JPWO2012014502A1 - COMMUNICATION METHOD, COMMUNICATION DEVICE, AND COMMUNICATION FRAME GENERATION METHOD - Google Patents
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Abstract
本発明は、複数の位相領域を跨ぐことができ、かつ位相領域に応じたTMを割り当てられて生成される通信フレームを用いて通信を行う通信方法および通信装置、フレーム生成方法を提供することを目的とする。区間Aにおける伝送路の状態に応じたTM1および区間Bにおける伝送路の状態に応じたTM2を用いて通信フレーム800を送信する通信方法であって、区間AでTM1を割り当てられたペイロード803を送信し、区間Aと区間Bとの境界付近(t1)でパイロットシンボル814を送信し、区間BでTM2を割り当てられたペイロード813を送信する、ことを特徴とする通信方法。The present invention provides a communication method, a communication apparatus, and a frame generation method for performing communication using a communication frame generated by being assigned a TM corresponding to a phase region and capable of straddling a plurality of phase regions. Objective. A communication method for transmitting a communication frame 800 using TM1 corresponding to the state of the transmission path in section A and TM2 corresponding to the state of the transmission path in section B, and transmitting a payload 803 assigned TM1 in section A Then, a pilot symbol 814 is transmitted near the boundary (t1) between the section A and the section B, and a payload 813 assigned TM2 is transmitted in the section B.
Description
本発明は、伝送路の状態に応じた通信パラメータを用いて通信を行う通信方法および通信装置、通信フレーム生成方法に関する。 The present invention relates to a communication method, a communication apparatus, and a communication frame generation method for performing communication using communication parameters according to the state of a transmission path.
近年、電力線を伝送路とする電力線通信装置が開発されており、通信速度の高速化、通信の信頼性の向上が注目をされている。電力線を利用した通信は、伝送路にインパルス性のノイズが存在する場合や、家電機器のインピーダンス変動などによる受信信号の振幅や位相の変動が発生する場合に、受信信号に歪が生じる。その結果、受信データのビット誤りが増加する。 In recent years, power line communication devices using a power line as a transmission line have been developed, and attention has been paid to increasing the communication speed and improving the reliability of communication. In communication using a power line, distortion occurs in the received signal when impulsive noise is present in the transmission path or when fluctuations in the amplitude or phase of the received signal occur due to impedance fluctuations of home appliances. As a result, bit errors in received data increase.
このビット誤りの増加を防止するために、送信信号の通信フレームごとにパイロットシンボルを挿入する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。図16は、パイロットシンボルを挿入された通信フレームの構成の一例を示す図である。 In order to prevent this bit error from increasing, a method of inserting a pilot symbol for each communication frame of a transmission signal has been proposed (for example, see Patent Document 1). FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a configuration of a communication frame in which pilot symbols are inserted.
図16の通信フレームはフレームフォーマットを示し、1つの通信フレームはNシンボルからなり、(N−1)シンボルからなる情報シンボルと既知の1シンボルからなるパイロットシンボル(Pilot Symbol)とを備えている。1つの通信フレームはこのパイロットシンボルと情報シンボル部とで構成される。 The communication frame of FIG. 16 shows a frame format, and one communication frame includes N symbols, and includes an information symbol including (N-1) symbols and a pilot symbol including one known symbol. One communication frame is composed of the pilot symbol and the information symbol part.
送信側はこの通信フレームを送信し、この通信フレームを受信する受信側はパイロットシンボルを受信することにより、時間的な受信信号の振幅や位相の変動を推定する。これにより、受信側はパイロットシンボルを基準にして振幅、位相変動補償を行う。したがって、送信側が通信フレームにパイロットシンボルを挿入して送信することにより、受信側は振幅や位相の変動を推定できるため、ビット誤りを低減できる。 The transmitting side transmits this communication frame, and the receiving side that receives this communication frame receives the pilot symbols, thereby estimating temporal variations in amplitude and phase of the received signal. As a result, the receiving side performs amplitude and phase fluctuation compensation with reference to the pilot symbol. Therefore, when the transmitting side inserts a pilot symbol into a communication frame and transmits the signal, the receiving side can estimate fluctuations in amplitude and phase, thereby reducing bit errors.
また、データが送信される伝送路の特性は一定ではなく、環境変化や時間の経過に伴って逐次変化する。伝送路が電力線の場合には、電力線に様々な電気機器が接続されるため、様々なノイズが現れる。 In addition, the characteristics of the transmission path through which data is transmitted are not constant, and change sequentially with environmental changes and time. When the transmission line is a power line, various electric devices are connected to the power line, so that various noises appear.
このため、上述の通信方法は伝送路の状態に応じた通信パラメータを使用して通信を行うためにチャネルエスティメーション(CE:Channel Estimation、伝送路推定とも記載する)を行う。これにより伝送路の状態を推定でき、推定した結果に基づいて新たな通信パラメータを取得することができる。現在の通信パラメータと新たに取得した通信パラメータとを比較し、伝送路の状態に適した通信パラメータを用いて通信を行うことで通信性能の向上を図っていた。 Therefore, the above-described communication method performs channel estimation (also referred to as CE: channel estimation) in order to perform communication using communication parameters corresponding to the state of the transmission path. Thereby, the state of the transmission path can be estimated, and a new communication parameter can be acquired based on the estimated result. The communication performance is improved by comparing the current communication parameter with the newly acquired communication parameter and performing communication using the communication parameter suitable for the state of the transmission path.
さらに、伝送路が電力線の場合、AC波形の位相と共にノイズが変化する傾向にある。このため、AC波形の位相と共に最適な通信パラメータは異なり、1つの通信パラメータでは伝送路の状態に応じた最適な通信を行うことができなかった(電力線に全くノイズが生じない場合は除く)。 Furthermore, when the transmission line is a power line, the noise tends to change with the phase of the AC waveform. For this reason, the optimal communication parameters differ with the phase of the AC waveform, and it was impossible to perform optimal communication according to the state of the transmission path with one communication parameter (except when no noise occurs in the power line).
そこで、AC波形の特定の位相領域に適したトーンマップ(TM:Tone Mapとも記載する)を取得する通信方法が提案されている。これにより、データを送るときのAC波形の位相ごとに適したTMを用いて通信を行うことができる(例えば、特許文献2参照)。なお、TMとは通信パラメータの1つであり、マルチキャリア信号のサブキャリアごとに適用する一次変調の種類や、誤り訂正モードの種類などの通信パラメータの一式をまとめて保持している。 Therefore, a communication method for acquiring a tone map (also referred to as TM: Tone Map) suitable for a specific phase region of an AC waveform has been proposed. Thus, communication can be performed using a TM suitable for each phase of the AC waveform when data is transmitted (see, for example, Patent Document 2). TM is one of the communication parameters, and collectively holds a set of communication parameters such as the type of primary modulation applied to each subcarrier of the multicarrier signal and the type of error correction mode.
図17はAC波形の1周期において複数のTMを取得したときの一例を示す図である。図17はAC波形の1周期を示している。このAC波形は時間t0〜t5を境界として、それぞれの位相領域に区分される。なお、位相領域とはある特定のAC波形の位相を時間t0〜t5によって区分した領域のことである。またTM1〜5は各位相領域に適するTMである。すなわち、TM1は位相領域(t0,t1)における伝送路(AC波形)に適するTMである。同様に、TM2は位相領域(t1,t2)、TM3は位相領域(t2,t3)、TM4は位相領域(t3,t4)、TM5は位相領域(t4,t5)、における伝送路(AC波形)に適するTMである。 FIG. 17 is a diagram showing an example when a plurality of TMs are acquired in one cycle of the AC waveform. FIG. 17 shows one period of the AC waveform. This AC waveform is divided into respective phase regions with time t0 to t5 as boundaries. The phase region is a region obtained by dividing the phase of a specific AC waveform by time t0 to t5. TM1 to TM5 are TMs suitable for each phase region. That is, TM1 is a TM suitable for the transmission path (AC waveform) in the phase region (t0, t1). Similarly, TM2 is a phase region (t1, t2), TM3 is a phase region (t2, t3), TM4 is a phase region (t3, t4), and TM5 is a phase region (t4, t5). TM suitable for
このため、送信データが伝送されるAC波形の位相領域に応じて、送信データに割り当てられるTMは異なる。これにより、常に適したTMを用いた通信を行うことができる。 For this reason, the TM assigned to the transmission data differs depending on the phase region of the AC waveform in which the transmission data is transmitted. Thereby, it is possible to always perform communication using a suitable TM.
上記説明したように、図17に示す通信方法は各位相領域に適するTMを用いて通信を行っていた。しかしながら、上述の通信方法には複数の位相領域を跨いでデータを送信する技術が十分に開示されていない。適するTMを用いて通信を行いたい場合、送信データは割り当てられたTMを取得した位相領域で送信される必要がある。仮に、この送信データが複数の位相領域を跨ぐ場合、最適のデータ通信を行うことができないことにより伝送レートが低下するという課題があった。また、送信データが割り当てられたTMを取得した位相領域で必ず送信される場合、この送信データの長さは位相領域の長さに制限されると共に、この送信データを送信するタイミングは制限される。これにより伝送効率が低下するという課題があった。 As described above, the communication method shown in FIG. 17 performs communication using a TM suitable for each phase region. However, the above-described communication method does not sufficiently disclose a technique for transmitting data across a plurality of phase regions. When it is desired to perform communication using a suitable TM, the transmission data needs to be transmitted in the phase region where the allocated TM is acquired. If the transmission data straddles a plurality of phase regions, there has been a problem that the transmission rate is lowered because the optimum data communication cannot be performed. Further, when transmission data is necessarily transmitted in the phase region where the assigned TM is acquired, the length of the transmission data is limited to the length of the phase region, and the timing of transmitting the transmission data is limited. . As a result, there is a problem that the transmission efficiency is lowered.
上記課題を鑑み、以下で説明する実施の形態は、複数の通信パラメータを用いてデータを送信することにより伝送効率および伝送レートが向上する通信方法およびそれを実施する通信装置およびその通信フレーム生成方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the embodiment described below is a communication method in which transmission efficiency and transmission rate are improved by transmitting data using a plurality of communication parameters, a communication device that implements the communication method, and a communication frame generation method thereof The purpose is to provide.
以下で説明する実施の形態の通信方法は、第1の区間における伝送路の状態に応じた第1の通信パラメータおよび第2の区間における伝送路の状態に応じた第2の通信パラメータを用いて通信フレームを送信する通信方法であって、前記第1の区間で前記第1の通信パラメータを割り当てられた第1のデータを送信し、前記第1の区間と第2の区間との境界でパイロットシンボルを送信し、前記第2の区間で前記第2の通信パラメータを割り当てられた第2のデータを送信することを特徴とする。 The communication method of the embodiment described below uses the first communication parameter according to the state of the transmission path in the first section and the second communication parameter according to the state of the transmission path in the second section. A communication method for transmitting a communication frame, wherein the first data to which the first communication parameter is assigned is transmitted in the first section, and a pilot is used at a boundary between the first section and the second section. Symbols are transmitted, and second data assigned with the second communication parameter is transmitted in the second interval.
上記のような通信方法で通信フレームは送信されるため、この通信フレームは第1および第2の区間を跨いで送信され、通信フレーム中の第1および第2のデータは送信される第1および第2の区間における伝送路の状態に応じた第1および第2の通信パラメータを割り当てられる。すなわち、通信フレーム内の各データは伝送される区間に応じた通信パラメータを割り当てられる。このように、通信フレーム中で適する通信パラメータに切り替えて通信フレームは送信されるため、適する通信パラメータを用いて複数の区間を跨ぐ長さで通信フレームを送信することができる。これにより、伝送効率および伝送レートを向上させることができる。 Since the communication frame is transmitted by the communication method as described above, the communication frame is transmitted across the first and second sections, and the first and second data in the communication frame are transmitted. First and second communication parameters corresponding to the state of the transmission path in the second section are assigned. That is, each data in the communication frame is assigned a communication parameter according to the section to be transmitted. In this way, since the communication frame is transmitted by switching to a suitable communication parameter in the communication frame, the communication frame can be transmitted with a length across a plurality of sections using the suitable communication parameter. Thereby, transmission efficiency and a transmission rate can be improved.
また、第1のデータと第2のデータとの境界でパイロットシンボルを送信するため、通信フレームを受信する受信側は第1の通信パラメータと第2の通信パラメータとの切り替わりを認識できる。これにより、受信側は第1の通信パラメータを利用した第1のデータの受信から第2の通信パラメータを利用した第2のデータの受信に切り替えることができる。このようにして、受信側は複数の通信パラメータを用いた通信フレームを受信できる。 In addition, since the pilot symbol is transmitted at the boundary between the first data and the second data, the receiving side that receives the communication frame can recognize the switching between the first communication parameter and the second communication parameter. Thereby, the receiving side can switch from reception of the first data using the first communication parameter to reception of the second data using the second communication parameter. In this way, the receiving side can receive a communication frame using a plurality of communication parameters.
以下で説明する実施の形態は、第1の区間における伝送路の状態に応じた第1の通信パラメータおよび第2の区間における伝送路の状態に応じた第2の通信パラメータを用いて通信フレームを送信する通信方法であって、前記第1の区間で前記第1の通信パラメータを割り当てられた第1のデータを送信し、前記第1の区間と第2の区間との境界でパイロットシンボルを送信し、前記第2の区間で前記第2の通信パラメータを割り当てられた第2のデータを送信する、ことを特徴とする通信方法に関する。 The embodiment described below uses the first communication parameter according to the state of the transmission path in the first section and the second communication parameter according to the state of the transmission path in the second section. A communication method for transmitting, wherein first data to which the first communication parameter is assigned is transmitted in the first interval, and a pilot symbol is transmitted at a boundary between the first interval and the second interval. And transmitting the second data to which the second communication parameter is assigned in the second section.
この通信方法によれば、この通信フレームは第1および第2の区間を跨いで送信され、通信フレーム中の第1および第2のデータは送信される第1および第2の区間における伝送路の状態に応じた第1および第2の通信パラメータを割り当てられる。すなわち、通信フレーム内の各データは伝送される区間に応じた通信パラメータを割り当てられる。このように、通信フレーム中で適する通信パラメータに切り替えて通信フレームは送信されるため、適する通信パラメータを用いて複数の区間を跨ぐ長さで通信フレームを送信することができる。これにより、伝送効率および伝送レートを向上させることができる。 According to this communication method, the communication frame is transmitted across the first and second sections, and the first and second data in the communication frame are transmitted on the transmission paths in the first and second sections. The first and second communication parameters corresponding to the state are assigned. That is, each data in the communication frame is assigned a communication parameter according to the section to be transmitted. In this way, since the communication frame is transmitted by switching to a suitable communication parameter in the communication frame, the communication frame can be transmitted with a length across a plurality of sections using the suitable communication parameter. Thereby, transmission efficiency and a transmission rate can be improved.
また、第1のデータと第2のデータとの境界でパイロットシンボルを送信するため、通信フレーム受信する受信側は第1の通信パラメータと第2の通信パラメータとの切り替わりを認識できる。これにより、受信側は第1の通信パラメータを利用した第1のデータの受信から第2の通信パラメータを利用した第2のデータの受信に切り替えることができる。このようにして、受信側は複数の通信パラメータを用いた通信フレームを受信できる。 In addition, since the pilot symbol is transmitted at the boundary between the first data and the second data, the receiving side that receives the communication frame can recognize the switching between the first communication parameter and the second communication parameter. Thereby, the receiving side can switch from reception of the first data using the first communication parameter to reception of the second data using the second communication parameter. In this way, the receiving side can receive a communication frame using a plurality of communication parameters.
また、以下で説明する実施の形態は、前記第1の区間で第1のデータを送信する前に、パイロットシンボルの情報および通信パラメータの情報を含むフレームコントロールを送信する、ことを特徴とする通信方法に関する。 The embodiment described below transmits a frame control including pilot symbol information and communication parameter information before transmitting the first data in the first interval. Regarding the method.
この通信方法によれば、フレームコントロールは通信パラメータの情報およびパイロットシンボルの情報を受信側に通知する。このため、受信側は通信フレームに複数の通信パラメータの使用の有無およびパイロットシンボル挿入の有無を認識できる。他の言い方をすると、受信側はフレームコントロールより通信フレームのフレームフォーマットを認識できる。 According to this communication method, the frame control notifies the reception side of communication parameter information and pilot symbol information. For this reason, the receiving side can recognize whether or not a plurality of communication parameters are used in the communication frame and whether or not pilot symbols are inserted. In other words, the receiving side can recognize the frame format of the communication frame from the frame control.
また、以下で説明する実施の形態は、前記フレームコントロールを送信する前に、前記フレームコントロールとパイロットシンボルと第1のデータと第2のデータとを含む送信予定の前記通信フレームの構成を決定し、前記通信フレームは前記通信フレームの構成に基づいて送信される、ことを特徴とする通信方法に関する。 Further, in the embodiment described below, before transmitting the frame control, the configuration of the communication frame to be transmitted including the frame control, the pilot symbol, the first data, and the second data is determined. The communication frame is transmitted based on a configuration of the communication frame.
この通信方法によれば、送信予定の通信フレームの構成を決定することで、それに基づいて通信フレームを送信することができる。 According to this communication method, by determining the configuration of the communication frame scheduled to be transmitted, it is possible to transmit the communication frame based on it.
また、以下で説明する実施の形態は、前記第2のデータの長さと前記パイロットシンボルの長さとの和が前記第2の区間の長さと等しくなるように前記通信フレームの構成を決定する、ことを特徴とする通信方法に関する。 In the embodiment described below, the configuration of the communication frame is determined so that the sum of the length of the second data and the length of the pilot symbol is equal to the length of the second section. The present invention relates to a communication method.
この通信方法によれば、第2のデータの長さは第2の区間とパイロットシンボルの長さとの差になる。送信側および受信側の間でパイロットシンボルと第2の区間は既知の長さであるため、第2のデータも送信側および受信側の間で既知の長さとすることができる。 According to this communication method, the length of the second data is the difference between the second interval and the length of the pilot symbol. Since the pilot symbol and the second interval are known lengths between the transmission side and the reception side, the second data can also have a known length between the transmission side and the reception side.
また、以下で説明する実施の形態は、前記フレームコントロールは前記通信フレームの長さの情報および前記第1のデータの長さの情報を格納する、ことを特徴とする通信方法に関する。 The embodiment described below relates to a communication method characterized in that the frame control stores information on the length of the communication frame and information on the length of the first data.
この通信方法によれば、フレームコントロールを受信する受信側は通信フレームの長さおよび第1のデータの長さを認識できる。上記説明したように第2のデータは受信側にとっても既知の長さであるため、受信側は第1および第2のデータを除く通信フレームの長さを算出できる。 According to this communication method, the receiving side that receives the frame control can recognize the length of the communication frame and the length of the first data. As described above, since the second data has a known length for the receiving side, the receiving side can calculate the length of the communication frame excluding the first and second data.
また、以下で説明する実施の形態は、第1の時間で少なくとも1つの通信パラメータを取得後、前記第1の時間よりも短い第2の時間で通信パラメータを取得する、ことを特徴とする通信方法に関する。 In the embodiment described below, after obtaining at least one communication parameter in the first time, the communication parameter is obtained in a second time shorter than the first time. Regarding the method.
この通信方法によれば、第2の時間を第1の時間より短くすることで、各区間における通信パラメータをより早く取得することができる。 According to this communication method, the communication parameter in each section can be acquired earlier by making the second time shorter than the first time.
また、以下で説明する実施の形態は、前記伝送路は電力線であり、前記第1の区間および前記第2の区間は前記電力線上の交流波形の特定の位相領域である、ことを特徴とする通信方法に関する。 In the embodiment described below, the transmission line is a power line, and the first section and the second section are specific phase regions of an AC waveform on the power line. It relates to a communication method.
また、以下で説明する実施の形態は、伝送路の状態に応じた通信パラメータを用いて複数の区間を跨ぐ通信フレームにより通信を行う通信装置であって、前記伝送路を少なくとも第1の区間および第2の区間に識別する区間制御部と、前記第1の区間における伝送路の状態に応じた第1の通信パラメータおよび前記第2の区間における伝送路の状態に応じた第2の通信パラメータを取得する通信パラメータ取得部と、前記通信パラメータ取得部が取得した第1の通信パラメータおよび第2の通信パラメータを格納する通信パラメータ保持部と、前記第1の通信パラメータおよび第2の通信パラメータを利用して送信予定の通信フレームの構成を決定する構成決定部と、前記通信パラメータ保持部より前記第1の通信パラメータおよび第2の通信パラメータを読み出す通信パラメータ制御部と、前記通信フレームの構成に基づき前記通信パラメータ制御部の読み出した前記第1の通信パラメータを割り当てられ前記第1の区間に送信する第1のデータを生成すると共に前記第2の通信パラメータを割り当てられ前記第2の区間に送信する第2のデータを生成すると共に前記第1のデータと第2のデータとの間にパイロットシンボルを挿入する通信フレーム生成部と、前記第1のデータおよびパイロットシンボルおよび第2のデータを送信する送信部と、を備える通信装置に関する。 The embodiment described below is a communication apparatus that performs communication using a communication frame that crosses a plurality of sections using communication parameters according to the state of the transmission path, and includes at least the first section and the transmission path. A section control unit for identifying the second section, a first communication parameter according to the state of the transmission path in the first section, and a second communication parameter according to the state of the transmission path in the second section. Using the communication parameter acquisition unit to be acquired, the communication parameter holding unit for storing the first communication parameter and the second communication parameter acquired by the communication parameter acquisition unit, and the first communication parameter and the second communication parameter A configuration determining unit that determines a configuration of a communication frame scheduled to be transmitted, and the first communication parameter and the second communication parameter from the communication parameter holding unit. A communication parameter control unit that reads a parameter; and first data that is assigned the first communication parameter read by the communication parameter control unit based on the configuration of the communication frame and that is transmitted to the first section, and A communication frame generation unit that generates second data to be transmitted in the second section assigned with a second communication parameter and inserts a pilot symbol between the first data and the second data; And a transmitter that transmits first data, pilot symbols, and second data.
また、以下で説明する実施の形態は、パイロットシンボルの情報および通信パラメータの情報をフレームコントロールに格納するフレームコントロール生成部、を備える通信装置に関する。 The embodiment described below relates to a communication apparatus including a frame control generation unit that stores pilot symbol information and communication parameter information in frame control.
また、以下で説明する実施の形態は、前記構成決定部は、前記第2のデータの長さと前記パイロットシンボルの長さとの和が前記第2の区間の長さと等しくなるように前記通信フレームの構成を決定する、ことを特徴とする通信装置に関する。 In addition, in the embodiment described below, the configuration determination unit may be configured so that the sum of the length of the second data and the length of the pilot symbol is equal to the length of the second section. The present invention relates to a communication apparatus characterized by determining a configuration.
また、以下で説明する実施の形態は、前記フレームコントロール生成部は、前記通信フレームの長さの情報および前記第1のデータの長さの情報を前記フレームコントロールに格納する、ことを特徴とする通信装置に関する。 In the embodiment described below, the frame control generation unit stores the information on the length of the communication frame and the information on the length of the first data in the frame control. The present invention relates to a communication device.
また、以下で説明する実施の形態は、前記通信パラメータ取得部は、第1の時間で少なくとも1つの通信パラメータを取得後、前記第1の時間よりも短い第2の時間で通信パラメータを取得する、ことを特徴とする通信装置に関する。 In the embodiment described below, the communication parameter acquisition unit acquires the communication parameter at a second time shorter than the first time after acquiring at least one communication parameter at the first time. The present invention relates to a communication device.
また、以下で説明する実施の形態は、前記伝送路は電力線であり、前記第1の区間および前記第2の区間は前記電力線上の交流波形の特定の位相領域である、ことを特徴とする通信装置に関する。 In the embodiment described below, the transmission line is a power line, and the first section and the second section are specific phase regions of an AC waveform on the power line. The present invention relates to a communication device.
また、以下で説明する実施の形態は、第1の区間における伝送路の状態に応じた第1の通信パラメータを割り当てられた第1のデータを前記第1の区間で送信し、前記第1の区間と前記第1の区間に隣接する第2の区間との境界でパイロットシンボルを送信し、前記第2の区間における伝送路の状態に応じた第2の通信パラメータを割り当てられた第2のデータを前記第2の区間で送信し、少なくとも前記第1のデータとパイロットシンボルと第2のデータとを送信することで通信フレームを生成する通信フレーム生成方法に関する。 Further, in the embodiment described below, the first data assigned the first communication parameter according to the state of the transmission path in the first section is transmitted in the first section, and the first section Second data in which a pilot symbol is transmitted at a boundary between a section and a second section adjacent to the first section, and a second communication parameter according to a state of a transmission path in the second section is assigned. Is transmitted in the second period, and at least the first data, the pilot symbol, and the second data are transmitted to generate a communication frame.
また、以下で説明する実施の形態は、前記第1のデータを送信する前に、パイロットシンボルの情報および通信パラメータの情報を含むフレームコントロールを送信する、ことを特徴とする通信フレーム生成方法に関する。 Also, the embodiment described below relates to a communication frame generation method characterized by transmitting a frame control including pilot symbol information and communication parameter information before transmitting the first data.
また、以下で説明する実施の形態は、前記フレームコントロールは、前記第1のデータの長さの情報および前記通信フレームの長さの情報を含む、ことを特徴とする通信フレーム生成方法に関する。 The embodiment described below relates to a communication frame generation method characterized in that the frame control includes information on the length of the first data and information on the length of the communication frame.
また、以下で説明する実施の形態は、前記第2のデータは、前記第2の区間の長さおよび前記パイロットシンボルの長さの差と等しくなるように生成される、ことを特徴とする通信フレーム生成方法に関する。 In the embodiment described below, the second data is generated so as to be equal to the difference between the length of the second section and the length of the pilot symbol. The present invention relates to a frame generation method.
(実施の形態1)
以下、実施の形態1の通信方法および通信装置および通信フレーム生成方法について、図面を用いて説明する。(Embodiment 1)
Hereinafter, a communication method, a communication apparatus, and a communication frame generation method according to
図1は、電力線通信装置の一例であるPLC(Power Line Communication)モデム100の前面を示す外観斜視図、図2は、PLCモデム100の背面を示す外観斜視図である。図1、図2に示すPLCモデム100は、筐体101を有しており、筐体101の前面には、図1に示すようにLED(Light Emitting Diode)等の表示部105が設けられている。
FIG. 1 is an external perspective view showing the front of a PLC (Power Line Communication)
また、筐体101の背面には、図2に示すように電源コネクタ102、およびRJ45等のLAN(Local Area Network)用モジュラージャック103、および動作モード(親機モード/子機モード)を切換える切換えスイッチ104が設けられている。
Further, on the rear surface of the
また、筐体の上面には、ボタン106が設けられている。ボタン106は、PLCモデム100を通信可能状態とするための処理(登録処理)を開始するためのセットアップボタンとしての機能を有する。なお、例示として筐体101の上面に設けるとしたが、この位置に限られることはない。
A
電源コネクタ102には、図示しない電源ケーブルが接続され、モジュラージャック103には、図示しないLANケーブルが接続される。なお、PLCモデム100には、さらにDsub(D−subminiature)コネクタを設け、Dsubケーブルを接続するようにしても良い。
A power cable (not shown) is connected to the
なお、電力線通信装置の一例としてPLCモデム100を示したが、電力線通信装置としては、PLCモデムを内蔵した電気機器でも良い。電気機器としては、例えば、テレビ、電話、ビデオデッキ、セットトップボックスなどの家電機器や、パーソナルコンピュータ、ファクス、プリンターなどの事務機器や、電力メータやガスメータなどでも良い。さらには、直流波形を用いる同軸ケーブルを用いて通信を行う電気機器でも良い。
Although the
また、PLCモデム100は、電力線700に接続され、他のPLCモデム100と共に電力線通信システムを構成する。
The
次に、図3に、主にPLCモデム100のハードウェアの構成の一例を示す。PLCモデム100は、回路モジュール200およびスイッチング電源300を有している。スイッチング電源300は、各種(例えば、+1.2V、+3.3V、+12V)の電圧を回路モジュール200に供給するものであり、例えば、スイッチングトランス、DC−DCコンバータ(いずれも図示せず)を含んで構成される。
Next, FIG. 3 mainly shows an example of the hardware configuration of the
回路モジュール200には、メインIC(Integrated Circuit)210、AFE・IC(Analog Front End・Integrated Circuit)220、イーサネット(登録商標)PHY・IC(Physical layer・Integrated Circuit)230、メモリ240、ローパスフィルタ(LPF)251、ドライバIC252、バンドパスフィルタ(BPF)260、カプラ270、AMP(増幅器)IC281、ADC(AD変換)IC282、ACサイクル検出器60が設けられている。スイッチング電源300およびカプラ270は、電源コネクタ102に接続され、さらに電源ケーブル600、電源プラグ400、コンセント500を介して電力線700に接続される。なお、メインIC210は電力線通信を行う制御回路として機能する。
The
メインIC210は、CPU(Central Processing Unit)211、PLC・MAC(Power Line Communication・Media Access Control layer)ブロック212、およびPLC・PHY(Power Line Communication・Physical layer)ブロック213で構成されている。
The
CPU211は、32ビットのRISC(Reduced Instruction Set Computer)プロセッサを実装している。PLC・MACブロック212は、送受信信号のMAC層(Media Access Control layer)を管理し、PLC・PHYブロック213は、送受信信号のPHY層(Physical layer)を管理する。
The
AFE・IC220は、DA変換器(DAC;D/A Converter)221、AD変換器(ADC;A/D Converter)222、および可変増幅器(VGA;Variable Gain Amplifier)223で構成されている。カプラ270は、コイルトランス271、およびカップリング用コンデンサ272a、272bで構成されている。
The AFE /
なお、CPU211は、メモリ240に格納されたデータを利用して、PLC・MACブロック212、およびPLC・PHYブロック213の動作を制御するとともに、PLCモデム100全体の制御も行う。
The
PLCモデム100による通信は、概略次のように行われる。モジュラージャック103から入力されたデータは、イーサネット(登録商標)PHY・IC230を介してメインIC210に送られ、デジタル信号処理を施すことによってデジタル送信信号が生成される。生成されたデジタル送信信号は、AFE・IC220のDA変換器(DAC)221によってアナログ信号に変換され、ローパスフィルタ251、ドライバIC252、カプラ270、電源コネクタ102、電源ケーブル600、電源プラグ400、コンセント500を介して電力線700に出力される。
Communication by the
電力線700から受信された信号は、カプラ270を経由してバンドパスフィルタ260に送られ、AFE・IC220の可変増幅器(VGA)223でゲイン調整がされた後、AD変換器(ADC)222でデジタル信号に変換される。そして、変換されたデジタル信号は、メインIC210に送られ、デジタル信号処理を施すことによって、デジタルデータに変換される。変換されたデジタルデータは、イーサネット(登録商標)PHY・IC230を介してモジュラージャック103から出力される。
A signal received from the
回路モジュール200に設けられたACサイクル検出器60は、互いに通信を行う複数台のPLCモデム100が共通のタイミングで制御を実施するために必要な同期信号を生成する。つまり、ACサイクル検出器60は電力線700に供給される交流電源波形に同期した信号を生成する。
The
ACサイクル検出器60は、ダイオードブリッジ60a、抵抗器60b、60c、直流電源供給部60e、およびバッファ60dで構成される。ダイオードブリッジ60aの出力は抵抗器60bに接続される。抵抗器60bと抵抗器60cは直列に接続される。抵抗器60bおよび60cは、バッファ60dの一方の端子に並列に接続される。直流電源供給部60eは、バッファ60dの他方の端子に接続されている。
The
このACサイクル検出器60は、具体的には次のように動作する。すなわち、電力線700に供給される商用の交流電源波形AC、つまり50Hz又は60Hzの正弦波からなる交流波形のゼロクロス点を検出し、このタイミングを基準とする同期信号を生成する。同期信号の具体例としては、交流電源波形のゼロクロス点に同期した複数のパルスからなる矩形波が用いられる。なお、本信号は後述では交流電源波形の位相を決定するのに用いるため、交流電源の任意の電圧を検出する回路で代用することも可能である。
Specifically, the
次に、メインIC210によって実現されるデジタル信号処理の一例について説明する。PLCモデム100は、複数のサブキャリアを用いて生成されるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)信号などのマルチキャリア信号を伝送用の信号として使用するものである。PLCモデム100は、送信対象のデータをOFDM信号などのマルチキャリア送信信号に変換して出力すると共に、OFDM信号などのマルチキャリア受信信号を処理して受信データに変換する。これらの変換のためのデジタル信号処理は、主としてPLC・PHYブロック213で行われる。
Next, an example of digital signal processing realized by the
次に、本実施の形態におけるPLCモデム100の送信時および受信時におけるデジタル信号処理の一例について図面を用いて説明する。図4は、実施の形態1におけるPLCモデム100の機能ブロック図、図5は、実施の形態1におけるPLCモデム100の送信側のデジタル信号処理の一例を説明するための機能ブロック図、図6は実施の形態1におけるPLCモデム100の受信側のデジタル信号処理の一例を説明するための機能ブロック図である。
Next, an example of digital signal processing at the time of transmission and reception by the
図4に示すPLCモデム100は、通信パラメータ設定部11、通信性能取得部12、比較部13、および通信部14を備える。図4に示すように、通信パラメータを決定するブロックの通信パラメータ設定部11、通信性能の情報を取得するブロックの通信性能取得部12、および通信パラメータの優劣を比較するブロックの比較部13は、CPU211に包含されている機能ブロックである。通信パラメータ設定部11の決定した通信パラメータで実際に通信を行うブロックの通信部14は、PLC・MACブロック212、PLC・PHYブロック213に包含されている機能ブロックである。
The
通信部14が他のPLCモデム100と実際に通信を行うことで、通信性能取得部12は通信性能の情報を取得することができる。通信性能の具体例としては、再送の発生頻度(以下、再送率ともいう)や伝送速度(単位時間当たりのデータ情報量、例えばパケット数なども含む)などが考えられる。
When the
通信パラメータの具体例としては、例えば後述するTM(Tone Map:トーンマップ)などであり、TMは例えばメインIC210あるいはメモリ240に格納されており、マルチキャリア信号のサブキャリアごとに適用する一次変調の種類、誤り訂正モードの種類などの通信パラメータの一式をまとめて保持している。
A specific example of the communication parameter is, for example, a TM (Tone Map) described later. The TM is stored in the
比較部13は、例えば新たに取得されたTMと現行TMとの優劣を比較する。現行TMとはすでに取得されていると共に、メインIC210あるいはメモリ240に格納されるTMのことである。なお、TMは後述する伝送路推定によって取得される。
For example, the
TMの優劣は通信部14が他のPLCモデム100と実際に通信を行った結果に基づき決定される。優劣の決定方法としては例えば、伝送速度、再送率、誤り率などであり、これらの情報を比較部13は通信性能取得部12より取得する。これにより、比較部13は異なるTMの通信性能を比較する。なお、比較部13の優劣を決定する対象は新たに取得されたTMと現行TMとに限定されない。異なる例については後述する。
The superiority or inferiority of TM is determined based on the result of the
通信パラメータ設定部11は比較部13の比較結果に基づき最適な通信パラメータを決定する。また、通信パラメータ設定部11には、通常通信時には1つのTMが設定されている。
The communication
通信部14は、通信パラメータ設定部11が決定した通信パラメータに応じた変調方式などを用いて、共通の電力線700に接続された他のPLCモデム100との間で通信を行う。
The
次に、送信側PLCモデム100Aの送信時におけるデジタル信号処理を図5の機能ブロック図を用いて、以下説明する。なお、プリアンブル、フレームコントール、ペイロード、パイロットシンボルに関する詳細な説明は図10を用いて後述する。
Next, digital signal processing at the time of transmission by the transmitting
図5に示す送信側PLCモデム100Aは、符号化部21、一次変調部22、フレーム生成部23、逆ウェーブレット(Wavelet)変換部24、ACゼロクロス検出部25、位相領域制御部26、パイロットシンボル挿入制御部27、変調TM制御部28、FC生成部29、及びアナログ部(AFE・IC)220を備える。
A transmitting-
符号化部21は、入力データを所定の誤り訂正符号で符号化することでビットデータを生成する。入力データは、送信すべきデータ(ペイロード)およびフレームコントロールを含む。一次変調部22は、符号化部21からの送信すべきビットデータをTMに格納されたキャリア毎の一次変調方式にしたがって一次変調(例えば、PAM変調)を行うものである。
The
フレーム生成部23は、一次変調(シンボルマッピング)された直列データに基づいて所定のフォーマットの通信フレームを生成し、さらに並列データに変換するものである。フレーム生成部23は、一次変調部22で変調されたペイロード、一次変調されたフレームコントロール、既知の信号であるプリアンブル、既知の信号であるパイロットシンボル(後述する)を利用して、通信フレームを生成する。ペイロードおよびフレームコントロールを並列データに変換すると共に、後述する送信タイミングでプリアンブルを読み出し、パイロットシンボル挿入制御部27の通知するタイミングで通信フレームにパイロットシンボルを挿入する。プリアンブルおよびパイロットシンボルは既知の信号であり、例えば、メモリ240あるいはメインIC210に格納されたものを利用する。
The
逆ウェーブレット変換部24は、フレーム生成部23からの並列データを逆ウェーブレット変換し、時間軸上のデータとするものであり、伝送シンボルを表すサンプル値系列を生成するものである。このデータは、アナログ部(AFE・IC)220のDA変換器(DAC)221に送られる。
The inverse
ACゼロクロス検出部25はアナログ部(AFE・IC)220より検出されるAC波形のゼロクロス点を検出する。位相領域制御部26はカウンタの機能を備え、仮想的にAC波形を複数の位相領域(区間)に識別する。ACゼロクロス検出部25で検出されたAC波形のゼロクロス点より位相領域制御部26は一定時間カウントし、AC波形の1つの位相領域を決定する。これを繰り返すことによりAC波形の1周期を例えば16の位相領域に等間隔で識別する。位相領域制御部26は識別された各位相領域に符号(例えば、番号等)を割り振ることにより、AC波形の位相領域を区別することができる。また、位相領域制御部26は位相領域の切り替わるタイミングをパイロットシンボル挿入制御部27および変調TM制御部28に通知する。
The AC zero
パイロットシンボル挿入制御部27は位相領域制御部26から通知される位相領域の変化するタイミングを基にフレーム生成部23にパイロットシンボル挿入するタイミングを通知する。このタイミングにより、フレーム生成部23は生成する通信フレームにパイロットシンボルを挿入する。詳細については図10を用いて後述する。
The pilot symbol
変調TM制御部28は後述する伝送路推定によって取得したTMに基づいて符号化部21および一次変調部22を制御する。符号化部21には誤り訂正符号の情報を通知し、一次変調部22には各キャリアに入れるビット数の情報を通知する。これにより、符号化部21および一次変調部22は伝送路推定により取得したTMの情報を反映させることができる。また、1つの通信フレームに複数のTMを用いるときは、前述の位相領域制御部26より通知される位相領域が変化するタイミングによりTMの切り替えを行う。なお、詳細については図10を用いて後述する。
The modulation
FC生成部29は通信フレームの送受信に必要な情報をフレームコントロールに格納する。例えば、送信元アドレス、送信先アドレス、ペイロードの形式、などの制御情報を格納する。さらに、後述するパイロットシンボルフラグのON/OFF、複数TMフラグのON/OFF、通信フレームの先頭のTM番号、先頭のペイロードのシンボル数(先頭のペイロード長)や、通信フレーム全体のシンボル数(通信フレーム全体のフレーム長)などもフレームコントロールに格納する。
The
次に、受信側PLCモデム100Bの受信時におけるデジタル信号処理を図6の機能ブロック図を用いて、以下説明する。
Next, digital signal processing at the time of reception by the receiving
図6に示す受信側PLCモデム100Bの受信時における機能ブロック図は、ウェーブレット変換部(Wavelet)31、データ抽出部32、伝送路推定部33、TM決定部34、データ判定部35、復号化部36、複数TMパラメータ抽出部37、ACタイミング制御部38、復調TM制御部39、パイロットシンボル制御部40、アナログ部(AFE・IC)220、を備える。
The functional block diagram at the time of reception of the receiving
ウェーブレット変換部31は、AFE・IC220のAD変換器(ADC)222から得られる受信デジタルデータ(送信時と同一のサンプルレートでサンプルされたサンプル値系列)を周波数軸上へ離散ウェーブレット変換するものである。
The
データ抽出部32は、周波数軸上の並列データを直列データに変換するとともに、変換したデータから有効なデータ(フレームコントロール、パイロットシンボルを除くペイロード)を抽出するものである。有効なデータの抽出に当たっては、パイロットシンボル制御部40からの制御信号を利用する。データ判定部35は、各サブキャリアの振幅値を計算し、受信信号の判定を行って受信データを求めるものである。
The
復号化部36は、受信データの誤り訂正処理を行い、復号化されたフレームコントロールおよびペイロードを得る。得られたフレームコントロールは複数TMパラメータ抽出部37に送られ、データ抽出部32のデータ抽出のために利用される。例えば、パイロットシンボルフラグがONかOFFかに応じて、データ抽出部32のペイロードの抽出処理が変更される。
The
複数TMパラメータ抽出部37はフレームコントロールに格納される受信時に必要な情報を抽出する。例えば、後述するパイロットシンボルフラグのON/OFF、複数TMフラグのON/OFF、通信フレームの先頭のTM番号、先頭のペイロードのシンボル数(先頭のペイロード長)や、通信フレーム全体のシンボル数(通信フレーム全体のフレーム長)などである。
The multiple TM
ACタイミング制御部38は複数TMパラメータ抽出部37がフレームコントロールから抽出した情報より、受信した通信フレームにおける様々な切り替わりを把握する。例えば、TMの切り替えタイミングを復調TM制御部39に通知し、パイロットシンボル制御部40に通信フレームにパイロットシンボルが挿入されたタイミングを通知する。
The AC
復調TM制御部39はACタイミング制御部38からの通知よりTMの切り替えを行う(詳細は後述する)。また、複数TMパラメータ抽出部37より通知されるTM番号より、メインIC210あるいはメモリ240に格納されるTMを読み出す。これにより、復調TM制御部39はデータ判定部35に各キャリアのビット数の情報を通知し、復号部36に誤り訂正符号の情報を通知する。この情報に基づきデータ判定部35は各サブキャリアの振幅値の判定を行うと共に復号化部36は誤り訂正処理を行う。これにより、ペイロードは復調される。
The demodulation
パイロットシンボル制御部40は受信した通信フレームのパイロットシンボルを挿入されたタイミングをデータ抽出部32に通知する。これにより、データ抽出部32はパイロットシンボルの挿入されたタイミングに応じてペイロードを抽出する。
The pilot
伝送路推定部33およびTM決定部34については後述する伝送路推定で詳細に説明する。
The transmission
以上のように、メインIC210のPLC・PHYブロック213は、各種デジタル信号処理を行なって、送信信号の生成および受信信号の抽出を行なうが、メインIC210は、伝送路の状態を取得する伝送路状態取得部としての機能、伝送路の状態に基づいて、通信パラメータを取得する通信パラメータ取得部としての機能、通信に使用する通信パラメータと通信フレームのフレームフォーマットを決定する通信フレーム決定部としての機能も奏する。
As described above, the PLC / PHY block 213 of the
次に、本実施の形態におけるPLCモデム100の伝送路推定について図7〜9を用いて詳細に説明する。図7は実施の形態1におけるAC波形と受信信号と受信雑音とPHY速度との関係を示す図、図8は実施の形態1における伝送路推定方法を説明するための図、図9は実施の形態1のPLCモデム100における各キャリアへの情報ビットの割り当ての一例を示す図である。
Next, transmission path estimation of
図7はPLCモデム100の伝送路となる電力線を流れる電力のAC波形の1周期を時間t0〜16を境界とする位相領域(区間)A〜Pに区分し、区分された等間隔の各位相領域A〜Pに適切なPHY速度を割り当てた図である。このPHY速度は伝送路の状態に応じて、すなわち受信雑音や伝送路変動に応じて決定される。受信雑音とは受信したデータに見られるノイズのことで、AC波形の周期に同期して見られる傾向があり、特にAC波形のゼロクロス付近で大きく生じることが多い。図7はAC波形に同期して受信雑音が観測されたときの一例を示し、ここでは位相領域A〜CおよびI〜K付近での受信雑音が大きい。また、受信信号とは他のPLCモデム100が伝送路である電力線を介して伝送した電力線通信信号(以下、PLC信号とも記載する)である。このPLC信号を電力線に伝送すると、電力線の特性に応じて、PLC信号の振幅や位相が変動することがある。このような変動は、電力線に関するインピーダンス(Z)の変動(以下、Z変動とも記載する)などに伴って発生することが多く、伝送誤りの原因となる。このため、図7はAC波形に同期して伝送路変動が観測されたときの一例を示し、ここでは位相領域D、EおよびL、Mで伝送路変動が見られる。位相領域DおよびLでは急激に受信信号が小さくなり、位相領域EおよびMでは急激に受信信号が大きくなっている。
FIG. 7 divides one period of the AC waveform of the power flowing through the power line serving as the transmission line of the
以上のような伝送路のノイズや伝送路変動の状態に応じた通信を行うためにチャネルエスティメーション(CE:ChannelEstimation、伝送路推定とも記載する)を行う。伝送路推定を行うことで伝送路の状態に応じたTMを取得することができる。データを送信する側を送信側PLCモデム100Aとし、そのデータを受信する側を受信側PLCモデム100Bとし、以下、この伝送路推定について詳細に説明する。
In order to perform communication according to the transmission line noise and the state of the transmission line fluctuation as described above, channel estimation (also referred to as CE: Channel Estimation, transmission path estimation) is performed. By performing the transmission path estimation, a TM corresponding to the transmission path status can be acquired. The transmission
送信側PLCモデム100Aの通信部14は受信側PLCモデム100B宛てにCE信号を送信する。CE信号は送信側PLCモデム100Aと受信側PLCモデム100Bとの間で予め両者が認識している既知信号を含む。受信側PLCモデム100Bの通信部14がこのCE信号を受信すると、伝送路推定部33はこのCE信号に含まれる既知信号を評価し、マルチキャリアのサブキャリアごとのCINR(Carrier to Interference and Noise Ratio、搬送波電力対(干渉波+雑音)電力比)を算出する。
The
ここで、伝送路推定部33の動作の一例について図8を用いて説明する。伝送路推定部33はCE信号に含まれる既知信号(+1あるいは−1)と受信信号との誤差を算出する。さらに、この誤差の2乗平均を算出し、この算出された値が平均ノイズ量となる。この動作をサブキャリアごとに行い、サブキャリアごとのCINRを算出する。このCINRを基にTM決定部34はTMを決定する。
Here, an example of the operation of the transmission
またここで、図9を用いて、TMの決定方法の一例について説明する。図9(a)は周波数(サブキャリア)ごとのCINRを示し、図9(b)はこのCINRに対応して割り当てられたビット数を示す。上記説明したように、伝送路推定部33は受信したCE信号に含まれる既知信号より図9(a)に示すCINRを算出する。TM決定部34はこのCINRに基づき、図9(b)に示すようにサブキャリアごとのCINRに対応させて情報ビットを割り当てる。これにより、TM決定部34はサブキャリアごとに適用する一次変調の種類や、誤り訂正モードの種類などの通信パラメータの一式を算出し、これらをまとめて保持するTMを決定する。
Here, an example of a TM determination method will be described with reference to FIG. FIG. 9A shows CINR for each frequency (subcarrier), and FIG. 9B shows the number of bits allocated corresponding to this CINR. As described above, the transmission
以上のように決定されたTMはCER(Channel Estimation Response)信号に格納される。このCER信号を受信側PLCモデム100Bは送信側PLCモデム100Aに送り返すことにより、送信側PLCモデム100AはTMを取得する。送信側PLCモデム100AはCER信号に格納されるTMを通信パラメータ保持部としても機能するメモリ240あるいはメインIC210に格納する。なお、TMは送信先ごとに取得される。例えば、受信側PLCモデムB以外に受信側PLCモデムCおよびDが存在するとき、送信側PLCモデム100Aは受信側PLCモデムB〜Dに対してそれぞれ伝送路推定を行い、それぞれTMを取得する。
The TM determined as described above is stored in a CER (Channel Estimate Response) signal. The receiving
なお、受信側PLCモデム100BのTM決定部34は決定したTMに符号(ここでは番号)を付与して受信側PLCモデム100BのメインICあるいはメモリ240に格納する。これにより、送信側PLCモデム100Aと受信側PLCモデム100Bとの間でTMを共有することができる。したがって、受信側PLCモデム100BはTM番号を通知されるだけでTMを読み出すことができる。なお、言うまでもなく、番号以外の符号としてコード変換されたアルファベットやカナ等を使用しても良い。
The TM determining unit 34 of the receiving
また、TMは位相領域A〜Pごとに取得される。例えば、送信側PLCモデム100AはCE信号を位相領域Aで送信することにより、位相領域Aにおける伝送路の状態に応じたTMを取得する。すなわち、すべての位相領域A〜PにおけるTMを取得するためには、少なくとも16回の伝送路推定が必要となる。さらに、TMに付与される符号は位相領域に対応して規則性を持つ。例えば、位相領域Aで取得されたTMをTM1とし、位相領域Bで取得されたTMをTM2とする。このように、隣り合う位相領域で取得されたTMに連続した番号を付与する、などである。この他にもグレイコードなどを使用しても良い。
Further, TM is acquired for each of the phase regions A to P. For example, the transmitting-
以上のように決定されたTMを用いてフレーム生成部23は通信フレームを生成するが、以下図10を用いて3つのフレームフォーマットについて説明する。2つのフレームフォーマットは通信フレームの中に1つのTMしか用いない場合(以下、単一TMとも記載する)で、もう1つのフレームフォーマットは1つの通信フレームの中に複数のTMを用いる場合(以下、複数TMとも記載する)である。図10は実施の形態1における複数TMで生成される通信フレームと単一TMで生成される通信フレームとを示す図である。
The
また、図10は図7のAC波形の位相領域A〜Dとし、この位相領域(区間)A〜Dで通信フレームが生成されたと仮定する。換言すると、通信フレームが位相領域(区間)A〜Dを跨いで生成される。なお、ここでは通信フレームの構成およびその特性のみを説明し、生成手順の詳細については後述する。 Further, FIG. 10 assumes the phase regions A to D of the AC waveform of FIG. 7, and it is assumed that a communication frame is generated in these phase regions (sections) A to D. In other words, the communication frame is generated across the phase regions (sections) A to D. Here, only the configuration of the communication frame and its characteristics will be described, and the details of the generation procedure will be described later.
単一TMによる通信フレーム840はプリアンブル(PR:Preamble)841とフレームコントロール(FC:Frame Control)842とペイロード(PLD:Payload)843とで構成され、ペイロード843はTM0を割り当てられる。
A single
単一TMによる通信フレーム850はプリアンブル851とフレームコントロール852とペイロード853とパイロットシンボル(PLT:Pilot Symbol)854とで構成され、ペイロード853はTM0を割り当てられる。
A single
複数TMによる通信フレーム800はプリアンブル801とフレームコントロール802とペイロード803、813、823、833とパイロットシンボル814、824、834とで構成され、ペイロード803はTM1を、ペイロード813はTM2を、ペイロード823はTM3を、ペイロード833はTM4を、それぞれ割り当てられる。
A
プリアンブル801、841、851はシンボル同期、等化係数算出などに使用するためのデータを格納する。フレームコントロール802、842、852は送信元アドレス、送信先アドレス、ペイロードの形式、などの制御情報を格納する。
さらに、フレームコントロール802、842、852はパイロットシンボルフラグ(ON/OFF)、複数TMフラグ(ON/OFF)の情報を含み、フレームフォーマットを受信側PLCモデム100Bに通知する。したがって、通信フレーム840のフレームコントロール842はパイロットシンボルフラグ(OFF)および複数TMフラグ(OFF)の情報を含み、通信フレーム850のフレームコントロール852はパイロットシンボルフラグ(ON)、複数TMフラグ(OFF)の情報を含み、通信フレーム800のフレームコントロール802はパイロットシンボルフラグ(ON)、複数TMフラグ(ON)の情報を含む。
Further, the frame controls 802, 842, and 852 include information on pilot symbol flags (ON / OFF) and multiple TM flags (ON / OFF), and notify the receiving
ペイロード803、813、823、833、843、853は送信対象のデータであり、すなわち、本来伝送したいデータの一部分あるいは全体を格納する。
パイロットシンボル814、824、834、854は既知の信号であり、一般的に通信フレームに周期的に挿入される。これにより、例えば通信フレーム850を受信する受信側PLCモデム100Bはパイロットシンボル854区間で受信信号の位相や振幅を監視することにより新たに伝送路の状態を推定する。このため、受信側PLCモデム100Bは新たに推定した伝送路の状態に基づいて受信信号の等化を行い、伝送路変動に追従できる。これにより、ビット誤りの増加を低減することができる。
このため仮に位相領域Bで伝送路変動が存在する場合、受信側PLCモデム100Bはペイロード813を受信する際に伝送路変動の影響を受けるが、パイロットシンボル824区間で伝送路変動を補償できる。したがって、受信側PLCモデム100Bは位相領域C、Dにおけるビット誤りを低減でき、再送率を低減できる。従って、受信側PLCモデム100Bは適時伝送路変動に対応できる。
For this reason, if transmission path fluctuation exists in the phase region B, the receiving
TM0は上述した伝送路推定によって取得したTMである。また、単一TMによって通信フレームを生成するときは、基本的にメインIC210あるいはメモリ240に送信先に対応したTMを1つしか格納されていないときである(複数のTMが格納されているときに単一TMによる通信フレームを生成しても良い)。このときのTMをベースTM0とし、ベースTM0はすべての位相領域A〜Pに存在するペイロードに割り当てられる。
TM0 is a TM acquired by the above-described transmission path estimation. When a communication frame is generated by a single TM, basically, only one TM corresponding to the transmission destination is stored in the
また、通信フレーム850には周期的にパイロットシンボル854が挿入される。ここで、本実施の形態では通信フレーム850は128シンボルごとにパイロットシンボル854を挿入される。したがって、ペイロード853は128シンボルである。なお、128シンボルに特に限定されるわけではなく、64シンボルでも、256シンボルでも、100シンボルでも良い。
In addition,
また、単一TMによる通信フレーム840の場合、パイロットシンボル854を挿入されないため、有効なデータであるペイロードの割合を大きくすることができる。したがって、例えば位相領域A〜Dにおける伝送路の状態が良いとき、単一TMによる通信フレーム840を用いて通信を行うことが望ましい。これにより、伝送効率を向上させることができる。
Further, in the case of a
次に、複数TMによる通信フレーム800について詳細に説明する。通信フレーム800は複数のTM1〜4を割り当てられる。TM1〜4は伝送路推定によって各位相領域A〜Dの伝送路の状態に応じて決定されたTMである。さらに詳細に説明すると、TM1は位相領域Aにおける伝送路の状態に応じたTMであり、TM2は位相領域Bにおける伝送路の状態に応じたTMであり、TM3は位相領域Cにおける伝送路の状態に応じたTMであり、TM4は位相領域Dにおける伝送路の状態に応じたTMである。
Next, the
したがって、位相領域Aに存在するペイロード803はTM1を割り当てられ、位相領域Bに存在するペイロード813はTM2を割り当てられ、位相領域Cに存在するペイロード823はTM3を割り当てられ、位相領域Dに存在するペイロード833はTM4を割り当てられる。
Accordingly, the
これにより、通信フレーム800は伝送されるAC波形の各位相領域A〜Dに応じたTMを用いて生成される。したがって、各位相領域A〜Dにおける伝送路の状態に適する伝送速度の変調方式、かつ誤りの少ない変調方式でデータ伝送を行うことができる。なお、複数のTM取得の詳細については後述する。
Thereby, the
また、パイロットシンボル814、824、834は位相領域の切り替わる境界で挿入される。ここでの境界で挿入されるパイロットシンボルとは図18に示す5つの通信フレームにおける時間t1〜t3付近で挿入されるパイロットシンボルのうちいずれか1つのことである。図18は実施の形態1におけるパイロットシンボルの挿入位置の異なる例を示す図である。通信フレーム800を受信する受信側PLCモデム100Bはパイロットシンボル814、824、834を受信することにより、通信フレーム800におけるTMの切り替えを認識できる。すなわち、例えばパイロットシンボル814はTM1とTM2との切り替えタイミングを受信側PLCモデム100Bに通知する役割を持つ。これにより、受信側PLCモデム100BはTM1とTM2との切り替えタイミングを認識することができる。また、中段のペイロード813、823については同じシンボル数であることが好ましい(この理由は後述する)。
以上より、通信フレーム800は通信フレーム800中で適するTMに切り替えて伝送される。このため、通信フレーム800は位相領域A〜Dを跨いで伝送されても、常に各位相領域A〜Dに適するTM1〜4を用いて伝送される。また、送信側PLCモデム100Aは適するTMを用いるために1つの通信フレームを1つの位相領域内に収まる長さに制限しなくて良い。仮に、各位相領域A〜Dに1つの通信フレームが伝送される場合、送信側PLCモデム100Aは各位相領域A〜Dでプリアンブル、フレームコントロールを毎回伝送すると共に、受信側PLCモデム100Bは通信フレームを受信する度にACK(受信応答信号)を送信側PLCモデム100Aに送り返すこととなり、伝送路上のトラフィック(帯域)の内、有効なデータで無い部分(時間)であるオーバーヘッドは増加する。しかし、通信フレーム800は位相領域A〜Dを跨いで伝送されるため、このオーバーヘッドの増加を低減することができる。さらに通信フレーム800は伝送される位相領域に応じて適するTMに切り替えて伝送されるため、伝送レートを向上させることができる。
As described above, the
次に、本実施の形態における送信側PLCモデム100Aの通信パラメータおよびフレームフォーマットの決定方法について図面を用いて説明する。図11は実施の形態1における通信パラメータおよびフレームフォーマットの決定方法の一例を示すフローチャートである。
Next, a method for determining communication parameters and frame format of transmitting
本実施の形態におけるフレームフォーマットの決定とは、上記説明した図10に示す3つのフレームフォーマットのうち、どれを使用するか決定することである。例えば、通信フレーム840のように単一のTMを用いる(ベースTM0のみを用いる)と共に、パイロットシンボルを挿入しない場合はフレームフォーマットを複数TM(OFF)、パイロット(OFF)とする。また、通信フレーム850のように単一のTMを用いる(ベースTM0のみを用いる)と共に、パイロットシンボルを挿入する場合はフレームフォーマットを複数TM(OFF)、パイロット(OFF)とする。また、通信フレーム800のように複数のTMを用いると共に、パイロットシンボルを挿入する場合はフレームフォーマットを複数TM(ON)、パイロット(ON)とする。
The determination of the frame format in the present embodiment is to determine which one of the three frame formats shown in FIG. 10 described above is used. For example, a single TM is used as in the communication frame 840 (only the base TM0 is used), and when no pilot symbol is inserted, the frame format is set to a plurality of TMs (OFF) and pilots (OFF). In addition, a single TM is used (only the base TM0 is used) as in the
本実施の形態における通信パラメータの決定とは、通信を行う際に使用するTMの決定である。例えば、フレームフォーマットが複数TM(OFF)である場合は、ベースTM0の決定を行う。また、フレームフォーマットが複数TM(ON)である場合は、各位相領域における特有のTMの決定を行う。 The determination of the communication parameter in the present embodiment is the determination of the TM used when performing communication. For example, when the frame format is a plurality of TMs (OFF), the base TM0 is determined. Further, when the frame format is a plurality of TM (ON), a specific TM in each phase region is determined.
また、データを送信する側を送信側PLCモデム100Aとし、そのデータを受信する側を受信側PLCモデム100Bとして説明する。すなわち、送信側PLCモデム100Aは図5の機能ブロックを用い、受信側PLCモデム100Bは図6の機能ブロックを用いる。以下、図11のフローチャートに従い、通信パラメータおよびフレームフォーマットの決定方法の一連の流れについて説明する。
Further, the side that transmits data will be described as a transmitting
ステップS101では、送信側PLCモデム100AのCPU211は現行フレームフォーマットの確認を行う。仮に、送信側PLCモデム100Aは初めて受信側PLCモデム100Bと通信を行うとき、フレームフォーマットは初期状態であるため、複数TM(OFF)、パイロット(OFF)である。フレームフォーマットがパイロット(ON)であるときにはステップS113に進み、パイロット(OFF)であるときにはステップS102に進む。
In step S101, the
ステップS102では、送信側PLCモデム100Aは上記説明した伝送路推定(CE)をどの位相領域で行うかを認識せずに、新たなTM(以下、新TMとも記載する)を取得する。すなわち、送信側PLCモデム100AはAC波形のどの位相領域を認識せずにCE信号を受信側PLCモデム100Bに伝送する。このため、送信側PLCモデム100Aは受信側PLCモデム100Bから送り返されるCER信号がどの位相領域の伝送路の状態におけるTMかを識別しない。したがって、送信側PLCモデム100Aはどの位相領域における伝送路の状態に適するTMかを識別せずに、新TMを取得する。また、取得された新TMはメインIC210あるいはメモリ240に格納される。なお、ここでの伝送路推定でのCE信号は伝送される位相領域を認識されないため、ACゼロクロス検出部25、位相領域制御部26はデジタル信号処理を行わなくても良い。これにより、送信側PLCモデム100Aは簡略的に新TMを取得できる。
In step S102, the transmitting-
ステップS103では、送信側PLCモデム100AのCPU211はメインIC210あるいはメモリ240に現行TMを格納しているかの確認を行う。メインIC210あるいはメモリ240には通常現行TMが格納されている。ただし、送信側PLCモデム100Aは受信側PLCモデム100Bとの間で、まだ一度も伝送路推定が行われていないときは、当然現行TMは格納されていない。現行TMが格納されているときはステップS104に進む。一方、現行TMが格納されていないときはステップS108に進む。
In step S103, the
ステップS104では、メインIC210あるいはメモリ240に格納されている現行TMとステップS102で取得した新TMとでトレーニング(速度比較)を行う。トレーニングとは、異なる通信パラメータを用いて実際にデータ伝送を行い、その伝送速度の結果より比較部13が通信パラメータの優劣を比較することである。ここでのトレーニング対象は現行TMを利用すると共に、フレームフォーマットが複数TM(OFF)およびパイロット(OFF)である場合(以下、現行TMパイロット(OFF)とも記載する)と、新TMを利用すると共にフレームフォーマットが複数TM(OFF)およびパイロット(OFF)である場合(以下、新TMパイロット(OFF)とも記載する)である。この現行TMパイロット(OFF)と新TMパイロット(OFF)とを送信側PLCモデム100Aの通信部14は実際に受信側PLCモデム100Bに送り、受信側PLCモデム100Bは送信側PLCモデム100Aに2つの伝送速度情報を送り返す。これにより、通信性能取得部12は伝送速度情報を取得する。さらに、比較部13はこの伝送速度情報に基づいて現行TMパイロット(OFF)および新TMパイロット(OFF)の優劣を比較し、伝送速度が優れた方をトレーニングの勝者とする。なお、この伝送速度情報は単体で返信されても良いが、ACKの中に含ませて返信される方がトラフィックの悪化を抑制できるため好ましい。
In step S104, training (speed comparison) is performed between the current TM stored in the
なお、ここでの伝送速度はPHY速度と(1−再送率)との積によって算出する。このときの通信パラメータからPHY速度を算出することができる。ここでPHY速度は、PHY速度=(各キャリアに割り当てられた情報ビットの総和)×誤り訂正符号化率/シンボル長である。さらに、比較する伝送速度としてMAC速度を利用しても良い。MAC速度は、MAC速度=PHY速度×(1−再送率)×変換効率である。ここで変換効率は、変換効率=ペイロードの長さ/(プリアンブルの長さ+フレームコントロールの長さ+ペイロードの長さ+ギャップ区間の長さ)である。また、パイロットシンボルを挿入した場合の変換効率は、変換効率=ペイロードの長さ/(プリアンブルの長さ+フレームコントロールの長さ+ペイロードの長さ+ギャップ区間の長さ+パイロットシンボルの長さ)である。 The transmission rate here is calculated by the product of the PHY rate and (1-retransmission rate). The PHY speed can be calculated from the communication parameters at this time. Here, the PHY rate is PHY rate = (sum of information bits allocated to each carrier) × error correction coding rate / symbol length. Further, the MAC speed may be used as the transmission speed to be compared. The MAC speed is MAC speed = PHY speed × (1−retransmission rate) × conversion efficiency. Here, the conversion efficiency is conversion efficiency = payload length / (preamble length + frame control length + payload length + gap section length). The conversion efficiency when pilot symbols are inserted is: conversion efficiency = payload length / (preamble length + frame control length + payload length + gap interval length + pilot symbol length) It is.
ステップS105では、送信側PLCモデム100AはステップS104でのトレーニングの勝者によって進路を判断する。現行TMパイロット(OFF)が勝者のときステップS106に進み、新TMパイロット(OFF)が勝者のときステップS108に進む。
In step S105, the transmitting-
ステップS106では、送信側PLCモデム100Aの通信パラメータ設定部11は通信パラメータの決定を行う。ステップS106でのトレーニングの勝者は現行TMであるため、通信パラメータ設定部11は現行TMをベースTM0に設定する。
In step S106, the communication
ステップS107では、送信側PLCモデム100Aは現行TMパイロット(ON)と現行TMパイロット(OFF)とでトレーニング(速度比較)を行う。
In step S107, the transmitting-
ステップS108では、送信側PLCモデム100Aの通信パラメータ設定部11は通信パラメータの決定を行う。ステップ104でのトレーニングの勝者が新TMであるため、通信パラメータ設定部11は新TMをベースTM0とする。また、そもそも現行TMが格納されてない場合、ステップS102で取得された新TMをベースTM0とする。
In step S108, the communication
ステップS109では、送信側PLCモデム100Aは新TMパイロット(ON)と新TMパイロット(OFF)とでトレーニング(速度比較)を行う。
In step S109, the transmitting-
ステップS110では、送信側PLCモデム100AはステップS107およびステップS109でのトレーニングの勝者のフレームフォーマットによって進路を判断する。ステップS107でのトレーニングの勝者が現行TMパイロット(ON)のとき、あるいは、ステップS109でのトレーニングの勝者が新TMパイロット(ON)のとき、進路はステップS111に進む。また、ステップS107でのトレーニングの勝者が現行TMパイロット(OFF)のとき、あるいは、ステップS109でのトレーニングの勝者が新TMパイロット(OFF)のとき、進路はステップS112に進む。
In step S110, the transmitting-
ステップS111では、送信側PLCモデム100Aの通信パラメータ設定部11はフレームフォーマットを決定する。ステップS107およびステップS109でのトレーニングの結果、パイロット(ON)の伝送速度の方が優れていたため、フレームフォーマットはパイロット(ON)、複数TM(OFF)となる。
In step S111, the communication
ステップS112では、送信側PLCモデム100Aの通信パラメータ設定部11はフレームフォーマットを決定する。ステップS107およびステップS109でのトレーニングの結果、パイロット(OFF)の伝送速度の方が優れていたため、フレームフォーマットはパイロット(OFF)、複数TM(OFF)となる。
In step S112, the communication
ステップS113では、送信側PLCモデム100Aは複数の位相領域のうち1つの位相領域特有の新TMを取得する。ACゼロクロス検出部25はAC波形のゼロクロス点を検出し、位相領域制御部26はこのゼロクロス点よりAC波形を複数(ここでは16)の位相領域A〜Pに等分割することにより、複数の位相領域A〜Pを識別する。これにより、送信側PLCモデム100AはAC波形のどの位相領域(位相)で伝送するかを認識してCE信号を受信側PLCモデム100Bに送ることで、このCE信号を伝送した位相領域の伝送路の状態に応じた新TMを取得する。また、取得された新TMはメインIC210あるいはメモリ240に格納される。なお、ここでは位相領域を等分割としたが、不等分割としても良い。伝送路変動やノイズの影響が大きい位相領域は短くし、一方、伝送路変動やノイズの影響が小さい位相領域は長くする。これにより、通信フレームのパイロットシンボルの数を減らして、ペイロードの割合を増やすことができる。
In step S113, the transmitting-
ステップS114では、送信側PLCモデム100Aの通信パラメータ設定部11はフレームフォーマットの決定を行う。ステップS113で位相領域特有の新TMを取得したため、送信側PLCモデム100Aの通信パラメータ設定部11はフレームフォーマットをパイロット(ON)、複数TM(ON)に決定する。このとき、位相領域特有のTMが取得されていない位相領域で伝送されるペイロードはベースTM0を割り当てられる。
In step S114, the communication
ステップS115では、送信側PLCモデム100Aは複数TMによるトレーニングを行う。ここでのトレーニングについて図10を参照して、以下説明する。例えば、ステップS113では位相領域Dにおける伝送路推定を行い、新TM4を取得したとする。このとき、メインIC210あるいはメモリ240には現行TM4が格納されていると仮定すると、ここでのトレーニング対象は位相領域Dでデータを伝送するときに現行TM4を用いる場合および位相領域Dでデータを伝送するときに新TM4を用いる場合である。現行TM4を含む複数TM(ON)の通信フレームおよび新TM4を含む複数TM(ON)の通信フレームを複数回送信する。これにより、受信側PLCモデム100Bより送り返される伝送速度情報を比較部13は平均化することで、現行TM4と新TM4との優劣を比較する。なお、このトレーニングで送信される通信フレームは必ずしも毎回、現行TM4または新TM4を含まなくても良い。なお、公正にトレーニングを行うために現行TMと新TMとが異なる以外はまったく同じという条件でトレーニングを行っても良い。
In step S115, the transmitting-
ステップS116では、送信側PLCモデム100AはステップS115のトレーニングの勝者に基づいて進路を判断する。新TMを用いた場合が勝者であるとき、ステップS117に進み、新TMを用いない場合が勝者であるとき、ステップS118に進む。
In step S116, the transmitting
ステップS117では、送信側PLCモデム100Aの通信パラメータ設定部11は通信パラメータの決定を行う。通信パラメータ設定部11はステップS113で新TMを取得した位相領域における現行TMを新TMに変更する。すなわち、この位相領域でデータを伝送する場合、新TMが使用される。
In step S117, the communication
ステップS118では、送信側PLCモデム100Aの通信パラメータ設定部11は通信パラメータの決定を行う。通信パラメータ設定部11はステップS113で新TMを取得した位相領域における現行TMを新TMに変更しない。すなわち、この位相領域でデータを伝送する場合、現行TMが使用される。
In step S118, the communication
なお、本実施の形態では、トレーニングは実際に有効なデータを送る。これにより、連続的にデータ伝送を行うことができる。したがって、継続した通信ができると共に上記通信パラメータ決定のフローを繰り返すことでより多くのTMを取得することができる。これにより、AC波形の各位相領域A〜Pに適したTMを用いて通信を行うことができる。 In the present embodiment, training actually sends valid data. Thereby, data transmission can be performed continuously. Accordingly, continuous communication can be performed and more TMs can be acquired by repeating the communication parameter determination flow. Thereby, communication can be performed using TM suitable for each phase region AP of the AC waveform.
また、この通信パラメータを決定するフローは周期的に一定間隔で行われても良いし、送信側PLCモデム100Aが受信側PLCモデム100Bへデータを送信する前に行われても良い。さらに、一旦フレームフォーマットが複数TM(ON)、またはパイロット(ON)となってから以降は図11の通信パラメータの決定フローを行う周期をフレームフォーマットが複数TM(OFF)であるときより短くしても良い。これにより、より頻繁に位相領域特有のTMを取得することができる。このため、各位相領域A〜Pにおける特有のTMをより早くそろえることができる。
The flow for determining the communication parameter may be periodically performed at regular intervals, or may be performed before the transmission
なお、本実施の形態では、送信側PLCモデム100AがステップS113での伝送路推定をする際に、どの位相領域に伝送するかを認識して受信側PLCモデム100BにCE信号を伝送したが、位相領域を指定してCE信号を伝送しても良い。例えば、送信側PLCモデム100Aは位相領域A以外の位相領域B〜Pおける特有のTMをすでに保持しているとき、CE信号を位相領域Aで伝送できるように送信するタイミングを調節しても良い(位相領域Aを指定してCE信号を送信しても良い)。これにより、効率的にすべての位相領域A〜Pにおける特有のTMを取得することができる。
In the present embodiment, when transmitting
また、本実施の形態ではトレーニングを行うことによって、パイロット(ON/OFF)、複数TM(ON/OFF)を決定してきたが、常にパイロット(ON)、複数TM(ON)で通信を行っても良い。定期的に行われる伝送路推定(ステップS113)により、位相領域A〜Pのいずれか1つに応じたTMを取得することができる。このため、より早く各位相領域A〜Pにおける伝送路の状態に応じたTMを取得することができる。 In the present embodiment, pilots (ON / OFF) and multiple TMs (ON / OFF) are determined by performing training. However, even if communication is always performed with pilots (ON) and multiple TMs (ON). good. The TM corresponding to any one of the phase areas A to P can be acquired by periodically performing transmission path estimation (step S113). For this reason, TM according to the state of the transmission line in each phase area | region AP can be acquired earlier.
次に図12を用いて通信フレームの送信手順について説明する。通信フレームは上述した通信パラメータを用いて送信される。図12は実施の形態1における通信フレーム生成方法の一例を示すフローチャートである。 Next, a communication frame transmission procedure will be described with reference to FIG. The communication frame is transmitted using the communication parameters described above. FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a communication frame generation method according to the first embodiment.
ステップS201では、送信側PLCモデム100Aは伝送路にデータを送信可能かどうかの確認を行い、伝送路にデータを流しても良いか判断する。これにより、送信データ(通信フレーム)の送信タイミングが決定される。すなわち、既知のシンボル数(既知の長さ)であるプリアンブルおよびフレームコントロールの位置が決定される。PLCモデム100のように伝送路を共有する場合、伝送路の空きの確認が必要となる。
In step S201, the transmitting-
以下、通信パラメータ設定部11が決定した現行フレームフォーマットによって通信フレームの生成手順は異なる。
Hereinafter, the communication frame generation procedure differs depending on the current frame format determined by the communication
現行フレームフォーマットがパイロット(OFF)および複数TM(OFF)のときはステップS204に進み、パイロット(ON)および複数TM(OFF)のときはステップS208に進み、パイロット(ON)および複数TM(ON)のときはステップS212に進む。 When the current frame format is pilot (OFF) and multiple TMs (OFF), the process proceeds to step S204. When the current frame format is pilot (ON) and multiple TMs (OFF), the process proceeds to step S208, where pilot (ON) and multiple TMs (ON) are processed. In this case, the process proceeds to step S212.
まずステップS204に進んだときについて説明する。 First, the case where the process proceeds to step S204 will be described.
ステップS204ではCPU211が送信される予定の通信フレームのシンボル数の計算を行う。すなわち、送信側PLCモデム100Aは受信側PLCモデム100Bに送りたいデータ量と使用するTMによってペイロードのシンボル数を計算する。TMは上述のように一次変調の種類や、誤り訂正モードの種類などの通信パラメータの一式をまとめて保持しているため、必然的に同じデータ量でも使用するTMによってペイロードのシンボル数は異なる。なお、本実施の形態では通信フレームのシンボル数とはフレームコントロール以降のシンボル数とし、通信フレームの最大シンボル数(最大フレーム長)を5msecとする。
In step S204, the
ステップS205では、CPU211がステップS204でのシンボル数の計算結果より通信フレームの構成の決定を行う。すなわち、通信フレーム全体のシンボル数、各ペイロードのシンボル数、各ペイロードに割り当てるTM、パイロットシンボルの挿入有無などを決定することで、送信予定の通信フレームの完成形を決定する。この完成形に基づいて送信を開始する。ここで決定された通信フレームの構成は図10の通信フレーム840と同じと仮定して、以下説明する。
In step S205, the
ステップS206では既知の信号であるプリアンブル841を送信し、続いてFC生成部29が生成するフレームコントロール842を送信する。このフレームコントロール842は送信元アドレス、送信先アドレス、ペイロードの形式、などの制御情報が格納される。さらに、FC生成部29はパイロットシンボルフラグ(OFF)、複数TMフラグ(OFF)、ペイロード843のシンボル数などもフレームコントロール842に格納する。
In step S206, a
ステップS207ではベースTM0を割り当てたペイロード843を送信する。変調TM制御部28はベースTM0に関する情報を符号化部21および一次変調部22に通知し、これに基づいて符号化部21および一次変調部22はペイロード843の変調を行う。フレーム生成部23はペイロード843を直列データから並列データに変換する。このペイロード843は逆ウェーブレット変換部24、アナログ部220を介して受信側PLCモデム100Bに送信される。
In step S207, the
以上のようにデータを連続して送信することにより、通信フレーム840は1つの固まりとして送信される。
By continuously transmitting data as described above, the
次にステップS208に進んだときについて説明する。 Next, a case where the process proceeds to step S208 will be described.
ステップS208では、CPU211が送信される予定の通信フレームのシンボル数の計算を行う。ここでの計算は送りたいデータ量および使用するTM、さらに挿入されるパイロットシンボルのシンボル数を考慮して行われる。なお、本実施の形態でのパイロットシンボルを9シンボルとする。
In step S208, the
ステップS209では、CPU211がステップS208でのシンボル数の計算結果より通信フレームの構成の決定を行う。ここで決定された通信フレームの構成は図10の通信フレーム850と同じと仮定して、以下説明する。
In step S209, the
ステップS210では、既知の信号であるプリアンブル851を送信し、続いてFC生成部29が生成するフレームコントロール852を送信する。このフレームコントロール852は送信元アドレス、送信先アドレス、ペイロードの形式、などの制御情報が格納される。さらに、FC生成部29はパイロットシンボルフラグ(ON)、複数TMフラグ(OFF)、通信フレーム850全体のシンボル数(プリアンブル851およびフレームコントロール852のシンボル数を除く)などもフレームコントロール852に格納する。
In step S210, a
ステップS211ではベースTM0を割り当てたペイロード853およびパイロットシンボル854を送信する。ここでパイロットシンボル854は128シンボルごとに送信される。すなわち、1番目および2番目のペイロード853は128シンボルとなる。またペイロード853はベースTM0を割り当てられる。すなわち、変調TM制御部28はベースTM0に関する情報を符号化部21および一次変調部22に通知し、これに基づいて符号化部21および一次変調部22はペイロード853の変調を行う。フレーム生成部23はペイロード853を直列データから並列データに変換する。このペイロード853は逆ウェーブレット変換部24、アナログ部220を介して受信側PLCモデム100Bに送信される。
In step S211,
次にステップS212に進んだときについて説明する。 Next, a case where the process proceeds to step S212 will be described.
ステップS212では、CPU211が送信される予定の通信フレームのシンボル数の計算を行う。ここでの計算は送りたいデータ量および使用するTM、さらに挿入されるパイロットシンボルのシンボル数を考慮して行われる。なお、生成される予定の通信フレームが複数の位相領域を跨ぐとき、使用するTMは複数となる。
In step S212, the
ステップS213では、CPU211がステップS212でのシンボル数の計算結果より通信フレームの構成の決定を行う。すなわち、送信予定の通信フレームの完成形を決定する。例えば、各ペイロードのシンボル数や、各ペイロードに割り当てるTMをここで決定し、これに基づいて送信を開始する。したがって、CPU211は通信フレームの構成決定部の機能も備える。ここで決定された通信フレームの構成は図10の通信フレーム800と同じと仮定して、以下説明する。
In step S213, the
ステップS214では、既知の信号であるプリアンブル801を送信し、続いてFC生成部29が生成するフレームコントロール802を送信する。このフレームコントロール802は送信元アドレス、送信先アドレス、ペイロードの形式、などの制御情報が格納される。さらに、FC生成部29はパイロットシンボルフラグ(ON)、複数TMフラグ(ON)、先頭のTM番号、先頭のペイロード803のシンボル数、通信フレーム800全体のシンボル数(プリアンブル801およびフレームコントロール802のシンボル数を除く)などもフレームコントロール802に格納する。
In step S214, a
ステップS215では、伝送される位相領域に応じたTMを割り当てたペイロードを送信すると共に、位相領域の切り替わりでパイロットシンボルを送信する。すなわち、TM1を割り当てられたペイロード803、パイロットシンボル814、TM2を割り当てられたペイロード813、パイロットシンボル824、TM3を割り当てられたペイロード823、パイロットシンボル834、TM4を割り当てられたペイロード833、の順に送信される。また、変調TM制御部28は位相領域制御部26から位相領域の切り替わりのタイミングを通知されることにより、符号化部21および一次変調部22に通知するTMに関する情報を変更する。これにより、ペイロード803、813、823、833に割り当てられるTMはそれぞれ異なる。
In step S215, a payload to which a TM corresponding to the phase region to be transmitted is assigned is transmitted, and pilot symbols are transmitted by switching the phase region. That is,
次に以上のように生成され送信される複数TMによる通信フレーム800の受信方法について図6および図10を用いて説明する。以下、受信側PLCモデム100Bが通信フレーム800を受信する場合ついて説明する。
Next, a method for receiving a
上述の通り、複数TMによる通信フレーム800はTMを切り替えるタイミングでパイロットシンボル814、824、834を挿入される。また、TMを切り替えるタイミングとは位相領域が切り替わるタイミングである。なお、既知の信号であるパイロットシンボル814、824、834のシンボル数は固定であり、TM2を割り当てられるペイロード813のシンボル数とTM3を割り当てられるペイロード823のシンボル数とは必然的に同じシンボル数となる。換言すると、ペイロード長813および823のシンボル数は固定、すなわち既知のシンボル数となる。これにより、パイロットシンボル814とペイロード813とを足し合わせたシンボル数(長さ)は位相領域Bと同じとなる。
As described above,
したがって、先頭および後尾のTM(図10に置き換えるとTM1およびTM4)が割り当てられた先頭および後尾のペイロード(図10に置き換えるとペイロード803および833)以外の中段のペイロード(図10に置き換えるとペイロード813および823)のシンボル数は同じとなる。これは通信フレームに用いられるTMの数に限定されない。なお、ペイロード803および833のシンボル数がペイロード813および823のシンボル数と同じであっても良いことは言うまでもない。
Therefore, the payload at the middle stage (
また、受信側PLCモデム100Bはフレームコントロール802に格納される情報からペイロード833のシンボル数を算出する。すなわち、プリンアンブル801、フレームコントロール802、ペイロード803、813、823、パイロットシンボル814、824、834は既知のシンボル数とすることができるため、これらのシンボル数を通信フレーム800全体のシンボル数(プリアンブル801およびフレームコントロール802のシンボル数を除く)から引けば、ペイロード833のシンボル数を算出することができる。
The receiving
そして、送信側PLCモデム100Aが通信フレーム800を受信側PLCモデム100Bに送信する場合、上述の通りフレームコントロール802は通信フレーム800全体のシンボル数(プリアンブル801およびフレームコントロール802を除く)と、TM1を用いたペイロード803のシンボル数と、先頭のTM番号との情報を含む。また、既知の信号であるプリアンブル801のシンボル数とフレームコントロール802のシンボル数とパイロットシンボルのシンボル数とは言うまでもなく受信側PLCモデム100Bにとっても既知である。
When the transmitting
したがって、この情報がフレームコントロール802に格納されることで、受信側PLCモデム100Bはプリアンブル801とのタイミングを合わせるだけで受信可能である。以下、その理由について説明する。
Therefore, by storing this information in the
受信側PLCモデム100Bが通信フレーム800を受信すると、受信側PLCモデム100Bの複数TMパラメータ抽出部37はまずフレームコントロール802の情報を抽出する。複数TMパラメータ抽出部37はペイロード803および通信フレーム800全体のシンボル数(プリアンブル801およびフレームコントロール802のシンボル数を除く)をACタイミング制御部38に通知し、先頭のTM番号を復調TM制御部39に通知する。
When the receiving
復調TM制御部39は先頭のTM番号よりメインICあるいはメモリ240に格納されるTM1を読み出し、このTM1に関する情報をデータ判定部35および復号化部36に通知することで、データ判定部35および復号化部36はペイロード803の復調を行う。
The demodulation
一方、ACタイミング制御部38はフレームコントロール802を受信した時刻よりカウントを開始し、ペイロード803のシンボル数分のカウントを行い、ペイロード803受信時刻を制御する。さらに、ACタイミング制御部38はペイロード803の終わりを復調TM制御部39およびパイロットシンボル制御部40に通知する。このとき、復調TM制御部39は動作を停止する。またパイロットシンボル制御部40はデータ抽出部32にペイロード803の終わりを通知し、データ抽出部32は動作を停止する。
On the other hand, the AC
このとき、パイロットシンボル814はウェーブレット変換部31で信号処理される。そこで、ACタイミング制御部38はペイロード813の始まり(換言すると、パイロットシンボル814の終わり)を復調TM制御部39およびパイロットシンボル制御部40に通知し、さらにパイロットシンボル制御部40はこの情報をデータ抽出部32に通知する。これにより、データ抽出部32はペイロード813の抽出を開始する。一方で、復調TM制御部39はTM2を読み出し、このTM2に関する情報をデータ判定部35および復号化部36に通知する。これにより、データ判定部35および復号化部36はペイロード813の復調を行う。
At this time, the
以上より、この手順を繰り返すことにより、受信側PLCモデム100Bは通信フレーム800を受信できる。なお、TMは1つの位相領域に1つのTM符号(ここでは番号)を付与される。また位相領域が1つずれることにより、TM番号も同様に1つずれるように付与される。したがって、先頭のTM番号を抽出することにより、自動的に次のTM番号も把握することができる。なお、本実施の形態はTM番号を連続的に付与することとしたが、送信側PLCモデム100Aおよび受信側PLCモデム100Bの間で予めTM番号の順番を決めておけば良い。したがって、TM番号はグレイコードのように付与されても良い。
As described above, by repeating this procedure, the receiving
以上より、受信側PLCモデム100Bは伝送路であるAC波形の位相領域を確認することなく、通信フレーム800におけるTMの切り替えタイミングを把握することができる。これにより、受信側PLCモデム100Bは通信フレーム800を受信することができる。また、図6の機能ブロック図にはACゼロクロス検出部25は不要であり、受信側PLCモデム100Bは通信フレーム800が伝送される位相領域を確認せずに通信フレーム800を受信できる。
From the above, the receiving-
(実施の形態2)
以下、実施の形態2について図面を用いて説明する。図13は実施の形態2における通信パラメータおよびフレームフォーマットの決定方法の一例を示すフローチャートである。ここでは、実施の形態1と同一の構成、機能を備えた部材およびステップには同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。(Embodiment 2)
The second embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a communication parameter and frame format determination method according to the second embodiment. Here, members and steps having the same configurations and functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施の形態では、実施の形態1で説明した通信パラメータおよびフレームフォーマットの決定方法の異なる例について説明する。本実施の形態と実施の形態1との異なる点はフレームフォーマットがパイロット(ON)となった後に複数回連続で位相領域を認識した伝送路推定を行い、複数の位相領域特有の新TMを取得する点である。この複数の新TMはトレーニングを行わずに位相領域特有のTMとする。以下、この異なる点について詳細に説明する。なお、実施の形態1と同様に、データを送信する側を送信側PLCモデム100Aとし、そのデータを受信する側を受信側PLCモデム100Bとする。
In this embodiment, different examples of the communication parameter and frame format determination method described in
ステップS119では、送信側PLCモデム100Aの通信パラメータ設定部11はフレームフォーマットを複数TM(ON)、パイロット(ON)に決定する。実施の形態1と異なり、現行TMパイロット(ON)または新TMパイロット(ON)がトレーニングの勝者となった時点で、通信パラメータ設定部11はフレームフォーマットを複数TM(ON)にする。
In step S119, the communication
ステップS120では、上記説明したように、送信側PLCモデム100Aは複数回連続で位相領域を認識した伝送路推定を行い、複数の新TMを取得する。ここでの複数回連続の伝送路推定によって、位相領域A〜Pにおける特有のTMをそろえることが望ましい。そろえることができれば、実際にデータを送信する際にベースTM0を使用する必要はなく、データが伝送される位相領域に適したTMを常に利用して通信を行うことができる。
In step S120, as described above, the transmission-
以上のように、本実施の形態では、フレームフォーマットが複数TM(ON)となると、連続して位相領域特有のTMを複数取得するため、フレームフォーマットが複数TM(ON)となってからすぐに複数の適するTMを利用して通信を行うことができる。何度もトレーニングを繰り返す前に位相領域A〜Pにそれぞれ特有のTMがそろいやすいため、伝送レートは向上する。 As described above, in the present embodiment, when the frame format becomes a plurality of TM (ON), a plurality of TMs peculiar to the phase region are obtained continuously, so immediately after the frame format becomes a plurality of TM (ON). Communication can be performed using a plurality of suitable TMs. Since the specific TMs are easily arranged in the phase areas A to P before repeating the training many times, the transmission rate is improved.
(実施の形態3)
以下、実施の形態3について図面を用いて説明する。図14は実施の形態3におけるPLCモデムの機能ブロック図、図15は実施の形態3における通信パラメータおよびフレームフォーマットの決定方法の一例を示すフローチャートである。ここでは、実施の形態1と同一の構成、機能を備えた部材およびステップには同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。(Embodiment 3)
Hereinafter, Embodiment 3 will be described with reference to the drawings. FIG. 14 is a functional block diagram of the PLC modem according to the third embodiment, and FIG. 15 is a flowchart showing an example of a communication parameter and frame format determination method according to the third embodiment. Here, members and steps having the same configurations and functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施の形態では、実施の形態1および2で説明した通信パラメータおよびフレームコントロールの決定方法の異なる例について説明する。実施の形態1および2と異なる点として、本実施の形態では、伝送路変動の有無を判断に基づいて通信フレームにパイロットシンボルを挿入するか否かを決定する。以下、この異なる点について詳細に説明する。
In the present embodiment, different examples of the communication parameter and frame control determination method described in the first and second embodiments will be described. As a difference from
図14は図5の構成にさらに変動検出部15を加えたものである。変動検出部15はパケットの再送率をAC波形の周期で累積し、その誤り率から伝送路変動の有無を検知するブロックである。
FIG. 14 is obtained by adding a
以下、図15のフローチャートを用いて本実施の形態の通信パラメータおよびフレームコントロールの決定方法について説明する。実施の形態1および2と同様にデータを送信する側を送信側PLCモデム100Aとし、そのデータを受信する側を受信側PLCモデム100Bとする。
Hereinafter, the communication parameter and frame control determination method of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. As in the first and second embodiments, the side that transmits data is the transmitting
ステップS121では、送信側PLCモデム100Aは伝送路変動検出を行う。通信部14は現行TMを用いて実際に通信を行い、通信性能取得部12はこの通信における誤り率や再送率を取得する。この誤り率または再送率より変動検出部15は伝送路の伝送路変動の有無を検知する。
In step S121, the transmitting-
またステップS122でも同様に、送信側PLCモデム100Aは伝送路変動検出を行う。新TMを用いて実際に通信を行い、通信性能取得部12はこの通信における誤り率や再送率を取得する。この誤り率または再送率より変動検出部15は伝送路の伝送路変動の有無を検知する。
Similarly, in step S122, the transmitting-
ステップS123では伝送路変動の有無によって進路を変更する。したがって、ステップ121あるいはステップS122でのトレーニングで伝送路変動が検出されないときはステップS112に進み、伝送路変動が検出されるときはステップS111に進む。 In step S123, the route is changed according to the presence or absence of transmission path fluctuations. Therefore, when the transmission path fluctuation is not detected by the training in step 121 or step S122, the process proceeds to step S112, and when the transmission path fluctuation is detected, the process proceeds to step S111.
また、本実施の形態では伝送路変動検出を行うために、ステップS121およびステップ122で実際に通信を行ったが、ステップS104のトレーニングの際に伝送路変動検出を行っても良い。 Further, in this embodiment, in order to detect transmission path fluctuation, communication is actually performed in steps S121 and 122. However, transmission path fluctuation detection may be performed during the training in step S104.
また、変動検出部15は伝送路環境の急激な変化を検出する機能を備える。変動検出部15は通信性能取得部12が取得する誤り率から常に伝送路の変動を検出する。例えば、単一TMによる通信フレームを用いて通信を行っているが急激に誤り率が上昇した場合、伝送路環境の変化が起こったと推定される。そこで、変動検出部15は現行の通信パラメータおよびフレームフォーマットをリセットする指令を通信パラメータ設定部11に出す。これにより、現行の通信パラメータおよびフレームフォーマットはリセットされ、送信側PLCモデム100AはステップS101から再度通信パラメータおよびフレームフォーマットの決定フローを行う。これにより、単一TMから複数TMに切り替えることができる。伝送路環境の変化が起こる要因は、PLCモデム100と電力線を共有する充電器等がこの電力線との接続から外れる等である。
Further, the
同様に、例えば、複数TMを用いて通信を行ったが、急激に誤り率が低下した場合、急激に伝送路の状態が良くなったと推定される。したがって、変動検出部15は急激な伝送路の変化を検出し、現行の通信パラメータおよびフレームフォーマットをリセットする指令を通信パラメータ設定部11に出す。これにより、現行の通信パラメータおよびフレームフォーマットはリセットされ、送信側PLCモデム100Aはステップ101から再度通信パラメータおよびフレームファーマットの決定を行うため、複数TMから単一TMに切り替えることができる。
Similarly, for example, when communication is performed using a plurality of TMs, when the error rate rapidly decreases, it is presumed that the state of the transmission path has suddenly improved. Therefore, the
なお、フレームフォーマットの複数TM(ON/OFF)に関わらず、変動検出部15は急激な伝送路の変化を検出する場合、通信パラメータおよびフレームフォーマットをリセットしても良い。
Note that, regardless of the plurality of frame formats TM (ON / OFF), the
以上より、本実施の形態でも伝送路の状態に応じた通信パラメータを設定することができる。さらに伝送路変動が検出されなければ不必要なパイロットシンボルを通信フレームに挿入して送信する必要がなくなるため、1つの通信フレームでより多くの有効なデータを送信することができる。また、伝送路の変動が検出されても複数TMで通信フレームを構成するため、実施の形態1と同様に分割された各位相領域A〜Pの伝送路の状態に応じたTMを用いることができると共に、ACKを減らすことができオーバーヘッドを小さくすることができる。 As described above, also in this embodiment, it is possible to set communication parameters according to the state of the transmission path. Furthermore, if transmission path fluctuations are not detected, it is not necessary to insert unnecessary pilot symbols into a communication frame and transmit, so that more effective data can be transmitted in one communication frame. In addition, since a communication frame is composed of a plurality of TMs even when a change in the transmission path is detected, a TM corresponding to the state of the transmission path in each of the phase regions A to P divided as in the first embodiment should be used. In addition, ACK can be reduced and overhead can be reduced.
またPLCモデム100の伝送路は電力線であり、他の電子機器などと電力線を共有するため伝送路環境の変化は起こりやすい。通信パラメータの決定後も変動検出部15が伝送路環境の変化を常に監視するため、伝送路環境の変化に対応して、一旦現在の通信パラメータをリセットすることができる。したがって、本実施の形態におけるPLCモデム100は再度通信パラメータを決定することで伝送路環境の変化に対応することができる。
The transmission path of the
なお、実施の形態1ないし3ではAC波形の1周期を16分割したが、16という数に限定する必要はない。仮に分割数を多くする場合、より伝送路の状態に適したTMを使うことができるが、格納するTMの量は増えると共に、より多くのパイロットシンボルを挿入することとなる。 In the first to third embodiments, one period of the AC waveform is divided into 16, but the number need not be limited to 16. If the number of divisions is increased, a TM that is more suitable for the state of the transmission path can be used. However, the amount of TM to be stored increases and more pilot symbols are inserted.
(実施の形態4)
以下、実施の形態4について図19(a)、(b)を用いて説明する。図19(a)、(b)は実施の形態4における通信フレームの様々な構成を示す図である。ここでは、実施の形態1と同一の構成、機能を備えた部材およびステップには同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。本実施の形態では、実施の形態1で説明した複数TMによる通信フレームの異なる例について説明する。(Embodiment 4)
The fourth embodiment will be described below with reference to FIGS. 19 (a) and 19 (b). 19 (a) and 19 (b) are diagrams showing various configurations of communication frames in the fourth embodiment. Here, members and steps having the same configurations and functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the present embodiment, different examples of communication frames using a plurality of TMs described in the first embodiment will be described.
まず図19(a)に示す通信フレームについて説明する。図19(a)は取得したTMに応じてパイロットシンボルの挿入位置を操作した通信フレームの一例を示す。送信側PLCモデム100Aは取得しているTM1〜4のうち、多くの情報ビットを割り当てることが可能な(多くのデータを伝送可能な)TMを選択し、パイロットシンボルの挿入位置を操作することで、このTMを有効に活用する。図19(a)は、TM3が最も多くの情報ビットを割り当てることが可能なTMであるときの一例である。
First, the communication frame shown in FIG. FIG. 19A shows an example of a communication frame in which the pilot symbol insertion position is manipulated according to the acquired TM. The transmitting-
TM2とTM3との切り替わりを受信側PLCモデム100Bに通知するためのパイロットシンボルは位相領域Bの後尾に挿入される。また、TM3とTM4との切り替わりを受信側PLCモデム100Bに通知するためのパイロットシンボルは位相領域Dの先頭に挿入される。以上のようにパイロットシンボルの位置を操作することにより、TM3を割り当てられるペイロードは位相領域Cに相当する長さで生成される。これにより、TM3を割り当てられるペイロードの長さを最も長くすることができる。すなわち、TM1〜4の中で最も多くの情報ビットを割り当て可能なTM3を通信フレームの中で最も多く使って、この通信フレームを伝送することができる。以上のように、多くのデータを伝送可能なTM3を有効に活用することにより、伝送レートを向上させることができる。
A pilot symbol for notifying the receiving
次に図19(b)に示す通信フレームについて説明する。図19(b)は位相領域を跨ぐ長さでペイロードを生成した通信フレームの一例を示す。図19(b)はTM2およびTM3が同様のTMであるときの一例である。 Next, the communication frame shown in FIG. 19B will be described. FIG. 19B shows an example of a communication frame in which a payload is generated with a length straddling the phase region. FIG. 19B is an example when TM2 and TM3 are similar TMs.
TM2およびTM3は同様のTMであるため、換言すると、位相領域BおよびCにおける伝送路の状態は同様であるため、位相領域BおよびCにおいてTMを切り替えて伝送する効果はわずかである。このため、位相領域BおよびCの境界(時間t2)でパイロットシンボルを挿入しない。これにより、この通信フレーム中の有効なデータの割合は増えるため、伝送効率を向上させることができる。なお、図19(b)では、位相領域BおよびCを跨いで伝送されるペイロードはTM3を割り当てたが、TM2を割り当てても良い。 Since TM2 and TM3 are similar TMs, in other words, since the state of the transmission path in phase regions B and C is the same, the effect of switching TMs in phase regions B and C is small. For this reason, no pilot symbol is inserted at the boundary between the phase regions B and C (time t2). As a result, the proportion of valid data in the communication frame increases, so that transmission efficiency can be improved. In FIG. 19B, TM3 is assigned to the payload transmitted across the phase regions B and C, but TM2 may be assigned.
なお、図19(a)および(b)に示す通信フレームでは、パイロットシンボルの挿入位置に規則性がないため、TM1〜4を割り当てられるそれぞれのペイロードの長さの情報をフレームコントロールに格納する必要がある。あるいは、通信フレーム全体の長さおよびTM1〜3を割り当てられるそれぞれのペイロードの長さの情報を格納する必要がある。さらに、図19(b)に示す通信フレームでは、TM番号は連続でないため、利用するTM番号を予め受信側PLCモデム100Bに通知する必要がある。送信側PLCモデム100Aは受信側PLCモデム100BにこのTM番号を単独で通知しても良いし、フレームコントロールに格納して通知しても良い。同様に、送信側PLCモデム100Aは受信側PLCモデム100Bに先頭のペイロードを送信する前に、先頭のTM番号、先頭のペイロードのシンボル数、通信フレーム全体のシンボル数をフレームコントロールに格納せずに単独で通知してもよい。
In the communication frames shown in FIGS. 19A and 19B, since the pilot symbol insertion positions are not regular, it is necessary to store information on the lengths of the payloads to which TM1 to TM4 are assigned in the frame control. There is. Alternatively, it is necessary to store information on the length of the entire communication frame and the length of each payload to which TM1 to TM3 are assigned. Furthermore, in the communication frame shown in FIG. 19B, since the TM numbers are not continuous, it is necessary to notify the receiving
なお、実施の形態1〜4は適宜組み合わせ可能である。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2010年7月30日出願の日本特許出願No.2010-171630に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。Although the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
This application is based on Japanese Patent Application No. 2010-171630 filed on July 30, 2010, the contents of which are incorporated herein by reference.
上述した実施の形態は、複数のTMを用いて通信を行う通信方法、通信装置、通信フレーム生成方法として有用である。 The above-described embodiments are useful as a communication method, a communication device, and a communication frame generation method for performing communication using a plurality of TMs.
11 通信パラメータ設定部
12 通信性能取得部
13 比較部
14 通信部
15 変動検出部
21 符号化部
22 一次変調部
23 フレーム生成部
24 逆ウェーブレット変換部
25 ACゼロクロス検出部
26 位相領域制御部
27 パイロットシンボル挿入制御部
28 変調TM制御部
29 FC生成部
31 ウェーブレット変換部
32 データ抽出部
33 伝送路推定部
34 TM決定部
35 データ判定部
36 復号化部
37 複数TMパラメータ抽出部
38 ACタイミング制御部
39 復調TM制御部
40 パイロットシンボル制御部
100 PLCモデム
210 メインIC
211 CPU
212 PLC・MACブロック
213 PLC・PHYブロック
220 アナログ部(AFE・IC)
240 メモリ
800,840,850 通信フレーム
801,841,851 プリアンブル
802,842,852 フレームコントロール
803,813,823,833,843,853 ペイロード
814,824,834,854 パイロットシンボルDESCRIPTION OF
211 CPU
212 PLC / MAC block 213 PLC / PHY block 220 Analog part (AFE / IC)
240
Claims (17)
前記第1の区間で前記第1の通信パラメータを割り当てられた第1のデータを送信し、
前記第1の区間と第2の区間との境界でパイロットシンボルを送信し、
前記第2の区間で前記第2の通信パラメータを割り当てられた第2のデータを送信する、
ことを特徴とする通信方法。A communication method for transmitting a communication frame using a first communication parameter according to a state of a transmission path in a first section and a second communication parameter according to a state of a transmission path in a second section,
Transmitting the first data assigned the first communication parameter in the first section;
Transmitting a pilot symbol at a boundary between the first interval and the second interval;
Transmitting the second data assigned the second communication parameter in the second interval;
A communication method characterized by the above.
前記第1の区間で第1のデータを送信する前に、
パイロットシンボルの情報および通信パラメータの情報を含むフレームコントロールを送信する、
ことを特徴とする通信方法。The communication method according to claim 1,
Before transmitting the first data in the first interval,
Transmitting frame control including pilot symbol information and communication parameter information;
A communication method characterized by the above.
前記フレームコントロールを送信する前に、
前記フレームコントロールとパイロットシンボルと第1のデータと第2のデータとを含む送信予定の前記通信フレームの構成を決定し、
前記通信フレームは前記通信フレームの構成に基づいて送信される、
ことを特徴とする通信方法。The communication method according to claim 2,
Before sending the frame control,
Determining a configuration of the communication frame to be transmitted including the frame control, pilot symbols, first data, and second data;
The communication frame is transmitted based on a configuration of the communication frame;
A communication method characterized by the above.
前記第2のデータの長さと前記パイロットシンボルの長さとの和が前記第2の区間の長さと等しくなるように前記通信フレームの構成を決定する、
ことを特徴とする通信方法。The communication method according to claim 3, wherein
Determining the configuration of the communication frame such that the sum of the length of the second data and the length of the pilot symbol is equal to the length of the second interval;
A communication method characterized by the above.
前記フレームコントロールは前記通信フレームの長さの情報および前記第1のデータの長さの情報を格納する、
ことを特徴とする通信方法。The communication method according to claim 4,
The frame control stores information on the length of the communication frame and information on the length of the first data.
A communication method characterized by the above.
第1の時間で少なくとも1つの通信パラメータを取得後、
前記第1の時間よりも短い第2の時間で通信パラメータを取得する、
ことを特徴とする通信方法。The communication method according to any one of claims 1 to 5,
After obtaining at least one communication parameter at a first time,
Obtaining communication parameters in a second time shorter than the first time;
A communication method characterized by the above.
前記伝送路は電力線であり、
前記第1の区間および前記第2の区間は前記電力線上の交流波形の特定の位相領域である、
ことを特徴とする通信方法。The communication method according to any one of claims 1 to 6,
The transmission line is a power line;
The first section and the second section are specific phase regions of an AC waveform on the power line.
A communication method characterized by the above.
前記伝送路を少なくとも第1の区間および第2の区間に識別する区間制御部と、
前記第1の区間における伝送路の状態に応じた第1の通信パラメータおよび前記第2の区間における伝送路の状態に応じた第2の通信パラメータを取得する通信パラメータ取得部と、
前記通信パラメータ取得部が取得した第1の通信パラメータおよび第2の通信パラメータを格納する通信パラメータ保持部と、
前記第1の通信パラメータおよび第2の通信パラメータを利用して送信予定の通信フレームの構成を決定する構成決定部と、
前記通信パラメータ保持部より前記第1の通信パラメータおよび第2の通信パラメータを読み出す通信パラメータ制御部と、
前記通信フレームの構成に基づき前記通信パラメータ制御部の読み出した前記第1の通信パラメータを割り当てられ前記第1の区間に送信する第1のデータを生成すると共に前記第2の通信パラメータを割り当てられ前記第2の区間に送信する第2のデータを生成すると共に前記第1のデータと第2のデータとの間にパイロットシンボルを挿入する通信フレーム生成部と、
前記第1のデータおよびパイロットシンボルおよび第2のデータを送信する送信部と、を備える通信装置。A communication device that performs communication using a communication frame across a plurality of sections using communication parameters according to the state of the transmission path,
A section control unit for identifying the transmission path into at least a first section and a second section;
A communication parameter acquisition unit that acquires a first communication parameter according to a state of a transmission path in the first section and a second communication parameter according to a state of the transmission path in the second section;
A communication parameter holding unit for storing the first communication parameter and the second communication parameter acquired by the communication parameter acquisition unit;
A configuration determining unit that determines a configuration of a communication frame scheduled to be transmitted using the first communication parameter and the second communication parameter;
A communication parameter control unit that reads out the first communication parameter and the second communication parameter from the communication parameter holding unit;
Based on the configuration of the communication frame, the first communication parameter read by the communication parameter control unit is assigned, the first data to be transmitted to the first section is generated, and the second communication parameter is assigned. A communication frame generation unit that generates second data to be transmitted in a second period and inserts a pilot symbol between the first data and the second data;
And a transmission unit that transmits the first data, the pilot symbol, and the second data.
パイロットシンボルの情報および通信パラメータの情報をフレームコントロールに格納するフレームコントロール生成部、
を備える通信装置。The communication device according to claim 8,
A frame control generator for storing pilot symbol information and communication parameter information in the frame control;
A communication device comprising:
前記構成決定部は、
前記第2のデータの長さと前記パイロットシンボルの長さとの和が前記第2の区間の長さと等しくなるように前記通信フレームの構成を決定する、
ことを特徴とする通信装置。The communication device according to claim 9,
The configuration determining unit
Determining the configuration of the communication frame such that the sum of the length of the second data and the length of the pilot symbol is equal to the length of the second interval;
A communication device.
前記フレームコントロール生成部は、
前記通信フレームの長さの情報および前記第1のデータの長さの情報を前記フレームコントロールに格納する、
ことを特徴とする通信装置。The communication device according to claim 10,
The frame control generation unit
Storing the communication frame length information and the first data length information in the frame control;
A communication device.
前記通信パラメータ取得部は、
第1の時間で少なくとも1つの通信パラメータを取得後、
前記第1の時間よりも短い第2の時間で通信パラメータを取得する、
ことを特徴とする通信装置。The communication device according to any one of claims 8 to 11,
The communication parameter acquisition unit
After obtaining at least one communication parameter at a first time,
Obtaining communication parameters in a second time shorter than the first time;
A communication device.
前記伝送路は電力線であり、
前記第1の区間および前記第2の区間は前記電力線上の交流波形の特定の位相領域である、
ことを特徴とする通信装置。The communication device according to any one of claims 8 to 12,
The transmission line is a power line;
The first section and the second section are specific phase regions of an AC waveform on the power line.
A communication device.
前記第1の区間と前記第1の区間に隣接する第2の区間との境界でパイロットシンボルを送信し、
前記第2の区間における伝送路の状態に応じた第2の通信パラメータを割り当てられた第2のデータを前記第2の区間で送信し、
少なくとも前記第1のデータとパイロットシンボルと第2のデータとを送信することで通信フレームを生成する通信フレーム生成方法。Transmitting the first data assigned the first communication parameter according to the state of the transmission path in the first section in the first section;
Transmitting a pilot symbol at a boundary between the first interval and a second interval adjacent to the first interval;
Transmitting the second data assigned with the second communication parameter according to the state of the transmission path in the second section in the second section;
A communication frame generation method for generating a communication frame by transmitting at least the first data, the pilot symbol, and the second data.
前記第1のデータを送信する前に、
パイロットシンボルの情報および通信パラメータの情報を含むフレームコントロールを送信する、
ことを特徴とする通信フレーム生成方法。The communication frame generation method according to claim 14,
Before sending the first data,
Transmitting frame control including pilot symbol information and communication parameter information;
A communication frame generation method characterized by the above.
前記フレームコントロールは、
前記第1のデータの長さの情報および前記通信フレームの長さの情報を含む、
ことを特徴とする通信フレーム生成方法。The communication frame generation method according to claim 15,
The frame control is
Including information on the length of the first data and information on the length of the communication frame,
A communication frame generation method characterized by the above.
前記第2のデータは、
前記第2の区間の長さおよび前記パイロットシンボルの長さの差と等しくなるように生成される、
ことを特徴とする通信フレーム生成方法。The communication frame generation method according to any one of claims 14 to 16, comprising:
The second data is:
Generated to be equal to the difference between the length of the second interval and the length of the pilot symbol;
A communication frame generation method characterized by the above.
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