JP4658042B2 - ウェーブレット変換を使用してディジタルマルチキャリア信号を受信する方法と装置 - Google Patents

Description

本発明は、実係数ウェーブレットフィルタバンクを用いたマルチキャリア伝送方式（ディジタルウェーブレットマルチキャリア伝送方式。以下「ＤＷＭＣ伝送方式」と称する）を使用する受信装置と方法に関する。

実係数ウェーブレットフィルタバンクを使用するディジタル変調処理および復調処理を含む伝送方式は、実係数フィルタバンクから複数のディジタル変調波を合成し送信信号を生成するマルチキャリア変調方式の１種である。この方式では、各キャリアの変調方式としてＰＡＭ（パルス振幅変調）を用いる。

ＤＷＭＣ伝送方式によるデータ伝送方式を図２６から図２９を参照して説明する。

図２６に示すように、各サブキャリアはインパルス応答を有し、複数のサブキャリアの各々のインパルス応答は互いに重なった関係で伝送される。図２７に示すように、各送信シンボルは、複数のサブキャリアのインパルス応答の組み合わせである時間波形によって形成される。

図２８に示すスペクトル図は、ＤＷＭＣ伝送方式によって送信されたスペクトルの例を示す。送信フレーム（図２９に示す）は、ＤＷＭＣ伝送方式による数十から数百の送信シンボルによって形成される。この送信フレームは、情報データ送信のシンボル、および、フレーム同期化のシンボル、等化のシンボルを含む。

マルチキャリア通信では受信機のクロックは送信機のクロックと正確に一致していないので、受信機内のビットエラーレートが上昇する可能性があり、受信機の受信特性が低下する場合がある。キャリア内へのパイロットキャリアの挿入は、クロックのずれを補償する１つの方法として考えられてきた。しかしこの場合、周波数利用効率が低下する。さらに、送信機と受信機の間のクロックずれを補償する方法は、ＤＷＭＣ伝送方式においてまだ確立されていない。

本発明は前述の課題を鑑みてなされたものである。本発明の目的は、ＤＷＭＣ伝送方式においてパイロットキャリアを使用せずに、送信機と受信機の間のクロックずれを補償することができる受信装置および方法を提供することである。

本発明によれば、受信データの第１ウェーブレット変換と第２ウェーブレット変換を行い、第１と第２の変換されたデータを出力し、ついで複素データ生成器は、第１の変換データを複素情報の同相成分として定義し第２の変換データを複素情報の直交成分として定義して複素データを生成し、複素データが出力される。続いて、等化器は複素データを等化し、等化された複素データを出力する。クロックずれ補償器は、判定結果と等化された複素データを使用して受信機と送信機の間のクロックずれを補償し、補償された複素データを出力する。判定器は補償された複素データを判定し、判定結果を出力する。

本発明は、ＤＷＭＣ伝送方式においてパイロットキャリアを使用せずに、送信機と受信機の間のクロックずれを補償することができる受信装置および方法を提供する。

次に、図１から図３１を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１では、受信機１０００は第１のウェーブレット変換器１０２、第２のウェーブレット変換器１０４、複素データ生成器１０６、同期回路１１０、等化器１１２、クロックずれ補償器１１４、判定器１１６を含む。コントローラ（図示せず）は受信機１０００の、第１のウェーブレット変換器１０２、第２のウェーブレット変換器１０４、複素データ生成器１０６、同期回路１１０、等化器１１２、クロックずれ補償器１１４、判定器１１６を含む。受信機１０００の、第１のウェーブレット変換器１０２、第２のウェーブレット変換器１０４、複素データ生成器１０６、同期回路１１０、等化器１１２、クロックずれ補償器１１４、判定器１１６としては、ＩＣ（集積回路）チップを使用する。好ましくは、ＩＣチップとしてＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）を使用する。さらに、受信機１０００の、第１のウェーブレット変換器１０２、第２のウェーブレット変換器１０４、複素データ生成器１０６、同期回路１１０、等化器１１２、クロックずれ補償器１１４、判定器１１６などの機能ブロックに複数のＩＣチップを使用することも可能である。

第１のウェーブレット変換器１０２は、データを受信し、受信したデータにウェーブレット変換を行い、ついで第１のウェーブレット変換データを複素データ生成器１０６に出力する。第１のウェーブレット変換器は、互いに直交するＭ個の実係数ウェーブレットフィルタ（Ｍは正の整数）を含む。第１のウェーブレット変換器１０２に対して直交する第２のウェーブレット変換器１０４は、データを受信し、受信データをウェーブレット変換し、第２のウェーブレット変換データを複素データ生成器１０６に出力する。第２のウェーブレット変換器は、互いに直交するＭ個の実係数ウェーブレットフィルタ（Ｍは正の整数）を含む。

複素データ生成器１０６は、第１と第２のウェーブレット変換データから複素データを生成し、複素データを同期回路１１０と等化器１１２に出力する。

同期回路１１０は複素データから同期タイミングを推定する。等化器１１２は、データ伝送路でゆがんだ複素データの波形を等化する。クロックずれ補償器１１４は、判定器１１６が判定した判定データと等化器１１２が等化した等化された複素データとを使用して、送信機と受信機の間のクロックずれを補償する。判定器１１６は、通信で使用したデータが補償された複素データ内に存在するかしないかを判定する。この実施形態では、通信に使用したデータが補償器１１４から出力したデータに存在することを判定結果が示したとき、クロックずれ補償器１１４が動作する。

次に、クロックずれ補償器１１４の構成を詳細に説明する。図２に示すように、本実施形態のクロックずれ補償器１１４は、位相ずれ演算器１４６、平均サンプルずれ演算器１４８、位相補償器１５０を含む。位相ずれ演算器１４６は、複素データと判定結果とを使用して、クロックのずれに起因する各サブキャリアの位相ずれを計算する。平均サンプルずれ演算器１４８は、各サブキャリアの位相ずれから時間データの平均サンプルずれを計算する。位相補償器１５０は、サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相を補償する。

次に、図１と図２を参照して、このような構成を有する受信機１０００の動作を説明する。

まず、第１のウェーブレット変換器１０２と第２のウェーブレット変換器１０４を使用して、受信データにウェーブレット変換を行う。次に、第１のウェーブレット変換器１０２と第２のウェーブレット変換器１０４はそれぞれ、第１のウェーブレット変換データと第２のウェーブレット変換データを複素データ生成器１０６に出力する。複素データ生成器１０６は、複素データの実部（同相成分）と複素データの虚部（直交成分）から複素データを生成する。実部は第１のウェーブレット変換器１０２から受信した第１のウェーブレット変換データであり、虚部は第２のウェーブレット変換器１０２から受信した第２のウェーブレット変換データである。続いて、複素データ生成器１０６は、同期回路１１０と等化器１１２に複素データを出力する。

次に、同期回路１１０は複素データを使用して同期タイミングを推定し、同期タイミングに関する情報を第１のウェーブレット変換器１０２と第２のウェーブレット変換器１０４にフィードバックする。等化器１１２は、データ伝送線でゆがんだ複素データの波形を等化し、等化された複素データをクロックずれ補償器に出力する。クロックずれ補償器１１４では、位相ずれ演算器１４６は、等化器１１２から出力された等化された複素データと判定器１１６から出力された判定結果とを使用して、送信機と受信機１０００の間のクロックずれに起因するサブキャリアの各位相ずれを計算し、位相ずれ演算器１４６は、各サブキャリアの位相ずれを平均サンプルずれ演算器１４８に出力する。平均サンプルずれ演算器１４８は、サブキャリア間の各位相ずれから時間データの平均サンプルずれを計算し、時間データの平均サンプルずれを位相補償器１５０に出力する。位相補償器１５０は、時間データの平均サンプルずれに対応するサブキャリアの各位相を補償することにより、送信機と受信機１０００の間のクロックずれを補償する。次に、クロックずれ補償器１１４は、補償された複素データを判定器１１６に出力する。判定器１１６は、通信内で使用されたデータが補償された複素データ内に存在するかしないかを判定し、判定結果をクロックずれ補償器１１４にフィードバックする。

次に、図３と図４を参照してクロックずれ補償器のアルゴリズムを説明する。

送信機のクロックと受信機のクロックが一致している環境では、等化された複素データは、２−ＰＡＭを一次変調として使用すると直交座標で図３に示すような分布を有する。クロックずれが存在しない場合、図４に示すように、等化された複素データはＩ軸に対して直交する２本の直線「Ｘ１」と「Ｘ２」の分布を有する。２本の直線とＩ軸のクロスポイントは、判定データを示し、この例ではクロスポイントはそれぞれ＋１と−１である。しかし、図４の２本の破線の直線が示すように、クロックずれがデータ通信内に存在するときには２本の直線はＩ軸に直交せず、円周に沿って回転する。円の直径は２つの判定データの間の距離を示す。

位相ずれ演算器１４６の例を図５に示す。等化された複素データが直交座標の「Ａ」に位置する場合、「Ａ」からの２本の接線「Ｙ１」と「Ｙ２」は２つの接点「Ｂ１」と「Ｂ２」において円と接する。例えば、「Ａ」の判定結果が１である場合、「Ｂ２」は「Ｂ１」より近いので「Ｂ２」が正しいポイントである。Ｉ軸と、原点「０」と「Ｂ２」を通る直線とが形成する角度を「θ」と定義する。クロックずれが存在する場合、図５に示すように、接線「Ｙｌ」は等化された複素データの分布を示し、「θ」は受信機と送信機の間のクロックずれにしたがった位相ずれを示す。また「θ」の角度は、直線「Ｘ１」と「Ｙ１」が形成する角度を示す。すなわち、円周に沿って回転した「Ｘ１」の回転角度を示す。

位相ずれ演算器１４６はアルゴリズムを使用して、各サブキャリアの位相ずれを計算する。次に、平均サンプルずれ演算器１４８は、位相ずれ演算器１４６から出力されたサブキャリア間の各位相ずれ（φｎ）と各サブキャリアの周波数（ｆｎ）とを使用して時間データのサンプルずれを計算する（τｎ：τｎ＝φｎ／２πｆｎ）。「ｎ」はサブキャリア番号である。次に、平均サンプルずれ演算器１４８は、サブキャリア数を時間データのサンプルずれの合計で割ることによって、時間データの同期タイミングから平均サンプルずれ（τａｖｇ）を計算する。続いて、位相補償器１５０は、等式φｎａｖｇ＝２πｆｎ τａｖｇを使用して各サブキャリアの位相ずれ（φｎａｖｇ）を計算し、各サブキャリアの位相ずれ（φｎ ａｖｇ）で各サブキャリアの位相を補償する。

上記の構成により、パイロットキャリアを使用せずに、受信機と送信機の間のクロックずれを補償することができる。さらに上記の構成は、周波数利用率低下を防ぐことができる。

この実施形態では、クロックずれ補償器１１４の特定の構成を図示の目的で説明したが、本発明はこの特定の構成に限定されない。たとえば本発明は、パイロットキャリアを使用せずに受信機と送信機の間のクロックずれを補償する任意のシステム内で使用することができる。さらに、この実施形態では、各キャリアを変調するために２ＰＡＭを１つの方法として使用したが、他の方法では各キャリアを変調するために、２ＰＡＭではなく４ＰＡＭ、８ＰＡＭ、または８ＰＡＭ以上を使用することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態の受信装置は、第１の実施形態の受信機と同じ構成を有する。しかしこの実施形態のクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムは、第１の実施形態で説明されたアルゴリズムとは異なる。したがって次に、この実施形態におけるクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムを詳細に説明する。

位相ずれ演算器１４６の例を図６に示す。クロックずれが存在しない場合、図６に示すように、等化された複素データは、Ｉ軸に直交する２本の直線「Ｘ１」と「Ｘ２」が示す分布を有する。等化された複素データが直交座標で「Ａ」に位置する場合、「Ａ」の判定結果は１である。「Ｘ１」と、「Ａ」と判定の結果「１」を通過する直線が形成する角度が「θ」と定義される。「θ」の角度は、受信機と送信機の間のクロックのずれによる位相ずれを示す。

上記の構成により、位相ずれ演算器内のアルゴリズムが簡単になる。特に位相ずれが小さければ上記の構成はより効率的になる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態の受信機は、第１と第２の実施形態の受信機と同じ構成を有する。しかしクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムは、第１と第２の実施形態に説明されたアルゴリズムとは異なる。したがって次に、図７を参照してこの実施形態におけるクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムを詳細に説明する。

図７に示すように、位相ずれ演算器１４６の計算は第２の実施形態で説明した計算と同様だが、この実施形態で使用するデータは第２の実施形態で使用するデータとは異なる。この実施形態では、複素データの直交成分の閾値を記憶するメモリ（図７には図示せず）を位相ずれ演算器１４６内に配置する。図７に示すようにこの実施形態では、閾値の数は２であり閾値の値はｔとｓである。受信機と送信機の間のクロックずれによる位相ずれを等化された複素データと判定結果から計算すると、位相ずれ演算器１４６では直交座標で閾値と「Ａ」の直交成分の絶対値を比較する。比較にしたがって、直交成分の絶対値が閾値に等しいかまたは閾値より大きい場合、第２の実施形態で説明した計算を行う。

したがって、ノイズがデータと重なる場合ノイズの強さに対応してデータが回転するため、上記の構成により計算精度が改善される。同じノイズが「Ａ」のデータと「Ｃ」のデータにそれぞれ重なる場合、「Ａ」のデータは「Ａ’」のデータに移動しＱ軸から角度「θ１」回転し、「Ｃ」のデータは「Ｃ’」のデータに移動し、Ｑ軸から角度「θ２」回転する。すなわち、ノイズの影響があるため、双方のデータの位相ずれが大きくなる。また、データの絶対値が小さいほどデータの位相ずれは大きくなる。したがって位相ずれの計算において閾値より小さなデータを使用しないことにより、計算においてノイズの影響を抑えることができる。したがって上記の構成により、受信機１０００の正確な動作が達成される。

（第４の実施形態）
第４の実施形態の受信機は第２の実施形態の受信機と同じ構成を有する。しかしクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムは、第２の実施形態に説明されたアルゴリズムとは異なる。したがって次に図８を参照して、この実施形態におけるクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムを詳細に説明する。

図８に示すように、位相ずれ演算器１４６の計算は第２の実施形態で説明した計算と同様であるが、この実施形態で使用するデータは第２の実施形態で使用するデータとは異なる。この実施形態では、等化された複素データの直交成分の値がゼロに等しいか正の値である場合、等化された複素データの直交成分の値は、直交成分の絶対値がなんであっても固定値「＋Ｐ」に置き換えられる。他方、等化された複素データの直交成分の値が負である場合、等化された複素データの直交成分の値は、直交成分の絶対値がなんであっても別の固定値「−Ｐ」に置き換えられる。たとえば、図８に示す「Ａ」は正の値の直交成分を有するので「＋Ｐ」の値に置き換えられる。しかし、図８に示す「Ａ’」は負の値の直交成分を有するので「−Ｐ」の値に置き換えられる。ｐがＱ軸に沿ったデータの分布の平均値に近いことが好ましい。たとえば、等化された複素データの直交成分の平均累乗を「Ｐ」として使用することができる。

さらに、本実施形態ではゼロを閾値として使用し、等化された複素データの直交成分を「＋Ｐ」または「−Ｐ」の固定値に置き換えたが、受信機１０００に適切な値を閾値に選択することができる。

したがって上記の構成により、すべてのデータのＱ軸方向には２つの値（＋Ｐまたは−Ｐ）しかないため、受信機１０００における計算精度が改善され計算処理が簡単になる。したがってこの構成によって第２の実施形態と比べると、受信機１０００のより正確で迅速な動作が達成される。

（第５の実施形態）
第５の実施形態の受信機は第４の実施形態の受信機と同じ構成を有する。しかし、クロックずれ補償器１１４のアルゴリズムは、第２の実施形態で説明したアルゴリズムとは異なる。したがって次に図９を参照して、この実施形態におけるクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムを詳細に説明する。

図９に示すように、位相ずれ演算器１４６の計算は第４の実施形態で説明した計算と同様であるが、この実施形態で使用するデータは、位相ずれがリミット（位相ずれの最大値）に等しいかそれ未満であるデータに限定されている。位相ずれのリミットは、直線「Ｘ１」と、ポイント「Ｃ」と判定結果のポイント「１」を通過する直線「Ｚ２」が形成する最大位相ずれ角度「θ」としてあらかじめ設定されている。

図９に示すように、受信機と送信機の間のクロックずれによる位相ずれを等化された複素データと判定結果によって計算すると、最大位相ずれ角度「θ」を超える位相ずれ角度を有するすべてのデータはポイント「Ｃ」に位置するものとみなされる。

したがって上記の構成により、第４の実施形態と比較すると計算の精度を改善することができる。したがってこの構成により、受信機の正確な動作を達成することができる。

（第６の実施形態）
第６の実施形態の受信機は第４の実施形態の受信機と同じ構成を有する。しかし、クロックずれ補償器１１４のアルゴリズムは、第２の実施形態で説明したアルゴリズムとは異なる。したがって次に図１０を参照して、この実施形態におけるクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムを詳細に説明する。

この実施形態では、平均サンプルずれ演算器１４８は、各サブキャリアの位相ずれを使用して時間データの同期タイミングから平均サンプルずれを計算する。正の整数を掛けた平均サンプルずれ（図１０に示す）を、第４の実施形態に示す平均サンプルずれとして使用する。

したがって上記の構成により、第４の実施形態と比較すると計算精度を改善することができる。

（第７の実施形態）
第７の実施形態の受信機は第４の実施形態の受信機と同じ構成を有する。しかし、クロックずれ補償器１１４のアルゴリズムは、第２の実施形態で説明したアルゴリズムとは異なる。したがって次に、クロックずれ補償器１１４のアルゴリズムを詳細に説明する。

本実施形態では、平均サンプルずれ演算器１４８は、各サブキャリアの位相ずれを使用して、時間データの同期化タイミングから平均サンプルずれを計算する。正の整数をかけた平均サンプルずれ（図１０に示す）を、第４の実施形態に示す平均サンプルずれとして使用する。さらに、平均サンプルずれ演算器１４８は正の整数を適切に変更する。最初に、平均サンプルずれ演算器１４８は最大値を初期値として設定する。平均サンプルずれ演算器１４８はサンプルずれ計算を開始すると、平均サンプルずれを観察し、平均サンプルずれの量に対応して正の整数を変える。

したがって上記の構成により、第４の実施形態と比較すると、ノイズに対する抵抗性が改善する。

（第８の実施形態）
第８の実施形態の受信機は、クロックずれ補償器１１４を除くと第４の実施形態の受信機と同じ構成を有する。したがって図１１を参照して、本実施形態におけるクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムを詳細に説明する。

図１１に示すように、本実施形態では、クロックずれ補償器１１４はサブキャリア選択器１４２、一次変調テーブル１４４、位相ずれ演算器１４６、平均サンプルずれ演算器１４８、位相補償器１５０を含む。サブキャリア選択器１４２はクロックずれを補償するためにサブキャリアを選択する。一次変調テーブル１４４を使用してサブキャリアを選択する。

次に図１１を参照して、このような構成を有する受信機１０００の動作を説明する。一次変調テーブル１４４は、あらかじめ設定された各サブキャリアの、２ＰＡＭ、４ＰＡＭ、８ＰＡＭ、１６ＰＡＭなどの一次変調タイプを記憶する。たとえばシンボルが５１２のサブキャリアを含む場合、一次変調テーブル１４４は、第１のサブキャリアが２ＰＡＭ、第２のサブキャリアが１６ＰＡＭ、第３のサブキャリアが４ＰＡＭ、・・・、第５１２のサブキャリアが８ＰＡＭなどのように、５１２の一次変調タイプを記憶する。一次変調タイプは、たとえば送信機がデータを受信機に送信する前の送信機と受信機の間のノイズの存在など、送信チャネルの状態に従って、あらかじめ各サブキャリアに割り当てられている。たとえば、サブキャリアの送信チャネルの状態が非常に良好な場合、そのサブキャリアには一次変調タイプとして１６ＰＡＭを使用する。同時に、別のサブキャリアの送信チャネルの状態が非常に悪い場合、そのサブキャリアには一次変調タイプとして２ＰＡＭを使用する。サブキャリア選択器１４２は、一次変調テーブル１４４を使用してクロックずれ補償に使用するサブキャリアを選択する。位相ずれ演算器１４６は、キャリア選択器１４２で選択されたサブキャリアの判定結果と、等化器１１２から出力された複素データの両方を使用して、クロックずれに起因する位相ずれを計算する。平均サンプルずれ演算器１４８は、選択されたサブキャリアの位相ずれを使用して、時間データの平均サンプルずれを計算する。位相補償器１５０は、平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相ずれを補償する。

したがって上記の構成により、クロックずれを補償するために選択されたサブキャリアを使用することによって、計算の精度が改善される。したがってこの構成により、受信機の正確な動作が達成される。

（第９の実施形態）
第９の実施形態の受信機は、クロックずれ補償器１１４を除いては第４の実施形態の受信機と同じ構成を有する。したがって、図１２を参照して本実施形態におけるクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムを詳細に説明する。図１２に示すように、本実施形態ではクロックずれ補償器１１４は、一次変調テーブル１４４、重み付け位相ずれ演算器１５６、平均サンプルずれ演算器１４８、位相補償器１５０を含む。重み付け位相ずれ演算器１５６は、判定結果と複素データの両方を使用してクロックずれに起因する各サブキャリアの位相ずれを計算し、一次変調テーブル１４４にしたがって位相ずれの重みを分類する。

次に図１２を参照して、このような構成を有する受信機１０００の動作を説明する。一次変調テーブル１４４は、あらかじめ設定されている各サブキャリアの２ＰＡＭ、４ＰＡＭ、８ＰＡＭ、１６ＰＡＭなどの一次変調タイプを記憶する。重み付け位相ずれ演算器１５６は、各サブキャリアの判定結果と等化器１１２から出力された各サブキャリアの複素データの両方を使用してクロックずれに起因する位相ずれを計算する。重み付け位相ずれ演算器１５６は、一次変調テーブル１４４を使用して、サブキャリアの一次変調タイプに従った重みを各サブキャリアの計算された位相ずれに加算する。本実施形態では、１６ＰＡＭの重みがもっとも重く、２ＰＡＭの重みがもっとも軽い。この構成により、平均サンプルずれの計算における送信チャネル内のノイズの影響が最小化される。良好な条件下のサブキャリアの位相ずれは平均サンプルずれの計算に対してはるかに大きな影響を有するため、平均サンプルずれ演算器１４８は、重み付け位相ずれを使用して時間データの平均サンプルずれを計算する。位相補償器１５０は、平均サンプルずれを使用して、各サブキャリアの位相ずれを補償する。

したがって上記の構成により、第８の実施形態に示す構成よりさらに正確にクロックずれを補償することができる。したがって本実施形態の構成により、受信機の正確な動作が達成される。

（第１０の実施形態）
第１０の実施形態の受信機は、クロックずれ補償器１１４を除いては第４の実施形態の受信機と同じ構成を有する。したがって図１３を参照して、本実施形態のクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムを詳細に説明する。図１３に示すように、本実施形態では、クロックずれ補償器１１４は、チャネルエスティメーションテーブル１６０、サブキャリア選択器１４２、位相ずれ演算器１４６、平均サンプルずれ演算器１４８、位相補償器１５０を含む。図１５に示すように、チャネルエスティメーションテーブル１６０は、各キャリアのＣＩＮＲ（キャリアパワー／干渉とノイズパワー比）などの送信チャネルの状態を示す値を記憶する。チャネルエスティメーションテーブル１６０は適切なサブキャリアを選択するために使用する。

次に図１３を参照して、このような構成を有する受信機１０００の動作を説明する。サブキャリア選択器１４２は、チャネルエスティメーションテーブル１４４を使用してクロックずれ補償に使用するサブキャリアを選択する。たとえば選択は、ＣＩＮＲが１０ｄＢより大きいサブキャリアを選択することなどにより行う。位相ずれ演算器１４６は、サブキャリア選択器１４２で選択されたサブキャリアの判定結果と、等化器１１２から出力された複素データの両方を使用して、クロックずれに起因する位相ずれを計算する。平均サンプルずれ演算器１４８は、選択されたサブキャリアの位相ずれを使用して時間データの平均サンプルずれを計算する。位相補償器１５０は、平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相ずれを補償する。

したがって上記の構成により、クロックずれの精度が改善される。したがって本実施形態の構成により、受信機の正確な動作が達成される。

（第１１の実施形態）
第１１の実施形態の受信機はクロックずれ補償器１１４を除いては第４の実施形態の受信機と同じ構成を有する。したがって図１４を参照して、本実施形態のクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムを詳細に説明する。図１４に示すように、本実施形態では、クロックずれ補償器１１４は、チャネルエスティメーションテーブル１６０、重み付け位相ずれ演算器１５６、平均サンプルずれ演算器１４８、位相補償器１５０を含む。

次に図１４を参照して、このような構成を有する受信機１０００の動作を説明する。図１５に示すように、チャネルエスティメーションテーブル１６０は、各キャリアのＣＩＮＲなどの送信チャネルの状態を示す値を記憶し、適切なサブキャリアを選択するために使用される。重み付け位相ずれ演算器１５６は、各サブキャリアの判定結果と、等化器１１２から出力された各サブキャリアの複素データの両方を使用して、クロックずれに起因する位相ずれを計算する。次に重み付け位相ずれ演算器１５６は、チャネルエスティメーションテーブル１６０を使用して、各サブキャリアの位相ずれに重みを加えるか乗算する。ＣＩＮＲの値が大きいほど、重い重みが設定される。たとえば、ＣＩＮＲの値が０ｄＢ未満であれば重みは「１」であり、ＣＩＮＲの値が１０ｄＢ未満であれば重みは「２」であり、ＣＩＮＲの値が２０ｄＢ未満であれば重みは「３」であり、ＣＩＮＲの値が３０ｄＢ未満であれば重みは「４」である。平均サンプルずれ演算器１４８は、重み付け位相ずれ演算器１５６が計算した重み付け位相ずれを使用して、時間データの平均サンプルずれを計算する。位相補償器１５０は、平均サンプルずれ演算器１４８が計算した平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相ずれを補償する。

したがって上記の構成により、クロックずれの精度が改善される。したがって本実施形態の構成により、第１０の実施形態に示す受信機の動作よりいっそう正確な動作が達成できる。

（第１２の実施形態）
第１２の実施形態の受信機は、クロックずれ補償器１１４を除いては第４の実施形態の受信機と同じ構成を有する。したがって図１６を参照して本実施形態によるクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムを詳細に説明する。図１６に示すように、本実施形態では、クロックずれ補償器１１４は、等化係数の逆数テーブル１８０、サブキャリア選択器１４２、位相ずれ演算器１４６、平均サンプルずれ演算器１４８、位相補償器１５０を含む。図１９に示すように、等化係数の逆数１８０は、各サブキャリアの等化係数の逆数の各値をあらかじめ記憶している。等化係数の逆数テーブル１８０は、送信チャネルの状態を示す各サブキャリアの等化係数の逆数の値を記憶する。等化係数の逆数の値が大きいほど、送信チャネルの条件は良好である。さらに、等化係数の逆数テーブルの代わりに、等化係数の二乗の逆数テーブルまたは３乗以上の逆数テーブルを使用してもよい。本実施形態では、等化係数の逆数テーブル１８０として、等化係数の二乗の逆数テーブルを使用する。

次に図１６を参照し、このような構成を有する受信機１０００の動作を説明する。サブキャリア選択器１４２は、等化係数の逆数テーブル１８０を使用して、クロックずれを補償するために使用するサブキャリアを選択する。選択は、たとえば−６０ｄＢなど、等化係数の逆数が所定の閾値に等しいかまたは閾値以上のサブキャリアを選択することによって行う。位相ずれ演算器１４６は、サブキャリア選択器１４２で選択したサブキャリアの判定結果と、等化器１１２から出力された複素データの両方を使用して、クロックずれに起因する位相ずれを計算する。平均サンプルずれ演算器１４８は、選択されたサブキャリアの位相ずれを使用して、時間データの平均サンプルずれを計算する。位相補償器１５０は、平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相ずれを補償する。

したがって上記の構成により、クロックずれの精度が改善される。したがって本実施形態の構成により、第４の実施形態に示す受信機の動作よりいっそう正確な動作が達成できる。

（第１３の実施形態）
第１３の実施形態の受信機は、サブキャリア選択器１４２と等化係数の逆数テーブル１８０の間にリミッタ１６２を追加することを除いては、第１２の実施形態の受信機と同じ構成を有する。したがって図１７を参照して、本実施形態におけるリミッタ１６２の動作およびクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムを詳細に説明する。

リミッタ１６２は、等化係数の逆数テーブル１８０内に記憶される等化係数の逆数値が、リミッタ１６２に記憶された所定の閾値より小さいように制限する。リミッタ１６２は、閾値より小さい等化係数の逆数の値を送信しないか、または、その等化係数の逆数に対応するサブキャリアはクロックずれの補償に使用できないように示す一種のフラグを設定する。サブキャリア選択器１４２は、リミッタ１６２を通過した後の等化係数の逆数を使用してクロックずれの補償に使用するサブキャリアを選択する。サブキャリア選択器１４２は、リミッタ１６２を通過するすべての等化係数の逆数に対応するすべてのサブキャリアを使用してもよいし、または、リミッタ１６２を通過するすべての等化係数の逆数に対応するすべてのサブキャリアからよりよい状態の一部のサブキャリアを選択してもよい。

したがって上記の構成により、クロックずれの精度を改善することができる。さらに、本実施形態に示す受信機により、第１２の実施形態に示す受信機よりも狭帯域干渉に関してよりいっそう高い許容範囲を達成することができる。

（第１４の実施形態）
第１４の実施形態の受信機は、チャネルエスティメーションテーブル１６０の代わりに、等化係数の逆数テーブル１８０を使用することを除いては、第１１の実施形態の受信機と同じ構成を有する。したがって図１８を参照して、本実施形態のクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムを詳細に説明する。

図１９に示すように、等化係数の逆数１８０は、各サブキャリアの等化係数の逆数の各値をあらかじめ記憶している。等化係数の逆数は、送信チャネルの状態を示す。重み付け位相ずれ演算器１５６は、各サブキャリアの判定結果と、等化器１１２から出力された各サブキャリアの複素データの両方を使用して、クロックずれに起因する位相ずれを計算する。次に、重み付け位相ずれ演算器１５６は、等化係数の逆数１８０を使用して各サブキャリアの位相ずれに重みを加算するか乗算する。等化係数の逆数の値が大きければ、設定される重みも重くなる。たとえば、等化係数の逆数の値が−７０ｄＢ未満であれば重みは「１」であり、等化係数の逆数の値が−６０ｄＢ未満で−７０ｄＢ以上であれば重みは「２」であり、等化係数の逆数の値が−５０ｄＢ未満で−６０ｄＢ以上であれば重みは「３」であり、等化係数の逆数の値が−５０ｄＢ以上であれば重みは「４」である。平均サンプルずれ演算器１４８は、重み付け位相ずれ演算器１５６が計算した重み付け位相ずれを使用して、時間データの平均サンプルずれを計算する。位相補償器１５０は、平均サンプルずれ演算器１４８が計算した平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相ずれを補償する。

したがって上記の構成により、クロックずれの精度が改善される。したがって本実施形態の構成により、第１２の実施形態に示す受信機の動作よりいっそう正確な動作が達成される。

（第１５の実施形態）
第１５の実施形態の受信機は、等化係数の逆数テーブル１８０の代わりに位相差テーブル１９０を使用することを除いては、第１４の実施形態の受信機と同じ構成を有する。したがって図２０を参照して、本実施形態における位相差テーブル１９０とクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムを詳細に説明する。

次にこのような構成を有する受信機１０００の動作を説明する。図２３を参照して位相差テーブル１９０を説明する。位相差テーブル１９０の説明を簡単にするために、本実施形態では８点のウェーブレット変換器を使用する、すなわち、８本のサブキャリアがあると仮定する。

図２３に示すように、送信機がいくつかの連続するシンボルについて同じウェーブレット変換されたデータの逆数、たとえば「１」を各サブキャリアに送信すると、合成波はＦ１からＦ３を有する複数の正弦波を加えた波形として生成される。正弦波は主に２つのサブキャリアを含む。たとえば、周波数「Ｆ１」を有する第１の正弦波は主にサブキャリア第２と第３を含む。主に正弦波を含む２本のサブキャリアを「サブキャリアぺア」と呼ぶ。受信機が合成波を受信すると、受信機は複素情報を得る。これは、複数の「Ｆｎ」に対応する複素データ生成器から出力された受信されたデータ内に含まれる。次に２つの連続するサブキャリアペアの間で各複素除算を行い、各複素除算の結果は複素座標上で位相差を示す。位相差の平均は、複素加算器で位相差を加算することによって計算する。図２４に示すように、位相差テーブル１９０は、位相差の平均と、連続する２本のサブキャリアペア（複素サブキャリア）の間のすべての位相差をあらかじめ記憶する。

次に、クロックずれ補償器１１４の動作を詳細に説明する。サブキャリア選択器１４２は、位相差テーブル１９０を使用したクロックずれの補償に使用するサブキャリアを選択する。選択はたとえば、２本の連続するサブキャリアペアの間の位相差がたとえば平均または１〔ｒａｄ〕より大きいサブキャリアを選択することによって行う。位相ずれ演算器１４６は、サブキャリア選択器１４２で選択したサブキャリアの判定結果と、等化器１１２から出力された複素データの両方を使用して、クロックずれに起因する位相ずれを計算する。平均サンプルずれ演算器１４８は、選択されたサブキャリアの位相ずれを使用して、時間データの平均サンプルずれを計算する。位相補償器１５０は、平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相ずれを補償する。

したがって上記の構成により、クロックずれの精度が改善される。

（第１６の実施形態）
第１６の実施形態の受信機は、サブキャリア選択器１４２と位相差テーブル１９０の間にリミッタ１６２を追加することを除いては、第１５の実施形態の受信機と同じ構成を有する。したがって図２１を参照して、本実施形態におけるリミッタ１９２の動作およびクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムを詳細に説明する。

リミッタ１９２は、連続する２本のサブキャリアペアの位相差がリミッタ１９２に記憶された所定の閾値より小さい場合、位相差テーブル１９０に記憶された連続する２本のサブキャリアペア間の位相差を制限する。リミッタ１９２は、閾値よりも小さな位相差を有するサブキャリアに関する情報を送信しないか、または、リミッタ１９２は、クロックずれを補償するためにその位相差に対応するサブキャリアが使用できないことを示す一種のフラグを設定する。サブキャリア選択器１４２は、リミッタ１９２を通過した後の位相差を使用してクロックずれの補償に使用するサブキャリアを選択する。サブキャリア選択器１４２は、リミッタ１９２を通過するすべての位相差に対応するすべてのサブキャリアを使用してもよいし、または、リミッタ１９２を通過するすべての位相差に対応するすべてのサブキャリアからよりよい条件の一部のサブキャリアを選択してもよい。

したがって上記の構成により、クロックずれの精度が改善される。さらに本実施形態に示す受信機により、第１５の実施形態に示す受信機よりも狭帯域干渉についてより高い耐性を達成することができる。

（第１７の実施形態）
第１７の実施形態の受信機は、サブキャリア選択器１４２と位相ずれ演算器１４６を使用する代わりに、重み付け位相ずれ演算器１５６を使用することを除いては、第１５の実施形態の受信機と同じ構成を有する。したがって図２２を参照して、本実施形態のクロックずれ補償器１１４のアルゴリズムを詳細に説明する。

本実施形態においては、クロックずれ補償器１１４は、位相差テーブル１９０、重み付け位相ずれ演算器１５６、平均サンプルずれ演算器１４８、位相補償器１５０を含む。重み付け位相ずれ演算器１５６は、各サブキャリアの判定結果と、等化器１１２から出力された各サブキャリアの複素データの両方を使用して、クロックずれに起因する各サブキャリアの位相ずれを計算する。図２４に示すように、位相差テーブル１９０はサブキャリアペア間の位相差をあらかじめ記憶する。重み付け位相ずれ演算器１５６は、位相差テーブル１９０を使用して各サブキャリアの計算された位相ずれに、位相差にしたがった重みを加える。本実施形態では、位相差が１．１［ｒａｄ］の時重みがもっとも重く、位相差が０．７［ｒａｄ］未満あるいは１．５［ｒａｄ］を超えるとき、重みはもっとも軽い。本実施形態では最も軽い重みはゼロであってもよい。良好な条件下のサブキャリアの位相ずれは、平均サンプルずれの計算に対してはるかに大きな効果を有するので、この構成により、平均サンプルずれの計算に対する送信チャネルの状態の影響が最小化される。平均サンプルずれ演算器１４８は、重み付け位相ずれを使用して時間データの平均サンプルずれを計算する。位相補償器１５０は、平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相ずれを補償する。

したがって上記の構成により、第１５の実施形態に示される構成よりさらに正確にクロックずれを補償することができる。したがって本実施形態の構成により、受信機の正確な動作が達成できる。

本発明は信号を送受する種々の通信装置に適用できるが、悪条件の伝送経路を使用する電力線通信（ＰＬＣ）用のシステムに適している。

図３０と図３１では、送信機の一部である送信部６００は、シンボルマッパ６１０、シリアルパラレル（Ｓ／Ｐ）コンバータ６２０、変調器６３０、ディジタル／アナログコンバータ（Ｄ／Ａ）６４０を含む。送信機の送信部６００では、シンボルマッパ６１０はビットデータをシンボルデータに変換し、シンボルデータを所定のデータポイントマッピング情報に従って信号ポイントの所定の構成にマッピングする。Ｓ／Ｐコンバータ６２０はシンボルマッパ６１０から出力されたシリアルデータをパラレルデータに変換する。変調器６３０は、互いに直交するＭ個のフィルタを含むフィルタバンクを有し、逆変換を行うことによってＳ／Ｐコンバータ６２０から出力され送信されるパラレルデータを変調する。Ｄ／Ａコンバータ６４０はディジタル信号をアナログ信号に変換する。受信部７００はＡ／Ｄコンバータ７１０と復調器７２０を含む。受信機の受信部７００では、Ａ／Ｄ変換器７１０は受信したアナログ信号をディジタル信号に変換する。復調器７２０は、互いに直交するＭ個のフィルタを含むフィルタバンクを有し、受信データを変換することによってＤ／Ａコンバータ７１０から受信したデータ入力を復調し、実施形態１から１７に説明された構成を含むことができる。変調器６３０と復調器７２０のフィルタバンクは、ウェーブレットベースの余弦変換フィルタバンクおよびＦＦＴベースのパルス整形タイプＯＦＤＭを含む。ウェーブレットベースの余弦変換フィルタバンクはたとえば４Ｎなどの長いフィルタ長を有する（Ｎはシンボル長で、一般にＭ＝Ｎである）。

さらに、ＰＬＣが使用する周波数帯はアマチュア無線帯と重複する。アマチュア無線帯の影響を最小化するために、サブキャリアを無効にすることによってノッチを形成し、フィルタバンクを使用して変調処理と復調処理を行う。帯域を制限したマルチキャリアを使用することにより、ＰＬＣの狭帯域干渉波とキャリア間干渉に対する抵抗性が高まる。各サブキャリアの帯域が制限されているので、いくつかのサブキャリアを無効にすることにより鋭いノッチが形成される。

ＰＬＣのために２ＭＨｚから３０ＭＨｚまで帯域の使用を認める規制緩和が進行中である。しかし他の既存のシステム（たとえばアマチュアラジオと短波放送）は同じ帯域を使用する。このような他の既存のシステムとの干渉は許されないので、理想的には、信号は、ＰＬＣの間他の既存システムが使用する帯域に送信するべきである。通常は、既存のシステムが使用する帯域への送信を無効にするために、別のフィルタによってノッチフィルタを生成する。米国でＰＬＣ業務と提携を結んでいるＨｏｍｅＰｌｕｇが発売した「ＨｏｍｅＰｌｕｇ１．０」では３０ｄＢ用のノッチフィルタが使用されている。したがって、他の既存のシステムに対する干渉抑制として考えられるターゲットは３０ｄＢ以上である。

本発明の構成および方法によれば、フィルタバンクを使用して各サブキャリアの帯域を制限し、既存のシステムが使用する帯域と重複するサブキャリアを無効にする。これによって、ノッチフィルタを生成しなくても関連技術の方法と同じ動作を達成することができる（他の既存のシステムが使用する帯域におけるノッチフィルタ生成操作）。形成されるノッチが深いほど、フィルタバンクのＭフィルタの各々のフィルタ長は長くなる。この場合、フィルタによる遅延に関する懸念がある（フィルタ遅延はノッチ深さに対する相殺である）。
したがって、ＰＬＣのフィルタバンクのフィルタ長を４Ｎに制限することにより、３０ｄＢ以上のノッチを形成しフィルタ遅延を抑制することが可能になる（Ｎはシンボル長で、一般にＭ＝Ｎである）。

次にＰＬＣシステムの例を詳細に説明する。図２５に示すように、ビル７５０の中のＰＬＣシステムは電力線８０１と、電話網、または、光ネットワーク、ＣＡＴＶネットワークなどの従来のネットワーク８０２と、送信部６００と受信部７００の両方を含む通信装置８００と、テレビセット、または、ビデオ、ＤＶＤ、ＤＶカメラなどのＡＶ装置８１０と、ルータ、または、ＡＤＳＬ、ＶＤＳＬ、メディアコンバータ、電話などの通信装置８２０と、プリンタ、または、ファクシミリ、スキャナなどの文書作成装置８３０と、カメラまたはインターホンなどのセキュリティ装置８４０と、コンピュータ８５０と、エアコンディショナ、または、冷蔵庫、洗濯機、電子レンジのような家電製品８６０とを含む。

次にＰＬＣシステムの動作を説明する。装置は電力線８０１を介してネットワークを形成し、通信装置８００を使用して双方向通信を行う。インターネット通信に関しては、電力線８０１を介してビル７５０に提供されるホームゲートウェイ経由で接続することができる。別法としては、従来のネットワーク８０２上で通信する電気通信装置８２０を介して接続することができる。別法としては、無線機能を有する電気通信装置８２０からワイヤレスベースで接続することができる。ここで使用する通信装置８００は、互いに直交するＭ個のフィルタを含むフィルタバンクを使用して変調処理と復調処理を行うので、他の既存のシステムが使用する帯域と重複するサブキャリアを無効にすることによって、他の既存のシステムとの干渉を抑制できる。さらにフィルタ長が４Ｎに制限されているので（Ｎはシンボル長で一般にＭ＝Ｎである）、フィルタによる遅延を抑制しながら３０ｄＢ以上のノッチ深さを達成することができる。逆に、他の既存のシステムからの狭帯域干渉の影響が低減される。

さらに、所定の帯域でノッチを生成するときには、帯域と重複する任意のサブキャリアを無効にするだけでよい。したがって種々の国で柔軟に容易に規制を遵守することができる。本システムの使用を開始してから規制の変化があった場合でも、ファームウェアの更新などの操作を介して柔軟に対処できる。

さらに、第１から第１８の実施形態の構成は必要に応じて互いに組み合わせることができる。

さらに、クロックずれ補償器１１４に使用するサブキャリアの最大数が「Ｘ」であり、サブキャリア選択時に閾値などの所定の条件を満たすサブキャリアの数が「Ｘ」以上の時、第１から第１７の実施形態の構成にしたがって、周波数の小さいサブキャリアから優先的に選択することが好ましい。この構成により、クロックずれ補償精度が改善される。

特に、変調器内で多数の一次変調タイプを使用する時には、判定結果の絶対値の小さいサブキャリアから優先的に選択することが好ましい。この構成により、クロックずれ補償精度が改善される。

さらに、クロックずれ補償器１１４に使用するサブキャリアの最大数が「Ｘ」であり、サブキャリア選択時に閾値などの所定の条件を満たすサブキャリアの数が「Ｘ」より大きいときには、各サブキャリアの直交成分の小さいサブキャリアから優先的に選択することが好ましい。この構成によりクロックずれ補償精度が改善される。

さらに、図３２と図３３に示す別の構成を説明する。この構成では、クロックずれ補償器１１４は別の判定器１４５を含み、判定器１１６からの判定データはクロックずれを計算するクロックずれ補償器にはフィードバックされない。判定器１４５は等化されたデータを等化器１１２から受信し、通信で使用するデータが等化されたデータに存在するかしないかを判定し、判定結果を位相ずれ演算器１４６に出力する。位相ずれ演算器１４６は、等化器１１２からの等化されたデータと、判定器１４５からの判定結果を使用して、各サブキャリアの位相ずれを計算する。上記の構成では、判定器１１６からの判定結果のフィードバックに起因する１シンボル遅延なしに計算を行うので、クロックずれ補償器１１４における計算の精度が改善される。さらに、上記の構成は、判定器１１６から判定結果をフィードバックする代わりに、すべての実施形態に適用可能性を有する。

さらに、サンプルずれ演算器１４８で計算された各サンプルずれを累積し、加算結果をメモリ内に記憶し、メモリに記憶された結果値をコントローラ（図示せず）によってモニタリングすることによって、結果値が所定の値より大きいとコントローラが判定した場合に結果値にあわせてウェーブレット変換の実行タイミングを調節することができる。たとえば、図１０に示す合計サンプルずれが所定の値より大きい時、図１０に示すウィンドウの参照位置「Ａ」が図１０に示す時間信号の参照位置「Ｂ」と一致するように、ウェーブレット変換のウィンドウ（ウェーブレット変換のタイミング）を調整することができる。

第１から第１７の実施形態に説明した受信機は、各サブキャリアの判定結果と等化器から出力された複素データの両方を使用してクロックずれに起因する位相ずれ（位相回転量）を得ることによって、ＤＷＭＣ伝送方式における送信機と受信機の間のクロックずれを、パイロットキャリアを使用せずに補償することができる。

本発明の第１の実施形態による受信装置を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態によるクロックずれ補償器を示すブロック図である。 クロックずれが存在しない場合における、等化器で直交座標で処理した複素データの分布の例を示す図である。 クロックずれが存在する場合とクロックずれが存在しない場合における、等化器で直交座標で処理した複素データの分布の例を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態による、送信機と受信機の間のクロックずれに起因するサブキャリア間の位相ずれを得る方法の例を示す概略図である。 本発明の第２の実施形態による、送信機と受信機の間のクロックずれに起因するサブキャリア間の位相ずれを得る方法の例を示す概略図である。 本発明の第３の実施形態による、送信機と受信機の間のクロックずれに起因するサブキャリア間の位相ずれを得る方法の例を示す概略図である。 本発明の第４の実施形態による、送信機と受信機の間のクロックずれに起因するサブキャリア間の位相ずれを得る方法の例を示す概略図である。 本発明の第５の実施形態による、送信機と受信機の間のクロックずれに起因するサブキャリア間の位相ずれを得る方法の例を示す概略図である。 時間信号の平均サンプルずれの例を示すパターン図である。 本発明の第８の実施形態による受信装置を示すブロック図である。 本発明の第９の実施形態による受信装置を示すブロック図である。 本発明の第１０の実施形態による受信装置を示すブロック図である。 本発明の第１１の実施形態による受信装置を示すブロック図である。 サブキャリア番号とＣＩＮＲ値の間の関係の例を示す図である。 本発明の第１２の実施形態による受信装置を示すブロック図である。 本発明の第１３の実施形態による受信装置を示すブロック図である。 本発明の第１４の実施形態による受信装置を示すブロック図である。 等化係数の二乗の逆数の例を示す図である。 本発明の第１５の実施形態による受信装置を示すブロック図である。 本発明の第１６の実施形態による受信装置を示すブロック図である。 本発明の第１７の実施形態による受信装置を示すブロック図である。 サブキャリア番号と正弦波周波数の間の関係を示すスペクトル図である。 サブキャリア間の平均位相ずれと位相ずれの分布を示すグラフである。 電力線通信システムを示すブロック図である。 ウェーブレット波形を示す波形図である。 ＤＷＭＣ伝送方式によって送信された波形の例を示す波形図である。 ＤＷＭＣ伝送方式によって送信されたスペクトルの例を示すスペクトル図である。 ＤＷＭＣ伝送方式によって送信されたフレームの構成の例を示す概略のフレーム図である。 通信装置の一部を形成する送信機を示すブロック図である。 通信装置の一部を形成する受信機を示すブロック図である。 本発明の別の実施形態による受信装置を示すブロック図である。 本発明の別の実施形態によるクロックずれ補償器を示すブロック図である。

符号の説明

１０００ 受信機
１０２ 第１のウェーブレット変換器
１０４ 第２のウェーブレット変換器
１０６ 複素データ生成器
１１０ 同期回路
１１２ 等化器
１１４ クロックずれ補償器
１１６ 判定器
１４２ サブキャリア選択器
１４４ 一次変調テーブル
１４６ 位相ずれ演算器
１４８ 平均サンプルずれ演算器
１５０ 位相補償器
１５６ 重み付け位相ずれ演算器
１６０ チャネルエスティメーションテーブル
１６２ リミッタ
１８０ 等化係数の逆数テーブル
１９０ 位相差テーブル
１９２ リミッタ
６００ 送信部
６１０ シンボルマッパ
６２０ シリアルパラレルコンバータ
６３０ 変調器
６４０ ディジタルアナログコンバータ
７００ 受信部
７１０ Ａ／Ｄコンバータ
７２０ 復調器
７５０ ビル
８００ 通信装置
８０１ 電力線
８０２ 従来のネットワーク
８１０ ＡＶ装置
８２０ 通信装置
８３０ 文書作成装置
８４０ セキュリティ装置
８５０ コンピュータ
８６０ 家電製品

Claims (28)

1. 送信機から送信されたデータを受信するために、ディジタルウェーブレットマルチキャリア復調を使用する受信装置であって、前記受信装置は、
   受信データをウェーブレット変換するように動作可能である第１のウェーブレット変換器と、
   受信データをウェーブレット変換するように動作可能で、前記第１のウェーブレット変換器に対して直交する第２のウェーブレット変換器と、
   前記第１のウェーブレット変換器からの出力を複素情報の同相成分、前記第２のウェーブレット変換器からの出力を複素情報の直交成分として定義することによって複素データを生成し、前記複素データを出力するように動作可能である複素信号生成器と、
   前記複素データを等化し等化された複素データを出力するように動作可能である等化器と、
   前記等化された複素データの直交成分を所定の固定値に置き換え、判定器の判定結果と前記直交成分が置き換えられた前記等化された複素データとを使用して前記送信機と前記受信装置の間のクロックずれを補償するように動作可能であり、前記補償された複素データを出力するように動作可能であるクロックずれ補償器と、
   通信データが前記補償された複素データ内に存在するかどうかを判定し、判定結果を出力するように動作可能である前記判定器と
   を有する受信装置。
2. 前記クロックずれ補償器は、
   前記判定器の結果と前記等化された複素データとを使用して前記受信装置と前記送信機の間のクロックずれに起因する各サブキャリアの位相ずれを計算し、各サブキャリアの位相ずれを出力するように動作可能である位相ずれ演算器と、
   前記各サブキャリアの位相ずれを使用して時間信号の平均サンプルずれを計算し、前記時間信号の平均サンプルずれを出力するように動作可能である平均サンプルずれ演算器と、
   前記時間信号の平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相を補償するように動作可能である位相補償器と
   を有することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. 前記位相ずれ演算器は、各サブキャリアの位相ずれを計算するために円と接線の関係を使用するように動作可能である請求項２に記載の受信装置。
4. 前記位相ずれ演算器は、位相ずれを計算するアルゴリズムにおいて直交成分の閾値を使用するように動作可能である請求項２に記載の受信装置。
5. 前記位相ずれ演算器は、位相ずれを計算するアルゴリズムにおいて直交成分の固定値を使用するように動作可能である請求項２に記載の受信装置。
6. 前記位相ずれ演算器は、位相ずれを計算するアルゴリズムにおいて各サブキャリアの位相ずれを制限するように動作可能である請求項５に記載の受信装置。
7. 前記平均サンプルずれ演算器は、平均サンプルずれを計算するアルゴリズムにおいて平均サンプルずれを整数倍するように動作可能である請求項５に記載の受信装置。
8. 前記位相ずれ演算器は、位相ずれを計算するアルゴリズムにおいて各サブキャリアの位相ずれを所定の閾値に制限するように動作可能であり、
   前記平均サンプル位相演算器は、平均サンプルずれを計算するアルゴリズムにおいて平均サンプルずれを整数倍するように動作可能であり、前記整数のパラメータを変更するように動作可能である請求項５に記載の受信装置。
9. 前記クロックずれ補償器はさらに、
   各サブキャリアの一次変調タイプを記憶するように動作可能である一次変調テーブルと、
   前記一次変調テーブルを使用してクロックずれ補償に使用するサブキャリアを選択するように動作可能であるサブキャリア選択器と、
   前記サブキャリア選択器が選択したサブキャリアと前記等化された複素データとを使用して、前記送信機と前記受信装置の間のクロックずれに起因する各サブキャリアの位相ずれを計算し、前記各サブキャリアの位相ずれを出力するように動作可能である位相ずれ演算器と、
   各サブキャリアの位相ずれを使用して時間信号の平均サンプルずれを計算し、前記時間信号の平均サンプルずれを出力するように動作可能である平均サンプルずれ演算器と、
   前記時間信号の平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相を補償するように動作可能である位相補償器と
   を有する請求項１に記載の受信装置。
10. 前記クロックずれ補償器はさらに、
    各サブキャリアの一次変調タイプを記憶するように動作可能である一次変調テーブルと、
    前記判定器の結果と、前記等化された複素データと、前記一次変調テーブルから得た重みとを使用して、前記受信装置と前記送信機の間のクロックずれに起因する各サブキャリアの位相ずれを計算し、前記各サブキャリアの位相ずれを出力するように動作可能である重み付け位相ずれ演算器と、
    前記各サブキャリアの位相ずれを使用して時間信号の平均サンプルずれを計算し、前記時間信号の平均サンプルずれを出力するように動作可能である平均サンプルずれ演算器と、
    前記時間信号の平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相を補償するように動作可能である位相補償器と
    を有する請求項１に記載の受信装置。
11. 前記クロックずれ補償器はさらに、
    各サブキャリアの送信チャネルの状態を示す値を記憶するように動作可能であるチャネルエスティメーションテーブルと、
    前記チャネルエスティメーションテーブルを使用してクロックずれ補償に用いるサブキャリアを選択するように動作可能であるサブキャリア選択器と、
    前記サブキャリア選択器が選択したサブキャリアと前記等化された複素データとを使用して、前記送信機と前記受信装置の間のクロックずれに起因する各サブキャリアの位相ずれを計算し、前記各サブキャリアの位相ずれを出力するように動作可能である位相ずれ演算器と、
    前記各サブキャリアの位相ずれを使用して時間信号の平均サンプルずれを計算し、前記時間信号の平均サンプルずれを出力するように動作可能である平均サンプルずれ演算器と、
    前記時間信号の平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相を補償するように動作可能である位相補償器と
    を有する請求項１に記載の受信装置。
12. 前記クロックずれ補償器はさらに、
    各サブキャリアの送信チャネルの状態を示す値を記憶するように動作可能であるチャネルエスティメーションテーブルと、
    前記判定器の結果と、前記等化された複素データと、前記チャネルエスティメーションテーブルから得た重みとを使用して、前記受信装置と前記送信機の間のクロックずれに起因する各サブキャリアの位相ずれを計算し、前記各サブキャリアの位相ずれを出力するように動作可能である重み付け位相ずれ演算器と、
    前記各サブキャリアの位相ずれを使用して時間信号の平均サンプルずれを計算し、前記時間信号の平均サンプルずれを出力するように動作可能である平均サンプルずれ演算器と、
    前記時間信号の平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相を補償するように動作可能である位相補償器と
    を有する請求項１に記載の受信装置。
13. 前記クロックずれ補償器はさらに、
    各サブキャリアの等化係数の逆数の値を記憶するように動作可能である等化係数の逆数テーブルと、
    前記等化係数の逆数テーブルを使用してクロックずれ補償に使用するサブキャリアを選択するように動作可能であるサブキャリア選択器と、
    前記サブキャリア選択器が選択したサブキャリアと前記等化された複素データとを使用して、前記送信機と前記受信装置の間のクロックずれに起因する各サブキャリアの位相ずれを計算し、前記各サブキャリアの位相ずれを出力するように動作可能である位相ずれ演算器と、
    前記各サブキャリアの位相ずれを使用して時間信号の平均サンプルずれを計算し、前記時間信号の平均サンプルずれを出力するように動作可能である平均サンプルずれ演算器と、
    前記時間信号の平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相を補償するように動作可能である位相補償器と
    を有する請求項１に記載の受信装置。
14. 前記クロックずれ補償器はさらに、
    各サブキャリアの等化係数の逆数の値を記憶するように動作可能である等化係数の逆数テーブルと、
    所定の閾値に従って前記等化係数の逆数の値を制限するように動作可能であるリミッタと、
    前記等化係数の逆数テーブルを使用してクロックずれ補償に使用するサブキャリアを選択するように動作可能であるサブキャリア選択器と、
    前記サブキャリア選択器が選択したサブキャリアと前記等化された複素データとを使用して、前記送信機と前記受信装置の間のクロックずれに起因する各サブキャリアの位相ずれを計算し、前記各サブキャリアの位相ずれを出力するように動作可能である位相ずれ演算器と、
    前記各サブキャリアの位相ずれを使用して時間信号の平均サンプルずれを計算し、前記時間信号の平均サンプルずれを出力するように動作可能である平均サンプルずれ演算器と、
    前記時間信号の平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相を補償するように動作可能である位相補償器と
    を有する請求項１に記載の受信装置。
15. 前記クロックずれ補償器はさらに、
    各サブキャリアの等化係数の逆数の値を記憶するように動作可能である等化係数の逆数テーブルと、
    前記判定器の結果と、前記等化された複素データと、前記等化係数の逆数テーブルから得た重みとを使用して、前記受信装置と前記送信機の間のクロックずれに起因する各サブキャリアの位相ずれを計算し、前記各サブキャリアの位相ずれを出力するように動作可能である重み付け位相ずれ演算器と、
    前記各サブキャリアの位相ずれを使用して時間信号の平均サンプルずれを計算し、前記時間信号の平均サンプルずれを出力するように動作可能である平均サンプルずれ演算器と、
    前記時間信号の平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相を補償するように動作可能である位相補償器と
    を有する請求項１に記載の受信装置。
16. 前記クロックずれ補償器はさらに、
    連続する複素サブキャリアの間の位相差を記憶するように動作可能である位相差テーブルと、
    前記位相差テーブルを使用してクロックずれ補償に使用するサブキャリアを選択するように動作可能であるサブキャリア選択器と、
    前記サブキャリア選択器が選択したサブキャリアと前記等化された複素データとを使用して、前記送信機と前記受信装置の間のクロックずれに起因する各サブキャリアの位相ずれを計算し、前記各サブキャリアの位相ずれを出力するように動作可能である位相ずれ演算器と、
    前記各サブキャリアの位相ずれを使用して時間信号の平均サンプルずれを計算し、前記時間信号の平均サンプルずれを出力するように動作可能である平均サンプルずれ演算器と、
    前記時間信号の平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相を補償するように動作可能である位相補償器と
    を有する請求項１に記載の受信装置。
17. 前記クロックずれ補償器はさらに、
    連続する複素サブキャリアの間の位相差を記憶するように動作可能である位相差テーブルと、
    所定の閾値によって前記位相差を制限するように動作可能であるリミッタと、
    前記位相差テーブルを使用してクロックずれ補償に使用するサブキャリアを選択するように動作可能であるサブキャリア選択器と、
    前記サブキャリア選択器が選択したサブキャリアと前記等化された複素データとを使用して、前記送信機と前記受信装置の間のクロックずれに起因する各サブキャリアの位相ずれを計算し、前記各サブキャリアの位相ずれを出力するように動作可能である位相ずれ演算器と、
    前記各サブキャリアの位相ずれを使用して時間信号の平均サンプルずれを計算し、前記時間信号の平均サンプルずれを出力するように動作可能である平均サンプルずれ演算器と、
    前記時間信号の平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相を補償するように動作可能である位相補償器と
    を有する請求項１に記載の受信装置。
18. 前記クロックずれ補償器はさらに、
    連続する複素サブキャリアの間の位相差を記憶するように動作可能である位相差テーブルと、
    前記判定器の結果と、前記等化された複素データと、前記位相差テーブルから得た重みとを使用して、前記受信装置と前記送信機の間のクロックずれに起因する各サブキャリアの位相ずれを計算し、前記各サブキャリアの位相ずれを出力するように動作可能である重み付け位相ずれ演算器と、
    前記各サブキャリアの位相ずれを使用して時間信号の平均サンプルずれを計算し、前記時間信号の平均サンプルずれを出力するように動作可能である平均サンプルずれ演算器と、
    前記時間信号の平均サンプルずれを使用して各サブキャリアの位相を補償するように動作可能である位相補償器と
    を有する請求項１に記載の受信装置。
19. 前記クロックずれ補償器は、所定の条件に一致するサブキャリアの数が、前記クロックずれ補償器に使用できるサブキャリアの最大数よりも多いときに、周波数の小さいサブキャリアから選択するように動作可能である請求項１に記載の受信装置。
20. 前記クロックずれ補償器は、所定の条件に一致するサブキャリアの数が、前記クロックずれ補償器に使用できるサブキャリアの最大数よりも多いときに、判定結果の絶対値が小さいサブキャリアから選択するように動作可能である請求項１に記載の受信装置。
21. 前記クロックずれ補償器は、所定の条件に一致するサブキャリアの数が、前記クロックずれ補償器に使用できるサブキャリアの最大数よりも多いときに、各サブキャリアの直交成分が小さいサブキャリアから選択するように動作可能である請求項１に記載の受信装置。
22. 送信機から送信されたデータを受信するためにディジタルウェーブレットマルチキャリア復調を使用する受信装置であって、前記受信装置は、
    受信データをウェーブレット変換する第１のウェーブレット変換手段と、
    受信データをウェーブレット変換し、前記第１のウェーブレット変換手段に対して直交する第２のウェーブレット変換手段と、
    前記第１のウェーブレット変換手段からの出力を複素情報の同相成分、前記第２のウェーブレット変換器からの出力を複素情報の直交成分と定義して複素データを生成し、前記複素データを出力する複素データ生成手段と、
    前記複素データを等化し等化された複素データを出力する等化手段と、
    前記等化された複素データの直交成分を所定の固定値に置き換え、判定手段の結果と前記直交成分が置き換えられた前記等化された複素データとを使用して前記送信機と前記受信装置の間のクロックずれを補償し、補償された複素データを出力するクロックずれ補償手段と、
    通信データが前記補償された複素データ内に存在するかどうかを判定し、前記判定結果を出力する前記判定手段と
    を有する受信装置。
23. ディジタルマルチキャリア伝送からデータを受信する方法であって、前記方法は、
    受信データに第１のウェーブレット変換を行い第１の変換データを出力するステップと、
    受信データに第２のウェーブレット変換を行い第２の変換データを出力するステップと、
    前記第１の変換データを複素情報の同相成分、前記第２の変換データを複素情報の直交成分として定義して複素データを生成し、前記複素データを出力するステップと、
    前記複素データを等化し、等化された複素データを出力するステップと、
    前記等化された複素データの直交成分を所定の固定値に置き換え、判定結果と前記直交成分が置き換えられた前記等化された複素データとを使用して受信装置と送信機の間のクロックずれを補償し、補償された複素データを出力するステップと、
    前記補償された複素データを判定し、前記判定結果を出力するステップと
    を有する方法。
24. 前記第１のウェーブレット変換手段と前記第２のウェーブレット変換手段は各々、互いに直交するＭ個の（Ｍは正の整数）の実係数ウェーブレットフィルタを有する請求項２２に記載の受信装置。
25. 前記固定値は、等化された複素データの直交成分の平均値を用いる請求項１〜２２、および２４のいずれか一項に記載の受信装置。
26. 前記マルチキャリア復調としてＰＡＭを用いる請求項１〜２２、２４、および２５のいずれか一項に記載の受信装置。
27. 前記固定値は、等化された複素データの直交成分の平均値を用いる請求項２３に記載の受信方法。
28. 前記データを受信するためのマルチキャリア復調としてＰＡＭを用いる請求項２３または２７に記載の受信方法。

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