JP5715544B2 - Noise component processing method, noise component processing program, communication apparatus, communication system - Google Patents

Noise component processing method, noise component processing program, communication apparatus, communication system Download PDF

Info

Publication number
JP5715544B2
JP5715544B2 JP2011230114A JP2011230114A JP5715544B2 JP 5715544 B2 JP5715544 B2 JP 5715544B2 JP 2011230114 A JP2011230114 A JP 2011230114A JP 2011230114 A JP2011230114 A JP 2011230114A JP 5715544 B2 JP5715544 B2 JP 5715544B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
noise component
noise
signal
communication
amplitude
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011230114A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013090216A (en
Inventor
直 齋藤
直 齋藤
一ノ瀬 祐治
祐治 一ノ瀬
新治 村田
新治 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2011230114A priority Critical patent/JP5715544B2/en
Publication of JP2013090216A publication Critical patent/JP2013090216A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5715544B2 publication Critical patent/JP5715544B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、通信信号内のノイズ成分を処理する方法、および通信装置に関する。   The present invention relates to a method for processing a noise component in a communication signal and a communication apparatus.

電力を供給するための配電線において事故が発生した際に事故区間を分離するための配電自動化システムや、電力使用量の検針業務を自動化するための自動検針システムなどにおいて、制御データや検針データを伝送するために電力線通信システムや無線通信システムなどが用いられている。電力線通信システムでは、配電線に接続された機器から通信の障害となるノイズが発生するため、通信データに誤りが生じ、通信の信頼性を損なう原因となる場合がある。そこでノイズの影響を低減するための技術の一つとして、ノイズ成分除去技術が開発されている。   Control data and meter reading data are used in a power distribution automation system for separating accident sections when an accident occurs in a power distribution line for supplying power, and an automatic meter reading system for automating the meter usage of power usage. For transmission, a power line communication system, a wireless communication system, or the like is used. In a power line communication system, noise that is a communication failure is generated from a device connected to a distribution line, and thus an error may occur in communication data, which may impair communication reliability. Therefore, a noise component removal technique has been developed as one technique for reducing the influence of noise.

本技術分野の背景技術として、下記特許文献1がある。特許文献1に記載されているノイズ成分除去技術では、一定周期の伝送休止期間においてノイズ成分を検出し、検出したノイズ成分の周波数における振幅に対して、同一またはそれに近い値の振幅で、かつ逆位相の連続波であるキャンセル信号を生成し、受信信号に加算することにより、ノイズ成分を除去している。   As background art of this technical field, there is Patent Document 1 below. In the noise component removal technique described in Patent Document 1, a noise component is detected during a transmission suspension period of a fixed period, and the amplitude of the detected noise component is equal to or close to the amplitude at the frequency. By generating a cancel signal that is a continuous wave of the phase and adding it to the received signal, the noise component is removed.

特開2009−21678号公報JP 2009-21678 A

上記特許文献1に記載されている技術では、受信信号の前段で検出したノイズ成分に基づき、キャンセル信号を生成している。そのため、ノイズの周期性やランダム性に関する判定を実施しておらず、特に非周期性のランダムノイズが含まれている場合には、誤ったキャンセル信号を生成する可能性がある。また、アナログ/デジタル(A/D)変換処理の前段で受信信号にキャンセル信号を加算しているため、受信信号とキャンセル信号を高い精度のタイミングで加算する必要があり、ノイズ成分の除去精度が低下し易いという課題がある。さらに、ノイズ成分の検出とキャンセル信号の生成のために、信号の受信回路および送信回路を複数設けているので、回路規模が増大し、装置の大きさやコストが増大するという課題がある。   In the technique described in Patent Document 1, a cancel signal is generated based on a noise component detected in the previous stage of the received signal. For this reason, determination regarding the periodicity and randomness of noise is not performed, and an erroneous cancel signal may be generated particularly when aperiodic random noise is included. Further, since the cancel signal is added to the reception signal before the analog / digital (A / D) conversion process, it is necessary to add the reception signal and the cancel signal at a highly accurate timing, and the noise component removal accuracy is improved. There is a problem that it tends to decrease. Furthermore, since a plurality of signal reception circuits and transmission circuits are provided for detecting a noise component and generating a cancel signal, there is a problem that the circuit scale increases and the size and cost of the apparatus increase.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、通信信号に含まれる周期ノイズと非周期ノイズを効率的かつ精度よく特定する技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a technique for efficiently and accurately identifying periodic noise and non-periodic noise included in a communication signal.

本発明に係るノイズ成分処理方法では、第1無信号区間と第2無信号区間との間の信号区間におけるノイズ成分の位相または振幅を計算し、第1無信号区間における第1ノイズ、信号区間におけるノイズ成分の位相または振幅、および第2無信号区間における第2ノイズを用いて、第1ノイズが周期ノイズであるか非周期ノイズであるかを判定する。   In the noise component processing method according to the present invention, the phase or amplitude of the noise component in the signal interval between the first no-signal interval and the second no-signal interval is calculated, and the first noise and signal interval in the first no-signal interval are calculated. Is used to determine whether the first noise is periodic noise or non-periodic noise using the phase or amplitude of the noise component and the second noise in the second no-signal section.

本発明に係るノイズ成分処理方法によれば、通信信号からノイズ成分を除去することにより、通信の信頼性を向上させることができる。特に、周期性ノイズと非周期性ノイズを区別することにより、ノイズ成分を正確に除去することができる。   According to the noise component processing method of the present invention, the reliability of communication can be improved by removing the noise component from the communication signal. In particular, the noise component can be accurately removed by distinguishing between periodic noise and non-periodic noise.

実施形態1に係る配電自動化システム1000の構成図である。1 is a configuration diagram of a distribution automation system 1000 according to Embodiment 1. FIG. 通信装置10aの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the communication apparatus 10a. 電源装置23aの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power supply device 23a. 通信部21の構成を示す図である。2 is a diagram illustrating a configuration of a communication unit 21. FIG. 送信処理部104の構成を示す図である。3 is a diagram illustrating a configuration of a transmission processing unit 104. FIG. 送信処理部104が生成する通信信号150の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the communication signal 150 which the transmission process part 104 produces | generates. 受信処理部107の構成を示す図である。3 is a diagram illustrating a configuration of a reception processing unit 107. FIG. 無信号区間におけるノイズ位相の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the noise phase in a no-signal area. ノイズ周期性判定部176がノイズ周期性を判定する手法例を示す図である。It is a figure which shows the example of a method in which the noise periodicity determination part 176 determines noise periodicity. 疑似ノイズパターン生成部177が生成する疑似ノイズパターンの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the pseudo noise pattern which the pseudo noise pattern production | generation part 177 produces | generates. ノイズ成分除去部178がノイズ成分を除去する方法の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the method by which the noise component removal part 178 removes a noise component.

<実施の形態1>
図1は、本発明の実施形態1に係る配電自動化システム1000の構成図である。配電自動化システム1000は、配電線において事故などが起きた場合に区間を分割または連結するための開閉器を制御するシステムである。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a configuration diagram of a power distribution automation system 1000 according to Embodiment 1 of the present invention. The distribution automation system 1000 is a system that controls a switch for dividing or connecting sections when an accident or the like occurs in a distribution line.

配電用変電所1には高圧配電線70を介して22kVなどの高電圧の電力が供給され、高圧用変圧器80においてより低い6.6kVなどの電圧に変換される。そして6.6kVなどの電力が遮断器90a、90b、90cを介して中圧配電線50a、50bへ供給される。   The distribution substation 1 is supplied with high voltage power such as 22 kV via the high voltage distribution line 70, and is converted into a lower voltage such as 6.6 kV in the high voltage transformer 80. And electric power, such as 6.6 kV, is supplied to the intermediate voltage distribution lines 50a and 50b via the circuit breakers 90a, 90b and 90c.

遮断器90a、90b、90cは、高圧配電線70、中圧配電線50a、50bなどで事故が起こった場合に、安全のため事故区間への電力供給を遮断するために用いられる。   The circuit breakers 90a, 90b, 90c are used to shut off the power supply to the accident section for safety when an accident occurs in the high-voltage distribution line 70, the medium-voltage distribution lines 50a, 50b, and the like.

開閉器20aと通信装置10aは、ともに中圧配電線50aに接続される。開閉器20b、20c、20d、20e、20fと、通信装置10b、10c、10d、10e、10fとの間も、同様に中圧配電線に接続される。   The switch 20a and the communication device 10a are both connected to the medium voltage distribution line 50a. Similarly, the switches 20b, 20c, 20d, 20e, and 20f and the communication devices 10b, 10c, 10d, 10e, and 10f are connected to the medium voltage distribution line.

開閉器20aは、中圧配電線50aにおいて地絡事故や短絡事故などが起きた場合に、事故区間を分離する機能を有する。例えば開閉器20aと20bの間で事故が起きた場合に、当該区間を分離するように開閉処理が実施される。   The switch 20a has a function of separating an accident section when a ground fault or a short circuit accident occurs in the medium voltage distribution line 50a. For example, when an accident occurs between the switches 20a and 20b, an opening / closing process is performed so as to separate the sections.

低圧用変圧器40aは、6.6kVなどの中圧電力を100Vまたは200Vなどの低圧電力に変換する機能を有する。100Vまたは200Vの低圧電力に変換された電力は、低圧配電線60aを介して低圧需要家30aに供給され、低圧需要家30aにおいて消費される。同様に低圧用変圧器40bでは、6.6kVなどの中圧電力を100Vまたは200Vなどの低圧電力に変換し、低圧配電線60bを介して低圧需要家30b、30cに供給する。   The low voltage transformer 40a has a function of converting medium voltage power such as 6.6 kV into low voltage power such as 100V or 200V. The electric power converted into the low-voltage power of 100V or 200V is supplied to the low-voltage consumer 30a via the low-voltage distribution line 60a, and is consumed in the low-voltage consumer 30a. Similarly, the low-voltage transformer 40b converts medium-voltage power such as 6.6 kV into low-voltage power such as 100 V or 200 V and supplies the low-voltage consumers 30b and 30c via the low-voltage distribution line 60b.

開閉器20fは、通常は開いた状態であり、中圧配電線50aと50bが非接続の状態となっている。一方の配電線において事故が起きて他方の配電線から電力を供給する必要が生じた場合は、開閉器20fが閉じられて中圧配電線50aと50bが接続される。   The switch 20f is normally in an open state, and the medium voltage distribution lines 50a and 50b are not connected. When an accident occurs in one distribution line and it is necessary to supply power from the other distribution line, the switch 20f is closed and the medium-voltage distribution lines 50a and 50b are connected.

通信装置10a、10b、10c、10d、10e、10fは、配電用変電所1の中に設置された通信装置10gまたは10a、10b、10c、10d、10e、10fのいずれかと、中圧配電線50aまたは50bによって接続され、通信信号を中圧配電線50aまたは50bに重畳して互いに通信する。通信装置10a、10b、10c、10d、10e、10fは、開閉器20a、20b、20c、20d、20e、20fに内蔵されたセンサによって配電線の電圧や電流値などを収集し、通信装置10gへ伝送する。   The communication devices 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, and 10f are the communication device 10g or 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, and 10f installed in the distribution substation 1 and the medium-voltage distribution line 50a. Alternatively, they are connected by 50b and communicate with each other by superimposing a communication signal on the medium-voltage distribution line 50a or 50b. The communication devices 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, and 10f collect the distribution line voltage and current values by the sensors built in the switches 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, and 20f, and send them to the communication device 10g. To transmit.

通信装置10gは、事故などの際に電力供給経路を変更するために、制御装置11から出力される制御信号を中圧配電線50aまたは50bに重畳して通信装置10a、10b、10c、10d、10e、10fへ伝送する。通信装置10a、10b、10c、10d、10e、10fは、この制御信号にしたがって、開閉器20a、20b、20c、20d、20e、20fを制御する。   The communication device 10g superimposes a control signal output from the control device 11 on the medium-voltage distribution line 50a or 50b in order to change the power supply path in the event of an accident or the like, so that the communication devices 10a, 10b, 10c, 10d, 10e and 10f. The communication devices 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, and 10f control the switches 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, and 20f according to this control signal.

図2は、通信装置10aの構成を示す図である。通信装置10b、10c、10d、10e、10f、10gも同様の構成を備える。通信装置10aは、通信部21、開閉器制御部22、電源装置23a、23b、電力供給線24、通信線25、26、27a、27bを備える。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the communication device 10a. The communication devices 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, and 10g have the same configuration. The communication device 10a includes a communication unit 21, a switch control unit 22, power supply devices 23a and 23b, a power supply line 24, and communication lines 25, 26, 27a, and 27b.

通信部21は、他の通信装置との間で通信を実施するための通信信号を生成する機能を有する。電源装置23aおよび23bは、配電線50aから供給される6.6kVの中圧電力を100Vなどの低圧電力に変換し、電力供給線24へ重畳する。この電力は、通信装置10aが動作するための電力となる。通信部21が生成した通信信号は、電力供給線24に重畳され、電源装置23a、23bを介して配電線50aに重畳される。なお、本実施例では説明を簡単にするため電源装置23a、23bを別々に示したが、一体として構成しても構わない。   The communication unit 21 has a function of generating a communication signal for performing communication with another communication device. The power supply devices 23 a and 23 b convert 6.6 kV medium voltage power supplied from the distribution line 50 a into low voltage power such as 100 V and superimpose it on the power supply line 24. This power is power for operating the communication device 10a. The communication signal generated by the communication unit 21 is superimposed on the power supply line 24 and is superimposed on the distribution line 50a via the power supply devices 23a and 23b. In the present embodiment, the power supply devices 23a and 23b are shown separately for the sake of simplicity, but may be configured as a single unit.

通信部21は、通信線25を介して開閉器制御部22に接続され、開閉器20aを制御するための信号を伝送する。開閉器制御部22は、その制御信号にしたがって開閉器20aを制御する。また開閉器制御部22は、開閉器20aが収集した電圧や電流などの値を、通信線26を介して収集する。   The communication unit 21 is connected to the switch control unit 22 via the communication line 25, and transmits a signal for controlling the switch 20a. The switch control unit 22 controls the switch 20a according to the control signal. In addition, the switch control unit 22 collects values such as voltage and current collected by the switch 20 a via the communication line 26.

通信部21は、通信線27aおよび27bを介して、電源装置23aまたは23bが備えるスイッチ28(図3で後述)を切り替えることができる。電源装置23aおよび23bはそれぞれ中圧電力を低圧電力に変換して通信装置10aに提供する機能を備えているため、電源装置23aおよび23bのうち稼動させる方のスイッチ28をONにし、もう一方はOFFにする。例えば電源装置23aに接続されている中圧配電線50aの側が故障した場合は、電源装置23aが備えるスイッチ28をOFFにし、電源装置23bが備えるスイッチ28をONにする。   The communication unit 21 can switch a switch 28 (described later in FIG. 3) included in the power supply device 23a or 23b via the communication lines 27a and 27b. Since each of the power supply devices 23a and 23b has a function of converting medium-voltage power into low-voltage power and providing the same to the communication device 10a, the switch 28 to be operated of the power supply devices 23a and 23b is turned on, and the other is Turn off. For example, when the medium-voltage distribution line 50a connected to the power supply device 23a fails, the switch 28 provided in the power supply device 23a is turned off, and the switch 28 provided in the power supply device 23b is turned on.

図3は、電源装置23aの構成を示す図である。電源装置23bも同様の構成を備える。配電線50aから供給される6.6kVの中圧電力は、トランスとコンデンサなどで構成された回路によって100Vなどの低圧電力に変換され、電力供給線24に重畳される。通信装置10間で伝送される通信信号も同様にトランスとコンデンサを介して伝送される。スイッチ28は、通信線27aを介して伝送される制御信号にしたがって、電力供給線24の接続をON/OFFする。スイッチ28のON/OFFを切り替えることにより、通信信号が電源装置23aと23bの両方を通って二重に伝送されないように、一方の接続を切ることができる。   FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the power supply device 23a. The power supply device 23b has a similar configuration. The medium-voltage power of 6.6 kV supplied from the distribution line 50 a is converted into low-voltage power such as 100 V by a circuit composed of a transformer and a capacitor and is superimposed on the power supply line 24. A communication signal transmitted between the communication devices 10 is also transmitted via a transformer and a capacitor. The switch 28 turns on / off the connection of the power supply line 24 in accordance with a control signal transmitted via the communication line 27a. By switching ON / OFF of the switch 28, one connection can be disconnected so that a communication signal is not transmitted twice through both the power supply devices 23a and 23b.

図4は、通信部21の構成を示す図である。通信部21は、結合器111、バンドパスフィルタ(BPフィルタ)101a、101b、送信アンプ102、受信アンプ109、デジタル/アナログ変換器(D/A)103、アナログ/デジタル変換器(A/D)108、送信処理部104、受信処理部107、アクセスコントローラ105、プロトコル変換部106、電源部110を備える。通信部21と開閉器制御部22との間は通信線25で接続する。または通信部21と開閉器制御部22を一体として構成してもよい。   FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the communication unit 21. The communication unit 21 includes a coupler 111, band pass filters (BP filters) 101a and 101b, a transmission amplifier 102, a reception amplifier 109, a digital / analog converter (D / A) 103, and an analog / digital converter (A / D). 108, a transmission processing unit 104, a reception processing unit 107, an access controller 105, a protocol conversion unit 106, and a power supply unit 110. A communication line 25 connects between the communication unit 21 and the switch control unit 22. Or you may comprise the communication part 21 and the switch control part 22 as integral.

プロトコル変換部106は、電力供給線24を介して送信すべきデータを、通信線25を介して受け取り、通信部21が扱う所定フォーマットの通信データに変換する。アクセスコントローラ105は、プロトコル変換器106から通信データを受信すると、このデータを送信処理部104に出力した上で通信信号を生成する。D/A103は、通信信号をアナログ信号に変換する。送信アンプ102は、そのアナログ信号を増幅する。BPフィルタ101aは、アナログ通信信号に含まれる不要な高周波成分をカットした上で、結合器111を介して電力供給線24に出力する。   The protocol conversion unit 106 receives data to be transmitted via the power supply line 24 via the communication line 25 and converts it into communication data in a predetermined format handled by the communication unit 21. Upon receiving communication data from the protocol converter 106, the access controller 105 outputs this data to the transmission processing unit 104 and generates a communication signal. The D / A 103 converts the communication signal into an analog signal. The transmission amplifier 102 amplifies the analog signal. The BP filter 101a cuts unnecessary high-frequency components included in the analog communication signal, and then outputs them to the power supply line 24 via the coupler 111.

BPフィルタ101bは、電力供給線24を介して通信部21宛に送信されてきた通信信号のうち、通信帯域以外の信号を抑制し、通信帯域の信号を受信アンプ109に出力する。受信アンプ109は、受信信号を増幅する。A/D108は、増幅された受信信号をデジタル信号に変換する。受信処理部107は、A/D108からデジタル信号を取得してデータを復調し、アクセスコントローラ105に出力する。アクセスコントローラ105は、復調されたデータを所定フォーマットの通信データに変換し、プロトコル変換部106に出力する。プロトコル変換部106は、この通信データを開閉器制御部22とのインターフェースが取れるようにプロトコル変換し、開閉器制御部22に出力する。   The BP filter 101 b suppresses signals other than the communication band among the communication signals transmitted to the communication unit 21 via the power supply line 24, and outputs the communication band signal to the reception amplifier 109. The reception amplifier 109 amplifies the reception signal. The A / D 108 converts the amplified received signal into a digital signal. The reception processing unit 107 acquires a digital signal from the A / D 108, demodulates the data, and outputs it to the access controller 105. The access controller 105 converts the demodulated data into communication data of a predetermined format and outputs it to the protocol conversion unit 106. The protocol conversion unit 106 converts the communication data so that an interface with the switch control unit 22 can be obtained and outputs the communication data to the switch control unit 22.

アクセスコントローラ105は、電源装置23aのスイッチ28を制御する場合は、通信線27aを介して制御データを送信する。電源装置23bのスイッチを制御する場合は通信線27bを介して制御データを送信する。電力供給線24は電源部110にも接続されており、電源部110は電力供給線24を介して通信部21が使用する電力を受電し、必要に応じて100Vの電圧をDC5Vなどに変換する。   When controlling the switch 28 of the power supply device 23a, the access controller 105 transmits control data via the communication line 27a. When controlling the switch of the power supply device 23b, control data is transmitted through the communication line 27b. The power supply line 24 is also connected to the power supply unit 110, and the power supply unit 110 receives power used by the communication unit 21 via the power supply line 24, and converts a voltage of 100V to DC5V or the like as necessary. .

図5は、送信処理部104の構成を示す図である。送信処理部104は、通信方式として直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:OFDM)方式を使用するものと仮定する。ただし本発明において用いられる通信方式は、必ずしもOFDM方式に限られるものではない。例えば、シングルキャリア変調を行うBPSK通信方式などにも本発明を適用することができる。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the transmission processing unit 104. It is assumed that the transmission processing unit 104 uses an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system as a communication system. However, the communication method used in the present invention is not necessarily limited to the OFDM method. For example, the present invention can be applied to a BPSK communication system that performs single carrier modulation.

送信処理部104は、シリアル/パラレル(S/P)変換部140、変調部141、逆高速フーリエ変換(IFFT)処理部142、ガードインターバル(GI)付加部143、無信号区間生成部144、同期信号生成部145を備える。   The transmission processing unit 104 includes a serial / parallel (S / P) conversion unit 140, a modulation unit 141, an inverse fast Fourier transform (IFFT) processing unit 142, a guard interval (GI) addition unit 143, a no-signal section generation unit 144, a synchronization A signal generation unit 145 is provided.

S/P変換部140は、アクセスコントローラ105から入力されるデータをシリアルデータからパラレルデータに変換する。この処理は、デジタル信号処理のためシリアルデータとして構成されていた送信データを、アナログ送信のために並列化するものである。変調部141は、送信データを複数のキャリア(搬送波)に割り付けてキャリアを変調する。IFFT処理部142は、複数のキャリアをまとめて逆高速フーリエ変換処理を実施し、通信信号の時間波形をシンボルごとに生成する。ここでいうシンボルとは、通信データを送信および受信する際に通信信号を処理するデータ単位である。GI付加部143は通信信号の一部をコピー(複製)し、GIとして通信信号に付加する。GIはマルチパスフェージングなどによって遅延波が生じた場合に通信信号への影響を緩和する目的で付加するものである。無信号区間生成部144は、通信信号のシンボル間に、通信信号を含まない無信号区間を設ける。無信号区間の例は、後述の図6で説明する。同期信号生成部145は、通信信号に同期信号を付加する。同期信号は、受信側の通信装置10が通信信号を検出し、受信処理を行うためのシンボルの切り出し位置を特定するためのものである。   The S / P converter 140 converts data input from the access controller 105 from serial data to parallel data. In this process, transmission data configured as serial data for digital signal processing is parallelized for analog transmission. Modulation section 141 allocates transmission data to a plurality of carriers (carrier waves) and modulates the carriers. The IFFT processing unit 142 performs a reverse fast Fourier transform process on a plurality of carriers, and generates a time waveform of a communication signal for each symbol. Here, the symbol is a data unit for processing a communication signal when transmitting and receiving communication data. The GI adding unit 143 copies (duplicates) a part of the communication signal and adds it as a GI to the communication signal. GI is added for the purpose of mitigating the influence on a communication signal when a delayed wave is generated due to multipath fading or the like. The no-signal section generation unit 144 provides a no-signal section that does not include a communication signal between symbols of the communication signal. An example of the no-signal section will be described with reference to FIG. The synchronization signal generation unit 145 adds a synchronization signal to the communication signal. The synchronization signal is for the communication device 10 on the receiving side to detect a communication signal and specify a symbol cut-out position for performing reception processing.

図6は、送信処理部104が生成する通信信号150の構成を示す図である。通信信号150は、同期信号151、シンボル152a、152b、152c、152d、152e、152f、無信号区間153a、153bを有する。本実施形態1では説明を簡易にするために、同期信号1個、シンボル6個、無信号区間2個の構成例を説明するが、同期信号、シンボル、無信号区間の個数、構成を変更しても構わない。   FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the communication signal 150 generated by the transmission processing unit 104. The communication signal 150 includes a synchronization signal 151, symbols 152a, 152b, 152c, 152d, 152e, and 152f and no-signal sections 153a and 153b. In the first embodiment, in order to simplify the description, a configuration example of one synchronization signal, six symbols, and two no-signal sections will be described. However, the number and configuration of the synchronization signals, symbols, and no-signal sections are changed. It doesn't matter.

シンボル152a、152b、152c、152d、152e、152fの間には、無信号区間153a、153bが設けられている。無信号区間153a、153bの時間間隔はシンボル152a、152b、152c、152d、152e、152fと同じ時間間隔とした方が、送信処理と受信処理を簡易化することができるが、必ずしも同一の時間間隔でなくともよい。   Between the symbols 152a, 152b, 152c, 152d, 152e, and 152f, no-signal sections 153a and 153b are provided. If the time intervals of the no-signal sections 153a and 153b are the same as those of the symbols 152a, 152b, 152c, 152d, 152e, and 152f, the transmission processing and the reception processing can be simplified, but the time intervals are not necessarily the same. Not necessarily.

図7は、受信処理部107の構成を示す図である。受信処理部107は、同期部170、ガードインターバル(GI)除去部171、高速フーリエ変換(FFT)処理部172、メモリ部173、無信号区間判定部174、ノイズ振幅・位相計算部175、ノイズ周期性判定部176、疑似ノイズパターン生成部177、ノイズ成分除去部178、復調部179、パラレル/シリアル(P/S)変換部180を備える。   FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the reception processing unit 107. The reception processing unit 107 includes a synchronization unit 170, a guard interval (GI) removal unit 171, a fast Fourier transform (FFT) processing unit 172, a memory unit 173, a no-signal interval determination unit 174, a noise amplitude / phase calculation unit 175, a noise period. A determination unit 176, a pseudo noise pattern generation unit 177, a noise component removal unit 178, a demodulation unit 179, and a parallel / serial (P / S) conversion unit 180.

同期部170は、A/D変換器108から入力された通信信号の処理単位であるシンボルの切り出し位置を、同期信号によって特定する。GI除去部171は、通信方式としてOFDM方式を用いる場合に通常付加されるガードインターバル(GI)を除去する。FFT処理部172は、高速フーリエ変換(FFT)処理を実施し、通信信号を周波数キャリア毎に分割したデジタルデータを生成する。メモリ部173は、FFT処理された通信信号を周波数キャリア毎にデジタルデータとして記憶する記憶装置である。なお、無信号区間においても同様にFFT処理を実施することにより、周波数ごとのノイズの振幅・位相成分を抽出することができる。   Synchronizing section 170 specifies a symbol cutout position, which is a processing unit of a communication signal input from A / D converter 108, using a synchronization signal. The GI removal unit 171 removes a guard interval (GI) that is normally added when the OFDM method is used as a communication method. The FFT processing unit 172 performs fast Fourier transform (FFT) processing, and generates digital data obtained by dividing the communication signal for each frequency carrier. The memory unit 173 is a storage device that stores the FFT-processed communication signal as digital data for each frequency carrier. Note that the amplitude and phase components of noise for each frequency can be extracted by performing the FFT processing in the same manner in the no-signal section.

無信号区間判定部174は、メモリ部173に記憶されている通信信号(のデジタルデータ)のうち、通信信号が含まれない無信号区間を特定し、無信号区間に重畳されているノイズ成分を抽出する。無信号区間を特定する方法としては、例えばあらかじめ送受信する通信装置10間で決めておいたタイミングで無信号区間を抽出するようにしてもよいし、通信信号の振幅があらかじめ決めておいた閾値以下となった場合に無信号区間であると判定してもよい。その他の適当な手法を用いてもよい。本実施形態1では、あらかじめ通信装置10間で無信号区間のタイミングを決めておくものとする。   The no-signal section determination unit 174 identifies a no-signal section that does not include a communication signal among communication signals (digital data) stored in the memory unit 173, and determines a noise component superimposed on the no-signal section. Extract. As a method for specifying the no-signal section, for example, the no-signal section may be extracted at a timing determined between the communication devices 10 that transmit and receive in advance, or the amplitude of the communication signal is equal to or less than a predetermined threshold. When it becomes, you may determine with it being a no-signal area. Other suitable techniques may be used. In the first embodiment, it is assumed that the timing of the no-signal section is determined between the communication devices 10 in advance.

ノイズ振幅・位相計算部175は、無信号区間判定部174が抽出した無信号区間に含まれるノイズ成分の振幅と位相を用いて、次の無信号区間におけるノイズ成分の振幅と位相を計算する。具体的な計算手法については、後述の図8で説明する。   The noise amplitude / phase calculation unit 175 calculates the amplitude and phase of the noise component in the next no-signal interval using the amplitude and phase of the noise component included in the no-signal interval extracted by the no-signal interval determination unit 174. A specific calculation method will be described later with reference to FIG.

ノイズ周期性判定部176は、ノイズ振幅・位相計算部175が計算したノイズ成分の振幅または位相に基づき、ノイズ成分が周期ノイズであるか非周期ノイズであるかを判定する。具体的な判定手法については、後述の図9で説明する。   The noise periodicity determination unit 176 determines whether the noise component is periodic noise or non-periodic noise based on the amplitude or phase of the noise component calculated by the noise amplitude / phase calculation unit 175. A specific determination method will be described later with reference to FIG.

疑似ノイズパターン生成部177は、ノイズ周期性判定部176による判定結果に基づき、疑似ノイズパターンを生成する。疑似ノイズパターンの例については、後述の図10で説明する。   The pseudo noise pattern generation unit 177 generates a pseudo noise pattern based on the determination result by the noise periodicity determination unit 176. An example of the pseudo noise pattern will be described later with reference to FIG.

ノイズ成分除去部178は、疑似ノイズパターン生成部177が生成した疑似ノイズパターンと、メモリ部173に記憶されているシンボルのキャリア振幅および位相データに基づき、ノイズ成分を除去する。具体的な除去方法については後述の図11で説明する。   The noise component removing unit 178 removes a noise component based on the pseudo noise pattern generated by the pseudo noise pattern generating unit 177 and the carrier amplitude and phase data of the symbol stored in the memory unit 173. A specific removal method will be described later with reference to FIG.

復調部179は、ノイズ成分を除去されたシンボルごとのキャリアデータを復調する。パラレル/シリアル(P/S)変換部180は、パラレルデータをシリアルデータに変換した上で、アクセスコントローラ105へ出力する。この処理は、アナログ送信のため並列化されていたパラレルデータを、デジタル処理のためにシリアル化するものである。   The demodulator 179 demodulates the carrier data for each symbol from which the noise component has been removed. The parallel / serial (P / S) conversion unit 180 converts the parallel data into serial data and outputs the serial data to the access controller 105. In this process, parallel data that has been parallelized for analog transmission is serialized for digital processing.

図8は、無信号区間におけるノイズ位相の一例を示す図である。無信号区間153aで検出されたノイズ成分は、ノイズ位相(A)に示すように、周波数f1、f2、f3、f4毎にそれぞれ異なる位相Φを有する。同様に、無信号区間153bで検出されたノイズ成分は、ノイズ位相(B)に示すように、周波数f1、f2、f3、f4毎にノイズ位相(A)とは異なる位相Φを有する。無信号区間153aにおいて検出されたノイズ信号と無信号区間153bにおいて検出されたノイズ信号が連続している場合は、ノイズ位相(A)における各位相を信号時間Tに相当する分だけ進ませると、ノイズ位相(B)が得られるはずである。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a noise phase in a no-signal section. As shown in the noise phase (A), the noise component detected in the no-signal section 153a has a different phase Φ for each of the frequencies f1, f2, f3, and f4. Similarly, the noise component detected in the no-signal section 153b has a phase Φ different from the noise phase (A) for each of the frequencies f1, f2, f3, and f4, as shown in the noise phase (B). When the noise signal detected in the no-signal section 153a and the noise signal detected in the no-signal section 153b are continuous, each phase in the noise phase (A) is advanced by an amount corresponding to the signal time T. A noise phase (B) should be obtained.

ノイズ振幅・位相計算部175は、無信号区間153aにおいて抽出したノイズ成分の振幅と位相を用いて、無信号区間153bにおけるノイズ成分の振幅と位相を、ノイズ成分の周波数毎に計算する。具体的には、通信信号のキャリア周波数をf、シンボル152c〜152dの間の信号時間をTとすると、無信号区間153a〜153bの間におけるノイズ位相の変化量ΔΦは、下記式(1)によって計算することができる。   The noise amplitude / phase calculation unit 175 calculates the amplitude and phase of the noise component in the no-signal section 153b for each frequency of the noise component using the amplitude and phase of the noise component extracted in the no-signal section 153a. Specifically, assuming that the carrier frequency of the communication signal is f and the signal time between the symbols 152c to 152d is T, the amount of change ΔΦ in the noise phase between the no-signal sections 153a to 153b is expressed by the following equation (1). Can be calculated.

ΔΦ=2πf・T ・・・式(1)
無信号区間153aにおけるノイズ位相をΦ1とすると、無信号区間153bにおける位相Φ2は、下記式(2)で計算することができる。
ΔΦ = 2πf · T (1)
If the noise phase in the no-signal section 153a is Φ1, the phase Φ2 in the no-signal section 153b can be calculated by the following equation (2).

Φ2=Φ1+ΔΦ ・・・式(2)
位相は2πごとに周期性を有するため、計算によって得られた位相が0〜2πの範囲内に収まらなかった場合は、0≦φ1≦2πに対してΦ2±2πn(nは整数)を計算することにより、0≦φ2≦2πの範囲内の値に変換することができる。
Φ2 = Φ1 + ΔΦ (2)
Since the phase has periodicity every 2π, if the phase obtained by calculation does not fall within the range of 0 to 2π, Φ2 ± 2πn (n is an integer) is calculated for 0 ≦ φ1 ≦ 2π. Thus, the value can be converted into a value in the range of 0 ≦ φ2 ≦ 2π.

上記ではノイズ成分の位相について説明したが、FFT処理では周波数ごとのノイズ成分の初期電力値を得ることができるため、この初期電力値と位相変化量ΔΦからノイズ成分の振幅変化量についても計算することができる。   Although the phase of the noise component has been described above, since the initial power value of the noise component for each frequency can be obtained in the FFT processing, the amplitude change amount of the noise component is also calculated from the initial power value and the phase change amount ΔΦ. be able to.

図9は、ノイズ周期性判定部176がノイズ周期性を判定する手法例を示す図である。図9(A)はノイズが周期ノイズである場合、図9(B)はノイズが非周期ノイズである場合の例を示す。   FIG. 9 is a diagram illustrating a method example in which the noise periodicity determination unit 176 determines noise periodicity. FIG. 9A shows an example where the noise is periodic noise, and FIG. 9B shows an example where the noise is non-periodic noise.

図9(A)において、ノイズ周期性判定部176は、無信号区間153aで抽出されたノイズ測定値154aに基づいて、シンボル152cと152dの間の期間におけるノイズ成分に相当する、ノイズ計算値155を計算する。次にノイズ周期性判定部176は、無信号区間153bで抽出されたノイズ測定値154bとノイズ計算値155を比較し、位相が連続しているか否かを判定する。具体的には、例えばノイズ測定値154bとノイズ計算値155の境界部分における両者の信号値の差分が所定範囲内に収まっていれば、位相が連続しているとみなすことができる。位相が連続となる場合には、ノイズ周期性判定部176は無信号区間153aと153bの間に周期性ノイズが重畳されていると判定する。   In FIG. 9A, the noise periodicity determination unit 176 calculates a noise calculated value 155 corresponding to the noise component in the period between the symbols 152c and 152d based on the noise measurement value 154a extracted in the no-signal section 153a. Calculate Next, the noise periodicity determination unit 176 compares the noise measurement value 154b extracted in the no-signal section 153b with the noise calculation value 155, and determines whether or not the phases are continuous. Specifically, for example, if the difference between the signal values at the boundary between the noise measurement value 154b and the noise calculation value 155 is within a predetermined range, it can be considered that the phases are continuous. When the phases are continuous, the noise periodicity determination unit 176 determines that periodic noise is superimposed between the no-signal sections 153a and 153b.

図9(B)においては、ノイズ測定値154cとノイズ計算値155の境界部分において位相が不連続となっているため、ノイズ周期性判定部176は無信号区間153aと153bの間に非周期性(ランダム)ノイズが重畳されていると判定する。   In FIG. 9B, since the phase is discontinuous at the boundary between the noise measurement value 154c and the noise calculation value 155, the noise periodicity determination unit 176 has a non-periodicity between the no-signal intervals 153a and 153b. It is determined that (random) noise is superimposed.

ノイズ成分の連続性を判定する際には、ノイズ位相のみを用いてもよいし、振幅のみを用いてもよいし、位相と振幅を併用してもよい。例えば位相のみを用いる場合は、ノイズ測定値154bとノイズ計算値155の境界部分において、ノイズ測定値154bが時間軸上で所定範囲内に収まっているか否かを判定すればよい。振幅のみを用いる場合は、信号パワー軸上で同様に判定すればよい。両者を併用する場合は、例えば平面距離が所定範囲内に収まっているか否かによって判定すればよい。   When determining the continuity of the noise component, only the noise phase may be used, only the amplitude may be used, or the phase and the amplitude may be used in combination. For example, when only the phase is used, it may be determined whether or not the noise measurement value 154b is within a predetermined range on the time axis at the boundary between the noise measurement value 154b and the noise calculation value 155. When only the amplitude is used, the determination may be made similarly on the signal power axis. When both are used together, for example, the determination may be made based on whether or not the plane distance is within a predetermined range.

図10は、疑似ノイズパターン生成部177が生成する疑似ノイズパターンの例を示す図である。図10(A)は周波数毎の擬似ノイズパターンのパワーを示す。図10(B)は周波数f1における疑似ノイズの一例を示す。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a pseudo noise pattern generated by the pseudo noise pattern generation unit 177. FIG. 10A shows the power of the pseudo noise pattern for each frequency. FIG. 10B shows an example of pseudo noise at the frequency f1.

図10(A)において、周波数f1、f3、f4のノイズは周期性ノイズと判定されたため、疑似ノイズが生成されているのに対し、周波数f2のノイズは非周期性ノイズと判定されたため、疑似ノイズは生成されていない。   In FIG. 10A, since the noise of the frequencies f1, f3, and f4 is determined to be periodic noise, pseudo noise is generated, whereas the noise of the frequency f2 is determined to be non-periodic noise. Noise is not generated.

図10(B)において、同相成分Iと直交成分Qのコンスタレーション上で疑似ノイズ156aを表すと、原点から疑似ノイズ156aまでの長さを疑似ノイズ振幅157とし、同相成分I軸から疑似ノイズ156aまでの回転量を疑似ノイズ位相158として表すことができる。   In FIG. 10B, when the pseudo noise 156a is expressed on the constellation of the in-phase component I and the quadrature component Q, the length from the origin to the pseudo noise 156a is set as the pseudo noise amplitude 157, and the pseudo noise 156a from the in-phase component I axis. Can be expressed as a pseudo noise phase 158.

図11は、ノイズ成分除去部178がノイズ成分を除去する方法の例を示す図である。シンボル152cにおける周波数f1のキャリアを同相成分Iと直交成分Qの軸上で示すと、補正前キャリア160が得られたとする。疑似ノイズ156aを示すノイズベクトル159aの位相を反転させたノイズベクトル159bを補正前キャリア160に加算することにより、補正後キャリア161を得ることができる。他の周波数f3、f4についても同様にノイズ成分を除去することができる。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a method by which the noise component removing unit 178 removes noise components. When the carrier of the frequency f1 in the symbol 152c is shown on the axes of the in-phase component I and the quadrature component Q, it is assumed that the carrier 160 before correction is obtained. By adding the noise vector 159b obtained by inverting the phase of the noise vector 159a indicating the pseudo noise 156a to the carrier 160 before correction, the carrier 161 after correction can be obtained. Similarly, noise components can be removed from the other frequencies f3 and f4.

疑似ノイズを生成しなかった周波数f2のキャリアについては、ノイズ成分を除去しなくてもよいし、非周期ノイズを正確に特定することができるのであれば積極的にノイズ成分を除去してもよい。一般的には非周期ノイズを正確に特定することは難しいため、非周期ノイズ成分は時間経過にともない自然消滅することを想定して、積極的に除去しないようにすることが望ましいと考えられる。   For the carrier of frequency f2 that did not generate pseudo noise, it is not necessary to remove the noise component, and if the non-periodic noise can be accurately identified, the noise component may be positively removed. . In general, it is difficult to accurately identify non-periodic noise, so it is desirable that the non-periodic noise component should not be positively removed on the assumption that it will naturally disappear over time.

<実施の形態1:まとめ>
以上のように、本実施形態1に係る通信システム1000において、通信装置10は、信号区間内におけるノイズ成分の位相または振幅を計算し、複数の無信号区間内におけるノイズ成分が周期ノイズであるか否かを、計算したノイズ成分の位相または振幅を用いて判定する。これにより、周期ノイズと非周期ノイズを区別してノイズ成分を適切に除去することができる。特に、ノイズによって通信データに誤りが生じ易い通信システム、例えば電力線通信システムにおいて本実施形態1に係る通信システム1000を用いると好適である。
<Embodiment 1: Summary>
As described above, in the communication system 1000 according to the first embodiment, the communication apparatus 10 calculates the phase or amplitude of the noise component in the signal section, and whether the noise component in the plurality of no-signal sections is periodic noise. Is determined using the phase or amplitude of the calculated noise component. Thereby, periodic noise and aperiodic noise can be distinguished and a noise component can be removed appropriately. In particular, it is preferable to use the communication system 1000 according to the first embodiment in a communication system in which an error is likely to occur in communication data due to noise, for example, a power line communication system.

また、本実施形態1に係る通信システム1000において、通信装置10は、周期ノイズと判定されたノイズ成分のみを除去し、非周期ノイズと判定されたノイズ成分は除去しないように動作することができる。これにより、ノイズ成分のみを正確に特定して除去することができるので、信号品質に与える影響を抑えつつノイズ処理を実施することができる。   Further, in the communication system 1000 according to the first embodiment, the communication device 10 can operate so as to remove only the noise component determined as periodic noise and not remove the noise component determined as non-periodic noise. . As a result, only the noise component can be accurately identified and removed, so that the noise processing can be performed while suppressing the influence on the signal quality.

また、本実施形態1に係る通信システム1000において、通信装置10は、周波数領域においてキャリア毎にノイズ成分を除去するため、高い精度でノイズ成分を除去することができる。   Further, in the communication system 1000 according to the first embodiment, the communication device 10 can remove the noise component with high accuracy because the communication device 10 removes the noise component for each carrier in the frequency domain.

また、本実施形態1に係る通信システム1000において、通信装置10は、ノイズ成分を除去する処理を、アナログ/デジタル(A/D)変換処理後のデジタル処理において実行する。具体的には、FFT処理部172がフーリエ変換した結果をデジタルデータとしてメモリ部173に格納したデータに対して、ノイズ処理を実施する。そのため、簡易な処理でノイズ除去処理を実装することができる。さらに、デジタル処理においてキャンセル処理を実行するため、通信装置の送信回路および受信回路を複数設ける必要がなく、通信装置の大きさやコストを低減することができる。   Further, in the communication system 1000 according to the first embodiment, the communication apparatus 10 performs the process of removing the noise component in the digital process after the analog / digital (A / D) conversion process. Specifically, noise processing is performed on the data stored in the memory unit 173 as digital data as a result of the Fourier transform performed by the FFT processing unit 172. Therefore, the noise removal process can be implemented with a simple process. Furthermore, since cancellation processing is executed in digital processing, it is not necessary to provide a plurality of transmission circuits and reception circuits of the communication device, and the size and cost of the communication device can be reduced.

また、本実施形態1に係る通信システム1000において、通信装置10は、メモリ173にいったん格納された通信信号データに対してノイズ除去処理を実施する。これにより、必ずしもノイズ除去処理をリアルタイムで実施する必要がなくなり、ノイズ処理のために必要な演算能力を抑えることができる。   In the communication system 1000 according to the first embodiment, the communication device 10 performs noise removal processing on the communication signal data once stored in the memory 173. As a result, it is not always necessary to perform the noise removal processing in real time, and it is possible to suppress the calculation capability necessary for the noise processing.

<実施の形態2>
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることもできる。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることができる。
<Embodiment 2>
The present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. A part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. Further, with respect to a part of the configuration of each embodiment, another configuration can be added, deleted, or replaced.

例えば実施形態1では、通信システム1000の例として、電力線に通信信号を重畳する構成を説明した。本発明の適用対象はこれに限られるものではなく、その他の形態を採用する通信システムにおいても適用することができる。通信信号を電力線に重畳することに代えてデータ通信用の通信線を別途設ける構成、無線通信によってデータ通信する構成などが例として考えられる。   For example, in the first embodiment, the configuration in which the communication signal is superimposed on the power line has been described as an example of the communication system 1000. The application target of the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a communication system that adopts other forms. A configuration in which a communication line for data communication is separately provided instead of superimposing a communication signal on a power line, a configuration in which data communication is performed by wireless communication, and the like are considered as examples.

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。例えば、送信処理部104、受信処理部107、アクセスコントローラ105、プロトコル変換部106のうち少なくともいずれかを、FPGA(Field Programmable Gate Array)のようなプログラマブル演算装置上の演算回路として実装することが考えられる。   Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit. Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor. Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD. For example, it is considered that at least one of the transmission processing unit 104, the reception processing unit 107, the access controller 105, and the protocol conversion unit 106 is implemented as an arithmetic circuit on a programmable arithmetic device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array). It is done.

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。   Further, the control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.

また、上述の各機能部が実施する処理の順序は、本発明の趣旨から逸脱しない限り、入れ替えたり並列実行したりすることもできる。例えば、無信号区間153bにおけるノイズ成分の位相と振幅を取得する処理を、信号区間152c〜152dにおけるノイズ成分の位相と振幅を計算する処理の前後いずれにおいて実行してもよいし、これらを並列実行してもよい。   In addition, the order of the processes performed by each of the functional units described above can be interchanged or executed in parallel without departing from the spirit of the present invention. For example, the process of acquiring the phase and amplitude of the noise component in the no-signal section 153b may be executed either before or after the process of calculating the phase and amplitude of the noise component in the signal sections 152c to 152d, or these are executed in parallel. May be.

1:配電用変電所
10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g:通信装置
11:制御装置
20a、20b、20c、20d、20e、20f:開閉器
21:通信部
22:開閉器制御部
23a、23b:電源装置
24:電力供給線
25:通信線
26:通信線
27a、27b:通信線
28:スイッチ
30a、30b、30c:低圧需要家
40a、40b:低圧用変圧器
50a、50b:中圧配電線
60a、60b:低圧配電線
70:高圧配電線
80:高圧用変圧器
90a、90b、90c:遮断器
101a、101b:バンドパス(BP)フィルタ
102:送信アンプ
103:デジタル/アナログ(D/A)変換器
104:送信処理部
105:アクセスコントローラ
106:プロトコル変換部
107:受信処理部
108:アナログ/デジタル(A/D)変換器
109:受信アンプ
110:電源部
111:結合器
140:シリアル/パラレル(S/P)変換部
141:変調部
142:逆高速フーリエ変換(IFFT)処理部
143:ガードインターバル(GI)付加部
144:無信号区間生成部
145:同期信号生成部
150:通信信号
151:同期信号
152a、152b、152c、152d、152e、152f:シンボル
153a、153b:無信号区間
154a、154b、154c:ノイズ測定値
155:ノイズ計算値
156a、156b、156c:疑似ノイズ
157:疑似ノイズ振幅
158:疑似ノイズ位相
159a、159b:ノイズベクトル
160:補正前キャリア
161:補正後キャリア
170:同期部
171:ガードインターバル(GI)除去部
172:高速フーリエ変換(FFT)処理部
173:メモリ部
174:無信号区間判定部
175:ノイズ振幅・位相計算部
176:ノイズ周期性判定部
177:疑似ノイズパターン生成部
178:ノイズ成分除去部
179:復調部
180:パラレル/シリアル(P/S)変換部
1: Distribution substation 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g: Communication device 11: Control device 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f: Switch 21: Communication unit 22: Switch control unit 23a, 23b: Power supply device 24: Power supply line 25: Communication line 26: Communication line 27a, 27b: Communication line 28: Switches 30a, 30b, 30c: Low voltage consumer 40a, 40b: Low voltage transformer 50a, 50b: Medium Pressure distribution line 60a, 60b: Low voltage distribution line 70: High voltage distribution line 80: High voltage transformers 90a, 90b, 90c: Circuit breakers 101a, 101b: Band pass (BP) filter 102: Transmission amplifier 103: Digital / analog (D / A) Converter 104: Transmission processing unit 105: Access controller 106: Protocol conversion unit 107: Reception processing unit 108: Analog Digital (A / D) converter 109: Reception amplifier 110: Power supply unit 111: Coupler 140: Serial / parallel (S / P) conversion unit 141: Modulation unit 142: Inverse fast Fourier transform (IFFT) processing unit 143: Guard Interval (GI) adding section 144: No signal section generation section 145: Synchronization signal generation section 150: Communication signal 151: Synchronization signals 152a, 152b, 152c, 152d, 152e, 152f: Symbols 153a, 153b: No signal sections 154a, 154b 154c: measured noise value 155: calculated noise value 156a, 156b, 156c: pseudo noise 157: pseudo noise amplitude 158: pseudo noise phase 159a, 159b: noise vector 160: pre-correction carrier 161: post-correction carrier 170: synchronization unit 171 : Guard interval (GI) removal unit 72: Fast Fourier transform (FFT) processing unit 173: Memory unit 174: No signal section determination unit 175: Noise amplitude / phase calculation unit 176: Noise periodicity determination unit 177: Pseudo noise pattern generation unit 178: Noise component removal unit 179 : Demodulator 180: Parallel / serial (P / S) converter

Claims (17)

通信信号に含まれるノイズ成分を処理する方法であって、
前記通信信号内の第1無信号区間内に含まれる第1ノイズ成分を抽出するステップ、
前記第1ノイズ成分の位相または振幅の少なくともいずれかを計算するステップ、
前記通信信号内の第2無信号区間内に含まれる第2ノイズ成分を抽出するステップ、
前記第1ノイズ成分の計算した位相または振幅を用いて、前記第1無信号区間と前記第2無信号区間との間の信号区間における前記第1ノイズ成分の位相または振幅を計算するステップ、
前記第1ノイズ成分、前記信号区間における前記第1ノイズ成分の計算した位相または振幅、および前記第2ノイズ成分を用いて、前記第1ノイズ成分が周期ノイズであるか非周期ノイズであるかを判定する周期性判定ステップ、
を有することを特徴とするノイズ成分処理方法。
A method for processing a noise component included in a communication signal,
Extracting a first noise component included in a first no-signal section in the communication signal;
Calculating at least one of a phase or an amplitude of the first noise component;
Extracting a second noise component included in a second no-signal section in the communication signal;
Calculating the phase or amplitude of the first noise component in a signal interval between the first no-signal interval and the second no-signal interval using the calculated phase or amplitude of the first noise component;
Using the first noise component, the calculated phase or amplitude of the first noise component in the signal interval, and the second noise component, it is determined whether the first noise component is periodic noise or non-periodic noise. A periodicity determining step for determining;
A noise component processing method characterized by comprising:
前記周期性判定ステップでは、
前記信号区間における前記第1ノイズ成分の計算した位相または振幅を用いて、前記信号区間における前記第1ノイズ成分の位相または振幅を補完し、
前記補完の結果、前記第1ノイズ成分、前記信号区間における補完した前記第1ノイズ成分、および前記第2ノイズ成分が連続しているときは、前記第1ノイズ成分が周期ノイズであると判定し、連続していないときは非周期ノイズであると判定する
ことを特徴とする請求項1記載のノイズ成分処理方法。
In the periodicity determining step,
Using the calculated phase or amplitude of the first noise component in the signal interval to complement the phase or amplitude of the first noise component in the signal interval;
As a result of the complementation, when the first noise component, the complemented first noise component in the signal interval, and the second noise component are continuous, it is determined that the first noise component is periodic noise. The noise component processing method according to claim 1, wherein when it is not continuous, it is determined as non-periodic noise.
前記通信信号から、少なくとも前記周期性判定ステップで周期ノイズであると判定されたノイズ成分を除去する、ノイズ除去ステップを有する
ことを特徴とする請求項1または2記載のノイズ成分処理方法。
The noise component processing method according to claim 1, further comprising: a noise removal step of removing a noise component determined to be periodic noise at least in the periodicity determination step from the communication signal.
前記ノイズ除去ステップでは、前記周期性判定ステップで非周期ノイズであると判定されたノイズ成分は除去しない
ことを特徴とする請求項3記載のノイズ成分処理方法。
The noise component processing method according to claim 3, wherein in the noise removal step, the noise component determined to be non-periodic noise in the periodicity determination step is not removed.
前記通信信号をデジタルデータに変換して記憶装置に格納する記憶ステップを有し、
前記第1ノイズ成分を抽出するステップ、および前記第2ノイズ成分を抽出するステップでは、前記記憶装置にデジタルデータとして格納されている前記通信信号から、前記第1ノイズ成分および前記第2ノイズ成分をそれぞれ抽出する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載のノイズ成分処理方法。
A storage step of converting the communication signal into digital data and storing it in a storage device;
In the step of extracting the first noise component and the step of extracting the second noise component, the first noise component and the second noise component are obtained from the communication signal stored as digital data in the storage device. The noise component processing method according to any one of claims 1 to 4, wherein each of the noise component processing methods is extracted.
前記通信信号をフーリエ変換するステップを有し、
前記記憶ステップでは、前記フーリエ変換によって得られた前記通信信号のデジタルデータを前記記憶装置に格納する
ことを特徴とする請求項5記載のノイズ成分処理方法。
Comprising Fourier transforming the communication signal;
The noise component processing method according to claim 5, wherein in the storing step, digital data of the communication signal obtained by the Fourier transform is stored in the storage device.
請求項1から6のいずれか1項記載のノイズ成分処理方法を演算装置に実行させることを特徴とするノイズ成分処理プログラム。   A noise component processing program that causes an arithmetic device to execute the noise component processing method according to claim 1. 通信信号内の無信号区間を特定して前記無信号区間に含まれるノイズ成分を抽出する無信号区間判定部と、
前記ノイズ成分の位相または振幅の少なくともいずれかを計算する振幅位相計算部と、
前記ノイズ成分の計算した位相または振幅を用いて、前記ノイズ成分が周期ノイズであるか非周期ノイズであるかを判定する周期性判定部と、
を備え、
前記無信号区間判定部は、
前記通信信号内の第1無信号区間内に含まれる第1ノイズ成分と、前記通信信号内の第2無信号区間内に含まれる第2ノイズ成分とを抽出し、
前記振幅位相計算部は、
前記第1ノイズ成分の位相または振幅を計算し、前記第1ノイズ成分の計算した位相または振幅を用いて、前記第1無信号区間と前記第2無信号区間との間の信号区間における前記第1ノイズ成分の位相または振幅を計算し、
前記周期性判定部は、
前記第1ノイズ成分、前記信号区間における前記第1ノイズ成分の計算した位相または振幅、および前記第2ノイズ成分を用いて、前記第1ノイズ成分が周期ノイズであるか非周期ノイズであるかを判定する
ことを特徴とする通信装置。
A no-signal section determination unit that identifies a no-signal section in a communication signal and extracts a noise component included in the no-signal section;
An amplitude phase calculation unit for calculating at least one of the phase and the amplitude of the noise component;
A periodicity determination unit that determines whether the noise component is periodic noise or non-periodic noise using the calculated phase or amplitude of the noise component;
With
The no-signal section determination unit
Extracting a first noise component included in a first no-signal section in the communication signal and a second noise component included in a second no-signal section in the communication signal;
The amplitude phase calculation unit is
Calculating the phase or amplitude of the first noise component, and using the calculated phase or amplitude of the first noise component, the first noise component in the signal interval between the first no-signal interval and the second no-signal interval; Calculate the phase or amplitude of one noise component,
The periodicity determination unit includes:
Using the first noise component, the calculated phase or amplitude of the first noise component in the signal interval, and the second noise component, it is determined whether the first noise component is periodic noise or non-periodic noise. A communication device characterized by determining.
前記周期性判定部は、
前記信号区間における前記第1ノイズ成分の計算した位相または振幅を用いて、前記信号区間における前記第1ノイズ成分の位相または振幅を補完し、
前記補完の結果、前記第1ノイズ成分、前記信号区間における補完した前記第1ノイズ成分、および前記第2ノイズ成分が連続しているときは、前記第1ノイズ成分が周期ノイズであると判定し、連続していないときは非周期ノイズであると判定する
ことを特徴とする請求項8記載の通信装置。
The periodicity determination unit includes:
Using the calculated phase or amplitude of the first noise component in the signal interval to complement the phase or amplitude of the first noise component in the signal interval;
As a result of the complementation, when the first noise component, the complemented first noise component in the signal interval, and the second noise component are continuous, it is determined that the first noise component is periodic noise. The communication device according to claim 8, wherein when it is not continuous, it is determined as non-periodic noise.
前記通信信号から、少なくとも前記周期性判定部が周期ノイズであると判定したノイズ成分を除去する、ノイズ除去部を備える
ことを特徴とする請求項8または9記載の通信装置。
The communication apparatus according to claim 8 or 9, further comprising: a noise removing unit that removes at least the noise component determined by the periodicity determining unit as periodic noise from the communication signal.
前記ノイズ除去部は、前記周期性判定部が非周期ノイズであると判定したノイズ成分は除去しない
ことを特徴とする請求項10記載の通信装置。
The communication device according to claim 10, wherein the noise removing unit does not remove a noise component determined by the periodicity determining unit as non-periodic noise.
前記通信信号をフーリエ変換するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換によって得られた前記通信信号のデジタルデータを格納する記憶装置と、
を備え、
前記無信号区間判定部は、
前記記憶装置にデジタルデータとして格納されている前記通信信号から、前記第1ノイズ成分および前記第2ノイズ成分をそれぞれ抽出する
ことを特徴とする請求項8から11のいずれか1項記載の通信装置。
A Fourier transform unit for Fourier transforming the communication signal;
A storage device for storing digital data of the communication signal obtained by the Fourier transform;
With
The no-signal section determination unit
The communication device according to any one of claims 8 to 11, wherein the first noise component and the second noise component are respectively extracted from the communication signal stored as digital data in the storage device. .
前記無信号区間判定部、前記振幅位相計算部、および前記周期性判定部は、プログラマブル演算装置上の演算回路として構成されている
ことを特徴とする請求項8から12のいずれか1項記載の通信装置。
The said no signal area determination part, the said amplitude phase calculation part, and the said periodicity determination part are comprised as an arithmetic circuit on a programmable arithmetic device. The one of Claims 8-12 characterized by the above-mentioned. Communication device.
請求項8から13のいずれか1項記載の通信装置を複数有することを特徴とする通信システム。   A communication system comprising a plurality of communication devices according to claim 8. 前記複数の通信装置のうち少なくともいずれかは、無信号区間を有する通信信号を生成して送信する送信処理部を備える
ことを特徴とする請求項14記載の通信システム。
The communication system according to claim 14, wherein at least one of the plurality of communication apparatuses includes a transmission processing unit that generates and transmits a communication signal having a no-signal section.
前記複数の通信装置は、通信線として配電線を使用する
ことを特徴とする請求項14または15記載の通信システム。
The communication system according to claim 14 or 15, wherein the plurality of communication devices use a distribution line as a communication line.
前記通信装置は、電力網における開閉器の動作を制御する制御データを送受信する
ことを特徴とする請求項14から16のいずれか1項記載の通信システム。
The communication system according to any one of claims 14 to 16, wherein the communication device transmits and receives control data for controlling an operation of a switch in a power network.
JP2011230114A 2011-10-19 2011-10-19 Noise component processing method, noise component processing program, communication apparatus, communication system Expired - Fee Related JP5715544B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011230114A JP5715544B2 (en) 2011-10-19 2011-10-19 Noise component processing method, noise component processing program, communication apparatus, communication system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011230114A JP5715544B2 (en) 2011-10-19 2011-10-19 Noise component processing method, noise component processing program, communication apparatus, communication system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013090216A JP2013090216A (en) 2013-05-13
JP5715544B2 true JP5715544B2 (en) 2015-05-07

Family

ID=48533696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011230114A Expired - Fee Related JP5715544B2 (en) 2011-10-19 2011-10-19 Noise component processing method, noise component processing program, communication apparatus, communication system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5715544B2 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2998794B2 (en) * 1997-01-28 2000-01-11 日本電気株式会社 Periodic noise removing apparatus and periodic noise removing method
JP4868999B2 (en) * 2006-09-22 2012-02-01 富士通株式会社 Speech recognition method, speech recognition apparatus, and computer program

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013090216A (en) 2013-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10794965B2 (en) Smart device to detect faults in primary substation power feeders
Jain et al. A fast harmonic phasor measurement method for smart grid applications
Li et al. Fault detection and classification in medium voltage DC shipboard power systems with wavelets and artificial neural networks
US10050672B2 (en) Method for processing an analog signal coming from a transmission channel, in particular a signal carried by power line communications
US20190199462A1 (en) Simultaneous call transmission detection
EP2608436A1 (en) Method and device for receiving multi-carrier optical signals
WO2003094765A2 (en) Method and system for power line network fault detection and quality monitoring
TW200401513A (en) Noise elimination method and apparatus
JP2014022804A (en) Semiconductor device and receiving device
JP2010243504A (en) Fault locating system
JP5715544B2 (en) Noise component processing method, noise component processing program, communication apparatus, communication system
CN109387724B (en) Fault diagnosis method for synchronous phase modulator based on longitudinal analysis and transverse correction
JP2009021678A (en) Power line communication system, and noise component removal control method
Ukil et al. Power systems frequency estimation using amplitude tracking square wave for low-end protective relays
JP2014039375A (en) Monitoring device, monitoring system, and program
Saleh et al. On the Assessment of Sampling Rate Impacts on Responses of Digital Protective Relays
US11366176B2 (en) Compensation device for leakage currents
Castello Algorithms for the synchrophasor measurement in steady-state and dynamic conditions
EP3902157B1 (en) Chromatic dispersion estimation device
Reza et al. Robust estimation of real-time single-phase grid voltage frequency under distorted conditions
Chaitanya et al. Empirical Wavelet Transform-Based Differential Protection Scheme for Micro-Grid
CN106772019A (en) The separate detecting system of three-phase breaker electromagnetic wave signal and method
JP2019075770A (en) Partial discharge detection device and partial discharge detection method
CN110299697B (en) Method and system for realizing line current differential protection
Ostojić et al. An algorithm with voltage inputs for detecting conductor breaks in radial distribution networks

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140804

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150302

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150310

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150313

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5715544

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees