(57)【要約】【課題】短時間での同期確立と、同期部の低消費電力化の両立を実現し、通信開始より速やかにデータの授受ができる高速データ伝送が可能な低消費電力のパルス変調型送信装置およびパルス変調型受信装置を提供することを目的とする。【解決手段】別送されたＲＦフレーム同期用信号１００５を基に生成した第１のテンプレート信号１００６を用いてフレーム同期用信号１００９を生成し、第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０にて、フレーム同期用信号１００９を受信ＲＦデータ信号１００４に同期させ同期検波することで、敏速にパルス捕捉及びパルス位相捕捉を実現する。また、フレーム同期確立後は、テンプレート切替え部１４２により、第１のテンプレート信号１００６から事前に第１のテンプレート信号１００６に同期させておいた第２のテンプレート信号１００７に切替えて同期検波を行うことによりフレーム同期保持を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信ＲＦデータ信号である第１のＲＦ入力信号と前記第１のＲＦ入力信号のフレーム同期用信号の生成に用いる第１のテンプレート信号を有する第２のＲＦ入力信号とを受けて、前記第１のＲＦ入力信号と第２のＲＦ入力信号との相関である相関受信データ信号を出力するフレーム同期部を含むパルス変調型受信装置であって、
前記フレーム同期部は、
前記第２のＲＦ入力信号から、前記第１のテンプレート信号を抽出する第１のフレーム同期用タイミング調整部と、
第２のテンプレート信号を、前記第１のテンプレート信号に同期させ、出力するテンプレート信号生成部と、
前記フレーム同期部に、前記第１のＲＦ入力信号と第２のＲＦ入力信号との入力された場合には、前記第１のテンプレート信号を選択し、フレームの同期状態に応じて、前記第１のテンプレート信号から前記第２のテンプレート信号へ切り替え出力するテンプレート信号切り替え部と、
前記テンプレート信号切り替え部から出力した前記第１或いは第２のテンプレート信号を用いて、前記フレーム同期用信号を生成するフレーム同期用信号生成部と、
前記第１のＲＦ入力信号に、前記フレーム同期用信号を同期させ、前記相関受信データ信号を出力する第２のフレーム同期用タイミング調整部と、を含み、
前記第２のフレーム同期用タイミング調整部は、
前記第１のＲＦ入力信号と前記フレーム同期用信号との相関値が、所定値に達した場合に、前記テンプレート切り替え部へ、テンプレート切り替え指示信号を出力するフレーム同期用相関判定部を含み、
前記テンプレート信号切り替え部は、前記テンプレート切り替え信号を受けて、前記第１のテンプレート信号から前記第２のテンプレート信号へ切り替え動作を行う
パルス変調型受信装置。
【請求項２】
前記フレームの同期状態は、
前記フレーム同期部に、前記第１のＲＦ入力信号と第２のＲＦ入力信号とが入力され、前記第２のフレーム同期用タイミング調整部が、前記第１のＲＦ入力信号を構成するＲＦデータパルスの有無を検出し同期引き込みを図るパルス捕捉状態である第１の状態と、
前記第２のフレーム同期用タイミング調整部が、前記ＲＦデータパルスを形成する波素の位相レベルの同期の確立を図るパルス位相捕捉状態である第２の状態と、を含み、
前記フレーム同期用相関判定部は、
前記第１のＲＦ入力信号と前記フレーム同期用信号との前記相関値が前記所定値に達した場合に、前記第１の状態から前記第２の状態へ移行すべきと判定し、前記テンプレート切り替え部に前記テンプレート切り替え指示信号を送出し、
前記第１の状態では、前記第１のテンプレート信号を利用した同期検波を行い、
前記第２の状態では、前記第２のテンプレート信号を利用した同期検波を行う
請求項１記載のパルス変調型受信装置。
【請求項３】
前記第２のＲＦ入力信号は、前記第１のＲＦ入力信号とは異なる周波数帯にて伝送された信号である請求項１記載のパルス変調型受信装置。
【請求項４】
前記テンプレート信号切り替え部が、前記テンプレート切り替え信号を受けて、前記第１のテンプレート信号から前記第２のテンプレート信号へ切り替え動作を行った場合に、
前記第１のフレーム同期用タイミング調整部は、電源供給が停止される
請求項１記載のパルス変調型受信装置。
【請求項５】
前記第１のフレーム同期用タイミング調整部への電源供給が停止された後、
再度、前記第２のＲＦ入力信号が入力された場合、
又は、同期ずれ補正を行う為のＲＦフレーム同期保持信号が、所定間隔で通信相手から入力された場合、
前記第１のフレーム同期用タイミング調整部は、電源供給が再開される
請求項４記載のパルス変調型受信装置。
【請求項６】
前記相関受信データ信号とシンボル同期用信号の生成に用いる第１のタイミング信号を有するＲＦシンボル同期用タイミング信号とを受けて、復号データ信号を出力するシンボル同期部をさらに有し、
前記シンボル同期部は、
前記ＲＦシンボル同期用タイミング信号から、前記第１のタイミング信号を抽出する第１のシンボル同期用タイミング調整部と、
第２のタイミング信号を、前記第１のタイミング信号に同期させ、出力するクロック再生部と、
前記シンボル同期部に、前記相関受信データ信号と前記ＲＦシンボル同期用タイミング信号との入力が開始された場合には、前記第１のタイミング信号を選択し、シンボル同期状態に応じて、前記第１のタイミング信号から前記第２のタイミング信号へ切り替え出力するタイミング信号切り替え部と、
前記タイミング信号切り替え部から出力した前記第１或いは第２のタイミング信号を用いて、前記ＲＦシンボル同期用信号を生成するシンボル発生部と、
前記相関受信データ信号に前記シンボル同期用信号を同期させ、前記復号データ信号を出力する第２のシンボル同期用タイミング調整部と、を含み、
前記第２のシンボル同期用タイミング調整部は、
前記相関受信データ信号と前記シンボル同期用信号との相関値が所定値に達した場合に、前記タイミング信号切り替え部に向けてタイミング切り替え指示信号を出力するシンボル同期用相関判定部を含み、
前記タイミング信号切り替え部は、前記タイミング切り替え指示信号を受けて、前記第１のタイミング信号から前記第２のタイミング信号へ切り替え動作を行う
請求項１記載のパルス変調型受信装置。
【請求項７】
前記タイミング信号切り替え部が、前記タイミング切り替え指示信号を受けて、前記第１のタイミング信号から前記第２のタイミング信号へ切り替え動作を行った場合に、
前記第１のシンボル同期用タイミング調整部は、電源供給が停止される
請求項６記載のパルス変調型受信装置。
【請求項８】
前記第１のシンボル同期用タイミング調整部への電源供給が停止された後、
再度、前記ＲＦシンボル同期用タイミング信号が入力された場合、
又は、ＲＦシンボル同期用タイミング保持信号が、所定時間間隔で通信相手から入力された場合、
前記第１のシンボル同期用タイミング調整部は、電源供給が再開される
請求項７記載のパルス変調型受信装置。
【請求項９】
受信ＲＦデータ信号である第１のＲＦ入力信号と前記第１のＲＦ入力信号のフレーム同期用信号の生成に用いるテンプレート信号を有する第２のＲＦ入力信号とを受けて、前記第１と第２のＲＦ入力信号との相関である相関受信データ信号を出力するフレーム同期部を含むパルス変調型受信装置であって、
前記フレーム同期部は、
前記第２のＲＦ入力信号から、前記テンプレート信号を抽出する第１のフレーム同期用タイミング調整部と、
前記テンプレート信号を基にして、フレーム同期用信号を生成するフレーム同期用信号生成部と、
前記第１のＲＦ入力信号を所定時間遅延した遅延受信ＲＦデータ信号を出力する可変遅延部と、
前記フレーム同期部に、前記第１のＲＦ入力信号と第２のＲＦ入力信号との入力が開始された場合には、前記フレーム同期用信号を選択し、フレームの同期状態に応じて、前記フレーム同期用信号から前記遅延受信ＲＦデータ信号へ切り替え出力するフレーム同期用信号切り替え部と、
前記第１のＲＦ入力信号に、前記フレーム同期用信号切り替え部から出力される前記フレーム同期用信号或いは前記遅延受信ＲＦデータ信号を同期させ、前記相関受信データ信号を出力する第２のフレーム同期用タイミング調整部と、を含み、
前記第２のフレーム同期用タイミング調整部は、
前記第１のＲＦ入力信号と前記フレーム同期用信号切り替え部から出力される前記フレーム同期用信号との相関値が、所定値に達した場合に、前記フレーム同期用信号切り替え部へ、フレーム同期用信号切り替え指示信号を出力するフレーム同期用相関判定部を含み、
前記フレーム同期用信号切り替え部は、前記フレーム同期用信号切り替え指示信号を受けて、前記フレーム同期用信号から前記遅延受信ＲＦデータ信号へ切り替え動作を行う
パルス変調型受信装置。
【請求項１０】
前記フレーム同期状態は、
前記フレーム同期部に、前記第１のＲＦ入力信号と第２のＲＦ入力信号とが入力され、前記第２のフレーム同期用タイミング調整部が、前記第１のＲＦ入力信号を構成するＲＦデータパルスの有無を検出し同期引き込みを図るパルス捕捉状態である第１の状態と、
前記第２のフレーム同期用タイミング調整部が、前記ＲＦデータパルスを形成する波素の位相レベルの同期の確立を図るパルス位相捕捉状態である第２の状態と、含み、
前記フレーム同期用相関判定部は、
前記第１のＲＦ入力信号と前記フレーム同期用信号との前記相関値が前記所定値に達した場合に、前記第１の状態から前記第２の状態へ移行すべきと判定し、前記テンプレート切り替え部に前記テンプレート切り替え指示信号を送出し、
前記第１の状態では、前記テンプレート信号を利用した同期検波を行い、
前記第２の状態では、前記第１のＲＦ入力信号を利用した同期検波を行う
請求項９記載のパルス変調型受信装置。
【請求項１１】
前記フレーム同期用信号切り替え部が、
前記フレーム同期用信号から前記遅延受信ＲＦデータ信号へ切り替えを行った場合、
前記第１のフレーム同期用タイミング調整部は、動作を停止する
請求項９記載のパルス変調型受信装置。
【請求項１２】
前記フレーム同期部は、
前記第２のＲＦ入力信号で精度の低い同期を行い、前記第１のＲＦ入力信号で精度の高い同期を行う請求項１記載のパルス変調型受信装置。
【請求項１３】
送信データと、フレーム同期用信号と、シンボル同期用タイミング信号とに所定のシンボル化を施し、シンボル化送信データと、シンボル化フレーム同期用信号と、シンボル化シンボル同期用タイミング信号とを生成するシンボル化部と、
前記シンボル化送信データに所定の変調を施し、無線周波数にアップコンバートして、通信相手方のフレーム同期部に入力される第１のＲＦ入力信号を有するＲＦデータ信号を生成するＲＦデータ信号送信部と、
前記シンボル化フレーム同期用信号に、所定の変調を施し、無線周波数にアップコンバートして、通信相手方のフレーム同期部に入力される第２のＲＦ入力信号を有するＲＦフレーム同期用信号と、
前記シンボル化シンボル同期用タイミング信号に所定の変調を施し、無線周波数にアップコンバートして、通信相手方のシンボル同期部に入力されるＲＦシンボル同期用タイミング信号と、を生成するＲＦ同期用信号送信部と
を有するパルス変調型送信装置。
【請求項１４】
前記ＲＦ同期用信号送信部は、
前記ＲＦシンボル同期用タイミング信号を、前記ＲＦフレーム同期用信号とは異なる周波数帯で送出する請求項１３記載のパルス変調型送信装置。
【請求項１５】
前記ＲＦ同期用信号送信部は、前記ＲＦフレーム同期保持信号と前記ＲＦシンボル同期用タイミング保持信号とを、所定時間間隔で送出する手段を有する請求項１３記載のパルス変調型送信装置。
【請求項１６】
前記ＲＦデータ信号送信部および前記ＲＦ同期用信号送信部は、
さらに、前記ＲＦデータ信号と前記ＲＦフレーム同期用信号と前記ＲＦシンボル同期用タイミング信号と前記ＲＦフレーム同期保持信号と前記ＲＦシンボル同期用タイミング保持信号とに対して、互いに分離可能な信号波形を有するウェーブレットを割り当てる波形選択部を有する請求項１３記載のパルス変調型送信装置。
【請求項１７】
前記波形選択部は、前記ＲＦフレーム同期用信号と前記ＲＦシンボル同期用タイミング信号と前記ＲＦフレーム同期保持信号と前記ＲＦシンボル同期用タイミング保持信号のうち１つ以上の信号に、異なるウェーブレットを用いる請求項１６記載のパルス変調型送信装置。
【請求項１８】
前記ＲＦフレーム同期用信号は、機器認証用のデータを含む請求項１３記載のパルス変調型送信装置。
【請求項１９】
前記ＲＦデータ信号と、前記ＲＦフレーム同期用信号と、前記ＲＦシンボル同期用タイミング信号の、少なくとも２つのデータ速度が異なる請求項１３記載のパルス変調型送信装置。
【請求項２０】
前記ＲＦデータ信号送信部および前記ＲＦ同期用信号送信部は、
前記ＲＦデータ信号と、前記ＲＦフレーム同期用信号と、前記ＲＦシンボル同期用タイミング信号の、少なくとも１つを送信する請求項１３記載のパルス変調型送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス状の変調信号を用いた無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｂに代表される無線ＬＡＮ機器の急速な普及に加えて、ＡＶ機器やパーソナルコンピュータを相互に無線接続することによって、シームレスなネットワークが確立された社会が予想されており、小型かつ高速のデータ通信装置を安価に実現する技術の確立が急務となっている。
【０００３】
その一つとして、パルス状の変調信号を用いるパルス無線通信が注目されている。パルス無線通信装置での受信データ信号を同期する従来方法として、基準時間と前後する遅延処理を施した各信号との相関により、同期を行う方法が、知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
図１２は、特許文献１に記載されている従来のパルス無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１２において、従来のパルス無線通信装置１２００は、アンテナ１２０１で受信したＲＦ信号を増幅する増幅器１２０２と、不要な信号を取り除くフィルタ１２０３と、信号をアナログ化するアナログ符号化手段１２０４と、信号を分岐するスプリッタ１２０５と、信号を遅延する複数の遅延器１２０６、１２０７、１２０８と、信号を乗算する乗算器１２０９、１２１０、１２１１と、時間積分する積分器１２１２、１２１３、１２１４と、相関に応じて同期判定と遅延制御とを行う受信同期制御部１２１７と、信号の位相を遅延する位相遅延手段１２１８と、位相遅延信号を変調し、同一拡散コードで拡散するメイン受信ウェーブレット符号生成器１２１６と、メイン受信ウェーブレット符号生成器１２１６出力を３分岐し、乗算器１２０９、１２１０、１２１１に出力するスプリッタ１２１５とで構成されている。
【０００５】
この構成で、受信したＲＦ信号を、増幅器１２０２により復調に必要な振幅に増幅し、帯域外の不要周波数帯域をフィルタ１２０３により除去して、アナログ符号化手段１２０４によりアナログ符号を生成する。この信号をスプリッタ１２０５で分岐し、遅延器１２０６、１２０７、１２０８により、３つの遅延した信号、すなわち、時間Ｌ遅延した信号、時間Ｌ＋Ｙ遅延した信号、時間Ｌ−Ｙ遅延した信号を出力する。これら３つの信号に、メイン受信ウェーブレット符号生成器１２１６で生成した基準パルス信号を乗算器１２０９、１２１０、１２１１により、それぞれ乗算し、積分器１２１２、１２１３、１２１４にて、それぞれシンボルに相当する時間積分する。受信同期制御部１２１７により、各信号の相関に応じて、同期を判定し、位相遅延手段１２１８を制御して、スライディング同期しながら、復号データ１２１９を出力する。このとき、時間Ｌにおける受信パス信号を相関の基準とし、時間Ｌの信号よりも時間Ｌ＋Ｙの信号のほうが高い相関となった場合には、位相遅延手段１２１８によりトラッキング周期を遅らせ、逆に時間Ｌ−Ｙの信号のほうが高い相関となった場合には、位相遅延手段１２１８によりトラッキング周期を進めることにより、送信データ信号と同期するよう調整している。
【特許文献１】特表２００３−５３５５５２号公報（１４８項、図２７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、通信の度に、受信信号中の同期フレームをもとに、波形相関をとることで同期を確立し、その後にデータの復調を行う従来のパルス無線通信装置およびその同期方法では、同期確立に要する時間が長くなるため、実情報の伝送速度が下がるばかりでなく、マルチパスや他の装置からの電波などの干渉波によって、相関パルスのレベルが高い状態が発生し、誤同期してしまうという問題を有していた。
【０００７】
一方、これらの課題を解決するために、段階的に相関パルスのレベルを判断したり、先行技術（図１２）に示すように、複数の受信系により構成することによって、干渉波を除去する構成も提案されているが、判断フローが複雑化すると共に、機器構成が大型化し、消費電力が増加し、機器も高価になってしまうという問題を有していた。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するもので、受信装置が同期状態に応じて、適宜同期方法を切り替えることによって、同期確立に要する時間を短くすると共に、通信開始より速やかに、データの授受ができる高速データ伝送を可能としたパルス変調型送信装置およびパルス変調型受信装置を、提供することを目的とする。また、受信装置が、同期状態に応じて適宜同期方法を切り替えることによって、受信系を複数有する構成としても、低消費電力のパルス変調型送信装置、パルス変調型受信装置及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のパルス変調型受信装置は、受信ＲＦデータ信号である第１のＲＦ入力信号と第１のＲＦ入力信号のフレーム同期用信号の生成に用いる第１のテンプレート信号を有する第２のＲＦ入力信号とを受けて、第１のＲＦ入力信号と第２のＲＦ入力信号との相関である相関受信データ信号を出力するフレーム同期部を含むパルス変調型受信装置であって、フレーム同期部は、第２のＲＦ入力信号から、第１のテンプレート信号を抽出する第１のフレーム同期用タイミング調整部と、第２のテンプレート信号を、第１のテンプレート信号に同期させ、出力するテンプレート信号生成部と、フレーム同期部に、第１のＲＦ入力信号と第２のＲＦ入力信号との入力が開始された場合には、第１のテンプレート信号を選択し、フレームの同期状態に応じて、第１のテンプレート信号から第２のテンプレート信号へ切り替え出力するテンプレート信号切り替え部と、テンプレート信号切り替え部から出力した第１或いは第２のテンプレート信号を用いて、フレーム同期用信号を生成するフレーム同期用信号生成部と、第１のＲＦ入力信号に、フレーム同期用信号を同期させ、相関受信データ信号を出力する第２のフレーム同期用タイミング調整部と、を含み、第２のフレーム同期用タイミング調整部は、第１のＲＦ入力信号とフレーム同期用信号との相関値が、所定値に達した場合に、テンプレート切り替え部へ、テンプレート切り替え指示信号を出力するフレーム同期用相関判定部を含み、テンプレート信号切り替え部は、テンプレート切り替え信号を受けて、第１のテンプレート信号から第２のテンプレート信号へ切り替え動作を行う構成を有している。
【００１０】
上記構成により、フレーム同期部は、受信ＲＦデータ信号である第１のＲＦ入力信号と、フレーム同期用信号を生成する為のテンプレート信号を有する第２のＲＦ入力信号とが、フレーム同期部へ入力される入力開始時には、フレーム同期用信号切り替え部により、第２のＲＦ入力信号が有する第１のテンプレート信号を用いたフレーム同期用信号を選択する。そして、第２のフレーム同期用タイミング調整部にて、フレーム同期用信号を用いて、第１のＲＦ入力信号の同期引き込みを図る。また、第２のシンボル同期用タイミング調整部にて、第１のＲＦ入力信号と第１のテンプレート信号を用いたフレーム同期用信号との同期が確立される間に、テンプレート信号生成部にて、テンプレート信号生成部内で発生させた第２のテンプレート信号を第１のテンプレート信号に同期させる動作を行う。そして、第２のフレーム同期用タイミング調整部にあるフレーム同期用相関判定部で、第１のＲＦ入力信号とフレーム同期用信号との相関を検出し、相関値が所定値に達した時に、フレーム同期用信号切り替え部に向けてフレーム同期用信号切り替え指示信号を送出する。さらに、フレーム同期用信号切り替え部で、フレーム同期用信号切り替え指示信号により、第１のテンプレート信号から、第２のテンプレート信号へ入力切り替え動作を行う。さらに、第２のフレーム同期用タイミング調整部で、第１のＲＦ入力信号に第２のテンプレート信号を用いたフレーム同期用信号を同期させ、復号データ信号を出力する。これにより、フレーム同期状態に応じて、第１のテンプレート信号を用いたフレーム同期用信号から、第２のテンプレート信号を用いたフレーム同期用信号へ切り替えて、フレーム同期確立動作を図ることにより、フレーム同期確立に要する時間を短くすることができる。また、フレーム同期確立に要する時間を短くすることにより、多くのデータを受信することができるので、高速データ伝送を行うことが可能となる。
【００１１】
さらに、本発明のパルス変調型受信装置は、フレームの同期状態に、第１のＲＦ入力信号と第２のＲＦ入力信号とが、フレーム同期部への入力が開始され、第２のフレーム同期用タイミング調整部が、第１のＲＦ入力信号を構成するＲＦデータパルスの有無を検出し同期引き込みを図るパルス捕捉状態である第１の状態と、第２のフレーム同期用タイミング調整部が、ＲＦデータパルスを形成する波素の位相レベルの同期の確立を図るパルス位相捕捉状態である第２の状態と、を含み、フレーム同期用相関判定部は、第１のＲＦ入力信号とフレーム同期用信号との相関値が所定値に達した場合に、第１の状態から第２の状態へ移行すべきと判定し、テンプレート切り替え部にテンプレート切り替え指示信号を送出し、第１の状態では、第１のテンプレート信号を利用した同期検波を行い、第２の状態では、第２のテンプレート信号を利用した同期検波を行う手段を持つ構成を有している。
【００１２】
上記構成により、フレーム同期部は、パルス捕捉状態では、第１のテンプレート信号を利用した同期検波を行い、パルス位相捕捉状態では、第２のテンプレート信号を利用した同期検波を行うことができ、フレーム同期確立に要する時間を短くすることができる。また、フレーム同期確立に要する時間を短くすることにより、多くのデータを受信することができるので、高速データ伝送を行うことが可能となる。
【００１３】
さらに、本発明のパルス変調型受信装置は、第２のＲＦ入力信号が、第１のＲＦ入力信号とは異なる周波数帯にて伝送された信号である構成を有している。
【００１４】
上記構成により、フレーム同期部は、第１のＲＦ入力信号とは異なる周波数帯にて、伝送される第２のＲＦ入力信号から、第１のＲＦ入力信号による影響が少ない第１のテンプレート信号を抽出することができると共に、第１のＲＦ入力信号による影響の少ない第１のテンプレート信号を用いて、フレーム同期の確立を図ることができ、フレーム同期確立に要する時間を短くすることができる。また、フレーム同期確立に要する時間を短くすることにより、多くのデータを受信することができるので、高速データ伝送を行うことが可能となる。
【００１５】
さらに、本発明のパルス変調型受信装置におけるテンプレート信号切り替え部は、テンプレート切り替え信号を受けて、第１のテンプレート信号から第２のテンプレート信号へ切り替え動作を行った場合、第１のフレーム同期用タイミング調整部への電源供給が停止される構成を有している。
【００１６】
上記構成により、フレーム同期部は、テンプレート信号切り替え部が、テンプレート切り替え信号を受けて、第１のテンプレート信号から第２のテンプレート信号へ切り替え動作を行った後、第１のフレーム同期用タイミング調整部に供給する電源を、予め定めた部分又は第１のシンボル同期用タイミング調整部全体において、停止することにより、パルス変調型受信装置の低消費電力化を図ることができる。
【００１７】
さらに、本発明のパルス変調型受信装置は、第１のフレーム同期用タイミング調整部への電源供給が停止された後、再度、第２のＲＦ入力信号が入力された場合、又は、同期ずれ補正を行う為のＲＦフレーム同期保持信号が、所定間隔で通信相手から入力された場合、第１のフレーム同期用タイミング調整部への電源供給が再開される手段を持つ構成を有している。
【００１８】
上記構成により、ＲＦフレーム同期用信号、或いは所定時間間隔で受信されるＲＦフレーム同期保持信号が送られてくるまでの間、パルス変調型受信装置のシンボル同期部は、第１のフレーム同期用タイミング調整部に供給する電源を、予め定めた部分または第１のフレーム同期用タイミング調整部全体において、停止することにより、パルス変調型受信装置の低消費電力化を図ることができる。又、所定時間が経過した後、引き続き送られてくるＲＦフレーム同期用信号、或いは所定時間間隔で受信されるＲＦフレーム同期保持信号を用いて、フレーム同期が確立した後のフレーム同期保持を図ることができ、フレーム同期保持を図る為の再フレーム同期確立に要する時間を短くすることができる。
【００１９】
また、本発明のパルス変調型受信装置は、相関受信データ信号とシンボル同期用信号の生成に用いる第１のタイミング信号を有するＲＦシンボル同期用タイミング信号とを受けて、復号データ信号を出力するシンボル同期部をさらに有し、シンボル同期部は、ＲＦシンボル同期用タイミング信号から、第１のタイミング信号を抽出する第１のシンボル同期用タイミング調整部と、第２のタイミング信号を、第１のタイミング信号に同期させ、出力するクロック再生部と、シンボル同期部に、相関受信データ信号とＲＦシンボル同期用タイミング信号との入力が開始された場合には、第１のタイミング信号を選択し、シンボル同期状態に応じて、第１のタイミング信号から第２のタイミング信号へ切り替え出力するタイミング信号切り替え部と、タイミング信号切り替え部から出力した第１或いは第２のタイミング信号を用いて、ＲＦシンボル同期用信号を生成するシンボル発生部と、相関受信データ信号にシンボル同期用信号を同期させ、復号データ信号を出力する第２のシンボル同期用タイミング調整部と、を含み、第２のシンボル同期用タイミング調整部は、相関受信データ信号とシンボル同期用信号との相関値が所定値に達した場合に、タイミング信号切り替え部に向けてタイミング切り替え指示信号を出力するシンボル同期用相関判定部を含み、タイミング信号切り替え部は、タイミング切り替え指示信号を受けて、第１のタイミング信号から第２のタイミング信号へ切り替え動作を行う構成を有している。
【００２０】
上記構成により、シンボル同期部は、相関受信データ信号とＲＦシンボル同期用タイミング信号とが、シンボル同期部へ入力される入力開始時には、タイミング信号切り替え部により、ＲＦシンボル同期用タイミング信号が有する第１のタイミング信号を選択する。そして、シンボル発生部にて、第１のタイミング信号を基にシンボル同期用信号を生成する。そして、第２のシンボル同期用タイミング調整部にて、シンボル同期用信号を用いて相関受信データ信号の同期引き込みを図る。また、第２のシンボル同期用タイミング調整部にて、相関受信データ信号とシンボル同期用信号との同期が確立される間に、クロック再生部で、クロック再生部内で発生させた第２のタイミング信号を第１のタイミング信号に同期させる動作を行う。そして、第２のシンボル同期用タイミング調整部にあるシンボル同期用相関判定部で、相関受信データ信号とシンボル同期用信号との相関を検出し、相関値が所定値に達した時に、タイミング信号切り替え部に向けてタイミング切り替え指示信号を送出する。さらに、タイミング信号切り替え部で、タイミング切り替え指示信号により、第１のタイミング信号から、第２のタイミング信号へ入力切り替え動作を行う。さらに、第２のシンボル同期用タイミング調整部で、相関受信データ信号に第２のタイミング信号を用いたシンボル同期用信号を同期させ、復号データ信号を出力する。これにより、シンボル同期状態に応じて、タイミング信号切り替え部にて第１のタイミング信号から第２のタイミング信号へ切り替えて、シンボル同期確立動作を図ることができ、シンボル同期確立に要する時間を短くすることができる。また、シンボル同期確立に要する時間を短くすることにより、多くのデータを受信することができるので、高速データ伝送を行うことが可能となる。
【００２１】
さらに、本発明のパルス変調型受信装置は、タイミング信号切り替え部において、タイミング切り替え指示信号を受けて、第１のタイミング信号から第２のタイミング信号へ切り替え動作を行った場合、第１のシンボル同期用タイミング調整部への電源供給が停止される手段を持つ構成を有している。
【００２２】
上記構成により、シンボル同期部は、タイミング信号切り替え部が、タイミング切り替え信号を受けて、第１のタイミング信号から第２のタイミング信号へ切り替え動作を行った後、第１のシンボル同期用タイミング調整部に供給する電源を、予め定めた部分または第１のシンボル同期用タイミング調整部全体において、停止することにより、パルス変調型受信装置の低消費電力化を図ることができる。
【００２３】
さらに、本発明のパルス変調型受信装置は、第１のシンボル同期用タイミング調整部への電源供給が停止された後、再度、ＲＦシンボル同期用タイミング信号が入力された場合、又は、ＲＦシンボル同期用タイミング保持信号が、所定時間間隔で通信相手から入力された場合、第１のシンボル同期用タイミング調整部への電源供給が再開される手段を持つ構成を有している。
【００２４】
上記構成により、ＲＦシンボル同期用タイミング信号、或いは所定時間間隔で受信されるＲＦシンボル同期用タイミング保持信号が送られてくるまでの間、シンボル同期部は、第１のシンボル同期用タイミング調整部に供給する電源を、予め定めた部分または第１のシンボル同期用タイミング調整部全体において、停止することにより、パルス変調型受信装置の低消費電力化を図ることができる。又、所定時間が経過した後、引き続き送られてくるＲＦシンボル同期用タイミング信号、或いは所定時間間隔で送られてくるＲＦシンボル同期用タイミング保持信号を用いて、シンボル同期が確立した後のシンボル同期保持を図ることができ、シンボル同期保持を図る為の再同期確立に要する時間を短くすることが
できる。
【００２５】
さらに、本発明のパルス変調型受信装置は、受信ＲＦデータ信号である第１のＲＦ入力信号と第１のＲＦ入力信号のフレーム同期用信号の生成に用いるテンプレート信号を有する第２のＲＦ入力信号とを受けて、第１と第２のＲＦ入力信号との相関である相関受信データ信号を出力するフレーム同期部を含むパルス変調型受信装置であって、フレーム同期部は、第２のＲＦ入力信号から、テンプレート信号を抽出する第１のフレーム同期用タイミング調整部と、テンプレート信号を基にして、フレーム同期用信号を生成するフレーム同期用信号生成部と、第１のＲＦ入力信号を所定時間遅延した遅延受信ＲＦデータ信号を出力する可変遅延部と、フレーム同期部に、第１のＲＦ入力信号と第２のＲＦ入力信号との入力が開始された場合には、フレーム同期用信号を選択し、フレームの同期状態に応じて、フレーム同期用信号から遅延受信ＲＦデータ信号へ切り替え出力するフレーム同期用信号切り替え部と、第１のＲＦ入力信号に、フレーム同期用信号切り替え部から出力されるフレーム同期用信号或いは遅延受信ＲＦデータ信号を同期させ、相関受信データ信号を出力する第２のフレーム同期用タイミング調整部と、を含み、第２のフレーム同期用タイミング調整部は、第１のＲＦ入力信号とフレーム同期用信号切り替え部から出力されるフレーム同期用信号との相関値が、所定値に達した場合に、フレーム同期用信号切り替え部へ、フレーム同期用信号切り替え指示信号を出力するフレーム同期用相関判定部を含み、フレーム同期用信号切り替え部は、フレーム同期用信号切り替え指示信号を受けて、フレーム同期用信号から遅延受信ＲＦデータ信号へ切り替え動作を行う構成を有している。
【００２６】
上記構成により、フレーム同期部は、受信ＲＦデータ信号である第１のＲＦ入力信号と、フレーム同期用信号を生成する為のテンプレート信号を有する第２のＲＦ入力信号とが、フレーム同期部へ入力される入力開始時には、フレーム同期用信号切り替え部により、第２のＲＦ入力信号が有するテンプレート信号を用いたフレーム同期用信号を選択する。そして、第２のフレーム同期用タイミング調整部にて、フレーム同期用信号を用いて第１のＲＦ入力信号の同期引き込みを図る。そして、第２のフレーム同期用タイミング調整部にあるフレーム同期用相関判定部で、第１のＲＦ入力信号とフレーム同期用信号との相関を検出し、相関値が所定値に達した時に、フレーム同期用信号切り替え部に向けてフレーム同期用信号切り替え指示信号を送出する。さらに、フレーム同期用信号切り替え部で、フレーム同期用信号切り替え指示信号により、第２のＲＦ入力信号が有するテンプレート信号を用いたフレーム同期用信号から、遅延受信ＲＦデータ信号へ入力切り替え動作を行う。さらに、第２のフレーム同期用タイミング調整部で、第１のＲＦ入力信号に遅延受信ＲＦデータ信号を同期させ、復号データ信号を出力する。これにより、フレーム同期状態に応じて、テンプレート信号を用いたフレーム同期用信号から、遅延受信ＲＦデータ信号へ切り替えて、フレーム同期確立動作を図ることができ、フレーム同期確立に要する時間を短くすることができる。また、フレーム同期確立に要する時間を短くすることにより、多くのデータを受信することができるので、高速データ伝送を行うことが可能となる。
【００２７】
さらに、本発明のパルス変調型受信装置は、フレーム同期状態を構成する２つの状態において、第１のＲＦ入力信号と第２のＲＦ入力信号とが、フレーム同期部への入力が開始され、第２のフレーム同期用タイミング調整部が、第１のＲＦ入力信号を構成するＲＦデータパルスの有無を検出し同期引き込みを図るパルス捕捉状態である第１の状態と、第２のフレーム同期用タイミング調整部が、ＲＦデータパルスを形成する波素の位相レベルの同期の確立を図るパルス位相捕捉状態である第２の状態と、含み、フレーム同期用相関判定部は、第１のＲＦ入力信号とフレーム同期用信号との相関値が所定値に達した場合に、第１の状態から第２の状態へ移行すべきと判定し、テンプレート切り替え部にテンプレート切り替え指示信号を送出し、第１の状態では、テンプレート信号を利用した同期検波を行い、第２の状態では、第１のＲＦ入力信号を利用した同期検波を行う手段を持つ構成を有している。
【００２８】
上記構成により、フレーム同期部は、パルス捕捉状態では、テンプレート信号を利用した同期検波を行い、パルス位相捕捉状態では、第１のＲＦ入力信号を利用した同期検波を行うことができ、フレーム同期確立に要する時間を短くすることができる。また、フレーム同期確立に要する時間を短くすることにより、多くのデータを受信することができるので、高速データ伝送を行うことが可能となる。
【００２９】
さらに、本発明のパルス変調型受信装置は、フレーム同期用信号切り替え部において、フレーム同期用信号から遅延受信ＲＦデータ信号へ切り替えを行った場合、第１のフレーム同期用タイミング調整部は、動作を停止する手段を持つ構成を有している。
【００３０】
上記構成により、フレーム同期部は、フレーム同期用信号切り替え部が、フレーム同期用信号切り替え信号を受けて、フレーム同期用信号から遅延受信ＲＦデータ信号へ切り替え動作を行った後、第１のフレーム同期用タイミング調整部に供給する電源を、予め定めた部分又は第１のフレーム同期用タイミング調整部全体において、停止することにより、パルス変調型送信装置の低消費電力化を図ることができる。
【００３１】
さらに、本発明のパルス変調型受信装置の前記フレーム同期部は、前記第２のＲＦ入力信号で精度の低い同期を行い、前記第１のＲＦ入力信号で精度の高い同期を行う構成を有している。
【００３２】
上記構成により、例えばレートの低い通信システム、通信方式にて疎同期を行い、必要に応じてレートの高い通信システム、通信方式にて精度の高い同期を行うことで、同期回路の消費電力を低減できるとともに、一定の時間間隔で疎同期を行うことで、精度の高い同期の開始から同期確立までの時間を短縮することができる。
【００３３】
また、本発明のパルス変調型送信装置は、送信データと、フレーム同期用信号と、シンボル同期用タイミング信号とに所定のシンボル化を施し、シンボル化送信データと、シンボル化フレーム同期用信号と、シンボル化シンボル同期用タイミング信号とを生成するシンボル化部と、シンボル化送信データに所定の変調を施し、無線周波数にアップコンバートして、通信相手方のフレーム同期部に入力される第１のＲＦ入力信号を有するＲＦデータ信号を生成するＲＦデータ信号送信部と、シンボル化フレーム同期用信号に、所定の変調を施し、無線周波数にアップコンバートして、通信相手方のフレーム同期部に入力される第２のＲＦ入力信号を有するＲＦフレーム同期用信号と、シンボル化シンボル同期用タイミング信号に所定の変調を施し、無線周波数にアップコンバートして、通信相手方のシンボル同期部に入力されるＲＦシンボル同期用タイミング信号と、を生成するＲＦ同期用信号送信部とをもつ構成を有している。
【００３４】
上記構成により、ＲＦデータ信号送信部では、送信データに所定のシンボル化を施した後、所定の変調を施し無線周波数にアップコンバートして、通信相手方パルス変調型受信装置のフレーム同期部に入力すべき第１のＲＦ入力信号を有するＲＦデータ信号を生成することができる。また、ＲＦ同期用信号送信部では、フレーム同期用信号に所定のシンボル化を施した後、所定の変調を施し、無線周波数にアップコンバートして、通信相手方パルス変調型受信装置のフレーム同期部に入力される第２のＲＦ入力信号を有するＲＦフレーム同期用信号を生成し、シンボル同期用タイミング信号に所定のシンボル化を施した後、所定の変調を施し、無線周波数にアップコンバートして、通信相手方パルス変調型受信装置のシンボル同期部に入力されるＲＦシンボル同期用タイミング信号を生成することができる。そして、通信相手方のパルス変調型受信装置に、送信データと、フレーム同期用信号と、シンボル同期用タイミング信号を有したＲＦデータ信号とＲＦフレーム同期用信号とＲＦシンボル同期用タイミング信号とを送出することにより、パルス変調型受信装置でのフレーム同期確立とシンボル同期確立とに要する時間を短くすることができる。
【００３５】
さらに、本発明のパルス変調型送信装置のＲＦ同期用信号送信部は、ＲＦシンボル同期用タイミング信号を、ＲＦフレーム同期用信号とは異なる周波数帯で送出する手段を持つ構成を有している。
【００３６】
上記構成により、パルス変調型送信装置は、互いに影響の少ない異なる周波数帯にて、ＲＦシンボル同期用タイミング信号と、ＲＦフレーム同期用信号とを送出することができ、通信相手方のパルス変調型受信装置にて、互いに影響の少ないＲＦシンボル同期用タイミング信号と、ＲＦフレーム同期用信号を基にしてシンボル同期とフレーム同期の確立を図ることができ、フレーム同期確立とシンボル同期確立に要する時間を短くすることができる。また、フレーム同期確立とシンボル同期確立に要する時間を短くすることにより、多くのデータを送信することができるので、高速データ伝送を行うことが可能となる。
【００３７】
さらに、本発明のパルス変調型送信装置のＲＦ同期用信号送信部は、ＲＦフレーム同期保持信号とＲＦシンボル同期用タイミング保持信号とを、所定時間間隔で送出する手段を持つ構成を有している。
【００３８】
上記構成により、パルス変調型送信装置は、ＲＦフレーム同期保持信号とＲＦシンボル同期用タイミング保持信号とを所定時間間隔で送出することができ、ＲＦフレーム同期保持信号とＲＦシンボル同期用タイミング保持信号とを送出していない間は、ＲＦ同期用信号送信部に供給する電源を、予め定めた部分またはＲＦ同期用信号送信部全体において、停止することにより、パルス変調型送信装置の低消費電力化を図ることができる。
【００３９】
さらに、本発明のパルス変調型送信装置のＲＦデータ信号送信部とＲＦ同期用信号送信部は、さらに、ＲＦデータ信号とＲＦフレーム同期用信号とＲＦシンボル同期用タイミング信号とＲＦフレーム同期保持信号とＲＦシンボル同期用タイミング保持信号とに対して、互いに分離可能な信号波形を有するウェーブレットを割り当てる波形選択部を有する手段を持つ構成を有している。
【００４０】
上記構成により、互いに分離可能な信号波形を有するウェーブレットを同じ周波数帯で送信できるので、データ信号以外の別送信号であるＲＦフレーム同期用信号とＲＦシンボル同期用タイミング信号とＲＦフレーム同期保持信号とＲＦシンボル同期用タイミング保持信号をデータ信号或いは、他の別送信号と同じ周波数帯で伝送することが可能となり、各別送信号用に用意すべき周波数帯を用いて、さらにデータ信号を送信することができるので、周波数の利用効率が図れ、結果として高速データ伝送を行うことが可能となる。
【００４１】
さらに、本発明のパルス変調型送信装置の波形選択部は、ＲＦフレーム同期用信号とＲＦシンボル同期用タイミング信号とＲＦフレーム同期保持信号とＲＦシンボル同期用タイミング保持信号のうち１つ以上の信号に異なるウェーブレットを用いる手段を持つ構成を有している。
【００４２】
上記構成により、互いに分離可能な信号波形を有するウェーブレットを同じ周波数帯で送信できるので、データ信号以外の別送信号であるＲＦフレーム同期用信号とＲＦシンボル同期用タイミング信号とＲＦフレーム同期保持信号とＲＦシンボル同期用タイミング保持信号をデータ信号或いは、他の別送信号と同じ周波数帯で伝送することが可能となり、各別送信号用に用意すべき周波数帯を用いて、さらにデータ信号を送信することができるので、周波数の利用効率が図れ、結果として高速データ伝送を行うことが可能となる。
【００４３】
さらに、本発明のパルス変調型送信装置の前記ＲＦフレーム同期用信号は、機器認証用のデータを含むものであってもよい。
【００４４】
上記構成により、別送信号にて、認証を行うことで、通信用のデータ信号に認証用のデータ部分を不用とし、データ速度を落とさずに済む。
【００４５】
さらに、本発明のパルス変調型送信装置は、前記ＲＦデータ信号と、前記ＲＦフレーム同期用信号と、前記ＲＦシンボル同期用タイミング信号の、少なくとも２つのデータ速度が異なるものであってもよい。
【００４６】
上記構成により、各信号のデータ速度を変えることによって、低レートの信号の占有帯域を狭め、使用する周波数帯域を減らすことを可能にする。この場合、低レートの他方式のパルス通信との協調動作も含まれる。
【００４７】
さらに、本発明のパルス変調型送信装置の前記ＲＦデータ信号送信部および前記ＲＦ同期用信号送信部は、前記ＲＦデータ信号と、前記ＲＦフレーム同期用信号と、前記ＲＦシンボル同期用タイミング信号の、少なくとも１つを送信する構成を有している。
【００４８】
上記構成により、特定用途の信号のみを送信することで同一システム内の他機器や、他システムの機器との協調動作、例えば通信衝突防止を行うことができる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明は、同期確立に要する時間を短くすると共に、通信開始より速やかにデータの授受ができ、高速データ伝送が可能になるという効果を有するパルス変調型送信装置およびパルス変調型受信装置を提供することができる。また、受信系を複数有する構成でありながら、同期部の低消費電力化が図れるという効果を有するパルス変調型送信装置、パルス変調型受信装置及びシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００５１】
（実施の形態１）
まず、本実施の形態に係るパルス変調型送信装置およびパルス変調型受信装置について説明する。本実施の形態に係るパルス変調型送信装置およびパルス変調型受信装置は、送信データ信号とフレーム同期信号とに、所定の変調を施し、無線周波数にアップコンバートした無線信号を、通信相手方に送出するパルス変調型送信装置と、該無線周波数にアップコンバートされた無線信号を受信し、送信データを復調するパルス変調型受信装置とで構成される。
【００５２】
図１は、本発明の実施の形態１において、パルス変調型受信装置の同期動作に係るブロック図である。また図２は、本発明の実施の形態１において、パルス変調型送信装置における送信データ及びフレーム同期用信号の送信動作に係るブロック図である。
【００５３】
図１において、パルス変調型受信装置１００は、無線信号を受信する２系統のアンテナ１０１ａ、１０１ｂと接続されており、受信部１１０ａ、受信部１１０ｂ、フレーム同期部１４０およびシンボル同期部１７０とから構成される。
【００５４】
ここで、受信部１１０ａは、無線信号から、データ信号を含む周波数成分（以下ＲＦデータ信号と呼ぶ）を抽出し、増幅するものであり、受信部１１０ｂは、無線信号からフレーム同期用信号を生成する為の第１のテンプレート信号を有する周波数成分（以下別送ＲＦ同期用信号と呼ぶ）を抽出し、増幅するものである。
【００５５】
また、フレーム同期部１４０は、受信ＲＦデータ信号１００４と、フレーム同期用信号を生成する為の第１のテンプレート信号を有するＲＦフレーム同期用信号１００５とを受けて、受信ＲＦデータ信号１００４と後述するフレーム同期用信号１００９との相関である相関受信データ信号１０１０を出力するものである。
【００５６】
シンボル同期部１７０は、相関受信データ信号１０１０を基に、生成した内部生成タイミング信号１０１１を用いて、シンボル同期用信号生成部１７２で生成させたシンボル同期用信号１０１２と、相関受信データ信号１０１０との相関をとることにより、復号データ信号１０１５を抽出し、図示しない後段の信号処理部に出力するものである。
【００５７】
受信部１１０ａは、アンテナ１０１ａで受信した無線信号を、帯域通過型フィルタ１０２ａに入力することで、ＲＦデータ信号を含む周波数帯域以外の雑音成分を除去する。さらに、雑音除去されたＲＦデータ信号を、増幅器１０３ａに入力することで、ＲＦデータ信号を低雑音で所望の電力レベルまで増幅し、出力するように構成している。
【００５８】
受信部１１０ｂは、アンテナ１０１ｂで受信した無線信号を、帯域通過型フィルタ１０２ｂに入力することで、ＲＦ同期信号を含む周波数帯域以外の雑音成分を除去する。さらに、雑音除去されたＲＦ同期信号を、増幅器１０３ｂに入力することで、別送ＲＦ同期用信号成分を低雑音で所望の電力レベルまで増幅し、出力するように構成している。
【００５９】
フレーム同期部１４０は、別送ＲＦフレーム同期用信号１００５を基に、第１のテプレート信号１００６を生成する第１のフレーム同期用タイミング調整部１６０と、第１のテンプレート信号１００６に同期した第２のテンプレート信号１００７を生成する第２のテンプレート信号生成部１４３と、受信ＲＦデータ信号１００４とＲＦフレーム同期用信号１００５とがフレーム同期部１４０へ入力される入力開始時には、第１のテンプレート信号１００６を選択し、同期状態に応じて、第１のテンプレート信号１００６から第２のテンプレート信号１００７へ切り替え出力するテンプレート信号切り替え部１４２と、テンプレート信号切り替え部１４２から出力される第１のテンプレート信号１００６、或いは、第２のテンプレート信号１００７を基にして、受信ＲＦデータ信号１００４を同期させる為のフレーム同期用信号１００９を生成するフレーム同期用信号生成部１４１と、受信ＲＦデータ信号１００４をフレーム同期用信号１００９に同期させる第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０とを有する。
【００６０】
第１のフレーム同期用タイミング調整部１６０は、第１のテンプレート信号生成部１６１にて、別送ＲＦフレーム同期用信号と同じ周波数の搬送波と第１のテンプレート信号とを生成すると共に、この搬送波を第１のテンプレート信号１００６で変調した変調信号を生成し、相関部１６２と、低域通過型フィルタ１６３と、相関判定器１６４とを用い、相関判定器１６４の出力が所定値となるよう、制御信号１０１６によりフィードバック制御することで、変調信号を、別送ＲＦフレーム同期用信号１００５に同期させるように構成している。また、第１のテンプレート信号生成部１６１は、別送ＲＦフレーム同期用信号１００５が有する第１のテンプレート信号の立ち上がりタイミングに同期した立ち上がり波形を有するテンプレート信号１００６を出力するように構成している。
【００６１】
第２のテンプレート信号生成部１４３は、内部で生成した第２のテンプレート信号１００７を、入力された第１のテンプレート信号１００６に同期させ、出力するように構成している。
【００６２】
テンプレート信号切り替え部１４２は、フレーム同期用相関判定器１５５からのテンプレート切り替え信号１０２０を受けて、第１のテンプレート信号１００６或いは第２のテンプレート信号１００７を切り替えて、選択出力するように構成している。
【００６３】
フレーム同期用信号生成部１４１は、第１のテンプレート信号１００６或いは第２のテンプレート信号１００７を受け、受信ＲＦデータ信号１００４と同じ周波数を持つ搬送波を生成し、この搬送波を、第１のテンプレート信号１００６或いは第２のテンプレート信号１００７で変調したフレーム同期用信号１００９として、出力するように構成している。
【００６４】
第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０は、フレーム同期用信号１００９が入力され、可変遅延部１５１において、所定の初期時間Φだけ遅延した後、増幅器１５２にて所定の電力レベルまで増幅し、相関部１５３と、低域通過型フィルタ１５４と、フレーム同期用相関判定器１５５とを用い、また、同期引き込みが始まり、フレーム同期用相関判定器１５５の出力が、第１の所定値に達した時に、テンプレート信号切り替え部１４２に向けテンプレート切り替え信号１０２０を送出する。その後、フレーム同期用相関判定器１５５の出力が第２の所定値となるよう、制御信号１０１３により可変遅延部１５１の遅延量をフィードバック制御することで、フレーム同期用信号１００９を、受信ＲＦデータ信号１００４に同期確立させるように構成している。
【００６５】
ここで、第１或いは第２の所定値とは、同期状態を２つの状態に分けることができ、受信ＲＦデータ信号１００４を構成するＲＦデータパルスの有無を検出し、同期引き込みを図るパルス捕捉状態と、ＲＦデータパルスを形成する波素の位相レベルの同期確立を図るパルス位相捕捉状態とがある。
【００６６】
以上より、パルス捕捉状態であることが十分確認できた状態におけるフレーム同期用相関判定器１５５の出力を第１の所定値とし、パルス位相捕捉状態であることが十分確認できる状態におけるフレーム同期用相関判定器１５５の出力を、第２の所定値と呼ぶ。
【００６７】
シンボル同期部１７０は、相関受信データ信号１０１０を基に、タイミング信号１０１１（以下、内部生成タイミング信号と呼ぶ）を生成するタイミング再生部１７１と、内部生成タイミング信号１０１１を基に、シンボル同期用信号１０１２を生成するシンボル同期用信号生成部１７２と、シンボル同期用信号１０１２を相関受信データ信号１０１０に同期させ、復号データ信号１０１５を復元し出力すると共に、出力が所望の復号データ信号となるように、内部でタイミング調整を行う第１のシンボル同期用タイミング調整部１８０と、を有する。
【００６８】
タイミング再生部１７１は、相関受信データ信号１０１０を基に、相関受信データ信号の立ち上がりタイミングに同期した立ち上がり波形を有し、所定の繰り返し周期を持つ内部生成タイミング信号１０１１を生成するように構成している。
【００６９】
シンボル同期用信号生成部１７２は、内部生成タイミング信号１０１１を基に、相関受信データ信号１０１０に逆拡散を施し、復号データ信号１０１５を復元する為のシンボル同期用信号１０１２を生成、出力するように構成している。
【００７０】
第１のシンボル同期用タイミング調整部１８０は、可変遅延部１８１により、シンボル同期用信号１０１２の入力を、所定の初期時間ｎ×Ｔだけ遅延した後（但し、ｎは整数）、相関部１８２と、低域通過型フィルタ１８３と、シンボル同期用相関判定器１８４とを用い、シンボル同期用相関判定器１８４の出力が所定値となるように、制御信号１０１４により、可変遅延部１８１の遅延量をフィードバック制御することで、シンボル同期用信号１０１２が、相関受信データ信号１０１０に同期するように構成している。
【００７１】
上記構成において、パルス変調型受信装置１００は、無線信号を受信する２系統のアンテナ１０１ａ、１０１ｂで受信される無線信号から、受信部１１０ａにて、受信ＲＦデータ信号１００４が抽出され、受信部１１０ｂにて、無線信号からＲＦフレーム同期用信号１００５が抽出される。抽出された受信ＲＦデータ信号１００４とＲＦフレーム同期用信号１００５とは、フレーム同期部１４０に入力される。第１のフレーム同期用タイミング調整部１６０では、ＲＦフレーム同期用信号１００５を受けて、第１のテンプレート信号１００６を出力する。
【００７２】
そして、受信ＲＦデータ信号１００４とＲＦフレーム同期用信号１００５とがフレーム同期部１４０へ入力される入力開始時では、テンプレート信号切り替え部１４２により、第１のテンプレート信号１００６が選択され、同期用テンプレート信号１００８としてフレーム同期用信号生成部１４１に出力される。フレーム同期用信号生成部１４１では、同期用テンプレート信号１００８を受けてフレーム同期用信号１００９を生成し、第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０に出力する。
【００７３】
第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０では、受信ＲＦデータ信号１００４にフレーム同期用信号１００９を同期引き込みさせながら、受信ＲＦデータ信号１００４にフレーム同期用信号１００９との相関をとり、フレーム同期用相関判定器１５５の出力が第１の所定値に達した場合に、テンプレート信号切り替え部１４２に向けて、テンプレート切り替え信号１０２０を送出する。この間、第２のテンプレート信号生成部１４３では、内部で発生させた第２のテンプレート信号１００７を第１のテンプレート信号１００６に同期させておく。
【００７４】
テンプレート信号切り替え部１４２は、テンプレート切り替え信号１０２０を受けて、第１のテンプレート信号１００６から、第２のテンプレート信号１００７へ入力切り替えを行う。そして、テンプレート信号切り替え部１４２から第２のテンプレート信号１００７が、同期用テンプレート信号１００８としてフレーム同期用信号生成部１４１に出力される。フレーム同期用信号生成部１４１では、同期用テンプレート信号１００８を受けてフレーム同期用信号１００９を生成し、第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０に出力する。第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０では、受信ＲＦデータ信号１００４にフレーム同期用信号１００９を同期引き込みさせながら、受信ＲＦデータ信号１００４にフレーム同期用信号１００９との相関をとる。さらに、フレーム同期用相関判定器１５５の出力が第２の所定値に達するまで、制御信号１０１３を可変遅延部１５１に出力する。
【００７５】
フレーム同期用相関判定器１５５の出力が第２の所定値に達すると、受信ＲＦデータ信号１００４に対するフレーム同期用信号１００９の同期が確立され、所定の相関受信データ信号１０１０が、フレーム同期用相関判定器１５５から出力される。
【００７６】
次にパルス変調型送信装置の構成について説明する。図２において、パルス変調型送信装置２００は、送信データ信号２００１とフレーム同期用信号２００２とに対して所定のパルス信号列変換操作（以下、シンボル化と呼ぶ）を行うシンボル化部２１０と、シンボル化部２１０の一方の出力であるシンボル化送信データ信号２００３に所定の変調を施し、更に高速の無線周波数に周波数変換し、所定の電力レベルまで増幅した後、不要な成分をフィルタリングしたデータ信号を有する無線信号であるＲＦデータ信号２００４を出力するＲＦデータ信号送信部２２０と、シンボル化部２１０の他方の出力であるシンボル化フレーム同期用信号２００５に所定の変調を施し、更に高速の無線周波数に周波数変換し、所定の電力レベルまで増幅した後、不要な成分をフィルタリングしたフレーム同期用信号を有する無線信号であるＲＦフレーム同期用信号２００６を出力するＲＦ同期用信号送信部２３０とを有し、ＲＦデータ信号２００４或いはＲＦフレーム同期用信号２００６を、図示しない伝送媒体に送出する２系統のアンテナ２０１ａ、２０１ｂとに接続されている。
【００７７】
シンボル化部２１０は、送信データ信号２００１とフレーム同期用信号２００２とを受け、各々の信号に対し、シンボル化を行ったシンボル化送信データ信号２００３とシンボル化フレーム同期用信号２００５とを出力するように構成している。
【００７８】
ＲＦデータ信号送信部２２０は、変調部２２１ａにより、シンボル化送信データ信号２００３に所定の変調を施した後、周波数変換部２２２ａにより、無線周波数に周波数変換を行う。更に、増幅器２２３ａにより、所定の電力レベルまで増幅した後、帯域通過型フィルタ２２４ａにより、不要な成分を除去したＲＦデータ信号２００４を出力するように構成している。
【００７９】
ＲＦ同期用信号送信部２３０は、変調部２２１ｂによりシンボル化フレーム同期用信号２００５に所定の変調を施した後、周波数変換部２２２ｂにより無線周波数に周波数変換を行う。更に、増幅器２２３ｂにより、所定の電力レベルまで増幅した後、帯域通過型フィルタ２２４ｂにより、不要な成分を除去したＲＦフレーム同期用信号２００６を出力するように構成している。
【００８０】
つぎに、本実施の形態にかかるパルス変調型送信装置およびパルス変調型受信装置の動作について説明する。
【００８１】
パルス変調型送信装置２００は、後述する図示しない内蔵の起動／停止指示信号生成部から、ＲＦ同期用信号送信部２３０の起動或いは停止を命令する起動／停止指示信号２００７を受け、ＲＦ同期用信号送信部２３０の起動或いは停止を行う。パルス変調型受信装置１００と新規の通信を開始しようとする場合、起動／停止指示信号生成部から起動信号がＲＦ同期用信号送信部２３０に送られる。
【００８２】
ＲＦ同期用信号送信部２３０が起動時において、通信相手方のパルス変調型受信装置１００に送信すべき送信データ信号２００１とフレーム同期用信号２００２とが、シンボル化部２１０に入力され、シンボル化部２１０により、送信データ信号２００１とフレーム同期用信号２００２とのそれぞれに対して、所定のシンボル化が施される。
【００８３】
シンボル化では、各入力ビット毎の値（１又は０）が、その値に対応して、予め定められた所定の規則に基づき構成されたパターンから成る複数のパルス信号列に変換され、出力される。また、シンボル化では、１ビットの入力に対して、複数ビットからなるパルス信号列に変換するシンボル化ではなく、複数ビットの入力に対して、複数ビットからなるパルス信号列に変換するシンボル化を行っても良い。
【００８４】
送信データ信号２００１をシンボル化したシンボル化送信データ信号２００３は、ＲＦデータ信号送信部２２０に入力され、フレーム同期用信号２００２をシンボル化したシンボル化フレーム同期用信号２００５は、ＲＦ同期用信号送信部２３０に入力される。
【００８５】
次に、ＲＦデータ信号送信部２２０に入力されたシンボル化送信データ信号２００３は、変調部２２１ａにて所定の変調が施された後、周波数変換部２２２ａにて無線周波数に周波数変換され、さらに増幅器２２３ａにて所定の電力レベルまで増幅された後、帯域通過型フィルタ２２４ａにて不要成分が除去され、アンテナ２０１ａに出力される。変調部２２１ａにて用いられる変調方式としては、ＯＯＫ（Ｏｎ  Ｏｆｆ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＰＰＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の変調方式が用いられる。また周波数変換では、正弦波発信源とミキサ回路を組み合わせて、ミキサ回路により正弦波発信源で生成された高周波搬送波信号を変調部２２１ａの出力信号でミキシングする方法、正弦波発信源で生成された高周波搬送波信号出力を、スイッチ素子を用いて変調部２２１ａの出力信号により、ＯＮ／ＯＦＦする方法、正弦波発信源自体を変調部２２１ａの出力信号でＯＮ／ＯＦＦする方法等の周波数変換方法が用いられる。
【００８６】
次に、ＲＦデータ信号送信部２２０から出力されたＲＦデータ信号２００４は、アンテナ２０１ａにより、図示しない伝送媒体を介して、通信相手方のパルス変調型受信装置１００に送られる。
【００８７】
一方、ＲＦ同期用信号送信部２３０に入力されたシンボル化フレーム同期用信号２００５は、変調部２２１ｂにて所定の変調が施された後、周波数変換部２２２ｂにて無線周波数に周波数変換され、さらに増幅器２２３ｂにて所定の電力レベルまで増幅された後、帯域通過型フィルタ２２４ｂにて不要成分が除去され、アンテナ２０１ｂに出力される。
【００８８】
変調部２２１ｂにて用いられる変調方式及び周波数変換部２２２ｂにて用いられる周波数変換としては、ＲＦデータ信号送信部２２０と同じ変調方式及び周波数変換方法が用いられる。また、変調部２２１ａと変調部２２１ｂとにて、それぞれ用いられる変調方式は、通信相手側のパルス変調型受信装置１００で復調可能な変調方式であれば、異なる変調方式を用いても良い。さらに、周波数変換部２２２ａと周波数変換部２２２ｂとにて、それぞれ用いられる周波数変換方式は、それぞれ所定の無線周波数に変換されるものであれば、同じ方式でなくともよく、異なる周波数変換方式を用いることができる。
【００８９】
次に、ＲＦ同期用信号送信部２３０から出力されたＲＦフレーム同期用信号２００６は、アンテナ２０１ｂにより図示しない伝送媒体を介して、通信相手方のパルス変調型受信装置１００に送られる。
【００９０】
ここまでの動作は、ＲＦ同期用信号送信部２３０が起動状態である時に、パルス変調型送信装置２００における送信データ信号２００１とフレーム同期用信号２００２との送出動作である。次に、起動／停止指示信号生成部から出力される停止信号が、ＲＦ同期用信号送信部２３０に印加された時のパルス変調型送信装置２００の動作を説明する。
【００９１】
通信相手方のパルス変調型受信装置１００において、フレーム同期が確立されたというフレーム同期確立情報を受けて、所定時間が経過した後、起動／停止指示信号生成部から停止信号がＲＦ同期用信号送信部２３０に送られる。又、フレーム同期確立情報を受けて所定時間が経過した後に、停止信号を発出する方法でなくとも、フレーム同期が確立され、所定時間が経過した後に、パルス変調型受信装置１００から停止信号発出要求信号をパルス変調型送信装置２００に送出し、この停止信号発出要求信号受けて停止信号を発出する方法でも良い。
【００９２】
停止信号が、ＲＦ同期用信号送信部２３０に入力されると、ＲＦ同期用信号送信部２３０内にある図示しない電源供給起動／停止制御回路により、ＲＦ同期用信号送信部２３０への電源供給が停止される。
【００９３】
パルス変調型受信装置１００では、ＲＦフレーム同期用信号１００５を用いて同期確立した後、第２のテンプレート信号１００７を用いて生成されたフレーム同期用信号１００９により、同期維持を行っている。しかしながら、通信開始からの経過時間の長期化によるパルス変調型送信装置側タイミングとパルス変調型受信装置側タイミングとの時間ずれの積算、パルス変調型送信装置２００とパルス変調型受信装置１００との位置関係や、通信経路の変化による時間ずれによって、大幅な同期ずれが生じることがある。
【００９４】
微小な同期ずれであれば、フレーム同期部１４０内部の第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０により補正されるが、例えば、第２のテンプレート信号１００７が、「１」である時間領域内での同期ずれ補正を、大幅に超える同期ずれ補正には、同期補正周期を長くする必要があり、同期時間の短縮と相反する定数を設定する必要が出てくる。
【００９５】
そこで、起動／停止指示信号生成部は、停止指示信号を発出した後、所定の時間間隔でＲＦ同期用信号送信部２３０に向けて、起動指示信号と停止指示信号とを交互に送出する。パルス変調型受信装置１００では、同期確立後に所定の時間間隔で送られてくるＲＦフレーム同期用信号(以下、ＲＦフレーム同期保持信号と呼ぶ)を用いて同期ずれ補正を行う。
【００９６】
又、フレーム同期確立後、パルス変調型受信装置１００の受信部１１０ｂ或いは第１のフレーム同期用タイミング調整部１６０又は両方の電源供給を停止しても良いし、パルス変調型送信装置２００のＲＦ同期用信号送信部２３０の電源供給を停止しても良いし、その両方を行っても良い。
【００９７】
次に、パルス変調型受信装置の動作について説明する。パルス変調型受信装置１００は、通信相手側のパルス変調型送信装置２００より送られてくる無線信号から、アンテナ１０１ａと受信部１１０ａとにより受信ＲＦデータ信号１００４を抽出し、アンテナ１０１ｂと受信部１１０ｂとによりＲＦフレーム同期用信号１００５をそれぞれ抽出する。
【００９８】
フレーム同期部１４０では、受信ＲＦデータ信号１００４とＲＦフレーム同期用信号１００５とから、ベースバンドのパルス信号である相関受信データ信号１０１０を抽出する為、受信ＲＦデータ信号１００４にフレーム同期用信号１００９を同期させる。しかしながら、受信ＲＦデータ信号１００４を構成するＲＦデータパルス列は、時間によってパルス信号の存在しない状態も有る。よって、従来このようなＲＦデータパルスの存在しない時間状態から、ＲＦデータ信号にフレーム同期用信号を同期させようとすると、同期確立までに長い時間を要してしまっていた。つまり、同期引き込みは、フレーム同期用信号を形成する搬送波の周期よりも短い時間間隔で行われる必要があるので、搬送波周波数が高く、また、同期開始時からＲＦデータパルスが現れるまでの時間が長い場合には、同期確立までに長い時間がかかってしまう。
【００９９】
一方、フレーム同期の確立動作は、受信した受信ＲＦデータ信号１００４を構成するＲＦデータパルスの概略の位置を検出するモード（以後、パルス捕捉と呼ぶ）と、受信ＲＦデータ信号１００４とフレーム同期用信号１００９の位相を一致させるモード（以後、パルス位相捕捉と呼ぶ）とで構成される。
【０１００】
そこで、敏速なフレーム同期の確立を実現する為に、パルス捕捉過程において、データ信号情報であるＲＦデータパルスと同期のとれたフレーム同期用信号情報であるテンプレート信号を有するＲＦフレーム同期用信号１００５を用いる。
【０１０１】
つまり、第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０において、第１のフレーム同期用タイミング調整部１６０からの第１のテンプレート信号１００６を基に、フレーム同期用信号生成部１４１で生成されたフレーム同期用信号１００９を、受信ＲＦデータ信号１００４に同期させる。このとき、ＲＦデータパルスとフレーム同期用信号１００９を構成する第１のテンプレート信号１００６との位相関係は同一タイミングであるので、ＲＦデータ信号を構成するＲＦデータパルスとＲＦフレーム同期用信号１００５が有するテンプレート信号との位相関係も合っている。さらに、第１のフレーム同期用タイミング調整部１６０から出力される第１のテンプレート信号１００６は、ＲＦフレーム同期用信号１００５が有するテンプレート信号とも位相関係が合っているので、フレーム同期用信号生成部１４１で生成されるフレーム同期用信号１００９も、受信ＲＦデータ信号１００４を構成するＲＦデータパルスと位相関係が合っている。その結果、同期確立過程の最初からパルス捕捉を実現することが可能となる。
【０１０２】
つまり、第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０において、受信ＲＦデータ信号１００４とフレーム同期用信号１００９とを相関部１５３で乗じれば、相関出力が同期確立過程の最初から得られるので、フレーム同期用相関判定器１５５にて、受信ＲＦデータ信号１００４とフレーム同期用信号１００９との相関を判断し、相関出力が第１の所定値となるまで、可変遅延部１５１において、制御信号１０１３を用いて、フレーム同期用信号を形成する搬送波の位相をフィードバック制御することで、パルス位相捕捉を行い、同期を確立することができる。
【０１０３】
ここで、受信ＲＦデータ信号１００４を構成するＲＦデータパルスの立ち上がり時におけるＲＦデータ信号の搬送波と、フレーム同期用信号１００９を構成する同期用テンプレート信号の立ち上がり時におけるフレーム同期用信号の搬送波との位相関係が合う、つまり同一タイミングであるように設計されていることが望ましいが、各搬送波レベルの位相関係が合っていなくとも、相関出力が得られ、最終的に各搬送波レベルの位相関係まで合うように制御される。フレーム同期用信号搬送波との位相関係が合うように設計されている場合は、フィードバック制御を行わず、可変遅延部１５１の遅延量を０（ゼロ）とすることで、パルス捕捉とパルス位相捕捉を同時に実現することができる。この場合、同期確立に要する時間が殆ど不要となると共に、フレーム同期確立動作開始時から相関受信データ信号１０１０が得られるので、フレーム同期確立用の余分なデータを送出する必要が無くなり、更なる高速データ通信が可能とる。
【０１０４】
なお、遅延量が０（ゼロ）と記載したが、これは、テンプレート信号切り替え部１４２と、可変遅延部１５１と、増幅器１５２及び、相関部１５３に至るまでの図示しない配線等が持つ、固有の遅延量が適宜補正されているものとした場合である。もちろん、アンテナ１０１ａ、１０１ｂと、帯域通過型フィルタ１０２ａ、１０２ｂと、低雑音増幅器１０３ａ、１０３ｂとが持つ、固有の遅延量も適宜補正されているものとしている。
【０１０５】
フレーム同期の確立が完了した後も、引き続きＲＦフレーム同期用信号１００５を使用して、同期保持を行い、シンボル同期の動作を開始することも可能である。しかしながら、常時、ＲＦフレーム同期用信号２００６を送信しておくことは、周波数利用効率の低下につながる。そこで、フレーム同期用信号１００９の生成に用いるテンプレート信号を、第１のフレーム同期用タイミング調整部１６０で生成した第１のテンプレート信号１００６から、第２のテンプレート信号生成部１４３で生成された第２のテンプレート信号１００７に切り替える。
【０１０６】
切り替えを行う前に、テンプレート信号１００６と第２のテンプレート信号１００７とのタイミング合わせである同期確立が行われる。この同期確立動作は、第２のテンプレート信号生成部１４３内部の図示しない相関部、低域通過型フィルタ、相関判定器、可変遅延部等を用い、第１或いは第２のフレーム同期用タイミング調整部１６０、１５０にて用いた操作と同じ操作を実行することにより行われる。また、第２のテンプレート信号生成部１４３では同期が確立した後、或いは同期確立後でテンプレート信号１００６出力が停止する以前の所定時において、第１のテンプレート信号１００６を参照とした同期保持状態から第１のテンプレート信号１００６を参照しないで、同期確立した状態を保持する自己同期保持状態に移行する。
【０１０７】
これにより、通信相手側のパルス変調型送信装置２００からＲＦフレーム同期用信号２００６が送られてこなくなった場合や、同期用テンプレート信号の切り替え後に第１のフレーム同期用タイミング調整部１６０の動作が停止された場合でも、最初に同期確立した状態を保持することが可能となる。
【０１０８】
自己同期保持状態に移行した後、第１のテンプレート信号１００６が入力された場合は、図示しない同期ずれ補正用ＲＦフレーム同期保持信号入力検出回路により、同期ずれ補正を行う為のＲＦフレーム同期保持信号が、入力されたことにより生成された第１のテンプレート信号であることを検出する。その後、自己同期保持状態を止め、第１のテンプレート信号１００６に、第２のテンプレート信号１００７を再同期させる。
【０１０９】
以後、同期ずれ補正用ＲＦフレーム同期保持信号の入力に応じて、自己同期保持状態と再同期状態とを交互に繰り返す。
【０１１０】
自己同期保持状態に移行し、且つ、第２のフレーム同期用タイミング調整部のフレーム同期用相関判定器１５５から、第１のテンプレート信号１００６と第２のテンプレート信号１００７の切り替え指示信号が入力されている場合、テンプレート信号切り替え部１４２は、第１のテンプレート信号１００６から第２のテンプレート信号１００７に入力を切り替え、同期用テンプレート信号１００８としてフレーム同期用信号生成部１４１に出力する。
【０１１１】
以上の切り替え動作により、ＲＦフレーム同期用信号１００５を用いたフレーム同期から、第２のテンプレート信号１００７を用いたフレーム同期への移行が行われ、かつ、第２のテンプレート信号１００７を用いたフレーム同期保持状態となる。
【０１１２】
次に、シンボル同期部１７０の動作を説明する。フレーム同期が確立した後、フレーム同期部１４０から出力される相関受信データ信号１０１０を基に、シンボル同期部１７０にて、復号データ信号１０１５が復元される。パルス変調型送信装置２００では、シンボル化部２１０における送信データ信号の１つ或いは複数のビットを予め定められた所定の規則に基づき構成されたパターンから成る複数のパルス信号列に変換出力されている。
【０１１３】
よって、相関受信データ信号１０１０から復号データ信号１０１５を復元する為には、上記と逆の操作を行ってやる必要がある。上記のように、シンボル化部２１０で行われる操作としては、拡散符号化処理がある。また、シンボル同期部１７０で行われる操作としては、逆拡散符号化処理がある。
【０１１４】
又、シンボル符号化は必ずしも必要な動作ではないが、連続波を用いたＣＤＭＡ通信と同様に、パルス通信においても多重化を実現する方法の１つである。シンボル同期部１７０に入力された相関受信データ信号１０１０は、図示しない分配器により２分岐され、一方が第１のシンボル同期用タイミング調整部１８０に、他方がタイミング再生部１７１に入力される。
【０１１５】
タイミング再生部１７１に相関受信データ信号１０１０が入力されると、相関受信データ信号１０１０に基づいて、フレーム同期部１４０の第２のテンプレート信号生成部１４３における第２のテンプレート信号生成の動作で説明したのとほぼ同様の動作により、所定の時間間隔にパルスが生じる内部生成タイミング信号１０１１を生成する。
【０１１６】
つまり、タイミング再生部１７１内部の図示しない相関部、低域通過型フィルタ、相関判定器、可変遅延部等を用い、第１或いは第２のフレーム同期用タイミング調整部１６０、１５０にて用いた操作を実行することにより、相関受信データ信号１０１０に同期した内部生成タイミング信号１０１１を生成し、シンボル同期用信号生成部１７２に出力する。
【０１１７】
また、変調方式にＢＰＳＫが用いられる場合は、相関受信データ信号１０１０のデータ列は一定間隔で連続するので、その振幅情報だけをもちいることで、内部生成タイミング信号１０１１を生成することができる。また、ＯＯＫ変調やＰＰＭ変調が用いられる場合でも、データ列は一定間隔ではないが、いずれかのデータ列で、シンボル同期を確立する為の内部生成タイミング信号１０１１を、生成することが可能である。
【０１１８】
シンボル同期用信号生成部１７２では、内部生成タイミング信号１０１１を受けて、復号データ信号１０１５を復元する為の複数パルス列を有するシンボル同期用信号１０１２を生成し、第１のシンボル同期用タイミング調整部１８０に送出する。
【０１１９】
第１のシンボル同期用タイミング調整部１８０では、入力された相関受信データ信号１０１０とシンボル同期用信号１０１２とを相関部１８２で乗じ、相関をとることにより通信相手方からの復号データ信号１０１５を復号し、復号データ信号１０１５を出力する。この際、シンボル同期用信号１０１２と相関受信データ信号１０１０とのタイミングがずれている場合は、このタイミングずれにより、相関受信データ信号パルス列において、誤ったタイムスロットがシンボルの先頭となっている状態となるので、可変遅延部１８１の遅延時間を変更することによって、シンボル同期を実現する。
【０１２０】
遅延時間の変更は、シンボル同期用相関判定器１８４において、相関値が所定の値となるまで、シンボル同期用相関判定器１８４から可変遅延部１８１に向けて、遅延量変更の制御信号１０１４が送出されることにより実現される。可変遅延部１８１では、遅延量変更の制御信号１０１４に基づき遅延時間の変更を行う。変更量は、タイムスロットＴをステップ幅として量子的に変更されるが、ステップ幅を１つずつ、連続的に増減させてもよいし、変更量に応じて増減するステップ数を変更しても良い。
【０１２１】
このような本発明の実施の形態１のパルス変調型送信装置およびパルス変調型受信装置及びシステムによれば、パルス変調型送信装置２００に、送信データ信号２００１とフレーム同期用信号２００２とを、それぞれ別送するＲＦデータ信号送信部２２０とＲＦ同期用信号送信部２３０とを設け、さらにパルス変調型受信装置１００のフレーム同期部１４０に、別送信号であるＲＦフレーム同期用信号１００５を基に生成した第１のテンプレート信号１００６を生成する第１のフレーム同期用タイミング調整部１６０と、第１のテンプレート信号１００６に同期した第２のテンプレート信号１００７を生成するテンプレート信号生成部１４３と、第１のテンプレート信号１００６と第２のテンプレート信号１００７のうち一つを同期状態により選択し、同期用テンプレート信号１００８として切り替え出力するテンプレート信号切り替え部１４２と、受信ＲＦデータ信号１００４を構成するＲＦデータパルスと同期のとれた同期用テンプレート信号１００８を受けフレーム同期用信号１００９を生成するフレーム同期用信号生成部１４１と、受信ＲＦデータ信号１００４とフレーム同期用信号１００９とから相関受信データ信号１０１０を生成、出力する第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０とを設け、通信開始時の初期同期確立におけるパルス捕捉或いはパルス位相捕捉に、ＲＦフレーム同期用信号１００５を基に生成した第１のテンプレート信号１００６によるフレーム同期を行い、同期確立後に、第２のテンプレート信号１００７によるフレーム同期を行うことにより、別送のＲＦフレーム同期用信号１００５を用いずに内部で発生させたフレーム同期用信号を用いて受信ＲＦデータ信号１００４との同期確立を行った場合よりも、短時間で同期を確立することが可能となるので、通信速度を上げることが可能となる。
【０１２２】
また、同期確立の間に、第１のテンプレート信号１００６に第２のテンプレート信号を同期させておき、同期確立後の同期保持として、第１のテンプレート信号１００６から第２のテンプレート信号１００７へと切り替えることで、同期保持時はパルス変調型送信装置２００側のＲＦ同期用信号送信部２３０或いはパルス変調型受信装置１００側の受信部１１０ｂの動作を停止することができるので、パルス変調型送信装置２００側及びパルス変調型受信装置１００側における動作回路数の低減による低消費電力化が図られる。
【０１２３】
さらに、パルス変調型送信装置２００の側におけるＲＦフレーム同期用信号２００６の送信を停止している間は、ＲＦフレーム同期用信号伝送用に使用した周波数帯域もＲＦ送信データ信号伝送用として利用できるので、更なる高速データ伝送が可能なパルス変調型送信装置、パルス変調型受信装置およびシステムを実現することができる。
【０１２４】
なお、上記実施の形態のフレーム同期部１４０では、フレーム同期確立に別送のＲＦフレーム同期用信号１００５より生成した第１のテンプレート信号１００６を用い、同期確立後の同期保持に第２のテンプレート信号１００７を用いる構成を示したが、同期確立後の同期保持に第２のテンプレート信号として、受信ＲＦデータ信号１００４を用いる構成としてもよい。さらに、同期保持だけでなく、同期確立も受信ＲＦデータ信号１００４を別送のＲＦフレーム同期用信号１００５より生成した第１のテンプレート信号として用いる構成としてもよい。
【０１２５】
以上の説明では、別送する情報としてパルス位置、位相を示すフレーム同期タイミング、符号列の位置を示すシンボル同期タイミングとした場合について記載したが、機器間の認証に関わる情報を別送してもよい。機器間の認証の手順としては、例えば、別送された認証情報を含む信号を受信可能な機器が受信し、他機器の送信要求の検出、通信相手の限定を行う。この際に、認証用のデータはＲＦフレーム同期用信号と、ＲＦシンボル同期用タイミング信号のいずれに加えてもよく、またこれを新たな信号として別送しても良い。このことによって、別送信号にて、認証を行うことで、通信用のデータ信号に認証用のデータ部分を不用とし、データ速度を落とさずに済む効果がある。
【０１２６】
また、データ信号、フレーム同期タイミング信号、シンボル同期タイミング信号はデータ速度を変えてもよい。このことによって、各信号のデータ速度を変えることによって、低レートの信号の占有帯域を狭め、使用する周波数帯域を減らすことを可能にする。
【０１２７】
また、低レートの信号を受信する際には、他方式のパルス通信との協調動作を行うことも可能である。
【０１２８】
また、前記ＲＦデータ信号と、前記ＲＦフレーム同期用信号と、前記ＲＦシンボル同期用タイミング信号との、少なくとも１つを送信するものであればよい。このことによって、特定用途の信号のみを送信することで同一システム内の他機器や、他システムの機器との協調動作、例えば通信衝突防止を行うことができる。
【０１２９】
また、パルス通信システムのみならず、ＯＦＤＭシステムのような他の変調方式の信号も受信することで、システム間干渉を低減するように送信タイミング、出力レベルを制御することも可能である。
【０１３０】
また、第２のＲＦ入力信号で精度の低い同期を行い、第１のＲＦ入力信号で精度の高い同期を行うことで、例えばレートの低い通信システム、通信方式にて疎同期を行い、必要に応じてレートの高い通信システム、通信方式にて精度の高い同期を行うことで、同期回路の消費電力を低減できるとともに、一定の時間間隔で疎同期を行うことで、精度の高い同期の開始から同期確立までの時間を短縮することができる。
【０１３１】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２のパルス変調型送信装置およびパルス変調型受信装置について説明する。実施の形態１と異なるのは、パルス変調型受信装置が異なっており、パルス変調型送信装置は実施の形態１と同じである。本発明の実施の形態２のパルス変調型受信装置のブロック構成を図３に示す。
【０１３２】
図３は、フレーム同期確立に別送のＲＦフレーム同期用信号１００５より生成した第１のテンプレート信号１００６を用い、同期確立後の同期保持に、受信ＲＦデータ信号１００４を可変遅延部３４３により所定の時間Ｔだけ遅延させた遅延受信ＲＦデータ信号３０１０を用いるフレーム同期部３４０のブロック構成図である。図１のパルス変調型受信装置１００の構成と異なるのは、第２のテンプレート信号生成部１４３と、テンプレート信号切替え部１４２とを有せず、フレーム同期用信号切替え部３４２と可変遅延部３４３とを有し、フレーム同期用信号切替え部３４２と第１のフレーム同期用タイミング調整部１６０の第１のテンプレート信号生成部１６１との間にフレーム同期用信号生成部１４１を有し、受信ＲＦデータ信号１００４が所定時間Ｔだけ可変遅延部３４３にて遅延された後、フレーム同期用信号切替え部３４２に入力される点である。
【０１３３】
また、フレーム同期部１４０の動作と異なるのは、以下の点である。
【０１３４】
受信ＲＦデータ信号１００４とＲＦフレーム同期用信号１００５とがフレーム同期部３４０へ入力される入力開始時では、フレーム同期用信号切り替え部３４２により、テンプレート信号１００６を用いて、フレーム同期用信号生成部１４１にて生成されたフレーム同期用信号１００９が選択され、第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０に出力される。
【０１３５】
第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０では、受信ＲＦデータ信号１００４に、フレーム同期用信号切り替え部３４２から出力されるフレーム同期用信号１００９を同期引き込みさせながら、受信ＲＦデータ信号１００４にフレーム同期用信号切り替え部３４２から出力されるフレーム同期用信号１００９との相関をとり、フレーム同期用相関判定器１５５の出力が第１の所定値に達した場合に、フレーム同期用信号切り替え部３４２に向けて、フレーム同期用信号切り替え信号３０２０を送出する。
【０１３６】
フレーム同期用信号切り替え部３４２は、フレーム同期用信号切り替え信号３０２０を受けて、テンプレート信号１００６から、遅延受信ＲＦデータ信号３０１０へ入力切り替えし、第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０に出力する。
【０１３７】
第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０では、受信ＲＦデータ信号１００４に遅整延受信ＲＦデータ信号３０１０を同期引き込みさせながら、受信ＲＦデータ信号１００４に遅延受信ＲＦデータ信号３０１０との相関をとり、フレーム同期用相関判定器１５５の出力が第２の所定値に達するまで、制御信号１０１３を可変遅延部１５１に出力する。
【０１３８】
フレーム同期用相関判定器１５５の出力が第２の所定値に達すると、受信ＲＦデータ信号１００４に対する遅延受信ＲＦデータ信号３０１０の同期が確立され、所定の相関受信データ信号１０１０が、フレーム同期用相関判定器１５５から出力される。
【０１３９】
つまり、フレーム同期の引き込み時には、図１で示したフレーム同期部１４０と同じ動作を行うが、フレーム同期の確立には、受信ＲＦデータ信号１００４を２分岐し、一方を可変遅延部３４３により所定の時間Ｔだけ遅延させた遅延受信ＲＦデータ信号３０１０を用いて、相関受信データ信号１０１０を検出する遅延検波を行う。ここまでが、フレーム同期部１４０の動作と異なる点である。
【０１４０】
遅延検波では、同じ信号を用いて相関をとるので、同期検波よりも信号対雑音比が３ｄＢ低下するが、この構成により、フレーム同期部３４０の内部に、第２のテンプレート信号生成部１４３を有する必要がない分だけ回路構成が簡単になるのと、消費電力を削減することが可能となる。
【０１４１】
なお、以上の説明では、各種テンプレート信号１００６、１００７及びフレーム同期用信号１００９のレベル調整については説明していないが、乗算処理、相関処理に使用する素子に応じて増幅器等で信号レベルの調整を行うことは言うまでも無い。
【０１４２】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３のパルス変調型送信装置およびパルス変調型受信装置について説明する。実施の形態２と異なるのは、パルス変調型受信装置が異なっており、パルス変調型送信装置は実施の形態１と同じである。本発明の実施の形態３のパルス変調型受信装置のブロック構成を図４に示す。
【０１４３】
図４は、同期引き込みと同期の確立とにおいて、受信ＲＦデータ信号１００４を用いるフレーム同期部４４０を有するパルス変調型受信装置のブロック構成図である。図３のパルス変調型受信装置と異なるのは、アンテナ１０１ｂに接続されておらず、受信部１１０ｂを有せず、ＲＦデータ信号が３分岐されてフレーム同期部４４０に入力され、さらに、ＲＦフレーム同期用信号１００５ではなく、受信ＲＦデータ信号１００４が第１のフレーム同期用タイミング調整部１６０の相関部１６２に入力されている点である。
【０１４４】
また、フレーム同期部３４０の動作と異なるのは、以下の点である。
【０１４５】
受信ＲＦデータ信号１００４がフレーム同期部へ入力される入力開始時では、フレーム同期用信号切り替え部３４２により遅延受信ＲＦデータ信号３０１０が選択され、第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０に出力される。
【０１４６】
第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０では、受信ＲＦデータ信号１００４に、フレーム同期用信号切り替え部３４２から出力される遅延受信ＲＦデータ信号３０１０を同期引き込みさせながら、受信ＲＦデータ信号１００４にフレーム同期用信号切り替え部３４２から出力される遅延受信ＲＦデータ信号３０１０との相関をとり、フレーム同期用相関判定器１５５の出力が第１の所定値に達した場合に、フレーム同期用信号切り替え部３４２に向けて、フレーム同期用信号切り替え信号３０２０を送出する。
【０１４７】
フレーム同期用信号切り替え部３４２は、フレーム同期用信号切り替え信号３０２０を受けて、遅延受信ＲＦデータ信号３０１０から、フレーム同期用信号４００９へ入力切り替えし、第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０に出力する。
【０１４８】
第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０では、受信ＲＦデータ信号１００４にフレーム同期用信号４００９を同期引確立させながら、受信ＲＦデータ信号１００４にフレーム同期用信号４００９との相関をとり、フレーム同期用相関判定器１５５の出力が第２の所定値に達するまで、制御信号１０１３を可変遅延部１５１に出力する。
【０１４９】
フレーム同期用相関判定器１５５の出力が第２の所定値に達すると、受信ＲＦデータ信号１００４に対する遅延受信ＲＦデータ信号３０１０の同期が確立され、所定の相関受信データ信号１０１０が、フレーム同期用相関判定器１５５から出力される。
【０１５０】
つまり、受信ＲＦデータ信号１００４を３分岐し、フレーム同期の引き込み時には、３分岐したうちの１つを、可変遅延部３４３により、所定の時間Ｔだけ遅延させた遅延受信ＲＦデータ信号３０１０を用いて、相関受信データ信号１０１０を検出する遅延検波を行う。さらに、フレーム同期の確立には、３分岐したうちのもう１つの受信ＲＦデータ信号１００４を用いて生成したテンプレート信号１００６を基に、フレーム同期用信号生成部１４１で生成したフレーム同期用信号４００９を用いて、相関受信データ信号１０１０を検出する同期検波を行う。ここまでが、フレーム同期部３４０の動作と異なる点である。
【０１５１】
つまり、フレーム同期の引き込み時には、受信ＲＦデータ信号１００４を３分岐した１つを所定の時間Ｔだけ遅延させて、相関受信データ信号１０１０を検出する遅延検波を行う。
【０１５２】
そして、フレーム同期引き込みの間に、３分岐したうちのもう１つの受信ＲＦデータ信号１００４を基に、受信ＲＦデータ信号１００４を構成するＲＦデータパルスの立ち上がり波形と同期がとることができる。さらに、１と０が交互に連続した第１のテンプレート信号１００６を第１のテンプレート信号生成部１６１で生成する。
【０１５３】
フレーム同期用信号切替え部３４２は、受信ＲＦデータ信号１００４を構成するＲＦデータパルスの立ち上がり波形と同期がとれた後、受信ＲＦデータ信号１００４をフレーム同期用信号生成部１４１からのフレーム同期用信号４００９へと切替え、第２のフレーム同期用タイミング調整部１５０へ出力する。
【０１５４】
遅延検波では、同じ信号を用いて相関をとるので、同期検波よりも信号対雑音比が３ｄＢ低下するが、同期検波よりも、パルス補足及びパルス位相補足の為の回路が複雑にならない点を利用している。
【０１５５】
また、ＲＦフレーム同期用信号１００５が有するテンプレート信号と異なり、受信ＲＦデータ信号１００４が有するＲＦデータパルスは、１と０が交互に連続していない。また、相関判定器１６４における感度が低下する。
【０１５６】
この為、図１のフレーム同期部１４０の構成に比べて、同期確立に時間を要すると共に、タイミングの安定度も低下するが、この構成により、別送のＲＦフレーム同期用信号１００５を用いずに周波数利用効率の良い通信システムとすることが可能となる。
【０１５７】
なお、以上の説明では、各種テンプレート信号１００６及びフレーム同期用信号４００９のレベル調整については説明していないが、乗算処理、相関処理に使用する素子に応じて増幅器等で信号レベルの調整を行うことは言うまでも無い。
【０１５８】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４のパルス変調型送信装置およびパルス変調型受信装置について説明する。実施の形態１と異なるのは、パルス変調型受信装置が異なっており、パルス変調型送信装置は実施の形態１と同じである。本発明の第４の実施の形態のパルス変調型受信装置のブロック構成を図５に示す。
【０１５９】
図５において、実施の形態１と異なるのは、フレーム同期部１４０にて使用する別送のＲＦフレーム同期用信号１００５の他に、シンボル同期用のタイミング信号として必要な形式の信号そのものが、無線周波数にて、さらに別送（以後、ＲＦタイミング信号と呼ぶ）されている点である。
【０１６０】
タイミング信号としては、シンボルの開始時のみに信号を発生させる形式や、シンボル中の複数のビットのタイミングで信号を発生させる形式等がある。
【０１６１】
本発明の実施の形態１のパルス変調型送信装置およびパルス変調型受信装置の構成及び動作と共通する部分についての説明は省略し、異なる構成及び動作についてのみ説明を行う。
【０１６２】
図５において、パルス変調型受信装置５００は、パルス変調型受信装置１００の構成に加えて、シンボル同期部５７０に、別送のＲＦシンボル同期用タイミング信号５００６からベースバンドのタイミング信号（第１のタイミング信号と呼ぶ）を検出し、振幅加算を行う第２のシンボル同期用タイミング調整部５６０と、ＲＦシンボル同期用タイミング信号５００６と同期のとれたタイミング信号５００８（以後、第２のタイミング信号と呼ぶ）を生成するクロック再生部５７１と、第２のタイミング信号５００８と第１のタイミング信号５００７のうち１つを切替え出力するタイミング信号切り替え部５７３とから構成されている。
【０１６３】
第２のシンボル同期用タイミング調整部５６０は、検波部５０１にて、ＲＦシンボル同期用タイミング信号５００６からベースバンドのタイミング信号を検出し、検出信号を２分岐した一方を所定時間ｍ×Ｔだけ遅延し、他方と加算することにより所定振幅以上の第１のタイミング信号５００７を出力するよう構成している。
【０１６４】
クロック再生部５７１は、図示しない内部のテンプレート信号生成部、可変遅延部、相関部、低域通過型フィルタ、相関判定器等により内部で生成したタイミング信号をＲＦシンボル同期用タイミング信号５００６に同期させ、出力するよう構成している。
【０１６５】
タイミング信号切り替え部５７３は、第２のタイミング信号５００８が第１のタイミング信号５００７に同期し、シンボル同期用相関判定器１８４からのシンボル同期用信号切り替え信号５０２０を受けて、第１のタイミング信号５００７から第２のタイミング信号５００８に切替え、出力するよう構成している。所定の時間が経過した後に第１のタイミング信号５００７から第２のタイミング信号５００８に切替え、出力するよう構成してもよい。
【０１６６】
以上のように構成された本発明の第４の実施の形態のパルス変調型受信装置について、図５を用いてその動作を説明する。フレーム同期確立或いは保持が行われている一方で、シンボル同期部５７０では、第１のタイミング信号５００７を用いたシンボル同期の確立が図られる。まず、アンテナ１０１ｂと受信部１１０ｂとにより、無線信号からＲＦシンボル同期用タイミング信号５００６が抽出された後、第２のシンボル同期用タイミング調整部５６０に入力される。
【０１６７】
第２のシンボル同期用タイミング調整部５６０では、検波部５０１によりＲＦシンボル同期用タイミング信号５００６からベースバンドのタイミング信号を検出し、検出信号を２分岐した一方を可変遅延部５０３で所定時間ｍ×Ｔだけ遅延し、加算・リセット回路部５０２で他方の検波信号と加算し、所定回数加算後にリセットし、適当な回数の信号を加算し、外部タイミング信号５００７を出力する。ここで、ｍは１シンボルを構成するフレーム数を表す整数で、Ｔは１シンボル長の時間を表す。これにより、信号の対雑音比を改善することができると共に、送られてくるタイミング信号の時間的な変化に追従することも可能である。
【０１６８】
その後、外部タイミング信号５００７は、タイミング信号切替え部５７３にて選択され、シンボル同期用信号生成部１７２に出力される。シンボル同期用信号生成部１７２に入力された第１のタイミング信号を基にシンボル同期用信号を生成する以降の動作は、実施の形態１と同じである。
【０１６９】
一方、第１のタイミング信号５００７は、２分岐され一方が、クロック再生部５７１に入力される。クロック再生部５７１では、図示しない内部のテンプレート信号生成部で生成されたタイミング信号が、可変遅延部により所定の時間だけ初期遅延された後、外部タイミング信号５００７と共に相関部により相関がとられ、低域通過型フィルタを通過した後、相関判定器により相関出力が所定値となるまで、可変遅延部の遅延量をフィードバック制御する。相関出力が所定値となると、クロック再生部５７１内部で生成した第２のタイミング信号５００８が第１のタイミング信号５００７に同期する。
【０１７０】
タイミング信号切り替え部５７３は、第２のタイミング信号５００８が第１のタイミング信号５００７に同期し、所定の時間が経過した後、第１のタイミング信号５００７から第２のタイミング信号５００８に切替え、シンボル同期用信号生成部１７２に出力する。
【０１７１】
その後、所定時間後にＲＦシンボル同期用タイミング信号５００６の送信が断となり、所定時間間隔でシンボル同期保持用のＲＦタイミング信号（以後、シンボル同期保持タイミング信号と呼ぶ）が、通信相手方のパルス変調型送信装置から送られてくることとなるが、その動作は、実施の形態１のフレーム同期と同じであるので、ここでは省略する。
【０１７２】
又、実施の形態４で用いられるパルス変調型送信装置の構成は、図２のパルス変調型送信装置２００において、フレーム同期用信号２００２に加えて、シンボル同期用クロック信号が一緒に加えられているものとし、その構成及び動作は実施の形態１と同じであることから説明を省略する。
【０１７３】
このような本発明の第４の実施の形態のパルス変調型送信装置、パルス変調型受信装置及びシステムによれば、実施の形態１のパルス変調型送信装置２００に、別送のＲＦフレーム同期用信号２００６に加えて、ＲＦシンボル同期用タイミング信号を更に別送する構成とし、更に実施の形態１のパルス変調型受信装置１００に、ＲＦシンボル同期用タイミング信号から第１のタイミング信号５００７を検出する第２のシンボル同期用タイミング調整部５６０と、シンボル同期の確立或いは同期保持に第１のタイミング信号５００７を用い、シンボル同期を確立し、シンボル同期用相関判定器１８４からのシンボル同期用信号切り替え信号５０２０を受けて、第１のタイミング信号５００７から第２のタイミング信号５００８に切替えるタイミング切替え部５７３と、を設けることにより、フレーム同期における同期確立時間の短縮が図れると共に、さらにシンボル同期における同期確立時間の短縮化も図れる。シンボル同期を確立し、所定の時間が経過した後に外部タイミング信号５００７から内部タイミング信号５００８に切替えてもよい。
【０１７４】
また、フレーム同期保持時に、パルス変調型送信装置２００側におけるＲＦ同期用信号送信部２３０及びパルス変調型受信装置５００側の低雑音増幅器１０３ｂの動作を停止することができることに加えて、シンボル同期保持時にも、パルス変調型送信装置２００側におけるＲＦフレーム同期用信号とＲＦシンボル同期用タイミング信号の送信との送信停止、及び、パルス変調型受信装置５００側の低雑音増幅器１０３ｂと第２のシンボル同期用タイミング調整部５６０との動作停止をすることができるので、パルス変調型送信装置２００側及びパルス変調型受信装置５００側における動作回路数の低減による更なる低消費電力化が図れる。
【０１７５】
さらに、パルス変調型送信装置２００側におけるＲＦフレーム同期用信号の送信停止に加えて、ＲＦシンボル同期用タイミング信号の送信停止を行っている間、ＲＦフレーム同期用信号とＲＦシンボル同期用タイミング信号との伝送に使用した周波数帯域を、送信データ信号の伝送用として利用できるので、更なる高速のデータ伝送が可能なパルス変調型送信装置およびパルス変調型受信装置を実現できる。
【０１７６】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５のパルス変調型送信装置およびパルス変調型受信装置について説明する。実施の形態４と異なるのは、パルス変調型受信装置が異なっており、パルス変調型送信装置は実施の形態１と同じである。本発明の実施の形態５のパルス変調型受信装置のブロック構成を図６に示す。
【０１７７】
図６において、実施の形態４の構成と異なるのは、パルス変調型送信装置側において、別送されるＲＦフレーム同期用信号１００５とＲＦシンボル同期用タイミング信号５００６とがそれぞれ異なる周波数帯にて伝送され、さらにパルス変調型受信装置６００側ではＲＦフレーム同期用信号１００５とＲＦシンボル同期用タイミング信号５００６とを別々の無線受信系にて抽出、出力している点である。
【０１７８】
本発明の実施の形態４のパルス変調型送信装置およびパルス変調型受信装置の構成及び動作と共通する部分についての説明は省略し、異なる構成及び動作についてのみ説明を行う。
【０１７９】
図６において、実施の形態４のパルス変調型受信装置５００と異なるのは、パルス変調型受信装置６００は、さらにアンテナ６０１に接続され、受信部１１０ｃを有し、アンテナ６０１と帯域通過型フィルタ６０２と増幅器６０３とを用いて、無線信号からＲＦシンボル同期用タイミング信号５００６を抽出し、所定の電力レベルにまで低雑音で増幅した後、抽出した信号を第２のシンボル同期用タイミング調整回路５６０に出力する構成及び動作となっている点である。
【０１８０】
図７において、別送されるＲＦフレーム同期用信号１００５とＲＦシンボル同期用タイミング信号５００６とを示す。パルス捕捉とパルス位相捕捉とを行う同期確立時に使用されるＲＦフレーム同期用信号１００５は、一定の時間Ｔを隔てた時間ｔ１〜ｔｎにて、ＲＦデータ信号を構成するＲＦデータパルスのパルス幅と同一時間長ｔｅ１だけ、断続的に励振される正弦波で構成されている。送受信用パルスのパルス幅ｔｅ１は、時間間隔Ｔよりも短い。
【０１８１】
一方、シンボル同期用信号生成部１７２にて、シンボル同期用に使用されるＲＦシンボル同期用タイミング信号５００６は、その信号開始時間ｔ１を元に、シンボル同期用信号の生成が行われるため、全ての時間ｔ１〜ｔｎにて断続的に正弦波が励振される必要は無く、時間ｔ１のみに所定時間だけ励振されていれば良い。また、励振時間はｔｅ１より長くてもかまわない。図７では、時間Ｔだけ励振している。
【０１８２】
このため、シンボル同期用に使用される別送のＲＦシンボル同期用タイミング信号５００６には、初期のフレーム同期確立用とは異なる第２の狭帯域の周波数チャネルを割り当てる。
【０１８３】
このような本発明の第５の実施の形態のパルス変調型送信装置、パルス変調型受信装置及びシステムによれば、実施の形態４の構成に加えて、ＲＦフレーム同期用信号１００５とＲＦシンボル同期用タイミング信号５００６を、別々の無線周波数にて送受信する構成を設けることで、同じ無線周波数で受信する時と比較して、第１のフレーム同期用タイミング調整部及び第２のシンボル同期用タイミング調整部１６０、５６０にて、互いの信号成分による影響が除去される。
【０１８４】
このため、フレーム同期確立時間の短縮とシンボル同期確立時間の短縮が図れるなどの実施の形態４の効果に加え、より安定したフレーム同期用信号とシンボル同期用タイミング信号が抽出できる。さらに、よりジッタが少なく安定した相関受信データ信号或いは復元データ信号が得られる。
【０１８５】
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６のパルス変調型送信装置およびパルス変調型受信装置について説明する。実施の形態５と異なるのは、パルス変調型受信装置とパルス変調型送信装置が異なっている。本発明の実施の形態６のパルス変調型送信装置のブロック構成を図８に、パルス変調型受信装置のブロック構成を図９に示す。
【０１８６】
本発明の実施の形態６のパルス変調型送信装置およびパルス変調型受信装置の構成及び動作と共通する部分についての説明は省略し、異なる構成及び動作についてのみ説明を行う。
【０１８７】
図８において、パルス変調型送信装置８００は、パルス変調型送信装置２００の構成に加えて、変調部２２１ａ、２２１ｂと周波数変換部２２２ａ、２２２ｂとの間に波形選択部８１１ａ、８１１ｂを設けた構成となっている。
【０１８８】
図９において、パルス変調型受信装置９００は、パルス変調型受信装置６００のシンボル同期部５７０内に第２のタイミングを生成するタイミング生成部５７１と、タイミング切替え部５７３とを有せず、また第２のシンボル同期用タイミング調整部内に検波部５０１と、加算・リセット回路部５０２とを有せず、相関部９０１と低域通過型フィルタ９０２と相関判定器９０３とを有する構成となっている。
【０１８９】
図８において、送信データ信号２００１とフレーム同期用信号２００２とは、シンボル化部２１０でシンボル化され、変調部２２１ａ、２２１ｂで所定の変調を施された後、波形選択部８１１ａ、８１１ｂで所定の波形を有するウェーブレットを割り当てられ、周波数変換部２２２ａ、２２２ｂで周波数変換されて送信される。
【０１９０】
一方、シンボル同期用タイミング信号８００３は、シンボル化部２１０でシンボル化され、変調部２２１ａ、２２１ｂで所定の変調を施された後、波形選択部８１１ｂにて、送信データ或いはフレーム同期用信号とは異なる波形を有するウェーブレットが割り当てられる。
【０１９１】
このとき、送信データ信号２００１或いはフレーム同期用信号２００２とシンボル同期用タイミング信号８００３とに割り当てられる波形には、パルス変調型受信装置９００側にて互いに分離可能な波形が選ばれる。図１０に送信データ信号２００１或いはフレーム同期用信号２００２とシンボル同期用タイミング信号８００３に用いられるウェーブレットの波形を示す。図１０（ａ）は、ガウシアンインパルス波形の１階微分波形、図１０（ｂ）はガウシアンインパルス波形の２階微分波形であり、横軸が時間を縦軸が振幅を表す。図１０（ａ）と図１０（ｂ）との波形は、互いに時間的に直交関係にあり、パルス変調型受信装置側にて分離が可能な波形である。
【０１９２】
図１０（ａ）、（ｂ）の波形の割り当て方法は、送信データ信号２００１およびフレーム同期用信号２００２に、図１０（ａ）のガウシアンインパルス波形の１階微分波形を用い、シンボル同期用タイミング信号８００３に、図１０（ｂ）のガウシアンインパルス波形の２階微分波形を割り当てるだけではなく、その逆でも良い。また、用いられるウェーブレットの波形も一例にすぎず、互いに時間的に直交関係にあれば良く、図１０（ａ）、（ｂ）の波形に限定されるものではない。
【０１９３】
図８において、送信データ信号２００１、シンボル同期用タイミング信号８００３の波形選択部８１１ａ、８１１ｂからの出力信号をそれぞれ、波形選択送信データ８００５、波形選択シンボル同期用信号８００６とし、周波数変換部２２２ａ、２２２ｂの出力信号を、それぞれＲＦ送信データ８００７、ＲＦシンボル同期用信号８００８とすると、各入出力信号の波形及び関係を示したのが図１１である。送信データ２００１に対し、シンボル同期用タイミング信号８００３は長いパルス幅を有する。
【０１９４】
図９において、パルス変調型受信装置９００は、アンテナ６０１、受信部１１０ｃの帯域通過型フィルタ６０２と低雑音増幅器６０３とを用いて、無線信号からＲＦシンボル同期用タイミング信号５００６を抽出し、所定の電力レベルにまで低雑音で増幅した後、抽出した信号を第２のシンボル同期用タイミング調整部９６０に出力する。この時、異なるウェーブレットを有するＲＦフレーム同期用信号１００５は、伝送する周波数帯域つまり、搬送波周波数が同じでも第２のシンボル同期用タイミング調整部９６０では除去される。
【０１９５】
第２のシンボル同期用タイミング調整部９６０では、入力されたＲＦシンボル同期用タイミング信号を２分岐し、一方の信号を遅延部５０３にて時間ｍ×Ｔだけ遅延した後（但し、ｍは整数）、他方の信号と相関部９０１に入力されて遅延検波が行われる。
【０１９６】
さらに低域通過型フィルタ９０２を介し、所望の信号成分が取り出された後、相関判定器９０３により相関値が所定の値となるまで遅延部５０３のｍ値を変化させる。相関値が所定の値となった場合、所望とするシンボル同期に必要なタイミング信号が相関判定器９０３より出力される。
【０１９７】
このような本発明の実施の形態６のパルス変調型送信装置、パルス変調型受信装置及びシステムによれば、実施の形態５のパルス変調型受信装置構成に若干の変更を加え、更にパルス変調型送信装置８００側にて、ＲＦフレーム同期用信号８００８とＲＦシンボル同期用タイミング信号８００９に異なるウェーブレットを施す構成を設けることで、ＲＦフレーム同期用信号８００８とＲＦシンボル同期用タイミング信号８００９を同じ周波数帯で送ることができる。
【０１９８】
さらに、パルス変調型受信装置９００側にて、ＲＦフレーム同期用信号１００５とＲＦシンボル同期用タイミング信号５００６とが容易に分離可能となるので、異なるウェーブレットが施されずに同じ無線周波数で受信する時と比較して、第１のフレーム同期用タイミング調整部及び第２のシンボル同期用タイミング調整部１６０、９６０にて互いの信号成分による影響が除去されるので、フレーム同期確立時間の短縮とシンボル同期確立時間の短縮が図れるなどの実施の形態５の効果に加え、より安定したフレーム同期用信号とシンボル同期用タイミング信号が抽出できる。さらに、よりジッタが少なく安定した相関受信データ信号或いは復元データ信号が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１９９】
以上のように、本発明にかかるパルス変調型送信装置、パルス変調型受信装置及びシステムは、同期確立に要する時間を短くすると共に、通信開始より速やかにデータの授受ができ、高速データ伝送が可能になるという効果更には、受信系を複数有する構成としても、同期部の低消費電力化が図れるという効果を有し、ＡＶ機器やパーソナルコンピュータを相互に無線接続してシームレスなネットワークを構成するためのパルス状の変調信号を用いたデータ通信装置やＵＷＢ無線装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２００】
【図１】本発明の実施の形態１におけるパルス変調型受信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１におけるパルス変調型送信装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態２におけるパルス変調型受信装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態３におけるパルス変調型受信装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態４におけるパルス変調型受信装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態５におけるパルス変調型受信装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態５におけるＲＦフレーム同期用信号とＲＦシンボル同期用タイミング信号の説明図
【図８】本発明の実施の形態６におけるパルス変調型送信装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態６におけるパルス変調型受信装置の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態６におけるパルス変調型送信装置におけるウェーブレット割り当て波形説明図
【図１１】本発明の実施の形態６におけるパルス変調型送信装置における各種入出力信号波形説明図
【図１２】従来のパルス変調型無線通信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【０２０１】
１００、３００、４００、５００、６００、９００  パルス変調型受信装置
１０１ａ、１０１ｂ、２０１ａ、２０１ｂ、６０１、１００１  アンテナ
１０２ａ、１０２ｂ、２２４ａ、２２４ｂ、６０２  帯域通過型フィルタ
１０３ａ、１０３ｂ、１５２、２２３ａ、２２３ｂ、６０３、１００２  増幅器
１０９、９０３、１５１、１８１、３４３、５０３  可変遅延部
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ  受信部
１４０、３４０、４４０  フレーム同期部
１４１  フレーム同期用信号生成部
１４２、５７３  テンプレート信号切り替え部
１４３、１６１  テンプレート信号生成部
１５０、１６０、  フレーム同期用タイミング調整部
１５３、１６２、１８２、９０１  相関部
１５４、１６３、１８３、９０２  低域通過型フィルタ
１５５  フレーム同期用相関判定器
１６４、９０３  相関判定器
１７０、５７０、９７０  シンボル同期部
１７１  タイミング再生部
１７２  シンボル同期用信号生成部
１８４  シンボル同期用相関判定器
１８０、５６０、９６０  シンボル同期用タイミング調整部
２００、８００、  パルス変調型送信装置
２１０  シンボル化部
２２０、８２０  ＲＦデータ信号送信部
２２１ａ、２２１ｂ  変調部
２２２ａ、２２２ｂ  周波数変換部
２３０、８３０  ＲＦ同期用信号送信部
３４２  フレーム同期用信号切り替え部
５０１  検波部
５０２  加算・リセット回路部
５７１  クロック再生部
５７３  タイミング信号切り替え部
７０１、１００５、２００６  ＲＦフレーム同期用信号
７０２、５００６  ＲＦシンボル同期用タイミング信号
８１１ａ、８１１ｂ  波形選択部
１００４  受信ＲＦデータ信号
１００６、１００７  テンプレート信号
１００８  同期用テンプレート信号
１００９、２００２、４００９  フレーム同期用信号
１０１０  相関受信データ信号
１０１１  内部生成タイミング信号
１０１２  シンボル同期用信号
１０１３、１０１４、１０１６  制御信号
１０１５  復号データ信号
１０２０  テンプレート切り替え信号
２００１  送信データ信号
２００３  シンボル化送信データ信号
２００４  ＲＦデータ信号
２００５  シンボル化フレーム同期用信号
２００７  起動／停止指示信号
３０１０  遅延受信ＲＦデータ信号
５００７、５００８  タイミング信号
５０２０  シンボル同期用信号切り替え信号
８００３  シンボル同期用タイミング信号
８００５  波形選択送信データ
８００６  波形選択シンボル同期用タイミング信号
８００７  ＲＦ送信データ波形
８００８  ＲＦシンボル同期用タイミング信号波形
【図１】
2006345487.tif 000003
【図２】
2006345487.tif 000004
【図３】
2006345487.tif 000005
【図４】
2006345487.tif 000006
【図５】
2006345487.tif 000007
【図６】
2006345487.tif 000008
【図７】
2006345487.tif 000009
【図８】
2006345487.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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