JP2003218831A

JP2003218831A - 電力線搬送通信装置

Info

Publication number: JP2003218831A
Application number: JP2002015058A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Kodama; 宣貴児玉; Hisao Koga; 久雄古賀
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2002-01-24
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2022-01-24
Also published as: CN100574132C; CN1703844A; JP3931666B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ガードインターバルを排除しても通信が可能
で帯域阻止フィルタ無しに既存システムの使用帯域で十
分な減衰量を得られる電力線搬送通信装置を目的とす
る。【解決手段】送信部１０１は、送信データから生成し
た複数のビット列を各サブキャリアの信号点に写像する
信号点写像器１０２と、互いに直交したウェーブレット
波形で各サブキャリアの変調を行い時間波形系列データ
の生成を行うウェーブレット逆変換１０３と、時間波形
系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器１０４とを
有し、受信部１１１は、電力線通信用信号からサンプリ
ング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器１１４と、サン
プリング系列波形データを各サブキャリアの信号点デー
タに変換するウェーブレット変換１１５と、複数の信号
点データを逆写像して信号点写像器１０２で写像された
ビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボ
ル判定器１１６とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力線を利用して
データ伝送を行う電力線搬送通信装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電力線搬送通信装置は、各家庭に既にあ
る電力線をネットワーク伝送路として利用することで、
すぐに家庭内通信網が構築できることが大きな特長であ
る。しかしながら、電力線搬送通信装置は、平衡度の悪
い電力線を通信媒体として信号を送受信するため、電力
線からの漏洩電力が大きい。また、高速電力線搬送通信
に必要な周波数帯域では、アマチュア無線や短波放送な
どが既に周波数帯域を利用しているため、これら既存通
信システムに対する電力線搬送通信装置からの干渉が問
題となる。各国で定められた電波法や通信法による規制
事項には、使用周波数帯や許容電界強度といった項目に
ついて多種多様な制限が加えられており、これらに準じ
て通信に利用する周波数帯域を制限することが必要とな
る。また、電力線搬送通信装置の通信媒体となる一般の
電力線には多種多様な電気機器が接続されるため、通信
性能を左右する電力線のインピーダンス、電力線上の雑
音、伝送中の信号減衰量などは、各家庭の電灯線の配線
状態により個々に違い、電力線に接続されている電気機
器によっても変化し、さらにその特性は周波数によって
も大きく異なる。

【０００３】このように、電力線を通信媒体とした電力
線搬送通信では、電力線のインピーダンス変動や雑音、
信号減衰などによる通信障害や、他の既存通信システム
への妨害が懸念される。このため、一時的な通信障害を
もつ周波数帯の使用を回避する仕組みと各国の法規制に
柔軟に対応するための仕組み、すなわち通信に使用する
周波数帯と使用しない周波数帯とをきちんと区別し、さ
らに、それらを容易に変更できることが必要不可欠とな
る。この課題に対して、従来からマルチキャリア伝送方
式を用いた提案が多く行われている。

【０００４】電力線を通信媒体とした従来の電力線搬送
通信装置としては、例えば特開２０００−１６５３０４
号公報に記載されている装置がある。

【０００５】図２５は、特開２０００−１６５３０４号
公報に記載された電力線通信装置を示すブロック図であ
る。

【０００６】図２５において、６００は電力線搬送通信
装置、６０１はデータ分割器、６０２はＱＡＭ（Ｑｕａ
ｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔ
ｉｏｎ）エンコーダ、６０３は逆フーリエ変換器、６０
４は並直列変換器、６０５はＤ／Ａ変換器、６０６は低
域通過フィルタ、６０７は電力線結合回路、６０８は電
力線、６０９は低域通過フィルタ、６１０はＡ／Ｄ変換
器、６１１直並列変換器、６１２はフーリエ変換器、６
１３はＱＡＭデコーダ、６１４はデータ合成器である。

【０００７】図２５の構成を見て明らかなように、特開
２０００−１６５３０４号公報に記載されている電力線
搬送通信装置は、フーリエ変換を利用した直交周波数分
割多重（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙ
ＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送
（以下、「ＯＦＤＭ伝送」という）方式を電力線搬送通
信に適用したものである。

【０００８】次に、図２５の電力線搬送通信装置につい
て、その動作を説明する。

【０００９】電力線６０８への送信動作については、ま
ず、送信データがデータ分割器６０１に入力され、複数
のサブキャリアに割り当てるためのビット列が生成され
る。次に、このビット列がＱＡＭエンコーダ６０２によ
って複素信号に変換され、逆フーリエ変換器６０３、並
直列変換器６０４を介して、周波数分割多重化された時
間サンプル系列が生成される。この時間サンプル系列
は、Ｄ／Ａ変換器６０５、低域通過フィルタ６０６およ
び電力線結合回路６０７を介して、電力線６０８へ送信
される。逆に、電力線６０８からの受信動作において
は、Ａ／Ｄ変換器６１０は、電力線結合回路６０７と低
域通過フィルタ６０９を介して受信したアナログ信号
（電力線通信用信号）をディジタル信号に変換する。次
に、このディジタル信号は、直並列変換器６１１、フー
リエ変換器６１２を介して、各周波数毎のＱＡＭコード
に変換される。そして、この各ＱＡＭコードをＱＡＭデ
コーダ６１３によってそれぞれ復調し、この復調された
データをデータ合成器６１４によって合成する。

【００１０】以上のように、この電力線搬送通信装置に
よれば、ＯＦＤＭ伝送方式によって送信信号を複数の周
波数スペクトルをもつ搬送波（サブキャリア）で構成
し、電力線の雑音や減衰量の周波数特性に従って、それ
らの各サブキャリアに重畳する情報量を適応的に変化さ
せることにより、周波数を高効率で利用し、伝送速度を
向上させて通信できるという効果がある。また、任意の
サブキャリアを使用しないように送信側の回路を制御す
ることによって、伝送路環境が劣悪な周波数帯での通信
は避け、伝送路の状態が良好な周波数帯で積極的に多値
変調を行うことによって、安定した通信を行うことが可
能となっている。さらに、この制御によって、各国の法
規制に準じた信号を出力することもできる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電力線搬送通信装置では、以下のような問題点があ
った。これを図２６、図２７を用いて説明する。図２６
はガードインターバルの仕組みを示すグラフであり、図
２７はＯＦＤＭのフィルタバンク特性を示すグラフであ
る。

【００１２】従来の電力線搬送通信装置では、電力線を
使用した通信においてフーリエ変換を用いたＯＦＤＭ伝
送が行われているが、フーリエ変換を用いたＯＦＤＭ伝
送はマルチパスの影響を低減するために、図２６に示す
ようなガードインターバル区間を信号区間に設ける必要
がある。ガードインターバル区間は情報伝送から見れば
冗長であり、その分、周波数利用効率を低下させる。ま
た、ガードインターバル区間は短いほど伝送効率は向上
するが、受信側でマルチパスの影響を受け易くなり、誤
り率特性の劣化を招く。電力線通信環境はマルチパスに
よる遅延波の遅延時間が特に大きいため、ガードインタ
ーバル区間を大きくする必要があり、結果として伝送速
度を犠牲にする割合が著しく大きなものとなる。また、
既存システムへの干渉回避について、従来の方法では、
サブキャリアに対してデータを割り当てない（マスクす
る）ことにより、既存システムの使用帯域における信号
の振幅を理論的にゼロにする方式がとられる。図１９
（後述する）に、ＯＦＤＭ方式で使用しない帯域に対し
てマスクを行った例を示す。確かにマスクされたサブキ
ャリアの振幅は出ていないが、隣接するサブキャリアの
サイドローブの漏込みにより、１３ｄＢ程度の減衰しか
得られない。ＯＦＤＭの場合は矩形波を窓関数に使用し
てフーリエ変換を行っているため、図２７に示すよう
に、メインローブに対するサイドローブの減衰が１３ｄ
Ｂ程度しか得られない。そのため既存通信システムへの
妨害を十分に小さくすることができない。特に高速電力
線搬送通信が使用する周波数帯域には、アマチュア無線
や短波放送など受信感度の高い無線システムが既に多数
存在する。これら既存システムへの影響を回避するに
は、既存システムが使用している帯域に対しては送信し
ないようにする必要性がある。このため、従来の方法で
は新たに帯域阻止フィルタを設置する必要があった。こ
の帯域阻止フィルタが回路規模の増大を招き、また高速
で動作する必要性があることから消費電力を増大させる
要因の一つとなっている。

【００１３】この電力線搬送通信装置では、伝送速度劣
化の要因となるガードインターバルを排除しても通信が
可能で、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波
数帯域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フ
ィルタを設置することなしに既存システムの使用帯域に
おいて十分な減衰量を得ることが要求されている。

【００１４】本発明は、このような要求を満たすため、
伝送速度劣化の要因となるガードインターバルを排除し
ても通信が可能で、各国の電波法規制に応じて通信に利
用する周波数帯域を限定し、回路規模増大の要因となる
帯域阻止フィルタを設置することなしに既存システムの
使用帯域において十分な減衰量を得ることのできる電力
線搬送通信装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の電力線搬送通信装置は、送信部と、受信部
と、送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信
号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号の
みを抽出する電力線結合回路と、送信部と受信部の各構
成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリア
を用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、送信
部は、入力される送信データから複数のビット列を生成
してビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号
点写像器と、信号点写像器により写像された各サブキャ
リアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレ
ット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことによ
り時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変
換器と、ウェーブレット逆変換器による時間波形系列デ
ータをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、受信部
は、電力線結合回路により電力線から抽出された電力線
通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形
データを得るＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器によるサン
プリング系列波形データを各サブキャリアの信号点デー
タに変換するウェーブレット変換器と、ウェーブレット
変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して
信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ
系列として合成するシンボル判定器とを有する構成を備
えている。

【００１６】これにより、伝送速度劣化の要因となるガ
ードインターバルを排除しても通信が可能で、各国の電
波法規制に応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、
回路規模増大の要因となる帯域阻止フィルタを設置する
ことなしに既存システムの使用帯域において十分な減衰
量を得ることのできる電力線搬送通信装置が得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の電力線
搬送通信装置は、送信部と、受信部と、送信部からの信
号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると
共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線
結合回路と、送信部と受信部の各構成要素を制御する制
御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う
電力線搬送通信装置であって、送信部は、入力される送
信データから複数のビット列を生成してビット列を各サ
ブキャリアの信号点に写像する信号点写像器と、信号点
写像器により写像された各サブキャリアの信号点データ
に基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各
サブキャリアの変調を行うことにより時間波形系列デー
タの生成を行うウェーブレット逆変換器と、ウェーブレ
ット逆変換器による時間波形系列データをアナログ変換
するＤ／Ａ変換器とを有し、受信部は、電力線結合回路
により電力線から抽出された電力線通信用信号をディジ
タル変換してサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ
変換器と、Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形デ
ータを各サブキャリアの信号点データに変換するウェー
ブレット変換器と、ウェーブレット変換器から出力され
る複数の信号点データを逆写像して信号点写像器で写像
されたビット列を判別し受信データ系列として合成する
シンボル判定器とを有することとしたものである。

【００１８】この構成により、ＯＦＤＭ伝送方式で必要
であったガードインターバルという冗長な信号部分が必
要でなくなり、周波数利用効率を向上することができ、
また、複素演算を必要とするフーリエ変換を実部の演算
のみで行うウェーブレット変換で実現しているので、演
算量を削減することができ、回路規模を低減することが
できるという作用を有する。また、伝送速度劣化の要因
となるガードインターバルを排除しても通信が可能であ
り、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯
域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィル
タを設置することなしに既存システムの使用帯域におい
て十分な減衰量を得ることができるという作用を有す
る。

【００１９】請求項２に記載の電力線搬送通信装置は、
送信部と、受信部と、送信部からの信号を電力線に対し
て電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電
力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、送信
部と受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複
数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装
置であって、送信部は、入力される送信データから複数
のビット列を生成してビット列を各サブキャリアの信号
点に写像する信号点写像器と、信号点写像器により写像
された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直
交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変
調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウ
ェーブレット逆変換器と、ウェーブレット逆変換器から
出力される時間波形系列データを任意の搬送波周波数帯
域に周波数シフトする送信用周波数変換器と、送信用周
波数変換器から出力される時間波形系列データをアナロ
グ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、受信部は、電力線結
合回路により電力線から抽出された電力線通信用信号を
ディジタル変換してサンプリング系列波形データを得る
Ａ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列
波形データをベースバンド帯域へ周波数シフトしてベー
スバンド信号系列を得る受信用周波数変換器と、受信用
周波数変換器から出力されたベースバンド信号系列を各
サブキャリアの信号点データに変換するウェーブレット
変換器と、ウェーブレット変換器から出力される複数の
信号点データを逆写像して信号点写像器で写像されたビ
ット列を判別し受信データ系列として合成するシンボル
判定器とを有することとしたものである。

【００２０】この構成により、ＯＦＤＭ伝送方式で必要
であったガードインターバルという冗長な信号部分が必
要でなくなり、周波数利用効率を向上することができ、
また、複素演算を必要とするフーリエ変換を実部の演算
のみで行うウェーブレット変換で実現しているので、演
算量を削減することができ、回路規模を低減することが
できるという作用を有する。また、伝送速度劣化の要因
となるガードインターバルを排除しても通信が可能であ
り、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯
域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィル
タを設置することなしに既存システムの使用帯域におい
て十分な減衰量を得ることができるという作用を有す
る。さらに、任意の周波数帯へのシフトが可能になるの
で、例えば宅内と宅外で使用できる周波数帯が各国で異
なる場合についても容易に対応することができ、ベース
バンド伝送方式のみで対応するよりも、回路規模をさら
に抑えることができるという作用を有する。

【００２１】請求項３に記載の電力線搬送通信装置は、
送信部と、受信部と、送信部からの信号を電力線に対し
て電力線通信用信号として重畳すると共に電力線から電
力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路と、送信
部と受信部の各構成要素を制御する制御部とを有し、複
数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬送通信装
置であって、送信部は、入力される送信データから複数
のビット列を生成してビット列を各サブキャリアの複素
信号点に写像する信号点写像器と、信号点写像器により
写像された各サブキャリアの複素信号点データに基づき
互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャ
リアの変調を行うことにより複素時間波形系列データの
生成を行うウェーブレット逆変換器と、ウェーブレット
逆変換器から出力される複素時間波形系列データを直交
変調することにより任意の搬送波周波数帯域に周波数シ
フトする直交変調器と、直交変調器から出力される複素
時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変換器と
を有し、受信部は、電力線結合回路により電力線から抽
出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプ
リング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変
換器によるサンプリング系列波形データをベースバンド
帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得る直
交復調器と、直交復調器から出力されたベースバンド信
号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェ
ーブレット変換器と、ウェーブレット変換器から出力さ
れる複数の信号点データを逆写像して信号点写像器で写
像されたビット列を判別し受信データ系列として合成す
るシンボル判定器とを有することとしたものである。

【００２２】この構成により、ＯＦＤＭ伝送方式で必要
であったガードインターバルという冗長な信号部分が必
要でなくなり、周波数利用効率を向上することができ、
また、複素演算を必要とするフーリエ変換を実部の演算
のみで行うウェーブレット変換で実現しているので、演
算量を削減することができ、回路規模を低減することが
できるという作用を有する。また、伝送速度劣化の要因
となるガードインターバルを排除しても通信が可能であ
り、各国の電波法規制に応じて通信に利用する周波数帯
域を限定し、回路規模増大の要因となる帯域阻止フィル
タを設置することなしに既存システムの使用帯域におい
て十分な減衰量を得ることができるという作用を有す
る。さらに、直交変復調により複素領域の信号点データ
を使用できるので、さらに周波数利用効率を向上させる
ことができるという作用を有する。

【００２３】請求項４に記載の電力線搬送通信装置は、
請求項１乃至３のいずれか１に記載の電力線搬送通信装
置において、ウェーブレット逆変換器とウェーブレット
変換器は、完全再構成あるいは疑似完全再構成の重複直
交変換機能または一般化重複直交変換機能を有すること
としたものである。

【００２４】この構成により、ウェーブレット変換を実
現するフィルタバンク回路の全フィルタに対して直線位
相特性を持たすことができるので、フィルタバンクに必
要な乗算器の個数を半分にすることができ、回路規模を
小さくすることができるという作用を有する。また、各
サブキャリアの周波数特性をメインローブを中心に急峻
に設計できるので、受信時において他のサブキャリアか
らの干渉や帯域外の雑音による影響を低減することがで
きるという作用を有する。

【００２５】請求項５に記載の電力線搬送通信装置は、
請求項１乃至３のいずれか１に記載の電力線搬送通信装
置において、ウェーブレット逆変換器とウェーブレット
変換器は、変調重複変換機能または拡張変調重複変換機
能を有することとしたものである。

【００２６】この構成により、各サブキャリアの再度ろ
周波数特性をメインローブを中心に更に急峻に設計でき
るので、電力線搬送通信装置において既存システムに影
響を与えないようにする目的で従来は必要であった帯域
阻止フィルタを必要とせず、受信時において他のサブキ
ャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減する
ことができるという作用を有する。

【００２７】請求項６に記載の電力線搬送通信装置は、
請求項１乃至５のいずれか１に記載の電力線搬送通信装
置において、ウェーブレット逆変換器とウェーブレット
変換器は、ポリフェーズフィルタバンク回路によって構
成することとしたものである。

【００２８】この構成により、変調時と復調時における
重複直交変換の際の演算を低レートで実行することがで
き、動作クロック周波数を低くすることができるので、
回路の消費電力を低減することができるという作用を有
する。また、動作クロック周波数を低くすることができ
ることにより、演算器を流用することができ、回路規模
を小さくすることができるという作用を有する。

【００２９】請求項７に記載の電力線搬送通信装置は、
請求項１乃至５のいずれか１に記載の電力線搬送通信装
置において、ウェーブレット逆変換器とウェーブレット
変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路によって
構成することとしたものである。

【００３０】この構成により、変調時と復調時における
重複直交変換の際の演算を低レートで実行することがで
き、動作クロック周波数を低くすることができるので、
回路の消費電力を低減することができるという作用を有
する。また、高速ＤＣＴなどを併用することによって演
算量も低減できるので、回路の消費電力および回路規模
を小さくすることができるという作用を有する。

【００３１】請求項８に記載の電力線搬送通信装置は、
請求項１乃至６のいずれか１に記載の電力線搬送通信装
置において、ウェーブレット逆変換器とウェーブレット
変換器は、重複係数に応じたフィルタ長の異なる複数の
フィルタ係数パターンを有し、送信部から送信される電
力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条
件に応じて、複数のフィルタ係数パターンの中から適切
なフィルタ係数パターンを選択することとしたものであ
る。

【００３２】この構成により、伝送路の雑音状態が良好
な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電
力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合
においても安定した受信を行うことができるという作用
を有する。

【００３３】請求項９に記載の電力線搬送通信装置は、
請求項７に記載の電力線搬送通信装置において、ウェー
ブレット逆変換器とウェーブレット変換器は、重複係数
に応じた複数の平面回転角パターンを有し、送信部から
送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベ
ル等の受信条件に応じて、複数の平面回転角パラメータ
の中から適切な平面回転角パラメータを選択することと
したものである。

【００３４】この構成により、伝送路の雑音状態が良好
な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電
力を削減することができ、また、雑音状態が劣悪な場合
においても安定した受信を行うことができるという作用
を有する。また、フィルタ係数を複数パターン用意する
必要がなく、記憶容量を減らすことができるという作用
を有する。

【００３５】請求項１０に記載の電力線搬送通信装置
は、請求項１乃至９のいずれか１に記載の電力線搬送通
信装置において、制御部は、信号点写像器に対してデー
タをマッピングし変調するサブキャリアを選択する選択
信号を出力し、信号点写像器は、選択信号に基づき、選
択されたサブキャリアに対してはデータをマッピング
し、選択されなかったサブキャリアに対するデータはゼ
ロをマッピングすることとしたものである。

【００３６】この構成により、出力するサブキャリアを
容易に選択することができ、特定の周波数にのみ信号を
出力することが可能になり、国別の法規制によって各国
毎に使用可能な周波数が異なる場合であっても、容易に
対応することができるという作用を有する。

【００３７】請求項１１に記載の電力線搬送通信装置
は、請求項１０に記載の電力線搬送通信装置において、
制御部は、シンボル判定器による判定結果を用いて、電
力線上の雑音状態を信号電力対雑音電力比で推定するこ
とにより、相対的に大きな雑音が定常的に存在する周波
数帯域を検出し、大きな雑音が定常的に存在する周波数
帯域上のサブキャリアについては信号点写像器に対して
選択信号を出さないように制御することとしたものであ
る。

【００３８】この構成により、電力線上のノイズ状態を
把握することができ、使用可能なサブキャリアを選択す
ることができ、あらかじめ大きなノイズ成分が存在する
周波数位置を避けるようにサブキャリアを選定して、よ
り信頼性の高い通信を行うことができるという作用を有
する。

【００３９】請求項１２に記載の電力線搬送通信装置
は、請求項１０または１１に記載の電力線搬送通信装置
において、制御部は、信号点写像器による信号点写像と
サブキャリアへの選択信号の制御について、通信速度を
優先する場合には、信号点写像器で写像される信号点数
を増やすことで多値化し、データ伝送の信頼性を優先す
る場合には、信号点写像器で写像される信号点数を減ら
して２値化することとしたものである。

【００４０】この構成により、伝送速度を指定する速度
に容易に変更することができ、また指定された伝送速度
を実現する以外のサブキャリアを別の通信に利用するこ
とができるので、帯域の利用効率を向上させることがで
きるという作用を有する。

【００４１】請求項１３に記載の電力線搬送通信装置
は、請求項１０乃至１２のいずれか１に記載の電力線搬
送通信装置において、制御部は、信号点写像器による信
号点写像と各サブキャリアへの選択信号の制御につい
て、各サブキャリアの誤り率を調査し、各サブキャリア
の中で、誤り率の小さいサブキャリアから優先的に通信
に使用するように制御することとしたものである。

【００４２】この構成により、誤り率の小さいサブキャ
リアから優先的に通信に使用するようにしたので、受信
エラー数を減少させることができるという作用を有す
る。

【００４３】請求項１４に記載の電力線搬送通信装置
は、請求項１乃至１３のいずれか１に記載の電力線搬送
通信装置において、制御部は、送信用増幅器の利得を受
信部で受信した受信信号の信号電力対雑音電力比に基づ
いて設定することとしたものである。

【００４４】この構成により、電力線上のノイズレベル
が低く通信エラーが発生しない場合には出力レベルを低
下させることができるので、送信に必要な電力を削減す
ることができるという作用を有する。

【００４５】以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図２４を用いて説明する。

【００４６】（実施の形態１）まず、フーリエ変換とウ
ェーブレット変換による変復調の相違点について、図
１、図２を用いて説明する。図１（ａ）はウェーブレッ
トの時間波形の概念説明のためのグラフであり、図１
（ｂ）はウェーブレットの周波数スペクトルの概念説明
のためのグラフ２（ａ）は直交変換におけるデータの流
れを示す説明図、図２（ｂ）は重複直交変換におけるデ
ータの流れを示す説明図である。

【００４７】フーリエ変換を用いた変復調においては、
互いに直交する複数の三角関数に矩形波の窓関数を乗算
して各サブキャリアを構成し、その時の周波数特性はＳ
ｉｎｃ関数（Ｓｉｎｘ／ｘ関数）となる。一方、ウェー
ブレット変換を用いた変復調においては、各サブキャリ
アが互いに直交する複数のウェーブレットによって構成
される。ここでいうウェーブレットとは、図１に示すよ
うに時間領域でも周波数領域でも局在する波形のことで
ある。

【００４８】また、フーリエ変換は、図２（ａ）に示す
ように変換過程において入力信号のサンプル値を重複せ
ずにブロック化する。図２（ａ）における例では、分割
数２の場合における入力信号のブロック化の流れを示し
ている。一方、ウェーブレット変換は図２（ｂ）に示す
ように各変換過程において入力信号のサンプル値を分割
数だけシフトさせた形で重複させてブロック化する。図
２（ｂ）における例では、分割数２、重複度２の場合に
おける入力信号のブロック化の流れを示している。両者
の比較から１回の変換過程におけるフィルタ長が同じ分
割数でも異なることが分かる。すなわち、フーリエ変換
は分割数に対して一意的にサブキャリア波形の形状およ
び時間長が決定されるが、ウェーブレット変換において
は、入力信号の重複度によって形状および時間長を変化
させることができるという自由度がある。

【００４９】図３は、本発明の実施の形態１による電力
線搬送通信装置を示すブロック図である。

【００５０】図３において、１０１は送信部、１１１は
受信部である。送信部１０１は、信号点写像器１０２
と、ウェーブレット逆変換１０３と、Ｄ／Ａ変換器１０
４と、送信用増幅器１０５と、帯域通過フィルタ１０６
とを備える。また、受信部１１１は、帯域通過フィルタ
１１２、増幅度制御器１１３と、Ａ／Ｄ変換器１１４
と、ウェーブレット変換１１５と、シンボル判定器１１
６とを備える。電力線搬送通信装置１００は、送信部１
０１と、受信部１１１と、電力線結合回路１２１と、制
御部１２２とから構成される。

【００５１】このように構成された電力線搬送通信装置
の動作について、図４と図５を用いて説明する。図４は
電力線搬送通信装置の送信部１０１の動作を説明するた
めの説明図であり、図５は電力線搬送通信装置の受信部
１１１の動作を説明するための説明図である。なお、ウ
ェーブレット変換過程におけるサブキャリア数Ｎとフィ
ルタ長Ｍには自由度があり、サブキャリアの数Ｎは２の
べき乗、フィルタ長Ｍはサブキャリアの数Ｎの任意の整
数倍の値をとることが可能である。しかし、本実施の形
態では、説明を簡単にするため、使用周波数帯域を４分
割するウェーブレットを使用する。すなわち、通信に使
用するサブキャリア数Ｎを４本として説明する。また、
ウェーブレットを構成する各フィルタはサブキャリア数
Ｎの２倍のフィルタ長を有し、２つの信号点データを用
いて変換を行うものとする。

【００５２】まず、図４を用いて、送信部１０１のデー
タの流れについて説明する。

【００５３】信号点写像器１０２は、まず、送信するデ
ータ（送信ビット系列）を適当な長さのビット列を複数
生成する。例えば、「０００１１１１０１０１１０１０
０」というデータを、「００」、「０１」、「１１」、
「１０」、「１０」、「１１」、「０１」、「００」の
ように２ビットずつに分割して各サブキャリアに割り当
てるビット列を生成する。次に、信号点写像器１０２
は、この生成した「００」、「０１」、「１１」、「１
０」の各ビット列をそれぞれ「＋１」、「＋３」、「−
３」、「−１」といったパルス振幅変調（Ｐｕｌｓｅ
ＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＡＭ）
に相当する信号点に写像する。そして、このＰＡＭ信号
点データをウェーブレット逆変換１０３の入力部にＴ１
のように割り当てる。ウェーブレット逆変換１０３は、
Ｔ１のように割り当てられた２つの信号点データを用い
て、ウェーブレット逆変換を行い、１シンボル期間にお
ける時間軸上の送信波形のサンプル値を出力する。Ｄ／
Ａ変換器１０４は、この時間サンプル値（時間波形系列
データ）を一定のサンプリング時間で出力する。送信用
増幅器１０５は、この送信波形を送信信号レベルまで増
幅し、帯域通過フィルタ１０６は、不要な周波数成分を
除去する。電力線結合回路１２１は、帯域通過フィルタ
１０６によって波形整形された信号を電力線通信用信号
として電力線１１０に出力する。以上が、送信時におけ
るデータの流れの説明である。

【００５４】次に、図５を用いて受信部１１１のデータ
の流れについて説明する。

【００５５】まず、電力線結合回路１２１は、電力線１
１０から電力線通信用信号を抽出する。帯域通過フィル
タ１１２は、電力線結合回路１２１によって抽出した信
号から帯域外の雑音信号を除去して増幅度制御器１１３
に出力する。増幅度制御器１１３は、Ａ／Ｄ変換器１１
４のダイナミックレンジ内に収まるように信号レベルを
調整し、Ａ／Ｄ変換器１１４は、この信号波形を送信側
のサンプリング・タイミングと同タイミングでサンプリ
ングしてディジタル化する。ウェーブレット変換１１５
は、この波形データをウェーブレット変換し、サブキャ
リア毎の信号点データを得る。シンボル判定器１１６
は、この信号点データを逆写像し、最も近いと思われる
ビット列に復元し、受信データを得る。以上が、受信時
におけるデータの流れの説明である。

【００５６】なお、本実施の形態では、送信データを、
順番に複数のサブキャリアに割り当てることで高速な通
信を可能としているが、同じデータを同時に異なる複数
のサブキャリアに割り当てて送信することにより、より
信頼性の高いデータ通信も可能になる。

【００５７】上述したような構成により、ＯＦＤＭ伝送
方式で必要であったガードインターバルという冗長的な
信号部分が必要でなくなり、伝送効率を向上することが
可能となる。また、複素演算を必要とするフーリエ変換
を実部だけの演算のみで行うウェーブレット変換で実現
しているため、演算量を削減することができ、回路規模
を低減することができる。

【００５８】（実施の形態２）図６は、本発明の実施の
形態２による電力線搬送通信装置を示すブロック図であ
る。本実施の形態では、実施の形態１におけるベースバ
ンド信号を任意の搬送波を中心とする帯域信号に拡張す
る場合について説明する。

【００５９】図６において、１０１は送信部、１１１は
受信部である。送信部１０１は、信号点写像器１０２
と、ウェーブレット逆変換１０３と、送信用周波数変換
器としてのＳＳＢ（ＳｉｎｇｌｅＳｉｄｅＢａｎ
ｄ、片側帯域）変調器１０７と、Ｄ／Ａ変換器１０４
と、送信用増幅器１０５と、帯域通過フィルタ１０６と
を備える。また、受信部１１１は、帯域通過フィルタ１
１２と、増幅度制御器１１３と、Ａ／Ｄ変換器１１４
と、受信用周波数変換器としてのＳＳＢ復調器１１７
と、ウェーブレット変換１１５と、シンボル判定器１１
６とを備える。電力線搬送通信装置１００は、送信部１
０１と、受信部１１１と、電力線結合回路１２１と、制
御部１２２とから構成される。

【００６０】このように構成された電力線搬送通信装置
の動作について、図４と図５を用いて説明する。なお、
本実施の形態では、説明を簡単にするため、使用周波数
帯域を４分割するウェーブレットとし、ウェーブレット
を構成する各フィルタはサブキャリア数Ｎの２倍のフィ
ルタ長を有するものとする。また、本実施の形態におけ
る動作は、実施の形態１を周波数シフトする以外は同様
である。

【００６１】まず、図４を用いて、送信部１０１のデー
タの流れについて説明する。信号点写像器１０２は、ま
ず、送信するデータ（送信ビット系列）を適当な長さの
ビット列を複数生成する。例えば、「０００１１１１０
１０１１０１００」というデータを、「００」、「０
１」、「１１」、「１０」、「１０」、「１１」、「０
１」、「００」のように２ビットずつに分割して各サブ
キャリアに割り当てるビット列を生成する。次に、信号
点写像器１０２は、この生成した「００」、「０１」、
「１１」、「１０」の各ビット列をそれぞれ「＋１」、
「＋３」、「−３」、「−１」といったパルス振幅変調
（ＰＡＭ）に相当する信号点に写像する。そして、この
ＰＡＭ信号点データをウェーブレット逆変換１０３の入
力部にＴ１のように割り当てる。ウェーブレット逆変換
１０３は、Ｔ１のように割り当てられた２つの信号点デ
ータを用いて、ウェーブレット逆変換を行い、１シンボ
ル期間における時間軸上の送信波形のサンプル値を出力
する。ＳＳＢ変調器１０７は、この送信サンプル系列を
周波数シフトする。Ｄ／Ａ変換器１０４は、周波数シフ
トされた時間サンプル値を一定のサンプリング時間で出
力する。送信用増幅器１０５は、この送信波形を適当な
レベルに増幅し、帯域通過フィルタ１０６は、不要な周
波数成分を除去する。電力線結合回路１２１は、帯域通
過フィルタ１０６によって波形整形された信号を電力線
通信用信号として電力線１１０に出力する。以上が、送
信時におけるデータの流れの説明である。

【００６２】次に、図５を用いて受信部１１１のデータ
の流れについて説明する。

【００６３】まず、電力線結合回路１２１は、電力線１
１０から電力線通信用信号を抽出する。帯域通過フィル
タ１１２は、電力線結合回路１２１によって抽出した信
号から帯域外の雑音信号を除去して増幅度制御器１１３
に出力する。増幅度制御器１１３は、Ａ／Ｄ変換器１１
４のダイナミックレンジ内に収まるように信号レベルを
調整し、Ａ／Ｄ変換器１１４は、この信号波形を送信側
のサンプリング・タイミングと同タイミングでサンプリ
ングしてディジタル化する。ＳＳＢ復調器１１７は、こ
のディジタル信号をベースバンド帯域にダウンコンバー
トする。ウェーブレット変換１１５はこの波形データを
ウェーブレット変換し、サブキャリア毎の信号点データ
を得る。シンボル判定器１１６は、この信号点データを
逆写像し、最も近いと思われるビット列に復元し、受信
データを得る。以上が、受信時におけるデータの流れの
説明である。

【００６４】この構成により、本発明における実施の形
態１と同様にＯＦＤＭ伝送方式で必要であったガードイ
ンターバルという冗長的な信号部分が必要なくなり、周
波数利用効率を向上することが可能となる。また、複素
演算を必要とするフーリエ変換を実部だけの演算のみで
行うウェーブレット変換で実現しているため、演算量を
削減でき、回路規模を低減することができる。さらに、
任意の周波数帯へのシフトが可能となるため、例えば宅
内と宅外で使用できる周波数帯が各国で異なる場合につ
いても容易に対応することができ、ベースバンド伝送方
式のみで対応するよりも回路規模をさらに抑えることが
可能となる。

【００６５】（実施の形態３）図７は、本発明の実施の
形態３による電力線搬送通信装置を示すブロック図であ
る。

【００６６】図７において、１０１は送信部、１１１は
受信部である。送信部１０１は、信号点写像器１０２
と、ウェーブレット逆変換１０３と、直交変調器１０８
と、Ｄ／Ａ変換器１０４と、送信用増幅器１０５と、帯
域通過フィルタ１０６とを備える。また、受信部１１１
は、帯域通過フィルタ１１２、増幅度制御器１１３と、
Ａ／Ｄ変換器１１４と、直交復調器１１８と、ウェーブ
レット変換１１５と、シンボル判定器１１６とを備え
る。電力線搬送通信装置１００は、送信部１０１と、受
信部１１１と、電力線結合回路１２１と、全体制御部１
２２とから構成される。

【００６７】このように構成された電力線搬送通信装置
の動作について、図８と図９を用いて説明する。図８は
電力線搬送通信装置の送信部１０１の動作を説明するた
めの説明図であり、図９は電力線搬送通信装置の受信部
１１１の動作を説明するための説明図である。なお、本
実施の形態では、説明を簡単にするため、使用周波数帯
域を４分割するウェーブレットを使用し、ウェーブレッ
トを構成する各フィルタはサブキャリア数Ｎの２倍のフ
ィルタ長を有するものとする。

【００６８】まず、図８を用いて、送信部１０１のデー
タの流れについて説明する。

【００６９】信号点写像器１０２は、まず、送信するデ
ータ（送信ビット系列）を適当な長さのビット列を複数
生成する。例えば、「０００１１１１０１０１１０１０
０」というデータを、「００」、「０１」、「１１」、
「１０」、「１０」、「１１」、「０１」、「００」の
ように２ビットずつに分割して各サブキャリアに割り当
てるビット列を生成する。次に、信号点写像器１０２
は、この生成した「００」、「０１」、「１１」、「１
０」の各ビット列を直交振幅変調（Ｑｕａｒｄｒａｔｕ
ｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ、Ｑ
ＡＭ）に対応する複素領域の信号点に写像する。そし
て、このＱＡＭ信号点データをウェーブレット逆変換１
０３の入力部にＴ２のように割り当てる。このとき、複
素信号点データを実部と虚部に分けて割り当てる。ウェ
ーブレット逆変換１０３は、Ｔ２のように割り当てられ
た２つの信号点データによって、実部、虚部それぞれに
対してウェーブレット逆変換を行い、１シンボル期間に
おける時間軸上の送信波形のサンプル値を出力する。こ
のとき、送信波形のサンプル値は複素数のままである。
直交変調器１０８は、この複素信号を直交変調すること
により、任意の搬送波帯域に周波数シフトする。Ｄ／Ａ
変換器１０４は、周波数シフトした時間サンプル値を一
定のサンプリング時間で出力する。送信用増幅器１０５
は、この送信波形を適当なレベルに増幅し、帯域通過フ
ィルタ１０６は、不要な周波数成分を除去する。電力線
結合回路１２１は、帯域通過フィルタ１０６によって波
形整形された信号を電力線通信用信号として電力線１１
０に出力する。以上が、送信時におけるデータの流れの
説明である。

【００７０】次に、図９を用いて受信部１１１のデータ
の流れについて説明する。

【００７１】まず、電力線結合回路１２１は、電力線１
１０から電力線通信用信号を抽出する。帯域通過フィル
タ１１２は、電力線結合回路１２１によって抽出した信
号から帯域外の雑音信号を除去して増幅度制御器１１３
に出力する。増幅度制御器１１３は、Ａ／Ｄ変換器１１
４のダイナミックレンジ内に収まるように信号レベルを
調整し、Ａ／Ｄ変換器１１４は、この信号波形を送信側
のサンプリング・タイミングと同タイミングでサンプリ
ングしてディジタル化する。直交復調器１１８は、波形
データをベースバンド帯域にダウンコンバートし、複素
ベースバンド信号に変換する。ウェーブレット変換１１
５はこの複素波形データをウェーブレット変換し、サブ
キャリア毎の複素信号点データを得る。シンボル判定器
１１６は、この信号点データを逆写像し、最も近いと思
われるビット列に復元し、受信データを得る。以上が、
受信時におけるデータの流れの説明である。

【００７２】この構成により、ＯＦＤＭ伝送方式で必要
であったガードインターバルという冗長的な信号部分が
必要でなくなり、周波数利用効率を向上することが可能
となる。また、直交変復調により複素領域の信号点デー
タを使用できるため、さらに周波数利用効率が向上す
る。

【００７３】（実施の形態４）本発明の実施の形態４に
よる電力線搬送通信装置の構成は、図３、図６または図
７に示す構成である。本実施の形態では、ウェーブレッ
ト逆変換１０３およびウェーブレット変換１１５を一般
化重複直交変換（ＧｅｎｅｒｉｚｅｄＬａｐｐｅｄ
ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌＴｒａｎｓｆｏｒｍ、ＧＬＴ）
によって構成する場合について説明する。ＧＬＴは重複
直交変換（ＬａｐｐｅｄＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＴｒ
ａｎｓｆｏｒｍ、ＬＯＴ）の構成をフィルタのタップ数
に関して一般化したものである。

【００７４】図１０（ａ）は４分割の完全再構成のＧＬ
Ｔを実現するフィルタバンク回路の各フィルタのインパ
ルス応答の例を示すグラフであり、図１０（ｂ）は４分
割の完全再構成のＧＬＴを実現するフィルタバンク回路
の各フィルタの周波数応答の例を示すグラフである。

【００７５】なお、本実施の形態では、ＧＬＴを実現す
るフィルタバンク回路をＦＩＲフィルタ群で構成した
が、ポリフェーズフィルタやラティス構造によっても構
成可能である。また、完全再構成のＧＬＴを実現するフ
ィルタバンク回路の例を示したが、疑似完全再構成のフ
ィルタバンク回路も適用可能である。疑似完全再構成と
することにより、完全再構成の場合よりもさらに、各サ
ブキャリアにおけるサイドローブを小さくすることが可
能となる。

【００７６】図１０のようなフィルタバンク回路を構成
することにより、ウェーブレット変換を実現するフィル
タバンク回路の全フィルタに対して直線位相特性を持た
すことが可能となる。全てのフィルタが直線位相特性を
もつので、フィルタバンクに必要な乗算器の個数を半分
にすることができ、回路規模を小さくすることができ
る。また、各サブキャリアの周波数特性をメインローブ
を中心に急峻に設計できるため、受信時において、他の
サブキャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低
減することが可能となる。

【００７７】（実施の形態５）本発明の実施の形態５に
よる電力線搬送通信装置の構成は、図３、図６または図
７に示す構成である。本実施の形態では、ウェーブレッ
ト逆変換１０３およびウェーブレット変換１１５を拡張
変調重複直交変換（Ｅｘｔｅｎｄｅｄｍｏｄｕｌａｔ
ｅｄＬａｐｐｅｄＴｒａｎｓｆｏｒｍ、ＥＬＴ）に
よって構成する場合について説明する。ＥＬＴはＭＬＴ
（ＭｏｄｕｌａｔｅｄＬａｐｐｅｄＴｒａｎｓｆｏｒ
ｍ）の構成をフィルタのタップ数に関して一般化したも
のである。

【００７８】図１１（ａ）は４分割のＥＬＴを実現する
フィルタバンク回路の各フィルタのインパルス応答の例
を示すグラフであり、図１１（ｂ）は４分割のＥＬＴを
実現するフィルタバンク回路の各フィルタの周波数応答
の例を示すグラフである。

【００７９】なお、本実施の形態では、ＥＬＴを実現す
るフィルタバンク回路をＦＩＲフィルタ群で構成した
が、ポリフェーズフィルタやラティス構造によっても構
成可能である。

【００８０】図１１のようなフィルタ係数をもつフィル
タバンク回路を構成することにより、実施の形態４に記
載のＬＯＴあるいはＧＬＴよりも、さらに各サブキャリ
アのサイドローブを低減することが可能となる。各サブ
キャリアの周波数特性をメインローブを中心に急峻に設
計できるため、電力線搬送通信装置１００において既存
システムに影響を与えないようにする目的で従来方式で
は必要となる帯域阻止フィルタを必要とせず、受信時に
おいて他のサブキャリアからの干渉や帯域外の雑音によ
る影響を低減することが可能となる。

【００８１】（実施の形態６）本発明の実施の形態６で
は、図３、図６、図７の電力線搬送通信装置１００を構
成するウェーブレット逆変換１０３およびウェーブレッ
ト変換１１５をポリフェーズフィルタによって構成する
場合について、図１２、図１３を用いて説明する。図１
２（ａ）は一般的なＦＩＲフィルタで構成した帯域合成
フィルタバンク回路を示すブロック図であり、図１２
（ｂ）は一般的なＦＩＲフィルタで構成した帯域分割フ
ィルタバンク回路を示すブロック図、図１３（ａ）はポ
リフェーズフィルタで構成した帯域合成フィルタバンク
回路を示すブロック図、図１３（ｂ）はポリフェーズフ
ィルタで構成した帯域分割フィルタバンク回路を示すブ
ロック図である。

【００８２】まず、一般的なＦＩＲフィルタで構成した
フィルタバンク回路の構成について、図１２を用いて説
明する。図１２において、２０１は信号のサンプリング
・レートをＮ倍にするアップサンプラ、２０２はＦＩＲ
フィルタ、２０３は互いに直交する複数のＦＩＲフィル
タ２０２を組み合わせたＦＩＲフィルタ群、２０４は２
入力加算器である。以上より、ウェーブレット逆変換１
０３としての帯域合成フィルタバンク回路２００が構成
される。

【００８３】また、２１１はＦＩＲフィルタ、２１２は
互いに直交する複数のＦＩＲフィルタ２１１を組み合わ
せたＦＩＲフィルタ群、２１３はサンプリング・レート
を１／Ｎにするダウンサンプラである。以上により、ウ
ェーブレット変換１１５としての帯域分割フィルタバン
ク回路２１０が構成される。

【００８４】なお、ウェーブレット逆変換１０３のＦＩ
Ｒフィルタ群２０３とウェーブレット変換器２１０のＦ
ＩＲフィルタ群２１２とを構成する各ＦＩＲフィルタ２
０２、２１１は、ウェーブレット変換１１５に対する入
力信号とウェーブレット変換１１５の出力信号とが遅延
を除いて一致するように構成されている。例えば、この
条件を満たすフィルタ係数としては、（表１）、（表
２）が挙げられる。

【００８５】

【表１】

【００８６】

【表２】

【００８７】（表１）、（表２）に示したフィルタ係数
は帯域を４分割するフィルタバンク回路の一例である。
ここで、ｈは一般的なＦＩＲフィルタを示す。このＦＩ
Ｒフィルタは、入力データを遅延する縦続接続の７個の
遅延素子と、この遅延素子の出力データおよび上記入力
データに係数を乗算する８個の乗算器と、この乗算器の
出力データを入力側から順次に加算して累積値を得る７
個の加算器とから成る。ｔａｐは上記乗算器を示し、α
は上記乗算器の係数を示す。またαＭＮのＭはフィルタ
番号、Ｎはタップ番号を示す。

【００８８】次に、ポリフェーズフィルタで構成したフ
ィルタバンク回路について、図１３を用いて説明する。
図１３において、３０１はポリフェーズフィルタ、３０
２は信号のサンプリング・レートをＮ倍にするアップサ
ンプラ、３０３は２入力加算器、３０４は１サンプリン
グ分遅延させる遅延素子（レジスタ）である。以上よ
り、ウェーブレット逆変換１０３としての帯域合成フィ
ルタバンク回路３００が構成される。

【００８９】また、３１１は１サンプリング分遅延させ
る遅延素子、３１２はサンプリング・レートを１／Ｎに
するダウンサンプラ、３１３はポリフェーズフィルタで
ある。以上により、ウェーブレット変換１１５としての
帯域分割フィルタバンク回路３１０が構成される。

【００９０】図１４は、図１３のポリフェーズフィルタ
３０１、３１３を示すブロック図である。図１４におい
て、３２１はフィルタ、３２２は２入力加算器である。
なお、ポリフェーズフィルタ３０１とポリフェーズフィ
ルタ３１３とを構成する各フィルタは、帯域合成フィル
タバンク回路３００に対する入力信号と帯域分割フィル
タバンク回路３１０の出力信号とが遅延を除いて一致す
るように構成されている。例えば、（表１）、（表２）
とのフィルタ係数による演算結果と同一にするためには
各ポリフェーズフィルタを（表３）〜（表１０）のよう
に構成すればよい。

【００９１】

【表３】

【００９２】

【表４】

【００９３】

【表５】

【００９４】

【表６】

【００９５】

【表７】

【００９６】

【表８】

【００９７】

【表９】

【００９８】

【表１０】

【００９９】図１２のフィルタバンク回路と図１３のフ
ィルタバンク回路との間の相違点は、サンプリング・レ
ートを変更する箇所が異なる点である。帯域合成フィル
タバンク回路２００、３００において、図１２では、フ
ィルタに入力する前に信号をアップサンプリングする
が、図１３では、フィルタ演算の後にアップサンプリン
グする。一方、帯域分割フィルタバンク回路２１０、３
１０においては、図１２では、フィルタ演算の後にダウ
ンサンプリングして、図１３では、フィルタ演算の前に
ダウンサンプリングする。つまり、図１３におけるフィ
ルタ演算は図１２よりも遅い速度で実行できる。

【０１００】なおこの実施の形態では、帯域合成フィル
タバンクのフィルタ出力のタイミング制御部をアップサ
ンプラ３０２、２入力加算器３０３、遅延素子３０４を
用いて構成したが、マルチプレクサによっても構成可能
である。

【０１０１】したがって、この構成により、変調と復調
時における重複直交変換の際の演算を低レートで実行す
ることが可能となる。すなわち、動作クロック周波数を
低くできるため回路の消費電力を低減することができ
る。また、このことは単位時間当たりの演算量が低減さ
れるという観点から見ると、演算器を流用することが可
能となり、回路規模を小さくすることも可能となる。

【０１０２】（実施の形態７）図１５（ａ）は図３、図
６、図７の電力線搬送通信装置１００のウェーブレット
逆変換１０３としての帯域合成フィルタバンク回路を示
すブロック図であり、図１５（ｂ）は図３、図６、図７
の電力線搬送通信装置１００のウェーブレット変換１１
５としての帯域分割フィルタバンク回路を示すブロック
図であり、フィルタバンク回路として、ラティス構造の
ＥＬＴフィルタバンク回路を示す。すなわち、本実施の
形態では、ウェーブレット逆変換１０３およびウェーブ
レット変換１１５をラティス構造のフィルタバンク回路
によって構成する場合について説明する。

【０１０３】図１５において、４０１はタイプＩＶの離
散コサイン変換（ＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒ
ａｎｓｆｏｒｍ、ＤＣＴ）器、４０２は１サンプリング
分遅延させる遅延素子、４０３は平面回転演算器、４０
４は２サンプリング分遅延させる遅延素子、４０５は信
号のサンプリング・レートをＮ倍にするアップサンプ
ラ、４０６は２入力加算器、４０７は１サンプリング分
遅延させる遅延素子である。以上より、帯域合成フィル
タバンク回路４００が構成される。一方、４１１は１サ
ンプリング分遅延させる遅延素子、４１２はサンプリン
グ・レートを１／Ｎにするダウンサンプラ、４１３は２
サンプリング分遅延させる遅延素子、４１４は平面回転
演算器、４１５は１サンプリング分遅延させる遅延素
子、４１６はタイプＩＶの離散コサイン変換器である。
以上より、帯域分割フィルタバンク回路４１０が構成さ
れる。なお、平面回転演算器４０３と４１４は、図１６
に示す平面回転演算回路を複数組み合わせて構成したも
のである。図１６は平面回転演算回路を示す機能ブロッ
ク図である。

【０１０４】この構成により、実施の形態６で説明した
ポリフェーズフィルタで構成した場合と同様に、変調と
復調時における重複直交変換の際の演算レートを低減す
ることが可能となる。さらに、高速ＤＣＴなどを併用す
ることによって演算量も低減できるため、回路の消費電
力および回路規模を低減することができる。

【０１０５】（実施の形態８）本発明の実施の形態８で
は、図３、図６、図７の電力線搬送通信装置１００のウ
ェーブレット逆変換１０３と図３、図６、図７の電力線
搬送通信装置１００のウェーブレット変換１１５におい
て、重複係数に応じたフィルタ係数を複数パターン用意
しておき、そのフィルタ係数を変更する方法について説
明する。

【０１０６】まず、送信部１０１のウェーブレット逆変
換１０３と受信部１１１のウェーブレット変換１１５に
対して、重複係数に応じたフィルタ長の異なるフィルタ
係数を複数パターン用意しておく。そして、送信部１０
１および受信部１１１の各制御部１２２よりウェーブレ
ット逆変換１０３およびウェーブレット変換１１５に対
して、フィルタのパターン番号を指定することにより、
パターン番号に合わせてフィルタバンク回路内のフィル
タ係数を変化させる。この時、フィルタのパターン番号
は制御信号などを使用して送信側および受信側で一致さ
せる必要がある。また、フィルタ係数を変更する基準と
しては、送信部１０１から送信される電力線通信信号
や、伝送路の変動、受信レベル等が考えられる。例え
ば、Ｓ／Ｎ（信号電力対雑音電力比）を用いる場合、受
信時においてＳ／Ｎが大きい場合は、各サブキャリアか
ら見て帯域外の雑音が小さいため、フィルタ長の短いフ
ィルタによって復調動作を行い、Ｓ／Ｎが小さい場合
は、他の帯域からの雑音の影響を受けにくくするため、
フィルタ長の大きいフィルタ係数を使用する。

【０１０７】この制御により、伝送路の雑音状態が良好
な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費電
力を削減することが可能となる。また、雑音状態が劣悪
な場合においても、安定した受信を行うことが可能とな
る。

【０１０８】（実施の形態９）本発明の実施の形態９で
は、図３、図６、図７のウェーブレット逆変換１０３と
ウェーブレット変換１１５とをラティス構造で構成した
場合において、重複係数に応じた平面回転角パラメータ
を複数パターン用意しておき、その平面回転角パラメー
タを変更する方法について説明する。

【０１０９】まず、送信部１０１のウェーブレット逆変
換１０３と受信部１１１のウェーブレット変換１１５は
実施の形態７のようにラティス構造で構成する。そし
て、送信部１０１のウェーブレット逆変換１０３と受信
部１１１のウェーブレット変換１１５に対して、重複係
数に応じた平面回転角パラメータを複数パターン用意し
ておく。そして、送信部１０１および受信部１１１の各
制御部１２２よりウェーブレット逆変換１０３とウェー
ブレット変換１１５に対して、平面回転角パラメータの
パターン番号を指定することにより、そのパターン番号
に合わせてフィルタバンク回路内の平面回転角パラメー
タを変化させる。この時、平面回転角パラメータのパタ
ーン番号は制御信号などを使用して送信機および受信機
で一致させる必要がある。また、平面回転角パラメータ
を変更する基準としては、送信部１０１から送信される
電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等が考え
られる。例えば、Ｓ／Ｎを用いる場合、受信時において
Ｓ／Ｎが大きい場合は、各サブキャリアから見て帯域外
の雑音が小さいため、重複係数が小さい平面回転角パラ
メータによって復調動作を行い、Ｓ／Ｎが小さい場合
は、他の帯域からの雑音の影響を受けにくくするため、
重複係数が大きい平面回転角パラメータを使用する。

【０１１０】この制御により、伝送路のノイズ環境が良
好な場合の演算量を低減することができ、受信時の消費
電力を削減することが可能となる。また、雑音状態が劣
悪な場合においても、安定した受信が行うことが可能と
なる。さらに、実施の形態８のようにフィルタ係数を複
数パターン用意するのに比べ、記憶容量を減らすことが
できる。

【０１１１】（実施の形態１０）図１７は、本発明の実
施の形態１０による電力線搬送通信装置の制御方法（す
なわち図３、図６または図７の制御部１２２の動作）を
説明するための説明図であり、本実施の形態では、特定
のサブキャリアのみを出力する場合について説明する。
なお、説明を簡単にするため、サブキャリア数を４本と
している。

【０１１２】図１７において、１０２は信号点写像、１
０３はウェーブレット逆変換、１２２は制御部である。

【０１１３】まず、信号点写像器１０２において、「＋
１」、「＋３」、「−３」、「−１」、「＋１」、「＋
３」、「−３」、「−１」の順で信号点写像されたデー
タが出力されたとする。このとき、制御部１２２が信号
点写像器１０２に対して、使用しないサブキャリア番号
を指定することにより、指定した番号のサブキャリア部
分に対してデータを入力しないようにする。すなわち、
ゼロを挿入する。例えば、１番目と４番目のサブキャリ
アを出力しないようにする場合は、１番目と４番目のサ
ブキャリアを出力するフィルタの入力部分にはゼロを挿
入して、写像された信号点データは２番目と３番目のサ
ブキャリアの入力部分に入れる。そして、ウェーブレッ
ト逆変換１０３は、各々の入力データに基づきウェーブ
レット逆変換を行う。

【０１１４】このように制御することにより、出力する
サブキャリアを容易に選択することができ、特定の周波
数にのみ信号を出力することが可能になる。つまり、国
別の法規制によって各国毎に使用可能な周波数帯が異な
る場合であっても、容易に対応することが可能となる。

【０１１５】さらに、本実施の形態による電力線搬送通
信装置の有効性を、図１８、図１９、図２０を用いて分
かりやすく説明する。図１８は電力線搬送通信に認可さ
れた周波数スペクトルの例を示すグラフであり、図１９
はＯＦＤＭ伝送を用いた場合の送信周波数スペクトルを
示すグラフ、図２０は電力線搬送通信装置の送信周波数
スペクトルを示すグラフである。

【０１１６】例えば、ある国の法規制による周波数割り
当てが図１８に示すようであったとする。従来のＯＦＤ
Ｍを用いた電力線通信搬送装置による送信信号は図１９
に示すようになり、図１８の規制を満足するためには、
別途帯域阻止フィルタが必要となる。すなわち、国毎に
異なる帯域阻止フィルタのフィルタ係数を用意しておく
必要がある。一方、本実施の形態による電力線搬送通信
装置は、本実施の形態における動作のみで図２０に示す
ような送信信号スペクトラムを得ることができるので、
帯域阻止フィルタを必要としない。このことから、本実
施の形態による電力線搬送通信装置は、各国で異なる法
規制に柔軟に対応することができる。

【０１１７】（実施の形態１１）図２１は、図３、図
６、図７の電力線搬送通信装置の制御方法（すなわち本
発明の実施の形態１１による電力線搬送通信装置の制御
部１２２の動作）を説明するための説明図である。本実
施の形態では、電力線上のノイズレベルを検出する方法
について説明する。

【０１１８】図２１において、１１５はウェーブレット
変換、１１６はシンボル判定器、１２２は制御部であ
る。

【０１１９】次に、電力線上のノイズレベル検出動作に
ついて説明する。

【０１２０】まず、ウェーブレット変換１１５は、電力
線１１０上のノイズの周波数分布を検知するために、サ
ブキャリア毎の信号点データに復調する。次に、シンボ
ル判定器１１６は、サブキャリア毎の信号点データに基
づき、どの信号点付近に存在するノイズ成分が大きいか
を測定する。このとき、雑音が全くない場合には、各サ
ブキャリアにおける信号点データはすべて０になる。し
たがって、このデータの値が０からどれだけずれたかに
よってノイズ量を推定する。そして、シンボル判定器１
１６は、所望値よりもノイズが大きなサブキャリアを判
定して、そのサブキャリア番号を制御部１２２に対して
通知し、そのサブキャリアを制御部１２２は使用できな
いようにする。

【０１２１】なお、本実施の形態では、電力線上に信号
を重畳しない状態でのノイズレベル検出方法について説
明したが、送受信間で既知の信号を使用しても同様な方
法で実現することができる。すなわち、通信状態におい
てもノイズ検出を行える。

【０１２２】このような制御を行うことにより、電力線
上のノイズ状態を把握することができ、使用可能なサブ
キャリアを選択することができる。制御部１２２におい
て、あらかじめ大きなノイズ成分が存在する周波数位置
を避けるようにサブキャリアを選定することにより、よ
り信頼性の高い通信が可能となる。

【０１２３】（実施の形態１２）本発明の実施の形態１
２による電力線搬送通信装置における制御方法として、
伝送速度を指定する速度に変更する制御方法について、
図３と図４を用いて説明する。

【０１２４】まず、制御部１２２は、外部から指定され
た伝送速度を実現するために必要な信号点の個数やサブ
キャリアの数を算出し、その算出結果と実施の形態１１
による使用可能サブキャリアの判定結果に基づき、サブ
キャリアの選択を行う。次に、制御部１２２は、信号点
写像器１０２に対して、使用するサブキャリア番号と信
号点の個数とを指定する。信号点写像器１０２は、その
設定値に従って信号点写像、サブキャリアへのデータ配
置処理を対応させる。

【０１２５】例えば、外部から必要な伝送速度が指定さ
れ、制御部１２２において指定された伝送速度に合うよ
うに算出された結果が、キャリア数２、信号点の個数が
４であるとする。また、実施の形態１１による判定で、
使用できるサブキャリアが２番目のサブキャリア以外の
３本であるとする。このとき、制御部１２２は、例え
ば、１番目と３番目のサブキャリアを選択することがで
きる。また、他の使用しないサブキャリア（この例では
４番目のキャリア）は、別の通信に利用することができ
る。

【０１２６】このように制御することにより、伝送速度
を指定する速度に容易に変更することができ、また、指
定された伝送速度を実現する以外のサブキャリアを別の
通信に利用することができるため、帯域の利用効率を向
上することが可能となる。

【０１２７】（実施の形態１３）図２２は、本発明の実
施の形態１３による電力線搬送通信装置の制御部１２２
の動作を示すフローチャートである。本実施の形態で
は、通常の通信中に受信データにエラーが発生した場
合、送信する周波数位置をずらし、ノイズの影響を回避
しながら、電力線搬送通信装置１（例えば自装置）と電
力線搬送通信装置２（例えば相手装置）の間の通信手順
を合わせる方法について説明する。なお、電力線搬送通
信装置１と電力線搬送通信装置２の構成は図３の構成と
する。

【０１２８】図２２において、最初の状態（Ｓ１１、Ｓ
２１）では、電力線搬送通信装置１と電力線搬送通信装
置２の間の通信はキャリアパターン１で通信している。
そして、電力線搬送通信装置１で、エラー数があるしき
い値以上になった場合（Ｓ１２）には、エラー数がある
しきい値を越えているサブキャリアを検知し（Ｓ１
３）、変更するサブキャリアの番号あるいは位置を仮に
設定する（Ｓ１４）。なお、このとき変更したキャリア
パターンをキャリアパターン２とする。その後、設定し
たキャリアパターン２の内容を、現在の通信に利用して
いるキャリアパターン１で電力線搬送通信装置２へ送信
する（Ｓ１５）。その後、電力線搬送通信装置１は、自
分のキャリアパターンをキャリアパターン２に変更す
る。なお、キャリアパターンは１つのサブキャリアまた
は複数のサブキャリアの組からなるものである。

【０１２９】キャリアパターン１でキャリアパターン２
の内容を受信した電力線搬送通信装置２では、キャリア
パターン変更であるか否かの判別を行い（Ｓ２２）、変
更でなければ通常処理（Ｓ２１）に戻り、変更であれば
受信部１１１で重複直交変換をかける周波数位置をキャ
リアパターン２に変更し（Ｓ２３）、さらにキャリアパ
ターンを変更したことをキャリアパターン２で変調して
電力線搬送通信装置１へ返送する（Ｓ２４）。

【０１３０】電力線搬送通信装置１では、この完了通知
の内容が正しく送られたことを判別する（Ｓ１６）。そ
こで、変更完了通知を正しく受け取れた場合には通常処
理（Ｓ１１）へ移るが、変更完了通知を受け取れなかっ
た場合には、Ｓ／Ｎのしきい値を変更して（Ｓ１７）、
再度キャリアパターンの選定処理（Ｓ１３）に移る。そ
して、再度キャリアパターンの変更のシーケンスを行
う。この一連のシーケンスをエラー数が少なくなるまで
繰り返す。

【０１３１】ここで、上記シーケンスは、通常の通信時
のみではなく、初期のインストール時の設定としても利
用できる。

【０１３２】なお、本実施の形態では、使用するサブキ
ャリアを変更することにより、受信エラー数を減少させ
たが、信号点写像器の信号点配置を変更することによっ
てエラー数を減少さることも可能である。例えば、図２
３に示すように、４値の信号点配置から２つの配置方法
へ変更しても良く、通信上の整合性は本実施の形態にお
けるシーケンスと同様の手段で実現することができる。
ここで、図２３（ａ）、（ｂ）は電力線搬送通信装置の
信号点写像器１０２の信号点数の変化を示す説明図であ
る。

【０１３３】このように本実施の形態によれば、誤り率
の小さいサブキャリアから優先的に通信に使用するよう
にしたので、受信エラー数を減少させることができる。

【０１３４】（実施の形態１４）図２４は、本発明の実
施の形態１４による電力線搬送通信装置の動作を示すフ
ローチャートであり、電力線搬送通信装置２（例えば相
手装置）の受信結果に基づき、電力線搬送通信装置１
（例えば自装置）の送信出力レベルを変更する動作を示
す。なお、電力線搬送通信装置１と電力線搬送通信装置
２の構成は図３の構成である。

【０１３５】図２４において、初期状態（Ｓ３１）で
は、電力線搬送通信装置１はある出力レベルで送信して
いる。電力線搬送通信装置２では、電力線搬送通信装置
１の信号を受信して（Ｓ４１）、サブキャリア毎にＳ／
Ｎを測定する（Ｓ４２）。次に平均Ｓ／Ｎ値に基づいて
電力線搬送通信装置１に出力レベルの変更要求を行う
（Ｓ４３）。

【０１３６】このＳ／Ｎ値と変更要求とを受け取った電
力線搬送通信装置１では、変更要求の有無を判別し（Ｓ
３２）、このＳ／Ｎ値から逆算して（Ｓ３３）出力レベ
ルを決定（Ｓ３４）し、そのレベルで電力線搬送通信装
置２に再度送信する。

【０１３７】この動作により、電力線上のノイズレベル
が低く、通信エラーが発生しない場合には、出力レベル
を低下させることにより、送信に必要な電力を削減する
ことが可能になる。

【０１３８】このように本実施の形態によれば、電力線
上のノイズレベルが低く通信エラーが発生しない場合に
は出力レベルを低下させることができるので、送信に必
要な電力を削減することができる。

【０１３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
記載の電力線搬送通信装置によれば、送信部と、受信部
と、送信部からの信号を電力線に対して電力線通信用信
号として重畳すると共に電力線から電力線通信用信号の
みを抽出する電力線結合回路と、送信部と受信部の各構
成要素を制御する制御部とを有し、複数のサブキャリア
を用いて通信を行う電力線搬送通信装置であって、送信
部は、入力される送信データから複数のビット列を生成
してビット列を各サブキャリアの信号点に写像する信号
点写像器と、信号点写像器により写像された各サブキャ
リアの信号点データに基づき互いに直交したウェーブレ
ット波形をもって各サブキャリアの変調を行うことによ
り時間波形系列データの生成を行うウェーブレット逆変
換器と、ウェーブレット逆変換器による時間波形系列デ
ータをアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、受信部
は、電力線結合回路により電力線から抽出された電力線
通信用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形
データを得るＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器によるサン
プリング系列波形データを各サブキャリアの信号点デー
タに変換するウェーブレット変換器と、ウェーブレット
変換器から出力される複数の信号点データを逆写像して
信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ
系列として合成するシンボル判定器とを有することによ
り、ＯＦＤＭ伝送方式で必要であったガードインターバ
ルという冗長な信号部分が必要でなくなり、周波数利用
効率を向上することができ、また、複素演算を必要とす
るフーリエ変換を実部の演算のみで行うウェーブレット
変換で実現しているので、演算量を削減することがで
き、回路規模を低減することができるという有利な効果
が得られる。また、伝送速度劣化の要因となるガードイ
ンターバルを排除しても通信が可能であり、各国の電波
法規制に応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、回
路規模増大の要因となる帯域阻止フィルタを設置するこ
となしに既存システムの使用帯域において十分な減衰量
を得ることができるという有利な効果が得られる。

【０１４０】請求項２に記載の電力線搬送通信装置によ
れば、送信部と、受信部と、送信部からの信号を電力線
に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線
から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路
と、送信部と受信部の各構成要素を制御する制御部とを
有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬
送通信装置であって、送信部は、入力される送信データ
から複数のビット列を生成してビット列を各サブキャリ
アの信号点に写像する信号点写像器と、信号点写像器に
より写像された各サブキャリアの信号点データに基づき
互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャ
リアの変調を行うことにより時間波形系列データの生成
を行うウェーブレット逆変換器と、ウェーブレット逆変
換器から出力される時間波形系列データを任意の搬送波
周波数帯域に周波数シフトする送信用周波数変換器と、
送信用周波数変換器から出力される時間波形系列データ
をアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、受信部は、
電力線結合回路により電力線から抽出された電力線通信
用信号をディジタル変換してサンプリング系列波形デー
タを得るＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器によるサンプリ
ング系列波形データをベースバンド帯域へ周波数シフト
してベースバンド信号系列を得る受信用周波数変換器
と、受信用周波数変換器から出力されたベースバンド信
号系列を各サブキャリアの信号点データに変換するウェ
ーブレット変換器と、ウェーブレット変換器から出力さ
れる複数の信号点データを逆写像して信号点写像器で写
像されたビット列を判別し受信データ系列として合成す
るシンボル判定器とを有することにより、ＯＦＤＭ伝送
方式で必要であったガードインターバルという冗長な信
号部分が必要でなくなり、周波数利用効率を向上するこ
とができ、また、複素演算を必要とするフーリエ変換を
実部の演算のみで行うウェーブレット変換で実現してい
るので、演算量を削減することができ、回路規模を低減
することができるという有利な効果が得られる。また、
伝送速度劣化の要因となるガードインターバルを排除し
ても通信が可能であり、各国の電波法規制に応じて通信
に利用する周波数帯域を限定し、回路規模増大の要因と
なる帯域阻止フィルタを設置することなしに既存システ
ムの使用帯域において十分な減衰量を得ることができる
という有利な効果が得られる。さらに、任意の周波数帯
へのシフトが可能になるので、例えば宅内と宅外で使用
できる周波数帯が各国で異なる場合についても容易に対
応することができ、ベースバンド伝送方式のみで対応す
るよりも、回路規模をさらに抑えることができるという
有利な効果が得られる。

【０１４１】請求項３に記載の電力線搬送通信装置によ
れば、送信部と、受信部と、送信部からの信号を電力線
に対して電力線通信用信号として重畳すると共に電力線
から電力線通信用信号のみを抽出する電力線結合回路
と、送信部と受信部の各構成要素を制御する制御部とを
有し、複数のサブキャリアを用いて通信を行う電力線搬
送通信装置であって、送信部は、入力される送信データ
から複数のビット列を生成してビット列を各サブキャリ
アの複素信号点に写像する信号点写像器と、信号点写像
器により写像された各サブキャリアの複素信号点データ
に基づき互いに直交したウェーブレット波形をもって各
サブキャリアの変調を行うことにより複素時間波形系列
データの生成を行うウェーブレット逆変換器と、ウェー
ブレット逆変換器から出力される複素時間波形系列デー
タを直交変調することにより任意の搬送波周波数帯域に
周波数シフトする直交変調器と、直交変調器から出力さ
れる複素時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ
変換器とを有し、受信部は、電力線結合回路により電力
線から抽出された電力線通信用信号をディジタル変換し
てサンプリング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、
Ａ／Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベー
スバンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列
を得る直交復調器と、直交復調器から出力されたベース
バンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換
するウェーブレット変換器と、ウェーブレット変換器か
ら出力される複数の信号点データを逆写像して信号点写
像器で写像されたビット列を判別し受信データ系列とし
て合成するシンボル判定器とを有することにより、ＯＦ
ＤＭ伝送方式で必要であったガードインターバルという
冗長な信号部分が必要でなくなり、周波数利用効率を向
上することができ、また、複素演算を必要とするフーリ
エ変換を実部の演算のみで行うウェーブレット変換で実
現しているので、演算量を削減することができ、回路規
模を低減することができるという有利な効果が得られ
る。また、伝送速度劣化の要因となるガードインターバ
ルを排除しても通信が可能であり、各国の電波法規制に
応じて通信に利用する周波数帯域を限定し、回路規模増
大の要因となる帯域阻止フィルタを設置することなしに
既存システムの使用帯域において十分な減衰量を得るこ
とができるという有利な効果が得られる。さらに、直交
変復調により複素領域の信号点データを使用できるの
で、さらに周波数利用効率を向上させることができると
いう有利な効果が得られる。

【０１４２】請求項４に記載の電力線搬送通信装置によ
れば、請求項１乃至３のいずれか１に記載の電力線搬送
通信装置において、ウェーブレット逆変換器とウェーブ
レット変換器は、完全再構成あるいは疑似完全再構成の
重複直交変換機能または一般化重複直交変換機能を有す
ることにより、ウェーブレット変換を実現するフィルタ
バンク回路の全フィルタに対して直線位相特性を持たす
ことができるので、フィルタバンクに必要な乗算器の個
数を半分にすることができ、回路規模を小さくすること
ができるという有利な効果が得られる。また、各サブキ
ャリアの周波数特性をメインローブを中心に急峻に設計
できるので、受信時において他のサブキャリアからの干
渉や帯域外の雑音による影響を低減することができると
いう有利な効果が得られる。

【０１４３】請求項５に記載の電力線搬送通信装置によ
れば、請求項１乃至３のいずれか１に記載の電力線搬送
通信装置において、ウェーブレット逆変換器とウェーブ
レット変換器は、変調重複変換機能または拡張変調重複
変換機能を有することにより、各サブキャリアの再度ろ
周波数特性をメインローブを中心に更に急峻に設計でき
るので、電力線搬送通信装置において既存システムに影
響を与えないようにする目的で従来は必要であった帯域
阻止フィルタを必要とせず、受信時において他のサブキ
ャリアからの干渉や帯域外の雑音による影響を低減する
ことができるという有利な効果が得られる。

【０１４４】請求項６に記載の電力線搬送通信装置によ
れば、請求項１乃至５のいずれか１に記載の電力線搬送
通信装置において、ウェーブレット逆変換器とウェーブ
レット変換器は、ポリフェーズフィルタバンク回路によ
って構成することにより、変調時と復調時における重複
直交変換の際の演算を低レートで実行することができ、
動作クロック周波数を低くすることができるので、回路
の消費電力を低減することができるという有利な効果が
得られる。また、動作クロック周波数を低くすることが
できることにより、演算器を流用することができ、回路
規模を小さくすることができるという有利な効果が得ら
れる。

【０１４５】請求項７に記載の電力線搬送通信装置によ
れば、請求項１乃至５のいずれか１に記載の電力線搬送
通信装置において、ウェーブレット逆変換器とウェーブ
レット変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路に
よって構成することにより、変調時と復調時における重
複直交変換の際の演算を低レートで実行することがで
き、動作クロック周波数を低くすることができるので、
回路の消費電力を低減することができるという有利な効
果が得られる。また、高速ＤＣＴなどを併用することに
よって演算量も低減できるので、回路の消費電力および
回路規模を小さくすることができるという有利な効果が
得られる。

【０１４６】請求項８に記載の電力線搬送通信装置によ
れば、請求項１乃至６のいずれか１に記載の電力線搬送
通信装置において、ウェーブレット逆変換器とウェーブ
レット変換器は、重複係数に応じたフィルタ長の異なる
複数のフィルタ係数パターンを有し、送信部から送信さ
れる電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等の
受信条件に応じて、複数のフィルタ係数パターンの中か
ら適切なフィルタ係数パターンを選択することにより、
伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を低減すること
ができ、受信時の消費電力を削減することができ、ま
た、雑音状態が劣悪な場合においても安定した受信を行
うことができるという有利な効果が得られる。

【０１４７】請求項９に記載の電力線搬送通信装置によ
れば、請求項７に記載の電力線搬送通信装置において、
ウェーブレット逆変換器とウェーブレット変換器は、重
複係数に応じた複数の平面回転角パターンを有し、送信
部から送信される電力線通信信号や、伝送路の変動、受
信レベル等の受信条件に応じて、複数の平面回転角パラ
メータの中から適切な平面回転角パラメータを選択する
ことにより、伝送路の雑音状態が良好な場合の演算量を
低減することができ、受信時の消費電力を削減すること
ができ、また、雑音状態が劣悪な場合においても安定し
た受信を行うことができるという有利な効果が得られ
る。また、フィルタ係数を複数パターン用意する必要が
なく、記憶容量を減らすことができるという有利な効果
が得られる。

【０１４８】請求項１０に記載の電力線搬送通信装置に
よれば、請求項１乃至９のいずれか１に記載の電力線搬
送通信装置において、制御部は、信号点写像器に対して
データをマッピングし変調するサブキャリアを選択する
選択信号を出力し、信号点写像器は、選択信号に基づ
き、選択されたサブキャリアに対してはデータをマッピ
ングし、選択されなかったサブキャリアに対するデータ
はゼロをマッピングすることにより、出力するサブキャ
リアを容易に選択することができ、特定の周波数にのみ
信号を出力することが可能になり、国別の法規制によっ
て各国毎に使用可能な周波数が異なる場合であっても、
容易に対応することができるという有利な効果が得られ
る。

【０１４９】請求項１１に記載の電力線搬送通信装置に
よれば、請求項１０に記載の電力線搬送通信装置におい
て、制御部は、シンボル判定器による判定結果を用い
て、電力線上の雑音状態を信号電力対雑音電力比で推定
することにより、相対的に大きな雑音が定常的に存在す
る周波数帯域を検出し、大きな雑音が定常的に存在する
周波数帯域上のサブキャリアについては信号点写像器に
対して選択信号を出さないように制御することにより、
電力線上のノイズ状態を把握することができ、使用可能
なサブキャリアを選択することができ、あらかじめ大き
なノイズ成分が存在する周波数位置を避けるようにサブ
キャリアを選定して、より信頼性の高い通信を行うこと
ができるという有利な効果が得られる。

【０１５０】請求項１２に記載の電力線搬送通信装置に
よれば、請求項１０または１１に記載の電力線搬送通信
装置において、制御部は、信号点写像器による信号点写
像とサブキャリアへの選択信号の制御について、通信速
度を優先する場合には、信号点写像器で写像される信号
点数を増やすことで多値化し、データ伝送の信頼性を優
先する場合には、信号点写像器で写像される信号点数を
減らして２値化することにより、伝送速度を指定する速
度に容易に変更することができ、また指定された伝送速
度を実現する以外のサブキャリアを別の通信に利用する
ことができるので、帯域の利用効率を向上させることが
できるという有利な効果が得られる。

【０１５１】請求項１３に記載の電力線搬送通信装置に
よれば、請求項１０乃至１２のいずれか１に記載の電力
線搬送通信装置において、制御部は、信号点写像器によ
る信号点写像と各サブキャリアへの選択信号の制御につ
いて、各サブキャリアの誤り率を調査し、各サブキャリ
アの中で、誤り率の小さいサブキャリアから優先的に通
信に使用するように制御することにより、誤り率の小さ
いサブキャリアから優先的に通信に使用するようにした
ので、受信エラー数を減少させることができるという有
利な効果が得られる。

【０１５２】請求項１４に記載の電力線搬送通信装置に
よれば、請求項１乃至１３のいずれか１に記載の電力線
搬送通信装置において、制御部は、送信用増幅器の利得
を受信部で受信した受信信号の信号電力対雑音電力比に
基づいて設定することにより、電力線上のノイズレベル
が低く通信エラーが発生しない場合には出力レベルを低
下させることができるので、送信に必要な電力を削減す
ることができるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）ウェーブレットの時間波形の概念説明の
ためのグラフ（ｂ）ウェーブレットの周波数スペクトルの概念説明の
ためのグラフ

【図２】（ａ）直交変換におけるデータの流れを示す説
明図（ｂ）重複直交変換におけるデータの流れを示す説明図

【図３】本発明の実施の形態１による電力線搬送通信装
置を示すブロック図

【図４】電力線搬送通信装置の送信部の動作を説明する
ための説明図

【図５】電力線搬送通信装置の受信部の動作を説明する
ための説明図

【図６】本発明の実施の形態２による電力線搬送通信装
置を示すブロック図

【図７】本発明の実施の形態３による電力線搬送通信装
置を示すブロック図

【図８】電力線搬送通信装置の送信部の動作を説明する
ための説明図

【図９】電力線搬送通信装置の受信部の動作を説明する
ための説明図

【図１０】（ａ）４分割の完全再構成のＧＬＴを実現す
るフィルタバンク回路の各フィルタのインパルス応答の
例を示すグラフ（ｂ）４分割の完全再構成のＧＬＴを実現するフィルタ
バンク回路の各フィルタの周波数応答の例を示すグラフ

【図１１】（ａ）４分割のＥＬＴを実現するフィルタバ
ンク回路の各フィルタのインパルス応答の例を示すグラ
フ（ｂ）４分割のＥＬＴを実現するフィルタバンク回路の
各フィルタの周波数応答の例を示すグラフ

【図１２】（ａ）一般的なＦＩＲフィルタで構成した帯
域合成フィルタバンク回路を示すブロック図（ｂ）一般的なＦＩＲフィルタで構成した帯域分割フィ
ルタバンク回路を示すブロック図

【図１３】（ａ）ポリフェーズフィルタで構成した帯域
合成フィルタバンク回路を示すブロック図（ｂ）ポリフェーズフィルタで構成した帯域分割フィル
タバンク回路を示すブロック図

【図１４】図１３のポリフェーズフィルタを示すブロッ
ク図

【図１５】（ａ）図３、図６、図７の電力線搬送通信装
置のウェーブレット逆変換としての帯域合成フィルタバ
ンク回路を示すブロック図（ｂ）図３、図６、図７の電力線搬送通信装置のウェー
ブレット変換としての帯域分割フィルタバンク回路を示
すブロック図

【図１６】平面回転演算回路を示す機能ブロック図

【図１７】本発明の実施の形態１０による電力線搬送通
信装置の制御方法を説明するための説明図

【図１８】電力線搬送通信に認可された周波数スペクト
ルの例を示すグラフ

【図１９】ＯＦＤＭ伝送を用いた場合の送信周波数スペ
クトルを示すグラフ

【図２０】電力線搬送通信装置の送信周波数スペクトル
を示すグラフ

【図２１】図３、図６、図７の電力線搬送通信装置の制
御方法を説明するための説明図

【図２２】本発明の実施の形態１３による電力線搬送通
信装置の制御部の動作を示すフローチャート

【図２３】（ａ）電力線搬送通信装置の信号点写像器の
信号点数の変化を示す説明図（ｂ）電力線搬送通信装置の信号点写像器の信号点数の
変化を示す説明図

【図２４】本発明の実施の形態１４による電力線搬送通
信装置の動作を示すフローチャート

【図２５】特開２０００−１６５３０４号公報に記載さ
れた電力線搬送通信装置を示すブロック図

【図２６】ガードインターバルの仕組みを示すグラフ

【図２７】ＯＦＤＭのフィルタバンク特性を示すグラフ

【符号の説明】

１００電力線搬送通信装置１０１送信部１０２信号点写像器１０３ウェーブレット逆変換１０４Ｄ／Ａ変換器１０５送信用増幅器１０６、１１２帯域通過フィルタ１０７ＳＳＢ変調器１０８直交変調器１１０電力線１１１受信部１１３増幅度制御器１１４Ａ／Ｄ変換器１１５ウェーブレット変換１１６シンボル判定器１１７ＳＳＢ復調器１１８直交復調器１２１電力線結合回路１２２制御部２００、３００、４００帯域合成フィルタバンク回路２０１、３０２、４０５アップサンプラ２０２ＦＩＲフィルタ２０３ＦＩＲフィルタ群２０４、３０３、３２２、４０６２入力加算器２１０、３１０、４１０帯域分割フィルタバンク回路２１１ＦＩＲフィルタ２１２ＦＩＲフィルタ群２１３、３１２、４１２ダウンサンプラ３０１、３１３ポリフェーズフィルタ３０４、３１１、４０２、４０７、４１１、４１５遅
延素子（１サンプリング時間）３２１フィルタ４０１、４１６離散コサイン変換器４０３、４１４平面回転演算器４０４、４１３遅延素子（２サンプリング時間）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5K022 DD01 DD13 DD33 5K046 AA03 BB05 PP01 PP08 PS03 PS05 PS39

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信部と、受信部と、前記送信部からの信
号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると
共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線
結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制
御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通
信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット
列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に
写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像
された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直
交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変
調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウ
ェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器
による時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ変
換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽
出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプ
リング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／
Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データを各サブキ
ャリアの信号点データに変換するウェーブレット変換器
と、前記ウェーブレット変換器から出力される複数の信
号点データを逆写像して前記信号点写像器で写像された
ビット列を判別し受信データ系列として合成するシンボ
ル判定器とを有することを特徴とする電力線搬送通信装
置。
【請求項２】送信部と、受信部と、前記送信部からの信
号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると
共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線
結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制
御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通
信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット
列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの信号点に
写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により写像
された各サブキャリアの信号点データに基づき互いに直
交したウェーブレット波形をもって各サブキャリアの変
調を行うことにより時間波形系列データの生成を行うウ
ェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレット逆変換器
から出力される時間波形系列データを任意の搬送波周波
数帯域に周波数シフトする送信用周波数変換器と、前記
送信用周波数変換器から出力される時間波形系列データ
をアナログ変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽
出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプ
リング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／
Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバ
ンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得
る受信用周波数変換器と、前記受信用周波数変換器から
出力されたベースバンド信号系列を各サブキャリアの信
号点データに変換するウェーブレット変換器と、前記ウ
ェーブレット変換器から出力される複数の信号点データ
を逆写像して前記信号点写像器で写像されたビット列を
判別し受信データ系列として合成するシンボル判定器と
を有することを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項３】送信部と、受信部と、前記送信部からの信
号を電力線に対して電力線通信用信号として重畳すると
共に電力線から電力線通信用信号のみを抽出する電力線
結合回路と、前記送信部と前記受信部の各構成要素を制
御する制御部とを有し、複数のサブキャリアを用いて通
信を行う電力線搬送通信装置であって、前記送信部は、入力される送信データから複数のビット
列を生成して前記ビット列を各サブキャリアの複素信号
点に写像する信号点写像器と、前記信号点写像器により
写像された各サブキャリアの複素信号点データに基づき
互いに直交したウェーブレット波形をもって各サブキャ
リアの変調を行うことにより複素時間波形系列データの
生成を行うウェーブレット逆変換器と、前記ウェーブレ
ット逆変換器から出力される複素時間波形系列データを
直交変調することにより任意の搬送波周波数帯域に周波
数シフトする直交変調器と、前記直交変調器から出力さ
れる複素時間波形系列データをアナログ変換するＤ／Ａ
変換器とを有し、前記受信部は、前記電力線結合回路により電力線から抽
出された電力線通信用信号をディジタル変換してサンプ
リング系列波形データを得るＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／
Ｄ変換器によるサンプリング系列波形データをベースバ
ンド帯域へ周波数シフトしてベースバンド信号系列を得
る直交復調器と、前記直交復調器から出力されたベース
バンド信号系列を各サブキャリアの信号点データに変換
するウェーブレット変換器と、前記ウェーブレット変換
器から出力される複数の信号点データを逆写像して前記
信号点写像器で写像されたビット列を判別し受信データ
系列として合成するシンボル判定器とを有することを特
徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項４】前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェー
ブレット変換器は、完全再構成あるいは疑似完全再構成
の重複直交変換機能または一般化重複直交変換機能を有
することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記
載の電力線搬送通信装置。
【請求項５】前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェー
ブレット変換器は、変調重複変換機能または拡張変調重
複変換機能を有することを特徴とする請求項１乃至３の
いずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項６】前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェー
ブレット変換器は、ポリフェーズフィルタバンク回路に
よって構成することを特徴とする請求項１乃至５のいず
れか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項７】前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェー
ブレット変換器は、ラティス構造のフィルタバンク回路
によって構成することを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項８】前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェー
ブレット変換器は、重複係数に応じたフィルタ長の異な
る複数のフィルタ係数パターンを有し、送信部から送信
される電力線通信信号や、伝送路の変動、受信レベル等
の受信条件に応じて、前記複数のフィルタ係数パターン
の中から適切なフィルタ係数パターンを選択することを
特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の電力線
搬送通信装置。
【請求項９】前記ウェーブレット逆変換器と前記ウェー
ブレット変換器は、重複係数に応じた複数の平面回転角
パターンを有し、送信部から送信される電力線通信信号
や、伝送路の変動、受信レベル等の受信条件に応じて、
前記複数の平面回転角パラメータの中から適切な平面回
転角パラメータを選択することを特徴とする請求項７に
記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１０】前記制御部は、前記信号点写像器に対し
てデータをマッピングし変調するサブキャリアを選択す
る選択信号を出力し、前記信号点写像器は、前記選択信
号に基づき、選択されたサブキャリアに対してはデータ
をマッピングし、選択されなかったサブキャリアに対す
るデータはゼロをマッピングすることを特徴とする請求
項１乃至９のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１１】前記制御部は、前記シンボル判定器によ
る判定結果を用いて、電力線上の雑音状態を信号電力対
雑音電力比で推定することにより、相対的に大きな雑音
が定常的に存在する周波数帯域を検出し、前記送信部は
大きな雑音が定常的に存在する周波数帯域上のサブキャ
リアについては前記信号点写像器に対して前記選択信号
を出さないように制御することを特徴とする請求項１０
に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１２】前記制御部は、前記信号点写像器による
信号点写像とサブキャリアへの前記選択信号の制御につ
いて、通信速度を優先する場合には、信号点写像器で写
像される信号点数を増やすことで多値化し、データ伝送
の信頼性を優先する場合には、信号点写像器で写像され
る信号点数を減らして２値化することを特徴とする請求
項１０または１１に記載の電力線搬送通信装置。
【請求項１３】前記制御部は、前記信号点写像器による
信号点写像と各サブキャリアへの前記選択信号の制御に
ついて、各サブキャリアの誤り率を調査し、各サブキャ
リアの中で、誤り率の小さいサブキャリアから優先的に
通信に使用するように制御することを特徴とする請求項
１０乃至１２のいずれか１に記載の電力線搬送通信装
置。
【請求項１４】前記制御部は、前記送信用増幅器の利得
を前記受信部で受信した受信信号の信号電力対雑音電力
比に基づいて設定することを特徴とする請求項１乃至１
３のいずれか１に記載の電力線搬送通信装置。