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PLCを実現する変調方式には、大きくSS方式とOFDM方式がある。
PLC変調技術には、漏洩電界低減のみならず、高速化／高効率化／雑音耐力の強化が求められている。SS方式は低速化により雑音に強く、OFDMは高効率化により高速伝送が可能な変調方式と言われている。 |
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スペクトル拡散変調方式概要
- スペクトル拡散変調方式には、前述したように、直接拡散変調方式と周波数ホッピング変調方式とがあるが、ここでは、ＰＬＣに主に適用されている直接拡散変調方式について述べる。
- 直接拡散変調方式の送信側では、狭帯域の信号を拡散符号を用いて広帯域へ拡散する。受信側では送信側と逆の操作を行い元の狭帯域の信号を復元する。この結果、直接拡散変調方式では以下の特徴を有する。
- 狭帯域の雑音は受信側での逆拡散により広帯域のレベルが低下した雑音となるため、各種狭帯域の雑音に強い。また、送信側での信号拡散により、信号のピーク値を低くできるため、漏洩電界のピーク値漏洩低減が可能である。
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OFDM（直交周波数分割多重）伝送方式概要
- ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）は、上図に示すように、多数のサブキャリアを周波数軸上で直交多重した伝送方式であり、以下の特徴を有する。
- ＯＦＤＭでは多数の狭帯域のサブキャリアを周波数軸上で多重伝送しているため、周波数利用効率が高く、高速化が容易である
- ＯＦＤＭでは、サブキャリア毎の送信制御が可能であるため、既存無線局への影響が特に懸念される帯域に関しては、該当サブキャリアの送信を停止（所謂ノッチ）することで、既存無線局との共存が可能である。
- ＯＦＤＭではサブキャリア毎の信号伝送を行っているため、狭帯域の干渉雑音等に強い。
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CP（サイクリック プレフィックス）
- マルチパスフェージングの影響を避けるため、遅延波の遅延時間を考慮したガードインターバル（サイクリック プレフィックス ＣＰ）を設ける。
- ＣＰは、有効信号の最後尾からある時間分だけ切り取ったコピーを採用し、有効信号の先端に挿入する。受信側ではＣＰ部のデータを無視し、残りのデータで復調する。
- ＣＰ部は復調に寄与しないことから効率が低下するので、ＣＰ長の設定は遅延波の遅延時間、送信信号効率等を総合的に考慮して検討する必要がある。
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窓関数によるサイドローブ低減概要
- ガードインターバルを含めた時間軸波形の両端に窓関数を乗算し、サイドローブを低減することにより深いノッチを形成する。
- この窓関数を乗算した部分はデータ信号とは無関係であるが、この部分を最小化するために時間軸上でオーバーラップさせる手法が用いられる。
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Wavelet-OFDM変調方式概要
- Ｗａｖｅｌｅｔ－ＯＦＤＭは、時間軸および周波数軸でともに直交する性質を持つＷａｖｅｌｅｔ変換を用いたＯＦＤＭ変調方式である。
- ＯＦＤＭでは、周波数軸直交の性質を利用し、複数のキャリアの重なり合いがあっても復調可能であることが特徴である。
- Ｗａｖｅｌｅｔ方式では、さらに時間軸直交の性質のあるＷａｖｅｌｅｔを信号波形とすることで複数のシンボルが重畳しても復調可能である。そのため、ガードインターバルを設けなくても、符号間干渉の影響を受けにくい方式である。また、シンボル区間以上の長い信号波形を使用することにより、低サイドローブを実現している。
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LS-OFDMの概要
- ＬＳ－ＯＦＤＭ（Low Side lobe OFDM）は、チャネル両サイドのサイドローブが７０ｄＢ以上と低く、かつ、時間軸／周波数軸で直交伝送可能な直交周波数分割多重伝送方式であり、以下 の特徴を有する。
- ＬＳ－ＯＦＤＭでは、ピーク漏洩抑圧変調技術を搭載しているため、既存無線局へのピーク値漏洩低減が可能である。また、低サイドローブ変調技術により、４０ｄＢ以上のノッチを効率的に実現可能である。
- ＬＳ－ＯＦＤＭでは、低サイドローブ復調技術により、受信側で７０ｄＢ以上の雑音抑圧特性 を実現している。このため、大振幅の単一トーン雑音やマルチトーン雑音環境下でも安定した伝送が可能である。
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