても、高速通信を行うことが可能な通信装置および通信システムを実現することにある。   The problem of the present invention is that, in view of the above-described problems of the prior art, it is possible to perform high-speed communication even in an environment where notch attenuation, signal line length attenuation, and various noises are superimposed in wired communication. It is to implement a simple communication device and communication system.

前記課題を解決するために、本発明の通信装置は、マルチキャリア変調方式の搬送波信号を送受信する通信装置であって、変復調時の搬送波信号と実際に通信線路上で使用する搬送波との間で周波数の変換を行う搬送波周波数変換手段を備え、さらに通信線路上で使用する搬送波の周波数帯域を所定の周波数帯域の中から選択する制御手段を備える構成とした。したがって、本発明の通信装置では、制御手段により通信線路上の搬送波の周波数帯域を、いくつかの帯域の中から自由に選択することができる。そこで、本発明の通信装置では、通信線路上に生じるノイズや信号減衰の実態に合わせて、つまり、ノイズや信号減衰が小さい周波数帯域を選択して、通信することができる。そのため、ノイズや信号減衰が大きい周波数帯域を避けて通信することができるようになるので、通信速度の低下をなくすことができる。 In order to solve the above problems, a communication equipment of the present invention is a communication apparatus for transmitting and receiving a carrier signal of a multicarrier modulation scheme, between the carriers used on actual communication line and carrier signal during modem The carrier frequency conversion means for converting the frequency is provided, and the control means for selecting the frequency band of the carrier used on the communication line from a predetermined frequency band. Therefore, in the communication apparatus of the present invention, the frequency band of the carrier wave on the communication line can be freely selected from several bands by the control means. Therefore, in the communication apparatus of the present invention, communication can be performed in accordance with the actual state of noise and signal attenuation generated on the communication line, that is, by selecting a frequency band with low noise and signal attenuation. Therefore, communication can be performed while avoiding a frequency band in which noise and signal attenuation are large, so that a decrease in communication speed can be eliminated.

また、本発明の通信装置の制御手段は、受信時の信号または受信データによりＳ／Ｎ比または伝送誤り率を求め、求めたＳ／Ｎ比または伝送誤り率に応じて通信線路上の搬送波の周波数帯域を変更できるようにした。これによって、各種インバータ機器等の空間的配置に基づくノイズ環境だけでなく、その稼動状況等に基づく時間的に変化するノイズ環境下にあっても、そのノイズや信号減衰の実態に合わせた周波数帯域の搬送波を選択して通信することができる。そのため、よりきめ細かくノイズや減衰が大きい周波数帯域を避けた通信をすることができるようになる。 Further, the control hand stage of the communication equipment of the present invention, the reception time of the signal or the received data calculated the S / N ratio or the transmission error rate, on the communication line in accordance with the obtained S / N ratio or transmission error rate of The frequency band of the carrier wave can be changed. As a result, not only in the noise environment based on the spatial arrangement of various inverter devices, but also in the time-varying noise environment based on the operating status, etc., the frequency band according to the actual state of the noise and signal attenuation The carrier wave can be selected and communicated. For this reason, it is possible to perform communication avoiding a frequency band in which noise and attenuation are large and finer.

また、本発明の通信装置では、搬送波の変復調を、多値変調方式で行うものとし、さらに、制御手段は、求めたＳ／Ｎ比または伝送誤り率に応じて搬送波に対するデータ割り付け量を変更できるようにもした。これにより、通信で使用する周波数帯域の一部に局所的なノイズやノッチ減衰がある場合であっても、その部分に該当する搬送波のみデータの割り付け量を減らすだけですむので、通信速度の低下を最小限に抑えることができる。 Further, in the communication equipment of the present invention, the modulation and demodulation of the carrier, shall be made by the multi-value modulation scheme, further, the control means, the data allocation amount for the carrier in accordance with the S / N ratio or the transmission error rate calculated It was also to be able to change the. As a result, even if there is local noise or notch attenuation in a part of the frequency band used for communication, it is only necessary to reduce the amount of data allocated to the carrier corresponding to that part, so the communication speed decreases. Can be minimized.

また、本発明の通信装置を複数用いた通信システムでは、通信線路として構内電力供給線、構内放送線、構内電話線、テロップ表示データ通信線等の既設の配線を用い、既設の配線から分岐して電気機器等がつながる配線部分に高周波遮断フィルタを設ける構成とした。この場合、通信線路として既設の設備を利用するので、通信線路を敷設する費用を節約することができ、その結果、通信システム全体を構築するコストを低減することができる。 Further, in a communication system using a plurality of communication devices of the present invention, an existing wiring such as a local power supply line, a local broadcasting line, a local telephone line, and a telop display data communication line is used as a communication line, and the existing wiring is branched. Thus, a high-frequency cutoff filter is provided in a wiring portion to which an electrical device or the like is connected. In this case, since the existing equipment is used as the communication line, the cost for laying the communication line can be saved, and as a result, the cost for constructing the entire communication system can be reduced.

また、本発明の通信装置を複数用いた通信システムでは、通信線路を複数の通信線路区間に区分し、区分された通信線路区間の境界には高周波遮断フィルを設ける構成、または、各通信線路区間では異なる周波数帯域で通信する構成とした。さらに、各通信区間の境界にある通信装置同士が前記の通信線路を使用する通信とは異なる通信手段によって通信できる構成とした。このような構成をとることによって、通信線路長を所定の長さ以下に抑えることができる。そのため、通信線路が長すぎるため信号減衰によって通信ができなくなったり、または、通信速度が著しく低下したりするような事態を避けることができる。さらに、線路区間の境界に隣接する通信装置間では他の通信手段により通信することができるので、全体として広い範囲の通信システムを構築することができる。 Further, in a communication system using a plurality of communication devices of the present invention, the communication line is divided into a plurality of communication line sections, and a configuration in which a high-frequency cutoff filter is provided at the boundary of the divided communication line sections, or each communication line section Then, it was set as the structure which communicates in a different frequency band. Furthermore, it was set as the structure which the communication apparatus in the boundary of each communication area can communicate by the communication means different from the communication which uses the said communication line. By adopting such a configuration, the communication line length can be suppressed to a predetermined length or less. Therefore, it is possible to avoid a situation in which communication cannot be performed due to signal attenuation because the communication line is too long, or the communication speed is significantly reduced. Further, since communication devices adjacent to the boundary of the track section can communicate with each other by means of other communication means, a wide range of communication systems can be constructed as a whole.

以上、本発明の通信装置によれば、有線通信において、ノイズやノッチ減衰が大きい部分を避けて通信することができる。または、搬送波の周波数帯域に局所的なノイズやノッチ減衰があっても、その影響を最小限に抑制することができる。そのため、通信速度の低下を最小限に抑制することができ、高速の通信速度を維持することができる。
また、本発明の通信システムによれば、新たに通信線路を敷設する必要がないので、通信システム全体を構築するコストを低減することができる。さらには、通信線路が長い場合であっても、区分して利用することができるので広い範囲で通信システムを構築することができる。 As described above, according to the communication device of the present invention, it is possible to perform communication while avoiding a portion where noise or notch attenuation is large in wired communication. Alternatively, even if there is local noise or notch attenuation in the frequency band of the carrier wave, the influence can be suppressed to a minimum. Therefore, a reduction in communication speed can be suppressed to a minimum, and a high communication speed can be maintained.
Further, according to the communication system of the present invention, it is not necessary to newly lay a communication line, so that the cost for constructing the entire communication system can be reduced. Furthermore, even if the communication line is long, it can be used in a divided manner, so that a communication system can be constructed in a wide range.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る通信装置および通信システムの構成を示した図である。図1において、本実施形態の通信システムは、ケーブル等による有線の通信線路１に通信装置２ａ，２ｂ，２ｃが接続された構成をし、通信装置２ａ，２ｂ，２ｃ相互間でデータ通信を行う。ここで、通信装置の数は、例として３としたが、３に限定されることはなく、複数であればよい。また、通信装置２ａ，２ｂ，２ｃは、それぞれ入出力線３ａ，３ｂ，３ｃを備え、図示していない情報処理装置との間で、各種情報の入力または出力を行う。 <First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a communication device and a communication system according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the communication system of this embodiment has a configuration in which communication devices 2a, 2b, and 2c are connected to a wired communication line 1 such as a cable, and performs data communication between the communication devices 2a, 2b, and 2c. . Here, the number of communication apparatuses is three as an example, but is not limited to three, and may be plural. The communication devices 2a, 2b, and 2c include input / output lines 3a, 3b, and 3c, respectively, and input / output various information to / from an information processing device (not shown).

通信装置２ａは、バンドパスフィルタ手段であるバンドパスフィルタ２０と、受信信号増幅手段である受信信号増幅部２１と、送信信号増幅手段である送信信号増幅部３１と、受信搬送波周波数変換手段である受信搬送波周波数変換部２２と、送信搬送波周波数変換手段である送信搬送波周波数変換部３２と、バンドパスフィルタ２３と、Ａ／Ｄ（digital／Analog）変換部２４と、Ｄ／Ａ（Digital／Analog）変換部３４と、等化部２５と、復調手段である復調部２６と、変調手段である変調部３６と、基準波信号発生手段である基準波信号発生部３７と、制御手段である制御部２７と、プロトコル変換部２８とを含んで構成される。また、通信装置２ｂ，２ｃの構成も、通信装置２ａの構成と同様の構成をしている。   The communication device 2a is a band-pass filter 20 that is a band-pass filter unit, a reception signal amplification unit 21 that is a reception signal amplification unit, a transmission signal amplification unit 31 that is a transmission signal amplification unit, and a reception carrier frequency conversion unit. Reception carrier frequency conversion unit 22, transmission carrier frequency conversion unit 32 as transmission carrier frequency conversion means, bandpass filter 23, A / D (digital / Analog) conversion unit 24, D / A (Digital / Analog) Conversion unit 34, equalization unit 25, demodulation unit 26 which is a demodulation unit, modulation unit 36 which is a modulation unit, reference wave signal generation unit 37 which is a reference wave signal generation unit, and a control unit which is a control unit 27 and a protocol conversion unit 28. The configurations of the communication devices 2b and 2c are the same as the configuration of the communication device 2a.

（通信装置の構成および構成各部の機能）
以上のように構成された通信装置２ａにおいて、プロトコル変換部２８は、図示していない情報処理装置とインタフェースをとる役割を担う。情報処理装置は、通常、パソコンをベースとしたものであり、通信装置２ａと情報処理装置とをつなぐ入出力線３ａでは、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）やＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/ Internet Protocol）等のプロトコルが用いられる。プロトコル変換部２８は、情報処理装置から情報が入力されると、その情報を通信装置２ａで扱う所定フォーマットの通信パケットに変換する。制御部２７は、プロトコル変換部２８から通信パケットを受信すると、パケットのデータを変調部３６に出力する。 (Configuration of communication device and functions of each component)
In the communication device 2a configured as described above, the protocol conversion unit 28 plays a role of interfacing with an information processing device (not shown). The information processing apparatus is usually based on a personal computer, and an input / output line 3a that connects the communication apparatus 2a and the information processing apparatus has a universal serial bus (USB) or a transmission control protocol / Internet protocol (TCP / IP). Etc. are used. When information is input from the information processing device, the protocol conversion unit 28 converts the information into a communication packet of a predetermined format handled by the communication device 2a. When receiving the communication packet from the protocol conversion unit 28, the control unit 27 outputs the packet data to the modulation unit 36.

変調部３６は、パケットのデータを所定の変調方式に従って変調し、ベースバンドの搬送波信号を生成する。本実施形態における、所定の変調方式は、マルチキャリア多値変調方式であるとする（マルチキャリア多値変調方式については、後で詳しく説明する。）。マルチキャリア多値変調方式の場合、搬送波ごとに多値のレベルを決めるデータ割り付け量の情報２７ｂが、制御部２７から別途入力され、パケットのデータは、そのデータ割り付け量２７ｂに基づき変調され、ベースバンドの搬送波信号が生成される。   The modulation unit 36 modulates packet data according to a predetermined modulation method, and generates a baseband carrier signal. The predetermined modulation scheme in this embodiment is assumed to be a multicarrier multilevel modulation scheme (the multicarrier multilevel modulation scheme will be described in detail later). In the case of the multi-carrier multi-level modulation system, data allocation amount information 27b for determining a multi-level level for each carrier is separately input from the control unit 27, and packet data is modulated based on the data allocation amount 27b. A band carrier signal is generated.

ベースバンドの搬送波信号は、Ｄ／Ａ変換部３４によりアナログ信号に変換され、さらに、送信搬送波周波数変換部３２によって所定の周波数に変換され、送信信号増幅部３１によって増幅され、バンドパスフィルタ２０を介して搬送波信号として通信線路１に出力される。そして、通信線路１に出力された搬送波信号は、通信装置２ｂ，２ｃによって受信される。ここで、送信搬送波周波数変換部３２は、いわゆるミキサ回路によって構成され、Ｄ／Ａ変換後の搬送波信号の周波数を、基準波信号発生部３７が出力する信号の周波数だけシフトさせる機能を有している。また、基準波信号発生部３７は、複数の周波数の基準波を出力することができ、どの周波数の基準波を出力するかは、制御部２７が出力する帯域選択信号２７ｃによって選択される。   The baseband carrier signal is converted to an analog signal by the D / A converter 34, further converted to a predetermined frequency by the transmission carrier frequency converter 32, amplified by the transmission signal amplifier 31, and the bandpass filter 20 Via the communication line 1 as a carrier wave signal. The carrier wave signal output to the communication line 1 is received by the communication devices 2b and 2c. Here, the transmission carrier frequency conversion unit 32 is configured by a so-called mixer circuit, and has a function of shifting the frequency of the carrier signal after D / A conversion by the frequency of the signal output from the reference wave signal generation unit 37. Yes. Further, the reference wave signal generation unit 37 can output reference waves having a plurality of frequencies, and which frequency reference wave is output is selected by a band selection signal 27c output by the control unit 27.

一方、通信装置２ｂ，２ｃから通信線路１を介して送信されてきた搬送波信号は、バンドパスフィルタ２０によって所定の通信帯域以外の信号成分が除去され、所定の通信帯域の信号成分が通過させられる。受信信号増幅部２１は、バンドパスフィルタ２０を通過した搬送波信号を増幅し、増幅した信号を受信搬送波周波数変換部２２へ出力する。   On the other hand, signal components other than the predetermined communication band are removed from the carrier wave signal transmitted from the communication devices 2b and 2c via the communication line 1 by the band pass filter 20, and the signal component of the predetermined communication band is passed. . The reception signal amplifier 21 amplifies the carrier signal that has passed through the bandpass filter 20 and outputs the amplified signal to the reception carrier frequency converter 22.

受信搬送波周波数変換部２２は、いわゆるミキサ回路によって構成され、受信信号増幅部２１が出力する出力信号の周波数を基準波信号発生部３７が出力する信号の周波数だけシフトさせる機能を有している。すなわち、受信搬送波周波数変換部２２は、受信した搬送波信号を復調に際して用いられるベースバンドの搬送波信号に戻す役割を担っている。ここで、基準波信号発生部３７は、複数の周波数の基準波を出力することができ、どの周波数の基準波を出力するかは、制御部２７が出力する帯域選択信号２７ｃによって選択される。   The reception carrier frequency conversion unit 22 is configured by a so-called mixer circuit, and has a function of shifting the frequency of the output signal output from the reception signal amplification unit 21 by the frequency of the signal output from the reference wave signal generation unit 37. That is, the reception carrier frequency conversion unit 22 plays a role of returning the received carrier signal to a baseband carrier signal used for demodulation. Here, the reference wave signal generation unit 37 can output reference waves of a plurality of frequencies, and which frequency of the reference wave is output is selected by a band selection signal 27c output by the control unit 27.

バンドパスフィルタ２３は、所定の周波数帯域の搬送波信号を通過させることによって、受信搬送波周波数変換部２２が受信搬送波を周波数変換するのに際し発生するビート信号等の２次波を除去する。そして、Ａ／Ｄ変換部２４は、バンドパスフィルタ２３によって通過させられた搬送波信号をアナログ／ディジタル変換し、変換したディジタル信号を等化部２５へ入力する。   The band pass filter 23 passes a carrier signal in a predetermined frequency band, thereby removing secondary waves such as a beat signal generated when the received carrier frequency converter 22 converts the frequency of the received carrier. Then, the A / D conversion unit 24 performs analog / digital conversion on the carrier wave signal passed by the band pass filter 23 and inputs the converted digital signal to the equalization unit 25.

等化部２５は、通信線路１の通信路歪（伝送路歪ともいう）を補正するためのものであり、通信路歪の補正処理を行う。等化部２５により補正されたベースバンドの搬送波信号は、復調部２６へ出力される。復調部２６は、所定の変調方式（本実施形態では、マルチキャリア多値変調方式）で変調されているベースバンドの搬送波信号を復調する。マルチキャリア多値変調方式の搬送波の場合、制御部２７が指示する搬送波ごとのデータ割り付け量情報２７ａに基づき、各搬送波に割り付けられているデータを取り出す。   The equalizing unit 25 is for correcting a communication path distortion (also referred to as a transmission path distortion) of the communication line 1 and performs a process for correcting the communication path distortion. The baseband carrier signal corrected by the equalization unit 25 is output to the demodulation unit 26. The demodulator 26 demodulates a baseband carrier signal that has been modulated by a predetermined modulation scheme (in this embodiment, a multicarrier multilevel modulation scheme). In the case of a carrier wave of the multi-carrier multi-level modulation scheme, data assigned to each carrier is extracted based on the data assignment amount information 27a for each carrier indicated by the control unit 27.

制御部２７は、復調部２６で取り出されたデータに基づき、所定のフォーマットの通信パケットに変換し、プロトコル変換部２８へ出力する。プロトコル変換部２８は、受信パケットのデータを、例えば、ＵＳＢやＴＣＰ／ＩＰなどのプロトコルに変換し、図示しない情報処理装置との間でデータの授受をすることができるようする。そして、プロトコル変換された通信パケットは、図示しない情報処理装置に取り込まれる。   The control unit 27 converts the communication packet into a predetermined format based on the data extracted by the demodulation unit 26 and outputs the communication packet to the protocol conversion unit 28. The protocol conversion unit 28 converts the data of the received packet into a protocol such as USB or TCP / IP so that data can be exchanged with an information processing apparatus (not shown). Then, the protocol-converted communication packet is taken into an information processing device (not shown).

（通信動作の詳細）
次に、図２〜図１１を用い、適宜図１を参照しながら、本実施形態における通信動作の詳細について、具体的に説明する。まず、図２および図３により通信で使用する周波数帯域について説明する。 (Details of communication operation)
Next, details of the communication operation in the present embodiment will be specifically described with reference to FIGS. First, the frequency band used for communication will be described with reference to FIGS.

図２は、本実施形態に係る（ａ）バンドパスフィルタ２０の構成を示す図、（ｂ）バンドパスフィルタの通過帯域を示す図である。本実施形態では、通信装置２ａ，２ｂ，２ｃ相互間の通信において使用する搬送波の周波数は、通信線路１上に重畳されるノイズの実態にあわせて、例えば３つの周波数帯域の中から適宜切り替えて使用される。そこで、通信装置２ａ，２ｂ，２ｃに備えられているバンドパスフィルタ２０には、図２（ａ）に示すように、通信で使用する搬送波の周波数帯域に合わせた受信側のバンドパスフィルタＡ２０１ａと、バンドパスフィルタＢ２０２ａと、バンドパスフィルタＣ２０３ａとが設けられ、また、そのうち１つを選択するための選択スイッチ２０４が設けられている。さらに、送信側にもバンドパスフィルタＡ２０１ｂと、バンドパスフィルタＢ２０２ｂと、バンドパスフィルタＣ２０３ｂとが設けられ、また、そのうち１つを選択するための選択スイッチ２０５が設けられている。   2A is a diagram illustrating a configuration of the bandpass filter 20 according to the present embodiment, and FIG. 2B is a diagram illustrating a passband of the bandpass filter. In the present embodiment, the frequency of the carrier used in communication between the communication devices 2a, 2b, and 2c is appropriately switched from, for example, three frequency bands in accordance with the actual state of noise superimposed on the communication line 1. used. Therefore, the band-pass filter 20 provided in the communication devices 2a, 2b, and 2c includes a reception-side band-pass filter A 201a that matches the frequency band of the carrier used in communication, as shown in FIG. A band-pass filter B 202a and a band-pass filter C 203a are provided, and a selection switch 204 for selecting one of them is provided. Further, a band-pass filter A 201b, a band-pass filter B 202b, and a band-pass filter C 203b are also provided on the transmission side, and a selection switch 205 for selecting one of them is provided.

図２（ｂ）において、バンドＡ２１１、バンドＢ２１２、および、バンドＣ２１３は、それぞれ、バンドパスフィルタＡ２０１ａ，２０１ｂ、バンドパスフィルタＢ２０２ａ，２０２ｂ、および、バンドパスフィルタＣ２０３ａ，２０３ｂの通過周波数帯域を示している。また、図２（ａ）における選択スイッチ２０４，２０５を切り替えるための帯域選択信号２７ｃは、制御部２７から出力されている（図１参照）。   In FIG. 2B, band A 211, band B 212, and band C 213 indicate the pass frequency bands of band pass filters A 201a and 201b, band pass filters B 202a and 202b, and band pass filters C 203a and 203b, respectively. Yes. A band selection signal 27c for switching the selection switches 204 and 205 in FIG. 2A is output from the control unit 27 (see FIG. 1).

図３は、ある工場における構内放送配線を通信線路として用いた場合に通信線路上に重畳されるノイズの実態の例を示した図である。図３に示されているように、通信線路１に重畳されるノイズは低周波ほど信号レベルが高い。ここで信号レベルは、パワーを表すものとし、その単位はｄＢ（デシベル）とする。また、通信装置２ａから通信装置２ｂへ搬送波信号を送信する場合、通信装置２ａによって通信線路１に出力される送信信号のレベルが所定の周波数帯域内で一定（図３参照）であっても、通信線路１が有する周波数特性のために、通信装置２ｂが受信する受信信号のレベルは、高周波ほど低下し、かつ、変動している。このような信号減衰は、通信線路１のインダクタンスや、通信線路１の往路と復路との間の静電容量や、通信線路１の分岐点（コネクタ含む）や端点での信号反射などによって生じる。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the actual state of noise superimposed on a communication line when a local broadcast wiring in a certain factory is used as the communication line. As shown in FIG. 3, the noise superimposed on the communication line 1 has a higher signal level as the frequency is lower. Here, the signal level represents power, and its unit is dB (decibel). Further, when transmitting a carrier wave signal from the communication device 2a to the communication device 2b, even if the level of the transmission signal output to the communication line 1 by the communication device 2a is constant within a predetermined frequency band (see FIG. 3), Due to the frequency characteristics of the communication line 1, the level of the reception signal received by the communication device 2 b decreases and fluctuates as the frequency increases. Such signal attenuation is caused by inductance of the communication line 1, electrostatic capacitance between the forward path and the return path of the communication line 1, signal reflection at a branch point (including a connector) or an end point of the communication line 1, and the like.

安定したデータ通信のためには、受信信号とノイズの強さの比（ｄＢ表現では差）であるＳ／Ｎ比を所定値以上とする必要がある。受信信号の高周波帯域での減衰およびＳ／Ｎ比を実際の工場等の環境において評価すると、５０ＭＨｚ以下の周波数帯域を通信帯域として使用することが望ましい。一方、通信に使用する周波数帯域を狭くすると、通信速度が低くなるという問題があるため、高速データ通信の帯域としては、少なくとも１ＭＨｚ以上で５０ＭＨｚ以下が望ましい。   For stable data communication, the S / N ratio, which is the ratio of received signal and noise intensity (difference in dB), must be a predetermined value or more. When the attenuation and S / N ratio of a received signal in a high frequency band are evaluated in an actual factory environment, it is desirable to use a frequency band of 50 MHz or less as a communication band. On the other hand, if the frequency band used for communication is narrowed, there is a problem that the communication speed is lowered. Therefore, the band for high-speed data communication is preferably at least 1 MHz and 50 MHz or less.

図１の等化部２５は、通信線路１の通信路歪を補正し、復調部２６が正しくデータを復調するために必要である。等化部２５は、受信信号におけるプリアンブル信号を用いて通信路歪を評価し、その評価の結果を用いて通信路歪を補正する。図３に示されているように、等化部２５は、通信路歪を補正して、減衰した受信信号を均一化するが、その際ノイズ成分も増幅されるためＳ／Ｎは改善されない。ただし、この等化部２５がなければ、通信路歪の影響で復調されるデータに誤りが生じる。そのような誤りは、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check Code）等の誤り検出符号によって検出され、パケットの伝送誤りとして捉えられる。   The equalization unit 25 of FIG. 1 is necessary for correcting the channel distortion of the communication line 1 and for the demodulation unit 26 to correctly demodulate the data. The equalization unit 25 evaluates the channel distortion using the preamble signal in the received signal, and corrects the channel distortion using the result of the evaluation. As shown in FIG. 3, the equalization unit 25 corrects the channel distortion and equalizes the attenuated received signal. However, the noise component is also amplified at that time, and thus the S / N is not improved. However, without this equalization unit 25, an error occurs in the demodulated data due to the influence of channel distortion. Such an error is detected by an error detection code such as CRC (Cyclic Redundancy Check Code) and is regarded as a packet transmission error.

図３の受信信号には、８ＭＨｚ、１４ＭＨｚ、２４ＭＨｚ近傍にノッチ減衰が現れている。ノッチ減衰は、通信線路１の分岐点や端点での反射などによって特定の周波数近傍に生じる信号減衰であるので、通信線路１のレイアウトすなわち通信線路１における分岐の構造や通信装置２ａ，２ｂ，２ｃ等の配置位置等が決まればノッチ減衰が生じる周波数もほぼ決まる。   In the received signal of FIG. 3, notch attenuation appears in the vicinity of 8 MHz, 14 MHz, and 24 MHz. Notch attenuation is signal attenuation that occurs in the vicinity of a specific frequency due to reflection at a branch point or an end point of the communication line 1, so that the layout of the communication line 1, that is, the structure of the branch in the communication line 1 or the communication devices 2a, 2b, 2c. If the arrangement position etc. are determined, the frequency at which the notch attenuation occurs is almost determined.

（通信周波数帯域の変更）
本実施形態においては、例として図３に示すように、通信に使用する周波数の帯域は、５ＭＨｚ〜３０ＭＨｚであるとする。そして、その周波数帯域をさらに、例えば、５ＭＨｚ〜１２ＭＨｚ、１５ＭＨｚ〜２２ＭＨｚ、２３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの帯域に３分割する。この分割した７ＭＨｚの帯域が、通信装置２ａ，２ｂ，２ｃ間の通信で使用される帯域となる。すなわち、図２（ｂ）において、バンドＡ２１１は５ＭＨｚ〜１２ＭＨｚの帯域に、バンドＢ２１２は１５ＭＨｚ〜２２ＭＨｚの帯域に、また、バンドＣ２１３は２３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの帯域に対応する。 (Change of communication frequency band)
In this embodiment, as shown in FIG. 3 as an example, the frequency band used for communication is assumed to be 5 MHz to 30 MHz. Then, the frequency band is further divided into, for example, three bands of 5 MHz to 12 MHz, 15 MHz to 22 MHz, and 23 MHz to 30 MHz. The divided 7 MHz band is a band used for communication between the communication devices 2a, 2b, and 2c. That is, in FIG. 2B, band A211 corresponds to a band of 5 MHz to 12 MHz, band B212 corresponds to a band of 15 MHz to 22 MHz, and band C213 corresponds to a band of 23 MHz to 30 MHz.

ここで、バンドＡ２１１は５ＭＨｚ〜１２ＭＨｚの帯域をベースバンド帯域とし、変調部３６および復調部２６（図１参照）によって変復調される搬送波信号の周波数帯域である。また、バンドＢ２１２（１５ＭＨｚ〜２２ＭＨｚ）およびバンドＣ（２３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）の搬送波は、ベースバンドの搬送波信号を、ミキサ回路である送信搬送波周波数変換部３２によって周波数変換すなわち周波数シフトして、生成する。このとき、周波数シフトの量は、基準波信号発生部３７から供給する基準波信号の周波数によって定められる。この場合、バンドＢ２１２（１５ＭＨｚ〜２２ＭＨｚ）へ周波数シフトする場合は、基準波信号の周波数は、１０ＭＨｚであり、バンドＣ（２３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）へ周波数シフトする場合は、基準波信号の周波数は、１８ＭＨｚである。なお、周波数シフトをしないバンドＡ２１１（５ＭＨｚ〜１２ＭＨｚ）の場合は、受信搬送波周波数変換部２２および送信搬送波周波数変換部３２の周波数変換機能が働かないようにしておけばよい。   Here, the band A211 is a frequency band of a carrier signal that is modulated / demodulated by the modulator 36 and the demodulator 26 (see FIG. 1), with the band of 5 MHz to 12 MHz being a baseband band. The carrier waves of band B 212 (15 MHz to 22 MHz) and band C (23 MHz to 30 MHz) are generated by subjecting a baseband carrier signal to frequency conversion, that is, frequency shifting, by the transmission carrier frequency conversion unit 32 that is a mixer circuit. At this time, the amount of frequency shift is determined by the frequency of the reference wave signal supplied from the reference wave signal generator 37. In this case, when the frequency is shifted to the band B212 (15 MHz to 22 MHz), the frequency of the reference wave signal is 10 MHz, and when the frequency is shifted to the band C (23 MHz to 30 MHz), the frequency of the reference wave signal is 18 MHz. It is. In the case of band A211 (5 MHz to 12 MHz) that is not frequency-shifted, it is only necessary that the frequency conversion functions of the reception carrier frequency conversion unit 22 and the transmission carrier frequency conversion unit 32 do not work.

また、基準波信号発生部３７が発生する基準波信号の周波数は、制御部２７から出力される帯域選択信号２７ｃによって、選択される。本実施形態の場合、基準波信号発生部３７には、１０ＭＨｚの基準波および１８ＭＨｚの基準波の発生回路が備えられており、いずれの基準波を出力するかは、帯域選択信号２７ｃによって決定される。なお、基準波信号発生部３７は、可変周波数発振回路によって構成されるものとし、帯域選択信号２７ｃに対応する信号として、その発振周波数、例えば１０ＭＨｚというデータによって基準波信号の周波数を指定してもよい。   The frequency of the reference wave signal generated by the reference wave signal generation unit 37 is selected by a band selection signal 27 c output from the control unit 27. In the case of the present embodiment, the reference wave signal generation unit 37 includes a 10 MHz reference wave generation circuit and an 18 MHz reference wave generation circuit, and which of the reference waves is output is determined by the band selection signal 27c. The Note that the reference wave signal generation unit 37 is configured by a variable frequency oscillation circuit, and the frequency of the reference wave signal can be specified by the oscillation frequency, for example, 10 MHz data as a signal corresponding to the band selection signal 27c. Good.

また、受信搬送波周波数変換部２２および送信搬送波周波数変換部３２の周波数変換機能によって搬送波信号の周波数変換が行われる場合には、変換後の周波数帯域に合わせて、バンドパスフィルタ２０の通過帯域を選択する。この場合、その選択信号としては、基準波信号発生部３７へ入力される信号と同じ帯域選択信号２７ｃが用いられる。   When the frequency conversion function of the reception carrier frequency conversion unit 22 and the transmission carrier frequency conversion unit 32 performs the frequency conversion of the carrier signal, the pass band of the band pass filter 20 is selected in accordance with the converted frequency band. To do. In this case, as the selection signal, the same band selection signal 27c as the signal input to the reference wave signal generation unit 37 is used.

以上の実施形態では、１３ＭＨｚ〜１４ＭＨｚの周波数帯域の使用が避けられている。その理由は、図３にあるように１４ＭＨｚ付近に大きなノッチ減衰があるからである。すなわち、このように周波数帯域を分割すると、そのノッチ減衰を避けた帯域での通信ができるので、ちなみに、１５ＭＨｚ〜２２ＭＨｚの帯域には、ノッチ減衰もないので、かなり品質のいい通信すなわち高速通信が可能であると期待できる。また、前記したように、ノッチ減衰が生ずる周波数帯域は、通信線路１の配置構造等に依存するので、その配置構造等が定まれば、頻繁に変化するものではない。   In the above embodiment, use of the frequency band of 13 MHz to 14 MHz is avoided. This is because there is a large notch attenuation near 14 MHz as shown in FIG. That is, if the frequency band is divided in this way, communication in a band that avoids the notch attenuation can be performed. Incidentally, since there is no notch attenuation in the band of 15 MHz to 22 MHz, communication of considerably high quality, that is, high-speed communication can be performed. We can expect it to be possible. Further, as described above, the frequency band in which notch attenuation occurs depends on the arrangement structure of the communication line 1, and therefore does not change frequently once the arrangement structure is determined.

そこで、制御部２７は、帯域選択信号２７ｃによってバンドＢ２１２（１５ＭＨｚ〜２２ＭＨｚ）を選択する。そして、通信装置２ａ，２ｂ，２ｃ間の通信をバンドＢ２１２（１５ＭＨｚ〜２２ＭＨｚ）の搬送波を用いて行う。すなわち、本実施形態によれば、ノイズやノッチ減衰等の実態に応じて、ノイズやノッチ減衰が小さい帯域を選んで通信することができるので、高速かつ品質のよい通信を実現することができる。   Therefore, the control unit 27 selects the band B212 (15 MHz to 22 MHz) by the band selection signal 27c. Communication between the communication devices 2a, 2b, and 2c is performed using a carrier wave of band B212 (15 MHz to 22 MHz). That is, according to the present embodiment, it is possible to select and communicate a band having a small noise and notch attenuation according to the actual situation such as noise and notch attenuation, so that high-speed and high-quality communication can be realized.

また、工場等における設備や装置の稼働状況により、例えば、午後３時から午後５時まで、例えば、１５ＭＨｚ〜２２ＭＨｚの帯域に大きなノイズが生じるような場合には、そのような場合に限り、通信に使用する周波数帯域をバンドＢ２１２（１５ＭＨｚ〜２２ＭＨｚ）からバンドＡ２１１（５ＭＨｚ〜１２ＭＨｚ）へ切り替える。この場合、通信品質や速度がやや犠牲になるが、通信速度の低下は最小限ですむ。   Also, depending on the operating conditions of equipment and equipment in factories, etc., for example, when large noise occurs in the band of 15 MHz to 22 MHz, for example, from 3 pm to 5 pm, communication is limited to such a case. Is switched from band B212 (15 MHz to 22 MHz) to band A211 (5 MHz to 12 MHz). In this case, the communication quality and speed are somewhat sacrificed, but the decrease in communication speed is minimal.

そこで、通信に使用する周波数帯域を、ノイズやノッチ減衰の実態に合わせて、例えば、時間帯ごとに切り替えて使用すると、通信速度は実現可能な最高の状態を保つことができる。さらには、後記するように、制御部２７が受信信号のＳ／Ｎ比や受信データの伝送誤り率を測定することにより、通信線路の品質を判定しながら、リアルタイムで通信に使用する周波数帯域を切り替えるようにすることもできる。   Therefore, when the frequency band used for communication is switched and used for each time zone in accordance with the actual state of noise and notch attenuation, for example, the highest possible communication speed can be maintained. Furthermore, as will be described later, the control unit 27 measures the S / N ratio of the received signal and the transmission error rate of the received data, thereby determining the frequency band used for communication in real time while determining the quality of the communication line. It can also be switched.

一方で、ノイズやノッチ減衰は、工場等における設備や装置の配置や、通信線路１の配置構造が固定されれば、それほどは変わらない場合も多い。そのような場合には、ノイズやノッチ減衰がもっとも小さくなる特定の周波数帯域を使用するように、制御部２７が出力する帯域選択信号２７ｃを固定してもよい。ここで、帯域選択信号２７ｃを固定するには、例えば、制御部２７に付属するように入力スイッチを設け、そのスイッチのオン・オフの状態により帯域選択信号２７ｃを定めることができるようにしておけばよい。なお、このようなスイッチを設けておくと、通信装置メーカの立場に立った場合には、異なる周波数帯域の通信装置を同じ通信装置で提供できることになるので、設計・開発のみならず製造上の合理化を実現できるメリットがある。   On the other hand, noise and notch attenuation often do not change much if the arrangement of equipment and devices in a factory or the like and the arrangement structure of the communication line 1 are fixed. In such a case, the band selection signal 27c output from the control unit 27 may be fixed so as to use a specific frequency band that minimizes noise and notch attenuation. Here, in order to fix the band selection signal 27c, for example, an input switch is provided so as to be attached to the control unit 27, and the band selection signal 27c can be determined by the on / off state of the switch. That's fine. If such a switch is provided, from the standpoint of a communication device manufacturer, communication devices of different frequency bands can be provided by the same communication device. There is merit that can realize rationalization.

（変復調方式）
本実施形態では、以上に説明した通信周波数帯域を切り替える仕組みをより効果的にするために、搬送波の変復調方式としては、マルチキャリア変調方式、多値変調方式またはその両方を併用したマルチキャリア多値変調方式を用いる。図４は、マルチキャリア変調方式における搬送波の周波数スペクトルを示した図である。マルチキャリア変調方式は、通信に使用する周波数帯域に複数の狭帯域の搬送波（キャリア）を設け、その各搬送波にデータを割り付けて搬送波を変復調する方式である。図４におけるマルチキャリア変調方式では、帯域Δｆの搬送波が６波設けられている。通常のマルチキャリア変調方式では、これら複数の搬送波が互いに重ならないようにするために、各搬送波間に所定帯域のスペースがとられ、各搬送波には所定の送信データのデータ（ビット）が割り付けられる。 (Modulation / demodulation method)
In this embodiment, in order to make the mechanism for switching the communication frequency band described above more effective, the carrier modulation / demodulation method is a multi-carrier modulation method, a multi-carrier modulation method, a multi-value modulation method, or a combination of both. Modulation method is used. FIG. 4 is a diagram showing a frequency spectrum of a carrier wave in the multicarrier modulation system. The multi-carrier modulation scheme is a scheme in which a plurality of narrow-band carriers are provided in a frequency band used for communication, and data is allocated to each carrier to modulate / demodulate the carrier. In the multi-carrier modulation system in FIG. 4, six waves of the band Δf are provided. In a normal multi-carrier modulation system, a space of a predetermined band is taken between each carrier so that the plurality of carriers do not overlap each other, and data (bits) of predetermined transmission data is allocated to each carrier. .

また、変復調方式として、マルチキャリア変調方式の一つであるＯＦＤＭ（直交周波数多重分割：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を用いてもよい。図５は、ＯＦＤＭにおける周波数スペクトルを示した図である。ＯＦＤＭでは、図５に示すように、搬送波のピーク点では、他の搬送波のパワー（信号レベル）がゼロとなるように各搬送波が配置され、各搬送波の帯域をΔｆとすると、時間１／（Δｆ／２）での逆フーリエ変換による直交性の維持を図っている。このため、一般のマルチキャリアとは異なって、各搬送波が重なり合っても信号が復元可能であり、使用帯域が一般のマルチキャリアより狭くてすむ。   Further, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), which is one of the multicarrier modulation methods, may be used as the modulation / demodulation method. FIG. 5 is a diagram showing a frequency spectrum in OFDM. In OFDM, as shown in FIG. 5, at the peak point of a carrier wave, each carrier wave is arranged so that the power (signal level) of another carrier wave becomes zero, and when the band of each carrier wave is Δf, time 1 / ( The orthogonality is maintained by inverse Fourier transform in Δf / 2). For this reason, unlike a general multicarrier, a signal can be restored even if the respective carriers overlap each other, and the use band can be narrower than that of a general multicarrier.

従って、ＯＦＤＭにおける周波数帯域の利用効率は、一般のマルチキャリアに比べ倍以上に大きく、狭い帯域でも一般のマルチキャリアと同等の通信速度を確保することが可能となる。このため、ＯＦＤＭでは比較的Ｓ／Ｎ比の高い周波数帯域を使用周波数帯域として設定することができるので、高速通信にも有利である。   Therefore, the use efficiency of the frequency band in OFDM is more than double that of a general multicarrier, and a communication speed equivalent to that of a general multicarrier can be secured even in a narrow band. For this reason, in OFDM, a frequency band having a relatively high S / N ratio can be set as a used frequency band, which is advantageous for high-speed communication.

また、多値変調方式においては、１つの搬送波に、振幅と位相が異なる複数の波形を割り付けることにより、多値データの伝送が可能となる。ここで、搬送波に割り付けられるデータ量は、データ割り付け量またはビット割り付け量と呼ばれている。そのデータ割り付け量は、通常、通信線路１から受信された搬送波のＳ／Ｎ比により制限される。   In the multi-level modulation system, multi-level data can be transmitted by assigning a plurality of waveforms having different amplitudes and phases to one carrier wave. Here, the data amount allocated to the carrier wave is called a data allocation amount or a bit allocation amount. The data allocation amount is usually limited by the S / N ratio of the carrier wave received from the communication line 1.

図６は、データ割り付け量に対応する多値変調方式と、通信誤り率との関係を示した図である。図６において、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）は２位相偏移変調方式、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）は４位相偏移変調方式、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）は直交振幅変調方式を表している。また、各々の方式における搬送波へのデータ割り付け量は、ＢＰＳＫが１ビット（２値）、ＱＰＳＫが２ビット（４値）、１６ＱＡＭが４ビット（１６値）、６４ＱＡＭが６ビット（６４値）、２５６ＱＡＭが８ビット（２５６値）である。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the multi-level modulation method corresponding to the data allocation amount and the communication error rate. In FIG. 6, BPSK (Binary Phase Shift Keying) represents a two-phase shift keying method, QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) represents a four-phase shift keying method, and QAM (Quadrature Amplitude Modulation) represents a quadrature amplitude modulation method. Also, the data allocation amount to the carrier wave in each system is as follows: BPSK is 1 bit (2 values), QPSK is 2 bits (4 values), 16QAM is 4 bits (16 values), 64QAM is 6 bits (64 values), 256QAM is 8 bits (256 values).

図６において、例えば、伝送誤り率を１０-5に設定すれば、２５６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、ＢＰＳＫでは、Ｓ／Ｎ比は、それぞれ最低でも約２２．５ｄＢ、約１７．７ｄＢ、約１３．５ｄＢ、約９．５ｄＢ、約６．３ｄＢが必要である。多値変調方式においては、その通信線路１のＳ／Ｎ比に応じて、搬送波に割り付けるデータ量を変えることができる。そのとき、データ割り付け量を減らせば、通信速度は遅くなり、増やせば、通信速度は速くなる。従って、多値変調方式においては、通信線路１のＳ／Ｎ比に応じた通信速度の通信を行うことができる。 In FIG. 6, for example, if the transmission error rate is set to 10 −5 , the S / N ratio is at least about 22.5 dB, about 17.7 dB, and about 13 in 256 QAM, 64 QAM, 16 QAM, QPSK, and BPSK, respectively. .5 dB, about 9.5 dB, and about 6.3 dB are required. In the multi-level modulation method, the amount of data allocated to the carrier wave can be changed according to the S / N ratio of the communication line 1. At that time, if the data allocation amount is reduced, the communication speed is reduced, and if it is increased, the communication speed is increased. Therefore, in the multilevel modulation method, communication at a communication speed corresponding to the S / N ratio of the communication line 1 can be performed.

また、誤り訂正符号による誤り訂正機能を付加することにより、伝送誤り率を１０-5から１０-7程度にすることが可能である。この場合、通信速度が１Ｍｂｐｓであれば、確率的に１０秒に１回誤りが発生することになるが、誤りが発生した伝送フレームあるいはパケットを再送することにより、安定した通信が可能になる。 Further, by adding an error correction function using an error correction code, the transmission error rate can be reduced to about 10 −5 to 10 −7 . In this case, if the communication speed is 1 Mbps, an error occurs probabilistically once every 10 seconds, but stable communication can be performed by retransmitting a transmission frame or packet in which an error has occurred.

以上に説明したマルチキャリア変調方式と多値変調方式とを併用することは、何らの不都合もない。ここでは、単一キャリア多値変調方式とマルチキャリア多値変調方式との差について簡単に説明しておく。単一キャリア多値変調方式の場合には、マルチキャリア多値変調方式に比べ比較的広い周波数帯域をとることができるので、Ｓ／Ｎ比も比較的大きくなる。しかしながら、単一キャリア変調方式において、そのキャリアの周波数帯域におけるノイズレベルがたまたま大きくなり、そのＳ／Ｎ比が小さくなった場合には、そのキャリアに割り付けるデータ量が小さくなり、通信速度が大きく低下することになる。一方、マルチキャリア変調方式では、キャリアの帯域が狭いので、一つのキャリアにおけるＳ／Ｎ比は、大きくとれないが、特定の周波数近傍におけるノイズレベルが大きくなっても、どれか１つのキャリアへのデータ割り付け量が低下するだけであり、他のキャリアへの影響はない。そのため、マルチキャリア変調方式では、特定の周波数近傍におけるノイズレベルが大きくなっても、全体としての通信速度の低下を小さく抑えることができる。   There is no inconvenience in using the multi-carrier modulation method and the multi-level modulation method described above together. Here, the difference between the single carrier multilevel modulation scheme and the multicarrier multilevel modulation scheme will be briefly described. In the case of the single carrier multilevel modulation system, a relatively wide frequency band can be taken compared to the multicarrier multilevel modulation system, and the S / N ratio is also relatively large. However, in the single carrier modulation system, if the noise level in the frequency band of the carrier happens to increase and the S / N ratio decreases, the amount of data allocated to the carrier decreases, and the communication speed decreases significantly. Will do. On the other hand, in the multi-carrier modulation system, since the carrier band is narrow, the S / N ratio in one carrier cannot be increased, but even if the noise level near a specific frequency increases, Only the data allocation amount is reduced, and there is no influence on other carriers. Therefore, in the multicarrier modulation method, even if the noise level near a specific frequency increases, it is possible to suppress a decrease in the communication speed as a whole.

（Ｓ／Ｎ比の評価によるトレーニング処理）
図７は、本実施形態において通信線路のＳ／Ｎ比を評価する処理の手順を示した図である。ここで、通信線路のＳ／Ｎ比を評価する処理は、トレーニング処理とも呼ばれる。トレーニング処理においては、通信装置相互間で所定のトレーニングデータに基づき実際に通信を行うことにより、受信された信号によりＳ／Ｎ比を算出し、その算出されたＳ／Ｎ比に基づき搬送波へのデータ割り付け量を決定する。以下、図７を参照してトレーニング処理について説明する。 (Training process by evaluation of S / N ratio)
FIG. 7 is a diagram showing a procedure of processing for evaluating the S / N ratio of the communication line in the present embodiment. Here, the process of evaluating the S / N ratio of the communication line is also called a training process. In the training process, by actually communicating between communication devices based on predetermined training data, the S / N ratio is calculated from the received signal, and the carrier wave is calculated based on the calculated S / N ratio. Determine the data allocation amount. Hereinafter, the training process will be described with reference to FIG.

トレーニング処理は、通信装置２ａと通信装置２ｂとが通常のデータの送受信処理を行っている中にあって、例えば、通信装置２ａにおいてタイマ等の割り込みによって、所定の時間間隔ごとに起動される。トレーニング処理が起動されると、まず、通信装置２ａの制御部２７は、あらかじめ用意された所定のトレーニングデータを変調部３６へ出力する。すると、出力されたトレーニングデータは、所定の搬送波に変調されて、通信装置２ｂへ送信される（ステップＳ６）。   The training process is started at predetermined time intervals by an interrupt such as a timer in the communication apparatus 2a while the communication apparatus 2a and the communication apparatus 2b are performing normal data transmission / reception processing. When the training process is activated, first, the control unit 27 of the communication device 2 a outputs predetermined training data prepared in advance to the modulation unit 36. Then, the output training data is modulated into a predetermined carrier wave and transmitted to the communication device 2b (step S6).

通信装置２ｂは、送信されてきたトレーニングデータを受信し（ステップＳ１０）、搬送波ごとのＳ／Ｎ比を計算する（ステップＳ１１）。そして、通信装置２ｂは、搬送波番号とその搬送波に対するデータ割り付け量をペアとしてパケットデータに変換し、変調部３６に出力する（ステップＳ１２）。ここで、搬送波番号とデータ割り付け量のペアをデータ割り付け情報とよぶ。また、ステップＳ１２においては、通信装置２ｂは、自身のデータ割り付け情報を更新するために制御部２７が有するデータ割り付け情報テーブルを書き換える。このデータ割り付け情報は、この後に通信装置２ａから送信されてくる搬送波を、通信装置２ｂで復調する際に使用される。   The communication device 2b receives the transmitted training data (step S10), and calculates the S / N ratio for each carrier wave (step S11). The communication device 2b converts the carrier number and the data allocation amount for the carrier into a pair of packet data, and outputs the packet data to the modulation unit 36 (step S12). Here, the carrier number and data allocation amount pair is called data allocation information. In step S12, the communication device 2b rewrites the data allocation information table included in the control unit 27 in order to update its own data allocation information. This data allocation information is used when the communication device 2b demodulates the carrier wave transmitted from the communication device 2a.

一方、通信装置２ａは、通信装置２ｂから送信されてくる送信波ごとのデータ割り付け情報を受信し（ステップＳ７）、通信装置２ａの制御部２７が有するデータ割り付け情報テーブルを書き換える（ステップＳ８）。そして、通信装置２ａは、通信装置２ｂに対してＡＣＫ（Acknowledge）メッセージを送信する（ステップＳ９）ことにより、データ割り付け情報テーブルの書き換えが完了したことを通知する。また、通信装置２ｂは、そのＡＣＫメッセージを受信し（ステップＳ１３）、処理を終了する。   On the other hand, the communication device 2a receives the data allocation information for each transmission wave transmitted from the communication device 2b (step S7), and rewrites the data allocation information table included in the control unit 27 of the communication device 2a (step S8). Then, the communication device 2a transmits an ACK (Acknowledge) message to the communication device 2b (step S9), thereby notifying that the rewriting of the data allocation information table has been completed. In addition, the communication device 2b receives the ACK message (step S13) and ends the process.

以上のトレーニング処理が終了すると、今度は、通信装置２ｂから通信装置２ａにトレーニングデータを送信し、通信装置２ｂから通信装置２ａへの搬送波のＳ／Ｎ比を評価する。すなわち、通信装置２ａと通信装置２ｂとは、その役割を入れ替えて図７のトレーニング処理を行う。   When the above training process ends, this time, the training data is transmitted from the communication device 2b to the communication device 2a, and the S / N ratio of the carrier wave from the communication device 2b to the communication device 2a is evaluated. That is, the communication device 2a and the communication device 2b exchange their roles and perform the training process of FIG.

なお、通信線路１のＳ／Ｎ比が対称になっている場合は、図７のトレーニング処理を、役割を変えて２度行う必要はないが、Ｓ／Ｎ比に対称性がないが場合には実行する意味がある。例えば、本実施形態を列車における放送線等に適用した場合には、ノイズ源であるインバータが、例えば、通信装置２ｂ側にあることが多く、従って、通信装置２ｂ側のノイズが通信装置２ａ側のノイズより大きいことがある。そのため、通信装置２ｂにおけるＳ／Ｎ比が小さくなり、通信装置２ａから通信装置２ｂにデータを送信する場合には、各搬送波に割り付けるデータをＳ／Ｎ比に応じて小さくする必要が生じる。このように、通信装置間でのＳ／Ｎ比に差がある場合には、双方向でのＳ／Ｎ比評価を実施し、その結果得られるデータ割り付け情報を、各々の制御部２７に記憶しておき、変調および復調に際して利用しなければならない。   When the S / N ratio of the communication line 1 is symmetric, it is not necessary to perform the training process of FIG. 7 twice in different roles, but the S / N ratio is not symmetric. Is meaningful to execute. For example, when this embodiment is applied to a broadcast line or the like in a train, an inverter that is a noise source is often on the communication device 2b side, for example, and therefore noise on the communication device 2b side is often on the communication device 2a side. May be greater than the noise. Therefore, the S / N ratio in the communication device 2b is reduced, and when data is transmitted from the communication device 2a to the communication device 2b, it is necessary to reduce the data allocated to each carrier according to the S / N ratio. As described above, when there is a difference in the S / N ratio between the communication apparatuses, bidirectional S / N ratio evaluation is performed, and data allocation information obtained as a result is stored in each control unit 27. It must be used for modulation and demodulation.

図８は、本実施形態の通信装置間における通信で用いられるパケットの伝送フォーマットを示した図である。図８において、伝送フォーマットは、プリアンブル信号、ヘッダ、データ、ＣＲＣから構成されている。ここで、ヘッダの中には、送信されるデータがトレーニング情報なのか、通常のデータ情報なのかを示すトレーニング情報／データ情報識別情報が含まれている。その識別情報がトレーニング情報である場合には、データの中にはトレーニングデータが入っており、また、その識別情報がデータ情報である場合には、データの中には通常の送信データが入っている。なお、プリアンブルは、シンボル同期のために用いられ、ＣＲＣは、伝送データの誤りチェックのために用いられる。   FIG. 8 is a diagram illustrating a packet transmission format used in communication between communication apparatuses according to the present embodiment. In FIG. 8, the transmission format includes a preamble signal, a header, data, and a CRC. Here, the header includes training information / data information identification information indicating whether the data to be transmitted is training information or normal data information. When the identification information is training information, training data is included in the data. When the identification information is data information, normal transmission data is included in the data. Yes. The preamble is used for symbol synchronization, and the CRC is used for transmission data error check.

ここで、トレーニングデータについて説明をしておく。トレーニングデータとしては、２５６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、ＱＰＳＫなどのデータもあるが、ここでは理解を容易にするために、ＱＰＳＫのトレーニングデータを例に以下に説明する。   Here, the training data will be described. The training data includes data such as 256QAM, 64QAM, and QPSK. Here, in order to facilitate understanding, QPSK training data will be described below as an example.

図９は、ＱＰＳＫ変調における信号点配置を示した図である。図９で、Ｉ軸は信号の同相成分を表し、Ｑ軸は信号の直交成分を表している。ＱＰＳＫは搬送波に２ビットを割り付ける変調方式であるが、ＱＰＳＫにおける信号点へのデータ割り付けは、例えば、第１象限の信号点でデータ“００”を示し、第２象限の信号点でデータ“０１”、第３象限の信号点でデータ“１１”、第４象限の信号点でデータ“１０”を表す。そこで、全ての象限のデータを送信した方がＳ／Ｎ比をより一層正確に評価することが可能であるが、厳密でなければ、２ビットからなる適当なデータを利用してもよい。例えば、第１象限と第３象限のデータで構成し、“００”、“１１”としてもよいし、すべて第１象限のデータとし、“００”としてもよい。   FIG. 9 is a diagram showing signal point arrangement in QPSK modulation. In FIG. 9, the I axis represents the in-phase component of the signal, and the Q axis represents the quadrature component of the signal. QPSK is a modulation method in which 2 bits are allocated to a carrier wave. Data allocation to signal points in QPSK indicates, for example, data “00” at a signal point in the first quadrant and data “01” at a signal point in the second quadrant. ", Data" 11 "is represented by signal points in the third quadrant, and data" 10 "is represented by signal points in the fourth quadrant. Therefore, it is possible to evaluate the S / N ratio more accurately by transmitting data in all quadrants, but if it is not strict, appropriate data consisting of 2 bits may be used. For example, it may be composed of data in the first quadrant and the third quadrant and may be “00” and “11”, or may be all data in the first quadrant and may be “00”.

本発明においては、トレーニングデータとして“００”、“０１”、“１１”、“１０”を設定する。そして、図１において制御部２７から変調部３６に対して、出力する搬送波のデータ割り付け量が２ビット（４値）であることを示す信号（データ割り付け量情報２７ｂ）を出力する。これにより、変調部３６はＱＰＳＫ変調により、２ビットづつのトレーニングデータを、各搬送波に割り付けて搬送波を生成する。トレーニングの場合には、各搬送波のＳ／Ｎ比を評価することが目的であるため、全搬送波に対してＱＰＳＫ変調を施してデータを送信する。トレーニングの際には、あらかじめＱＰＳＫ変調で伝送することを定めておけば、受信側ではＱＰＳＫで復調する。ＱＰＳＫ変調では、どの信号点に対しても振幅が一定であり、位相が異なるだけなので、復調処理やＳ／Ｎ比の評価処理が簡単ですむが、２５６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどを利用してトレーニングを実施してもよい。   In the present invention, “00”, “01”, “11”, and “10” are set as training data. In FIG. 1, the control unit 27 outputs a signal (data allocation amount information 27b) indicating that the data allocation amount of the output carrier wave is 2 bits (4 values) to the modulation unit 36. As a result, the modulation unit 36 assigns 2-bit training data to each carrier wave by QPSK modulation and generates a carrier wave. In the case of training, since the purpose is to evaluate the S / N ratio of each carrier wave, data is transmitted after performing QPSK modulation on all the carrier waves. At the time of training, if it is determined in advance that transmission is performed by QPSK modulation, the reception side demodulates by QPSK. In QPSK modulation, the amplitude is constant for any signal point and the phase is different, so demodulation processing and S / N ratio evaluation processing are simple, but training is performed using 256QAM, 64QAM, etc. May be.

次に、Ｓ／Ｎ比の評価について説明する。図１０は、ＱＰＳＫ変調におけるノイズを説明するための図である。図１０で、Ｉ軸は信号の同相成分を表し、Ｑ軸は信号の直交成分を表している。ＱＰＳＫ変調において、通信線路１上の信号にノイズも減衰も発生しなければ、復調後の信号点は、図１０の真値の位置に位置する。しかし、現実には通信線路１上にはノイズも減衰もある。ただし、減衰については等化部２５（図２参照）によって補正されるため、復調された信号の信号点は、信号点配置において、基本的には真値の周りに復元されることになる。   Next, the evaluation of the S / N ratio will be described. FIG. 10 is a diagram for explaining noise in QPSK modulation. In FIG. 10, the I axis represents the in-phase component of the signal, and the Q axis represents the quadrature component of the signal. In QPSK modulation, if no noise or attenuation occurs in the signal on the communication line 1, the demodulated signal point is located at the true value position in FIG. However, in reality, there is noise and attenuation on the communication line 1. However, since the attenuation is corrected by the equalization unit 25 (see FIG. 2), the signal point of the demodulated signal is basically restored around the true value in the signal point arrangement.

図１０において、円で示した範囲は、復調後の信号点位置を表す。原点から真値までの距離が信号の強さＳであり、真値から復調後の信号点位置までの距離がノイズの強さＮである。従って、両者の比を計算すればＳ／Ｎ比が求まる。トレーニングでは、変調方式をあらかじめ定めているので、真値がどこにあるかをあらかじめ通信装置に記憶させておくことができる。   In FIG. 10, a range indicated by a circle represents a signal point position after demodulation. The distance from the origin to the true value is the signal strength S, and the distance from the true value to the demodulated signal point position is the noise intensity N. Therefore, the S / N ratio can be obtained by calculating the ratio between the two. In the training, since the modulation method is determined in advance, the location where the true value is can be stored in the communication device in advance.

Ｓ／Ｎ比を算出する方式としては、以上のように真値を用いるのではなく、平均値を用いる方式がある。これは、復調後の信号点位置の平均を算出し、その結果を用いて原点からの距離を信号に強さＳとし、各復調後の信号点位置からの距離をノイズの強さＮとする方式である。   As a method of calculating the S / N ratio, there is a method of using an average value instead of using a true value as described above. This calculates the average of the signal point positions after demodulation, and uses the result to set the distance from the origin as the signal strength S, and the distance from each demodulated signal point position as the noise strength N. It is a method.

なお、いずれの方式においても、ノイズをより正確に評価（推定または測定）するためには、各搬送波に対して何度もトレーニングデータを送信する必要がある。セキュリティを考慮すると、秒オーダ、望ましくは１秒ごとにトレーニングを実施するのがよい。   In any method, in order to evaluate (estimate or measure) noise more accurately, it is necessary to transmit training data to each carrier many times. For security reasons, training should be performed on the order of seconds, preferably every second.

（トレーニング処理：その２）
次に、トレーニング処理をイベントで実施する方式について説明する。図１１は、本実施形態においてイベントにより起動されるトレーニング処理の手順を示した図である。図７に示したトレーニング処理は、タイマ等による所定時間間隔の割り込みによって起動されるが、図１１に示すトレーニング処理は、通常の通信が行われている状態にあって所定時間内における伝送誤りの発生頻度が所定値以上になった場合に、起動される。 (Training process: 2)
Next, a method for performing the training process at an event will be described. FIG. 11 is a diagram showing a procedure of training processing activated by an event in the present embodiment. The training process shown in FIG. 7 is started by interruption at a predetermined time interval by a timer or the like, but the training process shown in FIG. 11 is a state in which normal communication is performed and transmission errors within a predetermined time are detected. It is activated when the occurrence frequency exceeds a predetermined value.

図１１において、ステップＳ１〜ステップＳ５は、通常の通信において行われている処理を示したものである。このうち、ステップＳ１およびステップＳ２は、通常の送信処理である。まず、通信装置２ａの制御部２７は、プロトコル変換部２８から送信すべきデータを取り込み、それに基づき、パケットデータを作成する（ステップＳ１）。次に、その作成したパケットデータを変調部３６へ出力する（ステップＳ２）。変調されたパケットデータは、Ｄ／Ａ変換され、周波数変換され、増幅された上で通信線路１を介して通信装置２ｂに送信される。   In FIG. 11, step S1 to step S5 show processing performed in normal communication. Of these, step S1 and step S2 are normal transmission processes. First, the control unit 27 of the communication device 2a takes in data to be transmitted from the protocol conversion unit 28, and creates packet data based on the data (step S1). Next, the created packet data is output to the modulation unit 36 (step S2). The modulated packet data is D / A converted, frequency converted, amplified, and transmitted to the communication device 2b via the communication line 1.

また、ステップＳ３ないしステップＳ５は、通常の受信処理である。通信装置２ｂから送信されてくる搬送波は、増幅され、周波数変換され、Ａ／Ｄ変換され、等化された上で、復調部２６へ入力され、復調される。通信装置２ａの制御部２７は、復調されたパケットデータを復調部２６から取り込む（ステップＳ３）。そして、パケットに付されているＣＲＣ（Cycle Redundancy Code Check）の評価を実施して、伝送誤り検出を行う（ステップＳ４）。このとき、伝送誤りが検出された場合には、通信装置２ｂに再送要求をし、伝送誤りがなければ取り込んだデータをプロトコル変換部２８に出力する。   Steps S3 to S5 are normal reception processes. The carrier wave transmitted from the communication device 2b is amplified, frequency converted, A / D converted, equalized, and then input to the demodulator 26 and demodulated. The control unit 27 of the communication device 2a takes in the demodulated packet data from the demodulation unit 26 (step S3). Then, a CRC (Cycle Redundancy Code Check) attached to the packet is evaluated, and transmission error detection is performed (step S4). At this time, if a transmission error is detected, a retransmission request is sent to the communication device 2b. If there is no transmission error, the captured data is output to the protocol conversion unit 28.

本実施形態においては、ＣＲＣの評価（ステップＳ４）の後、そのＣＲＣ評価（誤り検出）の結果を基に、所定時間内での誤り発生頻度（伝送誤り率）を算出し（ステップＳ５）、その結果得られる誤り発生頻度（伝送誤り率）があらかじめ定めた所定値以上の場合に、トレーニング処理を実施する。以下のトレーニング処理手順（ステップＳ６〜ステップＳ１３）については、図７に示した手順と同じであるので説明を省略する。通信装置２ａ，２ｂは、これらのトレーニング処理が終了すると、通常のデータ通信を実施する。この場合、搬送波に対するデータ割り付け量の割り付けは、更新されたものに従って行われる。   In the present embodiment, after the CRC evaluation (step S4), the error occurrence frequency (transmission error rate) within a predetermined time is calculated based on the CRC evaluation (error detection) result (step S5). Training processing is performed when the error occurrence frequency (transmission error rate) obtained as a result is equal to or greater than a predetermined value. The following training processing procedure (steps S6 to S13) is the same as the procedure shown in FIG. When these training processes are completed, the communication devices 2a and 2b perform normal data communication. In this case, the allocation of the data allocation amount to the carrier wave is performed according to the updated one.

なお、以上の例では、通信装置２ｂから通信装置２ａへのデータ送信時に発生した伝送誤り率に基づいて、通信装置２ａから通信装置２ｂへのトレーニング処理の手順を示したが、逆に、通信装置２ａから通信装置２ｂへのデータ送信時に発生した伝送誤り率に基づいて、通信装置２ｂから通信装置２ａへのトレーニング処理も同様にして実施することができる。   In the above example, the procedure of the training process from the communication device 2a to the communication device 2b is shown based on the transmission error rate generated when data is transmitted from the communication device 2b to the communication device 2a. Based on the transmission error rate generated when data is transmitted from the device 2a to the communication device 2b, the training process from the communication device 2b to the communication device 2a can be similarly performed.

このように、伝送誤り率の低下というイベントに応じてトレーニング処理をするのは、Ｓ／Ｎ比が悪化したときにのみトレーニング処理をするため、一定時間毎にＳ／Ｎ比の評価処理を実施する方式に比べ、割り込みの頻度がはるかに小さくてすむ。そのため、通常行われる通信データについての伝送効率は、ほとんど低下しない。   In this way, the training process is performed only when the S / N ratio deteriorates because the training process is performed in response to the event of a decrease in the transmission error rate. Therefore, the S / N ratio evaluation process is performed at regular intervals. The frequency of interrupts is much lower than that of the method. For this reason, the transmission efficiency of communication data that is normally performed hardly decreases.

また、以上のようなイベント駆動によるトレーニング処理と、所定時間間隔で起動されるトレーニング処理とを併用することによって、データ伝送効率向上を図ることができる。すなわち、イベント駆動によるトレーニング処理では、Ｓ／Ｎ比が悪化したときに限り、搬送波へのデータ割り付け量を更新できるが、Ｓ／Ｎ比が改善しても、データ割り付け量をもとに戻すことができない。そこで、タイマ割り込み等によって所定時間間隔ごとに、トレーニング処理を行うようにする。すると、Ｓ／Ｎ比が改善した場合には、搬送波へのデータ割り付け量を大きい値に更新することができる。こうすることによって、Ｓ／Ｎ比が改善した場合には、より高速の通信へ復帰させることができるので、全体としての伝送効率向上を図ることができる。   Further, by combining the event-driven training process as described above and the training process activated at predetermined time intervals, the data transmission efficiency can be improved. That is, in the event-driven training process, the data allocation amount to the carrier wave can be updated only when the S / N ratio deteriorates. However, even if the S / N ratio is improved, the data allocation amount is restored. I can't. Therefore, training processing is performed at predetermined time intervals by timer interruption or the like. Then, when the S / N ratio is improved, the data allocation amount to the carrier wave can be updated to a large value. By doing so, when the S / N ratio is improved, it is possible to return to higher-speed communication, so that the overall transmission efficiency can be improved.

制御部２７は、復調部２６および変調部３６に対しデータ割り付け量情報２７ａ，２７ｂを出力するが、この情報が示すデータ割り付け量は常に一定ではなく、以上に説明した一定時間間隔ごとにトレーニング処理を行って、搬送波ごとのＳ／Ｎ比を評価するか、または、通信時の伝送誤り率を評価し、その結果に応じて、トレーニング処理を行う。また、前記したようにこれら両者を併用してもよい。このように、通信装置２ａ，２ｂ，２ｃ間で通信線路１の通信特性（伝送誤りやＳ／Ｎ比）をダイナミックに評価し、この結果に基づいて変復調の処理（データ割り付け量の変更）を行うことによって、より高速で、伝送誤りの少ない高品質の通信を実現することができる。   The control unit 27 outputs the data allocation amount information 27a and 27b to the demodulation unit 26 and the modulation unit 36, but the data allocation amount indicated by this information is not always constant, and the training process is performed at regular time intervals described above. To evaluate the S / N ratio for each carrier, or evaluate the transmission error rate during communication, and perform training processing according to the result. Moreover, as described above, both of these may be used in combination. In this way, the communication characteristics (transmission error and S / N ratio) of the communication line 1 are dynamically evaluated between the communication devices 2a, 2b, and 2c, and modulation / demodulation processing (change of data allocation amount) is performed based on the result. By doing so, it is possible to realize high-quality communication with higher speed and fewer transmission errors.

（トレーニングによる通信周波数帯域の変更）
図７および図１１におけるトレーニング処理では、搬送波のＳ／Ｎ比を評価することにより、搬送波に対するデータ割り付け量を変更することを示したが、本実施形態においては、搬送波のＳ／Ｎ比の評価に基づき、搬送波全体の周波数帯域を変更（シフト）することもできるようにする。通信で使用する周波数帯域を変更するには、図１の制御部２７が帯域選択信号２７ｃを出力し、それによって基準波信号発生部３７の出力周波数を変更し、受信搬送波周波数変換部２２および送信搬送波周波数変換部３２を動作させ、また、バンドパスフィルタ２０を対応する周波数帯に切り替える。 (Change of communication frequency band by training)
In the training processing in FIGS. 7 and 11, it has been shown that the data allocation amount for the carrier is changed by evaluating the S / N ratio of the carrier. In this embodiment, the S / N ratio of the carrier is evaluated. Based on the above, the frequency band of the entire carrier wave can be changed (shifted). In order to change the frequency band used in communication, the control unit 27 in FIG. 1 outputs a band selection signal 27c, thereby changing the output frequency of the reference wave signal generating unit 37, the received carrier frequency converting unit 22 and the transmission The carrier frequency converter 32 is operated, and the bandpass filter 20 is switched to the corresponding frequency band.

すなわち、制御部２７は、トレーニング処理によって得られるＳ／Ｎ比や伝送誤り率が悪化した場合には、通信周波数の帯域を、Ｓ／Ｎ比や伝送誤り率がよりよいとされている周波数帯域へ切り替える。一般には、通信に使用されていない周波数帯域のＳ／Ｎ比や伝送誤り率は分からないが、図３に示されているようなノイズや信号レベルの特性をあらかじめ測定しておき、それに基づき、どの周波数帯域へ切り替えるかを決定してもよい。また、図７に示した一定時間間隔ごとのトレーニング処理を時々は周波数帯域を変更して行い、そのとき通信に使用していない周波数帯域でのノイズや信号レベルの特性を取得し、そのデータに基づき、どの周波数帯域へ切り替えるかを決定してもよい。   That is, when the S / N ratio or transmission error rate obtained by the training process deteriorates, the control unit 27 sets the communication frequency band to a frequency band with a better S / N ratio or transmission error rate. Switch to. In general, the S / N ratio and transmission error rate of frequency bands that are not used for communication are not known, but noise and signal level characteristics as shown in FIG. You may determine which frequency band to switch to. In addition, the training processing at regular time intervals shown in FIG. 7 is sometimes performed by changing the frequency band, and at that time, noise and signal level characteristics in the frequency band not used for communication are acquired, and the data is Based on this, the frequency band to be switched may be determined.

また、さらには、実施したトレーニング処理の結果を周波数帯域別に、時間帯や、工場などにおける他の設備機械の稼働状況等との関連の統計を取り、その結果得られたデータに基づき周波数帯域の切り替えを行ってもよい。このような関連の統計を取れば、例えば、ある機械設備Ａが稼働しているときは、周波数帯域Ａにはノイズが多く発生するので、周波数帯域Ｂへ切り替えたほうがよいというような情報が得られる。これによって、ノイズや信号減衰の実態に合わせた、通信周波数帯域を選択することができるので、より高速でより高品質の通信を実現することができる。   In addition, the results of the training process that has been performed are collected for each frequency band, statistics related to the time zone and the operating status of other equipment in factories, etc., and the frequency band of the frequency band is based on the data obtained as a result. Switching may be performed. If such a related statistic is taken, for example, when a certain machine facility A is in operation, a lot of noise is generated in the frequency band A, so that information that it is better to switch to the frequency band B is obtained. It is done. As a result, the communication frequency band can be selected in accordance with the actual conditions of noise and signal attenuation, so that higher speed and higher quality communication can be realized.

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態で示した通信装置を用いた通信システムに関する。 <Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment relates to a communication system using the communication device shown in the first embodiment.

本実施形態に係る通信システムでは、通信線路１として、工場やプラント、事務所、住宅内における構内電気機器に対して低周波帯域の電気信号または電力を供給する既設の配線を利用する。そのような配線の例としては、構内放送の配線、構内の電話配線、構内の電力供給配線等をあげることができる。また、列車やビルなどにおいては、ニュースや広告表示用のテロップ表示機器がよく用いられており、そのテロップ表示機器につながっているテロップ表示データ通信線を利用することもできる。   In the communication system according to the present embodiment, an existing wiring that supplies an electric signal or electric power in a low frequency band to a premises electric device in a factory, plant, office, or house is used as the communication line 1. Examples of such wiring include local broadcast wiring, internal telephone wiring, and internal power supply wiring. Further, in trains and buildings, telop display devices for displaying news and advertisements are often used, and telop display data communication lines connected to the telop display devices can also be used.

例えば、構内放送線や構内電話線は、通常、工場や事務所等の構内で音声信号を通信する目的で利用されている。音声信号は約４ｋＨｚ以下の低周波帯域の信号であるので、図１で示した通信装置２ａ，２ｂ，２ｃ間の通信信号帯域として、高周波帯域、例えば、メガヘルツ（ＭＨｚ）帯域を利用することにすれば、容易に両者の周波数を分別することができる。ここでは、その周波数分別のために、周波数スプリッタを用いる。   For example, a local broadcasting line or a local telephone line is usually used for the purpose of communicating audio signals in a factory or office. Since the audio signal is a low frequency band signal of about 4 kHz or less, a high frequency band, for example, a megahertz (MHz) band is used as the communication signal band between the communication devices 2a, 2b, and 2c shown in FIG. Then, both frequencies can be easily separated. Here, a frequency splitter is used for the frequency separation.

図１２は、本実施形態に係る通信システムにおける周波数スプリッタの接続例を示した図である。図１２においては、通信線路１を単線図でなく、２本の電線で示している。ここで、周波数スプリッタは、高周波遮断フィルタ１３で構成され、通信線路１が例えば放送機器１４に接続されるように分岐された通信線路１上に設けられる。このように接続することによって、高周波遮断フィルタ１３は、通信装置間の通信で用いられるメガヘルツ（ＭＨｚ）帯の信号を遮断させ、約４ｋＨｚ以下の音声信号を通過させることができる。   FIG. 12 is a diagram illustrating a connection example of frequency splitters in the communication system according to the present embodiment. In FIG. 12, the communication line 1 is shown by two electric wires instead of a single line diagram. Here, the frequency splitter is configured by the high frequency cutoff filter 13 and is provided on the communication line 1 branched so that the communication line 1 is connected to, for example, the broadcasting device 14. By connecting in this way, the high-frequency cutoff filter 13 can block a megahertz (MHz) band signal used for communication between communication devices and pass an audio signal of about 4 kHz or less.

周波数スプリッタは、また、高周波遮断フィルタ１３の代わりに低周波通過フィルタ（ローパスフィルタ）であってもよい。高周波遮断フィルタ１３の遮断周波数は１００ｋＨｚで十分である。また、低周波通過フィルタの場合にも遮断周波数は１００ｋＨｚで十分であるが、不必要な高周波を抑制させるために４０ｋＨｚ程度（４ｋＨｚの１０倍）が好ましい。また、通信装置２（図１では、２ａ，２ｂ，２ｃ）には、通信で使用する周波数帯域の信号のみを通過させるためのバンドパスフィルタ２０が設けられているため、音声信号が通信装置２内に取り込まれることはない。以上のように構成することにより、音声信号と、通信装置２間の通信信号とは、混信することなく分離される。   The frequency splitter may be a low-frequency pass filter (low-pass filter) instead of the high-frequency cutoff filter 13. A cutoff frequency of the high-frequency cutoff filter 13 is sufficient at 100 kHz. In the case of a low-frequency pass filter, a cutoff frequency of 100 kHz is sufficient, but about 40 kHz (10 times 4 kHz) is preferable in order to suppress unnecessary high frequencies. Further, since the communication device 2 (2a, 2b, 2c in FIG. 1) is provided with a band-pass filter 20 for allowing only signals in the frequency band used for communication to pass therethrough, an audio signal is transmitted to the communication device 2. It is not taken in. By configuring as described above, the audio signal and the communication signal between the communication devices 2 are separated without interference.

なお、放送機器１４には、音声信号の通信をするために、音声信号の帯域のみを通過させるフィルタが組み込まれている場合がある。このフィルタは、低周波通過フィルタ、つまり、高周波遮断フィルタであり、通信装置２のバンドパスフィルタ２０と同じように、放送機器１４が通信線路１に接続される部分に設置されている。この場合には、図１２に示した高周波遮断フィルタ１３は、不要になる。従って、通信線路１に通信装置２を接続するだけで、通信線路１を利用して、通信装置２相互間の通信が可能になる。また、通信装置２相互間の通信から何ら影響を受けることなく、音声通信を行うことも可能である。   Note that the broadcast device 14 may incorporate a filter that passes only the band of the audio signal in order to communicate the audio signal. This filter is a low-frequency pass filter, that is, a high-frequency cutoff filter, and is installed in a portion where the broadcasting device 14 is connected to the communication line 1, similarly to the band-pass filter 20 of the communication device 2. In this case, the high frequency cutoff filter 13 shown in FIG. 12 becomes unnecessary. Therefore, the communication device 2 can communicate with each other using the communication line 1 only by connecting the communication device 2 to the communication line 1. In addition, voice communication can be performed without being affected by communication between the communication devices 2.

図１３は、通信線路１として、直流電圧や交流電圧が印加されている構内の電力供給配線を使用した場合の周波数スプリッタの接続例を示した図である。この場合、図１２の場合と同じように、電力供給配線から電力の供給を受けている電気機器１５へ接続するために分岐した電力供給線上に周波数スプリッタとしての高周波遮断フィルタ１３を設ける。この高周波遮断フィルタ１３によって、電気機器１５に通信周波数帯域の高周波信号がカットされる。   FIG. 13 is a diagram illustrating a connection example of frequency splitters when a power supply wiring in a premises to which a DC voltage or an AC voltage is applied is used as the communication line 1. In this case, as in the case of FIG. 12, a high-frequency cutoff filter 13 as a frequency splitter is provided on the branched power supply line for connection to the electric device 15 receiving power supply from the power supply wiring. The high-frequency cutoff filter 13 cuts a high-frequency signal in the communication frequency band in the electric device 15.

また、通信装置２は、結合器４０を備え、この結合器４０を介して通信線路１に接続される。結合器４０は、コンデンサで直流電圧あるいは交流電圧をカットまたは十分に抑制する。一方で、トランスのインダクタンスとこのコンデンサの静電容量によって、ＭＨｚ帯域の高周波通過特性を持たせることにより、通信用の搬送波は、減衰することなく結合器４０を通過することができる。   The communication device 2 includes a coupler 40, and is connected to the communication line 1 via the coupler 40. The coupler 40 cuts or sufficiently suppresses a DC voltage or an AC voltage with a capacitor. On the other hand, by providing the high-frequency pass characteristic in the MHz band by the inductance of the transformer and the capacitance of the capacitor, the communication carrier wave can pass through the coupler 40 without being attenuated.

なお、直流電圧源、交流電圧源および電気機器１５が、ＭＨｚ帯域の通信信号に対して何ら影響されない場合には、高周波遮断フィルタ１３は不要である。この場合には、直流電圧または交流電圧が印加されている電力供給配線の通信線路１に通信装置２ａを接続するだけで通信が可能となる。   When the DC voltage source, AC voltage source, and electrical device 15 are not affected at all by the communication signal in the MHz band, the high frequency cutoff filter 13 is unnecessary. In this case, communication is possible only by connecting the communication device 2a to the communication line 1 of the power supply wiring to which a DC voltage or an AC voltage is applied.

以上のように、第２の実施形態における通信システムでは、通信線路１として、既設の構内放送の配線、構内の電話配線、構内の電力供給配線またはテロップ表示データ通信線等を使用する。そのため、新たな通信用配線を敷設する必要がなく、初期投資の少ない安価な通信システムを実現することができる。   As described above, in the communication system according to the second embodiment, the existing local broadcast wiring, the local telephone wiring, the local power supply wiring, the telop display data communication line, or the like is used as the communication line 1. Therefore, it is not necessary to lay new communication wiring, and an inexpensive communication system with little initial investment can be realized.

＜第３の実施形態＞
第２の実施形態の通信システムにおいて、通信線路１が長く、また、分岐が多い場合には、末端に行くほど通信信号の減衰は大きくなり、ノッチ減衰も多く現れる。さらに、重畳されるノイズが多く、通信線路１上のＳ／Ｎ比がよくない場合には、通信線路１の長さを大きくすることができない。そこで、第３の実施形態においては、通信線路１が長く、分岐が多く、または、ノイズレベルが大きい場合にも、適用可能な通信システムの構成を示す。 <Third Embodiment>
In the communication system of the second embodiment, when the communication line 1 is long and there are many branches, the attenuation of the communication signal increases as it goes to the end, and more notch attenuation appears. Furthermore, when there is a lot of superimposed noise and the S / N ratio on the communication line 1 is not good, the length of the communication line 1 cannot be increased. Therefore, in the third embodiment, a configuration of a communication system that is applicable even when the communication line 1 is long, has many branches, or has a high noise level is shown.

図１４は、第３の実施形態に係る通信システムの構成の例を示した図である。図１４において、通信線路１ａ，１ｂは、高周波遮断フィルタ１８によって区分されている。高周波遮断フィルタ１８は、高周波の通信信号を遮断するが、低周波の音声信号や直流または交流電圧の通過には、何ら影響を与えない。そこで、本実施形態の通信システムにおいては、通信線路１を、分岐が少なくなり、また、線路長をあまり長くならない区間で区分し、その区間の境界に、高周波遮断フィルタ１８を設ける。なお、ここで、高周波遮断フィルタ１８は、低域通過フィルタ（ローパスフィルタ）であってもよい。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a configuration of a communication system according to the third embodiment. In FIG. 14, the communication lines 1 a and 1 b are separated by a high frequency cutoff filter 18. The high-frequency cutoff filter 18 blocks high-frequency communication signals, but does not affect the passage of low-frequency audio signals or direct current or alternating voltage. Therefore, in the communication system of the present embodiment, the communication line 1 is divided into sections where the number of branches is small and the line length is not so long, and a high frequency cutoff filter 18 is provided at the boundary of the section. Here, the high-frequency cutoff filter 18 may be a low-pass filter (low-pass filter).

以上のようにすれば、各区間の通信線路区間内、例えば、通信線路１ａ，１ｂでは、ノイズやノッチ減衰も少なく、線路長に依存した信号減衰も少なくなる。従って、同一区間、例えば、通信線路１ａに接続された通信装置２ａと通信装置２ｂとの間では、良好な通信品質が得られ、高速通信が可能となる。   In this way, in the communication line section of each section, for example, in the communication lines 1a and 1b, noise and notch attenuation are small, and signal attenuation depending on the line length is also small. Therefore, good communication quality is obtained and high-speed communication is possible between the communication device 2a and the communication device 2b connected to the same section, for example, the communication line 1a.

一方、通信線路区間が異なる、例えば、通信線路１ａ，１ｂにそれぞれ接続された通信装置２ａと通信装置２ｃとの間では、高周波遮断フィルタ１８のために通信を行うことができない。そこで、高周波遮断フィルタ１８を挟み、通信線路１の境界付近にあり、互いに異なる通信線路区間に接続された通信装置２ｂと通信装置２ｂ１との間を、入出力線３ｂによって接続する。そして、この入出力線３ｂを介して、通信装置２ｂが受信した通信データは必ず通信装置２ｂ１へ送信し、通信装置２ｂ１は、その受信データを搬送波として通信線路１ｂへ出力する。また、逆に、通信装置２ｂ１が受信した通信データは必ず通信装置２ｂへ送信し、通信装置２ｂは、その受信データを搬送波として通信線路１ａへ出力する。こうすることにより、通信線路区間が異なる、例えば、通信線路１ａ，１ｂにそれぞれ接続された通信装置２ａと通信装置２ｃとの間でも通信を行うことが可能になる。   On the other hand, communication cannot be performed due to the high frequency cutoff filter 18 between the communication device 2a and the communication device 2c connected to the communication lines 1a and 1b, for example, which are different in the communication line section. Therefore, the input / output line 3b connects between the communication device 2b and the communication device 2b1 that are near the boundary of the communication line 1 and are connected to different communication line sections with the high-frequency cutoff filter 18 in between. The communication data received by the communication device 2b is always transmitted to the communication device 2b1 via the input / output line 3b, and the communication device 2b1 outputs the received data to the communication line 1b as a carrier wave. Conversely, the communication data received by the communication device 2b1 is always transmitted to the communication device 2b, and the communication device 2b outputs the received data to the communication line 1a as a carrier wave. By carrying out like this, it becomes possible to communicate also between the communication apparatus 2a and the communication apparatus 2c which were connected to the communication line 1a, 1b, respectively, for example, which are different in a communication line area.

なお、入出力線３ｂでは、通常、ＵＳＢやＴＣＰ／ＩＰ等のプロトコルが使用されており、通信装置２ｂと２ｂ１との間では、プロトコル変換された信号で相互にデータ授受が行われる。従って、搬送波は、通信線路各区間の境界の通信装置２ｂ，２ｂ１によっていったんディジタル信号に変換された後、再度搬送波に戻される。したがって、搬送波はそこで増幅されることになるので、通信線路上の搬送波のＳ／Ｎ比は向上する。   The input / output line 3b normally uses a protocol such as USB or TCP / IP, and data is exchanged between the communication devices 2b and 2b1 using a protocol-converted signal. Therefore, the carrier wave is once converted into a digital signal by the communication devices 2b and 2b1 at the boundary of each section of the communication line, and then returned to the carrier wave again. Therefore, since the carrier wave is amplified there, the S / N ratio of the carrier wave on the communication line is improved.

なお、以上の例においては、通信線路１を区分する境界に、高周波遮断フィルタ１８を設ける構成としたが、各通信線路区間において通信に利用する搬送波の周波数帯域を異なるように設定すれば、この高周波遮断フィルタ１８は、なくてもよい。例えば、通信線路１ａの区間は、５ＭＨｚ〜１２ＭＨｚの搬送波を用い、通信線路１ｂの区間は、１５ＭＨｚ〜２２ＭＨｚの搬送波を利用すると、高周波遮断フィルタ１８がなくても互いの通信が混信することはない。   In the above example, the high frequency cutoff filter 18 is provided at the boundary that divides the communication line 1. However, if the frequency band of the carrier wave used for communication in each communication line section is set to be different, this The high frequency cutoff filter 18 may not be provided. For example, when the communication line 1a uses a carrier wave of 5 MHz to 12 MHz and the communication line 1b uses a carrier wave of 15 MHz to 22 MHz, mutual communication does not interfere even without the high frequency cutoff filter 18. .

以上のように、第３の実施形態によれば、通信線路１が長くても、また、分岐が多くても、通信線路を区分して使用するので、ノイズや信号減衰を抑えることができ、高速通信を実現できる。   As described above, according to the third embodiment, even if the communication line 1 is long or there are many branches, the communication line is divided and used, so noise and signal attenuation can be suppressed. High-speed communication can be realized.

第１の実施形態に係る通信装置および通信システムの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the communication apparatus and communication system which concern on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係る（ａ）バンドパスフィルタ２０の構成を示す図、（ｂ）バンドパスフィルタの通過帯域を示す図である。It is a figure showing the composition of (a) band pass filter 20 concerning a 1st embodiment, and (b) showing the pass band of a band pass filter. ある工場における構内放送配線を通信線路として用いた場合に通信線路上に重畳されるノイズの実態の例を示した図である。It is the figure which showed the example of the actual condition of the noise superimposed on a communication line when the local area broadcast wiring in a certain factory is used as a communication line. マルチキャリア変調方式における搬送波の周波数スペクトルを示した図である。It is the figure which showed the frequency spectrum of the carrier wave in a multicarrier modulation system. ＯＦＤＭにおける周波数スペクトルを示した図である。It is the figure which showed the frequency spectrum in OFDM. データ割り付け量に対応する多値変調方式と、通信誤り率との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the multi-value modulation system corresponding to data allocation amount, and a communication error rate. 第１の実施形態における通信線路上のＳ／Ｎ比を評価する処理（トレーニング処理）の手順を示した図である。It is the figure which showed the procedure of the process (training process) which evaluates S / N ratio on the communication line in 1st Embodiment. 第１の実施形態に係る通信装置間における通信で用いられるパケットの伝送フォーマットを示した図である。It is the figure which showed the transmission format of the packet used by communication between the communication apparatuses which concern on 1st Embodiment. ＱＰＳＫ変調における信号点配置を示した図である。It is the figure which showed the signal point arrangement | positioning in QPSK modulation. ＱＰＳＫ変調におけるノイズを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the noise in QPSK modulation. 第１の実施形態に係るイベントにより起動されるトレーニング処理の手順を示した図である。It is the figure which showed the procedure of the training process started by the event which concerns on 1st Embodiment. 第２の実施形態に係る通信システムにおける周波数スプリッタの接続例を示した図である。It is the figure which showed the example of a connection of the frequency splitter in the communication system which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係る通信システムにおける通信線路として、直流電圧や交流電圧が印加されている構内の電力供給配線を使用した場合の周波数スプリッタの接続例を示した図である。It is the figure which showed the example of a connection of the frequency splitter at the time of using the electric power supply wiring of the premises to which direct voltage or alternating voltage is applied as a communication line in the communication system which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施形態に係る通信システムの構成の例を示した図である。It is the figure which showed the example of the structure of the communication system which concerns on 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１，１ａ，１ｂ 通信線路
２ａ，２ｂ，２ｂ１，２ｃ 通信装置
３ａ，３ｂ，３ｃ 入出力線
１３，１８ 高周波遮断フィルタ
１４ 放送機器
１５ 電気機器
２０，２３ バンドパスフィルタ
２１ 受信信号増幅部
２２ 受信搬送波周波数変換部
２４ Ａ／Ｄ変換部
２５ 等化部
２６ 復調部
２７ 制御部
２７ａ，２７ｂ データ割り付け量情報
２７ｃ 帯域選択信号
２８ プロトコル変換部
３１ 送信信号増幅部
３２ 送信搬送波周波数変換部
３４ Ｄ／Ａ変換部
３６ 変調部
３７ 基準波信号発生部
４０ 結合器
２０４，２０５ 選択スイッチ 1, 1a, 1b Communication line 2a, 2b, 2b1, 2c Communication device 3a, 3b, 3c Input / output line 13, 18 High frequency cutoff filter 14 Broadcast equipment 15 Electrical equipment 20, 23 Band pass filter 21 Received signal amplifier 22 Received carrier wave Frequency conversion unit 24 A / D conversion unit 25 Equalization unit 26 Demodulation unit 27 Control unit 27a, 27b Data allocation amount information 27c Band selection signal 28 Protocol conversion unit 31 Transmission signal amplification unit 32 Transmission carrier frequency conversion unit 34 D / A conversion Unit 36 modulation unit 37 reference wave signal generation unit 40 coupler 204, 205 selection switch

Claims (5)

あらかじめ定められた所定の複数の周波数帯域から１つの周波数帯域を選択し、その選択した周波数帯域を用いて、マルチキャリア変調方式の搬送波信号を送受信する通信装置であって、
前記複数の周波数帯域から前記搬送波信号の送受信に用いる周波数帯域を選択する帯域選択信号を出力する制御手段と、
有線の通信線路に接続されて、前記帯域選択信号によって選択される周波数帯域の搬送波信号を通過させるバンドパスフィルタ手段と、
前記帯域選択信号によって選択される周波数帯域に対応して所定の周波数の基準波信号を発生する基準波信号発生手段と、
前記バンドパスフィルタ手段を介して前記通信線路の搬送波信号を受信して増幅する受信信号増幅手段と、
前記基準波信号発生手段により発生された基準波信号を用いて、前記受信信号増幅手段により増幅された受信搬送波信号の周波数を、所定のベースバンド帯域の周波数に変換する受信搬送波周波数変換手段と、
前記受信搬送波周波数変換手段により周波数変換された受信搬送波信号を受けて受信データを復調する復調手段と、
前記基準波信号発生手段により発生された基準波信号を用いて、前記変調手段により生成された前記送信搬送波信号を、前記帯域選択信号によって選択された周波数帯域の周波数に変換する送信搬送波周波数変換手段と
前記送信搬送波周波数変換手段により周波数変換された前記送信搬送波信号を増幅し、前記バンドパスフィルタ手段を介して通信線路へ出力する送信信号増幅手段と
を備え、
前記制御手段が、
所定の時間ごとに所定の伝送フォーマットのトレーニングデータを前記通信線路へ送信するとともに、他の通信装置から送信された前記トレーニングデータを受信する制御を行い、
前記受信したトレーニングデータの受信搬送波が前記復調手段により復調される際の受信信号のＳ／Ｎ比、および、前記受信したトレーニングデータの受信搬送波を前記復調手段により復調したデータについての伝送誤り率、の少なくとも一方のデータを、前記通信線路の通信品質データとして求め、
前記求めた通信品質データに基づき、前記通信線路の品質の低下を検知した場合には、前記帯域選択信号の出力値を変更すること
を特徴とする通信装置。 A communication device that selects one frequency band from a plurality of predetermined frequency bands, and transmits and receives a carrier signal of a multicarrier modulation scheme using the selected frequency band,
And control means for outputting a band select signal for selecting the frequency band used for transmission and reception of the carrier signals from said plurality of frequency bands,
Bandpass filter means connected to a wired communication line and passing a carrier signal in a frequency band selected by the band selection signal;
Reference wave signal generating means for generating a reference wave signal of a predetermined frequency corresponding to a frequency band selected by the band selection signal;
A receiving signal amplifying means for receiving and amplifying a carrier signal of the communication line via the band-pass filter means,
Using the reference wave signal generated by the reference wave signal generating means, the frequency of the amplified received carrier signal by the pre-Symbol receiving signal amplifying means, and receive carrier frequency converting means for converting the frequency of a given base band ,
Demodulating means for demodulating received data by receiving the received carrier signal frequency-converted by the received carrier frequency converting means;
Using the reference wave signal generated by the reference wave signal generating means, transmit carrier frequency for converting the transmit carrier signal generated by the pre-Symbol modulation means, the frequency of the frequency band selected by the band selection signal A transmission means for amplifying the transmission carrier signal frequency-converted by the transmission carrier frequency conversion means, and outputting to the communication line via the bandpass filter means ,
The control means is
Sending training data of a predetermined transmission format to the communication line every predetermined time and performing control to receive the training data transmitted from another communication device,
The S / N ratio of the received signal when the received carrier wave of the received training data is demodulated by the demodulator, and the transmission error rate for the data demodulated by the demodulator of the received carrier wave of the received training data, Obtaining at least one of the data as communication quality data of the communication line,
A communication apparatus that changes an output value of the band selection signal when a drop in quality of the communication line is detected based on the obtained communication quality data . 請求項１に記載の通信装置において、前記制御手段は、
前記帯域選択信号を指定する入力スイッチを備え、前記入力スイッチのオン・オフ状態に基づき前記帯域選択信号を出力することを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 1 , wherein the control unit includes:
A communication apparatus comprising: an input switch for designating the band selection signal; and outputting the band selection signal based on an on / off state of the input switch. 請求項１または請求項２に記載の通信装置において、
前記変調手段が生成する送信搬送波信号および前記復調手段が復調する受信搬送波信号は、位相変調および振幅変調による多値変調方式の搬送波信号であることを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 1 or 2 ,
The communication apparatus characterized in that the transmission carrier signal generated by the modulation means and the reception carrier signal demodulated by the demodulation means are carrier signals of a multi-level modulation system using phase modulation and amplitude modulation. 請求項３に記載の通信装置において、前記制御手段は、さらに、
前記受信したトレーニングデータから求められた前記通信線路の品質データに基づき、前記多値変調方式における搬送波へのデータ割り付け量を決定し、そのデータ割り付け量を前記復調手段および前記変調手段に割り付けることを特徴とする通信装置。 4. The communication apparatus according to claim 3 , wherein the control unit further includes:
Based on the quality data of the communication line obtained from the received training data, determining a data allocation amount to the carrier in the multi-level modulation method, and allocating the data allocation amount to the demodulation unit and the modulation unit A communication device. 請求項１ないし請求項４のいずれかの一項に記載の複数の通信装置と、前記複数の通信装置を相互につなぐ有線の通信線路とを備えた通信システムであって、
前記有線の通信線路が、前記複数の周波数帯域のいずれの帯域よりも低周波帯域の電気信号または電力を供給する配線であることを特徴とする通信システム。 A communication system comprising the plurality of communication devices according to any one of claims 1 to 4 and a wired communication line that connects the plurality of communication devices to each other,
The communication system, wherein the wired communication line is a wiring for supplying an electric signal or power in a lower frequency band than any one of the plurality of frequency bands .
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