通信システムおよび送信装置
【課題】異なる伝送路を介して通信を行う通信装置のコストを低減することが可能な技術を提供する。
【解決手段】通信システム１に含まれる送信装置１０は、複数のサブキャリアで構成されるＯＦＤＭ信号を用いて、無線伝送路を介した無線通信を行う第１通信手段と、ＯＦＤＭ信号を用いて、有線伝送路を介した有線通信を行う第２通信手段とを有し、当該第２通信手段は、第１通信手段の一部を共用している。
【解決手段】通信システム１に含まれる送信装置１０は、複数のサブキャリアで構成されるＯＦＤＭ信号を用いて、無線伝送路を介した無線通信を行う第１通信手段と、ＯＦＤＭ信号を用いて、有線伝送路を介した有線通信を行う第２通信手段とを有し、当該第２通信手段は、第１通信手段の一部を共用している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、異なる伝送路を介した２つの通信方式で通信を行う通信装置が存在する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、有線通信および無線通信を用いて、通信先へと情報を伝送する通信装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７８４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、異なる伝送路を介して通信可能な通信装置は、各通信方式で通信を実現するために、通信方式ごとに個別の構成を有している。
【０００６】
しかし、このような通信装置では、通信方式ごとに個別の構成を有しているため、通信装置のコストが高くなる。
【０００７】
そこで、本発明は、異なる伝送路を介して通信を行う通信装置のコストを低減することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る通信システムの第１の態様は、第１通信装置と、前記第１通信装置と通信を行う第２通信装置とを備え、前記第１通信装置は、複数のサブキャリアで構成されるＯＦＤＭ信号を用いて、第１伝送路を介した通信を行う第１通信手段と、前記ＯＦＤＭ信号を用いて、前記第１伝送路とは異なる第２伝送路を介した通信を行う第２通信手段とを有し、前記第２通信手段は、前記第１通信手段の一部を共用し、前記第２通信装置は、前記第１伝送路を介した通信によって前記第１通信装置から送信された信号を受信して、前記複数のサブキャリアそれぞれについての伝送路情報を取得する取得手段と、前記伝送路情報に基づいて、前記複数のサブキャリアのうち、送信信号の伝送に用いない不使用サブキャリアを決定する決定手段と、前記決定手段の決定結果を前記第１通信装置に通知する通知手段とを有し、前記第１通信装置の前記第１通信手段は、前記決定結果に基づいて、前記不使用サブキャリアに送信信号を含めないＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段と、前記第１伝送路を介した通信によって前記ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段とを有する。
【０００９】
また、本発明に係る通信システムの第２の態様は、上記第１の態様であって、前記第２通信手段は、前記第１通信手段における前記生成手段を共用する。
【００１０】
また、本発明に係る通信システムの第３の態様は、上記第１の態様または上記第２の態様であって、前記第２通信手段は、前記第１通信手段における前記生成手段と、前記第１通信手段における前記送信手段の一部とを共用する。
【００１１】
また、本発明に係る通信システムの第４の態様は、上記第１の態様から上記第３の態様のいずれかであって、前記第１伝送路を介した通信および前記第２伝送路を介した通信のいずれか一方は、電力線通信であり、他方は、無線通信である。
【００１２】
また、本発明に係る送信装置は、複数のサブキャリアで構成されるＯＦＤＭ信号を用いて、第１伝送路を介した通信を行う第１通信手段と、前記ＯＦＤＭ信号を用いて、前記第１伝送路とは異なる第２伝送路を介した通信を行う第２通信手段とを備え、前記第２通信手段は、前記第１通信手段の一部を共用し、前記第１通信手段は、通信先から通知される前記第１伝送路の状態を反映した情報に基づいて、前記複数のサブキャリアのうち、送信信号の伝送に用いない不使用サブキャリアに送信信号を含めないＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段と、前記第１伝送路を介した通信によって前記ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、異なる伝送路を介して通信を行う通信装置において、当該通信装置のコストを低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る通信システムのブロック図である。
【図２】第２通信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】サブキャリア番号「−Ｎ」番のサブキャリアから「＋Ｎ」番のサブキャリアによって構成されるＯＦＤＭ信号を概念的に示す図である。
【図４】データ配置パターンの記憶態様を示す図である。
【図５】第３通信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図６】送信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図７】ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアに乗せる各信号をＯＦＤＭシンボル単位で示す概略図である。
【図８】ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアに乗せる各信号をＯＦＤＭシンボル単位で示す概略図である。
【図９】通信システムの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
＜１．実施形態＞
［１−１．通信システム］
図１は、本実施形態に係る通信システム１のブロック図である。図１に示されるように、通信システム１は、第１通信装置１０と、第２通信装置２０と、第３通信装置３０とを含んでいる。
【００１７】
通信システム１における第１通信装置１０は、第２通信装置２０および第３通信装置３０と、それぞれ異なる伝送路を介して通信可能に構成されている。
【００１８】
具体的には、第１通信装置１０は、無線伝送路（電波伝送路）を介した無線通信を実現する第１通信手段と、有線伝送路３１を介した有線通信を実現する第２通信手段とを有している。第１通信装置１０は、第２通信装置２０とは第１通信手段を用いて無線通信を行い、第３通信装置３０とは第２通信手段を用いて有線通信を行う。すなわち、通信システム１では、第１通信装置１０が有する情報（「伝送データ」、または「送信データ」とも称する）は、第２通信装置２０へは無線通信によって伝送され、第３通信装置３０へは有線通信によって伝送されることになる。
【００１９】
なお、本実施形態では、第１通信装置１０と第３通信装置３０との間では、電力線を有線伝送路３１として用いる電力線通信（ＰＬＣ：power line communication）が行われる場合を例示する。
【００２０】
また、第１通信装置１０と第２通信装置２０との通信、および第１通信装置１０と第３通信装置３０との通信はいずれも、周波数軸上で互いに直交する複数のサブキャリアを合成して得られるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を用いて行われる。
【００２１】
またここでは、第１通信装置１０が、第２通信装置２０および第３通信装置３０に対して伝送データを送信する送信機として機能し、第２通信装置２０および第３通信装置３０が伝送データを受信する受信機として機能する場合を説明するが、第１通信装置１０、第２通信装置２０および第３通信装置３０はいずれも、送受信機能を有している。なお、以下では、第１通信装置１０を「送信装置」とも称し、第２通信装置２０および第３通信装置３０を「受信装置」とも称する。
【００２２】
通信システム１では、送信装置１０と受信装置２０，３０との間の通信を確立する際、送信装置１０は、送信装置１０の存在を通知するビーコン信号等の報知信号を送信する。当該報知信号には、マルチパス干渉によって生じるフェージングの影響を受信側において取り除くために用いられるパイロット信号が組み込まれている。
【００２３】
受信装置２０，３０は、報知信号を受信すると、パイロット信号を用いて伝送路推定を行う。そして、受信装置２０，３０は、伝送路推定の結果に基づいて、ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアのうち、どのサブキャリアを用いて通信を行うかについての通信態様を決定する。
【００２４】
送信装置１０は、受信装置２０，３０において決定された通信態様に従って、データの伝送を行う。
【００２５】
このように、通信システム１では、各伝送路の状態（環境）に応じた通信態様で、通信を行うように構成されている。
【００２６】
なお、本実施形態では、送信装置１０から受信装置２０，３０に伝送される伝送データに関する信号をデータ信号（「送信データ信号」または「伝送データ信号」とも称する）と称し、データ信号は、パイロット信号とは区別して用いる。また、データ信号とパイロット信号とを含んだ表現として、送信信号を用いる。
【００２７】
［１−２．受信装置］
次に、通信システム１を構成する第２通信装置２０および第３通信装置３０の機能について、この順序で説明する。図２は、第２通信装置２０の機能構成を示すブロック図である。図３は、サブキャリア番号「−Ｎ」番のサブキャリアから「＋Ｎ」番のサブキャリアによって構成されるＯＦＤＭ信号ＬＳを概念的に示す図である。図４は、データ配置パターンの記憶態様を示す図である。
【００２８】
図２に示されるように、受信装置２０は、アンテナＡＮ１に接続された受信部２０１と、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部２０２と、分離器２０３と、等化器２０４と、除算部２０５と、伝送路推定部２０６と、制御部２０７と、送信部２０８とを備えている。
【００２９】
アンテナＡＮ１から受信されたＯＦＤＭ信号（「受信ＯＦＤＭ信号」とも称する）は、受信部２０１に入力される。受信部２０１では、受信ＯＦＤＭ信号に対して周波数変換処理、フィルタ処理、ＡＤ変換処理等が施される。受信部２０１から出力されたデジタル形式のベースバンド（基底帯域）の受信ＯＦＤＭ信号は、ＦＦＴ部２０２に入力される。
【００３０】
ＦＦＴ部２０２は、入力されたＯＦＤＭシンボル単位の受信ＯＦＤＭ信号に高速フーリエ変換を施して、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。ＦＦＴ部２０２から出力されるＯＦＤＭ復調信号は、分離器２０３に入力される。
【００３１】
分離器２０３は、ＯＦＤＭ復調信号を、データ信号を含む復調信号（単に「受信データ信号」とも称する）とパイロット信号を含む復調信号（単に「受信パイロット信号」とも称する）とに分離する機能を有している。そして、分離器２０３は、受信データ信号を等化器２０４に出力するとともに、受信パイロット信号を除算部２０５に出力する。例えば、受信ＯＦＤＭ信号が報知信号であった場合、当該報知信号に含まれる受信パイロット信号が分離器２０３によって抽出され、除算部２０５に出力されることになる。
【００３２】
除算部２０５は、メモリ等の記憶部に格納されているパイロットデータと受信パイロット信号とに基づいて伝送路特性（「伝送路応答」とも称する）を算出する。パイロットデータは、パイロット信号（基準信号）の配置位置と当該パイロット信号の複素振幅とを含むデータである。除算部２０５は、受信パイロット信号を、既知の複素振幅を持つパイロット信号で除算することにより、パイロット信号を伝送したサブキャリアについての伝送路特性（パイロット信号の伝送路特性）を算出する。除算部２０５において算出される、パイロット信号を伝送したサブキャリアについての伝送路特性は、伝送路推定部２０６および制御部２０７に出力される。
【００３３】
伝送路推定部２０６は、除算部２０５から入力された伝送路特性を、ＯＦＤＭシンボル方向およびキャリア方向に補間することにより、各データ信号を伝送するサブキャリアそれぞれについて伝送路特性（データ信号の伝送路特性）を推定する。具体的には、ＯＦＤＭ信号を構成するサブキャリアにおける、パイロット信号の配置位置はパイロットデータにより既知であるため、伝送路推定部２０６は、パイロット信号の伝送路特性を補間処理することによって、各データ信号の伝送路特性を算出する。
【００３４】
なお、データ信号の伝送路特性は、パイロット信号を伝送するサブキャリア以外の他のサブキャリアについての伝送路特性である。このため、受信ＯＦＤＭ信号が報知信号であった場合は、伝送路推定部２０６では、実際にはデータ信号の乗っていないサブキャリアの伝送路特性が算出されることになる。
【００３５】
伝送路推定部２０６において算出された各データ信号の伝送路特性（「推定伝送路特性」とも称する）は、等化器２０４および制御部２０７に出力される。
【００３６】
等化器２０４は、受信データ信号を、当該受信データ信号に対応する推定伝送路特性で除算する等化処理を行う。等化器２０４から出力される等化処理後の受信データ信号には、デマッピング処理等の復号処理が施される。
【００３７】
制御部２０７は、マイクロコンピュータとして構成され、主にＣＰＵ７１、ＲＡＭ７２およびＲＯＭ７３等を備えている。制御部２０７は、ＲＯＭ７３に格納されたプログラムを読み出し、当該プログラムをＣＰＵ７１で実行することによって、配置パターン決定部７４を機能的に実現する。
【００３８】
配置パターン決定部７４は、除算部２０５から入力されるパイロット信号の伝送路特性および伝送路推定部２０６から入力されるデータ信号の伝送路特性に基づいて、送信装置１０において用いる、サブキャリアへのデータの配置パターン（サブキャリアの使用パターン）を決定する。
【００３９】
具体的には、配置パターン決定部７４は、入力されたパイロット信号およびデータ信号の伝送路特性をそれぞれ正規化する。これにより、ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアそれぞれについての伝送路特性が正規化されることになる。そして、配置パターン決定部７４は、正規化後の各伝送路特性を予め設定された所定の閾値と比較して、データの伝送に適さないサブキャリアを特定する。すなわち、配置パターン決定部７４は、正規化後の伝送路特性が所定の閾値より小さい場合は、当該伝送路特性に対応するサブキャリアを、データの伝送に適さないサブキャリア（「不適サブキャリア」とも称する）と判断する。
【００４０】
不適サブキャリアの特定が終了すると、配置パターン決定部７４は、不適サブキャリアの特定結果に基づいて、ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアへの送信信号の配置パターンを決定する。配置パターンの決定は、ＲＯＭ７３に予め格納されている複数のデータ配置パターンの中から、最適なデータ配置パターンを決定することにより行われる。
【００４１】
具体的には、不適サブキャリアと判定されたサブキャリア番号には「０」とマーキングし（印をつけ）、それ以外のサブキャリアには「１」とマーキングすることにより、理想の配置パターン（理想配置パターン）を取得する。そして、取得された理想配置パターンと格納されている複数のデータ配置パターンとの差の絶対値の和が最も小さいものを、最適なデータ配置パターンとして決定する。
【００４２】
例えば、図３に示されるように、ＯＦＤＭ信号ＬＳを構成する複数のサブキャリアのうち、区間ＬＫに存在するサブキャリアが不適サブキャリアであった場合、区間ＬＫに含まれるサブキャリアをデータの伝送に用いないようなデータ配置パターンが選択されることになる。
【００４３】
また、ＲＯＭ７３におけるデータ配置パターンの記憶態様としては、例えば、図４に示されるように、サブキャリアをデータの伝送に用いるか否かを示すフラグをサブキャリア番号ごとに対応付けて記憶する態様を採用することができる。図４では、複数のデータ配置パターンＰＴ１〜ＰＴ５が例示されている。図４の各データ配置パターンＰＴ１〜ＰＴ５においては、データの伝送に用いる使用サブキャリア（「伝送用サブキャリア」とも称する）はフラグ「１」で示され、データの伝送に用いない不使用サブキャリア（「非伝送用サブキャリア」とも称する）はフラグ「０」で示されている。
【００４４】
このように、受信装置２０では、配置パターン決定部７４（図２参照）において、データ配置パターンが決定されると、決定されたデータ配置パターンは、配置パターン情報として送信部２０８を介して、送信装置１０に伝送される。
【００４５】
なお、配置パターン決定部７４によって決定されるデータ配置パターンには、データの伝送に用いない不使用サブキャリアに関する情報が含まれていることから、配置パターン決定部７４は、不使用サブキャリアを決定する決定手段として機能しているとも表現することができる。そして、当該決定手段によって決定された決定結果は、配置パターン情報として送信装置１０に通知される。また、配置パターン情報は、伝送路の状態を反映した情報であるとも表現できる。
【００４６】
次に、第３通信装置３０の機能について説明する。図５は、第３通信装置３０の機能構成を示すブロック図である。
【００４７】
第３通信装置３０は、第２通信装置２０とほぼ同様の構成および機能を有しているため、第２通信装置２０と共通する部分については図５において同じ符号を付し、ここでの詳細な説明を省略する。
【００４８】
図５に示されるように、受信装置３０は、ＰＬＣモデム３０１と、Ａ／Ｄ変換部３０４と、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部２０２と、分離器２０３と、等化器２０４と、除算部２０５と、伝送路推定部２０６と、制御部２０７と、Ｄ／Ａ変換部３０５とを備えている。
【００４９】
ＰＬＣモデム３０１は、アナログアンプ等を含むＰＬＣアナログフロントエンド３０２と、有線伝送路３１としての電力線への結合回路３０３とで構成されている。ＰＬＣモデム３０１は、受信したＰＬＣ信号を復調して、受信信号を取得し、当該受信信号をＡ／Ｄ変換部３０４に出力する機能を有している。また、ＰＬＣモデム３０１は、Ｄ／Ａ変換部３０５を介して入力される信号に基づいてＰＬＣ信号を生成し、当該ＰＬＣ信号を有線伝送路３１としての電力線に重畳させる機能を有している。
【００５０】
このような構成を有する受信装置３０は、報知信号をＰＬＣモデム３０１を介して受信すると、受信装置２０と同様に、除算部２０５および伝送路推定部２０６において、ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアそれぞれについての伝送路特性を取得する。そして、受信装置３０は、受信装置２０と同様に、配置パターン決定部７４において、伝送路特性に基づいてデータ配置パターンを決定する。決定されたデータ配置パターンは、配置パターン情報として、Ｄ／Ａ変換部３０５およびＰＬＣモデム３０１を介して送信装置１０に伝送されることになる。
【００５１】
［１−３．送信装置］
次に、通信システム１を構成する送信装置（第１通信装置）１０の機能について説明する。図６は、送信装置１０の機能構成を示すブロック図である。図７および図８は、ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアに乗せる各信号をＯＦＤＭシンボル単位で示す概略図である。
【００５２】
図６に示されるように、送信装置１０は、スクランブラ１１１と、符号化部１１２と、インターリーブ部（インターリーバ）１１３と、マッピング部１１４と、パイロット信号生成部１１５と、多重器１１６と、受信部１１７と、制御部１１８と、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）部１１９と、Ｄ／Ａ変換部１２０と、送信部１２１と、ＰＬＣモデム１２２と、Ａ／Ｄ変換部１２５とを備えている。
【００５３】
具体的には、スクランブラ１１１は、入力される送信データに対して、攪拌して順序を並び替えるスクランブル処理を施す。スクランブラ１１１においてスクランブル処理が施された送信データは、符号化部１１２に入力される。
【００５４】
符号化部１１２は、スクランブル処理が施された送信データに対して、誤り訂正のための冗長符号化を行う。冗長符号化には、例えば、拘束長ｋ＝７、符号化率１／２を原符号とする畳み込み符号が用いられる。符号化部１１２から出力される送信データのビット列は、インターリーブ部１１３に入力される。
【００５５】
インターリーブ部１１３では、誤りが１つのシンボルに偏らないようにするため、送信データのビット列を並び替えるビット・インターリーブが行われる。インターリーブ部１１３から出力される送信データは、マッピング部１１４に入力される。
【００５６】
マッピング部１１４では、所定の変調方式（例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ）に従って、送信データがシンボルごとにＩ／Ｑ平面上にマッピング（対応づけ）される。
【００５７】
なお、ここでのシンボル（Symbol）は、変調方式ごとに定まる、搬送波（サブキャリア）に乗せるひと区切りのデータの構成単位を表し、例えば、ＱＰＳＫでは、１シンボルで送信されるデータは２ビットである。また本実施形態では、シンボルとＯＦＤＭシンボルとは区別して用いられている。
【００５８】
パイロット信号生成部１１５は、パイロット信号を生成して多重器１１６に出力する。
【００５９】
多重器１１６は、マッピング部１１４から出力されるデータシンボルと、パイロット信号生成部１１５から出力されるパイロット信号（パイロットシンボル）とを用いて、ＯＦＤＭシンボルを生成する。
【００６０】
多重器１１６で生成されるＯＦＤＭシンボルには、ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアに乗せるデータシンボルおよびパイロットシンボルが含まれている。例えば、図７のＯＦＤＭシンボルＳＹは、サブキャリア番号−７番から＋７番までの１５個の連続して並ぶサブキャリアに乗せる各シンボルによって構成されている。より詳細には、ＯＦＤＭシンボルＳＹ１には、−７番および＋１番のサブキャリアに乗せるパイロットシンボルと他の１３個のデータシンボルとが含まれている。また、ＯＦＤＭシンボルＳＹ２には、−５番および＋３番のサブキャリアに乗せるパイロットシンボルと他の１３個のデータシンボルとが含まれている。
【００６１】
このように、多重器１１６は、データシンボルおよびパイロットシンボルによって構成される、ＯＦＤＭシンボルＳＹを順次に生成する。
【００６２】
さらに、本実施形態の多重器１１６は、送信装置１０の制御部１１８によって設定されたデータの配置パターンに従って、ＯＦＤＭシンボルＳＹを生成する。
【００６３】
具体的には、送信装置１０の制御部１１８は、マイクロコンピュータとして構成され、主にＣＰＵ８１、ＲＡＭ８２およびＲＯＭ８３等を備えている。制御部１１８は、ＲＯＭ８３に格納されたプログラムを読み出し、当該プログラムをＣＰＵ８１で実行することによって、多重器制御部８４を機能的に実現する。
【００６４】
多重器制御部８４は、受信装置２０（または受信装置３０）から送信された配置パターン情報に基づいて、ＲＯＭ８３から当該配置パターン情報に示されるデータ配置パターンを読み出し、読み出したデータ配置パターンに従ってデータシンボルおよびパイロットシンボルを多重器１１６に配置させる。なお、送信装置１０では、受信装置２０から送信された配置パターン情報は受信部１１７およびＡ／Ｄ変換部１２５を介して取得され、受信装置３０から送信された配置パターン情報はＰＬＣモデム１２２およびＡ／Ｄ変換部１２５を介して取得される。
【００６５】
多重器１１６は、多重器制御部８４からの制御信号に応じて動作し、データ配置パターンに従ってデータシンボルおよびパイロットシンボルを配置したＯＦＤＭシンボルＳＹを生成する。
【００６６】
例えば、受信装置２０（または受信装置３０）によって指定されたデータ配置パターンが、サブキャリア番号＋３番から＋５番までのサブキャリアを、データの伝送に用いない不使用サブキャリアとするものである場合を想定する。この場合、図８に示されるように、送信装置１０の多重器１１６は、サブキャリア番号＋３番から＋５番のサブキャリアに送信信号を含めないＯＦＤＭシンボルＳＹを生成することになる。
【００６７】
このように、多重器１１６は、データ配置パターンに従ってシンボル信号を配置したＯＦＤＭシンボルを生成する。多重器１１６で生成されたＯＦＤＭシンボルＳＹは、ＩＦＦＴ部１１９に入力される（図６参照）。
【００６８】
ＩＦＦＴ部１１９は、多重器１１６から入力されるＯＦＤＭシンボルに逆高速フーリエ変換を施して、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換する。
【００６９】
ＩＦＦＴ部１１９から出力される時間領域の信号は、ベースバンドのＯＦＤＭ信号（ベースバンドＯＦＤＭ信号）としてＤ／Ａ変換部１２０に入力される。Ｄ／Ａ変換部１２０は、デジタル形式のベースバンドＯＦＤＭ信号をアナログ形式のベースバンドＯＦＤＭ信号に変換し、送信部１２１またはＰＬＣモデム１２２に出力する。
【００７０】
送信部１２１は、ベースバンドＯＦＤＭ信号に対して、周波数変換処理等を施し、搬送帯域のＯＦＤＭ信号を生成する。送信部１２１において生成された搬送帯域のＯＦＤＭ信号は、アンテナＡＮ２を介して送信される。
【００７１】
また、ＰＬＣモデム１２２は、有線伝送路３１としての電力線への結合回路１２３と、ＰＬＣアナログフロントエンド１２４とで構成され、受信装置３０のＰＬＣモデム３０１と同様の機能を有している。Ｄ／Ａ変換部１２０から入力されたベースバンドＯＦＤＭ信号は、ＰＬＣモデム１２２によってＰＬＣ信号に変換され、有線伝送路３１としての電力線を介して送信される。
【００７２】
このように、送信装置１０は、受信装置２０（または受信装置３０）から送られてきた配置パターン情報に基づいて、データの伝送に用いない不使用サブキャリアを特定し、当該不使用サブキャリアを用いることなくデータの伝送を行う。
【００７３】
上述のような構成を有する送信装置１０は、配置パターン情報に基づいて、伝送用サブキャリアに送信信号を含める（割り当てる）ＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段（ＯＦＤＭシンボル生成手段）１１（図６参照）と、生成されたＯＦＤＭシンボルを生成された順番で連続して送信する送信手段１２とで構成されているとも表現できる。
【００７４】
このように表現した場合、ＯＦＤＭシンボル生成手段１１には、スクランブラ１１１、符号化部１１２、インターリーブ部１１３、マッピング部１１４、パイロット信号生成部１１５、多重器１１６、および多重器制御部８４が含まれる。また、送信手段１２には、ＩＦＦＴ部１１９、Ｄ／Ａ変換部１２０、送信部１２１およびＰＬＣモデム１２２が含まれる。なお、正確には、送信装置１０と第２通信装置２０との間で通信を行う場合は、送信手段１２には、ＩＦＦＴ部１１９、Ｄ／Ａ変換部１２０、および送信部１２１が含まれ、送信装置１０と第３通信装置３０との間で通信を行う場合は、送信手段１２には、ＩＦＦＴ部１１９、Ｄ／Ａ変換部１２０、およびＰＬＣモデム１２２が含まれることになる。
【００７５】
また、上述のように、送信装置１０は、無線伝送路を介した無線通信を実現する第１通信手段と、有線伝送路を介した有線通信を実現する第２通信手段とを有しているが、送信装置１０の各構成要素のうち、第１通信手段および第２通信手段の各構成要素は次の通りである。すなわち、送信装置１０の各構成要素のうち、スクランブラ１１１と、符号化部１１２と、インターリーブ部１１３と、マッピング部１１４と、パイロット信号生成部１１５と、多重器１１６と、制御部１１８と、ＩＦＦＴ部１１９と、Ｄ／Ａ変換部１２０と、送信部１２１とが、第１通信手段の構成要素である。また、送信装置１０の各構成要素のうち、スクランブラ１１１と、符号化部１１２と、インターリーブ部１１３と、マッピング部１１４と、パイロット信号生成部１１５と、多重器１１６と、制御部１１８と、ＩＦＦＴ部１１９と、Ｄ／Ａ変換部１２０と、ＰＬＣモデム１２２とが、第２通信手段の構成要素である。
【００７６】
第１通信手段の構成要素と第２通信手段の構成要素とを比較すると、送信装置１０では、第１通信手段は、第２通信手段の一部を共用していることが分かる。共用部分の構成要素については、図６においてハッチングが施されている。すなわち、第１通信手段と第２通信手段との共用部分は、ＯＦＤＭシンボル生成手段１１と、送信手段１２の一部である。共用部分となる送信手段１２の当該一部は、ＩＦＦＴ部１１９およびＤ／Ａ変換部１２０である。
【００７７】
［１−４．動作］
次に、通信システム１の動作について説明する。なお、送信装置１０と受信装置２０との間の通信動作と、送信装置１０と受信装置３０との間の通信動作とは、ほぼ同様であるため、ここでは、送信装置１０と受信装置２０との間の通信動作を、通信システム１の動作として詳述する。図９は、通信システム１の動作を示すフローチャートである。なお、図９では、左側に送信装置１０の動作、右側に受信装置２０の動作がそれぞれ記載されている。
【００７８】
図９に示されるように、通信システム１では、まず、ステップＳＰ１１において、送信装置１０からビーコン信号等の報知信号が受信装置２０に送信される。
【００７９】
ステップＳＰ１２では、受信装置２０において報知信号が受信される。
【００８０】
ステップＳＰ１３では、受信装置２０の伝送路推定部２０６等によって、報知信号を用いた伝送路推定等が行われる。これにより、ステップＳＰ１３では、ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアそれぞれについての伝送路特性が取得されることになる。
【００８１】
ステップＳＰ１４では、受信装置２０の配置パターン決定部７４によって、ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアへの送信信号の配置パターンを示すデータ配置パターンが決定される。
【００８２】
ステップＳＰ１５では、受信装置２０は、決定されたデータ配置パターンを配置パターン情報として送信する。
【００８３】
ステップＳＰ１６では、送信装置１０において配置パターン情報が受信される。
【００８４】
ステップＳＰ１７では、送信装置１０は、受信された配置パターン情報に基づいて、データ配置パターンを特定する。そして、送信装置１０は、当該データ配置パターンに従って、不使用サブキャリアに送信信号を含めないＯＦＤＭシンボルを生成し、当該ＯＦＤＭシンボルを用いてデータの伝送を行う。
【００８５】
ステップＳＰ１８では、受信装置２０は、送信装置１０から送信された信号を受信し、データを受信する。
【００８６】
ステップＳＰ１９では、受信装置２０は、データの受信が完了したことを示す確認信号を送信装置１０に対して送信する。
【００８７】
ステップＳＰ２０では、送信装置１０が当該確認信号を受信して、通信システム１における一連のデータ伝送処理が終了する。
【００８８】
以上のように、本実施形態の通信システム１に含まれる送信装置１０は、複数のサブキャリアで構成されるＯＦＤＭ信号を用いて、第１伝送路を介した通信を行う第１通信手段と、ＯＦＤＭ信号を用いて、第１伝送路とは異なる第２伝送路を介した通信を行う第２通信手段とを有し、当該第２通信手段は、第１通信手段の一部を共用している。
【００８９】
このように、通信手段の一部を共用することによれば、通信手段ごとに個別に構成する場合に比べて、通信装置１０のコストを低減することができるとともに、通信装置１０内の回路規模を小さくすることができる。
【００９０】
また、通信システム１は、送信装置１０と通信を行う受信装置２０を含み、受信装置２０は、無線伝送路を介した通信によって送信装置１０から送信された信号を受信して、複数のサブキャリアそれぞれについての伝送路特性（伝送路情報）を取得する取得手段（除算部２０５および伝送路推定部２０６）と、伝送路情報に基づいて、複数のサブキャリアのうち、送信信号の伝送に用いない不使用サブキャリアを決定する決定手段（配置パターン決定部７４）と、当該決定手段の決定結果を送信装置１０に通知する通知手段とを有している。そして、送信装置１０の第１通信手段は、受信装置２０から通知された決定結果に基づいて、不使用サブキャリアに送信信号を含めないＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段１１と、無線伝送路を介した通信によって当該ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段１２とを有している。
【００９１】
また、通信システム１は、送信装置１０と通信を行う受信装置３０を含み、受信装置３０は、有線伝送路を介した通信によって送信装置１０から送信された信号を受信して、複数のサブキャリアそれぞれについての伝送路情報を取得する取得手段（除算部２０５および伝送路推定部２０６）と、伝送路情報に基づいて、複数のサブキャリアのうち、送信信号の伝送に用いない不使用サブキャリアを決定する決定手段（配置パターン決定部７４）と、当該決定手段の決定結果を送信装置１０に通知する通知手段とを有している。そして、送信装置１０の第１通信手段は、受信装置３０から通知された決定結果に基づいて、不使用サブキャリアに送信信号を含めないＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段１１と、有線伝送路を介した通信によって当該ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段１２とを有している。
【００９２】
このような通信システム１によれば、データの伝送に不適なサブキャリアに送信信号を乗せる可能性を低減することができるので、信頼性の高い通信を実現することができる。
【００９３】
また特に、電力線通信では、使用する電気デバイス（電気機器）の種類に応じて、伝送路に与える影響が異なるため、使用する電気デバイスの種類ごとに、不適サブキャリアの発生パターンが異なる。このため、データの伝送に不適なサブキャリアに送信信号を乗せる可能性を低減する機能は、電力線通信を行う通信システム１において特に有効となる。
【００９４】
＜２．変形例＞
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は、上記に説明した内容に限定されるものではない。
【００９５】
例えば、上記実施形態では、送信装置１０と受信装置２０，３０との間の通信を確立する際に、伝送路の状態に基づいて不使用サブキャリアを特定し、当該不使用サブキャリアを用いることなくデータの伝送を行う場合を例示したがこれに限定されない。具体的には、送信装置１０と受信装置２０，３０との間の通信確立後において、伝送路の状態に基づいて不使用サブキャリアを特定し、当該不使用サブキャリアを用いることなくデータの伝送を行ってもよい。すなわち、通信中に、不使用サブキャリアを動的に変更する態様としてもよく、このような態様とした場合、伝送路の推定には、報知信号の代わりに送信信号を含んだ通常の信号が用いられることになる。
【符号の説明】
【００９６】
１ 通信システム
１０ 送信装置（第１通信装置）
１１ ＯＦＤＭシンボル生成手段（生成手段）
１２ 送信手段
２０ 受信装置（第２通信装置）
３０ 受信装置（第３通信装置）
３１ 有線伝送路
７４ 配置パターン決定部
８４ 多重器制御部
１１６ 多重器
２０５ 除算部
２０６ 伝送路推定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、異なる伝送路を介した２つの通信方式で通信を行う通信装置が存在する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、有線通信および無線通信を用いて、通信先へと情報を伝送する通信装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７８４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、異なる伝送路を介して通信可能な通信装置は、各通信方式で通信を実現するために、通信方式ごとに個別の構成を有している。
【０００６】
しかし、このような通信装置では、通信方式ごとに個別の構成を有しているため、通信装置のコストが高くなる。
【０００７】
そこで、本発明は、異なる伝送路を介して通信を行う通信装置のコストを低減することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る通信システムの第１の態様は、第１通信装置と、前記第１通信装置と通信を行う第２通信装置とを備え、前記第１通信装置は、複数のサブキャリアで構成されるＯＦＤＭ信号を用いて、第１伝送路を介した通信を行う第１通信手段と、前記ＯＦＤＭ信号を用いて、前記第１伝送路とは異なる第２伝送路を介した通信を行う第２通信手段とを有し、前記第２通信手段は、前記第１通信手段の一部を共用し、前記第２通信装置は、前記第１伝送路を介した通信によって前記第１通信装置から送信された信号を受信して、前記複数のサブキャリアそれぞれについての伝送路情報を取得する取得手段と、前記伝送路情報に基づいて、前記複数のサブキャリアのうち、送信信号の伝送に用いない不使用サブキャリアを決定する決定手段と、前記決定手段の決定結果を前記第１通信装置に通知する通知手段とを有し、前記第１通信装置の前記第１通信手段は、前記決定結果に基づいて、前記不使用サブキャリアに送信信号を含めないＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段と、前記第１伝送路を介した通信によって前記ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段とを有する。
【０００９】
また、本発明に係る通信システムの第２の態様は、上記第１の態様であって、前記第２通信手段は、前記第１通信手段における前記生成手段を共用する。
【００１０】
また、本発明に係る通信システムの第３の態様は、上記第１の態様または上記第２の態様であって、前記第２通信手段は、前記第１通信手段における前記生成手段と、前記第１通信手段における前記送信手段の一部とを共用する。
【００１１】
また、本発明に係る通信システムの第４の態様は、上記第１の態様から上記第３の態様のいずれかであって、前記第１伝送路を介した通信および前記第２伝送路を介した通信のいずれか一方は、電力線通信であり、他方は、無線通信である。
【００１２】
また、本発明に係る送信装置は、複数のサブキャリアで構成されるＯＦＤＭ信号を用いて、第１伝送路を介した通信を行う第１通信手段と、前記ＯＦＤＭ信号を用いて、前記第１伝送路とは異なる第２伝送路を介した通信を行う第２通信手段とを備え、前記第２通信手段は、前記第１通信手段の一部を共用し、前記第１通信手段は、通信先から通知される前記第１伝送路の状態を反映した情報に基づいて、前記複数のサブキャリアのうち、送信信号の伝送に用いない不使用サブキャリアに送信信号を含めないＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段と、前記第１伝送路を介した通信によって前記ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、異なる伝送路を介して通信を行う通信装置において、当該通信装置のコストを低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る通信システムのブロック図である。
【図２】第２通信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】サブキャリア番号「−Ｎ」番のサブキャリアから「＋Ｎ」番のサブキャリアによって構成されるＯＦＤＭ信号を概念的に示す図である。
【図４】データ配置パターンの記憶態様を示す図である。
【図５】第３通信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図６】送信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図７】ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアに乗せる各信号をＯＦＤＭシンボル単位で示す概略図である。
【図８】ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアに乗せる各信号をＯＦＤＭシンボル単位で示す概略図である。
【図９】通信システムの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
＜１．実施形態＞
［１−１．通信システム］
図１は、本実施形態に係る通信システム１のブロック図である。図１に示されるように、通信システム１は、第１通信装置１０と、第２通信装置２０と、第３通信装置３０とを含んでいる。
【００１７】
通信システム１における第１通信装置１０は、第２通信装置２０および第３通信装置３０と、それぞれ異なる伝送路を介して通信可能に構成されている。
【００１８】
具体的には、第１通信装置１０は、無線伝送路（電波伝送路）を介した無線通信を実現する第１通信手段と、有線伝送路３１を介した有線通信を実現する第２通信手段とを有している。第１通信装置１０は、第２通信装置２０とは第１通信手段を用いて無線通信を行い、第３通信装置３０とは第２通信手段を用いて有線通信を行う。すなわち、通信システム１では、第１通信装置１０が有する情報（「伝送データ」、または「送信データ」とも称する）は、第２通信装置２０へは無線通信によって伝送され、第３通信装置３０へは有線通信によって伝送されることになる。
【００１９】
なお、本実施形態では、第１通信装置１０と第３通信装置３０との間では、電力線を有線伝送路３１として用いる電力線通信（ＰＬＣ：power line communication）が行われる場合を例示する。
【００２０】
また、第１通信装置１０と第２通信装置２０との通信、および第１通信装置１０と第３通信装置３０との通信はいずれも、周波数軸上で互いに直交する複数のサブキャリアを合成して得られるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を用いて行われる。
【００２１】
またここでは、第１通信装置１０が、第２通信装置２０および第３通信装置３０に対して伝送データを送信する送信機として機能し、第２通信装置２０および第３通信装置３０が伝送データを受信する受信機として機能する場合を説明するが、第１通信装置１０、第２通信装置２０および第３通信装置３０はいずれも、送受信機能を有している。なお、以下では、第１通信装置１０を「送信装置」とも称し、第２通信装置２０および第３通信装置３０を「受信装置」とも称する。
【００２２】
通信システム１では、送信装置１０と受信装置２０，３０との間の通信を確立する際、送信装置１０は、送信装置１０の存在を通知するビーコン信号等の報知信号を送信する。当該報知信号には、マルチパス干渉によって生じるフェージングの影響を受信側において取り除くために用いられるパイロット信号が組み込まれている。
【００２３】
受信装置２０，３０は、報知信号を受信すると、パイロット信号を用いて伝送路推定を行う。そして、受信装置２０，３０は、伝送路推定の結果に基づいて、ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアのうち、どのサブキャリアを用いて通信を行うかについての通信態様を決定する。
【００２４】
送信装置１０は、受信装置２０，３０において決定された通信態様に従って、データの伝送を行う。
【００２５】
このように、通信システム１では、各伝送路の状態（環境）に応じた通信態様で、通信を行うように構成されている。
【００２６】
なお、本実施形態では、送信装置１０から受信装置２０，３０に伝送される伝送データに関する信号をデータ信号（「送信データ信号」または「伝送データ信号」とも称する）と称し、データ信号は、パイロット信号とは区別して用いる。また、データ信号とパイロット信号とを含んだ表現として、送信信号を用いる。
【００２７】
［１−２．受信装置］
次に、通信システム１を構成する第２通信装置２０および第３通信装置３０の機能について、この順序で説明する。図２は、第２通信装置２０の機能構成を示すブロック図である。図３は、サブキャリア番号「−Ｎ」番のサブキャリアから「＋Ｎ」番のサブキャリアによって構成されるＯＦＤＭ信号ＬＳを概念的に示す図である。図４は、データ配置パターンの記憶態様を示す図である。
【００２８】
図２に示されるように、受信装置２０は、アンテナＡＮ１に接続された受信部２０１と、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部２０２と、分離器２０３と、等化器２０４と、除算部２０５と、伝送路推定部２０６と、制御部２０７と、送信部２０８とを備えている。
【００２９】
アンテナＡＮ１から受信されたＯＦＤＭ信号（「受信ＯＦＤＭ信号」とも称する）は、受信部２０１に入力される。受信部２０１では、受信ＯＦＤＭ信号に対して周波数変換処理、フィルタ処理、ＡＤ変換処理等が施される。受信部２０１から出力されたデジタル形式のベースバンド（基底帯域）の受信ＯＦＤＭ信号は、ＦＦＴ部２０２に入力される。
【００３０】
ＦＦＴ部２０２は、入力されたＯＦＤＭシンボル単位の受信ＯＦＤＭ信号に高速フーリエ変換を施して、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。ＦＦＴ部２０２から出力されるＯＦＤＭ復調信号は、分離器２０３に入力される。
【００３１】
分離器２０３は、ＯＦＤＭ復調信号を、データ信号を含む復調信号（単に「受信データ信号」とも称する）とパイロット信号を含む復調信号（単に「受信パイロット信号」とも称する）とに分離する機能を有している。そして、分離器２０３は、受信データ信号を等化器２０４に出力するとともに、受信パイロット信号を除算部２０５に出力する。例えば、受信ＯＦＤＭ信号が報知信号であった場合、当該報知信号に含まれる受信パイロット信号が分離器２０３によって抽出され、除算部２０５に出力されることになる。
【００３２】
除算部２０５は、メモリ等の記憶部に格納されているパイロットデータと受信パイロット信号とに基づいて伝送路特性（「伝送路応答」とも称する）を算出する。パイロットデータは、パイロット信号（基準信号）の配置位置と当該パイロット信号の複素振幅とを含むデータである。除算部２０５は、受信パイロット信号を、既知の複素振幅を持つパイロット信号で除算することにより、パイロット信号を伝送したサブキャリアについての伝送路特性（パイロット信号の伝送路特性）を算出する。除算部２０５において算出される、パイロット信号を伝送したサブキャリアについての伝送路特性は、伝送路推定部２０６および制御部２０７に出力される。
【００３３】
伝送路推定部２０６は、除算部２０５から入力された伝送路特性を、ＯＦＤＭシンボル方向およびキャリア方向に補間することにより、各データ信号を伝送するサブキャリアそれぞれについて伝送路特性（データ信号の伝送路特性）を推定する。具体的には、ＯＦＤＭ信号を構成するサブキャリアにおける、パイロット信号の配置位置はパイロットデータにより既知であるため、伝送路推定部２０６は、パイロット信号の伝送路特性を補間処理することによって、各データ信号の伝送路特性を算出する。
【００３４】
なお、データ信号の伝送路特性は、パイロット信号を伝送するサブキャリア以外の他のサブキャリアについての伝送路特性である。このため、受信ＯＦＤＭ信号が報知信号であった場合は、伝送路推定部２０６では、実際にはデータ信号の乗っていないサブキャリアの伝送路特性が算出されることになる。
【００３５】
伝送路推定部２０６において算出された各データ信号の伝送路特性（「推定伝送路特性」とも称する）は、等化器２０４および制御部２０７に出力される。
【００３６】
等化器２０４は、受信データ信号を、当該受信データ信号に対応する推定伝送路特性で除算する等化処理を行う。等化器２０４から出力される等化処理後の受信データ信号には、デマッピング処理等の復号処理が施される。
【００３７】
制御部２０７は、マイクロコンピュータとして構成され、主にＣＰＵ７１、ＲＡＭ７２およびＲＯＭ７３等を備えている。制御部２０７は、ＲＯＭ７３に格納されたプログラムを読み出し、当該プログラムをＣＰＵ７１で実行することによって、配置パターン決定部７４を機能的に実現する。
【００３８】
配置パターン決定部７４は、除算部２０５から入力されるパイロット信号の伝送路特性および伝送路推定部２０６から入力されるデータ信号の伝送路特性に基づいて、送信装置１０において用いる、サブキャリアへのデータの配置パターン（サブキャリアの使用パターン）を決定する。
【００３９】
具体的には、配置パターン決定部７４は、入力されたパイロット信号およびデータ信号の伝送路特性をそれぞれ正規化する。これにより、ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアそれぞれについての伝送路特性が正規化されることになる。そして、配置パターン決定部７４は、正規化後の各伝送路特性を予め設定された所定の閾値と比較して、データの伝送に適さないサブキャリアを特定する。すなわち、配置パターン決定部７４は、正規化後の伝送路特性が所定の閾値より小さい場合は、当該伝送路特性に対応するサブキャリアを、データの伝送に適さないサブキャリア（「不適サブキャリア」とも称する）と判断する。
【００４０】
不適サブキャリアの特定が終了すると、配置パターン決定部７４は、不適サブキャリアの特定結果に基づいて、ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアへの送信信号の配置パターンを決定する。配置パターンの決定は、ＲＯＭ７３に予め格納されている複数のデータ配置パターンの中から、最適なデータ配置パターンを決定することにより行われる。
【００４１】
具体的には、不適サブキャリアと判定されたサブキャリア番号には「０」とマーキングし（印をつけ）、それ以外のサブキャリアには「１」とマーキングすることにより、理想の配置パターン（理想配置パターン）を取得する。そして、取得された理想配置パターンと格納されている複数のデータ配置パターンとの差の絶対値の和が最も小さいものを、最適なデータ配置パターンとして決定する。
【００４２】
例えば、図３に示されるように、ＯＦＤＭ信号ＬＳを構成する複数のサブキャリアのうち、区間ＬＫに存在するサブキャリアが不適サブキャリアであった場合、区間ＬＫに含まれるサブキャリアをデータの伝送に用いないようなデータ配置パターンが選択されることになる。
【００４３】
また、ＲＯＭ７３におけるデータ配置パターンの記憶態様としては、例えば、図４に示されるように、サブキャリアをデータの伝送に用いるか否かを示すフラグをサブキャリア番号ごとに対応付けて記憶する態様を採用することができる。図４では、複数のデータ配置パターンＰＴ１〜ＰＴ５が例示されている。図４の各データ配置パターンＰＴ１〜ＰＴ５においては、データの伝送に用いる使用サブキャリア（「伝送用サブキャリア」とも称する）はフラグ「１」で示され、データの伝送に用いない不使用サブキャリア（「非伝送用サブキャリア」とも称する）はフラグ「０」で示されている。
【００４４】
このように、受信装置２０では、配置パターン決定部７４（図２参照）において、データ配置パターンが決定されると、決定されたデータ配置パターンは、配置パターン情報として送信部２０８を介して、送信装置１０に伝送される。
【００４５】
なお、配置パターン決定部７４によって決定されるデータ配置パターンには、データの伝送に用いない不使用サブキャリアに関する情報が含まれていることから、配置パターン決定部７４は、不使用サブキャリアを決定する決定手段として機能しているとも表現することができる。そして、当該決定手段によって決定された決定結果は、配置パターン情報として送信装置１０に通知される。また、配置パターン情報は、伝送路の状態を反映した情報であるとも表現できる。
【００４６】
次に、第３通信装置３０の機能について説明する。図５は、第３通信装置３０の機能構成を示すブロック図である。
【００４７】
第３通信装置３０は、第２通信装置２０とほぼ同様の構成および機能を有しているため、第２通信装置２０と共通する部分については図５において同じ符号を付し、ここでの詳細な説明を省略する。
【００４８】
図５に示されるように、受信装置３０は、ＰＬＣモデム３０１と、Ａ／Ｄ変換部３０４と、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部２０２と、分離器２０３と、等化器２０４と、除算部２０５と、伝送路推定部２０６と、制御部２０７と、Ｄ／Ａ変換部３０５とを備えている。
【００４９】
ＰＬＣモデム３０１は、アナログアンプ等を含むＰＬＣアナログフロントエンド３０２と、有線伝送路３１としての電力線への結合回路３０３とで構成されている。ＰＬＣモデム３０１は、受信したＰＬＣ信号を復調して、受信信号を取得し、当該受信信号をＡ／Ｄ変換部３０４に出力する機能を有している。また、ＰＬＣモデム３０１は、Ｄ／Ａ変換部３０５を介して入力される信号に基づいてＰＬＣ信号を生成し、当該ＰＬＣ信号を有線伝送路３１としての電力線に重畳させる機能を有している。
【００５０】
このような構成を有する受信装置３０は、報知信号をＰＬＣモデム３０１を介して受信すると、受信装置２０と同様に、除算部２０５および伝送路推定部２０６において、ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアそれぞれについての伝送路特性を取得する。そして、受信装置３０は、受信装置２０と同様に、配置パターン決定部７４において、伝送路特性に基づいてデータ配置パターンを決定する。決定されたデータ配置パターンは、配置パターン情報として、Ｄ／Ａ変換部３０５およびＰＬＣモデム３０１を介して送信装置１０に伝送されることになる。
【００５１】
［１−３．送信装置］
次に、通信システム１を構成する送信装置（第１通信装置）１０の機能について説明する。図６は、送信装置１０の機能構成を示すブロック図である。図７および図８は、ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアに乗せる各信号をＯＦＤＭシンボル単位で示す概略図である。
【００５２】
図６に示されるように、送信装置１０は、スクランブラ１１１と、符号化部１１２と、インターリーブ部（インターリーバ）１１３と、マッピング部１１４と、パイロット信号生成部１１５と、多重器１１６と、受信部１１７と、制御部１１８と、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）部１１９と、Ｄ／Ａ変換部１２０と、送信部１２１と、ＰＬＣモデム１２２と、Ａ／Ｄ変換部１２５とを備えている。
【００５３】
具体的には、スクランブラ１１１は、入力される送信データに対して、攪拌して順序を並び替えるスクランブル処理を施す。スクランブラ１１１においてスクランブル処理が施された送信データは、符号化部１１２に入力される。
【００５４】
符号化部１１２は、スクランブル処理が施された送信データに対して、誤り訂正のための冗長符号化を行う。冗長符号化には、例えば、拘束長ｋ＝７、符号化率１／２を原符号とする畳み込み符号が用いられる。符号化部１１２から出力される送信データのビット列は、インターリーブ部１１３に入力される。
【００５５】
インターリーブ部１１３では、誤りが１つのシンボルに偏らないようにするため、送信データのビット列を並び替えるビット・インターリーブが行われる。インターリーブ部１１３から出力される送信データは、マッピング部１１４に入力される。
【００５６】
マッピング部１１４では、所定の変調方式（例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ）に従って、送信データがシンボルごとにＩ／Ｑ平面上にマッピング（対応づけ）される。
【００５７】
なお、ここでのシンボル（Symbol）は、変調方式ごとに定まる、搬送波（サブキャリア）に乗せるひと区切りのデータの構成単位を表し、例えば、ＱＰＳＫでは、１シンボルで送信されるデータは２ビットである。また本実施形態では、シンボルとＯＦＤＭシンボルとは区別して用いられている。
【００５８】
パイロット信号生成部１１５は、パイロット信号を生成して多重器１１６に出力する。
【００５９】
多重器１１６は、マッピング部１１４から出力されるデータシンボルと、パイロット信号生成部１１５から出力されるパイロット信号（パイロットシンボル）とを用いて、ＯＦＤＭシンボルを生成する。
【００６０】
多重器１１６で生成されるＯＦＤＭシンボルには、ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアに乗せるデータシンボルおよびパイロットシンボルが含まれている。例えば、図７のＯＦＤＭシンボルＳＹは、サブキャリア番号−７番から＋７番までの１５個の連続して並ぶサブキャリアに乗せる各シンボルによって構成されている。より詳細には、ＯＦＤＭシンボルＳＹ１には、−７番および＋１番のサブキャリアに乗せるパイロットシンボルと他の１３個のデータシンボルとが含まれている。また、ＯＦＤＭシンボルＳＹ２には、−５番および＋３番のサブキャリアに乗せるパイロットシンボルと他の１３個のデータシンボルとが含まれている。
【００６１】
このように、多重器１１６は、データシンボルおよびパイロットシンボルによって構成される、ＯＦＤＭシンボルＳＹを順次に生成する。
【００６２】
さらに、本実施形態の多重器１１６は、送信装置１０の制御部１１８によって設定されたデータの配置パターンに従って、ＯＦＤＭシンボルＳＹを生成する。
【００６３】
具体的には、送信装置１０の制御部１１８は、マイクロコンピュータとして構成され、主にＣＰＵ８１、ＲＡＭ８２およびＲＯＭ８３等を備えている。制御部１１８は、ＲＯＭ８３に格納されたプログラムを読み出し、当該プログラムをＣＰＵ８１で実行することによって、多重器制御部８４を機能的に実現する。
【００６４】
多重器制御部８４は、受信装置２０（または受信装置３０）から送信された配置パターン情報に基づいて、ＲＯＭ８３から当該配置パターン情報に示されるデータ配置パターンを読み出し、読み出したデータ配置パターンに従ってデータシンボルおよびパイロットシンボルを多重器１１６に配置させる。なお、送信装置１０では、受信装置２０から送信された配置パターン情報は受信部１１７およびＡ／Ｄ変換部１２５を介して取得され、受信装置３０から送信された配置パターン情報はＰＬＣモデム１２２およびＡ／Ｄ変換部１２５を介して取得される。
【００６５】
多重器１１６は、多重器制御部８４からの制御信号に応じて動作し、データ配置パターンに従ってデータシンボルおよびパイロットシンボルを配置したＯＦＤＭシンボルＳＹを生成する。
【００６６】
例えば、受信装置２０（または受信装置３０）によって指定されたデータ配置パターンが、サブキャリア番号＋３番から＋５番までのサブキャリアを、データの伝送に用いない不使用サブキャリアとするものである場合を想定する。この場合、図８に示されるように、送信装置１０の多重器１１６は、サブキャリア番号＋３番から＋５番のサブキャリアに送信信号を含めないＯＦＤＭシンボルＳＹを生成することになる。
【００６７】
このように、多重器１１６は、データ配置パターンに従ってシンボル信号を配置したＯＦＤＭシンボルを生成する。多重器１１６で生成されたＯＦＤＭシンボルＳＹは、ＩＦＦＴ部１１９に入力される（図６参照）。
【００６８】
ＩＦＦＴ部１１９は、多重器１１６から入力されるＯＦＤＭシンボルに逆高速フーリエ変換を施して、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換する。
【００６９】
ＩＦＦＴ部１１９から出力される時間領域の信号は、ベースバンドのＯＦＤＭ信号（ベースバンドＯＦＤＭ信号）としてＤ／Ａ変換部１２０に入力される。Ｄ／Ａ変換部１２０は、デジタル形式のベースバンドＯＦＤＭ信号をアナログ形式のベースバンドＯＦＤＭ信号に変換し、送信部１２１またはＰＬＣモデム１２２に出力する。
【００７０】
送信部１２１は、ベースバンドＯＦＤＭ信号に対して、周波数変換処理等を施し、搬送帯域のＯＦＤＭ信号を生成する。送信部１２１において生成された搬送帯域のＯＦＤＭ信号は、アンテナＡＮ２を介して送信される。
【００７１】
また、ＰＬＣモデム１２２は、有線伝送路３１としての電力線への結合回路１２３と、ＰＬＣアナログフロントエンド１２４とで構成され、受信装置３０のＰＬＣモデム３０１と同様の機能を有している。Ｄ／Ａ変換部１２０から入力されたベースバンドＯＦＤＭ信号は、ＰＬＣモデム１２２によってＰＬＣ信号に変換され、有線伝送路３１としての電力線を介して送信される。
【００７２】
このように、送信装置１０は、受信装置２０（または受信装置３０）から送られてきた配置パターン情報に基づいて、データの伝送に用いない不使用サブキャリアを特定し、当該不使用サブキャリアを用いることなくデータの伝送を行う。
【００７３】
上述のような構成を有する送信装置１０は、配置パターン情報に基づいて、伝送用サブキャリアに送信信号を含める（割り当てる）ＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段（ＯＦＤＭシンボル生成手段）１１（図６参照）と、生成されたＯＦＤＭシンボルを生成された順番で連続して送信する送信手段１２とで構成されているとも表現できる。
【００７４】
このように表現した場合、ＯＦＤＭシンボル生成手段１１には、スクランブラ１１１、符号化部１１２、インターリーブ部１１３、マッピング部１１４、パイロット信号生成部１１５、多重器１１６、および多重器制御部８４が含まれる。また、送信手段１２には、ＩＦＦＴ部１１９、Ｄ／Ａ変換部１２０、送信部１２１およびＰＬＣモデム１２２が含まれる。なお、正確には、送信装置１０と第２通信装置２０との間で通信を行う場合は、送信手段１２には、ＩＦＦＴ部１１９、Ｄ／Ａ変換部１２０、および送信部１２１が含まれ、送信装置１０と第３通信装置３０との間で通信を行う場合は、送信手段１２には、ＩＦＦＴ部１１９、Ｄ／Ａ変換部１２０、およびＰＬＣモデム１２２が含まれることになる。
【００７５】
また、上述のように、送信装置１０は、無線伝送路を介した無線通信を実現する第１通信手段と、有線伝送路を介した有線通信を実現する第２通信手段とを有しているが、送信装置１０の各構成要素のうち、第１通信手段および第２通信手段の各構成要素は次の通りである。すなわち、送信装置１０の各構成要素のうち、スクランブラ１１１と、符号化部１１２と、インターリーブ部１１３と、マッピング部１１４と、パイロット信号生成部１１５と、多重器１１６と、制御部１１８と、ＩＦＦＴ部１１９と、Ｄ／Ａ変換部１２０と、送信部１２１とが、第１通信手段の構成要素である。また、送信装置１０の各構成要素のうち、スクランブラ１１１と、符号化部１１２と、インターリーブ部１１３と、マッピング部１１４と、パイロット信号生成部１１５と、多重器１１６と、制御部１１８と、ＩＦＦＴ部１１９と、Ｄ／Ａ変換部１２０と、ＰＬＣモデム１２２とが、第２通信手段の構成要素である。
【００７６】
第１通信手段の構成要素と第２通信手段の構成要素とを比較すると、送信装置１０では、第１通信手段は、第２通信手段の一部を共用していることが分かる。共用部分の構成要素については、図６においてハッチングが施されている。すなわち、第１通信手段と第２通信手段との共用部分は、ＯＦＤＭシンボル生成手段１１と、送信手段１２の一部である。共用部分となる送信手段１２の当該一部は、ＩＦＦＴ部１１９およびＤ／Ａ変換部１２０である。
【００７７】
［１−４．動作］
次に、通信システム１の動作について説明する。なお、送信装置１０と受信装置２０との間の通信動作と、送信装置１０と受信装置３０との間の通信動作とは、ほぼ同様であるため、ここでは、送信装置１０と受信装置２０との間の通信動作を、通信システム１の動作として詳述する。図９は、通信システム１の動作を示すフローチャートである。なお、図９では、左側に送信装置１０の動作、右側に受信装置２０の動作がそれぞれ記載されている。
【００７８】
図９に示されるように、通信システム１では、まず、ステップＳＰ１１において、送信装置１０からビーコン信号等の報知信号が受信装置２０に送信される。
【００７９】
ステップＳＰ１２では、受信装置２０において報知信号が受信される。
【００８０】
ステップＳＰ１３では、受信装置２０の伝送路推定部２０６等によって、報知信号を用いた伝送路推定等が行われる。これにより、ステップＳＰ１３では、ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアそれぞれについての伝送路特性が取得されることになる。
【００８１】
ステップＳＰ１４では、受信装置２０の配置パターン決定部７４によって、ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアへの送信信号の配置パターンを示すデータ配置パターンが決定される。
【００８２】
ステップＳＰ１５では、受信装置２０は、決定されたデータ配置パターンを配置パターン情報として送信する。
【００８３】
ステップＳＰ１６では、送信装置１０において配置パターン情報が受信される。
【００８４】
ステップＳＰ１７では、送信装置１０は、受信された配置パターン情報に基づいて、データ配置パターンを特定する。そして、送信装置１０は、当該データ配置パターンに従って、不使用サブキャリアに送信信号を含めないＯＦＤＭシンボルを生成し、当該ＯＦＤＭシンボルを用いてデータの伝送を行う。
【００８５】
ステップＳＰ１８では、受信装置２０は、送信装置１０から送信された信号を受信し、データを受信する。
【００８６】
ステップＳＰ１９では、受信装置２０は、データの受信が完了したことを示す確認信号を送信装置１０に対して送信する。
【００８７】
ステップＳＰ２０では、送信装置１０が当該確認信号を受信して、通信システム１における一連のデータ伝送処理が終了する。
【００８８】
以上のように、本実施形態の通信システム１に含まれる送信装置１０は、複数のサブキャリアで構成されるＯＦＤＭ信号を用いて、第１伝送路を介した通信を行う第１通信手段と、ＯＦＤＭ信号を用いて、第１伝送路とは異なる第２伝送路を介した通信を行う第２通信手段とを有し、当該第２通信手段は、第１通信手段の一部を共用している。
【００８９】
このように、通信手段の一部を共用することによれば、通信手段ごとに個別に構成する場合に比べて、通信装置１０のコストを低減することができるとともに、通信装置１０内の回路規模を小さくすることができる。
【００９０】
また、通信システム１は、送信装置１０と通信を行う受信装置２０を含み、受信装置２０は、無線伝送路を介した通信によって送信装置１０から送信された信号を受信して、複数のサブキャリアそれぞれについての伝送路特性（伝送路情報）を取得する取得手段（除算部２０５および伝送路推定部２０６）と、伝送路情報に基づいて、複数のサブキャリアのうち、送信信号の伝送に用いない不使用サブキャリアを決定する決定手段（配置パターン決定部７４）と、当該決定手段の決定結果を送信装置１０に通知する通知手段とを有している。そして、送信装置１０の第１通信手段は、受信装置２０から通知された決定結果に基づいて、不使用サブキャリアに送信信号を含めないＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段１１と、無線伝送路を介した通信によって当該ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段１２とを有している。
【００９１】
また、通信システム１は、送信装置１０と通信を行う受信装置３０を含み、受信装置３０は、有線伝送路を介した通信によって送信装置１０から送信された信号を受信して、複数のサブキャリアそれぞれについての伝送路情報を取得する取得手段（除算部２０５および伝送路推定部２０６）と、伝送路情報に基づいて、複数のサブキャリアのうち、送信信号の伝送に用いない不使用サブキャリアを決定する決定手段（配置パターン決定部７４）と、当該決定手段の決定結果を送信装置１０に通知する通知手段とを有している。そして、送信装置１０の第１通信手段は、受信装置３０から通知された決定結果に基づいて、不使用サブキャリアに送信信号を含めないＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段１１と、有線伝送路を介した通信によって当該ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段１２とを有している。
【００９２】
このような通信システム１によれば、データの伝送に不適なサブキャリアに送信信号を乗せる可能性を低減することができるので、信頼性の高い通信を実現することができる。
【００９３】
また特に、電力線通信では、使用する電気デバイス（電気機器）の種類に応じて、伝送路に与える影響が異なるため、使用する電気デバイスの種類ごとに、不適サブキャリアの発生パターンが異なる。このため、データの伝送に不適なサブキャリアに送信信号を乗せる可能性を低減する機能は、電力線通信を行う通信システム１において特に有効となる。
【００９４】
＜２．変形例＞
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は、上記に説明した内容に限定されるものではない。
【００９５】
例えば、上記実施形態では、送信装置１０と受信装置２０，３０との間の通信を確立する際に、伝送路の状態に基づいて不使用サブキャリアを特定し、当該不使用サブキャリアを用いることなくデータの伝送を行う場合を例示したがこれに限定されない。具体的には、送信装置１０と受信装置２０，３０との間の通信確立後において、伝送路の状態に基づいて不使用サブキャリアを特定し、当該不使用サブキャリアを用いることなくデータの伝送を行ってもよい。すなわち、通信中に、不使用サブキャリアを動的に変更する態様としてもよく、このような態様とした場合、伝送路の推定には、報知信号の代わりに送信信号を含んだ通常の信号が用いられることになる。
【符号の説明】
【００９６】
１ 通信システム
１０ 送信装置（第１通信装置）
１１ ＯＦＤＭシンボル生成手段（生成手段）
１２ 送信手段
２０ 受信装置（第２通信装置）
３０ 受信装置（第３通信装置）
３１ 有線伝送路
７４ 配置パターン決定部
８４ 多重器制御部
１１６ 多重器
２０５ 除算部
２０６ 伝送路推定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１通信装置と、
前記第１通信装置と通信を行う第２通信装置と、
を備え、
前記第１通信装置は、
複数のサブキャリアで構成されるＯＦＤＭ信号を用いて、第１伝送路を介した通信を行う第１通信手段と、
前記ＯＦＤＭ信号を用いて、前記第１伝送路とは異なる第２伝送路を介した通信を行う第２通信手段と、
を有し、
前記第２通信手段は、前記第１通信手段の一部を共用し、
前記第２通信装置は、
前記第１伝送路を介した通信によって前記第１通信装置から送信された信号を受信して、前記複数のサブキャリアそれぞれについての伝送路情報を取得する取得手段と、
前記伝送路情報に基づいて、前記複数のサブキャリアのうち、送信信号の伝送に用いない不使用サブキャリアを決定する決定手段と、
前記決定手段の決定結果を前記第１通信装置に通知する通知手段と、
を有し、
前記第１通信装置の前記第１通信手段は、
前記決定結果に基づいて、前記不使用サブキャリアに送信信号を含めないＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段と、
前記第１伝送路を介した通信によって前記ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段と、
を有する通信システム。
【請求項２】
前記第２通信手段は、前記第１通信手段における前記生成手段を共用する請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記第２通信手段は、前記第１通信手段における前記生成手段と、前記第１通信手段における前記送信手段の一部とを共用する請求項１または請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記第１伝送路を介した通信および前記第２伝送路を介した通信のいずれか一方は、電力線通信であり、他方は、無線通信である請求項１から請求項３のいずれかに記載の通信システム。
【請求項５】
複数のサブキャリアで構成されるＯＦＤＭ信号を用いて、第１伝送路を介した通信を行う第１通信手段と、
前記ＯＦＤＭ信号を用いて、前記第１伝送路とは異なる第２伝送路を介した通信を行う第２通信手段と、
を備え、
前記第２通信手段は、前記第１通信手段の一部を共用し、
前記第１通信手段は、
通信先から通知される前記第１伝送路の状態を反映した情報に基づいて、前記複数のサブキャリアのうち、送信信号の伝送に用いない不使用サブキャリアに送信信号を含めないＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段と、
前記第１伝送路を介した通信によって前記ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段と、
を有する送信装置。
【請求項１】
第１通信装置と、
前記第１通信装置と通信を行う第２通信装置と、
を備え、
前記第１通信装置は、
複数のサブキャリアで構成されるＯＦＤＭ信号を用いて、第１伝送路を介した通信を行う第１通信手段と、
前記ＯＦＤＭ信号を用いて、前記第１伝送路とは異なる第２伝送路を介した通信を行う第２通信手段と、
を有し、
前記第２通信手段は、前記第１通信手段の一部を共用し、
前記第２通信装置は、
前記第１伝送路を介した通信によって前記第１通信装置から送信された信号を受信して、前記複数のサブキャリアそれぞれについての伝送路情報を取得する取得手段と、
前記伝送路情報に基づいて、前記複数のサブキャリアのうち、送信信号の伝送に用いない不使用サブキャリアを決定する決定手段と、
前記決定手段の決定結果を前記第１通信装置に通知する通知手段と、
を有し、
前記第１通信装置の前記第１通信手段は、
前記決定結果に基づいて、前記不使用サブキャリアに送信信号を含めないＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段と、
前記第１伝送路を介した通信によって前記ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段と、
を有する通信システム。
【請求項２】
前記第２通信手段は、前記第１通信手段における前記生成手段を共用する請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記第２通信手段は、前記第１通信手段における前記生成手段と、前記第１通信手段における前記送信手段の一部とを共用する請求項１または請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記第１伝送路を介した通信および前記第２伝送路を介した通信のいずれか一方は、電力線通信であり、他方は、無線通信である請求項１から請求項３のいずれかに記載の通信システム。
【請求項５】
複数のサブキャリアで構成されるＯＦＤＭ信号を用いて、第１伝送路を介した通信を行う第１通信手段と、
前記ＯＦＤＭ信号を用いて、前記第１伝送路とは異なる第２伝送路を介した通信を行う第２通信手段と、
を備え、
前記第２通信手段は、前記第１通信手段の一部を共用し、
前記第１通信手段は、
通信先から通知される前記第１伝送路の状態を反映した情報に基づいて、前記複数のサブキャリアのうち、送信信号の伝送に用いない不使用サブキャリアに送信信号を含めないＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段と、
前記第１伝送路を介した通信によって前記ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段と、
を有する送信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１６９９６６（Ｐ２０１２−１６９９６６Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３０５９１（Ｐ２０１１−３０５９１）
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（５９１１２８４５３）株式会社メガチップス (322)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（５９１１２８４５３）株式会社メガチップス (322)
【Ｆターム（参考）】
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