JP4699113B2

JP4699113B2 - マルチキャリア通信装置、及びマルチキャリア通信方法

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Publication number: JP4699113B2
Application number: JP2005196141A
Authority: JP
Inventors: 久雄古賀; 宣貴児玉
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2005-07-05
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2025-07-05
Also published as: US20070009055A1; DE602006009658D1; US7978772B2; EP1902557A1; JP2007019597A; EP1902557B1; WO2007004746A1

Description

本発明は、複数のキャリアを用いて通信を行うマルチキャリア通信装置、及びマルチキャリア通信方法に関する。

ＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式等の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おり、無線通信だけでなく電力線通信等の有線通信にも利用されている。

このような複数のサブキャリアを用いた通信を行うマルチキャリア通信装置においては、送信側で、送信すべきビットデータをシンボルデータに変換し、シンボルデータにしたがってシンボルマッピングを行い、逆ＦＦＴ変換や逆ウェーブレット変換を行って時間軸上のデータに変換し、並列直列変換を行い、ＤＡ変換を行ってベースバンドアナログ信号に変換し、送信する。また、受信側では、受信信号をＡＤ変換してデジタル信号に変換し、直列並列変換を行い、ＦＦＴ変換やウェーブレット変換を行って周波数軸上のデータに変換し、デマッピングして受信ビットデータを得る。

このようなマルチキャリア通信装置は、他の機器が伝送路に信号を送出している最中か否かを判断するキャリア検出機能を備えており、他の機器が伝送路を使用していないときに、送信要求があれば送信処理を行うようになっている。

マルチキャリア通信装置のキャリア検出は、例えば特許文献１に示されるように、ＡＤ変換後の受信信号に基づいて行われる。また、特許文献２に示されるように、ＡＤ変換後のデジタルデータを周波数軸上のデータに変換した後の信号に基づいて行うものもある。

ＡＤ変換後の受信信号に基づいてキャリア検出を行う場合、時間領域での信号の相関が利用され、一般的には簡単な回路を用いて、あるいは簡単なデータ処理を行うことにより実現できるものの、雑音であっても時間波形に相関があるとキャリアがあると誤検出してしまう。他方、周波数軸上のデータに変換した後の信号に基づくキャリア検出は、周波数領域でのサブキャリア間の相関を利用するため、高い検出精度を有する。しかし、受信した時間領域の信号から周波数領域への変換（ＦＦＴ変換、ウェーブレット変換等）を常に行う必要があるため、消費電力の増大が避けられない。

特開２００１−９４５２７号公報特開２００５−５７６４４号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、高精度のキャリア検出を低消費電力で効率的に行うことができるマルチキャリア通信装置及びマルチキャリア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、複数のキャリアを用いて通信を行うマルチキャリア通信装置であって、受信信号の時間波形を利用してキャリアの有無を検出する時間キャリア検出部と、前記受信信号の周波数特性を利用してキャリアの有無を検出する周波数キャリア検出部と、前記時間キャリア検出部と前記周波数キャリア検出部とを切り換えて動作させるキャリア検出制御部と、を備えるものである。本発明によれば、効率的かつ高精度のキャリア検出を低消費電力で行うことができる。

本発明のマルチキャリア通信装置は、前記キャリア検出制御部が、伝送路の状態に応じて、前記時間キャリア検出部と前記周波数キャリア検出部とを切り換えて動作させるものを含む。

本発明のマルチキャリア通信装置は、前記キャリア検出制御部が、通信開始初期には前記時間キャリア検出部を動作させ、前記時間キャリア検出部によるキャリア検出がある期間内に所定回数失敗した場合に、前記周波数キャリア検出部を動作させるものを含む。

本発明のマルチキャリア通信装置は、前記キャリア検出制御部が、前記時間キャリア検出部による、受信したビーコン信号におけるキャリアの有無の検出がある期間内に所定回数失敗した場合に、前記周波数キャリア検出部を動作させるものを含む。

本発明のマルチキャリア通信装置は、前記キャリア検出制御部が、受信したビーコン信号におけるキャリアの有無の検出を、前記時間キャリア検出と前記周波数キャリア検出とで切り換えて行ったときの検出結果に基づいて、前記時間キャリア検出部又は前記周波数キャリア検出部のいずれかを動作させるものを含む。

本発明のマルチキャリア通信装置は、前記キャリア検出制御部が、受信したテスト信号におけるキャリアの有無の検出を、前記時間キャリア検出と前記周波数キャリア検出とで切り換えて行ったときの検出結果に基づいて、前記時間キャリア検出部又は前記周波数キャリア検出部のいずれかを動作させるものを含む。

本発明のマルチキャリア通信装置は、前記キャリア検出制御部が、テスト信号受信時に前記時間キャリア検出と前記周波数キャリア検出とで切り換えて行ったときの、各サブキャリアにおけるＣＮＲに基づいて、前記時間キャリア検出部又は前記周波数キャリア検出部のいずれかを動作させるものを含む。

本発明のマルチキャリア通信装置は、前記キャリア検出制御部が、通信の終了後、前記時間キャリア検出部を動作させるものを含む。

本発明のマルチキャリア通信装置は、前記キャリア検出制御部が、伝送内容に応じて、前記時間キャリア検出部と前記周波数キャリア検出部とを切り換えて動作させるものを含む。

本発明のマルチキャリア通信装置は、前記キャリア検出制御部が、前記受信信号を利用する接続機器に応じて、前記時間キャリア検出部と前記周波数キャリア検出部とを切り換えて動作させるものを含む。

本発明のマルチキャリア通信装置は、前記キャリア検出制御部が、前記時間キャリア検出部を動作させてキャリア検出を行い、前記時間キャリア検出部によるキャリアの誤検出割合が所定の割合を超えた場合、前記時間キャリア検出部を不使用とするものを含む。

本発明のマルチキャリア通信装置は、前記キャリア検出制御部が、前記時間キャリア検出部を動作させ、前記時間キャリア検出部によるキャリア検出が成功した場合に、前記周波数キャリア検出部を動作させるものを含む。本発明によれば、時間キャリア検出によって雑音に反応してしまった場合でも、そのフレームにおいて周波数キャリア検出を行うことによって、誤検出を回避することができる。

本発明のマルチキャリア通信装置は、前記時間キャリア検出部が、前記時間波形の相関を使用して時間キャリア検出を行うものを含む。

本発明のマルチキャリア通信装置は、前記複数のキャリアを用いた通信が、ウェーブレット・フィルタ・バンクを用いるものを含む。

本発明のマルチキャリア通信装置は、前記周波数キャリア検出部が、複素サブキャリア間の相関を使用して周波数キャリア検出を行うものを含む。

本発明のマルチキャリア通信装置は、前記複数のキャリアを用いた通信が、ウェーブレット・フィルタ・バンクを用いるものであり、２本のサブキャリアを用いて前記複素サブキャリアを構成するものを含む。

本発明のマルチキャリア通信装置は、前記時間キャリア検出部及び前記周波数キャリア検出部が、受信した信号における一定のデータが連続する期間の信号を利用してキャリアの有無を検出するものを含む。

本発明のマルチキャリア通信装置は、前記受信信号が電力線を介して受信した受信信号であるものを含む。

本発明のマルチキャリア通信方法は、複数のキャリアを用いて通信を行うマルチキャリア通信方法であって、受信信号におけるキャリアの有無を検出するキャリア検出ステップを備え、前記キャリア検出ステップは、前記受信信号の時間波形を利用してキャリアの有無を検出する時間キャリア検出と、前記受信信号の周波数特性を利用してキャリアを検出する周波数キャリア検出とを切り換えて実行するものである。

本発明によれば、高精度のキャリア検出を低消費電力で効率的に行うことができるマルチキャリア通信装置及びマルチキャリア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は、通信装置の前面を示す外観斜視図、図２は、通信装置の背面を示す外観斜視図である。本実施形態における通信装置１００は、図１及び図２に示すようにモデムである。通信装置１００は、筐体１０１を有している。筐体１０１の前面には、図１に示すようにＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの表示部１０５が設けられている。筐体１０１の背面には、図２に示すように電源コネクタ１０２、ＲＪ４５などのＬＡＮ（Local Area Network）用モジュラージャック１０３、及びＤｓｕｂコネクタ１０４が設けられている。電源コネクタ１０２には、図２に示すように、平行ケーブルなどの一対の線路６１、６２が接続される。モジュラージャック１０３には、図示しないＬＡＮケーブルが接続される。Ｄｓｕｂコネクタ１０４には、図示しないＤｓｕｂケーブルが接続される。なお、通信装置の一例として、図１及び図２のモデムを示したが、特にこれに限る必要はなく、通信装置は、モデムを備えた電気機器（例えばテレビなどの家電機器）であってもよい。

図３は、通信装置のハードウェアの一例を示すブロック図である。通信装置１００は、図３に示すように、回路モジュール２００及びスイッチング電源３００を有している。スイッチング電源３００は、各種（例えば、＋１．２Ｖ、＋３．３Ｖ、＋１２Ｖ）の電圧を回路モジュール２００に供給する。回路モジュール２００には、メインＩＣ（Integrated Circuit）２０１、ＡＦＥ・ＩＣ（Analog Front End IC）２０２、ローパスフィルタ（送信フィルタ）２２、ドライバＩＣ２０３、カプラ２０６、バンドパスフィルタ（受信フィルタ）２５、メモリ２１１、及びイーサネット（登録商標）ＰＨＹ・ＩＣ２１２が設けられている。電源コネクタ１０２は、プラグ４００、コンセント５００を介して、一対の線路６１、６２である電力線に接続される。

メインＩＣ２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１Ａ、ＰＬＣ・ＭＡＣ（Power Line Communication・Media Access Control layer）ブロック２０１Ｃ、及びＰＬＣ・ＰＨＹ（Power Line Communication・Physic layer）ブロック２０１Ｂで構成されている。ＣＰＵ２０１Ａは、３２ビットのＲＩＳＣ（Reduced Instruction Set Computer）プロセッサを実装している。ＰＬＣ・ＭＡＣブロック２０１Ｃは、送信信号のＭＡＣ層を管理し、ＰＬＣ・ＰＨＹブロック２０１Ｂは、送信信号のＰＨＹ層を管理する。ＡＦＥ・ＩＣ２０２は、ＤＡ変換器（ＤＡＣ）２１ａ、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２１ｂ、および可変増幅器（ＶＧＡ）２６で構成されている。カプラ２０６は、コイルトランス３、及びカップリング用コンデンサ３１ａ、３１ｂで構成されている。

図４に、本発明の実施の形態のマルチキャリア通信装置の概略構成を示す。図４の通信装置は、電力線等の一対の導体６１、６２からなる伝送線路を介して通信を行うものである。図４の通信装置は、デジタル信号処理部１、アナログ回路部２、通信トランス３を含んで構成される。

デジタル信号処理部１は、例えば１又は複数のデジタルＬＳＩで構成され、デジタル送信データを変調してデジタル送信信号を生成し、デジタル受信信号を復調してデジタル受信データを生成するとともに、アナログ回路部２各部の信号経路、ゲイン等の制御を行う。アナログ回路部２はアナログチップおよびディスクリート部品で構成され、デジタル送信信号１ａは、アナログ回路部２のＡＤ／ＤＡ変換回路２１に送られ、デジタル受信信号１ａはＡＤ／ＤＡ変換回路２１から入力する。また、各種制御信号及び状態信号１ｂもアナログ回路部２との間で入出力する。デジタル信号処理部１における変復調処理は、複数のサブキャリアを利用するもので、例えば、ウェーブレット変換を利用するＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）である。このウェーブレット変換は、通信においては、一般的にコサイン変調フィルタバンクで構成される。

なお、デジタル信号処理部１は、図３に示す、メインＩＣ２０１のＰＬＣ・ＰＨＹブロック２０１Ｂに対応する。アナログ回路部２は、図３に示す、ＡＦＥ・ＩＣ２０２、ローパスフィルタ（送信フィルタ）２２、ドライバＩＣ２０３、バンドパスフィルタ（受信フィルタ）に対応する。

デジタル信号処理部１は、受信信号の時間波形を利用してキャリアの有無を検出する時間キャリア検出部１２、受信信号の周波数特性を利用してキャリアの有無を検出する周波数キャリア検出部１３、及び時間キャリア検出部１２と周波数キャリア検出部１３とを切り換えて動作させるキャリア検出制御を含む通信装置全体の制御を行う制御部１１を含んでいる。

受信信号の時間波形を利用したキャリアの有無の検出は、時間波形の相関を求めるものである。具体的には、時間波形の形状について相関を求め、相関ピーク（波形の形状が同一の場合は「１」を示す。）が所定値（例えば０．７）を超えた場合に、相関があると判定する。

図５に、デジタル信号処理部１の概略構成を示す。デジタル信号処理部１は、制御部１１、時間キャリア検出部１２、周波数キャリア検出部１３に加えて、シンボルマッパ１４、シリアル−パラレル変換器（Ｓ／Ｐ変換器）１５、逆ウェーブレット変換器１６、ウェーブレット変換器１７、パラレル−シリアル変換器（Ｐ／Ｓ変換器）１８、デマッパ１９を備える。

シンボルマッパ１４は、送信すべきビットデータをシンボルデータに変換し、各シンボルデータにしたがってシンボルマッピング（例えばＰＡＭ変調）を行うものである。Ｓ／Ｐ変換器１５は、マッピングされた直列データを並列データに変換するものである。逆ウェーブレット変換器１６は、並列データを逆ウェーブレット変換し、時間軸上のデータとするものであり、伝送シンボルを表すサンプル値系列を生成するものである。このデータは、アナログ回路部２の送信用ＤＡ変換器２１ａに送られる。

ウェーブレット変換器１７は、アナログ回路部２の受信用ＡＤ変換器２１ｂから得られる受信デジタルデータ（送信時と同一のサンプルレートでサンプルされたサンプル値系列）を周波数軸上へ離散ウェーブレット変換するものである。Ｐ／Ｓ変換器１８は、周波数軸上の並列データを直列データに変換するものである。デマッパ１９は、各サブキャリアの振幅値を計算し、受信信号の判定を行って受信データを求めるものである。

時間キャリア検出部１２は、アナログ回路部２のＡＤ／ＤＡ変換回路２１から得られる受信信号の時間波形を利用してキャリアの有無を検出するものである。具体的には、時間領域での信号の相関を使用してキャリアの有無を検出する。送信フレームに含まれるプリアンブルは、時間領域で相関のある信号（例えば使用するすべてのサブキャリアでオール「１」）で構成されるので、プリアンブルを使用してキャリア検出を行い、相関がある場合にキャリアがあると判断する。

周波数キャリア検出部１３は、ウェーブレット変換器１７から得られる受信信号の周波数特性を利用してキャリアの有無を検出するものである。具体的にはサブキャリア毎の複素情報を求め、複数の隣り合うサブキャリア間の相関を使用してキャリアの有無を検出する。なお、ウェーブレットのような実係数のフィルタバンクを使用する場合は、サブキャリアを２本用いて複素サブキャリアを構成してサブキャリア間の相関を求める。すなわち、隣り合うサブキャリアで位相差の異同を求め、相関ピークが所定値を超えた場合に、相関があると判定する。なお、振幅を含めて判定してもよい。この場合も送信フレームに含まれるプリアンブルを使用してキャリア検出を行う。

制御部１１は、通信装置全体の動作を制御するものであり、時間キャリア検出部１２と周波数キャリア検出部１３とを切り換えて動作させるキャリア検出制御も行う。キャリア検出制御については後述する。なお、時間キャリア検出部１２及び周波数キャリア検出部１３における相関演算については、適宜のハードウェア又はソフトウェアを用いて行うことができるので、説明を省略する。

アナログ回路部２は、ＡＤ／ＤＡ変換回路２１、送信フィルタ２２、送信アンプ２３、送信スイッチ２４、受信フィルタ２５、受信ＡＧＣ（ＡｕｔｏＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）アンプ２６を含んで構成される。

ＡＤ／ＤＡ変換回路２１は、デジタル信号処理部１からのデジタル送信信号１ａをアナログ送信信号に変換する送信用ＤＡ変換器２１ａ、受信ＡＧＣアンプ２６からのアナログ受信信号をデジタル受信信号に変換する受信ＡＤ変換器２１ｂを含む。送信フィルタ２２は、送信用ＤＡ変換器２１ａにおけるＤＡ変換にて発生する高調波ノイズを除去する低域フィルタである。送信アンプ２３は、アナログ送信信号の送信電力を増幅するものである。送信スイッチ２４は、送受信信号の切り換えを行うもので、受信時に送信アンプ２３をミュートするとともに、送信時と受信時とでインピーダンスを切り換える。

受信フィルタ２５は、通信帯域外の周波数のノイズを除去する帯域フィルタであり、受信ＡＧＣアンプ２６は、アナログ受信信号を増幅するもので、アナログ受信信号を受信ＡＤ変換器２１ｂの分解能に適する電圧に調整するものである。

通信トランス３は、通信信号を通信装置側の一次回路と伝送線路側の二次回路に絶縁して信号の送受信を行うためのものである。

次に、図４の通信装置の概略動作を説明する。信号送信時、デジタル信号処理部１で生成されたデジタル送信信号は、ＡＤ／ＤＡ変換回路２１のＤＡ変換器２１ａによってアナログ信号変換され、送信フィルタ２２、送信アンプ２３、送信スイッチ２４を経由して通信トランスを駆動する。そして、通信トランス３の２次側に接続された伝送線路６１、６２から出力される。

信号受信時は、伝送線路６１、６２からの受信信号が通信トランス３を経由して受信フィルタ２５に送られ、受信ＡＧＣアンプ２６のゲイン調整がされた後、ＡＤ／ＤＡ変換回路２１の受信ＡＤ変換器２１ｂでデジタル信号に変換され、デジタル信号処理部１でデジタルデータに変換される。このとき、送信スイッチ２４はオフ状態である。

次に、キャリア検出動作について、さらに詳細に説明する。図６に送信データのフレーム構成の一例を示す。送信データは、キャリア検出、同期処理、等化処理等に使用するプリアンブル、同期確立等に使用する同期ワード、送信すべき情報を含む。既述のように、キャリア検出は、時間キャリア検出部１２と周波数キャリア検出部１３を切り換えて動作させ、フレームに含まれるプリアンブルや同期ワードを使用して行う。プリアンブルや同期ワードは、一定のデータが連続しているので、時間波形の相関や複素サブキャリア間の相関の判定を簡単に行うことができる。キャリア検出の切り換えは、伝送路の状態に応じて、音声データ、テキストデータ、画像データなどのデータの属性を示す、伝送すべき情報の内容(伝送内容)に応じて、あるいはマルチキャリア通信装置に接続され、受信信号を利用する接続機器に応じて、制御部１１によって制御される。例えば、通信装置に接続される接続機器や通信装置を内蔵する接続機器が、エアコンや冷蔵庫などの比較的消費電力が大きい接続機器である場合に、接続機器を互いに識別自在な識別情報を用いて、これらの接続機器を識別する。識別の結果、接続機器が比較的消費電力が大きい場合に、時間キャリア検出を動作させる。こうすることで、消費電力の大きい接続機器の動作による消費電力増大を抑制することができる。

（伝送路の状態に応じた切り換え）
伝送路の状態に応じて、時間キャリア検出部１２と周波数キャリア検出部１３を切り換える場合、予め伝送路の状態を検出又は推定して行ってもよいし、通信中のキャリア検出精度等から伝送路の状態を推定し、推定した状態に応じて行ってもよい。

（通信前の検出又は推定）
図７に示すように定期的にビーコン信号が伝送される（親機と子機の間、又は子機と子機の間）場合は、ビーコン信号におけるキャリア検出率を測定することにより、時間キャリア検出部１２と周波数キャリア検出部１３のいずれを使用するかを判断する。具体的には、受信したビーコン信号におけるキャリアの有無の検出を、時間キャリア検出部１２と周波数キャリア検出部１３とで切り換えて行ったときの検出結果に基づいて、時間キャリア検出部１２又は周波数キャリア検出部１３のいずれかを動作させる。すなわち、検出率が所定値より高い場合は、伝送路の状態が良好と考えて時間キャリア検出部１２を動作させ、検出率が所定値以下の場合は、周波数キャリア検出部１３を動作させる。

ビーコン信号に換えて、親機又は子機から送信されるテストデータにおけるキャリア検出率を測定して、時間キャリア検出部１２と周波数キャリア検出部１３のいずれを使用するかを判断してもよい。

（通信中の検出又は推定）
通信中の伝送路の状態は、例えば各サブキャリアにおけるＣＮＲ（ＣａｒｒｉｅｒＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）を求めることによって行う。具体的には、等化処理が行われた後にＣＮＲが測定される。このとき、キャリア検出が正しいタイミングで行われていない場合にＣＮＲ特性が劣化するので、ＣＮＲが劣化している場合は、周波数キャリア検出部１３に切り換える。例えば、テスト信号受信時に時間キャリア検出部１２と周波数キャリア検出部１３とを切り換えて動作させて等化処理を行い、それぞれの場合の各サブキャリアにおけるＣＮＲを測定する。そして、時間キャリア検出部１２動作時のＣＮＲが劣化している場合、周波数キャリア検出部１３を動作させる。

直接的に伝送路の状態を測定することなく、キャリア検出を切り換えることができる。例えば、通信開始初期に時間キャリア検出部１２を動作させ、時間キャリア検出部１２によるキャリア検出がある期間内で所定回数失敗した場合に(例えば、雑音をキャリアとして検出した場合や、キャリアを検出した場合であっても同期フレームが見つからない場合に)、周波数キャリア検出部１３に切り換えて動作させる。所定回数失敗したかどうかは、時間キャリア検出と周波数キャリア検出をある期間同時に行えばよい。なお、キャリアの検出は、受信したビーコン信号を利用してもよいし、テストデータの受信信号を利用してもよい。

（伝送すべき情報の内容に応じた切り換え）
伝送すべき情報の内容が既知の場合．その内容に応じて時間キャリア検出部１２と周波数キャリア検出部１３のいずれを使用するかを判断する。具体的には、伝送すべき情報がＡＶ（オーディオ−ビジュアル）信号やＶｏＩＰ（ボイスオーバーアイピー）信号等、システムディレイが気になるアプリケーションの場合は、周波数キャリア検出器１３を使用し、データ転送、制御信号の伝送等、必ずしもシステムディレイが気にならないアプリケーションの場合は、時間キャリア検出器１２を使用する。

以上のように、伝送路の状態に応じた切り換えを行う場合、状態が劣化した場合に周波数キャリア検出部１３を動作させるが、キャリア検出動作開始初期は、時間キャリア検出部１２を動作させるのが好ましい。すなわち、通信装置の電源を投入して動作を開始したときだけでなく、他の通信装置との通信が終了してキャリア検出動作を行う場合も、まず時間キャリア検出部１２を動作させる。これは、時間キャリア検出部１２を動作させた方が消費電力を低く抑えられるためである。また、このような動作を行うことにより、周波数キャリア検出部１３から時間キャリア検出部１２への切り換え条件の判断を行わなくてすむ。ただし、時間キャリア検出部１２から周波数キャリア検出部１３への切り換えが頻繁に行われることを避けたい場合は、切り換え頻度が高いときに所定期間時間キャリア検出部１３を動作させるようにすればよい。このような切り換えを行うことにより、電力線等、伝送路状態の変動が大きい場合でも、効率的なかつ低消費電力のキャリア検出を行うことができる。

図８に、キャリア検出動作フローの一例を示す。図８は、まず、時間キャリア検出部１２を動作させ、伝送線路の状態が劣化した場合周波数キャリア検出部１３を動作させる場合の動作フローである。

通信装置の動作開始初期あるいは他の通信装置との通信動作終了後のキャリア検出動作の開始に当たっては、まず、時間キャリア検出部１２による時間キャリア検出を行う（ステップＳ８０１）。次いで、ステップＳ８０２で、キャリア検出確率を取得する。キャリア検出確率は、例えば所定期間内においてキャリア検出が成功したキャリア検出確率である。ステップＳ８０３では、キャリア検出確率が所定の閾値より大かどうかを判断し、大の場合は、ステップＳ８０１に戻って時間キャリア検出を繰り返す。なお、キャリア検出確率として、所定期間内の検出失敗回数を利用してもよい。その場合、所定期間内の失敗回数が所定値以下の場合、ステップＳ８０１に戻って時間キャリア検出を行う。

キャリア検出確率が閾値以下になった場合、伝送線路の状態が劣化したものと判断し、周波数キャリア検出部１３を動作させて周波数キャリア検出を行う（ステップＳ８０４）。そして、その後は他の通信装置との通信が終了するまで（ステップＳ８０５）、所定のタイミングで周波数キャリア検出を行う。

（通信装置に接続される機器に応じた切り換え）
マルチキャリア通信装置に接続され、受信信号を利用する接続機器に応じて、時間キャリア検出部１２と周波数キャリア検出部１３のいずれを使用するかを判断する。具体的には、通信性能重視の機器の場合は周波数キャリア１３を使用し、消費電力重視の機器の場合は、時間キャリア検出器１２を使用する。通信性能重視の機器は、例えば、ＤＶＤ機器、ＴＶ、オーディオ、ＩＰ電話等であり、消費電力重視の機器は、例えば、冷蔵庫、エアコン等である。

制御部１１は、以上説明した切り換えのうちの少なくとも１つの切り換えを行う。また、制御部１１は、時間キャリア検出部１２によるキャリア誤検出割合が多い場合に、時間キャリア検出部１２の使用を停止するようにしてもよい。

キャリア検出が誤りかどうかは、次の手順で行う。フレームを受信する場合、正常に受信するとプリアンブルにおいてキャリアが検出されて、その後同期や等化処理が行われる。受信の準備が完了すると、同期ワードが検出されて、正しく検出されると実際の情報が復調される。しかし、キャリア誤検出の場合は同期ワードが検出できないので、キャリア検出が正しく行われて同期ワードが検出できなかった場合に、誤検出と判断する。

そして、このキャリア誤検出の割合を時間キャリア検出部１２によるキャリア検出について求め、誤検出割合が所定の割合を超えた場合、時間キャリア検出部１２を不使用とする。

（時間キャリア検出と周波数キャリア検出の両用）
以上の例では、時間キャリア検出部１２と周波数キャリア検出部１３のいずれか一方の検出結果に基づいてキャリア検出を行うものとしたが、両方の検出結果に基づいてキャリア検出を行ってもよい。図９に、その場合のキャリア検出動作フローを示す。

キャリア検出に当たっては、まず時間キャリア検出部１２を動作させ、時間キャリア検出を行う（ステップＳ９０１）。そして、キャリア検出がされたかどうかを判断し（ステップＳ９０２）、キャリア検出がされるまで、時間キャリア検出を繰り返す。

ステップＳ９０２でキャリア検出と判断されると、ステップＳ９０３で、周波数キャリア検出部１３を動作させて周波数キャリア検出を行う。そして、キャリア検出がされたかどうかを判断し（ステップＳ９０４）、キャリア検出がされた場合、他の通信処理を起動する（ステップＳ９０５）。ステップＳ９０４でキャリア検出がされない場合は、ステップＳ９０１に戻って再度時間キャリア検出を行う。

このように、時間キャリア検出と周波数キャリア検出の両方でキャリア検出がされた場合に、他の通信処理を行うので、時間キャリア検出によって雑音に反応してしまった場合でも、そのフレームにおいて高精度の周波数キャリア検出を行うので、誤検出による処理を回避することができる。また、キャリアが来ていないときには、まず時間キャリア検出が実行されるので、周波数キャリア検出の頻度を下げることができ、消費電力がより低減する。

本発明は、高精度のキャリア検出を低消費電力で効率的に行うことができるマルチキャリア通信装置等として有用である。

本発明の実施の形態の通信装置の前面を示す外観斜視図本発明の実施の形態の通信装置の背面を示す外観斜視図本発明の実施の形態の通信装置のハードウェアの一例を示すブロック図本発明の実施の形態のマルチキャリア通信装置の概略構成を示す図本発明の実施の形態のマルチキャリア通信装置におけるデジタル信号処理部の概略構成を示す図本発明の実施の形態のマルチキャリア通信装置が取扱う送信データのフレーム構成の一例を示す図本発明の実施の形態のマルチキャリア通信装置を用いてビーコン信号を利用した通信を行う場合のタイムチャートの一例本発明の実施の形態のマルチキャリア通信装置のキャリア検出動作フローの一例を示す図本発明の実施の形態のマルチキャリア通信装置のキャリア検出動作フローの他の例を示す図

符号の説明

１・・・デジタル信号処理部
１ａ・・・デジタル送信信号、デジタル受信信号
１ｂ・・・制御信号、状態信号
２・・・アナログ回路部
３・・・通信トランス
１１・・・制御部
１２・・・時間キャリア検出部
１３・・・周波数キャリア検出部
１４・・・シンボルマッパ
１５・・・シリアル−パラレル変換器
１６・・・逆ウェーブレット変換器
１７・・・ウェーブレット変換器
１８・・・パラレル−シリアル変換器
１９・・・デマッパ
２１・・・ＡＤ／ＤＡ変換回路
２１ａ・・・送信ＤＡ変換器
２１ｂ・・・受信ＡＤ変換器
２２・・・送信フィルタ
２３・・・送信アンプ
２４・・・送信スイッチ
２５・・・受信フィルタ
２６・・・受信ＡＧＣアンプ
６１、６２・・・導体（伝送線路）
１００・・・通信装置
１０１・・・筐体
１０２・・・電源コネクタ
１０３・・・ＬＡＮ用モジュラージャック
１０４・・・Ｄｓｕｂコネクタ
１０５・・・表示部

Claims

複数のキャリアを用いて通信を行うマルチキャリア通信装置であって、
受信信号の時間波形を利用してキャリアの有無を検出する時間キャリア検出部と、
前記受信信号の周波数特性を利用してキャリアの有無を検出する周波数キャリア検出部と、
前記時間キャリア検出部と前記周波数キャリア検出部とを切り換えて動作させるキャリア検出制御部と、を備えるマルチキャリア通信装置。
請求項１記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記キャリア検出制御部は、伝送路の状態に応じて、前記時間キャリア検出部と前記周波数キャリア検出部とを切り換えて動作させるマルチキャリア通信装置。
請求項２記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記キャリア検出制御部は、通信開始初期には前記時間キャリア検出部を動作させ、前記時間キャリア検出部によるキャリア検出がある期間内に所定回数失敗した場合に、前記周波数キャリア検出部を動作させるマルチキャリア通信装置。
請求項２記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記キャリア検出制御部は、前記時間キャリア検出部による、受信したビーコン信号におけるキャリアの有無の検出がある期間内に所定回数失敗した場合に、前記周波数キャリア検出部を動作させるマルチキャリア通信装置。
請求項２記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記キャリア検出制御部は、受信したビーコン信号におけるキャリアの有無の検出を、前記時間キャリア検出と前記周波数キャリア検出とで切り換えて行ったときの検出結果に基づいて、前記時間キャリア検出部又は前記周波数キャリア検出部のいずれかを動作させるマルチキャリア通信装置。
請求項２項記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記キャリア検出制御部は、受信したテスト信号におけるキャリアの有無の検出を、前記時間キャリア検出と前記周波数キャリア検出とで切り換えて行ったときの検出結果に基づいて、前記時間キャリア検出部又は前記周波数キャリア検出部のいずれかを動作させるマルチキャリア通信装置。
請求項２項記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記キャリア検出制御部は、テスト信号受信時に前記時間キャリア検出と前記周波数キャリア検出とで切り換えて行ったときの、各サブキャリアにおけるＣＮＲに基づいて、前記時間キャリア検出部又は前記周波数キャリア検出部のいずれかを動作させるマルチキャリア通信装置。
請求項１ないし７のいずれか１項記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記キャリア検出制御部は、通信の終了後、前記時間キャリア検出部を動作させるマルチキャリア通信装置。
請求項１記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記キャリア検出制御部は、伝送内容に応じて、前記時間キャリア検出部と前記周波数キャリア検出部とを切り換えて動作させるマルチキャリア通信装置。
請求項１記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記キャリア検出制御部は、前記受信信号を利用する接続機器に応じて、前記時間キャリア検出部と前記周波数キャリア検出部とを切り換えて動作させるマルチキャリア通信装置。
請求項１記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記キャリア検出制御部は、前記時間キャリア検出部を動作させてキャリア検出を行い、前記時間キャリア検出部によるキャリアの誤検出割合が所定の割合を超えた場合、前記時間キャリア検出部を不使用とするマルチキャリア通信装置。
請求項１記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記キャリア検出制御部は、前記時間キャリア検出部を動作させ、前記時間キャリア検出部によるキャリア検出が成功した場合に、前記周波数キャリア検出部を動作させるマルチキャリア通信装置。
請求項１ないし１２のいずれか１項記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記時間キャリア検出部は、前記時間波形の相関を使用して時間キャリア検出を行うマルチキャリア通信装置。
請求項１３記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記複数のキャリアを用いた通信は、ウェーブレット・フィルタ・バンクを用いるマルチキャリア通信装置。
請求項１ないし１４記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記周波数キャリア検出部は、複素サブキャリア間の相関を使用して周波数キャリア検出を行うマルチキャリア通信装置。
請求項１５記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記複数のキャリアを用いた通信は、ウェーブレット・フィルタ・バンクを用いるものであり、２本のサブキャリアを用いて前記複素サブキャリアを構成するマルチキャリア通信装置。
請求項１ないし１６のいずれか１項記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記時間キャリア検出部及び前記周波数キャリア検出部は、受信した信号における一定のデータが連続する期間の信号を利用してキャリアの有無を検出するマルチキャリア通信装置。
請求項１ないし１７のいずれか１項記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記受信信号は、電力線を介して受信した受信信号であるマルチキャリア通信装置。
複数のキャリアを用いて通信を行うマルチキャリア通信方法であって、
受信信号におけるキャリアの有無を検出するキャリア検出ステップを備え、
前記キャリア検出ステップは、前記受信信号の時間波形を利用してキャリアの有無を検出する時間キャリア検出と、前記受信信号の周波数特性を利用してキャリアを検出する周波数キャリア検出とを切り換えて実行するマルチキャリア通信方法。