JP4602073B2 - 通信装置、及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のサブキャリアを用いた有線伝送を行う通信装置、及び通信方法に関する。

ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式等の複数のサブキャリアを用いた伝送方式は、無線通信だけでなく有線通信にも利用されている。複数のサブキャリアを用いた伝送方式は、過酷な伝送路でも高品質の通信が可能となるという大きな利点を持っているが、伝送路の品質によっては、漏洩電力が大きくなり、外部に影響を及ぼす場合がある。

また、ＯＦＤＭ方式の通信において、受信側での電力測定結果に基づいて送信側で送信電力制御を行うものも知られている（特許文献１参照）。特許文献１に示されるシステムは、マルチキャリア無線通信において、受信側で検出したサブキャリアの受信電力値と規定受信電力値との差分情報を求めて送信側に通知し、差分情報を受け取った送信側でサブキャリアの送信電力を制御するものである。また、特許文献２には、ＯＦＤＭ方式の有線伝送において、受信側で検出した通信エラーの状況に応じて、使用するサブキャリアを選択する技術が記載されている。

しかし、特許文献１、２に示される技術は、受信側での受信信号の処理結果を利用して送信信号を制御するものである。

特許文献３には、送信側又は受信側の導体の電圧又は電流から不平衡成分（伝送線路の漏洩電力と相関）を検出し、検出した不平衡成分が小さくなるように送信制御を行う平衡伝送装置が記載されている。

しかし、特許文献３には、不平衡成分に基づく送信制御の具体的な方法については記載されていない。

特開２００３−１５２６７１号公報 特開２００３−２１８８３１号公報 特開２００４−１４０５６５号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、有線伝送線路からの漏洩電力を制御するための処理負担を低減し、有線伝送線路の状態に応じた効率的な伝送を可能とする通信装置及び通信方法を提供することを目的とする。

本発明の通信装置は、複数のサブキャリアを用いた有線伝送を行う通信装置であって、サブキャリア毎の送信電力制御機能を有する送信信号生成部と、前記送信信号生成部が生成する送信信号の電力制御の指示を行う送信信号制御部と、伝送線路からの漏洩電力を示す漏洩電力信号を取得する手段と、前記送信信号制御部による電力制御の必要性を判定する電力制御判定部と、を備え、前記電力制御判定部は、前記漏洩電力信号に基づいて前記サブキャリアに対応した複数の周波数帯域毎の漏洩電力を求め、第１の閾値と前記周波数帯域毎の漏洩電力との比較結果、及び前記第１の閾値より低い第２の閾値と前記周波数帯域毎の漏洩電力との比較結果に基づいて、前記電力制御の必要性を判定し、前記送信信号制御部は、前記電力制御判定部が前記電力制御必要と判定した場合に、前記サブキャリアに対応した複数の周波数帯域毎の漏洩電力に基づいて、前記サブキャリア毎の送信電力の制御の指示を行うものである。

本発明によれば、有線伝送線路からの漏洩電力を制御するための処理負担を低減することができ、有線伝送線路の状態に応じた効率的な伝送が可能となる。すなわち、漏洩電力と第１の閾値及び第２の閾値との比較結果に基づいて電力制御の必要性を判定し、その判定結果によって電力制御を実行するので、処理負担が大きく通信効率の低下の原因となる電力制御を効率的に行うことができる。

本発明の通信装置は、前記電力制御判定部が、前記周波数帯域の漏洩電力のいずれかが前記第１の閾値を超えている場合、及び、前記周波数帯域の漏洩電力の全てが前記第２の閾値を下回っており、かつ、送信電力を初期状態より低下させたサブキャリアがある場合に、前記電力制御が必要であると判断するものを含む。

本発明の通信装置は、前記送信信号制御部が、前記漏洩電力が前記第１の閾値を超えているサブキャリアについて、当該サブキャリアの送信電力を低下させる電力制御信号を前記送信信号生成部に出力するものを含む。

本発明の通信装置は、前記送信信号制御部が、前記漏洩電力が前記第１の閾値より超えている分だけ、当該サブキャリアの送信電力を低下させる電力制御信号を前記送信信号生成部に出力するものを含む。

本発明の通信装置は、前記送信信号制御部が、前記漏洩電力が前記第１の閾値より低い第３の閾値を超えているサブキャリアについて、当該サブキャリアの送信電力を低下させる電力制御信号を前記送信信号生成部に出力するものを含む。

本発明の通信装置は、前記送信信号制御部が、前記漏洩電力が前記第３の閾値より超えている分だけ、当該サブキャリアの送信電力を低下させる電力制御信号を前記送信信号生成部に出力するものを含む。

本発明の通信装置は、前記送信信号制御部が、前記漏洩電力が前記第２の閾値を下回り、かつ、送信電力を低下させたサブキャリアについて、当該サブキャリアの送信電力を増加させる電力制御信号を前記送信信号生成部に出力するものを含む。

本発明の通信装置は、前記送信信号制御部が、前記漏洩電力が前記第２の閾値より下回っている分だけ、当該サブキャリアの送信電力をその初期状態における送信電力を超えない範囲で増加させる電力制御信号を前記送信信号生成部に出力するものを含む。

本発明の通信装置は、前記送信信号制御部が、前記漏洩電力が前記第２の閾値より高い第４の閾値を下回っているサブキャリアについて、当該サブキャリアの送信電力を増加させる電力制御信号を前記送信信号生成部に出力するものを含む。

本発明の通信装置は、前記送信信号制御部が、前記漏洩電力が前記第４の閾値より下回っている分だけ、当該サブキャリアの送信電力をその初期状態における送信電力を超えない範囲で増加させる電力制御信号を前記送信信号生成部に出力するものを含む。

本発明の通信装置は、前記送信信号生成部が、初期状態においては、全てのサブキャリアについて送信電力最大の送信信号を生成し、前記送信信号制御部が、前記周波数帯域の漏洩電力の全てが前記第２の閾値を下回っており、かつ、送信電力を初期状態より低下させたサブキャリアがある場合に、全てのサブキャリアの送信電力を初期状態の送信電力に戻すものを含む。

本発明の通信装置は、前記第１の閾値及び前記第２の閾値が、予め定めた固定値であるものを含む。

本発明の通信装置は、前記第１の閾値及び前記第２の閾値のうちの一方の閾値が、前記サブキャリアの漏洩電力の平均値に基づいて定められ、他方の閾値が、前記一方の閾値に基づいて定められるものを含む。

本発明の通信装置は、前記漏洩電力信号を直接検出する手段を備えるものを含む。

本発明の通信装置は、前記有線伝送が、一対の伝送線路を利用したものであり、前記一対の伝送線路を伝送する信号を利用して、前記漏洩電力信号を間接的に検出する手段を備えるものを含む。

本発明の通信装置は、前記間接的に検出する手段が、前記一対の伝送線路を伝送する信号の不平衡成分を検出するものであるものを含む。

本発明の通信装置は、前記電力制御判定部が、通信動作中の前記漏洩電力信号を利用して、前記電力制御の必要性を判定するものを含む

本発明の通信装置は、前記送信信号制御部が、間欠的に、全サブキャリアの送信電力を一定とし、その時の漏洩電力信号を利用して前記サブキャリア毎の送信電力を制御するものを含む。

本発明の通信装置は、前記有線伝送が、電力線を利用したものであるものを含む。

本発明の通信装置は、前記有線伝送が、ＯＦＤＭ方式の伝送であるものを含む。

本発明の通信装置は、前記有線伝送が、ウェーブレット変換を用いたＯＦＤＭ方式の伝送であるものを含む。

本発明の通信方法は、有線伝送線路を介して伝送を行う通信方法であって、複数のサブキャリアを用いたマルチキャリア送信信号を生成する送信信号生成工程と、前記有線伝送線路からの漏洩電力を示す漏洩電力信号を取得する工程と、前記漏洩電力信号に基づいて前記サブキャリアに対応した複数の周波数帯域毎の漏洩電力を求め、第１の閾値と前記周波数帯域の毎漏洩電力との比較結果、及び前記第１の閾値より低い第２の閾値と前記周波数帯域毎の漏洩電力との比較結果に基づいて、前記送信信号生成工程における電力制御の必要性を判定する電力制御判定工程と、を備え、前記送信信号生成工程は、前記電力制御判定工程において電力制御が必要と判断した場合、前記サブキャリアに対応した複数の周波数帯域毎の漏洩電力に基づいて前記サブキャリア毎の送信電力を制御した送信信号を生成するものである。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、有線伝送線路からの漏洩電力を制御するための処理負担を低減し、有線伝送線路の状態に応じた効率的な伝送を可能とする通信装置及び通信方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１に、本発明の実施の形態の通信装置の一例の概略構成を示す。図１の通信装置は、送信信号生成部１、送信信号制御部２、送信部３、漏洩電力検出部４、電力制御判定部５を含んで構成される。送信信号生成部１は、送信信号制御部２の制御のもと、複数のサブキャリアを用いた伝送を行うための送信信号（マルチキャリア送信信号）を生成するものであり、サブキャリア毎の送信電力制御機能を有するものである。複数のサブキャリアを用いた伝送方式は、例えば、特許文献２に示されるようなウェーブレット変換を利用するＯＦＤＭ方式である。

ウェーブレット変換を利用するＯＦＤＭ方式を利用する場合、送信信号生成部１は、送信データから複数のビット列を各サブキャリアの信号点に写像し、写像された各サブキャリアの信号点データに基づきウェーブレット逆変換を行い、ウェーブレット逆変換された時間波形系列データをアナログ変換して送信信号を生成する。その際、サブキャリア毎の変調方式、及び送信電力は、送信信号制御部２からの制御信号によって設定される。

送信信号制御部２は、後述するサブキャリア毎の送信電力の制御、変調方式の選択を含む送信信号生成処理の制御を行う。送信部３は、送信信号生成部１からの送信信号を伝送線路９に出力するもので、送信信号全体のゲイン調整等も行う。送信信号制御部２による送信電力の制御は、電力制御判定部からの通知があった場合に行う。

漏洩電力検出部４は、送信電力のうち伝送線路９から漏洩する電力を直接検出するものである。漏洩電力検出部４は、一例として伝送線路９の近傍に配置したループアンテナを備え、ループアンテナで検出した信号から、送信信号のサブキャリア周波数に対応した漏洩電力信号を出力する。この漏洩電力信号は、伝送線路９からの漏洩電力を示している。ループアンテナは、通信装置の筐体（図示せず）内部に設けてもよいし、別に設けてもよい。また、ループアンテナに替えて誘導コイルを利用することもできる。

電力制御判定部５は、漏洩電力検出部４からの漏洩電力信号に基づいて、送信信号制御部２による送信電力制御の必要性を判定するもので、送信電力制御が必要であると判定された場合は、その旨を送信信号制御部２に通知する。電力制御判定部５は、サブキャリアに対応した複数の周波数帯域毎の漏洩電力を求め、この周波数帯域毎の漏洩電力と第１の閾値及び第２の閾値を比較し、比較結果に応じて送信電力制御の必要性を判定する。

第１の閾値は、伝送線路９の平衡度が良くなく、送信電力を抑えることの必要性を判定するためのレベルを示すものであり、第２の閾値は、送信電力を抑える動作をしたサブキャリアについて、伝送線路９の平衡度が改善したと判断するレベルを示すものである。電力制御の必要性の判定処理の詳細は後述する。

図２に、本発明の実施の形態の通信装置の他の例の概略構成を示す。図２の通信装置は、一対の伝送線路を伝送する信号を利用して、漏洩電力を間接的に検出する点を除いて、図１の通信装置と同じである。同一の番号を付した要素は同一のものであるので説明を省略する。

図２に示す一対の伝送線路９１、９２には、カレントトランス４２が直列に接続され、カレントトランス４２の２次巻線は直列に接続される。カレントトランス４２の２次巻線を図２に示すように伝送線路９１、９２の同一方向の電流を検出するように接続すると、２次巻線電流は、伝送線路９１、９２からの漏洩電力に対応する不平衡成分を示すことになる。図２の漏洩電力検出部４１は、カレントトランス４２の２次巻線電流を基づいて、送信信号のサブキャリア周波数に対応した漏洩電力信号を出力する。

次に、図１、図２に示す通信装置の送信電力制御について説明する。送信信号生成部１から、各サブキャリアの送信電力を一定とした送信信号が出力されたとする。図３は、その場合の送信信号の周波数スペクトル図である。このような送信信号が出力されても伝送線路９、９１，９２の状態等に応じた周波数特性で漏洩する。図４に漏洩電力の周波数スペクトルの一例を示す。図４の例では、周波数帯域Ｆ１のサブキャリアが所定の閾値４０１を超えている。このような場合、送信信号制御部２は、電力制御判定部５からの通知を受け、漏洩電力検出部４、４１から入力される図４に示すような漏洩電力信号に基づいて、送信信号生成部１の動作を制御し、サブキャリアの送信電力を制御する。

サブキャリアの送信電力の制御の一例は、漏洩電力が所定値を超えた周波数のサブキャリアの送信電力を低下させるものである。図５に、送信電力が制御された送信信号の周波数スペクトルを示す。図５の例では、漏洩電力が所定の閾値４０１を超えている周波数帯域Ｆ１のサブキャリアの送信電力を少し低下している。低下させる量は、予め定めておいてもよいし、閾値４０１からの偏差に応じて調整してもよい。

低下させる回数は１回に限らず、漏洩電力が閾値４０１以下になるまで複数回低下させてもよい。また、漏洩電力が所定の閾値４０１を超えている周波数帯域Ｆ１のサブキャリアの送信電力をゼロにしてもよい。図６に、その場合の送信信号の周波数スペクトルを示す。なお、特定のサブキャリアの送信電力をゼロにすることは、そのサブキャリアを使用しないことである。

次に、電力制御の必要性の判定について説明する。図６に、電力制御判定部５の一例の概略構成を示す。図６の電力制御判定部５は、バンドパスフィルタ５１、Ａ／Ｄ変換器５２、周波数軸変換部５３、比較部５４、必要性判定部５５を含んで構成される。

バンドパスフィルタ５１は、漏洩電力信号に含まれる不要な低周波成分及び高周波成分を除去し、マルチキャリア通信に利用される周波数帯域の成分のみを抽出するものであり、バンドパスフィルタ５１を経た成分は、Ａ／Ｄ変換器５２でデジタル信号に変換され、周波数軸変換部５３に送られる。周波数軸変換部５３は、入力されたデジタル信号の周波数スペクトラムを生成するものである。比較部５４は、生成された周波数スペクトラムを、所定の周波数帯域毎（具体的にはサブキャリア周波数帯域毎）に第１の閾値及び第２の閾値と比較するものであり、比較結果は、必要性判定部５５に送られる。なお、図６の比較部５４は、周波数軸変換部５３からの出力を並列に比較するものとして記載してあるが、所定の周波数帯域毎に順次比較するようにしてもよい。また、第１の閾値及び第２の閾値は、予め、伝送線路の状態と通信装置の最大送信電力等を考慮して設定しておく。

図７に、電力制御判定部５の概略動作フローを示す。電力制御判定部５は、所定のタイミング、例えば、通信開始時あるいは予め設定された時間間隔で送信信号制御部による電力制御の必要性を判定する。判定に際しては、全サブキャリアの送信電力を一定とした時の漏洩電力信号を利用してもよいし、通信動作中の漏洩電力信号を利用してもよい。なお、電力制御の必要性の判定は、常時行ってもよい。

ステップＳ１０１では、漏洩電力検出部４又は４１から漏洩電力信号を取得する。そして、バンドパスフィルタ５１、Ａ／Ｄ変換器５２、周波数軸変換部５３を利用して周波数スペクトラムを生成する（ステップＳ１０２）。比較部５４では、サブキャリア毎にまず第１の閾値と比較し（ステップＳ１０３）、第１の閾値より大のサブキャリアがあるかどうかを判定する（ステップＳ１０４）。１つでも第１の閾値より大のサブキャリアがある場合は、伝送路の平衡度の状態が良くないことを意味するので、電力制御を行う旨を送信信号制御部２に通知して終了する（ステップＳ１０５）。

第１の閾値より大のサブキャリアがない場合は、電力制御フラグがオンかどうかを判断し、オンでない場合は、そのまま終了する（ステップＳ１０６）。電力制御フラグ（図示せず）は、送信信号制御部２の制御状態によってオンオフされるフラグであって、送信信号生成部１からの送信信号の電力が初期状態か否かを示すものである。初期状態では、電力制御が行われず、送信信号生成部１からは、最大電力の送信信号が出力され、電力制御フラグはオフに設定されている。電力制御フラグは、例えば、送信信号制御部２に設けられる。

電力制御フラグがオンと判断された場合は、ステップＳ１０７でサブキャリア毎に第２の閾値と比較する。そして、全サブキャリアの漏洩電力が第２の閾値より小であるかどうかを判断する（ステップＳ１０８）。全サブキャリアの漏洩電力が第２の閾値より小である場合は、漏洩電力が低くなって、伝送路の平衡度が改善したことを意味するので、電力制御を行う旨を送信信号制御部２に通知して終了する（ステップＳ１０９）。漏洩電力が第２の閾値より大のサブキャリアが残っている場合は、平衡度の改善が不充分としてそのまま終了する。

図８に、周波数軸変換部５３から得られる漏洩電力の周波数スペクトルの例を示す。図８（ａ）の場合、第１の閾値より大のサブキャリアがあるので、ステップＳ１０４でＹＥＳと判断され、電力制御を行う旨の通知がされる。図８（ｂ）の場合、ステップＳ１０４でＮＯと判断され、ステップＳ１０６でＹＥＳと判断されたときでもステップＳ１０８でＮＯと判断されるので、電力制御を行う旨の通知はされない。図８（ｃ）の場合、電力制御フラグオンのときにはステップＳ１０８でＹＥＳと判断されるので電力制御を行う旨の通知がされる。

次に、送信信号制御部２の動作について説明する。図９に、送信信号制御部２の一例の概略構成を示す。図９の送信信号制御部２は、検出された漏洩電力信号に基づいてサブキャリア毎の送信電力を制御するための送信電力制御信号ｃ(ｎ)を生成するものであり、バンドパスフィルタ２１、Ａ／Ｄ変換器２２、周波数軸変換部２３、比較部２４、係数発生部２５、並列／直列変換部（Ｐ／Ｓ変換部）２６を含んで構成される。

バンドパスフィルタ２１は、漏洩電力信号に含まれる不要な低周波成分及び高周波成分を除去し、マルチキャリア通信に利用される周波数帯域の成分のみを抽出するものであり、Ａ／Ｄ変換器２２でデジタル信号の変換され、周波数軸変換部２３に送られる。周波数軸変換部２３は、入力されたデジタル信号の周波数スペクトラムを生成するものである。比較部２４は、生成された周波数スペクトラムを、所定の周波数帯域毎（具体的にはサブキャリア周波数帯域毎）に第１の閾値及び第２の閾値と比較し、結果を係数発生部２５に出力する。

バンドパスフィルタ２１、Ａ／Ｄ変換器２２、周波数軸変換部２３、比較部２４は、図６に示すバンドパスフィルタ５１、Ａ／Ｄ変換器５２、周波数軸変換部５３、比較部５４と同様の機能を有するので、それらの全部又は一部を兼用してもよい。

係数発生部２５は、比較部２４の出力と周波数軸変換部２３からの位相データに基づいて、サブキャリア毎の補償信号を生成する。係数発生部２５からの出力は、Ｐ／Ｓ変換部２６で、サブキャリア毎の補償信号を直列信号に変換し、送信電力制御信号ｃ(ｎ)として出力する。ここで、ｎは、サブキャリアの番号を示す。

なお、図９に示した送信信号制御部２は一例であり、さらに等化器を付加して、伝送線路特性、検出器特性、あるいはその他の制御系の特性を補償するようにしてもよい。また、位相データを利用せず回路構成を簡略化し、補償信号を段階的に変えて、その振幅応答に応じて補償信号を変化させてもよい。

図１０に、送信信号制御部２の概略動作フローの一例を示す。送信信号制御部２は、電力制御判定部５から電力制御を行う旨の通知がされたときに、図１０に示す電力制御処理を行う。

電力制御を行う旨の通知を受けると、ステップＳ２０１で送信信号生成部１に指示を行い、テストフレームを送信する。テストフレームとしては、通常の送信データでもよいが、予め定められた所定のデータを送信してもよい。なお、テストフレームの送信は必須ではなく、通知を受けた時の送信データを使用してもよい。

ステップＳ２０２では、漏洩電力検出部４又は４１から漏洩電力信号を取得する。そして、バンドパスフィルタ２１、Ａ／Ｄ変換器２２、周波数軸変換部２３を利用して周波数スペクトラムを生成する（ステップＳ２０３）。比較部２４では、サブキャリア毎にまず第１の閾値と比較し（ステップＳ２０４）、第１の閾値より大のサブキャリアがあるかどうかを判定する（ステップＳ２０５）。１つでも第１の閾値より大のサブキャリアがある場合は、送信信号の電力制御を行う必要があるので、送信信号制御部２に電力制御指示とともに送信電力制御信号ｃ(ｎ)を送信する（ステップＳ２０６）。なお、送信電力制御信号ｃ(ｎ)は、漏洩電力が第１の閾値を超えた周波数のサブキャリアについて出力する。また、第１の閾値を超えた量に対応した制御信号としてもよいが、所定値だけ変化させてもよい。この場合、複数回の電力制御が必要となる場合もある。

第１の閾値より大のサブキャリアがない場合は、電力制御フラグがオンかどうかを判断し、オンでない場合は、そのまま終了する（ステップＳ２０７）。

電力制御フラグがオンと判断された場合は、ステップＳ２０８でサブキャリア毎に第２の閾値と比較する。そして、全サブキャリアの漏洩電力が第２の閾値より小であるかどうかを判断する（ステップＳ２０９）。全サブキャリアの漏洩電力が第２の閾値より小である場合は、漏洩電力が低くなって、伝送路の平衡度が改善したことを意味するので、送信信号制御部２に電力制御指示とともに送信電力制御信号ｃ(ｎ)を送信する（ステップＳ２０６）。漏洩電力が第２の閾値より大のサブキャリアが残っている場合は、平衡度の改善が不充分としてそのまま終了する。なお、この場合の送信電力制御信号ｃ(ｎ)は、送信電力が初期値より低下しており、かつ第２の閾値を下回ったサブキャリアについて出力する。また、送信電力制御信号ｃ(ｎ)は、漏洩電力が前２の閾値より下回っている分だけ、そのサブキャリアの送信電力をその初期状態における送信電力を超えない範囲で増加させるものでもよいし、所定値だけ増加させるものでもよい。また、全てのサブキャリアの送信電力を初期値に戻すものでもよい。

ステップＳ２０６で、電力制御指示とともに送信電力制御信号ｃ(ｎ)を送信した場合、ステップＳ２１０で、送信電力が初期状態、すなわち最大電力であるかどうかを判断する。そして、初期状態である場合は、電力制御フラグをオフにし（ステップＳ２１１）、初期状態でない場合は、電力制御フラグをオンにして（ステップＳ２１２）終了する。

図１１に、送信信号制御部２の概略動作フローの他の例を示す。電力制御を行う旨の通知を受けると、ステップＳ３０１で送信信号生成部１に指示を行い、ステップＳ３０２で漏洩電力検出部４又は４１から漏洩電力信号を取得し、ステップＳ３０３で周波数スペクトラムを生成する。ステップＳ３０１、Ｓ３０２、Ｓ３０３は、図１０のステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０３と同様であるので、詳細な説明は省略する。

図１０の動作フローでは、全サブキャリアの漏洩電力と第１の閾値とを比較し、必要なら第２の閾値と比較した後、比較結果に応じて電力制御指示を送信信号制御部２に対して行ったが、図１１の動作フローでは、各サブキャリア毎に第１の閾値と比較し、必要なら第２の閾値と比較し、比較結果に応じてそのサブキャリアについて電力制御指示を行う。

ステップＳ３０４では、サブキャリア番号Ｉが最大キャリア数Ｎ_０かどうか、すなわち全サブキャリアについて電力制御指示のための比較を行ったかどうかを判断する。なお、サブキャリア番号Ｉは、動作開始時に０にリセットしておく。

サブキャリア番号ＩがＮ_０でない場合、そのサブキャリア番号Ｉが示すサブキャリアの漏洩電力Ｍが第１の閾値を超えているかどうかを判断し（ステップＳ３０５）、超えている場合は、そのサブキャリアについて電力制御指示を出力する（ステップＳ３０６）。そして、電力制御フラグをオンにし（ステップＳ３０７）、サブキャリア番号Ｉをカウントアップして（ステップＳ３１０）ステップＳ３０４に戻る。

ステップＳ３０５で漏洩電力Ｍが第１の閾値を超えていないと判断された場合、漏洩電力Ｍが第２の閾値を下回っているかどうかを判断し（ステップＳ３０８）、下回っている場合は、そのサブキャリアについて電力制御指示を出力する（ステップＳ３０９）。そして、ステップＳ３１０でサブキャリア番号Ｉをカウントアップする。漏洩電力Ｍが第２の閾値を下回っていない場合は、そのままステップＳ３１０に移ってサブキャリア番号Ｉをカウントアップする。

電力制御指示とともに送られる送信電力制御信号ｃ(ｎ)は、図１０と同様であるので説明を省略する。また、漏洩電力Ｍが第２の閾値を下回っており、全サブキャリアの送信電力が初期値に戻った場合に電力制御フラグをオフにする点も図１０と同様である。

図１２に、送信信号生成部１の一例の概略構成を示す。図１２の送信信号生成部１は、伝送線路９１、９２に送る平衡伝送信号を生成するもので、送信部３の構成を含めて記載してある。図１１の送信信号生成部は、データ変換部１０ａ、１０ｂ、キャリアマッピング部１１ａ、１１ｂ、時間軸変換部１２ａ、１２ｂ、Ｄ／Ａ変換器１３ａ、１３ｂ、ローパスフィルタ１４ａ、１４ｂ、増幅器１５ａ、１５ｂ、カップリング用コンデンサ１６ａ、１６ｂを含んで構成される。これらの各要素は、平衡伝送を行うためのディファレンシャル信号をそれぞれ生成するためのもので、ほぼ同様の機能を有する。

データ変換部１０ａ、１０ｂは、送信データｄ(ｎ)を図９の送信信号制御部２からの送信電力制御信号ｃ(ｎ)に基づいて変換し、サブキャリア毎に送信電力を制御された送信データを出力するものであり、その出力は、キャリアマッピング部１１ａ、１１ｂに送られる。キャリアマッピング部１１ａ、１１ｂは、データ変換部１０ａ、１０ｂから入力される時間軸上の信号を時間軸上にマッピングするとともに、１次変調を行う。

データ変換部１０ａでの変換をＡ、データ変換部１０ｂでの変換をＢ、キャリアマッピング部１１ａ、１１ｂでの変換をＦで表すと、データ変換部１０ａ、１０ｂは、次の（式１）〜（式３）を満たすような変換を行う。（式１）及び（式３）から明らかなように、送信データｄ(ｎ)に基づいて変換データ（送出原データf⁺(ｎ)、f^-(ｎ)）の差動成分が生成され、送信電力制御信号ｃ(ｎ)に基づいて変換データの同相成分が生成される。

キャリアマッピング部１１ａ、１１ｂの出力は、時間軸変換部１２ａ、１２ｂに送られ、周波数軸上のデータから時間軸上のデータに変換される。時間軸変換部１２ａ、１２ｂは、例えばウェーブレット逆変換を行うものである。時間軸変換部１２ａ、１２ｂ〜出力される時間軸上のデジタルデータは、Ｄ／Ａ変換器１３ａ、１３ｂでアナログデータに変換され、ローパスフィルタ１４ａ、１４ｂで高周波成分を除去した後、増幅器１５ａ、１５ｂに入力される。増幅器１５ａ、１５ｂは、それぞれ「Ｘ」、「−Ｘ」の増幅度を有しており、所定の信号レベルで一対の伝送線路９１、９２に送信信号を出力する。

このように、一対の伝送線路の各々に送出するための２系統の送信信号を別個に生成し、かつ、その送信信号を伝送線路の不平衡（漏洩電力信号に対応する。）を補償するように制御されるので、不平衡が検出された場合には意図的に不平衡化された各送信信号が送信される。したがって、不平衡な伝送線路を介して受信した受信信号は、結果として平衡なものとなり、漏洩電力が低減できる。

以上の説明では、電力制御の必要性を判定するため、すなわち伝送路の平衡度の状態を判定するための閾値である第１の閾値及び第２の閾値を予め定めた固定値としたが、伝送路の状態に応じて変化させてもよい。

一例として、所定タイミングで、例えば通信開始時や毎日定めた時刻等に最大電力でテスト送信を行い、その時の漏洩電力の平均値に基づいて定める。具体的には、漏洩電力の平均値の関数として第１の閾値及び前記第２の閾値のうちの一方の閾値を定め、他方の閾値を、一方の閾値から一定値だけ離れた値に定める。

このような閾値を利用すると、伝送線路の状態によっては電力制御が頻繁に行われることを避けることができる。

また、送信信号制御部１は、電力制御判定部５が利用する第１の閾値及び第２の閾値を、送信電力制御のための閾値として利用したが、第１の閾値及び第２の閾値に代えて第１の閾値より低い第３の閾値及び第２の閾値より高い第４の閾値を利用してもよい。

このような閾値を利用すると、電力制御が頻繁に行われるのを避けることができる。例えば、特定のサブキャリアの漏洩電力が第１の閾値を超えた場合、第１の閾値より低い第３の閾値まで漏洩電力を減少させるように電力制御を行うので、電力制御が不充分となる可能性が低くなり、再度第１の閾値を超えて電力制御が必要と判断される確率が減少する。細部キャリアの漏洩電力が第２の閾値を下回って場合も同様である。したがって、電力制御のための処理負担を抑えることができる。

本発明は、有線伝送線路からの漏洩電力を制御するための処理負担を低減し、有線伝送線路の状態に応じた効率的な伝送を可能とする通信装置及び通信方法等として有用である。

本発明の実施の形態の通信装置の一例の概略構成を示す図 本発明の実施の形態の通信装置の他の例の概略構成を示す図 各サブキャリアの送信電力を一定とした場合の送信信号の周波数スペクトル図 漏洩電力の周波数スペクトルの一例を示す図 本発明の実施の形態の送信装置における送信電力が制御された送信信号の周波数スペクトルの一例を示す図 本発明の実施の形態の送信装置における電力制御判定部の一例の概略構成を示す図 本発明の実施の形態の送信装置における電力制御判定部の概略動作フローを示す図 本発明の実施の形態の送信装置における周波数軸変換部から得られる漏洩電力の周波数スペクトルの例を示す図 本発明の実施の形態の送信装置における送信信号制御部の一例の概略構成を示す図 本発明の実施の形態の送信装置における送信信号制御部の概略動作フローの一例を示す図 本発明の実施の形態の送信装置における送信信号制御部の概略動作フローの他の例を示す図 本発明の実施の形態の送信装置における送信信号生成部の一例の概略構成を示す図

符号の説明

１・・・送信信号生成部
２・・・送信信号制御部
３・・・送信部
４、４１・・・漏洩電力検出部
５・・・電力制御判定部
９、９１、９２・・・伝送線路
４２・・・カレントトランス
１０ａ、１０ｂ・・・データ変換部
１１ａ、１１ｂ・・・キャリアマッピング部
１２ａ、１２ｂ・・・時間軸変換部
１３ａ、１３ｂ・・・Ｄ／Ａ変換器
１４ａ、１４ｂ・・・ローパスフィルタ
１５ａ、１５ｂ・・・増幅器
１６ａ、１６ｂ・・・カップリング用コンデンサ
２１、５１・・・バンドパスフィルタ
２２、５２・・・Ａ／Ｄ変換器
２３、５３・・・周波数軸変換部
２４、５４・・・比較器
２５・・・係数発生部
２６・・・並列／直列変換部
５５・・・必要性判定部

Claims (22)

1. 複数のサブキャリアを用いた有線伝送を行う通信装置であって、
   サブキャリア毎の送信電力制御機能を有する送信信号生成部と、
   前記送信信号生成部が生成する送信信号の電力制御の指示を行う送信信号制御部と、
   伝送線路からの漏洩電力を示す漏洩電力信号を取得する手段と、
   前記送信信号制御部による電力制御の必要性を判定する電力制御判定部と、を備え、
   前記電力制御判定部は、前記漏洩電力信号に基づいて前記サブキャリアに対応した複数の周波数帯域毎の漏洩電力を求め、第１の閾値と前記周波数帯域毎の漏洩電力との比較結果、及び前記第１の閾値より低い第２の閾値と前記周波数帯域毎の漏洩電力との比較結果に基づいて、前記電力制御の必要性を判定し、
   前記送信信号制御部は、前記電力制御判定部が前記電力制御必要と判定した場合に、前記サブキャリアに対応した複数の周波数帯域毎の漏洩電力に基づいて、前記サブキャリア毎の送信電力制御の指示を行う通信装置。
2. 請求項１記載の通信装置であって、
   前記電力制御判定部は、前記周波数帯域の漏洩電力のいずれかが前記第１の閾値を超えている場合、及び、前記周波数帯域の漏洩電力の全てが前記第２の閾値を下回っており、かつ、送信電力を初期状態より低下させたサブキャリアがある場合に、前記電力制御が必要であると判断する通信装置。
3. 請求項２記載の通信装置であって、
   前記送信信号制御部は、前記漏洩電力が前記第１の閾値を超えているサブキャリアについて、当該サブキャリアの送信電力を低下させる電力制御信号を前記送信信号生成部に出力する通信装置。
4. 請求項３記載の通信装置であって、
   前記送信信号制御部は、前記漏洩電力が前記第１の閾値より超えている分だけ、当該サブキャリアの送信電力を低下させる電力制御信号を前記送信信号生成部に出力する通信装置。
5. 請求項２記載の通信装置であって、
   前記送信信号制御部は、前記漏洩電力が前記第１の閾値より低い第３の閾値を超えているサブキャリアについて、当該サブキャリアの送信電力を低下させる電力制御信号を前記送信信号生成部に出力する通信装置。
6. 請求項５記載の通信装置であって、
   前記送信信号制御部は、前記漏洩電力が前記第３の閾値より超えている分だけ、当該サブキャリアの送信電力を低下させる電力制御信号を前記送信信号生成部に出力する通信装置。
7. 請求項２ないし６のいずれか１項記載の通信装置であって、
   前記送信信号制御部は、前記漏洩電力が前記第２の閾値を下回り、かつ、送信電力を低下させたサブキャリアについて、当該サブキャリアの送信電力を増加させる電力制御信号を前記送信信号生成部に出力する通信装置。
8. 請求項７記載の通信装置であって、
   前記送信信号制御部は、前記漏洩電力が前記第２の閾値より下回っている分だけ、当該サブキャリアの送信電力をその初期状態における送信電力を超えない範囲で増加させる電力制御信号を前記送信信号生成部に出力する通信装置。
9. 請求項２ないし６のいずれか１項記載の通信装置であって、
   前記送信信号制御部は、前記漏洩電力が前記第２の閾値より高い第４の閾値を下回っているサブキャリアについて、当該サブキャリアの送信電力を増加させる電力制御信号を前記送信信号生成部に出力する通信装置。
10. 請求項９記載の通信装置であって、
    前記送信信号制御部は、前記漏洩電力が前記第４の閾値より下回っている分だけ、当該サブキャリアの送信電力をその初期状態における送信電力を超えない範囲で増加させる電力制御信号を前記送信信号生成部に出力する通信装置。
11. 請求項７記載の通信装置であって、
    前記送信信号生成部は、初期状態においては、全てのサブキャリアについて送信電力最大の送信信号を生成し、
    前記送信信号制御部は、前記周波数帯域の漏洩電力の全てが前記第２の閾値を下回っており、かつ、送信電力を初期状態より低下させたサブキャリアがある場合に、全てのサブキャリアの送信電力を初期状態の送信電力に戻す通信装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれか１項記載の通信装置であって、
    前記第１の閾値及び前記第２の閾値は、予め定めた固定値である通信装置。
13. 請求項１ないし１１のいずれか１項記載の通信装置であって、
    前記第１の閾値及び前記第２の閾値のうちの一方の閾値は、前記サブキャリアの漏洩電力の平均値に基づいて定められ、他方の閾値は、前記一方の閾値に基づいて定められる通信装置。
14. 請求項１ないし１３のいずれか１項記載の通信装置であって、
    前記漏洩電力信号を直接検出する手段を備える通信装置。
15. 請求項１ないし１３のいずれか１項記載の通信装置であって、
    前記有線伝送は、一対の伝送線路を利用したものであり、
    前記一対の伝送線路を伝送する信号を利用して、前記漏洩電力信号を間接的に検出する手段を備える通信装置。
16. 請求項１５記載の通信装置であって、
    前記間接的に検出する手段は、前記一対の伝送線路を伝送する信号の不平衡成分を検出するものである通信装置。
17. 請求項１ないし１６のいずれか１項記載の通信装置であって、
    前記電力制御判定部は、通信動作中の前記漏洩電力信号を利用して、前記電力制御の必要性を判定する通信装置
18. 請求項１ないし１７のいずれか１項記載の通信装置であって、
    前記送信信号制御部は、間欠的に、全サブキャリアの送信電力を一定とし、その時の漏洩電力信号を利用して前記サブキャリア毎の送信電力を制御する通信装置。
19. 請求項１ないし１８のいずれか１項記載の通信装置であって、
    前記有線伝送は、電力線を利用したものである通信装置。
20. 請求項１ないし１９のいずれか１項記載の通信装置であって、
    前記有線伝送は、ＯＦＤＭ方式の伝送である通信装置。
21. 請求項２０記載の通信装置であって、
    前記有線伝送は、ウェーブレット変換を用いたＯＦＤＭ方式の伝送である通信装置。
22. 有線伝送線路を介して伝送を行う通信方法であって、
    複数のサブキャリアを用いたマルチキャリア送信信号を生成する送信信号生成工程と、
    前記有線伝送線路からの漏洩電力を示す漏洩電力信号を取得する工程と、
    前記漏洩電力信号に基づいて前記サブキャリアに対応した複数の周波数帯域毎の漏洩電力を求め、第１の閾値と前記周波数帯域の毎漏洩電力との比較結果、及び前記第１の閾値より低い第２の閾値と前記周波数帯域毎の漏洩電力との比較結果に基づいて、前記送信信号生成工程における電力制御の必要性を判定する電力制御判定工程と、を備え、
    前記送信信号生成工程は、前記電力制御判定工程において電力制御が必要と判断した場合、前記サブキャリアに対応した複数の周波数帯域毎の漏洩電力に基づいて前記サブキャリア毎の送信電力を制御した送信信号を生成する通信方法。

Images