(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号に対応する第１のパルス信号を生成する第１のパルス信号生成部と、
前記第１のパルス信号を増幅する増幅部と、
前記第１のパルス信号と逆位相の第２のパルス信号を生成し、前記第２のパルス信号を増幅する第２のパルス信号生成部と、
前記増幅された第１のパルス信号と前記増幅された第２のパルス信号とを合成し、合成した前記第１及び第２のパルス信号を無線信号として送信する合成部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
更に、前記合成後の第１及び第２のパルス信号をフィルタリングして所定周波数帯域の前記合成後の第１及び第２のパルス信号を出力するバンドパスフィルタを備え、
前記バンドパスフィルタから出力される前記所定周波数帯域の前記合成後の第１及び第２のパルス信号が前記無線信号として送信されることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記第２のパルス信号生成部は、前記第１のパルス信号を増幅させたときの増幅率である第１の増幅率に対して半分の増幅率である第２の増幅率で前記第２のパルス信号を増幅することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項４】
更に、前記合成部から出力された合成後の第１及び第２のパルス信号に対して、当該合成後の第１及び第２のパルス信号のレベルが閾値以上となるピーク信号を検出したとき、前記第２の増幅率を変動させるピークスペクトラム検出部を備えることを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
【請求項５】
更に、前記第１のパルス信号に含まれるパルスをカウントするデータ計数カウンタと、
前記データ計数カウンタでカウントされたカウント値に基づいて、前記データ信号に含まれる第１又は第２の符号の出現確率を算出し、算出された前記出現確率に応じて前記第２の増幅率を変動させるデータ処理部とを備えることを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
【請求項６】
合成された第１及び第２のパルス信号を無線信号として受信し、前記合成された第１及び第２のパルス信号を増幅する増幅部と、
前記第１のパルス信号と同位相の第３のパルス信号を生成し、前記第３のパルス信号を増幅する第３のパルス信号生成部と、
前記増幅された第３のパルス信号と前記増幅された第１及び第２のパルス信号とを合成し、前記増幅された第２のパルス信号を出力する合成部と、
前記増幅された第２のパルス信号を検波して前記データ信号を抽出する検波部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
無線通信装置において、
無線送信部と、
無線受信部とを備え、
前記無線送信部は、
データ信号に対応する第１のパルス信号を生成する第１のパルス信号生成部と、
前記第１のパルス信号を増幅する第１の増幅部と、
前記第１のパルス信号と逆位相の第２のパルス信号を生成し、前記第２のパルス信号を増幅する第１のパルス信号生成部と、
前記増幅された第１のパルス信号と前記増幅された第２のパルス信号とを合成し、合成した前記第１及び第２のパルス信号を無線信号として送信する合成部とを備え、
前記無線受信部は、
前記合成された第１及び第２のパルス信号を無線信号として受信し、前記合成された第１及び第２のパルス信号を増幅する第２の増幅部と、
前記第１のパルス信号と同位相の第３のパルス信号を生成し、前記第３のパルス信号を増幅する第３のパルス信号生成部と、
前記増幅された第３のパルス信号と前記増幅された前記第１及び第２のパルス信号とを合成し、前記増幅された第２のパルス信号を出力する合成部と、
前記増幅された第２のパルス信号を検波して前記データ信号を抽出する検波部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
データ信号に対応する第１のパルス信号を生成し、
前記第１のパルス信号を増幅し、
前記第１のパルス信号と逆位相の第２のパルス信号を生成し、
前記第２のパルス信号を増幅し、
前記増幅された第１のパルス信号と前記増幅された第２のパルス信号とを合成し、
前記合成した第１及び第２のパルス信号を前記無線信号として送信することを特徴とするパルス信号送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置、及び無線通信装置におけるパルス信号送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からインパルスを使用してデータの伝送を行うようにした無線通信システムがある。インパルスを用いた無線通信システムでは、例えば、パルス発生器と送信増幅器などにより送信部を実現することができる。従って、このような無線通信システムでは、例えば、携帯電話などの無線通信システムと比較して、発振器やミキサなどが用いられないため、部品点数の削減や低コスト化などを実現することができる。
【０００３】
インパルスを使用した無線通信システムでは、例えば、１Ｇｂｐｓ以上の大容量のデータを伝送することが検討され、また、７０〜１００ＧＨｚ帯などのミリ波帯などと呼ばれる周波数帯域が使用されることも検討されている。ミリ波帯は他の周波数帯域と比較して大気の吸収による電波の減衰も少なく、従って、インパルスを使用した無線通信システムでは、数キロメートル以上に亘り、無線信号を送信することもできる。
【０００４】
次に、図１３（Ａ）から図１５（Ｂ）を用いてインパルス方式による無線通信について説明する。このうち、図１３（Ａ）はインパルスを使用した無線通信装置の構成例を表わす図である。無線通信装置２００は、パルス発生器２０１、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）２０２、送信増幅器２０３、スイッチ２０４、アンテナ２０５、受信増幅器２０６、ＢＰＦ２０７、検波器２０８を備える。
【０００５】
送信データは、パルス発生器２０１に入力され、送信データに対応するパルス（又はインパルス）に変換される。図１４（Ａ）及び同図（Ｂ）は送信データとパルスの対応関係の例を表わしている。
【０００６】
図１３（Ａ）に戻り、パルス発生器２０１から出力されたパルスは、ＢＰＦ２０２に入力され、利用周波数帯域のエネルギー成分のみが抽出される。図１３（Ｂ）はＢＰＦ２０２の通過帯域の例を示している。そして、図１３（Ａ）に示すように、ＢＰＦ２０２からは、通過帯域の中心周波数付近で振動するミリ波パルス（又は波束）が出力される。
【０００７】
その後、ミリ波パルスは、送信増幅器２０３、スイッチ２０４を介して、無線信号としてアンテナ２０５から空間に送信される。例えば、最も単純なインパルス方式による無線通信では、ミリ波パルスの有無を１ビットとするＯＮ／ＯＦＦ変調によりデータ伝送が行われる。図１４（Ｃ）は無線通信装置２００から送信される無線信号の例を表わしている。
【０００８】
図１３（Ａ）に戻り、無線通信装置２００は、他の無線通信装置から送信された無線信号を受信することができ、アンテナ２０５、スイッチ２０４、受信増幅器２０６を介して無線信号を受信することができる。受信増幅器２０６で増幅された無線信号（ミリ波パルス）は、ＢＰＦ２０７により通過帯域のエネルギー成分のみ抽出される。そして、検波器２０８は、ＢＰＦ２０７の出力を検波（例えば包絡線検波）して、受信データを出力することができる。
【０００９】
図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、例えば、無線通信装置２００から送信される無線信号のスペクトル分布の例を表わすグラフである。これらのグラフは、例えば、無線通信装置２００から送信される無線信号（又は送信増幅器２０３の出力信号）に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）を施すことで時間軸上の無線信号を周波数軸上の無線信号に変換することで得ることができる。
【００１０】
なお、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）に示すグラフに対して、７０ＧＨｚから１００ＧＨｚの周波数帯域におけるスペクトル分布を拡大したグラフを表わしている。これらの図において、横軸は周波数、縦軸は信号強度を表わしている。
【００１１】
図１５（Ａ）や図１５（Ｂ）に示すように、例えば、信号強度のピークが他の周波数と比較して高くなっている部分がある。このように他の周波数と比較して信号強度のピークが高くなっている部分を、例えば、輝線部又は輝線スペクトルと呼ぶ場合がある。輝線スペクトルは、例えば、図１４（Ｃ）に示すようなミリ波パルスにおいて、所定の周波数（例えば８０ＧＨｚや９０ＧＨｚなど）にそのエネルギーが集中していることや、ユニポーラＲＺ（Return to Zero）型のパルス発生器２０１を用いているために発生する。
【００１２】
他方、インパルス方式に限らず、種々の無線通信装置では単位周波数あたりの信号強度が法令や規格などで規定されており、この規定の範囲内となるように無線通信装置の設計や製造などが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−２０５７３３号公報
【特許文献２】特開２０１０−９８４８１号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】ETSI EN 302 217-3 V1.3.1 (2009-7)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記した輝線スペクトルに関して、そのピークが閾値よりも高くなる場合がある。通常、無線通信装置に含まれる回路などは、信号強度のピークに合わせて設計や製造が行われ、例えば、図１３（Ａ）に示す無線通信装置２００の送信増幅器２０３なども輝線スペクトルの信号強度のピークに合わせて設計や製造が行われる。
【００１６】
従って、閾値よりも高いピークを有する輝線スペクトルが発生するような場合、ピークが閾値以下の場合と比較して、送信増幅器２０３など無線通信装置２００に含まれる回路などは高価となり、また、消費電力も大きくなる場合がある。
【００１７】
逆に、輝線スペクトルのピークが閾値より低くすることができれば、閾値より高い輝線スペクトルの場合と比較して、少ない送信電力で無線信号を送信することができる。そして、少ない送信電力で無線信号を送信することができれば、送信電力をこれまでよりも高くすることで、無線信号を閾値以上の距離に送信することができる。
【００１８】
また、例えば、単位周波数あたりの信号強度も法令や規格などで上限値が決まっている場合、輝線スペクトルの信号強度のピークが上限値以下となるように送信増幅器２０３などを設計及び製造することで、このような法令や規格などを遵守することができる。
【００１９】
そこで、本発明の一目的は、長距離の無線信号送信ができる無線通信装置、及び無線通信装置におけるパルス信号送信方法を提供することにある。
【００２０】
また、本発明の一目的は、品質を維持した無線通信を行うことのできる無線通信装置、及び無線通信装置におけるパルス信号送信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
一態様は、データ信号に対応するパルス信号を生成し、生成された前記パルス信号を増幅し、増幅された前記パルス信号を無線信号として送信する無線通信装置において、前記パルス信号と逆位相のリファレンスパルス信号を生成し、前記リファレンスパルス信号を増幅するリファレンスパルス信号発生部と、前記増幅されたパルス信号と前記増幅されたリファレンスパルス信号とを合成する合成部とを備え、前記合成部から出力される合成後のパルス信号が前記無線信号として送信される。
【発明の効果】
【００２２】
長距離の無線信号送信ができる無線通信装置、及び無線通信装置におけるパルス信号送信方法を提供することができる。また、品質を維持した無線通信を行うことのできる無線通信装置、及び無線通信装置におけるパルス信号送信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は無線通信装置の構成例を表わす図である。
【図２】図２は無線通信システムの構成例を表わす図である。
【図３】図３は無線通信装置（送信部）の構成例を表わす図である。
【図４】図４は無線通信装置（受信部）の構成例を表わす図である。
【図５】図５（Ａ）から図５（Ｇ）は信号波形の例をそれぞれ表わす図である。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は無線信号のスペクトル分布の例をそれぞれ表わす図である。
【図７】図７（Ａ）と図７（Ｂ）は無線信号のスペクトル分布の例をそれぞれ表わす図である。
【図８】図８は無線通信装置（送信部）の構成例を表わす図である。
【図９】図９は無線通信装置（受信部）の構成例を表わす図である
【図１０】図１０は伝送フレームの構成例を表わす図である。
【図１１】図１１は無線通信装置（送信部）の構成例を表わす図である。
【図１２】図１２は無線通信装置の構成例を表わす図である。
【図１３】図１３（Ａ）は無線通信装置の構成例、図１３（Ｂ）はバンドパスフィルタにおける通過帯域の例をそれぞれ表わす図である。
【図１４】図１４（Ａ）は送信データ、図１４（Ｂ）は送信データに対応するパルス信号、図１４（Ｃ）は無線信号の例をそれぞれ表わす図である。
【図１５】図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は送信信号のスペクトル分布の例をそれぞれ表わす図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００２５】
［第１の実施の形態］
最初に第１の実施の形態について説明する。図１は第１の実施の形態における無線通信装置１００の構成例を表わす図である。無線通信装置１００は、例えば、基地局間ミリ波通信を行う無線通信システムを実現する無線通信装置であって、インパルス方式の無線通信装置である。無線通信装置１００は、データ信号に対応するパルス信号を生成し、生成されたパルス信号を増幅する。無線通信装置１００は、増幅されたパルス信号を無線信号として他の無線通信装置に送信することができる。
【００２６】
図１に示すように、無線通信装置１００は、リファレンスパルス信号発生器１８０と、合成部１８１とを備える。
【００２７】
リファレンスパルス信号発生部１８０は、パルス信号と逆位相のリファレンスパルス信号を生成し、生成したリファレンスパルス信号を増幅する。
【００２８】
合成部１８１は、増幅されたパルス信号と、リファレンスパルス信号発生部１８０から出力されたリファレンスパルス信号とを合成する。合成後のパルス信号が無線信号として、無線通信装置１００から送信される。
【００２９】
データ信号に含まれる符号「１」又は「０」の出現確率は、所定期間では一般的に５０％とすることができ、このような前提の下、例えば、符号「１」と符号「０」にそれぞれ対応する合成部１８１から出力される合成後のパルスは同数とすることができる。さらに、リファレンスパルス信号はパルス信号に対して逆位相となっており、合成後のパルスは、例えば、データ信号の符号「１」と符号「０」にそれぞれ対応するパルスが逆位相となっている。
【００３０】
従って、データ信号の符号「１」に対応するパルス信号の周波数成分と、データ信号の符号「０」に対応するパルス信号の周波数成分とが打ち消し合うことで、例えばデータ信号の符号「１」に対応して発生した輝線パルスの発生を抑えることができる。
【００３１】
このことはシミュレーションにより図６（Ｂ）の波形が図７（Ｂ）の波形となることで確認済みである。なお、シミュレーションでは入力データをベルヌーイランダム発生器にて作成した。
【００３２】
これにより、例えば、無線通信装置１００から送信される無線信号について輝線スペクトルのピークを考慮することがなくなり、輝線スペクトルのピークに対応した回路の設計を行うこともなく、送信電力を抑えた回路が設計できる。逆に、送信電力を抑えた分を本無線通信装置１００における無線信号の送信電力に用いることで、無線信号を閾値以上の距離に送信することができる。
【００３３】
従って、本第１の実施の形態における無線通信装置１００は、無線信号を閾値以上の距離に送信することのできる。
【００３４】
一方、受信側の無線通信装置においては、受信した無線信号からリファレンススパルス信号を除去することができれば、データ信号を抽出することができ、これを検波することで正確に無線通信装置１００から送信されたデータ信号を復元することができる。これにより、無線通信装置１００は、受信側の無線通信装置との間で品質を維持した無線通信を行うことができる。
【００３５】
［第２の実施の形態］
次に第２の実施の形態について説明する。最初に、本第２の実施の形態における無線通信システムの構成例について説明し、次に、無線通信システムに含まれる無線通信装置の構成例を説明し、最後に無線通信装置における動作例について説明することにする。
【００３６】
＜無線通信システムの構成例＞
第２の実施の形態における無線通信システムの構成例について説明する。図２は無線通信システム１０の構成例を表わす図である。
【００３７】
本無線通信システム１０は無線通信装置１００−１，１００−２を備え、無線通信装置１００−１，１００−２はアンテナ１０１−１，１０１−２を夫々介して、互いに無線信号を送受信することができる。
【００３８】
本第２の実施の形態では、無線通信装置１００−１，１００−２は、互いにインパルスを用いた無線通信を行うことができる。例えば、無線通信装置１００−１では送信データに対応するパルス（又は矩形波）を生成し、バンドパスフィルタにより帯域制限されたミリ波パルス（又は波束）を含む無線信号を送信することができる。ミリ波パルスの有無により、送信データの「１」又は「０」が表わされている。例えば、ミリ波パルスが「有り」のとき、送信データは「１」、ミリ波パルスが「無し」のとき、送信データは「０」にそれぞれ対応している。
【００３９】
なお、パルスとは、例えば、一定の幅を持つ矩形波のことであり、インパルスとは、例えば、時間幅が無限小で高さが無限大のパルスのことであるが、本明細書においてはパルスとインパルスをとくに断らない限り区別しないで用いるものとする。
【００４０】
このような、無線通信装置１００−１，１００−２は、例えば、携帯電話などの無線通信システムにおける無線基地局装置の基地局間通信手段とすることができる。無線基地局装置間において、山間部など有線により接続されることができない場合、このような無線通信などにより通信を行うこともできる。このような例は一例であって、無線通信装置１００−１，１００−２は無線基地局装置などに限定されるものではない。
【００４１】
なお、図２について、２つの無線通信装置１００−１，１００−２について、１対１の送受信の例について説明しているが、それ以外にも、例えば１対複数、複数対１、複数対複数の送受信であってもよい。
【００４２】
また、本第２の実施の形態では、説明を容易にするため、無線通信装置１００−１を送信側、無線通信装置１００−２を受信側として説明することにする。無線通信装置１００−１，１００−２について、送信も受信も可能な例については、例えば第５の実施の形態で説明することにする。
【００４３】
＜無線通信装置１００−１の構成例＞
次に、無線通信装置１００−１，１００−２の各構成例を説明するが、最初に無線通信装置１００−１の構成例について説明し、次に無線通信装置１００−２の構成例について説明することにする。上記したように、例えば、無線通信装置１００−１が送信側、無線通信装置１００−２が受信側として説明する。
【００４４】
図３は無線通信装置１００−１の構成例を表わす図である。無線通信装置１００−１は、アンテナ１０１−１、ベルヌーイランダム発生器（以下、「ランダム発生器」と称する場合がある）１０２、及びＲＦ送信部１０３を備える。
【００４５】
ランダム発生器１０２は、例えば、無線通信装置１００−２に送信するデータを生成する。データとしては、例えば、音声データや映像データなどのユーザデータなどである。また、データとしては、例えば、ノンリターンゼロ（ＮＲＺ：Non Return to Zero）のデータである。ノンリターンゼロのデータは、例えば、符号の送出間隔とパルス幅が同じデータであり、各パルスが「０電位」に戻る必要のないデータのことでもある。この場合、ランダム発生器１０２は、例えば、２値のノンリターンゼロのデータをランダムに生成して出力することができる。
【００４６】
ＲＦ送信部１０３は、ランダム発生器１０２から出力されたデータを入力し、無線信号（ＲＦ信号）に変換し、アンテナ１０１−１に出力することができる。
【００４７】
ＲＦ送信部１０３は、パルスジェネレータ（又は短パルス発生器、或いはパルス発生器）１０４、送信増幅器（又はアンプ）１０５、リファレンスパルス信号発生器１０６、合成器１１１、及びＢＰＦ（Band Pass Filter：バンドパスフィルタ）１１２を備える。
【００４８】
パルスジェネレータ１０４は、ランダム発生器１０２から出力された入力データに対して対応するパルス信号を生成する。この場合、パルスジェネレータ１０４は、ノンリターンゼロのデータである入力データをリターンゼロ（Return to Zero）のデータに変換することで、パルス信号を生成する。リターンゼロのデータとは、例えば、パルス幅が符号の送出間隔より短く、「０電位」に戻るデータのことである。
【００４９】
ただし、パルスジェネレータ１０４はネガティブ論理のパルス信号を生成する。例えば、パルスジェネレータ１０４は、入力データが「０」のとき「０」、入力データが「１」のとき「−１」となる、パルス信号を生成する。パルスジェネレータ１０４は、例えば、トランジスタなどの回路を含むマルチバイブレータにより構成することもできるが、本第２の実施の形態においてはとくにこのような構成に限定することなく種々の回路により構成してもよい。
【００５０】
送信増幅器１０５は、パルスジェネレータ１０４から出力されたパルス信号を増幅して合成器１１１に出力する。本第２の実施の形態においては、送信増幅器１０５の利得（又はゲイン、或いは増幅率）は、例えば「Ａ」とすることができる。
【００５１】
一方、リファレンスパルス信号発生器１０６は、ＡＬＬ“１”発生器１０７、パルスジェネレータ１０８、インバータ１０９、及び送信増幅器（又はアンプ）１１０を備える。
【００５２】
ＡＬＬ“１”発生器１０７は、すべて「１」のデータを生成する。この場合のデータも、例えば、ノンリターンゼロのデータである。なお、ＡＬＬ“１”発生器１０７は、ＲＦ送信部１０３の外部にあってもよいし、さらに、無線通信装置１００−１の外部にあってもよい。例えば、無線通信装置１００−１の外部にある装置などから、常に「１」のデータを生成しこれを入力するようにすることもできる。
【００５３】
パルスジェネレータ１０８は、ＡＬＬ“１”発生器１０７から出力されたデータに対して対応するパルス信号を生成する。この場合、パルスジェネレータ１０８は、ノンリターンゼロのデータをリターンゼロのデータに変換することでパルス信号を生成する。
【００５４】
ただし、パルスジェネレータ１０８は、ネガティブ論理のパルス信号を生成する。この場合、ＡＬＬ“１”発生器１０７から出力されたデータはすべて「１」のため、パルスジェネレータ１０８は、「０」と「−１」とを一定間隔で繰り返すパルス信号を生成することができる。
【００５５】
なお、ＲＦ送信部１０３には、例えば、クロック発生器（図示せず）を備えることができる。この場合、２つのパルスジェネレータ１０４，１０８は、クロック発生器からのクロックを受け取り、クロックに同期して、パルス信号を夫々生成して出力することができる。これにより、例えば、２つのパルスジェネレータ１０４，１０８は同じタイミングでパルス信号を出力することができる。
【００５６】
インバータ１０９は、パルスジェネレータ１０８から出力されたパルス信号に対して反転した論理のパルス信号を生成することができる。例えば、インバータ１０９は、「０」と「１」とを一定間隔で繰り返すパルス信号を生成することができる。インバータ１０９は、例えば、符号反転器又は論理反転回路などと称される場合もある。
【００５７】
送信増幅器１１０は、インバータ１０９から出力されるパルス信号を増幅し、合成器１１１に出力する。送信増幅器１１０の利得は、本第２の実施の形態では、入力データに対する送信増幅器１０５の利得「Ａ」に対して、「Ａ／２」となっている。その理由については後述する。
【００５８】
なお、送信増幅器１１０から出力されるパルス信号、或いはインバータ１０９から出力されるパルス信号を、例えば、リファレンスパルス信号と称する場合がある。このリファレンスパルス信号は、インバータ１０９によりパルスが反転されているため、例えば、送信増幅器１０５から出力される入力データに対応するパルス信号に対して逆位相となっている。
【００５９】
合成器１１１は、送信増幅器１０５から出力された入力データに対応するパルス信号と、送信増幅器１１０から出力されたリファレンスパルス信号を合成し、合成したパルス信号をＢＰＦ１１２に出力する。
【００６０】
ＢＰＦ１１２は、合成後のパルス信号に対して、所定の周波数帯域を通過させるようにフィルタリングする。所定の周波数帯域としては、例えば、７０ＭＨｚから９０ＭＨｚなどとすることができるが、本第２の実施の形態ではそれ以外の周波数帯域でもよい。ＢＰＦ１１２は、フィルタリング後のパルス信号を無線信号としてアンテナ１０１−１に出力することができる。
【００６１】
アンテナ１０１−１は、ＢＰＦ１１２から出力された無線信号を無線通信装置１００−２に送信することができる。
【００６２】
＜無線通信装置１００−２の構成例＞
次に、無線通信装置１００−２の構成例について説明する。図４は無線通信装置１００−２の構成例を表わす図である。無線通信装置１００−２は、アンテナ１０１−２とＲＦ受信部１５０を備える。
【００６３】
アンテナ１０１−２は、無線通信装置１００−１から送信された無線信号を受信し、ＲＦ受信部１５０に出力することができる。
【００６４】
ＲＦ受信部１５０は、例えば、受信した無線信号に対して包絡線検波などの処理を行うことで、無線通信装置１００−１から送信されたデータを復元又は再生することができる。
【００６５】
ＲＦ受信部１５０は、低雑音増幅器（又はＬＮＡ：Low Noise Amplifier）１５１、可変利得増幅器（ＶＧＡ：Variable Gain Amplifier）１５２、合成器１５３、リファレンスパルス信号発生器１５４、ＢＰＦ１５８、包絡線検波部１５９、レジスタ１６３、クロックデータリカバリー（ＣＤＲ）回路１６４、レベル検出器１６５、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ：Analogue to Digital Converter）１６６、データ処理部１６７，１７１、デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ：Digital to Analogue Converter）１６８，１７２、オペアンプ１６９，１７３を備える。
【００６６】
低雑音増幅器１５１は、アンテナ１０１−２で受信した無線信号を増幅し、可変利得増幅器１５２に出力する。
【００６７】
可変利得増幅器１５２は、低雑音増幅器１５１の出力を増幅して出力するが、その利得はオペアンプ１６９から出力される無線信号の入力レベルに基づいて可変とすることができる。すなわち、可変利得増幅器１５２は、オペアンプ１６９からの出力に基づいてその利得が自動的に調整される。この場合、例えば、自動利得制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）などと呼ばれる場合もある。これにより、例えば、無線信号の入力レベルは無線通信装置１００−１，１００−２間の伝搬路による減衰に依存しないように調整され、可変利得増幅器１５２の出力は一定レベルとすることができる。  
【００６８】
リファレンスパルス信号発生器１５４は、ＡＬＬ“１”発生器１５５、パルスジェネレータ１５６、及び可変利得増幅器１５７とを備える。
【００６９】
ＡＬＬ“１”発生器１５５は、例えば、無線通信装置１００−１のＡＬＬ“１”発生器１０７と同様に、すべて「１」のデータを生成することができる。この場合のデータも、例えば、ノンリターンゼロのデータである。
【００７０】
なお、ＡＬＬ“１”発生器１５５は、ＲＦ受信部１５０の外部にあってもよいし、無線通信装置１００−２の外部にあってもよい。
【００７１】
パルスジェネレータ１５６は、例えば、ＡＬＬ“１”発生器１５５から出力されたデータに対して対応するパルス信号を生成する。パルスジェネレータ１５６は、ＡＬＬ“１”発生器１５５から出力されたノンリターンゼロのデータをリターンゼロのデータに変換することでパルス信号を生成する。ただし、パルスジェネレータ１５６は、ネガティブ論理のパルス信号を生成する。この場合、ＡＬＬ“１”発生器１５５から出力されたデータはすべて「１」のため、パルスジェネレータ１５６は、「０」と「−１」とを繰り返すパルス信号を生成することができる。
【００７２】
可変利得増幅器１５７は、パルスジェネレータ１５６から出力されるパルス信号を増幅することができ、その利得もオペアンプ１７３からの出力に応じて可変となっている。ただし、可変利得増幅器１５７の利得は、送信側の無線通信装置１００−１における送信増幅器１１０の利得と一致（例えば、「Ａ／２」）するように、データ処理部１７１などにより調整される。
【００７３】
なお、可変利得増幅器１５７から出力されるパルス信号、或いはパルスジェネレータ１５６から出力されるパルス信号を、例えば、リファレンスパルス信号と称する場合がある。ただし、無線通信装置１００−２側のリファレンスパルス信号は、インバータによるパルスの反転が行われていないため、無線通信装置１００−１側のリファレンスパルス信号に対して、逆位相となっている。或いは、リファレンスパルス信号発生器１５４から出力されるリファレンスパルス信号は、無線通信装置１００−１側の入力データに対応するパルス信号に対して、同位相（又は同相）のパルス信号となっている。
【００７４】
ＢＰＦ１５８は、可変利得増幅器１５７から出力されるリファレンスパルス信号に対して、所定の周波数帯域を通過させるようフィルタリングする。ＢＰＦ１５８は、例えば、入力した無線信号に対する可変利得増幅器１５７の出力と共通する（又は同じ）周波数帯域の成分を通過させるようにすることができる。
【００７５】
合成器１５３は、可変利得増幅器１５２の出力とＢＰＦ１５８の出力とを合成する。無線通信装置１００−１における合成器１１１では、入力データとリファレンスパルス信号とが合成されている。従って、可変利得増幅器１５２の出力にも、入力データとリファレンスパルス信号とが合成された信号が含まれている。無線通信装置１００−１側で合成されたリファレンス信号を除去して、入力データを抽出するには、無線通信装置１００−１側で合成されたリファレンスパルス信号と逆位相のリファレンスパルス信号を、受信信号に加算すればよい。そのため、例えば、リファレンスパルス信号発生器１５４では、無線通信装置１００−１で生成されたリファレンスパルス信号に対して逆位相のリファレンスパルス信号を生成し、合成器１５３では、このリファレンスパルス信号を受信信号と合成するようにしている。従って、合成器１５３の出力は、例えば、リファレンスパルス信号が含まれない、無線通信装置１００−１から送信されたデータに対応する受信信号の形式となっている。
【００７６】
包絡線検波部１５９は、例えば、合成後の信号（例えば、ミリ波パルス又は波束）に対して包絡線を検波することで、ミリ波パルスの有無を検出し、ＯＮ／ＯＦＦ変調された入力データを検出することができる。
【００７７】
包絡線検波部１５９は、検波器１６０、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１６１、リミッターアンプ１６２とを備える。
【００７８】
検波器１６０は、例えば、ダイオードなどを含み、合成器１５３の出力のうち負電圧をカットし、正電圧を出力することができる。ＬＰＦ１６１は、例えば、検波器１６０の出力のうち、電圧が閾値以下の成分を出力することができる。リミッターアンプ１６２は、ＬＰＦ１６１の出力について、その振幅に応じて増幅したり、一定に制限したりすることができる。リミッターアンプ１６２は、例えば、無線通信装置１００−１から送信された入力データに対応する論理のパルス信号を出力することができる。
【００７９】
レジスタ１６３は、リミッターアンプ１６２の出力（パルス信号）を保持することができる。レジスタ１６３は、例えば、クロックデータリカバリー回路１６４から出力されるクロックに同期して、リミッターアンプ１６２から出力されるパルス信号を保持したり、保持したパルス信号を読み出すことができる。そのため、レジスタ１６３におけるパルス信号の書き込みや読み出しは、例えば、無線通信装置１００−１から送信されたデータに重畳されたクロックに同期して行うことができる。
【００８０】
クロックデータリカバリー回路１６４は、レジスタ１６３から出力されたパルス信号から、クロック信号（ＣＬＫ）を分離し、分離したクロック信号をレジスタ１６３に出力することができる。クロックデータリカバリー回路１６４は、クロック信号の分離を行うため、例えば、位相同期回路（Phase-Locked Loop）などを含むことができる。
【００８１】
レベル検出器１６５は、ＬＰＦ１６１の出力に対して、その出力レベルを検出する。例えば、レベル検出器１６５は、ＬＰＦ１６１の出力レベルを検出することで、無線通信装置１００−２が受信した無線信号の強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indication）を推測する。レベル検出器１６５の出力は、例えば、入力電力に応じたＤＣ（Direct Current）電圧となっている。
【００８２】
アナログ・デジタル変換器１６６は、レベル検出器１６５の出力をデジタルに変換し、データ処理部１６７に出力する。データ処理部１６７は、例えば、アナログ・デジタル変換器１６６の出力に基づいて、可変利得増幅器１５２に与える制御電圧に対応するデータを生成し、デジタル・アナログ変換器１６８に出力する。デジタル・アナログ変換器１６８は、データ処理部１６７の出力をアナログ信号に変換し、オペアンプ１６９は、デジタル・アナログ変換器１６８の出力を増幅し、可変利得増幅器１５２に出力する。
【００８３】
一方、データ処理部１７１は、固定値のデジタル値を出力し、デジタル・アナログ変換器１７２、及びオペアンプ１７３を介して、可変利得増幅器１５７の制御電圧として入力させることができる。この場合、データ処理部１７１は、可変増幅器１５７の利得が「Ａ／２」となるような値を出力することができる。  
【００８４】
＜動作例＞
次に、無線通信装置１００−１，１００−２における動作例について説明する。本動作例も、無線通信装置１００−１が送信側、無線通信装置１００−２が受信側として説明することにする。
【００８５】
図５（Ａ）から図５（Ｇ）は無線通信装置１００−１，１００−２の各部における信号の波形図をそれぞれ表わす図である。これらの波形図を適宜参照しながら、図３と図４を用いて動作例について説明する。
【００８６】
図３に示すように、最初に無線通信装置１００−１におけるランダム発生器１０２は、入力データを生成し、ＲＦ送信部１０３に出力する。図５（Ａ）はランダム発生器１０２から出力された入力データの信号波形の例を表わしている。図５（Ａ）に示すように、入力データに対応するパルス信号は、入力データの符号が「０」のときオフ、入力データの符号が「１」のときオンとなる波形となっている。入力データは、例えば、ノンリターンゼロのデータとなっている。
【００８７】
図３に戻り、パルスジェネレータ１０４は、ノンリターンゼロの入力データに対して、リターンゼロのパルス信号を生成する。図５（Ｂ）はパルスジェネレータ１０４の出力波形の例を表わす図である。この場合、ネガティブ論理のため、入力データが「０」のとき、パルスジェネレータ１０４の出力は「０」、入力データが「１」のとき、パルスジェネレータ１０４の出力は「−１」となる。
【００８８】
図３に戻り、送信増幅器１０５は、パルスジェネレータ１０４から出力されたパルス信号に対して、利得「Ａ」で増幅し、増幅したパルス信号を出力する。図５（Ｃ）は送信増幅器１０５の出力波形の例を表わす図である。図５（Ｃ）は、パルスジェネレータ１０４から出力されたパルス信号に対して、Ａ＝２で増幅した場合の出力波形の例を表わしている。図５（Ｃ）の例では、「０」と「−２」とを繰り返す波形となっている。
【００８９】
図３に戻り、リファレンスパルス信号発生器１０６では、ＡＬＬ“１”発生器１０７においてリファレンスパルス信号が生成されて、パルスジェネレータ１０８において、ネガティブ論理のパルス信号が生成される。そして、インバータ１０９において論理反転されて、送信増幅器１１０において、利得「Ａ／２」で増幅されたリファレンスパルス信号が得られる。図５（Ｄ）は送信増幅器１１０から出力されるリファレンスパルス信号の出力波形の例を表わしている。送信増幅器１１０の利得は、入力データに対する送信増幅器１０５の利得「Ａ」に対して、「Ａ／２」となっているため、送信増幅器１１０の利得は「１」となり、図５（Ｄ）に示す出力波形が得られる。リファレンスパルス信号は、一定間隔で「１」または「０」を繰り返す波形となっている。リファレンスパルス信号は、例えば、入力データに対応するパルス信号（例えば図５（Ｂ）又は図５（Ｃ））に対して、極性が反転した逆位相（又は逆相）のパルス信号となっている。
【００９０】
なお、２つの送信増幅器１０５，１１０は例えばクロック発生器からのクロックに同期して出力するようになっている。従って、２つの送信増幅器１０５，１１０の出力タイミングは一致し、例えば、リファレンスパルス信号が「１」となるタイミングで、送信増幅器１０５の出力波形は「０」又は「−１」となるように調整されている。
【００９１】
図３に戻り、合成器１１１は、２つの送信増幅器１０５，１１０の出力を合成する。図５（Ｅ）は合成後の出力波形の例を表わす図である。合成後の出力波形は、「−１」、「０」、「１」を含む波形となっている。
【００９２】
図３に戻り、合成後のパルス信号は、ＢＰＦ１１２に入力され、所定周波数帯域のエネルギー成分が抽出される。図５（Ｆ）はＢＰＦ１１２の出力波形の例を表わす図である。この出力波形には、入力データに対応するパルス信号（例えば図５（Ｃ））とリファレンスパルス信号（例えば、図５（Ｄ））の各成分が含まれる。
【００９３】
そして、このＢＰＦ１１２の出力が無線信号（又は送信信号）としてアンテナ１０１−１を介して、無線通信装置１００−２に送信される。
【００９４】
図４に示すように、アンテナ１０１−２で受信した無線信号は低雑音増幅器１５１、及び可変利得増幅器１５２を介して合成器１５３に入力される。
【００９５】
一方、リファレンスパルス信号発生器１５４は、ＡＬＬ“１”発生器１５５において、すべて「１」のノンリターンゼロのデータが生成され、パルスジェネレータ１５６において、ノンリターンゼロのデータがリターンゼロにデータに変換されて、ネガティブ論理のパルス信号が生成される。生成されたパルス信号は、可変利得増幅器１５７で増幅されて出力される。
【００９６】
合成器１５３において、リファレンスパルス信号発生器１５４から出力されたリファレンスパルス信号と受信信号とを合成することで、無線通信装置１００−１において合成したリファレンスパルス信号の成分を除去し、入力データに対応するパルス信号を得ることができる。
【００９７】
図５（Ｇ）は合成器１５３の出力波形の例を表わす図である。図５（Ｇ）に示す波形は、例えば、無線通信装置１００−１において生成された入力データの波形（例えば図５（Ｂ）や図５（Ｃ）など）に対応する波形となっている。例えば、ミリ波パルスのある部分が入力データの「１」、ミリ波パルスのない部分が入力データの「０」にそれぞれ対応する。
【００９８】
図４に戻り、合成後の出力に対して包絡線検波部１５９において、検波器１６０、ＬＰＦ１６１、リミッターアンプ１６２により包絡線が検波されて、入力データに対応するパルス信号を得ることができる。
【００９９】
上述したように、無線通信装置１００−１では、入力データに対応するパルス信号に対して、リファレンスパルス信号を合成するようにしている。この場合、リファレンスパルス信号発生器１０６における送信増幅器１１０の利得は、入力データに対する送信増幅器１０５の利得の５０％としている。このようにリファレンスパルス信号が合成されること、及び送信増幅器１１０の利得が送信増幅器１０５の利得に対して５０％としていることの理由について以下説明することにする。
【０１００】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、無線信号に対する送信スペクトルのシミュレーション結果の例をそれぞれ表わす図である。ただし、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）の例は、例えば、図３に示す無線通信装置１００−１において、リファレンスパルス信号発生器１０６が含まれない場合の例である。これらの図において、横軸は周波数（GHz）、縦軸は電力スペクトル密度（Power spectrum density：dB/Hz）を表わしている。なお、図６（Ｂ）は、図６（Ａ)の分布において、周波数が８０ＧＨｚから９０ＧＨｚ前後のスペクトル分布を拡大したグラフを表わしている。
【０１０１】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、リファレンスパルス信号発生器１０６が含まれない場合、所定周波数において、輝線スペクトルが発生している。このような輝線スペクトルは、例えば、入力データの「１」に対応するミリ波パルス（又は波束）において、所定周波数（例えばＢＰＦ１１２の通過周波数帯域）にそのエネルギーが集中しているためである。従って、入力データの「１」を反転させるようなデータを合成することで、例えば、ミリ波パルスはその周波数にエネルギーが集中することはなくなり、輝線スペクトルを除去させることが可能となる。  
【０１０２】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、無線信号に対する送信スペクトルのシミュレーション結果の例である。この場合、無線通信装置１００−１には、リファレンスパルス信号発生器１５４を含み、送信増幅器１１０の利得を送信増幅器１０５の利得に対して５０％とした場合の例である。
【０１０３】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、０から１００ＧＨｚの周波数帯域において、輝線スペクトルはなくなり、理想的なスペクトル分布を示すシミュレーション結果を得ることができた。
【０１０４】
この理由としては、例えば、図５（Ｅ）に示す合成後のパルス信号においては「１」と「−１」とが出現するが、「１」に対応するミリ波パルスの所定周波数におけるエネルギーが、「−１」に対応するミリ波パルス（例えば図５（Ｆ））によって、打ち消し合うものとなるからである。しかも、合成後のパルス信号における符号「１」（又は「−１」）の、無線信号に含まれる全符号に対する出現確率が５０％のとき、「１」に対応するパルス信号の個数と「０」に対応するパルス信号の個数は同じ数となり、無線信号全体として、「１」に対応するミリ波パルスの所定周波数におけるエネルギーが集中することがなくなるからである。
【０１０５】
例えば、送信増幅器１１０の利得が、入力データに対する送信増幅器１０５と同じ利得「Ａ」のとき、図５（Ｄ）に示す波形は「０」と「２」の２つの値を含むことになる。この場合、合成器１１１による合成後のパルス信号の波形（例えば図５（Ｅ））は、「０」と「２」を含むものとなり、「２」に対応するミリ波パルスに対して打ち消し合う成分がない。よって、送信増幅器１１０の利得が「Ａ」のとき、送信される無線信号に対して輝線パルスは発生する場合がある。
【０１０６】
送信増幅器１１０の利得を「Ａ／２」としているのは、例えば、入力データにおける符号「１」（又は符号「０」）の出現確率に対応しており、その出現確率が５０％であるという前提に基づいている。例えば、図５（Ａ）と図５（Ｅ）を比較すると、入力データが「１」のとき、合成器１１１の出力は「−１」、入力データが「０」のとき、合成器１１１の出力は「１」となっている。従って、入力データにおける「１」（又は「０」）の出現確率が５０％のとき、合成器１１１の出力パルス信号も、「−１」（又は「１」）の出現確率も５０％となる。
【０１０７】
このように入力データの「１」の出現確率が５０％のとき、合成器１１１の出力パルス信号のうち「１」のパルス信号の個数と「−１」のパルス信号の個数が一致する。そして、送信される無線信号のうち「１」に対応する周波数成分は「−１」に対応する周波数成分により打ち消し合うことになる。よって、入力データの「１」（又は「０」）の出現確率が５０％のとき、送信増幅器１１０の利得を、送信増幅器１０５の利得の５０％とすることで、「１」に対応する周波数成分にそのエネルギーが集中しなくなり、輝線パルスをなくすことができる。或いは、入力データの「１」（又は「０」）の出現確率が５０％のとき、リファレンスパルス信号の信号強度を、入力データに対応するパルス信号の信号強度に対して５０％とすることで、輝線パルスをなくすことができる。
【０１０８】
なお、入力データの「１」の出現確率が５０％ではない場合の例については第３及び第４の実施の形態において説明することにする。
【０１０９】
このように、無線通信装置１００−１は、入力データに対応するパルス信号に対して、逆位相のリファレンスパルス信号を合成するようにしている。入力データにおける「１」の出現確率が５０％であるとき、リファレンスパルス信号の信号強度を入力データに対応するパルス信号に対して５０％とすることで、輝線パルスの生じないスペクトル分布の無線信号を送信することができる。
【０１１０】
したがって、無線通信装置１００−１は、リファレンスパルス信号発生器１０６を含まない場合と比較して、送信増幅器１０５などの回路を少ない消費電力で動作させ、リファレンスパルス信号発生器１０６を含まない場合と同じ距離の無線信号を送信することができる。
【０１１１】
よって、無線通信装置１００−１は、例えば、その少なくなった消費電力を送信電力に適用する（例えば送信増幅器１０５の消費電力に適用）ことで、無線信号を閾値以上の距離に送信することも可能となる。
【０１１２】
また、受信側の無線通信装置１００−２においても、リファレンスパルス信号を生成するが、この場合、送信側のリファレンスパルス信号と逆位相（又は入力データに対応するパルス信号と同位相）のパルス信号を生成し、受信信号と合成するようにしている。
【０１１３】
これにより、受信側の無線通信装置１００−２では、入力データに合成されたパルス信号を除去し、入力データを復元することができる。従って、無線通信装置１００−１，１００−２は、品質を維持した無線通信を行うことができる。
【０１１４】
［第３の実施の形態］
次に第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、入力データの「１」又は「０」の出現確率が５０％から変動した場合の例である。図８及び図９は第３の実施の形態における無線通信装置１００−１，１００−２の構成例をそれぞれ表わす図である。
【０１１５】
図８に示すように無線通信装置１００−１は、更に、分岐回路（Directional Coupler：方向性結合器）１１５、ピークスペクトラム検出部１１６、データ処理部１２０、デジタル・アナログ変換器１２１、オペアンプ１２２、及び制御フレーム挿入部１２３を備える。
【０１１６】
分岐回路１１５は、合成器１１１の出力をＢＰＦ１１２とピークスペクトラム検出部１１６に出力する。
【０１１７】
ピークスペクトラム検出部１１６は、合成器１１１により合成されたパルス信号に対してピーク信号を検出したときは、入力データにおける「１」の出現確率が変動したものとして、送信増幅器１１０の利得を「Ａ／２」から変動させるようにしている。
【０１１８】
ピークスペクトラム検出部１１６は、狭帯域フィルタ１１７、レベル検出器１１８、アナログ・デジタル変換器１１９とを備える。
【０１１９】
狭帯域フィルタ１１７は、合成後のパルス信号に対して所定周波数帯域の成分を通過させることができる。狭帯域フィルタ１１７は、例えば、輝線スペクトルが存在すると推定される周波数の成分を通過させることができる。このような周波数は、例えば、シミュレーションなどにより予め測定したものを使用することができる。
【０１２０】
レベル検出器１１８は、例えば、狭帯域フィルタ１１７から出力されるパルス信号の出力レベルを検出する。レベル検出器１１８は、例えば、狭帯域フィルタ１１７から出力される所定帯域のパルス信号のレベルに対応したＤＣ電圧を出力することができる。
【０１２１】
アナログ・デジタル変換器１１９は、レベル検出器１１８で検出された出力レベルをデジタル値に変換することができる。
【０１２２】
データ処理部１２０は、レベル検出器１１８で検出したレベル（デジタル値）を入力し、このレベルが閾値以上のとき、無線信号に輝線パルスが含まれると判別することができる。この場合、データ処理部１２０は、例えば、送信増幅器１０５の利得に対して、４０％から６０％の範囲で送信増幅器１１０の利得を変化させるように変動値を算出することができる。例えば、変動値αを「±Ａ／１０」とすることで、送信増幅器１１０の利得は「Ａ／２±Ａ／１０」となり、送信増幅器１０５の利得「Ａ」に対して４０％から６０％の範囲で変動させることができる。例えば、データ処理部１２０は、レベル検出器１１８で検出されたパルス信号のレベルに対応した変動値αとすることもできる。
【０１２３】
変動値αは、デジタル・アナログ変換器１２１によりアナログ値に変換され、オペアンプ１２２により増幅されて、送信増幅器１１０に入力されることになる。送信増幅器１１０は、変動値αを加算した利得により、リファレンスパルス信号に対応するパルス信号を増幅することができる。
【０１２４】
例えば、図５（Ｅ）に示す例では、入力データが「１」の出現確率が５０％であるとした場合における、合成器１１１の出力波形の例を示しているが、この場合、「１」となるパルスの数と「−１」となるパルスの数は同じ数となり得る。よって、例えば、このようなパルス信号に対応する無線信号において、「１」に対応するミリ波パルスの所定周波数のエネルギーは「−１」に対応するミリ波パルスの所定周波数のエネルギーにより打ち消し合うこととなり、輝線パルスを除去することができる。
【０１２５】
入力データ「１」の出現確率が５０％から変化したとき、例えば、合成器１１１の出力波形において「１」となるパルスの数と、「−１」となるパルスの数は一致しなくなる。例えば、図５（Ｅ）に示す例では、「−１」の数が「１」よりも多くなったり、少なくなったりする。
【０１２６】
このような状況で、例えば、図５（Ｄ）の例において、リファレンス信号の利得を例えば「Ａ＝１」から変動させるようにする。その場合、リファレンス信号における１つ１つのパルスの高さは変動し、合成器１１１の出力波形（例えば図５（Ｅ））における「−１」のパルスの高さも変動する。例えば、この高さの変動が、無線信号の全体において、所定周波数のエネルギーに集中することを防止し、入力データの「１」の出現確率が５０％から変動することで発生する輝線パルスの発生を防止することができる。  
【０１２７】
また、制御フレーム挿入部１２３は、データ処理部１２０から変動値αを受け取り、無線通信装置１００−１から送信される制御フレームに挿入させることができる。制御フレームは、例えば、送信側の無線通信装置１００−１から受信側の無線通信装置１００−２に送信される伝送フレームである。
【０１２８】
図１０は無線通信装置１００−１から送信される制御フレームの構成例を表わしている。本第３の実施の形態において、制御フレームには、データを送信するデータフィールド（「Ｄａｔａ」フィールド）を含み、さらに、制御情報を送信するフィールド（「Ｃｏｎｔｒｏｌ」フィールド）も含まれる。制御フレーム挿入部１２３は、例えば、制御情報を送信するフィールドに変動値αを挿入することができる。
【０１２９】
図９は受信側の無線通信装置１００−２の構成例を表わす図である。無線通信装置１００−２は、さらに、制御フレーム抽出部１７５を備える。
【０１３０】
制御フレーム抽出部１７５は、レジスタ１６３からの出力に対して、制御フレームに含まれる変動値αを抽出し、データ処理部１７１に出力することができる。データ処理部１７１は、可変利得増幅器１５７に与える利得を計算し、デジタル・アナログ変換器１７２、オペアンプ１７３を介して、可変利得増幅器１５７に出力する。可変利得増幅器１５７は、無線通信装置１００−１から通知された変動値αを加算した利得により動作することができる。これにより、例えば、可変利得増幅器１５７の利得は、送信側のリファレンスパルス信号に対する送信増幅器１１０の利得と一致することができる。そして、例えば、受信側の無線通信装置１００−２では、送信側の無線通信装置１００−１において入力データに対応するパルス信号に合成されたリファレンスパルス信号を除去し、入力データを正確に復元することができる。また、受信側の無線通信装置１００−２は、送信側の無線通信装置１００−１と同期して処理を行うことができる。
【０１３１】
本第３の実施の形態では、無線通信装置１００−１は、例えば、送信増幅器１１０の利得を送信増幅器１０５の利得に対して５０％としているときにおいて、合成後のパルス信号に対してピーク信号を検出したとき、リファレンスパルス信号に対する増幅率を変動させている。
【０１３２】
これにより、例えば、無線通信装置１００−１は、入力データの「１」又は「０」の出現確率が５０％から変動したときに発生する輝線スペクトルを無線信号から除去することができる。従って、第３の実施の形態における無線通信装置１００−１も、無線信号を閾値以上の距離に送信することができる。この場合、受信側の無線通信装置１００−２は、送信側の送信増幅器１１０の変動値αが通知されるため、この変動値に基づいて可変利得増幅器１５７の利得を変更することができ、送信側で合成されたリファレンス信号を除去し、入力データを正確に復元することができる。よって、受信側では、品質を維持したデータを復元することができる。
【０１３３】
［第４の実施の形態］
次に第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態も、入力データの「１」又は「０」の出現確率が５０％から変動した場合の例である。
【０１３４】
図１１は第４の実施の形態における無線通信装置１００−１の構成例を表わす図である。本第４の実施の形態では、入力データの符号「１」（又は「０」）を直接カウントすることで、出現確率が５０％から変動したか否かを検出し、その出現確率に応じて、送信増幅器１１０の利得を「Ａ／２」から変動させるようにしている。
【０１３５】
図１１に示すように、無線通信装置１００−１は、更に、分岐回路１３５、データ計数カウンタ１３０、データ処理部１３１、デジタル・アナログ変換器１３２、及びオペアンプ１３３を備える。
【０１３６】
データ計数カウンタ１３０は、例えば、制御フレーム挿入部１２３から出力される入力データの符号「１」に対応するパルス信号の数をカウントする。データ計数カウンタ１３０は、例えば、入力データの符号「０」に対応するパルス信号の数をカウントするようにしてもよい。
【０１３７】
データ処理部１３１は、例えば、データ計数カウンタ１３０から出力されたカウント値について一定期間保持し、符号「１」の平均出現確率を算出し、その平均出現確率が閾値以上のとき、送信増幅器１１０に対する利得の変動値αを生成し、出力することができる。変動値αは、例えば、第４の実施の形態と同様に、送信増幅器１０５の利得「Ａ」に対して、４０％から６０％の範囲内とすることができる。データ処理部１３１は、例えば、符号「１」の出現確率に応じて、その変動値αを変化させることで、送信増幅器１１０の利得を「Ａ／２」から変化させることができる。
【０１３８】
また、データ処理部１３１は、例えば、平均出現確率が閾値未満のときは入力データの符号「１」の出現確率は５０％程度であるとして、とくに出力を行わず、送信増幅器１１０の利得をそのまま「Ａ／２」に維持することもできる。
【０１３９】
本第４の実施の形態における無線通信装置１００−１においても、データ処理部１３１は変動値αを制御フレーム挿入部１２３に出力し、制御フレーム挿入部１２３において変動値αが制御フレームに挿入されて、受信側の無線通信装置１００−２に送信することができる。
【０１４０】
第４の実施の形態における無線通信装置１００−２の構成例は、例えば、第３の実施の形態における無線通信装置１００−２と同様に図９により表わされることができる。受信側の無線通信装置１００−２は、制御フレーム抽出部１７５により変動値αを抽出して、可変利得増幅器１５７に出力することで、リファレンスパルス信号の強度を、送信側におけるリファレンスパルス信号の強度の変化に追従させるようにすることができる。また、受信側の無線通信装置１００−２は、変動値αに基づいて可変利得増幅器１５７における処理などを行うことができるため、第３の実施の形態と同様に、送信側の無線通信装置１００−１と同期することもできる。
【０１４１】
このように、本第４の実施の形態における無線通信装置１００−１は、データ計数カウンタ１３０により入力データの符号「１」（又は「０」）のパルス数をカウントすることで、出現確率が５０％から変動したか否かを検出することができる。
【０１４２】
そして、無線通信装置１００−１は、符号「１」の出現確率が５０％から変動したことを検出したときは、符号「１」の出現確率に応じてリファレンスパルス信号の増幅率を変動させることで、第３の実施の形態と同様に輝線スペクトルを除去することができる。従って、無線通信装置１００−１は、閾値以上の距離に無線信号を送信することができる。
【０１４３】
その際に、受信側の無線通信装置１００−２は、変動値αを受信することができるため、送信側で合成されたリファレンスパルス信号を除去し、正確に入力データを復元することができ、そのデータの品質を維持することができる。
【０１４４】
［第５の実施の形態］
第２から第４の実施の形態では、無線通信装置１００−１が送信側、無線通信装置１００−２が受信側として説明した。例えば、無線通信装置１００−１，１００−２は双方とも、送信も受信も可能にすることができる。
【０１４５】
図１２は本第５の実施の形態における無線通信装置１００−１，１００−２の構成例を表わす図である。なお、本第５の実施の形態においては、無線通信装置１００−１，１００−２はいずれも同一構成のため、無線通信装置１００として説明することにする。
【０１４６】
無線通信装置１００は、無線通信装置１００−１に含まれるランダム発生器１０２とＲＦ送信部１０３、及びアンテナ１０１−１を備える。ＲＦ送信部１０３は、例えば、図３に示す無線通信装置１００−１のＲＦ送信部１０３と同一構成である。
【０１４７】
また、無線通信装置１００は、無線通信装置１００−２に含まれるアンテナ１０１−２とＲＦ受信部１５０を備える。ＲＦ受信部１５０は、図４に示す無線通信装置１００−２のＲＦ受信部１５０と同一構成である。
【０１４８】
無線通信装置１００には、ＲＦ送信部１０３が含まれるため、リファレンスパルス信号発生器１０６によりリファレンスパルス信号が生成され、入力データと合成することで、輝線パルスのない無線信号を生成し、他の無線通信装置に送信することができる。
【０１４９】
また、無線通信装置１００には、ＲＦ受信部１５０が含まれるため、リファレンスパルス信号発生器１５４によりリファレンスパルス信号が生成され、受信データと合成することで、送信側において合成されたリファレンスパルス信号を除去することができる。
【０１５０】
従って、本第５の実施の形態における無線通信装置１００は、第２の実施の形態と同様に、無線信号を閾値以上の距離に送信することができる。また、本第５の実施の形態における無線通信装置１００は、第２の実施の形態と同様に、品質を維持した状態で送信側から送信されたデータを復元することができる。
【０１５１】
なお、本第５の実施の形態においても、第３及び第４の実施の形態と同様に、無線通信装置１００において、リファレンスパルス信号の強度を入力データに対応するパルス信号の強度の５０％から変動させることで、輝線パルスの発生を防止することも可能である。
【０１５２】
例えば、無線通信装置１００のＲＦ送信部１０３においては、第３の実施の形態と同様に、ピークスペクトラム検出部１１６、データ処理部１２０、デジタル・アナログ変換器１２１、オペアンプ１２２、及び制御フレーム挿入部１２３を備えることで実施することができる。
【０１５３】
この場合、無線通信装置１００のＲＦ受信部１５０においては、第３の実施の形態と同様に、制御フレーム抽出部１７５を備えるようにすることで実施することができる。
【０１５４】
また、無線通信装置１００のＲＦ送信部１０３においては、第４の実施の形態と同様に、データ計数カウンタ１３０、データ処理部１３１、デジタル・アナログ変換器１３２、オペアンプ１３３を備えるようにすることで実施することができる。
【０１５５】
［その他の実施の形態］
第２から第５の実施の形態においては、リファレンスパルス信号発生器１０６では、ＡＬＬ“１”発生器１０７により、すべて「１」の信号を生成し、この信号に基づいてリファレンスパルス信号を生成するものとして説明した。例えば、リファレンスパルス信号発生器１０６は、すべて「０」の信号を生成し、この信号に基づいてリファレンスパルス信号を生成することもできる。この場合、ランダム発生器１０２は、デジタル値が「１」のときオフ、「０」のときオンとなる入力データを生成することになる。  
【０１５６】
以上まとめると付記のようになる。
【０１５７】
（付記１）
データ信号に対応するパルス信号を生成し、生成された前記パルス信号を増幅し、増幅された前記パルス信号を無線信号として送信する無線通信装置において、
前記パルス信号と逆位相のリファレンスパルス信号を生成し、前記リファレンスパルス信号を増幅するリファレンスパルス信号発生部と、
前記増幅されたパルス信号と前記増幅されたリファレンスパルス信号とを合成する合成部とを備え、
前記合成部から出力される合成後のパルス信号が前記無線信号として送信されることを特徴とする無線通信装置。
【０１５８】
（付記２）
更に、前記合成後のパルス信号をフィルタリングして所定周波数帯域の前記合成後のパルス信号を出力するバンドパスフィルタを備え、
前記バンドパスフィルタから出力される前記所定周波数帯域の合成後のパルス信号が前記無線信号として送信されることを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１５９】
（付記３）
前記リファレンスパルス信号発生部は、前記パルス信号を増幅させたときの増幅率である第１の増幅率に対して半分の増幅率である第２の増幅率で前記リファレンスパルス信号を増幅することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１６０】
（付記４）
前記リファレンスパルス信号発生部は、符号が全て「１」であるデータに基づいて前記リファレンスパルス信号を生成することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１６１】
（付記５）
更に、前記データ信号に含まれる第１又は第２の符号の出現確率が５０％から変動したとき、変動した出現確率に応じて前記第２の増幅率を変動させることを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１６２】
（付記６）
更に、前記合成部から出力された合成後のパルス信号に対して、当該合成後のパルス信号のレベルが閾値以上となるピーク信号を検出したとき、前記第２の増幅率を変動させるピークスペクトラム検出部を備えることを特徴とする付記３記載の無線通信装置。
【０１６３】
（付記７）
更に、前記パルス信号に含まれるパルスをカウントするデータ計数カウンタと、
前記データ計数カウンタでカウントされたカウント値に基づいて、前記データ信号に含まれる第１又は第２の符号の出現確率を算出し、算出された前記出現確率に応じて前記前記第２の増幅率を変動させるデータ処理部とを備えることを特徴とする付記３記載の無線通信装置。
【０１６４】
（付記８）
更に、前記第２の増幅率に対して変動させたときの変動値を前記パルス信号とともに送信する制御フレーム挿入部を備えることを特徴とする付記５又は付記６記載の無線通信装置。
【０１６５】
（付記１０）
無線信号として送信されたパルス信号を受信し、受信した前記パルス信号を検波することでパルス信号に含まれるデータ信号を抽出する無線通信装置において、
前記受信したパルス信号と同位相のリファレンスパルス信号を生成し、前記リファレンスパルス信号を増幅するリファレンスパルス信号生成部と、
前記増幅されたリファレンスパルス信号と前記受信したパルス信号とを合成する合成部とを備え、
前記合成部から出力されたパルス信号を検波して前記データ信号を抽出することを特徴とする無線通信装置。
【０１６６】
（付記１１）
前記リファレンスパルス信号生成部は、前記生成したリファレンスパルス信号である第１のリファレンスパルス信号に対して、前記受信したパルス信号に合成された第２のリファレンスパルス信号の合成前に増幅された増幅率で前記第１のリファレンスパルス信号を増幅することを特徴とする付記１０記載の無線通信装置。
【０１６７】
（付記１２）
更に、前記第２のリファレンスパルス信号の前記増幅率に対する変動値を前記受信したパルス信号から抽出する制御フレーム抽出部を備え、
前記リファレンスパルス信号生成部は、前記変動値に応じた変動後の増幅率で前記第１のリファレンスパルス信号を増幅することを特徴とする付記１１記載の無線通信装置。
【０１６８】
（付記１３）
パルス信号を無線信号として送信し、前記無線信号として送信された前記パルス信号を受信する無線通信装置において、
データ信号に対応する前記パルス信号を生成し、生成された前記パルス信号を増幅し、増幅された前記パルス信号を前記無線信号として送信する無線送信部と、
前記無線信号として送信された前記パルス信号を受信し、受信した前記パルス信号を検波することで前記パルス信号に含まれる前記データ信号を抽出する無線受信部とを備え、
前記無線送信部は、
前記パルス信号と逆位相の第１リファレンスパルス信号を生成し、前記第１のリファレンスパルス信号を増幅するリファレンスパルス信号発生部と、
前記増幅されたパルス信号と前記増幅された第１のリファレンスパルス信号とを合成する合成部とを備え、前記無線送信部は合成後のパルス信号を前記無線信号として送信し、
前記無線受信部は、
前記受信したパルス信号と同位相の第２のリファレンスパルス信号を生成し、前記第２のリファレンスパルス信号を増幅するリファレンスパルス信号生成部と、
前記増幅された第２のリファレンスパルス信号と前記受信したパルス信号とを合成する合成部とを備え、前記無線受信部は、前記合成部から出力されたパルス信号を検波して前記データ信号を抽出することを特徴とする無線通信装置。
【０１６９】
（付記１４）
データ信号に対応するパルス信号を生成し、生成された前記パルス信号を増幅し、増幅された前記パルス信号を無線信号として送信する無線通信装置におけるパルス信号送信方法であって、
前記パルス信号と逆位相のリファレンスパルス信号を生成し、
前記リファレンスパルス信号を増幅し、
前記増幅されたパルス信号と前記増幅されたリファレンスパルス信号とを合成し、
前記合成後のパルス信号を前記無線信号として送信することを特徴とするパルス信号送信方法。
【０１７０】
（付記１５）
データ信号に対応するパルス信号を生成し、生成された前記パルス信号を増幅し、増幅された前記パルス信号を無線信号として送信する無線通信装置において、
前記パルス信号と逆位相のリファレンスパルス信号を生成し、前記データ信号に含まれる第１又は第２の符号の出現確率に応じた増幅率で前記リファレンスパルス信号を増幅するリファレンスパルス信号発生部と、
前記増幅されたパルス信号と前記増幅されたリファレンスパルス信号とを合成する合成部とを備え、
前記合成部から出力される合成後のパルス信号が前記無線信号として送信されることを特徴とする無線通信装置。
【符号の説明】
【０１７１】
１０：無線通信システム                
１００（１００−１，１００−２）：無線通信装置
１０１−１，１０１−２：アンテナ      １０２：ベルヌーイランダム発生器
１０３：ＲＦ送信部                    
１０４，１０８：パルスジェネレータ    １０５，１１０：送信増幅器
１０６：リファレンスパルス信号発生器  １０７：ＡＬＬ“１”発生器
１０９：インバータ                    １１１：合成器
１１２：ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）  １１５：分岐回路
１１６：ピークスペクトラム検出部      １１７：狭帯域フィルタ
１１８：レベル検出器                  １２０：データ処理部
１２３：制御フレーム挿入部            １３０：データ計数カウンタ
１３１：データ処理部                  １３５：分岐回路
１５０：ＲＦ受信部                    １５３：合成器
１５４：リファレンスパルス信号発生器  １５５：ＡＬＬ“１”発生器  
１５６：パルスジェネレータ            １５７：可変利得増幅器
１５９：包絡線検波部                  １６７：データ処理部
１７５：制御フレーム抽出部
【図１】
0005928039.tif 000002
【図２】
0005928039.tif 000003
【図３】
0005928039.tif 000004
【図４】
0005928039.tif 000005
【図５】
0005928039.tif 000006
【図７】
0005928039.tif 000007
【図８】
0005928039.tif 000008
【図９】
0005928039.tif 000009
【図１０】
0005928039.tif 000010
【図１１】
0005928039.tif 000011
【図１２】
0005928039.tif 000012
【図１３】
0005928039.tif 000013
【図１４】
0005928039.tif 000014
【図６】
0005928039.tif 000015
【図１５】
0005928039.tif 000016