JP2000269925A

JP2000269925A - データ通信装置及びデータ通信方法

Info

Publication number: JP2000269925A
Application number: JP11071177A
Authority: JP
Inventors: Wataru Matsumoto; 渉松本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2000-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】処理時間を短縮し、処理負荷を軽減すること
ができるデータ通信装置とデータ通信方法を提供する。【解決手段】マルチキャリア変復調方式を用いてデー
タ通信を行なうデータ通信装置において、複数の時間軸
データを保存する保存手段を備え、この保存手段に保存
された複数の時間軸データからトーンに割り当てられた
送信データに対応した時間軸データを選択し出力するデ
ータ変換手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばＤＭＴ
（ＤｉｓｃｒｅｔｅＭｕｌｔｉＴｏｎｅ）変復調方式
などのマルチキャリア変復調方式を用いたデータ通信装
置及びデータ通信方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マルチキャリア（トーン）を使用するＤ
ＭＴ変復調方式を用いた通信装置として例えば電力線モ
デムが考えられる。図７は例えば、本願と同一の出願人
が既に出願した平成１０年特許願第３７３８５２号に示
された従来の電力線搬送通信装置のブロック図であり、
図８はこの電力線搬送通信装置の送信器の動作をデータ
の流れにより示した説明図、図９はこの電力線搬送通信
装置の受信器の動作をデータの流れにより示した説明図
である。図７において、１１１は入力データを複数のビ
ット列に分割するデータ分割器、１１２はデータ分割器
１１１により分割されたデータをＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａ
ｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏ
ｎ）コード化するＱＡＭエンコーダであり、変調器を示
す。１１３はＱＡＭコードを逆フーリエ変換（Ｉｎｖｅ
ｒｓｅＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒ
ｍ）し、周波数軸データを時間軸データに変換する回路
（以下、ＩＦＦＴという）、１１４はＩＦＦＴ１３から
出力されたパラレルデータをシリアル変換するパラレル
−シリアル変換回路（以下、Ｐ／Ｓという）である。

【０００３】１１５はＰ／Ｓ１１４のシリアルデータを
アナログ変換するＤ／Ａコンバータ、１１６は送信用の
増幅器（以下、送信ＡＭＰという）、１１７は送信用の
ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）、１１８は電
力線結合回路、１３０は電力線であり、Ｄ／Ａコンバー
タ１１５から出力されたアナログ波形を送信ＡＭＰ１１
６とＬＰＦ１１７により波形整形して、電力線結合回路
１１８を介して電力線１３０へ出力する。１２８は送信
ＡＭＰ１１６に接続され、送信周波数を設定する送信出
力コントローラ、１２９ＡはＤ／Ａコンバータ１１５に
接続される発信器である。以上より、送信側の回路が構
成される。

【０００４】１１９は受信用のローパスフィルタ（以
下、ＬＰＦという）、１２０は受信用の増幅器（以下、
受信ＡＭＰという）、１２１はサンプルホールド回路、
１２２はＡ／Ｄコンバータであり、電力線１３０から電
力線結合回路１１８を介して受信したアナログ波形に対
しＬＰＦ１１９により高周波ノイズ成分を除去し、受信
ＡＭＰ１２０によりＡ／Ｄコンバータの制御範囲に入る
ような電圧レベルに変換し、サンプルホールド回路１２
１によりＡ／Ｄコンバータ１２２の変換時間を保持し、
Ａ／Ｄコンバータ１２２へ入力する。

【０００５】１２３はＡ／Ｄコンバータ１２２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シリ
アル−パラレル変換回路（以下、Ｓ／Ｐという）、２４
はパラレルデータをフーリエ変換し、時間軸データを周
波数軸データに変換する回路（以下、ＦＦＴという）、
１２５はＦＦＴ１２４による各周波数帯域毎のデータを
データ化するＱＡＭ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌ
ｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）デコーダであり、
復調器を示す。１２６はＱＡＭデコーダ１２５により得
られたデータを合成するデータ合成器である。１２９Ｂ
はサンプルホールド回路１２１およびＦＦＴ１２４に接
続される発信器である。以上より、データを受信する受
信側の回路が構成される。これらの送信側の回路、受信
側の回路から電力線搬送通信装置１２７が構成される。

【０００６】次に、図８を用いて送信器側のデータの流
れについて説明する。まず、送信したいシリアルデータ
をデータ分割器１１１により適当な長さのビット毎に分
割する。例えば、２ビットずつに分割する場合には、
「００１０１１１１０１１０」というデータであれば、
「００」、「１０」、「１１」、「１１」、「０１」、
「１０」のように分割する。この分割したデータをＨ１
に示すような４つの信号点を持つＱＡＭエンコーダ１１
２に入力する。ここで、入力された各データはＨ２に示
すように、対応する信号点を表わす実部（Ｒｅ）と虚部
（Ｉｍ）とで表現されるデータに変換される。この例で
は３つの入力データ「００」、「１０」、「１１」をひ
とまとめに扱っている。

【０００７】このようなデータを虚部のデータが発生し
ないようなデータ列に変更するために、Ｈ３のような形
式に割り当て、これをＩＦＦＴ１１３により逆フーリエ
変換することにより、実部のデータが得られる。これが
時間軸波形を表わすデータになる。このデータをＰ／Ｓ
１１４によりシリアル変換し、一定のサンプリング時間
でＤ／Ａコンバータ１１５から出力することにより、電
力線１３０に重畳する伝送波形を得ることができる。そ
して、この伝送波形を送信ＡＭＰ１１６、ＬＰＦ１１
７、電力線結合回路１１８を介して電力線１３０へ出力
する。

【０００８】次に、図９を用いて受信器側のデータの流
れについて説明する。受信器の動作は、送信器の逆の動
作を行う。まず、電力線１３０から電力線結合回路１１
８、ＬＰＦ１１９、受信ＡＭＰ１２０を介して受信した
アナログ波形をサンプルホールド回路１２１により一定
のサンプリング時間でとりこみ、Ａ／Ｄコンバータ１２
２によりデジタル化し、Ｓ／Ｐ１２３により各ビットを
パラレル変換する。

【０００９】そして、このデータにＦＦＴ１２４により
フーリエ変換をかけることで、複素数のＦＦＴデータが
得られる。このデータをＱＡＭデコーダ１２５によりＱ
ＡＭの信号としてデコードすることにより、各信号点に
対応する所定のビット数（この例では２ビット）のデー
タが得られ、これをデータ合成器１２６により順に並べ
ることにより、受信データを得ることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のデータ通信装置
は、送信器側でＩＦＦＴ１１３により逆フーリエ変換を
行なうため処理時間がかかってしまうという問題点があ
った。

【００１１】本発明は、上述のような課題を解決するた
めになされたもので、処理時間を短縮し、処理負荷を軽
減することができるデータ通信装置とデータ通信方法を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係るデータ通
信装置は、マルチキャリア変復調方式を用いてデータ通
信を行なうデータ通信装置において、複数の時間軸デー
タを保存する保存手段を備え、この保存手段に保存され
た複数の時間軸データからトーンに割り当てられた送信
データに対応した時間軸データを選択し出力するデータ
変換手段を備えるものである。

【００１３】また、前記保存手段は、送信データが割り
当てられるトーン毎に、送信データの取り得る値に対応
する時間軸データを保存するものである。

【００１４】また、前記保存手段は、送信データが割り
当てられるトーン毎に、所定の周期分の時間軸データを
保存し、この所定の周期分の時間軸データに基づいて、
送信データの取り得る値に対応する時間軸データを作成
するものである。

【００１５】また、前記保存手段は、複数トーンに同一
の送信データが割り当てられる場合、送信データの取り
得る値毎に各トーンの時間軸データを加算した時間軸デ
ータを保存するものである。

【００１６】また、この発明に係るデータ通信方法は、
マルチキャリア変復調方式を用いてデータ通信を行なう
データ通信方法において、複数の時間軸データを保存
し、この保存された複数の時間軸データからトーンに割
り当てられた送信データに対応した時間軸データを選択
し出力するものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明に
係るデータ通信装置の実施形態を示すブロック図であ
る。１はＱＡＭエンコーダからの周波数軸データを時間
軸データに変換するデータ変換手段である。その他の上
記従来の技術と同様の部分は同じ番号で示した。図２を
用いて、データ通信装置の全体の動作を説明する。ま
ず、送信したいシリアルデータをデータ分割器１１１に
より適当な長さのビット毎に分割する。例えば、２ビッ
トずつに分割する場合には「００１０１１１１０１１
０」という送信データであれば、「００」、「１０」、
「１１」、「１１」、「０１」、「１０」のように分割
する。この分割した送信データを４つの信号点を持つＱ
ＡＭエンコーダ１１２に入力すると、各送信データをＧ
１のように「００」は＋４５°、「１０」は−１３５
°、「１１」は−４５°の信号点に割り当てることがで
きる。このように割り当てられた各信号点の位相をＧ２
に示される＃１６、＃３２、＃４８の３つのトーン信号
それぞれの位相とし、これらトーン信号を合成して出力
することにより時間軸波形を示すデータが得られる。図
２の例では、＃１６のトーンに「００」の送信データ
を、＃３２のトーンに「１０」の送信データを、＃４８
のトーンに「１１」の送信データを割り当てている。以
降は順次この３つのトーンに割り当てられる。

【００１８】このように割り当てられた送信データをデ
ータ変換手段１に入力すると、例えば＃１６のトーンに
は「００」が割り当てられているので、＃１６のトーン
で「００」を示す位相＋４５°の時間軸データが選択さ
れる。同様に次の＃３２のトーンには「１０」が割り当
てられているので、＃３２のトーンで「１０」を示す位
相−１３５°の時間軸データが選択され、＃４８のトー
ンには「１１」が割り当てられているので、＃４８のト
ーンで「１１」を示す位相−４５°の時間軸データが選
択される。このようにして周波数軸データがＧ３に示さ
れるような時間軸波形を示すデータ（時間軸データ）に
変換される。これら選択された３つのトーンの時間軸デ
ータを合成し、この合成された時間軸データを必要回数
分繰り返し、１シンボル分のデータとして出力する。こ
の出力データをＰ／Ｓ１１４に入力し、その後の処理は
従来の技術で説明した動作と同様にして、電力線１３０
に重畳する伝送波形が得られる。

【００１９】ここで、データ変換手段１の動作について
図３及び図４を用いて、もう少し詳しく説明する。図３
において、２はＱＡＭエンコーダからのデータを元に保
存手段を選択する制御信号を出力する制御部、３ａ〜３
ｄ、４ａ〜４ｄ及び５ａ〜５ｄは時間軸データを保存し
ている保存手段、６は選択された保存手段からの時間軸
データを１６回繰り返して出力する反復器である（ここ
では１６トーン毎に送信データを割り当てているため１
６回繰り返している）。各保存手段には各トーン毎に図
４に示すような４つのデータ（「００」、「０１」、
「１０」、「１１」）に対応する時間軸データを保存し
ておく（ここでは１シンボルの１／１６分をそれぞれの
保存手段に保存している）。

【００２０】ＱＡＭエンコーダからデータを受け取った
制御部２は、それぞれのトーンに割り当てられた送信デ
ータに合わせて保存手段を選択する制御信号を出力す
る。ここでは、＃１６のトーンには「００」の送信デー
タが、＃３２のトーンには「１０」の送信データが、＃
４８のトーンには「１１」の送信データが割り当てられ
ている。したがって、制御部２は、＃１６のトーンでは
「００」を示す位相＋４５°の保存手段３ａを選択する
制御信号を、＃３２のトーンでは「１０」を示す位相−
１３５°の保存手段４ｄを選択する制御信号を、＃４８
のトーンでは「１１」を示す位相−４５°の保存手段５
ｃを選択する制御信号を出力する。この出力された制御
信号に従って選択された保存手段に保存されたそれぞれ
の時間軸データを加算し、この加算した時間軸データを
反復器６に入力する。

【００２１】反復器６は、反復器６に入力された時間軸
データを１６回繰り返して出力し（ここでは１６トーン
毎に送信データを割り当てているため１６回繰り返して
出力している）、この出力データをデータ変換手段１の
出力信号としてＰ／Ｓ１１４に出力する。この結果、Ｉ
ＦＦＴ１１３で逆フーリエ変換を行なうことなく、保存
手段に保存された時間軸データを読み出すことにより周
波数軸データを時間軸データに変換することができるの
で、処理時間を短縮し、処理負荷を軽減することができ
る。

【００２２】以上説明したように、マルチキャリア変復
調方式を用いてデータ通信を行なうデータ通信装置にお
いて、複数の時間軸データを保存する保存手段を備え、
この保存手段に保存された複数の時間軸データからトー
ンに割り当てられた送信データに対応した時間軸データ
を選択し出力するデータ変換手段を備えることにより、
逆フーリエ変換を行なうことなく周波数軸データを時間
軸データに変換することができるので、処理時間を短縮
し、処理負荷を軽減することができる。

【００２３】また、本実施の形態では、各トーン（＃１
６、＃３２、＃４８）に別々の送信データ（００、１
０、１１）を割り当てているため、各トーン毎に４つの
保存手段を持っているが、各トーンに同じ送信データを
割り当てるようにした場合、図５に示すように各位相毎
に３つのトーンの時間軸データを予め加算した時間軸デ
ータを保存手段に保存し、この位相毎に保存された時間
軸データを選択するようにすれば、加算処理が省かれる
ので、処理時間を短縮し、処理負荷も軽減することがで
き、かつコストも安価にすることができる。

【００２４】また、本実施の形態では、各トーン（＃１
６、＃３２、＃４８）において各位相毎（−１３５°、
−４５°、＋４５°、＋１３５°）に別々の保存手段を
持っているが、図６に示すように、例えば＃１６の場合
７π／２分（或いはそれ以上）だけ時間軸データを保存
し、この保存した時間軸データの起点ポイントをずらし
て４つの位相（−１３５°、−４５°、＋４５°、＋１
３５°）を選択できるようにしても同様の効果を得るこ
とができ、かつコストも安価にすることができる。この
ような４つの位相を用いる場合、１６×ｎ番目のトーン
において保存する必要のある時間軸データは２π×（３
／４＋ｎ）となるので、＃３２においては１１π／２
分、＃４８においては１５π／２分を保存する必要があ
る。また更に、１つのトーン（例えば＃１６）における
７π／２分の時間軸データを保存し、これを元に他のト
ーン（＃３２、＃４８）を作成し、各トーンにおいてこ
れらの時間軸データの起点ポイントをずらして４つの位
相（−１３５°、−４５°、＋４５°、＋１３５°）を
選択できるようにしても同様の効果を得ることができ、
保存手段に保存するデータを削減できるのでコストも安
価にすることができる。

【００２５】なお、図１のデータ通信装置は電力線搬送
通信装置をもとに作成しているが、周波数軸データを時
間軸データに変換するデータ変換手段を備えていれば電
力線搬送通信装置に限られるものではなく、他のデータ
通信装置に用いても同様の効果を得ることができる。

【００２６】また、本実施の形態では、シリアルデータ
を２ビットに分割して４種類のデータを扱っているが、
３ビットで８種類のデータや４ビットで１６種類のデー
タなど、２のべき乗のデータであれば同様の効果を得る
ことができる。

【００２７】また、本実施の形態では、キャリア数４８
のＱＡＭエンコーダからの４８個のマルチキャリアが周
波数軸上で１６個毎に１５個間引かれ、３つのキャリア
が１５個おきの等間隔に並んだマルチキャリアをパラレ
ル−シリアル変換した場合と等価となるようにするため
に、１６トーン毎に３つのトーンにデータを割り当て、
それぞれの保存手段に１シンボルの１／１６分を保存し
ておき、保存手段からの時間軸データを反復器６で１６
回繰り返して出力データとしているが、２０トーン毎に
データを割り当てた場合、それぞれの保存手段に１シン
ボルの１／２０分を保存しておき、保存手段からの時間
軸データを反復器６で２０回繰り返して出力データとす
るなど、データを割り当てるトーンの間隔に基づいて、
保存手段に保存しておく時間軸データと、反復器６で反
復する数とを決定すれば他の値でも同様の効果を得るこ
とができる。また、全トーンにデータを割り当て、保存
手段に１シンボル分を保存しておき、保存手段からの時
間軸データを（反復器を用いずに）出力データとして
も、同様の効果を得ることができる。

【００２８】また、本実施の形態では、３つのトーンに
別々のデータを割り当てているが、データを割り当てる
トーンの数や、割り当てるデータの内容（例えば２トー
ンずつ同じデータを割り当て全部で６トーン割り当てる
等）はこれに限られるものではなく、他の値でも同様の
効果を得ることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、マルチキャリア変復調方
式を用いてデータ通信を行なうデータ通信装置におい
て、複数の時間軸データを保存する保存手段を備え、こ
の保存手段に保存された複数の時間軸データからトーン
に割り当てられた送信データに対応した時間軸データを
選択し出力するデータ変換手段を備えることにより、逆
フーリエ変換を行なうことなく周波数軸データを時間軸
データに変換することができるので、処理時間を短縮
し、処理負荷を軽減することができる。

【００３０】また、前記保存手段は、送信データが割り
当てられるトーン毎に、送信データの取り得る値に対応
する時間軸データを保存することにより、逆フーリエ変
換を行なうことなく周波数軸データを時間軸データに変
換することができるので、処理時間を短縮し、処理負荷
を軽減することができる。

【００３１】また、前記保存手段は、送信データが割り
当てられるトーン毎に、所定の周期分の時間軸データを
保存し、この所定の周期分の時間軸データに基づいて、
送信データの取り得る値に対応する時間軸データを作成
することにより、加算処理が省かれるので、処理時間を
短縮し、処理負荷も軽減することができ、かつコストも
安価にすることができる。

【００３２】また、前記保存手段は、複数トーンに同一
の送信データが割り当てられる場合、送信データの取り
得る値毎に各トーンの時間軸データを加算した時間軸デ
ータを保存することにより、保存手段に保存するデータ
を削減できるので、コストも安価にすることができる。

【００３３】また、マルチキャリア変復調方式を用いて
データ通信を行なうデータ通信方法において、複数の時
間軸データを保存し、この保存された複数の時間軸デー
タからトーンに割り当てられた送信データに対応した時
間軸データを選択し出力することにより、逆フーリエ変
換を行なうことなく周波数軸データを時間軸データに変
換することができるので、処理時間を短縮し、処理負荷
を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るデータ通信装置の実施形態を示す
ブロック図

【図２】本発明に係るデータ通信装置の送信器の動作を
データの流れにより示した説明図

【図３】本発明の係るデータ通信装置のデータ変換手段
の構成を示すブロック図

【図４】保存手段に保存される時間軸データを示す説明
図

【図５】本発明の係るデータ通信装置のデータ変換手段
の構成を示すブロック図

【図６】保存手段に保存される時間軸データを示す説明
図

【図７】従来の電力線搬送通信装置のブロック図

【図８】従来の電力線搬送通信装置の送信器の動作をデ
ータの流れにより示した説明図

【図９】従来の電力線搬送通信装置の受信器の動作をデ
ータの流れにより示した説明図

【符号の説明】

１データ変換手段２制御部３ａ〜３ｄ、４ａ〜４ｄ、５ａ〜５ｄ保存手段６反復器７ａ〜７ｄ保存手段１１１データ分割器１１２ＱＡＭエンコーダ１１３逆フーリエ変換回路１１４パラレル−シリアル変換回路１１５Ｄ／Ａコンバータ１１６送信用増幅器１１７送信用ローパスフィルタ１１８電力線結合回路１１９受信用ローパスフィルタ１２０受信用増幅器１２１サンプルホールド回路１２２Ａ／Ｄコンバータ１２３シリアル−パラレル変換回路１２４フーリエ変換回路１２５ＱＡＭデコーダ１２６データ合成器１２７電力線搬送通信装置１２８送信出力コントローラ１２９Ａ、１２９Ｂ発振器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マルチキャリア変復調方式を用いてデー
タ通信を行なうデータ通信装置において、複数の時間軸
データを保存する保存手段を備え、この保存手段に保存
された複数の時間軸データからトーンに割り当てられた
送信データに対応した時間軸データを選択し出力するデ
ータ変換手段を備えたことを特徴とするデータ通信装
置。
【請求項２】前記保存手段は、送信データが割り当て
られるトーン毎に、送信データの取り得る値に対応する
時間軸データを保存することを特徴とする請求項１に記
載のデータ通信装置。
【請求項３】前記保存手段は、送信データが割り当て
られるトーン毎に、所定の周期分の時間軸データを保存
し、この所定の周期分の時間軸データに基づいて、送信
データの取り得る値に対応する時間軸データを作成する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。
【請求項４】前記保存手段は、複数トーンに同一の送
信データが割り当てられる場合、送信データの取り得る
値毎に各トーンの時間軸データを加算した時間軸データ
を保存することを特徴とする請求項１記載のデータ通信
装置。
【請求項５】マルチキャリア変復調方式を用いてデー
タ通信を行なうデータ通信方法において、複数の時間軸
データを保存し、この保存された複数の時間軸データか
らトーンに割り当てられた送信データに対応した時間軸
データを選択し出力することを特徴とするデータ通信方
法。