(57)【要約】【課題】少ない実装面積で構成する回路であっても出力電力を確保できるパルス発生器、パルス送信器、パルス通信装置、パルス通信システム及び半導体装置を提供する。【解決手段】パルス発生部１１２は、設定されたタイミングを示すパルス送出指示に応じて位相の揃ったパルス信号を発生する。複数のカプラ部１１３は、パルス発生部１１２に対応して設けられ、パルス発生部１１２に接続される１次側回路に対して絶縁される２次側回路が直列に接続される。タイミング発生部１１１は、パルス送出指示を複数のパルス発生部１１２に供給する。パルス発生器１１は、複数のパルス発生部１１２から出力されるパルス信号を合成し、合成されたパルス信号の振幅を増大させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定されたタイミングにパルス信号を送信するパルス発生器であって、
前記設定されたタイミングを示すパルス送出指示に応じて位相の揃ったパルス信号を発生する複数のパルス発生部と、
前記パルス発生部に対応して設けられ、前記パルス発生部に接続される１次側回路に対して絶縁される２次側回路が直列に接続される複数の結合部と、
前記パルス送出指示を前記複数のパルス発生部に供給するタイミング発生部と、
を備え、
前記複数のパルス信号発生器から出力されるパルス信号を合成し、合成されたパルス信号の振幅を増大させる
ことを特徴とするパルス発生器。
【請求項２】
前記パルス発生部は、
前記供給されるパルス送出指示を検出してから、予め定められる所定の時間が経過するまで継続的にパルス信号を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載のパルス発生器。
【請求項３】
受信環境に応じて設定される任意の数の前記パルス発生部を選択する選択信号を出力する選択部と、
を備え、
前記パルス発生部は、
前記選択信号によって選択される場合にパルス信号を出力する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパルス発生器。
【請求項４】
検出された雑音電力に応じて前記受信環境の状況を判定する検出部と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載のパルス発生器。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のパルス発生器と、
前記パルス発生器の出力信号を出力する出力器と、
を備えたことを特徴とするパルス送信機。
【請求項６】
送信する情報に応じたタイミングにパルス信号によって通信するパルス通信装置であって、
前記設定されたタイミングを示すパルス送出指示に応じて位相の揃ったパルス信号を発生する複数のパルス発生部と、
前記パルス発生部に対応して設けられ、前記パルス発生部に接続される１次側回路に対して絶縁される２次側回路が直列に接続される複数の結合部と、
前記パルス送出指示を前記複数のパルス発生部に供給するタイミング発生部と、
を備え、
前記複数のパルス発生部から出力されるパルス信号を合成し、合成されたパルス信号の振幅を増大させる
ことを特徴とするパルス通信装置。
【請求項７】
請求項６に記載のパルス通信装置と、
前記パルス通信装置から出力される出力信号を受信するパルス信号受信装置と、
を備えたことを特徴とするパルス通信システム。
【請求項８】
設定されたタイミングにパルス信号を送信するパルス送信器を有する半導体装置であって、
前記設定されたタイミングを示すパルス送出指示に応じて位相の揃ったパルス信号を発生する複数のパルス発生部と、
前記パルス送出指示を前記複数のパルス発生部に供給するタイミング発生部と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
前記パルス発生部に対応して設けられ、前記パルス発生部に接続される１次側回路に対して絶縁される２次側回路が直列に接続される複数の結合部と、
を備えることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス信号を用いるパルス発生器、パルス送信器、パルス通信装置、パルス通信システム及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パルス信号を用いて情報伝送を行う通信方式として、超広帯域（ＵＷＢ： Ultra-Wide Band）通信方式がある。ＵＷＢ通信方式では、広い周波数帯域を利用して情報伝送を行う。ＵＷＢ通信方式の広帯域信号を利用する通信には、従来のスペクトル広帯域化による方法や直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）による方法などがあり、さらに非常に短時間のパルス幅のパルス信号を利用したインパルスラジオ（ＩＲ：Impulse-Radio）による方法がある。特にＵＷＢ通信方式におけるＩＲ方式は、ＵＷＢ−ＩＲと呼ばれている。ＵＷＢ−ＩＲ方式では、広帯域化を目的とする複雑な変調方式と異なり、時間軸上における制御を行うことにより変調することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０３８２２号公報
【特許文献２】特開２００７−３５８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＵＷＢ−ＩＲ方式において、通信品質を確保するには、必要な出力電力を確保することが望まれる。短時間に送出されるパルス信号における出力電力を確保するには、出力するパルスのピーク値を高くする必要がある。しかしながら、単一の半導体素子を用いたパルス送信回路では、その半導体素子の動作可能電圧範囲の限界値により、最大出力電力が制限される。そのため、必要とされる出力電力を得るためのパワーアンプを個別に用意している。そのため、パワーアンプとパルス発生器と集積化することができずに分離することとなり、実装面積の増大やコスト増加の課題がある。
また、特許文献１では、複数パルス列を単一パルスの代わりに送信することで、通信ビットレートあたりの送信電力を上げることが提案されている。しかしながら、パルス信号列化するためには通信ビットレートより数倍高速な基準クロックで回路を動作させる必要があり、回路の複雑化と消費電力の増大という課題がある。
一方、特許文献２では、パルス信号を送信するためのパワーアンプの変わりにＳｉＣ基板上のＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）ミキサーを用いる提案がなされている。しかしながら、その製造プロセスが、一般的なＳｉ−ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）回路ではないため、周辺回路を含めた１チップ化が難しくコストが高くなるという課題がある。
いずれの方法を選択しても、少ない実装面積に収まる簡略化した回路では、必要な出力電力を確保できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、少ない実装面積で構成する回路であっても出力電力を確保できるパルス発生器、パルス送信器、パルス通信装置、パルス通信システム及び半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記問題を解決するために、本発明は、設定されたタイミングにパルス信号を送信するパルス発生器であって、前記設定されたタイミングを示すパルス送出指示に応じて位相の揃ったパルス信号を発生する複数のパルス発生部と、前記パルス発生部に対応して設けられ、前記パルス発生部に接続される１次側回路に対して絶縁される２次側回路が直列に接続される複数の結合部と、前記パルス送出指示を前記複数のパルス発生部に供給するタイミング発生部と、を備え、前記複数のパルス信号発生器から出力されるパルス信号を合成し、合成されたパルス信号の振幅を増大させることを特徴とするパルス発生器である。
これにより、パルス発生器は、複数のパルス発生部を用いて、出力するパルス信号を分散して生成する。パルス発生器は、その生成されたパルス信号を合成することにより、出力するパルス信号の電力を増大させることができる。また、これにより、パルス発生器は、これまでのようにパワーアンプを個別回路によって構成することなく、出力するパルス信号の出力電力を増大することができる。また、パルス発生器は、必要な出力電力を確保して通信品質を低下させることなく、構成する回路の簡素化を図ることができる。
【０００７】
（２）また、本発明は、上記発明において、前記パルス発生部は、前記供給されるパルス送出指示を検出してから、予め定められる所定の時間が経過するまで継続的にパルス信号を出力することを特徴とする。
これにより、パルス発生器は、パルス送出指示により、パルス発生部が出力するパルス信号の出力を同期化させることができ、必要とされる出力電力を有効に利用することが可能となる。また、これにより、パルス発生器は、短い継続時間に出力電力を集中して出力することができ、出力電力を有効に利用でき、必要な出力電力を確保できる。
【０００８】
（３）また、本発明は、上記発明において、受信環境に応じて設定される任意の数の前記パルス発生部を選択する選択部と、を備え、前記パルス発生部は、前記選択信号によって選択される場合にパルス信号を出力することを特徴とする。
これにより、パルス発生器は、検出部によって検出された受信環境に応じて、パルス発生部はパルス信号の出力電力を設定することができる。また、これにより、パルス発生器は、所望の周波数帯域における雑音電力が高い環境で通信するときにも必要に応じて出力するパルス信号の出力電力を増加させることができる。
【０００９】
（４）また、本発明は、上記発明において、検出された雑音電力に応じて前記受信環境の状況を判定する検出部を備えることを特徴とする。
これにより、パルス発生器は、検出部によって検出された雑音電力から周囲の通信環境を推定することができる。また、これにより、パルス発生器は、雑音が多い環境における通信などでは、出力するパルス信号の出力電力を必要に応じて増やすことができ、雑音が少なく通信環境が良好な場合には、低い出力電力を選択することができる。
【００１０】
（５）また、本発明は、上記発明のいずれかに記載のパルス発生器と、前記パルス発生器の出力信号を出力する出力器と、を備えたことを特徴とするパルス送信機である。
これにより、パルス送信機は、パルス発生器が出力するパルスを効率よく出力させる出力器を組み合わせることができる。また、これにより、パルス送信機は、出力されるパルス信号の電力を有効に利用することができる。
【００１１】
（６）また、本発明は、送信する情報に応じたタイミングにパルス信号によって通信するパルス通信装置であって、前記設定されたタイミングを示すパルス送出指示に応じて位相の揃ったパルス信号を発生する複数のパルス発生部と、前記パルス発生部に対応して設けられ、前記パルス発生部に接続される１次側回路に対して絶縁される２次側回路が直列に接続される複数の結合部と、前記パルス送出指示を前記複数のパルス発生部に供給するタイミング発生部と、を備え、前記複数のパルス発生部から出力されるパルス信号を合成し、合成されたパルス信号の振幅を増大させることを特徴とするパルス通信装置である。
これにより、パルス通信装置は、上記に示したパルス発生器を送信部に適用する。また、これにより、パルス通信装置は、出力電力を確保できる。
【００１２】
（７）また、本発明は、上記発明に記載のパルス通信装置と、前記パルス通信装置から出力される出力信号を受信するパルス信号受信装置と、を備えたことを特徴とするパルス通信システムである。
これにより、パルス発信器を用いて通信するパルス通信装置により構成されるパルス通信システムを提供できる。また、これにより、パルス通信装置において、小型化して、低消費電力化した送信回路を用いることができる。
【００１３】
（８）また、本発明は、設定されたタイミングにパルス信号を送信するパルス送信器を有する半導体装置であって、前記設定されたタイミングを示すパルス送出指示に応じて位相の揃ったパルス信号を発生する複数のパルス発生部と、前記パルス送出指示を前記複数のパルス発生部に供給するタイミング発生部と、を備えることを特徴とする半導体装置である。
これにより、複数のパルス発生部を備えるパルス発信器を半導体装置における回路に適用できる。また、これにより、パルス発生回路の小型化、低消費電力化が用意に実現できるようになる。
【００１４】
（９）また、本発明は、上記発明において、前記パルス発生部に対応して設けられ、前記パルス発生部に接続される１次側回路に対して絶縁される２次側回路が直列に接続される複数の結合部と、を備えることを特徴とする。
これにより、半導体装置では、その外部に結合部を複数配置することなく、自半導体装置内部でパルス信号の合成を行うことができる。また、これにより、部品点数を削減した回路構成を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態によるパルス通信システムを示すブロック図である。
【図２】第１実施形態におけるパルス通信システムの動作を示すタイムチャートである。
【図３】第２実施形態によるパルス通信システムを示すブロック図である。
【図４】第２実施形態におけるパルス通信システムの動作を示すタイムチャートである。
【図５】第３実施形態によるパルス通信システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本発明の一実施形態によるパルス通信システムを図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態によるパルス通信システムを示す概略ブロック図である。
この図に示されるパルス通信システム１は、パルス通信装置１０とパルス受信装置２０とからなる。
パルス通信装置１０は、パルス送信器１１と、パルス送信器１１が出力する信号を送信する空中線１３とからなる。
パルス通信装置１０におけるパルス送信器１１は、タイミング発生部（ＴＧ）１１１、複数のパタン発生部（ＰＧ）１１２、複数のカプラ部１１３及びパルス調整部１１４からなる。
【００１７】
タイミング発生部（ＴＧ）１１１は、パルス信号を出力するタイミングを示すタイミング信号を生成し、各パルス発生部（ＰＧ）１１２に入力する。
パルス発生部１１２は、入力されるタイミング信号に応じてパルス信号を生成し出力する。パルス発生部１１２は、タイミング信号の立ち上がりを検出することにより、予め定められる所定の期間継続して出力される複数のパルス信号を生成する。パルス発生部１１２は、生成するパルス信号の位相を調整することができ、他のパルス発生部１１２から出力されるパルス信号の位相とを揃える調整機能を有している。複数のパルス発生部１１２は、同じ位相のパルス信号を出力することにより、その信号を合成することで、個々のパルス発生部１１２が出力する信号より出力電力の大きなパルス信号を生成することができる。
【００１８】
カプラ部１１３は、各パルス発生部１１２に対応して設けられ、パルス発生部１１２から出力される信号を入力し、入力された信号の強度に応じた出力信号を出力する。カプラ部１１３は、例えば、パルストランスや、電磁的に結合されるコイルの組み合わせを適用することができる。複数のカプラ部１１３は、直列に接続され、それぞれの出力信号の電圧が加算される。加算された出力信号が、合成パルス信号としてパルス送信器１１から出力される。
パルス調整部１１４は、パルス発生部１１２の位相特性を設定する。パルス調整部１１４によるパルス発生部１１２の位相特性の設定は、基準とされるバイアス電位を共通に供給することにより行われる。
空中線１３は、パルス送信器１１の出力信号をパルス無線信号として出力する。パルス通信装置１０は、その無線信号を出力信号として送出する。
【００１９】
パルス受信装置２０は、パルス受信器２２と空中線２３からなる。
パルス受信装置２０におけるパルス受信器２２は、パルス受信部２２１を備える。
パルス受信部２２１は、空中線２３によって受信したパルス無線信号が入力され、入力された信号から変調されたパルス信号を復調して、受信する情報を抽出する。
【００２０】
図２は、パルス通信システムの動作を示すタイムチャートである。
この図における横軸は、時間の経過を示す。（ａ）は、タイミング発生部１１１が出力するタイミング信号を示す。（ｂ）は、複数のパルス発生部１１２が出力するパルス信号Ｐ１〜Ｐ３を示す。（ｃ）は、合成パルス信号（合成パルスＰｏｕｔ）を示す。
【００２１】
時刻ｔ１において、タイミング発生部１１１は、タイミング信号によるパルス送出指令Ｔｇ１を出力する。出力されたパルス送出指令Ｔｇ１が複数のパルス発生部１１２に入力され、パルス発生部１１２からは、それぞれパルス信号Ｐ１〜Ｐ３に示されるパルス信号が出力される。
パルス信号Ｐ１〜Ｐ３に出力される波形の位相が揃っていることから、合成された合成パルスＰｏｕｔは、パルス信号Ｐ１〜Ｐ３の電圧の加算によって示される振幅を得ることができる。パルス発生部１１２から出力されるパルス信号が時刻ｔ２まで継続して出力されるため、合成パルスＰｏｕｔも同じく時刻ｔ２まで継続して出力される。その後、時刻ｔ３にパルス送出指令Ｔｇ１の出力が停止する。
【００２２】
続いて、時刻ｔ４（時刻ｔ７）において、タイミング発生部１１１は、タイミング信号によるパルス送出指令Ｔｇ２(Ｔｇ３)を出力する。時刻ｔ１から時刻ｔ２と同様に、パルス発生部１１２からは、それぞれパルス信号Ｐ１〜Ｐ３に示されるパルス信号が出力され、合成パルスＰｏｕｔも同じく時刻ｔ５（時刻８）まで継続して出力される。
【００２３】
以上に示した実施形態では、出力するパルス信号を複数のパルス発生部１１２に分散して生成し、その生成されたパルス信号を合成することにより、出力するパルス信号の電力を増大させることができることから、少ない実装面積でも出力電力を確保できるパルス発生器１１、パルス通信装置１０及びパルス通信システム１を構成できる。
【００２４】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態によるパルス通信システムを示すブロック図である。
この図に示されるパルス通信システム１ａは、パルス通信装置１０ａとパルス受信装置２０とからなる。図１と同じ構成には、同じ符号を附し、異なる構成について説明する。
パルス通信装置１０ａは、パルス送信器１１ａと、パルス送信器１１ａが出力する信号を送信する空中線１３とからなる。
パルス通信装置１０ａにおけるパルス送信器１１ａは、タイミング発生部（ＴＧ）１１１、複数のパタン発生部（ＰＧ）１１２ａ、複数のカプラ部１１３、パルス調整部１１４、空中線切替部１１６、受信電力検出部（ＲＸＰＤ）１１７及びパルス発生選択部１１８からなる。
【００２５】
パルス発生部（ＰＧ）１１２ａは、入力されるタイミング信号に応じてパルス信号を生成し、選択信号が入力される場合にパルス信号を出力する。パルス発生部１１２ａのその他の機能は、パルス発生部１１２と同じである。
空中線切替部１１６は、パルス信号を送信する場合には、カプラ部１１３から入力される信号を空中線１３に出力する。パルス信号を送信しない場合には、空中線１３で受信した信号が入力され、受信電力検出部（ＲＸＰＤ）１１７に出力する。
【００２６】
受信電力検出部（ＲＸＰＤ）１１７は、空中線切替部１１６を介して入力されるパルス信号を送出していないときの雑音電力を検出する。すなわち、受信電力検出部１１７によって検出される雑音電力から、通信環境の状態を判定することができる。
パルス発生選択部１１８は、受信電力検出部１１７によって検出される雑音電力に応じて、パルス送信器１１ａが出力する合成パルス信号の出力電力を設定する。パルス通信装置１０ａが配置される環境における雑音が多く、高い値の雑音電力が検出された場合には、出力する合成パルス信号の出力電力を高く設定する。逆に、パルス通信装置１０ａが配置される環境における雑音が少なく、低い値の雑音電力が検出された場合には、出力する合成パルス信号の出力電力を低く設定し、不要な出力を抑えることができ、消費電力を低減させることが可能になる。
【００２７】
図４は、第２実施形態におけるパルス通信システムの動作を示すタイムチャートである。
この図における横軸は、時間の経過を示す。（ａ）は、タイミング発生部１１１が出力するタイミング信号を示す。（ｂ）は、複数のパルス発生部１１２ａが出力するパルス信号Ｐ１ａ〜Ｐ５ａを示す。この図に示すパルス発生部１１２ａの数は、５式であるものとして説明する。（ｃ）は、合成パルス信号（合成パルスＰｏｕｔａ）を示す。
【００２８】
時刻ｔ１１になる前のパルス信号が出力されていない状態で、雑音電力の検出を行う。雑音電力の検出は、空中線切替部１１６を介して入力される入力信号を受信電力検出部（ＲＸＰＤ）１１７が検出する。その検出された結果から、そのとき検出された雑音電力が高いとパルス発生選択部１１８が判定し、パルス発生選択部１１８がパルス発生部１１２ａからの出力を行うように、全てのパルス発生部１１２ａに出力を行わせる選択信号を入力する。
時刻ｔ１１において、タイミング発生部１１１は、タイミング信号によるパルス送出指令Ｔｇ１１を出力する。出力されたパルス送出指令Ｔｇ１１が複数（５式）のパルス発生部１１２ａに入力され、パルス発生部１１２ａからは、それぞれパルス信号Ｐ１ａ〜Ｐ５ａに示されるパルス信号が出力される。
パルス信号Ｐ１ａ〜Ｐ５ａに出力される波形の位相が揃っていることから、合成された合成パルスＰｏｕｔは、パルス信号Ｐ１ａ〜Ｐ５ａの電圧の加算によって示される振幅を得ることができる。パルス発生部１１２ａから出力されるパルス信号が時刻ｔ１２まで継続して出力されるため、合成パルスＰｏｕｔａも同じく時刻ｔ１２まで継続して出力される。その後、時刻ｔ１３にパルス送出指令Ｔｇ１１の出力が停止する。
【００２９】
パルス信号を送出していない間に、改めて雑音電力の検出を行う。その検出された結果から、そのとき検出された雑音電力が前述の時刻ｔ１１前に判定された値より低いとパルス発生選択部１１８が判定し、パルス発生選択部１１８が一部のパルス発生部１１２ａからの出力を行うように、一部のパルス発生部１１２ａに出力を行わせる選択信号を入力する。図に示した例では、選択信号が入力されるパルス発生部１１２ａの数は、３式になる。
【００３０】
時刻ｔ１４において、タイミング発生部１１１は、タイミング信号によるパルス送出指令Ｔｇ１２を出力する。時刻ｔ１１から時刻ｔ１２と同様に、パルス発生部１１２ａからは、それぞれパルス信号Ｐ１ａ〜Ｐ３ａに示されるパルス信号が出力され、合成パルスＰｏｕｔａも同じく時刻ｔ１５まで継続して出力される。このサイクルで出力される合成パルスＰｏｕｔａは、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２の間に出力される合成パルスＰｏｕｔａの出力電力よりも少ない電力で出力される。
【００３１】
パルス信号を送出していない間に、改めて雑音電力の検出を行う。その検出された結果から、そのとき検出された雑音電力が低く最小の出力電力の設定で十分とパルス発生選択部１１８が判定し、パルス発生選択部１１８が１式のパルス発生部１１２ａから出力を行うように、一式のパルス発生部１１２ａに出力を行わせる選択信号を入力する。
【００３２】
時刻ｔ１７において、タイミング発生部１１１は、タイミング信号によるパルス送出指令Ｔｇ１３を出力する。時刻ｔ１１から時刻ｔ１２と同様に、パルス発生部１１２ａからは、それぞれパルス信号Ｐ１ａに示されるパルス信号が出力され、合成パルスＰｏｕｔａも同じく時刻ｔ１８まで継続して出力される。
【００３３】
以上に示した実施形態では、出力するパルス信号を複数のパルス発生部１１２ａに分散して生成し、その生成されたパルス信号を合成することにより、出力するパルス信号の電力を増大させることができることから、少ない実装面積でも出力電力を確保できるパルス発生器１１ａ、パルス通信装置１０ａ及びパルス通信システム１ａを構成できる。
また、この実施形態では、雑音電力に応じて出力するパルス信号の電力を容易に切り換える方法を例示した。
【００３４】
（第３実施形態）
図５は、第３実施形態によるパルス通信システムを示すブロック図である。
この図に示されるパルス通信システム１ｂは、パルス通信装置１０ｂとパルス受信装置２０ｂとからなる。図１及び図３と同じ構成には、同じ符号を附し、異なる構成について説明する。
パルス通信装置１０ｂは、パルス送信器１１ｂと、パルス送信器１１ｂが出力する信号を送信する空中線１３、パルス受信器１２ｂと、受信した信号をパルス受信器１２ｂに供給する空中線１３ａ及び制御器１４（ＣＯＮＴ２）からなる。
パルス通信装置１０ｂにおけるパルス送信器１１ｂは、タイミング発生部（ＴＧ）１１１、複数のパタン発生部（ＰＧ）１１２ａ、複数のカプラ部１１３、パルス調整部１１４及びパルス発生選択部１１８ｂからなる。
パルス発生選択部１１８ｂは、制御器１４（ＣＯＮＴ２）からの制御指令に応じて、パルス送信器１１ｂが出力する合成パルス信号の出力電力を設定する。対向するパルス受信装置２０ｂが配置される環境における雑音が多く、高い値の雑音電力が検出された場合には、パルス通信装置１０ｂが出力する合成パルス信号の出力電力を高く設定する。逆に、パルス通信装置１０ａが配置される環境における雑音が少なく、低い値の雑音電力が検出された場合には、パルス通信装置１０ｂが出力する合成パルス信号の出力電力を低く設定し、不要な出力を抑えることができ、消費電力を低減させることが可能になる。
【００３５】
パルス受信装置１０ｂにおけるパルス受信器１２は、パルス受信部１２１を備える。
パルス受信部１２１は、空中線１３ａによって受信したパルス無線信号が入力され、入力された信号から変調されたパルス信号を復調して、受信する情報を抽出する。また、パルス受信部１２１は、復調した受信信号から、パルス受信装置２０ｂが通信制御のために送信した制御信号を抽出し、制御器１４に入力する。制御器１４に入力される制御信号には、パルス受信装置２０ｂが受信した雑音電力の値を示す情報が含まれる。
パルス受信装置２０ｂが受信した雑音電力の値を示す情報は、パルス受信装置２０ｂから送信される信号を受信したパルス受信器１２が抽出し、生成される。
【００３６】
制御器１４は、パルス受信装置２０ｂが受信した雑音電力の値を示す情報に基づいて、パルス送信器１１ｂが出力するパルス信号の送信電力を制御する。制御器１４は、パルス送信器１１ｂが出力するパルス信号の送信電力を制御することにより、パルス受信装置２０ｂにおける受信品質を向上させる。そのため、制御器１４は、パルス受信装置２０ｂが受信した雑音電力に対して信号対雑音電力比（ＳＮ比）を確保できるように設定する。そこで、制御器１４は、パルス送信器１１ｂにおけるパルス発生選択部１１８ｂを介して、必要な数のパルス発生部１１２ａを選択して、出力電力の制御を行う。
【００３７】
パルス受信装置２０ｂは、パルス送信器２１、パルス受信器２２ｂ、空中線２３と２３ａ及び制御器２４（ＣＯＮＴ１）からなる。
パルス受信装置２０ｂにおけるパルス送信器２１は、パルス送信部２１１を備える。パルス送信部２１１は、入力される情報と、制御器２４から入力される通信制御を行うための管理情報とを合わせて送信信号に変換し、空中線２３ａを介して出力する。パルス送信部２１１は、パルス送信器１１ｂと同じ構成を有するものであり、制御器２４からの制御により出力するパルス信号の出力電力を制御することができる。
【００３８】
パルス受信器２２ｂは、パルス受信部２２１ｂを備える。
パルス受信部２２１ｂは、空中線２３によって受信したパルス無線信号が入力され、入力された信号から変調されたパルス信号を復調して、受信する情報を抽出する。また、パルス受信部２２１ｂは、受信信号に含まれる雑音電力を検出する。パルス受信部２２１ｂは、検出された雑音電力の値を制御器２４に入力する。
【００３９】
制御器２４(ＣＯＮＴ１)は、パルス受信器２２ｂから入力された制御信号に応じて、パルス送信器２１の出力電力並びに対向するパルス通信装置１０ｂの出力電力を制御する。
制御器２４は、パルス受信器２２ｂから入力された制御信号によって、対向するパルス通信装置１０ｂとの伝送に雑音が多く、高い値の雑音電力が検出された場合には、パルス送信器２１並びに対向するパルス通信装置１０ｂが出力する合成パルス信号の出力電力を高く設定する。
逆に、パルス通信装置２０ｂが配置される環境における雑音が少なく、低い値の雑音電力が検出された場合には、パルス送信器２１並びに対向するパルス通信装置１０ｂが出力する合成パルス信号の出力電力を低く設定し、不要な出力を抑え消費電力を低減させることが可能になる。
【００４０】
ここで、パルス通信システム１ｂにおけるパルス信号の出力電力の制御について整理する。パルス通信システム１ｂでは、少なくともいずれか一方の通信装置に受信する信号の雑音電力を測定するパルス受信器が設けられている。この実施形態では、パルス受信装置２０ｂにおける受信器２２ｂが、その雑音電力を測定することとする。
測定された雑音電力により、通信環境の状態を判定してパルス信号の出力電力を制御する。その際、通信環境の変化は、双方向の通信に影響を与えていると判定し、対向する通信装置のそれぞれのパルス信号の出力電力を制御する。
自装置で受信する信号の雑音電力ではなく、対向する通信装置（パルス受信装置２０ｂ）によって制御されるパルス通信装置１０ｂでは、対向するパルス受信装置２０ｂにおいて検出された雑音電力による判定条件にしたがって制御される。これにより、受信側が必要とする受信電力に合わせた出力電力でパルス信号を出力することができる。
【００４１】
パルス通信装置２０ｂが配置される環境における雑音が少なく、低い値の雑音電力が検出された場合には、パルス送信器２１の出力電力並びに対向するパルス通信装置１０ｂの出力電力が出力する合成パルス信号の出力電力を低く設定し、不要な出力を抑えることができ、消費電力を低減させることが可能になる。
【００４２】
以上に示した実施形態では、出力するパルス信号を複数のパルス発生部１１２ａに分散して生成し、その生成されたパルス信号を合成することにより、出力するパルス信号の電力を増大させることができることから、少ない実装面積でも出力電力を確保できるパルス発生器１１ｂ、パルス通信装置１０ｂ及びパルス通信システム１ｂを構成できる。
【００４３】
なお、本発明による実施形態では、パルス発生器１１、１１ａ及び１１ｂは、これまでのようにパワーアンプを個別回路によって構成することなく、出力するパルス信号の出力電力を増大することができる。また、パルス発生器１１、１１ａ及び１１ｂは、通信品質を低下させることなく、構成する回路の簡素化を図ることができる。
また、パルス発生器１１、１１ａ及び１１ｂは、出力するパルス信号の出力を同期化させることができ、必要とされる出力電力を有効に利用することが可能となることから、短い継続時間に出力電力を集中して出力することができ、出力電力を有効に利用することができる。
【００４４】
また、パルス発生器１１ａ及び１１ｂは、受信環境に応じて、パルス信号の出力電力を設定することができることから、所望の周波数帯域における雑音電力が高い環境で通信するときにも必要に応じて出力するパルス信号の出力電力を増加させることができる。
また、パルス発生器１１ａ及び１１ｂは、検出された雑音電力から周囲の通信環境を推定することができることから、雑音が多い通信環境における通信では、出力するパルス信号の出力電力を必要に応じて増やすことができ、雑音が少なく通信環境が良好な場合には、低い出力電力を選択することができる。
【００４５】
また、パルス発生器１１、１１ａ及び１１ｂが出力するパルスを効率よく出力させる出力器を組み合わせることができることから、出力されるパルス信号の電力を有効に利用することができる。
また、上記に示したパルス発生器１１、１１ａ及び１１ｂをパルス通信装置１０、１０ａ及び１０ｂの送信部に適用することにより、パルス通信装置１０、１０ａ及び１０ｂは、出力電力を確保できる。
また、パルス発信器１１、１１ａ及び１１ｂを用いて通信するパルス通信装置で構成されるパルス通信システム１、１ａ及び１ｂを提供できることから、パルス通信装置において、小型化し、低消費電力化した送信回路を用いることができる。そして、これまでの方式では困難であったシステムの応用が可能となる。
【００４６】
また、複数のパルス発生部１１２及び１１２ａを備えるパルス発信器１１、１１ａ及び１１ｂを半導体装置における回路に適用できることから、パルス発生回路の小型化、低消費電力化が用意に実現できるようになる。
また、半導体装置では、その外部に結合部１１３を複数配置することなく、各結合部１１３を内臓することにより自半導体装置内部でパルス信号の合成を行うことができることから、部品点数を削減した回路構成を実現することができる。
【００４７】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。本発明のパルス発生器における、パルス信号を生成する構成には、あらゆる種類の信号生成回路を使用することができ、信号生成回路の構成数や接続形態についても特に限定されるものではない。
また、本発明における結合部を、カプラ部１１３として例示したが、１次側と２次側回路が絶縁される構成であれば、本実施形態に示した電磁的な結合に限らず、容量結合により構成することも可能である。また、その具体的な構成としては、カプラ部１１３としてとして例示したパルストランスに限らず、半導体装置内に設けれれたコンデンサや、配線に依存する寄生容量による容量結合回路とすることもできる。
また、本装置は、空中線を用いる無線通信に適用可能であるが、本発明における出力器を適宜変更することにより、有線通信への適用も可能である。また、光を利用した光パルス通信とすることも可能である。
また、本装置は、通信に限らずパルス信号を出力する無線応用装置への適用が可能である。
【００４８】
なお、本発明のパルス発生器は、パルス発生器１１、１１ａ及び１１ｂが相当する。また、本発明のタイミング発生部は、タイミング発生部１１１が相当する。また、本発明のパルス発生部は、パルス発生部１１２、１１２ａが相当する。また、本発明の結合部は、カプラ部１１３が相当する。また、本発明の検出部は、受信電力検出部１１７、１１７ｂが相当する。また、本発明の選択部は、パルス発生選択部１１８が相当する。また、本発明の出力器は、空中線１３が相当する。
【００４９】
また、本発明のパルス送信機は、パルス発生器１１、１１ａが相当する。また、本発明のパルス通信装置は、パルス通信装置１０、１０ａ及び１０ｂが相当する。また、本発明のパルス信号受信装置は、パルス信号受信装置２０及び２０ｂが相当する。また、本発明のパルス通信システムは、パルス通信システム１、１ａが相当する。また、本発明の半導体装置は、パルス発生器１１、１１ａが相当する。
【符号の説明】
【００５０】
１  パルス通信システム
１０  パルス通信装置、１１  パルス送信器、１３、２３  空中線
１１１  タイミング発生部（ＴＧ）、１１２  パタン発生部（ＰＧ）
１１３  カプラ部、１１４  パルス調整部
２０  パルス受信装置、２２  パルス受信器、２２１  パルス受信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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