JP4697773B2

JP4697773B2 - Multi-carrier communication apparatus and multi-carrier communication method

Info

Publication number: JP4697773B2
Application number: JP2004373508A
Authority: JP
Inventors: 秀和松延; 睦彦大石; 良太行實; 宣貴児玉; 俊幸脇坂
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2024-12-24
Also published as: JP2006180367A

Description

本発明は、マルチキャリア通信信号が伝送される伝送路に接続されて、通信を行うマルチキャリア通信装置及びマルチキャリア通信方法に関する。 The present invention relates to a multicarrier communication apparatus and a multicarrier communication method for performing communication by being connected to a transmission path through which a multicarrier communication signal is transmitted.

従来より、平衡状態にある一対の伝送路を用いてデータ伝送を行う平衡伝送システムが広く用いられている。この種の平衡伝送システムでは、例えば、電話回線などのように、専用の通信線などによる伝送路が用いられることが多く、通常、ある程度の平衡度が保たれている。 Conventionally, balanced transmission systems that perform data transmission using a pair of transmission lines in a balanced state have been widely used. In this type of balanced transmission system, for example, a transmission line such as a dedicated communication line such as a telephone line is often used, and a certain degree of balance is usually maintained.

最近では、商用電源などの電力を搬送する電力線に高周波信号を重畳してデータ伝送を行う電力線通信システムが提案されている。この種の電力線通信システムとして、マルチキャリアの通信信号を送受信するマルチキャリア伝送方式の通信装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Recently, there has been proposed a power line communication system that performs data transmission by superimposing a high-frequency signal on a power line that carries power such as a commercial power source. As this type of power line communication system, a multicarrier transmission type communication device that transmits and receives multicarrier communication signals is known (see, for example, Patent Document 1).

特開２００３−２１８８３１号公報JP 2003-218831 A

ところで、電力線通信システムにおいて伝送路として用いる電力線は、本来は通信用の線路ではないため、個々の宅内での配線状況、電源に接続される機器などによって、平衡度がばらつくことがある。このため、電力線を伝送路として用いた場合に、個々の環境によって平衡度が変化し、伝送特性が大きく異なってしまうおそれがある。 By the way, since the power line used as the transmission line in the power line communication system is not originally a communication line, the degree of balance may vary depending on the wiring situation in each home, the equipment connected to the power source, and the like. For this reason, when a power line is used as a transmission line, the degree of balance may change depending on each environment, and transmission characteristics may be greatly different.

マルチキャリア伝送方式の電力線通信を行う際に、伝送路における平衡度を示す量として、コモンモード電流や輻射ノイズが挙げられる。そして、このコモンモード電流や輻射ノイズを測定して各キャリアに対応する周波数成分を検出し、コモンモード電流や輻射ノイズが大きなキャリアの周波数帯域の出力レベルを減少すれば、輻射を低減させることができる。 When performing multi-carrier transmission power line communication, common mode current and radiation noise are examples of quantities indicating the degree of balance in the transmission path. The common mode current and radiation noise are measured to detect the frequency components corresponding to each carrier, and radiation can be reduced by reducing the output level in the carrier frequency band where the common mode current and radiation noise is large. it can.

したがって、変動する伝送特性に追従して、伝送特性の周波数成分を解析可能なシステムが望まれている。 Therefore, there is a demand for a system that can analyze the frequency component of the transmission characteristic following the changing transmission characteristic.

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、伝送路の不平衡成分の周波数特性を解析可能なマルチキャリア通信装置及びマルチキャリア通信方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a multicarrier communication apparatus and a multicarrier communication method capable of analyzing the frequency characteristics of unbalanced components of a transmission path.

本発明のマルチキャリア通信装置は、マルチキャリア通信信号が伝送される伝送路に接続されて通信を行うマルチキャリア通信装置であって、前記伝送路からの受信データ及び前記伝送路へ送信する送信データのうち、少なくとも一方についてデジタル処理を行うデジタル処理部を備え、前記デジタル処理部は、時間−周波数変換を行う第一の時間−周波数変換部を有し、前記デジタル処理部には、前記伝送路における不平衡成分の検出信号をデジタル変換した不平衡検出デジタルデータが入力され、前記第一の時間−周波数変換部は、前記デジタル処理部に入力された不平衡検出デジタルデータについて時間−周波数変換を行い、検出された不平衡成分の周波数軸上での検出値を算出する。 The multi-carrier communication apparatus of the present invention is a multi-carrier communication apparatus that performs communication by being connected to a transmission path through which a multi-carrier communication signal is transmitted, and includes reception data from the transmission path and transmission data to be transmitted to the transmission path A digital processing unit that performs digital processing on at least one of them, the digital processing unit includes a first time-frequency conversion unit that performs time-frequency conversion, and the digital processing unit includes the transmission path. The unbalanced detection digital data obtained by digitally converting the detection signal of the unbalanced component is input, and the first time-frequency conversion unit performs time-frequency conversion on the unbalanced detection digital data input to the digital processing unit. The detected value on the frequency axis of the detected unbalanced component is calculated.

この構成により、マルチキャリア通信装置にて、伝送路の不平衡成分の周波数解析を行うことができるので、変動する伝送特性に追従した周波数成分の解析が可能となる。 With this configuration, the frequency analysis of the unbalanced component of the transmission path can be performed in the multicarrier communication apparatus, so that the frequency component following the changing transmission characteristics can be analyzed.

また、本発明のマルチキャリア通信装置において、前記第一の時間−周波数変換部は、送信時のマルチキャリア変調及び受信時のマルチキャリア復調のいずれか一方における時間−周波数変換の演算に用いられると共に、前記マルチキャリア変調又は復調を行っていないときに前記不平衡検出デジタルデータについて時間−周波数変換を行う。 In the multicarrier communication apparatus according to the present invention, the first time-frequency conversion unit is used for time-frequency conversion calculation in either one of multicarrier modulation during transmission and multicarrier demodulation during reception. Time-frequency conversion is performed on the unbalanced detection digital data when the multicarrier modulation or demodulation is not performed.

この構成により、送信時又は受信時に用いられる時間−周波数変換部と、周波数解析用の時間−周波数変換部とを共用するので、回路規模やコスト、消費電力等を増加させることなく、不平衡成分の周波数解析を行うことができる。 With this configuration, since the time-frequency conversion unit used at the time of transmission or reception and the time-frequency conversion unit for frequency analysis are shared, an unbalanced component can be obtained without increasing the circuit scale, cost, power consumption, etc. Frequency analysis can be performed.

また、本発明のマルチキャリア通信装置において、前記デジタル処理部は、時間−周波数変換を行う第二の時間−周波数変換部を更に有し、受信時において、前記第一の時間−周波数変換部及び前記第二の時間−周波数変換部のうち、一方の時間−周波数変換部が前記受信データの実数成分について時間−周波数変換を行うと共に、他方の時間−周波数変換部が前記受信データの虚数成分について時間−周波数変換を行い、送信時において、前記第一の時間−周波数変換部が前記不平衡検出デジタルデータについて時間−周波数変換を行うと共に、前記第二の時間−周波数変換部が前記送信データについて時間−周波数変換を行う。 In the multicarrier communication apparatus of the present invention, the digital processing unit further includes a second time-frequency conversion unit that performs time-frequency conversion, and at the time of reception, the first time-frequency conversion unit and Of the second time-frequency conversion units, one time-frequency conversion unit performs time-frequency conversion on the real number component of the received data, and the other time-frequency conversion unit sets the imaginary number component of the received data. Time-frequency conversion is performed, and at the time of transmission, the first time-frequency conversion unit performs time-frequency conversion on the unbalanced detection digital data, and the second time-frequency conversion unit converts the transmission data. Perform time-frequency conversion.

例えば、実係数ウェーブレットフィルタバンクを用いたデジタル変復調処理によりデータ通信を行うマルチキャリア伝送方式において、受信データとして複素情報を扱うような場合は受信用に二つの時間−周波数変換部が必要となる。上記の構成により、送信時に、不使用となる二つの時間−周波数変換部のうちの一方によって不平衡成分の周波数解析を行うことにより、新たに不平衡成分の周波数解析用の時間−周波数変換部を設ける必要がないので、回路規模やコスト、消費電力等を増加させることなく、不平衡成分の周波数解析を行うことができる。 For example, in a multicarrier transmission system that performs data communication by digital modulation / demodulation processing using a real coefficient wavelet filter bank, two time-frequency conversion units are required for reception when complex information is handled as reception data. With the above configuration, by performing frequency analysis of the unbalanced component by one of the two time-frequency conversion units that are not used at the time of transmission, a new time-frequency conversion unit for frequency analysis of the unbalanced component Therefore, it is possible to perform frequency analysis of unbalanced components without increasing the circuit scale, cost, power consumption, and the like.

本発明のマルチキャリア通信方法は、マルチキャリア通信信号が伝送される伝送路に接続されて通信を行うマルチキャリア通信方法であって、前記伝送路における不平衡成分の検出信号をデジタル変換した不平衡検出デジタルデータが入力されるステップと、前記入力された不平衡検出デジタルデータについて時間−周波数変換を行い、検出された不平衡成分の周波数軸上での検出値を算出するステップと、を有する。 The multi-carrier communication method of the present invention is a multi-carrier communication method for performing communication by being connected to a transmission path through which a multi-carrier communication signal is transmitted, wherein the unbalanced component detection signal in the transmission path is digitally converted. A step of inputting detection digital data; and a step of performing time-frequency conversion on the input unbalance detection digital data and calculating a detection value on the frequency axis of the detected unbalance component.

この方法により、マルチキャリア通信装置にて、伝送路の不平衡成分の周波数解析を行うことができるので、変動する伝送特性に追従した周波数成分の解析が可能となる。 According to this method, the frequency analysis of the unbalanced component of the transmission path can be performed in the multicarrier communication apparatus, and therefore the frequency component following the changing transmission characteristic can be analyzed.

本発明によれば、伝送路の不平衡成分の周波数特性を解析可能なマルチキャリア通信装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the multicarrier communication apparatus which can analyze the frequency characteristic of the unbalanced component of a transmission line can be provided.

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態では、平衡伝送路によりデータ伝送を行う平衡伝送システムにおける伝送路の不平衡成分の周波数特性を解析する不平衡成分の解析処理、送信処理、及び受信処理を行うマルチキャリア通信装置の構成例を示す。本実施形態のマルチキャリア通信装置及びマルチキャリア通信方法は、電力線を伝送路に用いた電力線通信システムなどの平衡伝送システムに好適に用いられる。また、データ通信としては、周波数分割多重信号やＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）などを用いる電力線通信やＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）などのデータ通信に適用可能である。 (First embodiment)
In the first embodiment of the present invention, a multi-component that performs unbalanced component analysis processing, transmission processing, and reception processing for analyzing frequency characteristics of unbalanced components of a transmission line in a balanced transmission system that performs data transmission through the balanced transmission line. The structural example of a carrier communication apparatus is shown. The multicarrier communication apparatus and the multicarrier communication method of the present embodiment are preferably used in a balanced transmission system such as a power line communication system using a power line as a transmission path. Further, the data communication can be applied to data communication such as power line communication using frequency division multiplexing signals, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), or ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line).

図１は、本発明の第１の実施形態に係るマルチキャリア通信装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態のマルチキャリア通信装置１は、宅内電灯線等の電力線１０を伝送路として利用し、ＯＦＤＭ等を用いたマルチキャリア伝送方式によってデータの送受信を行うものであり、電力線通信モデムとして用いられる。なお、通信装置１は、通信機能を有した電気機器であれば、電力線通信モデムに限る必要はなく、例えば、通信機能を有したテレビなどの家電機器（いわゆるネットワーク家電）やパーソナルコンピュータであってもよい。また、マルチキャリア通信装置として、送信又は受信のいずれか一方を行う装置であってもよい。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a multicarrier communication apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a multicarrier communication apparatus 1 according to the present embodiment uses a power line 10 such as a residential power line as a transmission path, and transmits and receives data by a multicarrier transmission method using OFDM or the like. Used as a power line communication modem. The communication device 1 is not limited to a power line communication modem as long as it is an electric device having a communication function. For example, the communication device 1 is a home appliance such as a television having a communication function (so-called network home appliance) or a personal computer. Also good. Further, the multicarrier communication apparatus may be an apparatus that performs either transmission or reception.

図１に示すように、マルチキャリア通信装置１は、デジタル処理部２と、送信データについてデジタルアナログ変換を行うＤ／Ａ変換部３と、アナログ送信部４と、結合用トランス５と、アナログ受信部６と、Ａ／Ｄ変換部７と、不平衡成分検出部８と、Ａ／Ｄ変換部９とを備える。 As shown in FIG. 1, the multicarrier communication apparatus 1 includes a digital processing unit 2, a D / A conversion unit 3 that performs digital / analog conversion on transmission data, an analog transmission unit 4, a coupling transformer 5, and an analog reception. Unit 6, A / D converter 7, unbalanced component detector 8, and A / D converter 9.

デジタル処理部２は、電力線１０から受信したデータ及び電力線１０へ送信する送信データについてデジタル処理を行う。また、デジタル処理部２は、二つのＦＦＴ部２１、２２を有して構成される。ＦＦＴ部２１、２２は、時間−周波数変換部に対応するものであり、マルチキャリア伝送方式のデジタル処理としての送信時のマルチキャリア変調における逆ＦＦＴ演算、受信時のマルチキャリア復調におけるＦＦＴ演算、及び、不平衡成分検出部８により検出された検出信号についての周波数解析用のＦＦＴ演算を行う。なお、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）は、時間−周波数変換の一例であって、マルチキャリア通信信号について時間−周波数変換を行う変換方法であれば、特にこれに限る必要はない。 The digital processing unit 2 performs digital processing on data received from the power line 10 and transmission data transmitted to the power line 10. The digital processing unit 2 includes two FFT units 21 and 22. The FFT units 21 and 22 correspond to the time-frequency conversion unit, and perform inverse FFT operation in multicarrier modulation at the time of transmission as digital processing of the multicarrier transmission method, FFT operation in multicarrier demodulation at the time of reception, and Then, an FFT operation for frequency analysis is performed on the detection signal detected by the unbalanced component detection unit 8. FFT (Fast Fourier Transform) is an example of time-frequency conversion, and is not particularly limited as long as it is a conversion method that performs time-frequency conversion on a multicarrier communication signal.

Ｄ／Ａ変換部３は、デジタル処理部２によりマルチキャリア変調等のデジタル処理が行われた送信データについてアナログ変換する。アナログ送信部４は帯域通過フィルタや増幅器等を有して構成され、Ｄ／Ａ変換部３から出力されたアナログ送信信号に対して送信処理を行う。アナログ送信部４から出力されたアナログ送信信号は、結合用トランス５を介して電力線１０へ送信される。 The D / A conversion unit 3 performs analog conversion on transmission data that has been subjected to digital processing such as multicarrier modulation by the digital processing unit 2. The analog transmission unit 4 includes a band-pass filter, an amplifier, and the like, and performs transmission processing on the analog transmission signal output from the D / A conversion unit 3. The analog transmission signal output from the analog transmission unit 4 is transmitted to the power line 10 via the coupling transformer 5.

結合用トランス５は、アナログ送信部４、アナログ受信部６及び不平構成部検出部８と、電力線１０とを結合する。 The coupling transformer 5 couples the analog transmission unit 4, the analog reception unit 6 and the complaining configuration unit detection unit 8, and the power line 10.

アナログ受信部６は、帯域通過フィルタ等を有して構成され、電力線１０から結合トランス５を介して受信したアナログ受信信号に対して受信処理を行う。Ａ／Ｄ変換部７は、アナログ受信部６から出力されたアナログ受信信号についてデジタル変換する。デジタル変換された受信信号は、デジタル処理部２にてデジタル受信処理がなされる。 The analog reception unit 6 includes a band-pass filter and the like, and performs reception processing on an analog reception signal received from the power line 10 via the coupling transformer 5. The A / D converter 7 digitally converts the analog received signal output from the analog receiver 6. The digital converted reception signal is subjected to digital reception processing by the digital processing unit 2.

不平衡成分検出部８は、トランスや抵抗ブリッジ、電流計や電圧計等を用いて、一対の伝送導体からなる電力線１０のコモンモード電流を検出することで、伝送路の不平衡成分を検出する。Ａ／Ｄ変換部９は、不平衡成分検出部８で検出したコモンモード電流をデジタルデータへ変換する。Ａ／Ｄ変換部９によって出力された、伝送路の不平衡成分のデジタルデータ（不平衡検出デジタルデータ）Ｓ９は、デジタル処理部２にて不平衡成分の周波数軸上での検出値が算出される。 The unbalanced component detector 8 detects the unbalanced component of the transmission line by detecting the common mode current of the power line 10 composed of a pair of transmission conductors using a transformer, a resistance bridge, an ammeter, a voltmeter, or the like. . The A / D conversion unit 9 converts the common mode current detected by the unbalanced component detection unit 8 into digital data. The digital data (unbalance detection digital data) S9 of the transmission line unbalanced component output by the A / D conversion unit 9 is calculated by the digital processing unit 2 on the frequency axis of the unbalanced component. The

デジタル処理部２にて算出された不平衡成分の周波数軸上での検出結果は、例えば、周波数軸上での各キャリア毎のコモンモード電流の振幅として得られ、デジタル処理部２における送信制御に用いられる。この送信制御は、例えば、各キャリア毎のコモンモード電流の振幅が予め設定したしきい値よりも大きい場合には、該当するキャリアの送信レベルを低減させることで、コモンモード電流を低減させる。これにより、伝送路からの輻射レベルを低減させることができる。 The detection result on the frequency axis of the unbalanced component calculated by the digital processing unit 2 is obtained, for example, as the amplitude of the common mode current for each carrier on the frequency axis, and is used for transmission control in the digital processing unit 2. Used. In this transmission control, for example, when the amplitude of the common mode current for each carrier is larger than a preset threshold value, the common mode current is reduced by reducing the transmission level of the corresponding carrier. Thereby, the radiation level from a transmission line can be reduced.

なお、不平衡成分検出部８は、必ずしもマルチキャリア通信装置１が有している必要はなく、例えば、通信相手のマルチキャリア通信装置が不平衡成分検出部を有して、その不平衡成分検出部により検出された検出信号を利用することも可能である。 The unbalanced component detection unit 8 does not necessarily have to be included in the multicarrier communication apparatus 1. For example, the communication partner multicarrier communication apparatus has an unbalanced component detection unit, and the unbalanced component detection is possible. It is also possible to use a detection signal detected by the unit.

図２は、本発明の第１の実施形態に係るＦＦＴ部による処理の第一の例を示す説明図であり、図２（Ａ）は送信時、図２（Ｂ）は受信時について示す。図２には、ＦＦＴ部２１は送信時のマルチキャリア変調処理用に、ＦＦＴ部２２は受信時のマルチキャリア復調処理用に設けられている場合の例が示されている。 FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a first example of processing performed by the FFT unit according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A illustrates transmission and FIG. 2B illustrates reception. FIG. 2 shows an example in which the FFT unit 21 is provided for multicarrier modulation processing during transmission, and the FFT unit 22 is provided for multicarrier demodulation processing during reception.

図２（Ａ）に示すように、送信時において、ＦＦＴ部２１は、送信データに対してマルチキャリア変調を行うための逆ＦＦＴ演算処理に用いられる。そして、ＦＦＴ部２２は、Ａ／Ｄ変換部９から出力された、不平衡検出デジタルデータＳ９が入力され、ＦＦＴを行って不平衡成分の時間軸上の検出データを周波数軸上のデータに変換し、マルチキャリア通信信号の複数キャリアに対応する、周波数帯域毎の不平衡成分の検出値を算出する。 As shown in FIG. 2A, at the time of transmission, the FFT unit 21 is used for inverse FFT calculation processing for performing multicarrier modulation on transmission data. The FFT unit 22 receives the unbalance detection digital data S9 output from the A / D conversion unit 9, and performs FFT to convert the detection data on the time axis of the unbalanced component into data on the frequency axis. Then, the detection value of the unbalanced component for each frequency band corresponding to a plurality of carriers of the multicarrier communication signal is calculated.

また、図２（Ｂ）に示すように、受信時において、ＦＦＴ部２２は、受信データに対してマルチキャリア復調を行うためのＦＦＴ演算処理に用いられる。ＦＦＴ部２１は、送信時のＦＦＴ部２１と同様に、Ａ／Ｄ変換部９から出力された、不平衡検出デジタルデータＳ９が入力され、ＦＦＴを行って不平衡成分の時間軸上の検出データを周波数軸上のデータに変換し、マルチキャリア通信信号の複数キャリアに対応する、周波数帯域毎の不平衡成分の検出値を算出する。 Further, as shown in FIG. 2B, at the time of reception, the FFT unit 22 is used for FFT calculation processing for performing multicarrier demodulation on the received data. Similarly to the FFT unit 21 at the time of transmission, the FFT unit 21 receives the unbalance detection digital data S9 output from the A / D conversion unit 9 and performs FFT to detect the unbalanced component on the time axis. Is converted to data on the frequency axis, and the detected value of the unbalanced component for each frequency band corresponding to a plurality of carriers of the multicarrier communication signal is calculated.

なお、不平衡成分の周波数解析用のＦＦＴ処理は、必ずしも、送受信時の双方で行う必要はなく、送信時、受信時のいずれか一方で行ってもよい。このように、送信処理、受信処理用にＦＦＴがそれぞれ設けられている場合に、いずれか少なくとも一方のＦＦＴが、送信又は受信処理を行っていないときに不平衡成分の周波数解析用のＦＦＴ演算を行うことで、送信時又は受信時に用いられるＦＦＴと周波数解析用のＦＦＴとを共用するので、回路規模やコスト、消費電力等を増加させることなく、不平衡成分の周波数解析を行うことができる。 Note that the FFT processing for analyzing the frequency of the unbalanced component does not necessarily have to be performed at both transmission and reception, and may be performed at either transmission or reception. As described above, when the FFT is provided for each of the transmission process and the reception process, when at least one of the FFTs is not performing the transmission or reception process, the FFT calculation for the frequency analysis of the unbalanced component is performed. By doing so, since the FFT used for transmission or reception and the FFT for frequency analysis are shared, frequency analysis of unbalanced components can be performed without increasing the circuit scale, cost, power consumption, and the like.

図３は、本発明の第１の実施形態に係るＦＦＴ部による処理の第二の例を示す説明図であり、図３（Ａ）は送信時、図３（Ｂ）は受信時について示す。図３には、ＦＦＴ部２１は送信時のマルチキャリア変調処理用及び受信時のマルチキャリア復調処理用に、ＦＦＴ部２２は不平衡成分の周波数解析用に設けられている場合の例が示されている。 3A and 3B are explanatory diagrams showing a second example of processing by the FFT unit according to the first embodiment of the present invention, in which FIG. 3A shows transmission and FIG. 3B shows reception. FIG. 3 shows an example in which the FFT unit 21 is provided for multicarrier modulation processing during transmission and multicarrier demodulation processing during reception, and the FFT unit 22 is provided for frequency analysis of unbalanced components. ing.

図３（Ａ）に示すように、送信時において、ＦＦＴ部２１は、送信データに対してマルチキャリア変調を行うための逆ＦＦＴ演算処理に用いられ、図３（Ｂ）に示すように、受信時において、受信データに対してマルチキャリア復調を行うためのＦＦＴ演算処理に用いられる。 As shown in FIG. 3A, at the time of transmission, the FFT unit 21 is used for inverse FFT operation processing for performing multicarrier modulation on transmission data, and as shown in FIG. At times, it is used for FFT calculation processing for performing multicarrier demodulation on received data.

また、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、ＦＦＴ部２２は、そして、ＦＦＴ部２２は、Ａ／Ｄ変換部９から出力された、不平衡検出デジタルデータＳ９が入力され、ＦＦＴを行って不平衡成分の時間軸上の検出データを周波数軸上のデータに変換し、マルチキャリア通信信号の複数キャリアに対応する、周波数帯域毎の不平衡成分の検出値を算出する。 Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, the FFT unit 22 receives the unbalance detection digital data S9 output from the A / D conversion unit 9, and the FFT unit 22 receives the unbalance detection digital data S9. , FFT is performed to convert detection data on the time axis of the unbalanced component into data on the frequency axis, and a detection value of the unbalanced component for each frequency band corresponding to a plurality of carriers of the multicarrier communication signal is calculated.

なお、不平衡成分の周波数解析用のＦＦＴ処理は、必ずしも、送受信時の双方で行う必要はなく、送信時、受信時のいずれか一方で行ってもよい。このように、送信処理、受信処理用にＦＦＴがそれぞれ設けられている場合に、いずれか少なくとも一方のＦＦＴを送信及び受信処理に共用し、他方のＦＦＴを不平衡成分の周波数解析用のＦＦＴ演算を行うことで、２つのＦＦＴを用いて、送信処理、受信処理及び不平衡成分の周波数解析処理を行うことができる。 Note that the FFT processing for analyzing the frequency of the unbalanced component does not necessarily have to be performed at both transmission and reception, and may be performed at either transmission or reception. In this way, when an FFT is provided for transmission processing and reception processing, at least one of the FFTs is shared for transmission and reception processing, and the other FFT is used for FFT analysis for frequency analysis of unbalanced components. By performing the above, transmission processing, reception processing, and frequency analysis processing of unbalanced components can be performed using two FFTs.

このような本発明の第１の実施形態によれば、マルチキャリア通信装置にて、デジタル処理部にＦＦＴを備え、そのＦＦＴを用いて伝送路の不平衡成分の周波数解析を行うことができるので、変動する伝送特性にリアルタイムで追従した周波数成分の解析が可能となる。 According to the first embodiment of the present invention as described above, in the multicarrier communication apparatus, the digital processing unit includes the FFT, and the FFT can be used to perform frequency analysis of the unbalanced component of the transmission path. This makes it possible to analyze frequency components that follow the changing transmission characteristics in real time.

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態のマルチキャリア通信装置１は、実係数ウェーブレットフィルタバンクを用いたデジタル変復調処理によりデータ通信を行うマルチキャリア伝送方式において、受信データとして複素情報を扱う場合について説明する。本実施形態のマルチキャリア通信装置の概略構成は、図１に示した第１の実施形態のマルチキャリア通信装置１の概略構成と同様であり、以下の説明では、第１の実施形態と異なる処理を中心に説明する。 (Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The multicarrier communication apparatus 1 according to the present embodiment will describe a case where complex information is handled as received data in a multicarrier transmission method in which data communication is performed by digital modulation / demodulation processing using a real coefficient wavelet filter bank. The schematic configuration of the multicarrier communication apparatus of the present embodiment is the same as the schematic configuration of the multicarrier communication apparatus 1 of the first embodiment shown in FIG. 1, and in the following description, processing different from that of the first embodiment The explanation will be focused on.

図４は、本発明の第２の実施形態に係るマルチキャリア通信装置のマルチキャリア変復調部の概略構成を示すブロック図であり、図４（Ａ）は送信時におけるマルチキャリア変調部、図４（Ｂ）は受信時におけるマルチキャリア復調部をそれぞれ示す。なお、これらのマルチキャリア変調部及びマルチキャリア復調部は、図１に示されるデジタル処理部２に含まれるが、図１には図示していない。 FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the multicarrier modulation / demodulation unit of the multicarrier communication apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 (A) shows the multicarrier modulation unit during transmission, and FIG. B) shows the multicarrier demodulator at the time of reception. Note that these multicarrier modulation section and multicarrier demodulation section are included in the digital processing section 2 shown in FIG. 1, but are not shown in FIG.

図４（Ａ）に示すように、本実施形態のマルチキャリア変調部は、送信データに対して逆ウェーブレット変換を行う逆ウェーブレット変換部３０を備える。逆ウェーブレット変換部３０は、送信データに対して離散コサイン変換を行う離散コサイン変換部３１と、離散コサイン変換部３１の出力に対してフィルタリング処理を行うフィルタ部３２と、フィルタ部３２から出力されたパラレルデータをシリアルデータに変換するパラレル／シリアル変換部（以下、Ｐ／Ｓ変換部）３３とを有する。 As shown in FIG. 4A, the multicarrier modulation unit of this embodiment includes an inverse wavelet transform unit 30 that performs inverse wavelet transform on transmission data. The inverse wavelet transform unit 30 is output from the discrete cosine transform unit 31 that performs discrete cosine transform on transmission data, the filter unit 32 that performs filtering on the output of the discrete cosine transform unit 31, and the filter unit 32. A parallel / serial conversion unit (hereinafter referred to as a P / S conversion unit) 33 that converts parallel data into serial data;

図４（Ｂ）に示すように、本実施形態のマルチキャリア復調部は、受信データに対してウェーブレット変換を行う第一ウェーブレット変換器４０及び第二ウェーブレット変換器５０を備える。ここで、先に述べたように、本実施形態では、受信データとして、複素情報を扱う実係数ウェーブレットフィルタバンクを用いたデジタル変復調処理によりデータ通信を行うマルチキャリア伝送方式が採用されているので、マルチキャリア復調部は、実数データ用及び虚数データ用の二つのウェーブレット変換器を有している。 As shown in FIG. 4B, the multicarrier demodulator of this embodiment includes a first wavelet transformer 40 and a second wavelet transformer 50 that perform wavelet transformation on received data. Here, as described above, in the present embodiment, as the reception data, a multicarrier transmission method that performs data communication by digital modulation / demodulation processing using a real coefficient wavelet filter bank that handles complex information is employed. The multicarrier demodulator has two wavelet transformers for real data and imaginary data.

第一ウェーブレット変換器４０は、シリアルデータである受信データをパラレルデータに変換するシリアル／パラレル変換部（以下、Ｓ／Ｐ変換部）４１と、Ｓ／Ｐ変換部４１によってパラレル変換されたデータから実数データを抽出する実数フィルタ部４２と、抽出された実数データに対して離散コサイン変換を行う離散コサイン変換部４３とを有する。 The first wavelet transformer 40 includes a serial / parallel converter (hereinafter referred to as S / P converter) 41 that converts received data, which is serial data, into parallel data, and data converted in parallel by the S / P converter 41. A real number filter unit 42 that extracts real number data and a discrete cosine transform unit 43 that performs discrete cosine transform on the extracted real number data are included.

また、第二ウェーブレット変換器５０は、シリアルデータである受信データをパラレルデータに変換するＳ／Ｐ変換部５１と、Ｓ／Ｐ変換部５１によってパラレル変換されたデータから虚数データを抽出する虚数フィルタ部５２と、抽出された虚数データに対して離散サイン変換を行う離散サイン変換部５３とを有する。 The second wavelet transformer 50 includes an S / P conversion unit 51 that converts received data that is serial data into parallel data, and an imaginary number filter that extracts imaginary number data from data converted in parallel by the S / P conversion unit 51. And a discrete sine transform unit 53 that performs discrete sine transform on the extracted imaginary number data.

このようにして、本実施形態のマルチキャリア通信装置１は、第一ウェーブレット変換器４０により取得される受信データの実数成分と、第二ウェーブレット変換器５０により取得される受信データの虚数成分とを用いて、受信データとして複素情報を扱うことができる。 In this way, the multicarrier communication apparatus 1 according to the present embodiment uses the real number component of the reception data acquired by the first wavelet transformer 40 and the imaginary number component of the reception data acquired by the second wavelet transformer 50. It is possible to handle complex information as received data.

ところで、上述の離散コサイン変換部３１、４３は、例えば、タイプＩＶの離散コサイン変換器、離散サイン変換器５３は、例えば、タイプＩＶの離散サイン変換器である。 By the way, the above-mentioned discrete cosine transform units 31 and 43 are, for example, a type IV discrete cosine transformer, and the discrete sine transformer 53 is, for example, a type IV discrete sine converter.

図５は、離散コサイン変換部又は離散サイン変換部の概略構成を示すブロック図である。図５に示すように、離散コサイン変換部３１、４３又は離散サイン変換部５３は、入力された信号に対して所定の時間シフトを行う時間シフト部６１と、時間シフトされた信号に対して複素ＦＦＴ演算を行う複素ＦＦＴ部６２と、ＦＦＴ演算された信号に対して所定の時間シフトを行う周波数シフト部６３とを有する。 FIG. 5 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the discrete cosine transform unit or the discrete sine transform unit. As shown in FIG. 5, the discrete cosine transform units 31 and 43 or the discrete sine transform unit 53 includes a time shift unit 61 that performs a predetermined time shift on the input signal, and a complex on the time-shifted signal. A complex FFT unit 62 that performs an FFT operation and a frequency shift unit 63 that performs a predetermined time shift on the FFT-calculated signal are included.

このように、離散コサイン変換及び離散サイン変換処理では、ＦＦＴ演算を行うものであり、図４に示したように、受信時に、受信データの実数成分及び虚数成分を復調するため、離散コサイン変換部４３及び離散サイン変換部５３の両方を設ける場合には、２つのＦＦＴ部が必要となる。ここで、図１に示したデジタル処理部２におけるＦＦＴ部２１、２２を用いてこれらの処理を行う場合について説明する。 As described above, in the discrete cosine transform and discrete sine transform processing, an FFT operation is performed. As shown in FIG. 4, the discrete cosine transform unit demodulates the real number component and the imaginary number component of the received data at the time of reception. When both the 43 and the discrete sine transform unit 53 are provided, two FFT units are required. Here, the case where these processes are performed using the FFT units 21 and 22 in the digital processing unit 2 shown in FIG. 1 will be described.

図６は、本発明の第２の実施形態に係るＦＦＴ部による処理例を示す説明図であり、図６（Ａ）は送信時、図６（Ｂ）は受信時について示す。 FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams illustrating an example of processing performed by the FFT unit according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6A illustrates transmission and FIG. 6B illustrates reception.

図６（Ａ）に示すように、送信時において、ＦＦＴ部２１は、送信データに対してマルチキャリア変調を行う際に行われる離散コサイン変換におけるＦＦＴ演算処理に用いられる。そして、ＦＦＴ部２２は、Ａ／Ｄ変換部９から出力された、不平衡検出デジタルデータＳ９が入力され、ＦＦＴを行って不平衡成分の時間軸上の検出データを周波数軸上のデータに変換し、マルチキャリア通信信号の複数キャリアに対応する周波数帯域毎の不平衡成分の検出値を算出する。 As shown in FIG. 6A, at the time of transmission, the FFT unit 21 is used for FFT calculation processing in discrete cosine transform performed when multicarrier modulation is performed on transmission data. The FFT unit 22 receives the unbalance detection digital data S9 output from the A / D conversion unit 9, and performs FFT to convert the detection data on the time axis of the unbalanced component into data on the frequency axis. Then, the detection value of the unbalanced component for each frequency band corresponding to a plurality of carriers of the multicarrier communication signal is calculated.

また、図６（Ｂ）に示すように、受信時において、ＦＦＴ部２１及びＦＦＴ部２２は、その一方のＦＦＴ部が、受信データに対してマルチキャリア復調を行う際に行われる離散コサイン変換におけるＦＦＴ演算処理に用いられ、他方のＦＦＴ部が、受信データに対してマルチキャリア復調を行う際に行われる離散サイン変換におけるＦＦＴ演算処理に用いられる。 Also, as shown in FIG. 6B, at the time of reception, the FFT unit 21 and the FFT unit 22 perform discrete cosine transform performed when one of the FFT units performs multicarrier demodulation on the received data. It is used for FFT calculation processing, and the other FFT unit is used for FFT calculation processing in discrete sine transform performed when multicarrier demodulation is performed on received data.

したがって、受信時には二つのＦＦＴ部２１、２２の両方を用いて復調処理を行い、送信時には、二つのＦＦＴ部２１、２２の一方を用いて変調処理、他方を用いて不平衡成分の周波数解析処理を行うことで、２つのＦＦＴを用いて、送信処理、受信処理及び不平衡成分の周波数解析処理を行うことができる。 Therefore, demodulation processing is performed using both of the two FFT units 21 and 22 at the time of reception, modulation processing is performed using one of the two FFT units 21 and 22 at the time of transmission, and frequency analysis processing of an unbalanced component is performed using the other. By performing the above, transmission processing, reception processing, and frequency analysis processing of unbalanced components can be performed using two FFTs.

このような本発明の第２の実施形態によれば、実係数ウェーブレットフィルタバンクを用いたデジタル変復調処理によりデータ通信を行うマルチキャリア伝送方式において、受信データとして複素情報を扱う場合、送信時に不使用となる二つのＦＦＴ部のうちの一方によって不平衡成分の周波数解析を行うことにより、新たに不平衡成分の周波数解析用のＦＦＴ部を設ける必要がないので、回路規模やコスト、消費電力等を増加させることなく、不平衡成分の周波数解析を行うことができる。 According to the second embodiment of the present invention, in the case of handling complex information as received data in a multicarrier transmission system that performs data communication by digital modulation / demodulation processing using a real coefficient wavelet filter bank, it is not used during transmission. By performing the frequency analysis of the unbalanced component by one of the two FFT units, there is no need to newly provide an FFT unit for frequency analysis of the unbalanced component, so the circuit scale, cost, power consumption, etc. can be reduced. The frequency analysis of the unbalanced component can be performed without increasing it.

本発明のマルチキャリア通信装置及びマルチキャリア通信方法は、伝送路の不平衡成分の周波数特性を解析可能な効果を有し、平衡伝送路によりデータ伝送を行う平衡伝送システムにおける通信装置等に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The multicarrier communication apparatus and the multicarrier communication method of the present invention have an effect capable of analyzing the frequency characteristics of the unbalanced component of the transmission line, and are useful for communication apparatuses in a balanced transmission system that performs data transmission through the balanced transmission line. is there.

本発明の第１の実施形態に係るマルチキャリア通信装置の概略構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a schematic configuration of a multicarrier communication apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態に係るＦＦＴ部による処理の第一の例を示す説明図Explanatory drawing which shows the 1st example of the process by the FFT part which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係るＦＦＴ部による処理の第二の例を示す説明図Explanatory drawing which shows the 2nd example of the process by the FFT part which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係るマルチキャリア通信装置のマルチキャリア変復調部の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the multicarrier modulation / demodulation part of the multicarrier communication apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 離散コサイン変換部又は離散サイン変換部の概略構成を示すブロック図Block diagram showing a schematic configuration of a discrete cosine transform unit or a discrete sine transform unit 本発明の第２の実施形態に係るＦＦＴ部による処理例を示す説明図Explanatory drawing which shows the process example by the FFT part which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１マルチキャリア通信装置
２デジタル処理部
３Ｄ／Ａ変換部
４アナログ送信部
５結合用トランス
６アナログ受信部
７、９Ａ／Ｄ変換部
８不平衡成分検出部
１０電力線
２１、２２ＦＦＴ部
３０逆ウェーブレット変換部
３１離散コサイン変換部
３２フィルタ部
３３パラレル／シリアル変換部
４０第一ウェーブレット変換部
４１シリアル／パラレル変換部
４２実数フィルタ部
４３離散コサイン変換部
５０第二ウェーブレット変換部
５１シリアル／パラレル変換部
５２虚数フィルタ部
５３離散サイン変換部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multicarrier communication apparatus 2 Digital processing part 3 D / A conversion part 4 Analog transmission part 5 Coupling transformer 6 Analog reception part 7, 9 A / D conversion part 8 Unbalanced component detection part 10 Power line 21, 22 FFT part 30 Reverse Wavelet transform unit 31 Discrete cosine transform unit 32 Filter unit 33 Parallel / serial transform unit 40 First wavelet transform unit 41 Serial / parallel transform unit 42 Real filter unit 43 Discrete cosine transform unit 50 Second wavelet transform unit 51 Serial / parallel transform unit 52 Imaginary filter part 53 Discrete sine transform part

Claims

マルチキャリア通信信号が伝送される複数の伝送導体を備える伝送路に接続されると共に、マルチキャリア通信信号を利用して通信を行うマルチキャリア通信装置であって、
前記伝送路に電気的に接続されると共に、前記伝送路の不平衡成分を検出する不平衡成分検出部と、
前記不平衡成分が入力されると共に、前記不平衡成分をデジタル変換した不平衡検出デジタルデータを出力するＡ／Ｄ変換部と、
前記不平衡検出デジタルデータが入力されると共に、前記伝送路からの受信データ及び前記伝送路へ送信する送信データのうち、少なくとも一方についてデジタル処理を行うデジタル処理部と、を備え、
前記デジタル処理部は、時間−周波数変換を行う第一の時間−周波数変換部を有し、
前記第一の時間−周波数変換部は、前記デジタル処理部に入力された前記不平衡検出デジタルデータについて時間−周波数変換を行い、検出された前記不平衡成分の周波数軸上での検出値を算出する、マルチキャリア通信装置。 Multicarrier communication signal is connected to a transmission line comprising a plurality of transmission conductors to be transmitted Rutotomoni, a multicarrier communication apparatus that performs communication using a multicarrier communication signal,
An unbalanced component detector that is electrically connected to the transmission line and detects an unbalanced component of the transmission line;
An A / D converter that outputs the unbalance detection digital data obtained by digitally converting the unbalance component while the unbalance component is input;
Wherein with unbalanced detection digital data is input, comprising of transmitting data to be transmitted to the receiving data and the transmission path from the transmission path, a digital processor for performing at least one for digital processing, and
The digital processing unit includes a first time-frequency conversion unit that performs time-frequency conversion,
The first time - frequency converter, the digital processing unit has been the unbalanced detecting digital data for time input to the - performs frequency conversion, calculate the detected value on the frequency axis of said detected unbalanced component to, multi-carrier communication apparatus.

請求項１記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記第一の時間−周波数変換部は、送信時のマルチキャリア変調及び受信時のマルチキャリア復調のいずれか一方における時間−周波数変換を行うと共に、前記マルチキャリア変調又は復調を行っていないときに前記不平衡検出デジタルデータについて時間−周波数変換を行う、マルチキャリア通信装置。 The multi-carrier communication apparatus according to claim 1,
The first time - frequency transform unit is a multi-carrier modulation and one time in one of the multi-carrier demodulation in reception at the time of transmission - the when performs frequency conversion, not subjected to the multicarrier modulation or demodulation time for unbalance detecting digital data - performing frequency conversion, multi-carrier communication device.

請求項１記載のマルチキャリア通信装置であって、
前記デジタル処理部は、時間−周波数変換を行う第二の時間−周波数変換部を更に有し、
前記第一の時間−周波数変換部及び前記第二の時間−周波数変換部のうち、一方の時間−周波数変換部が送信時のマルチキャリア変調及び受信時のマルチキャリア復調のいずれか一方における時間−周波数変換を行うと共に、他方の時間−周波数変換部が前記デジタル処理部に入力された前記不平衡検出デジタルデータについて時間−周波数変換を行い、検出された前記不平衡成分の周波数軸上での検出値を算出する、マルチキャリア通信装置。 The multi-carrier communication apparatus according to claim 1 ,
The digital processing unit further includes a second time-frequency conversion unit that performs time-frequency conversion,
Before SL first time - frequency converter and the second time - out of the frequency converter, one of the time - frequency transform unit is a multi-carrier modulation and one time in one of the multi-carrier demodulation in reception at the time of transmission -Frequency conversion is performed, and the other time-frequency conversion unit performs time-frequency conversion on the unbalanced detection digital data input to the digital processing unit, and the detected unbalanced component on the frequency axis A multicarrier communication apparatus for calculating a detection value .

請求項３記載のマルチキャリア通信装置であって、The multi-carrier communication apparatus according to claim 3,
前記第一の時間−周波数変換部は、前記受信データの実数成分について時間−周波数変換を行いと、The first time-frequency conversion unit performs time-frequency conversion on the real number component of the received data;
前記第二の時間−周波数変換部は、前記受信データの虚数成分について時間−周波数変換を行う、マルチキャリア通信装置。The second time-frequency conversion unit is a multicarrier communication apparatus that performs time-frequency conversion on an imaginary number component of the received data.

請求項１ないし４いずれか１項記載のマルチキャリア通信装置であって、A multi-carrier communication apparatus according to any one of claims 1 to 4,
前記デジタル処理部は、前記検出部に基づいて前記送信データを制御する、マルチキャリア通信装置。The digital processing unit is a multicarrier communication apparatus that controls the transmission data based on the detection unit.

マルチキャリア通信信号が伝送される複数の伝送導体を備える伝送路に接続されると共に、マルチキャリア通信信号を利用して通信を行うマルチキャリア通信方法であって、A multi-carrier communication method that is connected to a transmission path including a plurality of transmission conductors through which a multi-carrier communication signal is transmitted and performs communication using the multi-carrier communication signal,
前記伝送路の不平衡成分を検出する第１のステップと、A first step of detecting an unbalanced component of the transmission path;
前記不平衡成分をデジタル変換した不平衡検出デジタルデータを出力する第２のステップと、A second step of outputting unbalance detection digital data obtained by digitally converting the unbalance component;
前記不平衡検出デジタルデータについて時間−周波数変換を行い、検出された前記不平衡成分の周波数軸上での検出値を算出する第３のステップと、A third step of performing time-frequency conversion on the unbalance detection digital data and calculating a detection value on the frequency axis of the detected unbalance component;
を有するマルチキャリア通信方法。A multi-carrier communication method.

請求項６記載のマルチキャリア通信方法であって、The multi-carrier communication method according to claim 6,
前記第３のステップに、送信時のマルチキャリア変調及び受信時のマルチキャリア復調のいずれか一方における時間−周波数変換も行われる、マルチキャリア通信方法。The multicarrier communication method, wherein in the third step, time-frequency conversion is performed in any one of multicarrier modulation during transmission and multicarrier demodulation during reception.