ネットワーク間干渉を制御する通信装置及び方法
【課題】 同一周波数帯を用いた複数のネットワーク間で生じる電力干渉の影響を、システムスループットの低下を抑制しつつ低減させる通信装置及び方法を提供する。
【解決手段】 自己が属する自ネットワーク以外の他ネットワークから送信される干渉電力を受信するＯＦＤＭ復調部（受信部）２２と、干渉電力と自ネットワークで生じる雑音電力との電力比をサブキャリア毎に求める伝送路評価部２４と、自ネットワークが他ネットワークから受けている干渉の影響を示す干渉情報を電力比に基づいて生成する通信制御部２５と、干渉情報を他ネットワークに通知するＯＦＤＭ変調部（送信部）２３とを備える。
【解決手段】 自己が属する自ネットワーク以外の他ネットワークから送信される干渉電力を受信するＯＦＤＭ復調部（受信部）２２と、干渉電力と自ネットワークで生じる雑音電力との電力比をサブキャリア毎に求める伝送路評価部２４と、自ネットワークが他ネットワークから受けている干渉の影響を示す干渉情報を電力比に基づいて生成する通信制御部２５と、干渉情報を他ネットワークに通知するＯＦＤＭ変調部（送信部）２３とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク間干渉を制御する通信装置及び方法に関し、より特定的には、マルチキャリア伝送方式を用いた通信システムにおける、同一周波数帯を利用する複数のネットワーク間で生じる干渉を制御する通信装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や電力線通信等の限られた周波数帯でマルチキャリア伝送を用いて高速伝送を実現する通信システムでは、隣接エリアで複数のネットワークを構成する場合にネットワーク間の電力干渉が問題となる。例えば、一般集合住宅で無線ＬＡＮシステムや電力線通信システムを用いて家庭内ネットワーク（自ネットワーク）を構築することを考えた場合、隣家のネットワーク（他ネットワーク）の信号電力が自ネットワークまで届くことが容易に想定され得る。このようなネットワーク干渉を回避する手段として、システム内で複数の周波数帯を規定し、ネットワーク間で異なる周波数帯を使用する動的周波数選択方式（ＤＦＳ）がある。例えば、非特許文献１を参照。
【０００３】
ところが、システムによっては使用可能な周波数帯が１つに規定されているものや、複数の周波数帯が規定されているシステムでも既に全ての周波数帯を他ネットワークが使用している場合があり、同一周波数帯におけるネットワーク間の電力干渉を完全に避けることはできない。そこで、従来の同一周波数帯におけるネットワーク間の干渉制御方法としては、他ネットワークから受ける干渉電力レベルやＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ：信号電力対干渉電力比）を推定し、マルチキャリアの全サブキャリアについて自ネットワークの送信電力を一律に制御する方法がある。例えば、非特許文献１を参照。
【非特許文献１】アイトリプルイー・スタンダード（ＩＥＥＥ Ｓｔｄ）８０２．１１ｈ、「ワイヤレス ラン ミディアム アクセス コントロール アンド フィジカル レイヤ スペシフィケーションズ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｔｅｒ（ＰＨＹ） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）」アメンドメント５（Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ ５）：スペクトラム・アンド・トランスミット・パワー・マネージメント・エクステンションズ・イン・５ギガヘルツ・バンド・イン・ヨーロッパ（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ ｉｎ ５ＧＨｚ ｂａｎｄ ｉｎ Ｅｕｒｏｐｅ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の同一周波数帯におけるネットワーク間の干渉制御方法では、適用するシステムの伝送路特性が周波数特性を持つ（すなわち、受信特性がサブキャリア毎に異なる）場合においても、全サブキャリアに関して一律に送信電力を制御する。その結果、一部のサブキャリアで過剰な干渉電力の影響を受ける場合、そのサブキャリアのＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）を保持するために全サブキャリアの送信電力を上げることになり、無駄な電力消費を招くという課題を有する。さらに、自ネットワーク内だけで電力制御を行うことにより、他ネットワークへの干渉電力を増大させる等、自ネットワークの制御により他ネットワークに対してどのように影響を及ぼすかを判定できないという課題も有する。
【０００５】
それ故に、本発明の目的は、他ネットワークから受信できるデータ（伝送路評価フレームやパイロット信号等）を用いて自ネットワーク内のＩＮＲ（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）をサブキャリア毎に観測し、その結果を用いて他ネットワークにおいてサブキャリア毎に送信電力を制御させることにより、システムスループットの低下を抑制しつつネットワーク間の干渉を回避することができる通信装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、同一周波数帯を利用するネットワークを複数形成したマルチキャリア伝送方式を用いた通信システムを構成する通信装置に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の通信装置は、干渉を受ける通信装置側が受信部、伝送路評価部、通信制御部、及び送信部を備え、干渉を与える通信装置側が受信部、及びサブキャリア電力制御部を備える。
【０００７】
干渉を受ける通信装置側において、受信部は、自己が属する自ネットワーク以外の他ネットワークから送信される干渉電力を受信する。伝送路評価部は、干渉電力と自ネットワークで生じる雑音電力との電力比を、サブキャリア毎に求める。通信制御部は、自ネットワークが他ネットワークから受けている干渉の影響を示す干渉情報を、電力比に基づいて生成する。送信部は、干渉情報を他ネットワークに通知する。
【０００８】
典型的には、干渉情報は、電力比が所定の閾値以下であるサブキャリアに関する情報であるか、電力比が所定の上限閾値以上であるサブキャリアに関する情報及び電力比が所定の下限閾値以下であるサブキャリアに関する情報である。
【０００９】
また、受信部は、サブキャリア毎の伝送路特性が検出できる伝送路評価フレームを、他ネットワークから受信し、伝送路評価部は、伝送路評価フレームを用いて電力比を求めることが好ましい。また、受信部は、サブキャリア毎の伝送路特性が検出できるパイロット信号が挿入されたデータフレームを、他ネットワークから受信し、伝送路評価部は、データフレーム内に挿入されたパイロット信号を用いて電力比を求めることが好ましい。なお、受信部は、他ネットワークから干渉を受けている自ネットワークに属する他の通信装置から干渉情報を収集し、通信制御部は、自己及び他の通信装置で生成された複数の干渉情報を合成して１つの干渉情報を生成してよい。
【００１０】
一方、干渉を与える通信装置側において、受信部は、自己が属する自ネットワーク以外の他ネットワークから送信される、サブキャリア毎に求められた自ネットワークが送信する干渉電力と他ネットワークで生じている雑音電力との電力比に基づいて生成された干渉情報を、受信する。サブキャリア電力制御部は、干渉情報に基づいて、自ネットワーク内での送信電力をサブキャリア毎に制御する。
【００１１】
この干渉を与える通信装置側の受信部は、他ネットワークに属する複数の通信装置から複数の干渉情報を収集し、サブキャリア電力制御部は、複数の干渉情報を総合的に判断して自ネットワーク内での送信電力を制御することが好ましい。
【００１２】
上述した通信装置の各構成が行うそれぞれの処理は、一連の処理手順を与える伝送路評価方法として捉えることができる。この方法は、一連の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラム等のソフトウエア形式又はＬＳＩ等のハードウエア形式で提供される。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された形態で、コンピュータに導入されてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、サブキャリア毎の干渉情報に基づいて他ネットワークに対して送信電力を制御するように通知することができるので、他ネットワークのシステムスループット低下を抑制しつつ、自ネットワークへの干渉の影響を低減させることができる。また、サブキャリア毎の干渉情報に基づいて自ネットワークの送信電力を制御することができるので、自ネットワークのシステムスループット低下を抑制しつつ、他ネットワークへの干渉を軽減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る通信装置を構成に含む電力線通信システムの構成例を示す図である。図１に示す電力線通信システムは、マルチキャリア伝送方式を用いたシステムであり、通信装置Ａ１、Ａ２、Ａ３…によって論理ネットワークＡが、通信装置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３…によって論理ネットワークＢが形成されている。各通信装置Ａ１、Ａ２、Ａ３…の間、各通信装置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３…の間、及び論理ネットワークＡと論理ネットワークＢとの間は、通信媒体である電力線１１で接続されている。よって、この電力線通信システムでは、一方の論理ネットワークＡ（又はＢ）が、他方の論理ネットワークＢ（又はＡ）から干渉電力を受けることになる。
【００１５】
以下、論理ネットワークＡが論理ネットワークＢから干渉を受ける場合、すなわち論理ネットワークＢに属する通信装置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３…（以下、与干渉通信装置４１と記す）から送信されるフレームが論理ネットワークＡに属する通信装置Ａ１、Ａ２、Ａ３…（以下、被干渉通信装置２１と記す）に干渉を与える場合（図１、矢印１２の経路）を一例に挙げて、本発明の通信装置及び方法を説明する。なお、図１では、通信装置Ｂ１が干渉電力の発信源である場合を示している。
【００１６】
（１）被干渉通信装置
図２は、論理ネットワークＢから干渉を受ける論理ネットワークＡに属する被干渉通信装置２１の詳細な構成例を示す図である。図２において、被干渉通信装置２１は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）復調部２２と、ＯＦＤＭ変調部２３と、伝送路評価部２４と、通信制御部２５とを備える。
【００１７】
まず、図２に示した被干渉通信装置２１の各構成の概要を説明する。
ＯＦＤＭ復調部２２は、受信部の機能を兼ね備えており、電力線１１を介してＯＦＤＭ変調されたデータを受信すると共に、この受信データをＯＦＤＭ復調する。伝送路評価部２４は、受信データが、伝送路評価フレーム等の通信状態を把握できる情報を含んだデータである場合に、各サブキャリアのＳＮＲを測定する。通信制御部２５は、データ送受信の制御、データ種別の識別、及び伝送路評価部２４における評価に従った干渉制御等を行う。ＯＦＤＭ変調部２３は、送信部の機能を兼ね備えており、通信制御部２５から出力される送信データをＯＦＤＭ変調すると共に、変調後の送信データを電力線１１上に送出する。
【００１８】
通常、電力線通信システムでは、各論理ネットワーク内で高速伝送を実現するために、ＯＦＤＭ方式によるマルチキャリア伝送、かつサブキャリア毎に伝送路特性に対応した変調多値数を設定してデータ通信を行う、ＤＭＴ（Ｄｉｓｃｒｅａｔ Ｍｕｌｔｉ Ｔｏｎｅ）方式を採用している。このとき、データ送信側の通信装置では、伝送路特性に対応した変調多値数を決定するために、伝送路評価のために既知系列（例えば、ＰＮ（Ｐｅｓｕｄｏ Ｎｏｉｓｅ）系列等）を含んだ伝送路評価用フレームを、データ受信側の通信装置に向けて送信する。一方、データ受信側の通信装置では、受信データをＯＦＤＭ復調部２２で復調した後、受信データが伝送路評価フレームであると通信制御部２５で判断すると、伝送路評価部２４で各サブキャリアのＳＮＲを測定する。この測定結果から、通信制御部２５が、各サブキャリアで使用すべき変調多値度を決定し、この決定した変調多値度をデータ送信側に通知するための通知フレームを生成する。ＯＦＤＭ変調部２３は、この通知フレームを変調してデータ送信側の通信装置へ返信し、以後のデータ通信をこの決定した変調多値度を用いて行う。このシーケンスによりＤＭＴを実現し、論理ネットワークＡ内での伝送路特性に応じた高速データ通信を実現している。
【００１９】
次に、上述した一連のシーケンスにおいて、論理ネットワークＡ（自ネットワーク）に属する被干渉通信装置２１が、論理ネットワークＢ（他ネットワーク）で使用される伝送路評価フレームを受信した場合を考える。この場合、論理ネットワークＢ用の伝送路評価フレームもフレーム内のデータは既知系列であるため、被干渉通信装置２１は、上記と同様に伝送路評価部２４での伝送路評価が可能となる。しかし、この場合における伝送路評価は、論理ネットワークＡ内での伝送路評価の場合と大きく異なり、その評価結果は各サブキャリアのＳＮＲではなくＩＮＲとなる。すなわち、論理ネットワークＢに属する通信装置から受ける干渉電力と、論理ネットワークＡで生じている雑音電力との比になる。
【００２０】
図３に、論理ネットワークＢから伝送路評価フレームを受信した場合の伝送路評価部２４におけるＩＮＲの評価結果の一例を示す。図３では、サブキャリア数がＮ（Ｎ：自然数）の場合であって、伝送路特性として各サブキャリアで異なるＩＮＲが得られた状態を示している。
【００２１】
図３において、サブキャリア番号＃１及び＃２のようにＩＮＲが小さい値をとる場合としては、干渉電力が小さいか、又は干渉電力は大きいが雑音電力も大きいかのいずれかの状態が考えられる。しかし、このＩＮＲ情報だけでは、上記いずれの状態であるかは判断できない。だが、いずれの状態であっても、論理ネットワークＡの伝送路評価としては、サブキャリアのＳＮＲが大きいか小さいかに関係なく、論理ネットワークＢから受ける干渉の影響は小さいと判断できる。すなわち、論理ネットワークＡにおける干渉電力が小さい場合はもとより、干渉電力が大きいとしても論理ネットワークＡ内の雑音電力が大きければ干渉電力が論理ネットワークＡにおけるＳＮＲに与える影響が小さくなるためである。このように、論理ネットワークＡにおけるＩＮＲが小さいということは、論理ネットワークＢが論理ネットワークＡに与える影響が小さいということになる。
【００２２】
一方、サブキャリア番号＃３及び＃４のようにＩＮＲが大きい値をとる場合としては、干渉電力が大きいと推定することができ、論理ネットワークＢから受ける干渉の影響が大きいと判断できる。このように、被干渉通信装置２１において、論理ネットワークＢから伝送路評価フレームを受信して伝送路評価を行うことにより、各サブキャリアの論理ネットワークＢからの干渉度合いを容易に判断することができる。
【００２３】
なお、論理ネットワークＡの通信制御部２５は、ＩＮＲの下限閾値及び／又は上限閾値を予め設定しておき、いずれかの閾値を越えたサブキャリアに関する情報のみを論理ネットワークＢ側に通知してもよい。例えば、図３に示すように下限閾値３１と上限閾値３２とを予め設定した場合には、ＩＮＲが下限閾値３１を下回るサブキャリア（サブキャリア番号＃１及び＃２）又はＩＮＲが上限閾値３２を上回るサブキャリア（サブキャリア番号＃３及び＃４）に関する情報のみが、論理ネットワークＢに対して通知されるように設定しても構わない。このようにすることで、電力制御レベルの柔軟性は劣るものの、少ないデータ量で論理ネットワークＢに干渉情報を通知することができる。
【００２４】
そして、被干渉通信装置２１は、このようにして得られた各サブキャリアのＩＮＲ情報を、通信制御部２５においてフレーム化し、ＯＦＤＭ変調部２３から送信し、論理ネットワークＢに対して通知する。それにより、論理ネットワークＢにおいてＩＮＲの小さいサブキャリアの送信電力を増加させる一方で、ＩＮＲの大きいサブキャリアの送信電力を減少させるという、サブキャリア毎の電力調整を制御することが可能となる。
【００２５】
なお、論理ネットワークＡの通信制御部２５から論理ネットワークＢに対する通知は、論理ネットワークＢの通信装置Ｂ１だけに対して行われてもよいし、論理ネットワークＢに属する全ての通信装置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３…に対して行われてもよい。
【００２６】
（２）与干渉通信装置
図４は、論理ネットワークＡに干渉を与える論理ネットワークＢに属する与干渉通信装置４１の詳細な構成例を示す図である。図４において、与干渉通信装置４１は、ＯＦＤＭ復調部２２と、ＯＦＤＭ変調部４３と、伝送路評価部２４と、通信制御部４５と、サブキャリア電力制御部４６とを備える。図４のＯＦＤＭ復調部２２及び伝送路評価部２４は、図２で説明した構成と同一である。
【００２７】
まず、図４に示した与干渉通信装置４１の各構成の概要を説明する。
ＯＦＤＭ復調部２２は、電力線１１を介して受信されるＯＦＤＭ変調された受信データを復調する。伝送路評価部２４は、受信データが、伝送路評価フレーム等の通信状態を把握できる情報を含んだデータである場合に、各サブキャリアのＳＮＲを測定する。サブキャリア電力制御部４６は、受信データが、通知フレーム等の干渉情報を含んだデータである場合に、サブキャリア毎の電力制御を行う。通信制御部４５は、データ送受信の制御、データ種別の識別、伝送路評価部２４における評価に従った干渉制御、及び通知フレームの干渉情報に従った電力制御等を行う。ＯＦＤＭ変調部４３は、通信制御部４５から出力される送信データを変調し、サブキャリア電力制御部４６の指示に基づく送信電力によってデータを送信する。
【００２８】
次に、上記被干渉通信装置２１で説明した一連のシーケンスにおいて、論理ネットワークＢ（自ネットワーク）に属する与干渉通信装置４１が、ＯＦＤＭ復調部２２を介して、論理ネットワークＡ（他ネットワーク）から返送される干渉情報を含んだ通知フレームを受信した場合を考える。この場合、通信制御部４５は、通知フレームに含まれる干渉情報（例えば、図３のＩＮＲ情報等）から、サブキャリアが論理ネットワークＡに干渉を与えているか否かをサブキャリア単位で判定する。そして、通信制御部４５は、判定した結果に基づいて、各サブキャリアの送信電力を制御すべきかどうかを判断し、また送信電力をどれだけ増減させるかを決定して、その送信電力情報をサブキャリア電力制御部４６に通知する。サブキャリア電力制御部４６は、通知された送信電力情報を管理し、以降ＯＦＤＭ変調部４３から送信される全てのデータについて送信電力情報に基づく電力制御を指示する。
【００２９】
今、図３の各サブキャリアのＩＮＲ値を干渉情報として受信したと仮定する。この結果に基づいて、例えば、下限閾値３１を下回るサブキャリア番号＃１及び＃２のサブキャリアについて、下限閾値３１と各ＩＮＲとの差分だけそれぞれ送信電力を上げる制御が行われる。また、上限閾値３２を上回るサブキャリア番号＃３及び＃４のサブキャリアについて、上限閾値３２と各ＩＮＲとの差分だけそれぞれ送信電力を下げるという制御が行われる。
【００３０】
この制御を行うことにより、全てのサブキャリアに関して論理ネットワークＡで観測されるＩＮＲが上限閾値３２と下限閾値３１との間に収まることになり、論理ネットワークＡへの干渉の影響を軽減できる。さらに、論理ネットワークＡへ与える干渉レベルを抑えながらＩＮＲを判断基準とするため電力増加も可能となり、システムレートの低下を抑制しつつ干渉制御を行うことが可能となる。なお、与干渉通信装置４１が、論理ネットワークＡに属する複数の被干渉通信装置２１から複数の通知フレームを受信した場合には、各通知フレームに含まれる複数の干渉情報を総合的に判断して、例えば各サブキャリアについてＩＮＲの最大値を求めて干渉電力情報を生成すればよい。
【００３１】
上記実施形態で説明したネットワーク間干渉を制御する方法は、各論理ネットワークが複数の子局及び当該複数の子局を集中的に管理／制御する親局で構成される集中制御方式を採用している場合にも、同様に適用することが可能である。図５は、集中制御方式の論理ネットワークを採用した電力線通信システムの構成例を示す図である。この図５では、論理ネットワークＡの通信装置Ａ１が親局Ａ１に、通信装置Ａ２、Ａ３…が子局Ａ２、Ａ３…に、論理ネットワークＢの通信装置Ｂ１が親局Ｂ１に、通信装置Ｂ２、Ｂ３…が子局Ｂ２、Ｂ３…である場合を示している。
【００３２】
図５において、親局Ａ１、子局Ａ２、子局Ａ３…は、親局Ｂ１が子局Ｂ２に送信した伝送路評価フレームをそれぞれ受信し、伝送路評価部２４において各サブキャリアのＩＮＲをそれぞれ測定する。そして、親局Ａ１、子局Ａ２、子局Ａ３…は、測定結果に基づく干渉情報を親局Ｂ１にそれぞれ通知する。
【００３３】
ここで、伝送路特性には非可逆性を有する場合が一般的であるため、各被干渉通信装置２１から返送される通知フレームが全て親局Ｂ１に到達するとは限らない。例えば、図５の子局Ａ２から返送される通知フレームが伝送路の非可逆性のために親局Ｂ１に到達しない場合には、親局Ｂ１は、子局Ａ２への干渉の影響を把握することができず、子局Ａ２以外に及ぼす影響のみを考慮した電力制御を行うことになる。
【００３４】
そこで、このような問題を回避するために、伝送路評価フレームを受信した全ての子局Ａ２、Ａ３…は、求めた干渉情報を親局Ａ１に通知する。そして、親局Ａ１が、通知された全ての干渉情報から各サブキャリアのＩＮＲの最大値を取得し、論理ネットワークＡにおける干渉情報を生成して、通知フレームで親局Ｂ１に送信する。これにより、論理ネットワークＡ内の全ての被干渉通信装置２１に対する影響を考慮した干渉情報を、確実に論理ネットワークＢに通知することが可能となり、親局Ｂ１によるサブキャリア毎の電力制御も論理ネットワークＡ内の全ての被干渉通信装置２１に応じた制御が可能となる。
【００３５】
なお、論理ネットワークＢに干渉情報を通知する被干渉通信装置２１は、親局Ｂ１とデータ送受信が可能であれば、親局Ａ１以外であってもよい。また、論理ネットワークＢにおいても同様のことが言え、親局Ｂ１が論理ネットワークＡからの受信が困難である場合には、任意の子局Ｂ２、Ｂ３…が通知フレームを代理で受信して、その後に親局Ｂ１に転送するようにしても構わない。
【００３６】
以上のように、本発明の一実施形態に係る通信装置及び方法によれば、自ネットワーク内で求めたサブキャリア毎の干渉情報に基づいて、他ネットワークに対して送信電力を制御するように通知することができるので、他ネットワークのシステムスループットの低下を抑制しつつ、自ネットワークへの干渉の影響を低減させることができる。また、自ネットワーク内で求めたサブキャリア毎の干渉情報に基づいて、自ネットワークの送信電力を制御することができるので、自ネットワークのシステムスループットの低下を抑制しつつ、他ネットワークへの干渉を軽減させることができる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、論理ネットワークＡに属する通信装置についてはサブキャリアの送信電力制御が行われない場合を説明した。しかし、論理ネットワークＡでも論理ネットワークＢと同様にサブキャリアの送信電力を制御する場合には、図２に示した被干渉通信装置２１の構成は、図４に示した与干渉通信装置４１と同様にサブキャリア電力制御部４６を有する構成となる。この構成にすれば、ネットワーク間相互の干渉回避を実現することができる。
【００３８】
また、上記実施形態で説明したネットワーク間干渉を制御する方法を実現できるシステムは、上述した電力線通信システムに限られるものではなく、無線ＬＡＮをはじめとする無線通信システムにおいても同様の構成により実現が可能である。その場合、伝送路評価フレームが存在しないシステムも考えられるが、伝送路評価自体は特別な伝送路評価フレームを用いて行う必要はなく、伝送路評価用のパイロット信号が組み込まれたシステムであれば、このパイロット信号を複数収集して平均化する等の手法により、同様の伝送路評価結果を得ることができる。
【００３９】
また、上記実施形態では、マルチキャリア伝送方式の一例としてＯＦＤＭ伝送方式を用いて説明したが、この伝送方式はＦＦＴベースのＯＦＤＭに限定されるものではなく、Ｗａｖｅｌｅｔ変換を用いたＷａｖｅｌｅｔ−ＯＦＤＭや、直交性を利用せず単に周波数帯を複数用いてデータ通信する方式等の、他のマルチキャリア伝送方式であってもよい。
【００４０】
さらに、論理ネットワークＢから論理ネットワークＡへ伝送路評価フレームが送信される伝送経路と、論理ネットワークＡから論理ネットワークＢへ干渉情報を含む通知フレームが送信される伝送経路とが、異なる場合もあり得る。この場合、必要に応じて、フレームがＯＦＤＭ復調部を介さずに通信制御部に外部から直接入力されることになる。
【００４１】
図６に、本発明を適用した電力線通信システムの具体例を示しておく。図６では、本発明の機能を備えた、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤレコーダ、デジタルテレビ、及びホームサーバシステム等のマルチメディア機器が備えるＩＥＥＥ１３９４のインタフェースやＵＳＢインタフェース等と電力線とを接続している。これにより、電力線を媒体としたマルチメディアデータ等のデジタルデータを高速伝送できるネットワークシステムを構築することができる。このシステムでは、従来の有線ＬＡＮのようにネットワークケーブルを新たに設置することなく、家庭やオフィス等にすでに設置されてる電力線をそのままネットワーク回線として利用できるので、コスト面及び設置容易の面からその利便性は大きい。なお、本発明の機能は、マルチメディア機器に内蔵されてもよいし、電力線とマルチメディア機器との間に挿入されるアダプタ等に組み込まれてもよい。前者の場合には、ＩＥＥＥ１３９４ケーブルやＵＳＢケーブル等が不要になり、配線が簡素化される。また、ルータを介したインターネットへの接続や、無線／有線ＬＡＮにハブ等を用いて接続することができるので、本発明の高速電力線伝送システムを用いたＬＡＮシステムの拡張も可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の通信装置及び方法は、マルチキャリア伝送方式を用いた通信システム等に利用可能であり、特に同一周波数帯を利用する複数のネットワーク間で生じる干渉を制御する場合等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る通信装置を構成に含む電力線通信システムの構成例を示す図
【図２】論理ネットワークＡに属する被干渉通信装置２１の詳細な構成例を示す図
【図３】図２の伝送路評価部２４におけるＩＮＲの評価結果の一例を示す図
【図４】論理ネットワークＢに属する与干渉通信装置４１の詳細な構成例を示す図
【図５】集中制御方式の論理ネットワークを採用した電力線通信システムの構成例を示す図
【図６】本発明を適用した電力線通信システムの具体例を示す図
【符号の説明】
【００４４】
Ａ、Ｂ 論理ネットワーク
Ａ１〜Ａ３、２１ 通信装置（被干渉通信装置）
Ｂ１〜Ｂ３、４１ 通信装置（与干渉通信装置）
１１ 電力線
２２ ＯＦＤＭ復調部（受信部）
２３、４３ ＯＦＤＭ変調部（送信部）
２４ 伝送路評価部
２５、４５ 通信制御部
３１ ＩＮＲの下限閾値
３２ ＩＮＲの上限閾値
４６ サブキャリア電力制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク間干渉を制御する通信装置及び方法に関し、より特定的には、マルチキャリア伝送方式を用いた通信システムにおける、同一周波数帯を利用する複数のネットワーク間で生じる干渉を制御する通信装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や電力線通信等の限られた周波数帯でマルチキャリア伝送を用いて高速伝送を実現する通信システムでは、隣接エリアで複数のネットワークを構成する場合にネットワーク間の電力干渉が問題となる。例えば、一般集合住宅で無線ＬＡＮシステムや電力線通信システムを用いて家庭内ネットワーク（自ネットワーク）を構築することを考えた場合、隣家のネットワーク（他ネットワーク）の信号電力が自ネットワークまで届くことが容易に想定され得る。このようなネットワーク干渉を回避する手段として、システム内で複数の周波数帯を規定し、ネットワーク間で異なる周波数帯を使用する動的周波数選択方式（ＤＦＳ）がある。例えば、非特許文献１を参照。
【０００３】
ところが、システムによっては使用可能な周波数帯が１つに規定されているものや、複数の周波数帯が規定されているシステムでも既に全ての周波数帯を他ネットワークが使用している場合があり、同一周波数帯におけるネットワーク間の電力干渉を完全に避けることはできない。そこで、従来の同一周波数帯におけるネットワーク間の干渉制御方法としては、他ネットワークから受ける干渉電力レベルやＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ：信号電力対干渉電力比）を推定し、マルチキャリアの全サブキャリアについて自ネットワークの送信電力を一律に制御する方法がある。例えば、非特許文献１を参照。
【非特許文献１】アイトリプルイー・スタンダード（ＩＥＥＥ Ｓｔｄ）８０２．１１ｈ、「ワイヤレス ラン ミディアム アクセス コントロール アンド フィジカル レイヤ スペシフィケーションズ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｔｅｒ（ＰＨＹ） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）」アメンドメント５（Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ ５）：スペクトラム・アンド・トランスミット・パワー・マネージメント・エクステンションズ・イン・５ギガヘルツ・バンド・イン・ヨーロッパ（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ ｉｎ ５ＧＨｚ ｂａｎｄ ｉｎ Ｅｕｒｏｐｅ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の同一周波数帯におけるネットワーク間の干渉制御方法では、適用するシステムの伝送路特性が周波数特性を持つ（すなわち、受信特性がサブキャリア毎に異なる）場合においても、全サブキャリアに関して一律に送信電力を制御する。その結果、一部のサブキャリアで過剰な干渉電力の影響を受ける場合、そのサブキャリアのＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）を保持するために全サブキャリアの送信電力を上げることになり、無駄な電力消費を招くという課題を有する。さらに、自ネットワーク内だけで電力制御を行うことにより、他ネットワークへの干渉電力を増大させる等、自ネットワークの制御により他ネットワークに対してどのように影響を及ぼすかを判定できないという課題も有する。
【０００５】
それ故に、本発明の目的は、他ネットワークから受信できるデータ（伝送路評価フレームやパイロット信号等）を用いて自ネットワーク内のＩＮＲ（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）をサブキャリア毎に観測し、その結果を用いて他ネットワークにおいてサブキャリア毎に送信電力を制御させることにより、システムスループットの低下を抑制しつつネットワーク間の干渉を回避することができる通信装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、同一周波数帯を利用するネットワークを複数形成したマルチキャリア伝送方式を用いた通信システムを構成する通信装置に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の通信装置は、干渉を受ける通信装置側が受信部、伝送路評価部、通信制御部、及び送信部を備え、干渉を与える通信装置側が受信部、及びサブキャリア電力制御部を備える。
【０００７】
干渉を受ける通信装置側において、受信部は、自己が属する自ネットワーク以外の他ネットワークから送信される干渉電力を受信する。伝送路評価部は、干渉電力と自ネットワークで生じる雑音電力との電力比を、サブキャリア毎に求める。通信制御部は、自ネットワークが他ネットワークから受けている干渉の影響を示す干渉情報を、電力比に基づいて生成する。送信部は、干渉情報を他ネットワークに通知する。
【０００８】
典型的には、干渉情報は、電力比が所定の閾値以下であるサブキャリアに関する情報であるか、電力比が所定の上限閾値以上であるサブキャリアに関する情報及び電力比が所定の下限閾値以下であるサブキャリアに関する情報である。
【０００９】
また、受信部は、サブキャリア毎の伝送路特性が検出できる伝送路評価フレームを、他ネットワークから受信し、伝送路評価部は、伝送路評価フレームを用いて電力比を求めることが好ましい。また、受信部は、サブキャリア毎の伝送路特性が検出できるパイロット信号が挿入されたデータフレームを、他ネットワークから受信し、伝送路評価部は、データフレーム内に挿入されたパイロット信号を用いて電力比を求めることが好ましい。なお、受信部は、他ネットワークから干渉を受けている自ネットワークに属する他の通信装置から干渉情報を収集し、通信制御部は、自己及び他の通信装置で生成された複数の干渉情報を合成して１つの干渉情報を生成してよい。
【００１０】
一方、干渉を与える通信装置側において、受信部は、自己が属する自ネットワーク以外の他ネットワークから送信される、サブキャリア毎に求められた自ネットワークが送信する干渉電力と他ネットワークで生じている雑音電力との電力比に基づいて生成された干渉情報を、受信する。サブキャリア電力制御部は、干渉情報に基づいて、自ネットワーク内での送信電力をサブキャリア毎に制御する。
【００１１】
この干渉を与える通信装置側の受信部は、他ネットワークに属する複数の通信装置から複数の干渉情報を収集し、サブキャリア電力制御部は、複数の干渉情報を総合的に判断して自ネットワーク内での送信電力を制御することが好ましい。
【００１２】
上述した通信装置の各構成が行うそれぞれの処理は、一連の処理手順を与える伝送路評価方法として捉えることができる。この方法は、一連の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラム等のソフトウエア形式又はＬＳＩ等のハードウエア形式で提供される。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された形態で、コンピュータに導入されてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、サブキャリア毎の干渉情報に基づいて他ネットワークに対して送信電力を制御するように通知することができるので、他ネットワークのシステムスループット低下を抑制しつつ、自ネットワークへの干渉の影響を低減させることができる。また、サブキャリア毎の干渉情報に基づいて自ネットワークの送信電力を制御することができるので、自ネットワークのシステムスループット低下を抑制しつつ、他ネットワークへの干渉を軽減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る通信装置を構成に含む電力線通信システムの構成例を示す図である。図１に示す電力線通信システムは、マルチキャリア伝送方式を用いたシステムであり、通信装置Ａ１、Ａ２、Ａ３…によって論理ネットワークＡが、通信装置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３…によって論理ネットワークＢが形成されている。各通信装置Ａ１、Ａ２、Ａ３…の間、各通信装置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３…の間、及び論理ネットワークＡと論理ネットワークＢとの間は、通信媒体である電力線１１で接続されている。よって、この電力線通信システムでは、一方の論理ネットワークＡ（又はＢ）が、他方の論理ネットワークＢ（又はＡ）から干渉電力を受けることになる。
【００１５】
以下、論理ネットワークＡが論理ネットワークＢから干渉を受ける場合、すなわち論理ネットワークＢに属する通信装置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３…（以下、与干渉通信装置４１と記す）から送信されるフレームが論理ネットワークＡに属する通信装置Ａ１、Ａ２、Ａ３…（以下、被干渉通信装置２１と記す）に干渉を与える場合（図１、矢印１２の経路）を一例に挙げて、本発明の通信装置及び方法を説明する。なお、図１では、通信装置Ｂ１が干渉電力の発信源である場合を示している。
【００１６】
（１）被干渉通信装置
図２は、論理ネットワークＢから干渉を受ける論理ネットワークＡに属する被干渉通信装置２１の詳細な構成例を示す図である。図２において、被干渉通信装置２１は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）復調部２２と、ＯＦＤＭ変調部２３と、伝送路評価部２４と、通信制御部２５とを備える。
【００１７】
まず、図２に示した被干渉通信装置２１の各構成の概要を説明する。
ＯＦＤＭ復調部２２は、受信部の機能を兼ね備えており、電力線１１を介してＯＦＤＭ変調されたデータを受信すると共に、この受信データをＯＦＤＭ復調する。伝送路評価部２４は、受信データが、伝送路評価フレーム等の通信状態を把握できる情報を含んだデータである場合に、各サブキャリアのＳＮＲを測定する。通信制御部２５は、データ送受信の制御、データ種別の識別、及び伝送路評価部２４における評価に従った干渉制御等を行う。ＯＦＤＭ変調部２３は、送信部の機能を兼ね備えており、通信制御部２５から出力される送信データをＯＦＤＭ変調すると共に、変調後の送信データを電力線１１上に送出する。
【００１８】
通常、電力線通信システムでは、各論理ネットワーク内で高速伝送を実現するために、ＯＦＤＭ方式によるマルチキャリア伝送、かつサブキャリア毎に伝送路特性に対応した変調多値数を設定してデータ通信を行う、ＤＭＴ（Ｄｉｓｃｒｅａｔ Ｍｕｌｔｉ Ｔｏｎｅ）方式を採用している。このとき、データ送信側の通信装置では、伝送路特性に対応した変調多値数を決定するために、伝送路評価のために既知系列（例えば、ＰＮ（Ｐｅｓｕｄｏ Ｎｏｉｓｅ）系列等）を含んだ伝送路評価用フレームを、データ受信側の通信装置に向けて送信する。一方、データ受信側の通信装置では、受信データをＯＦＤＭ復調部２２で復調した後、受信データが伝送路評価フレームであると通信制御部２５で判断すると、伝送路評価部２４で各サブキャリアのＳＮＲを測定する。この測定結果から、通信制御部２５が、各サブキャリアで使用すべき変調多値度を決定し、この決定した変調多値度をデータ送信側に通知するための通知フレームを生成する。ＯＦＤＭ変調部２３は、この通知フレームを変調してデータ送信側の通信装置へ返信し、以後のデータ通信をこの決定した変調多値度を用いて行う。このシーケンスによりＤＭＴを実現し、論理ネットワークＡ内での伝送路特性に応じた高速データ通信を実現している。
【００１９】
次に、上述した一連のシーケンスにおいて、論理ネットワークＡ（自ネットワーク）に属する被干渉通信装置２１が、論理ネットワークＢ（他ネットワーク）で使用される伝送路評価フレームを受信した場合を考える。この場合、論理ネットワークＢ用の伝送路評価フレームもフレーム内のデータは既知系列であるため、被干渉通信装置２１は、上記と同様に伝送路評価部２４での伝送路評価が可能となる。しかし、この場合における伝送路評価は、論理ネットワークＡ内での伝送路評価の場合と大きく異なり、その評価結果は各サブキャリアのＳＮＲではなくＩＮＲとなる。すなわち、論理ネットワークＢに属する通信装置から受ける干渉電力と、論理ネットワークＡで生じている雑音電力との比になる。
【００２０】
図３に、論理ネットワークＢから伝送路評価フレームを受信した場合の伝送路評価部２４におけるＩＮＲの評価結果の一例を示す。図３では、サブキャリア数がＮ（Ｎ：自然数）の場合であって、伝送路特性として各サブキャリアで異なるＩＮＲが得られた状態を示している。
【００２１】
図３において、サブキャリア番号＃１及び＃２のようにＩＮＲが小さい値をとる場合としては、干渉電力が小さいか、又は干渉電力は大きいが雑音電力も大きいかのいずれかの状態が考えられる。しかし、このＩＮＲ情報だけでは、上記いずれの状態であるかは判断できない。だが、いずれの状態であっても、論理ネットワークＡの伝送路評価としては、サブキャリアのＳＮＲが大きいか小さいかに関係なく、論理ネットワークＢから受ける干渉の影響は小さいと判断できる。すなわち、論理ネットワークＡにおける干渉電力が小さい場合はもとより、干渉電力が大きいとしても論理ネットワークＡ内の雑音電力が大きければ干渉電力が論理ネットワークＡにおけるＳＮＲに与える影響が小さくなるためである。このように、論理ネットワークＡにおけるＩＮＲが小さいということは、論理ネットワークＢが論理ネットワークＡに与える影響が小さいということになる。
【００２２】
一方、サブキャリア番号＃３及び＃４のようにＩＮＲが大きい値をとる場合としては、干渉電力が大きいと推定することができ、論理ネットワークＢから受ける干渉の影響が大きいと判断できる。このように、被干渉通信装置２１において、論理ネットワークＢから伝送路評価フレームを受信して伝送路評価を行うことにより、各サブキャリアの論理ネットワークＢからの干渉度合いを容易に判断することができる。
【００２３】
なお、論理ネットワークＡの通信制御部２５は、ＩＮＲの下限閾値及び／又は上限閾値を予め設定しておき、いずれかの閾値を越えたサブキャリアに関する情報のみを論理ネットワークＢ側に通知してもよい。例えば、図３に示すように下限閾値３１と上限閾値３２とを予め設定した場合には、ＩＮＲが下限閾値３１を下回るサブキャリア（サブキャリア番号＃１及び＃２）又はＩＮＲが上限閾値３２を上回るサブキャリア（サブキャリア番号＃３及び＃４）に関する情報のみが、論理ネットワークＢに対して通知されるように設定しても構わない。このようにすることで、電力制御レベルの柔軟性は劣るものの、少ないデータ量で論理ネットワークＢに干渉情報を通知することができる。
【００２４】
そして、被干渉通信装置２１は、このようにして得られた各サブキャリアのＩＮＲ情報を、通信制御部２５においてフレーム化し、ＯＦＤＭ変調部２３から送信し、論理ネットワークＢに対して通知する。それにより、論理ネットワークＢにおいてＩＮＲの小さいサブキャリアの送信電力を増加させる一方で、ＩＮＲの大きいサブキャリアの送信電力を減少させるという、サブキャリア毎の電力調整を制御することが可能となる。
【００２５】
なお、論理ネットワークＡの通信制御部２５から論理ネットワークＢに対する通知は、論理ネットワークＢの通信装置Ｂ１だけに対して行われてもよいし、論理ネットワークＢに属する全ての通信装置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３…に対して行われてもよい。
【００２６】
（２）与干渉通信装置
図４は、論理ネットワークＡに干渉を与える論理ネットワークＢに属する与干渉通信装置４１の詳細な構成例を示す図である。図４において、与干渉通信装置４１は、ＯＦＤＭ復調部２２と、ＯＦＤＭ変調部４３と、伝送路評価部２４と、通信制御部４５と、サブキャリア電力制御部４６とを備える。図４のＯＦＤＭ復調部２２及び伝送路評価部２４は、図２で説明した構成と同一である。
【００２７】
まず、図４に示した与干渉通信装置４１の各構成の概要を説明する。
ＯＦＤＭ復調部２２は、電力線１１を介して受信されるＯＦＤＭ変調された受信データを復調する。伝送路評価部２４は、受信データが、伝送路評価フレーム等の通信状態を把握できる情報を含んだデータである場合に、各サブキャリアのＳＮＲを測定する。サブキャリア電力制御部４６は、受信データが、通知フレーム等の干渉情報を含んだデータである場合に、サブキャリア毎の電力制御を行う。通信制御部４５は、データ送受信の制御、データ種別の識別、伝送路評価部２４における評価に従った干渉制御、及び通知フレームの干渉情報に従った電力制御等を行う。ＯＦＤＭ変調部４３は、通信制御部４５から出力される送信データを変調し、サブキャリア電力制御部４６の指示に基づく送信電力によってデータを送信する。
【００２８】
次に、上記被干渉通信装置２１で説明した一連のシーケンスにおいて、論理ネットワークＢ（自ネットワーク）に属する与干渉通信装置４１が、ＯＦＤＭ復調部２２を介して、論理ネットワークＡ（他ネットワーク）から返送される干渉情報を含んだ通知フレームを受信した場合を考える。この場合、通信制御部４５は、通知フレームに含まれる干渉情報（例えば、図３のＩＮＲ情報等）から、サブキャリアが論理ネットワークＡに干渉を与えているか否かをサブキャリア単位で判定する。そして、通信制御部４５は、判定した結果に基づいて、各サブキャリアの送信電力を制御すべきかどうかを判断し、また送信電力をどれだけ増減させるかを決定して、その送信電力情報をサブキャリア電力制御部４６に通知する。サブキャリア電力制御部４６は、通知された送信電力情報を管理し、以降ＯＦＤＭ変調部４３から送信される全てのデータについて送信電力情報に基づく電力制御を指示する。
【００２９】
今、図３の各サブキャリアのＩＮＲ値を干渉情報として受信したと仮定する。この結果に基づいて、例えば、下限閾値３１を下回るサブキャリア番号＃１及び＃２のサブキャリアについて、下限閾値３１と各ＩＮＲとの差分だけそれぞれ送信電力を上げる制御が行われる。また、上限閾値３２を上回るサブキャリア番号＃３及び＃４のサブキャリアについて、上限閾値３２と各ＩＮＲとの差分だけそれぞれ送信電力を下げるという制御が行われる。
【００３０】
この制御を行うことにより、全てのサブキャリアに関して論理ネットワークＡで観測されるＩＮＲが上限閾値３２と下限閾値３１との間に収まることになり、論理ネットワークＡへの干渉の影響を軽減できる。さらに、論理ネットワークＡへ与える干渉レベルを抑えながらＩＮＲを判断基準とするため電力増加も可能となり、システムレートの低下を抑制しつつ干渉制御を行うことが可能となる。なお、与干渉通信装置４１が、論理ネットワークＡに属する複数の被干渉通信装置２１から複数の通知フレームを受信した場合には、各通知フレームに含まれる複数の干渉情報を総合的に判断して、例えば各サブキャリアについてＩＮＲの最大値を求めて干渉電力情報を生成すればよい。
【００３１】
上記実施形態で説明したネットワーク間干渉を制御する方法は、各論理ネットワークが複数の子局及び当該複数の子局を集中的に管理／制御する親局で構成される集中制御方式を採用している場合にも、同様に適用することが可能である。図５は、集中制御方式の論理ネットワークを採用した電力線通信システムの構成例を示す図である。この図５では、論理ネットワークＡの通信装置Ａ１が親局Ａ１に、通信装置Ａ２、Ａ３…が子局Ａ２、Ａ３…に、論理ネットワークＢの通信装置Ｂ１が親局Ｂ１に、通信装置Ｂ２、Ｂ３…が子局Ｂ２、Ｂ３…である場合を示している。
【００３２】
図５において、親局Ａ１、子局Ａ２、子局Ａ３…は、親局Ｂ１が子局Ｂ２に送信した伝送路評価フレームをそれぞれ受信し、伝送路評価部２４において各サブキャリアのＩＮＲをそれぞれ測定する。そして、親局Ａ１、子局Ａ２、子局Ａ３…は、測定結果に基づく干渉情報を親局Ｂ１にそれぞれ通知する。
【００３３】
ここで、伝送路特性には非可逆性を有する場合が一般的であるため、各被干渉通信装置２１から返送される通知フレームが全て親局Ｂ１に到達するとは限らない。例えば、図５の子局Ａ２から返送される通知フレームが伝送路の非可逆性のために親局Ｂ１に到達しない場合には、親局Ｂ１は、子局Ａ２への干渉の影響を把握することができず、子局Ａ２以外に及ぼす影響のみを考慮した電力制御を行うことになる。
【００３４】
そこで、このような問題を回避するために、伝送路評価フレームを受信した全ての子局Ａ２、Ａ３…は、求めた干渉情報を親局Ａ１に通知する。そして、親局Ａ１が、通知された全ての干渉情報から各サブキャリアのＩＮＲの最大値を取得し、論理ネットワークＡにおける干渉情報を生成して、通知フレームで親局Ｂ１に送信する。これにより、論理ネットワークＡ内の全ての被干渉通信装置２１に対する影響を考慮した干渉情報を、確実に論理ネットワークＢに通知することが可能となり、親局Ｂ１によるサブキャリア毎の電力制御も論理ネットワークＡ内の全ての被干渉通信装置２１に応じた制御が可能となる。
【００３５】
なお、論理ネットワークＢに干渉情報を通知する被干渉通信装置２１は、親局Ｂ１とデータ送受信が可能であれば、親局Ａ１以外であってもよい。また、論理ネットワークＢにおいても同様のことが言え、親局Ｂ１が論理ネットワークＡからの受信が困難である場合には、任意の子局Ｂ２、Ｂ３…が通知フレームを代理で受信して、その後に親局Ｂ１に転送するようにしても構わない。
【００３６】
以上のように、本発明の一実施形態に係る通信装置及び方法によれば、自ネットワーク内で求めたサブキャリア毎の干渉情報に基づいて、他ネットワークに対して送信電力を制御するように通知することができるので、他ネットワークのシステムスループットの低下を抑制しつつ、自ネットワークへの干渉の影響を低減させることができる。また、自ネットワーク内で求めたサブキャリア毎の干渉情報に基づいて、自ネットワークの送信電力を制御することができるので、自ネットワークのシステムスループットの低下を抑制しつつ、他ネットワークへの干渉を軽減させることができる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、論理ネットワークＡに属する通信装置についてはサブキャリアの送信電力制御が行われない場合を説明した。しかし、論理ネットワークＡでも論理ネットワークＢと同様にサブキャリアの送信電力を制御する場合には、図２に示した被干渉通信装置２１の構成は、図４に示した与干渉通信装置４１と同様にサブキャリア電力制御部４６を有する構成となる。この構成にすれば、ネットワーク間相互の干渉回避を実現することができる。
【００３８】
また、上記実施形態で説明したネットワーク間干渉を制御する方法を実現できるシステムは、上述した電力線通信システムに限られるものではなく、無線ＬＡＮをはじめとする無線通信システムにおいても同様の構成により実現が可能である。その場合、伝送路評価フレームが存在しないシステムも考えられるが、伝送路評価自体は特別な伝送路評価フレームを用いて行う必要はなく、伝送路評価用のパイロット信号が組み込まれたシステムであれば、このパイロット信号を複数収集して平均化する等の手法により、同様の伝送路評価結果を得ることができる。
【００３９】
また、上記実施形態では、マルチキャリア伝送方式の一例としてＯＦＤＭ伝送方式を用いて説明したが、この伝送方式はＦＦＴベースのＯＦＤＭに限定されるものではなく、Ｗａｖｅｌｅｔ変換を用いたＷａｖｅｌｅｔ−ＯＦＤＭや、直交性を利用せず単に周波数帯を複数用いてデータ通信する方式等の、他のマルチキャリア伝送方式であってもよい。
【００４０】
さらに、論理ネットワークＢから論理ネットワークＡへ伝送路評価フレームが送信される伝送経路と、論理ネットワークＡから論理ネットワークＢへ干渉情報を含む通知フレームが送信される伝送経路とが、異なる場合もあり得る。この場合、必要に応じて、フレームがＯＦＤＭ復調部を介さずに通信制御部に外部から直接入力されることになる。
【００４１】
図６に、本発明を適用した電力線通信システムの具体例を示しておく。図６では、本発明の機能を備えた、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤレコーダ、デジタルテレビ、及びホームサーバシステム等のマルチメディア機器が備えるＩＥＥＥ１３９４のインタフェースやＵＳＢインタフェース等と電力線とを接続している。これにより、電力線を媒体としたマルチメディアデータ等のデジタルデータを高速伝送できるネットワークシステムを構築することができる。このシステムでは、従来の有線ＬＡＮのようにネットワークケーブルを新たに設置することなく、家庭やオフィス等にすでに設置されてる電力線をそのままネットワーク回線として利用できるので、コスト面及び設置容易の面からその利便性は大きい。なお、本発明の機能は、マルチメディア機器に内蔵されてもよいし、電力線とマルチメディア機器との間に挿入されるアダプタ等に組み込まれてもよい。前者の場合には、ＩＥＥＥ１３９４ケーブルやＵＳＢケーブル等が不要になり、配線が簡素化される。また、ルータを介したインターネットへの接続や、無線／有線ＬＡＮにハブ等を用いて接続することができるので、本発明の高速電力線伝送システムを用いたＬＡＮシステムの拡張も可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の通信装置及び方法は、マルチキャリア伝送方式を用いた通信システム等に利用可能であり、特に同一周波数帯を利用する複数のネットワーク間で生じる干渉を制御する場合等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る通信装置を構成に含む電力線通信システムの構成例を示す図
【図２】論理ネットワークＡに属する被干渉通信装置２１の詳細な構成例を示す図
【図３】図２の伝送路評価部２４におけるＩＮＲの評価結果の一例を示す図
【図４】論理ネットワークＢに属する与干渉通信装置４１の詳細な構成例を示す図
【図５】集中制御方式の論理ネットワークを採用した電力線通信システムの構成例を示す図
【図６】本発明を適用した電力線通信システムの具体例を示す図
【符号の説明】
【００４４】
Ａ、Ｂ 論理ネットワーク
Ａ１〜Ａ３、２１ 通信装置（被干渉通信装置）
Ｂ１〜Ｂ３、４１ 通信装置（与干渉通信装置）
１１ 電力線
２２ ＯＦＤＭ復調部（受信部）
２３、４３ ＯＦＤＭ変調部（送信部）
２４ 伝送路評価部
２５、４５ 通信制御部
３１ ＩＮＲの下限閾値
３２ ＩＮＲの上限閾値
４６ サブキャリア電力制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一周波数帯を利用するネットワークを複数形成したマルチキャリア伝送方式を用いた通信システムを構成する通信装置であって、
自己が属する自ネットワーク以外の他ネットワークから送信される干渉電力を受信する受信部と、
前記干渉電力と自ネットワークで生じる雑音電力との電力比を、サブキャリア毎に求める伝送路評価部と、
自ネットワークが他ネットワークから受けている干渉の影響を示す干渉情報を、前記電力比に基づいて生成する通信制御部と、
前記干渉情報を他ネットワークに通知する送信部とを備える、通信装置。
【請求項２】
前記干渉情報は、前記電力比が所定の閾値以下であるサブキャリアに関する情報であることを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記干渉情報は、前記電力比が所定の上限閾値以上であるサブキャリアに関する情報、及び前記電力比が所定の下限閾値以下であるサブキャリアに関する情報であることを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記受信部は、サブキャリア毎の伝送路特性が検出できる伝送路評価フレームを、他ネットワークから受信し、
前記伝送路評価部は、前記伝送路評価フレームを用いて前記電力比を求めることを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項５】
前記受信部は、サブキャリア毎の伝送路特性が検出できるパイロット信号が挿入されたデータフレームを、他ネットワークから受信し、
前記伝送路評価部は、前記データフレーム内に挿入されたパイロット信号を用いて前記電力比を求めることを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項６】
前記受信部は、他ネットワークから干渉を受けている自ネットワークに属する他の通信装置から前記干渉情報を収集し、
前記通信制御部は、自己及び他の通信装置で生成された複数の干渉情報を合成して１つの干渉情報を生成することを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項７】
同一周波数帯を利用するネットワークを複数形成したマルチキャリア伝送方式を用いた通信システムを構成する通信装置であって、
自己が属する自ネットワーク以外の他ネットワークから送信される、サブキャリア毎に求められた自ネットワークが送信する干渉電力と他ネットワークで生じている雑音電力との電力比に基づいて生成された干渉情報を、受信する受信部と、
前記干渉情報に基づいて、自ネットワーク内での送信電力をサブキャリア毎に制御するサブキャリア電力制御部とを備える、通信装置。
【請求項８】
前記受信部は、他ネットワークに属する複数の通信装置から複数の前記干渉情報を収集し、
前記サブキャリア電力制御部は、前記複数の干渉情報を総合的に判断して自ネットワーク内での送信電力を制御することを特徴とする、請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
同一周波数帯を利用するネットワークを複数形成したマルチキャリア伝送方式を用いた通信システムを構成する通信装置が実行する通信方法であって、
自己が属する自ネットワーク以外の他ネットワークから送信される干渉電力を受信するステップと、
前記干渉電力と自ネットワークで生じる雑音電力との電力比を、サブキャリア毎に求めるステップと、
自ネットワークが他ネットワークから受けている干渉の影響を示す干渉情報を、前記電力比に基づいて生成するステップと、
前記干渉情報を他ネットワークに通知するステップとを備える、通信方法。
【請求項１０】
同一周波数帯を利用するネットワークを複数形成したマルチキャリア伝送方式を用いた通信システムを構成する通信装置が実行する通信方法であって、
自己が属する自ネットワーク以外の他ネットワークから送信される、サブキャリア毎に求められた自ネットワークが送信する干渉電力と他ネットワークで生じている雑音電力との電力比に基づいて生成された干渉情報を、受信するステップと、
前記干渉情報に基づいて、自ネットワーク内での送信電力をサブキャリア毎に制御するステップとを備える、通信方法。
【請求項１】
同一周波数帯を利用するネットワークを複数形成したマルチキャリア伝送方式を用いた通信システムを構成する通信装置であって、
自己が属する自ネットワーク以外の他ネットワークから送信される干渉電力を受信する受信部と、
前記干渉電力と自ネットワークで生じる雑音電力との電力比を、サブキャリア毎に求める伝送路評価部と、
自ネットワークが他ネットワークから受けている干渉の影響を示す干渉情報を、前記電力比に基づいて生成する通信制御部と、
前記干渉情報を他ネットワークに通知する送信部とを備える、通信装置。
【請求項２】
前記干渉情報は、前記電力比が所定の閾値以下であるサブキャリアに関する情報であることを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記干渉情報は、前記電力比が所定の上限閾値以上であるサブキャリアに関する情報、及び前記電力比が所定の下限閾値以下であるサブキャリアに関する情報であることを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記受信部は、サブキャリア毎の伝送路特性が検出できる伝送路評価フレームを、他ネットワークから受信し、
前記伝送路評価部は、前記伝送路評価フレームを用いて前記電力比を求めることを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項５】
前記受信部は、サブキャリア毎の伝送路特性が検出できるパイロット信号が挿入されたデータフレームを、他ネットワークから受信し、
前記伝送路評価部は、前記データフレーム内に挿入されたパイロット信号を用いて前記電力比を求めることを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項６】
前記受信部は、他ネットワークから干渉を受けている自ネットワークに属する他の通信装置から前記干渉情報を収集し、
前記通信制御部は、自己及び他の通信装置で生成された複数の干渉情報を合成して１つの干渉情報を生成することを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項７】
同一周波数帯を利用するネットワークを複数形成したマルチキャリア伝送方式を用いた通信システムを構成する通信装置であって、
自己が属する自ネットワーク以外の他ネットワークから送信される、サブキャリア毎に求められた自ネットワークが送信する干渉電力と他ネットワークで生じている雑音電力との電力比に基づいて生成された干渉情報を、受信する受信部と、
前記干渉情報に基づいて、自ネットワーク内での送信電力をサブキャリア毎に制御するサブキャリア電力制御部とを備える、通信装置。
【請求項８】
前記受信部は、他ネットワークに属する複数の通信装置から複数の前記干渉情報を収集し、
前記サブキャリア電力制御部は、前記複数の干渉情報を総合的に判断して自ネットワーク内での送信電力を制御することを特徴とする、請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
同一周波数帯を利用するネットワークを複数形成したマルチキャリア伝送方式を用いた通信システムを構成する通信装置が実行する通信方法であって、
自己が属する自ネットワーク以外の他ネットワークから送信される干渉電力を受信するステップと、
前記干渉電力と自ネットワークで生じる雑音電力との電力比を、サブキャリア毎に求めるステップと、
自ネットワークが他ネットワークから受けている干渉の影響を示す干渉情報を、前記電力比に基づいて生成するステップと、
前記干渉情報を他ネットワークに通知するステップとを備える、通信方法。
【請求項１０】
同一周波数帯を利用するネットワークを複数形成したマルチキャリア伝送方式を用いた通信システムを構成する通信装置が実行する通信方法であって、
自己が属する自ネットワーク以外の他ネットワークから送信される、サブキャリア毎に求められた自ネットワークが送信する干渉電力と他ネットワークで生じている雑音電力との電力比に基づいて生成された干渉情報を、受信するステップと、
前記干渉情報に基づいて、自ネットワーク内での送信電力をサブキャリア毎に制御するステップとを備える、通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−６８００７（Ｐ２００７−６８００７Ａ）
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５３４３４（Ｐ２００５−２５３４３４）
【出願日】平成１７年９月１日（２００５．９．１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１日（２００５．９．１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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