(57)【要約】【課題】バンドパスフィルタに対する要求性能を緩和できるインパルス無線通信装置及びインパルス無線通信システムを提供すること。【解決手段】クロックに従って位置変調された第１のパルスと、前記クロックの周期よりも短い所定時間が前記第１のパルスの出現から経過した時に前記第１のパルスとは逆極性の第２のパルスとが出現するパルス列を生成するパルス列生成部と、前記パルス列が入力されるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタの出力に基づいて、インパルス信号を送信するアンテナとを備える、インパルス無線通信装置。そのインパルス無線通信装置と、そのインパルス無線通信装置から送信されるインパルス信号を受信する少なくとも一つの受信機とを有するインパルス無線通信システム。【選択図】図９
2019036894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロックに従って位置変調された第１のパルスと、前記クロックの周期よりも短い所定時間が前記第１のパルスの出現から経過した時に前記第１のパルスとは逆極性の第２のパルスとが出現するパルス列を生成するパルス列生成部と、
前記パルス列が入力されるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力に基づいて、インパルス信号を送信するアンテナとを備える、インパルス無線通信装置。
【請求項２】
前記パルス列生成部は、
前記クロックに従って、位置変調されたパルス状の被変調信号を生成する位置変調器と、
前記被変調信号を微分して、前記パルス列を生成する微分器とを有する、請求項１に記載のインパルス無線通信装置。
【請求項３】
前記所定時間の長さを調整する調整部を備える、請求項１又は２に記載のインパルス無線通信装置。
【請求項４】
前記調整部は、前記クロックのデューティ比を調整することによって、前記所定時間の長さを調整する、請求項３に記載のインパルス無線通信装置。
【請求項５】
前記調整部は、前記パルス列のスペクトルに生ずるディップの出現周波数が前記バンドパスフィルタの遮断周波数に一致するように、前記所定時間の長さを調整する、請求項３又は４に記載のインパルス無線通信装置。
【請求項６】
前記バンドパスフィルタと前記アンテナとの間を伝送する信号電力の一部を抽出するカプラと、
前記カプラによって抽出された前記信号電力の一部に基づいて、前記所定時間の長さを前記調整部に調整させる制御信号を出力するコントローラとを備える、請求項３から５のいずれか一項に記載のインパルス無線通信装置。
【請求項７】
前記コントローラは、前記カプラによって抽出された前記信号電力の一部のスペクトルの測定結果に基づいて、前記制御信号を出力する、請求項６に記載のインパルス無線通信装置。
【請求項８】
前記所定時間が、前記クロックの半周期である、請求項１又は２に記載のインパルス無線通信装置。
【請求項９】
前記バンドパスフィルタの遮断周波数は、前記パルス列のスペクトルに生ずるディップの出現周波数と同一である、請求項１，２，８のいずれか一項に記載のインパルス無線通信装置。
【請求項１０】
送信機と、前記送信機から送信されるインパルス信号を受信する少なくとも一つの受信機とを有する、インパルス無線通信システムであって、
前記送信機は、
クロックに従って位置変調された第１のパルスと、前記クロックの周期よりも短い所定時間が前記第１のパルスの出現から経過した時に前記第１のパルスとは逆極性の第２のパルスとが出現するパルス列を生成するパルス列生成部と、
前記パルス列が入力されるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力に基づいて、前記インパルス信号を送信するアンテナとを備える、インパルス無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インパルス無線通信装置及びインパルス無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パルスの変調によってデータを伝送するインパルス無線通信が知られている（例えば、特許文献１〜３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００６−５１７３７３号公報
【特許文献２】特開２００９−００５０８５号公報
【特許文献３】特表２００６−５１９５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インパルス無線通信においては、超広帯域な短パルス信号から必要な周波数成分をバンドパスフィルタで抽出することで送信信号が生成されることから、バンドパスフィルタの特性が送信信号の品質を左右する。
【０００５】
しかしながら、パルスを従来の方式で位置変調する場合、パルスの周波数スペクトルは、ほぼ平坦になる。このため、バンドパスフィルタの特性がばらつくことによってバンドパスフィルタの遮断周波数がずれると、その遮断周波数付近でのスペクトル強度が、電波法で規定されるスペクトルマスクから外れるおそれがある。つまり、パルスを従来の方式で位置変調する場合、バンドパスフィルタの特性のばらつきを抑えるため、バンドパスフィルタには厳しい性能が要求されるので、例えばコストの低減などを実現することが難しいことがある。
【０００６】
そこで、本開示では、バンドパスフィルタに対する要求性能を緩和できるインパルス無線通信装置及びインパルス無線通信システムが提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示では、
クロックに従って位置変調された第１のパルスと、前記クロックの周期よりも短い所定時間が前記第１のパルスの出現から経過した時に前記第１のパルスとは逆極性の第２のパルスとが出現するパルス列を生成するパルス列生成部と、
前記パルス列が入力されるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力に基づいて、インパルス信号を送信するアンテナとを備える、インパルス無線通信装置が提供される。
【０００８】
また、本開示では、
送信機と、前記送信機から送信されるインパルス信号を受信する少なくとも一つの受信機とを有する、インパルス無線通信システムであって、
前記送信機は、
クロックに従って位置変調された第１のパルスと、前記クロックの周期よりも短い所定時間が前記第１のパルスの出現から経過した時に前記第１のパルスとは逆極性の第２のパルスとが出現するパルス列を生成するパルス列生成部と、
前記パルス列が入力されるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力に基づいて、前記インパルス信号を送信するアンテナとを備える、インパルス無線通信システムが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、バンドパスフィルタに対する要求性能を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ＯＯＫによるパルス生成の一例を示すタイミングチャートである。
【図２】ＯＯＫによるパルススペクトルの一例を示す図である。
【図３】従来方式のＰＰＭによるパルス生成の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】従来方式のＰＰＭによるパルススペクトルの一例を示す図である。
【図５】バンドパスフィルタの特性の一例を示す図である。
【図６】バンドパスフィルタの通過波形の一例を示す図である。
【図７】本開示方式のＰＰＭによるパルス生成の一例を示すタイミングチャートである。
【図８】本開示方式のＰＰＭによるパルススペクトルの一例を示す図である。
【図９】本開示方式のインパルス無線送信装置の構成の一例を示す図である。
【図１０】本開示方式のインパルス無線送信装置でのパルス生成の一例を示すタイミングチャートである。
【図１１】インパルス無線通信システムの構成の一例を示す図である。
【図１２】逆極性パルスの発生時間を延長した場合の一例を示すタイミングチャートである。
【図１３】逆極性パルスの発生時間を延長した場合のパルススペクトルの一例を示す図である。
【図１４】逆極性パルスの発生時間を短縮した場合の一例を示すタイミングチャートである。
【図１５】逆極性パルスの発生時間を短縮した場合のパルススペクトルの一例を示す図である。
【図１６】本開示方式のインパルス無線送信装置の他の構成の一例を示す図である。
【図１７】デューティ比調整器の構成の一例を示す図である。
【図１８】スペクトル測定器の構成の一例を示す図である。
【図１９】デューティ比調整方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示は、基地局間のバックホールやフロントホールなどに用いられるミリ波高速通信装置、特に、インパルスを利用するインパルス無線通信装置に関する。インパルス無線通信装置は、局部発振器が不要な比較的シンプルな構成で実現され、広帯域を利用して高速伝送を可能とすることを特長としている。近年、通信量の急増に対応すべく、更なる高速化が求められている。周波数資源（割り当て周波数）の拡大による高速化は、法制度の改訂や他の無線システムとの干渉対策などのために容易でない。そのため、ＯＯＫ（On-Off-Keying、オン／オフ変調）に代わる多値変調方式、例えばＰＰＭ（Pulse  Position  Modulation、パルス位置変調）による高速化手法が検討され始めている。
【００１２】
インパルス無線通信においては、超広帯域な短パルス信号から必要な周波数成分をバンドパスフィルタ（以下、「ＢＰＦ」とも称する）で抽出することで送信信号が生成されることから、ＢＰＦの特性が送信信号の品質を左右する。例えば、ＢＰＦの特性がばらつくと、占有周波数帯幅やスプリアスなどが、電波法で規定されるスペクトルマスクから外れるおそれがある。伝送速度の最大化のためには、周波数資源をスペクトルマスクぎりぎりまで利用したい。
【００１３】
例えば、ＯＯＫを用いるインパルス無線通信では、図１に示されるバイポーラ短パルスを利用することで、ＢＰＦに対する要求性能が緩和されている。図１は、ＯＯＫによるパルス生成の一例を示すタイミングチャートである。ＯＯＫでは、シンボルクロックに従ってデータ“０”を送信する場合、パルスは生成されず、シンボルクロックに従ってデータ“１”を送信する場合、直前に生成されたパルスの逆極性のパルスが生成される。
【００１４】
図２は、ＯＯＫによるパルススペクトルの一例を示す図である。バイポーラ短パルス列のスペクトルでは、輝線スペクトルが抑制されているとともに、シンボルクロックの周波数（シンボル周波数ｆＳ）の整数倍の周波数で落ち込み（ディップ）が発生する。そのため、ＢＰＦの遮断性能などの特性のばらつきに対して、マージンを与えることができる。すなわち、ディップの出現周波数をＢＰＦの遮断周波数と同一とすることで、ＢＰＦの遮断周波数付近の信号自体のスペクトル強度が低下するので、スペクトルマスクへの適合が容易になる。このように、ＯＯＫを用いるインパルス無線通信では、ＢＰＦに対する要求性能がディップにより緩和されている。
【００１５】
ところが、パルスを従来の方式で位置変調するＰＰＭを用いるインパルス無線通信では、短パルス列のスペクトルは、周波数に対しほぼ平坦になり、ディップは、ほとんど発生しない（図３，４参照）。図３は、従来方式のＰＰＭによるパルス生成の一例を示す図である。図４は、従来方式のＰＰＭによるパルススペクトルの一例を示す図である。
【００１６】
図３に示されるＰＰＭを用いるインパルス無線通信では、ミリ波通過帯域の中心周波数（例えば、８０ＧＨｚ）での周期に対して１／２Ｎの時間幅の単位で遅延がパルスに与えられる。ここで、Ｎは、変調によって多値化される数（多値数）を示す。図３は、Ｎ＝２の場合を例示する。この場合、遅延時間は、４（＝２２）種類ある。２ビットのデータ“００”“０１”“１１”“１０”を送信する場合のそれぞれの遅延時間をτ０、τ１、τ２、τ３とすれば、τ０＝０／４×ＴＳ（＝０、すなわち遅延なし）、τ１＝１／４×ＴＳ、τ２＝２／４×ＴＳ、τ３＝３／４×ＴＳと表される。ここで、ＴＳ（＝１×ｆＳ）は、シンボルクロック周期を表す。
【００１７】
このように、シンボルクロックに対して時間的な位置が異なる複数の位置変調パルスが生成されるので、位置変調パルスのスペクトルには、ディップがほとんど発生しない（図４参照）。そのため、スペクトルマスクへの適合のためにＢＰＦに対する要求性能は厳しくなる。つまり、ＰＰＭを用いるインパルス無線通信では、ＢＰＦの遮断性能などの特性のばらつき（例えば、温度、製造、部品などによる特性ばらつき）に対する要求性能が厳しく、コスト上昇につながることがある。
【００１８】
また、ＢＰＦの遮断特性を急峻にすることでＢＰＦをスペクトルマスクに適合させようとすると、遮断周波数付近での群遅延が大きくなって、ＢＰＦを通過するパルスの波形が崩れ、受信機側での位相検波が難しくなるおそれがある。図５は、バンドパスフィルタの特性の一例を示す。ＢＰＦ１は、遮断特性が緩やかなＢＰＦを表し、ＢＰＦ２は、遮断特性が急峻なＢＰＦを表す。縦軸の通過量は、ＢＰＦを通過する信号の強度を表す。群遅延が大きくなると、例えば図６に示されるように、パルス信号の後方にテールが発生する波形崩れが起こり、受信機側での位相検波が難しくなるおそれがある。
【００１９】
そこで、本開示方式のＰＰＭでは、ＢＰＦに対する要求性能を緩和するため、図７に示されるようなパルス列Ｐが生成される。図７は、本開示方式のＰＰＭによるパルス生成の一例を示すタイミングチャートである。
【００２０】
図７に示されるパルス列Ｐでは、シンボルクロックに従って位置変調された第１のパルスと、シンボルクロックの周期よりも短い所定時間Ｔが第１のパルスの出現から経過した時に第１のパルスとは逆極性の第２のパルスとが出現する。図７は、所定時間Ｔがシンボルクロック周期ＴＳの半周期分の長さに設定されている場合を例示する。
【００２１】
このようなパルス列Ｐが生成されることにより、パルス列Ｐのスペクトルには、シンボル周波数ｆＳの２倍の間隔でディップが生ずる（図８参照）。そのため、ＢＰＦの遮断性能などの特性のばらつきに対して、マージンを与えることができる。すなわち、ディップの出現周波数をＢＰＦの遮断周波数と同一とすることで、ＢＰＦの遮断周波数付近の信号自体のスペクトル強度が低下するので、スペクトルマスクへの適合が容易になる。このように、ＰＰＭを用いるインパルス無線通信でも、ＯＯＫを用いるインパルス無線通信と同様に、ＢＰＦに対する要求性能をディップにより緩和することができる。
【００２２】
図９は、第１のパルスと、第１のパルスとは逆極性の第２のパルスとが出現するパルス列を生成する回路を備えた送信機の構成の一例を示す図である。送信機１００は、第１の実施形態におけるインパルス無線通信装置の一例である。
【００２３】
送信機１００は、入力バッファ１０６、ＳＰ変換部１０７、パルス列生成部１１２、ＢＰＦ１０３、送信増幅器１０４及びアンテナ１０５を備える。
【００２４】
入力バッファ１０６は、クロックの一例であるシンボルクロックＡが入力される回路である。ＳＰ変換部１０７は、パルス位置変調のベースとなるシリアルのデータＤａをシリアルパラレル変換して、パラレルのデータＢを出力する回路である。
【００２５】
パルス列生成部１１２は、シンボルクロックＡに従って位置変調された第１のパルスと、第１のパルスとは逆極性の第２のパルスとが出現するパルス列Ｄを生成する回路である。パルス列生成部１１２は、位置変調器１０１と、微分器１０２とを有する。
【００２６】
位置変調器１０１は、入力バッファ１０６を介して入力されるシンボルクロックＡに従って、位相変調されたパルス状の被変調信号（modulated  signal）Ｃを生成する。位置変調器１０１は、データＢに対応する遅延時間だけシンボルクロックＡを遅延させることによって、被変調信号Ｃを生成し、微分器１０２に出力する。微分器１０２は、被変調信号Ｃを微分して、パルス列Ｄを生成する。パルス列Ｄは、ＢＰＦ１０３に入力される。
【００２７】
ＢＰＦ１０３は、微分器１０２によって生成されたパルス列Ｄに対して、所定の通過周波数帯域のみを通過させるフィルタリングを行うことによって、フィルタ通過パルス（例えば、ミリ波パルス）を出力する。所定の通過周波数帯域は、例えば、通過下限周波数（下限の遮断周波数）が８０ＧＨｚ、通過上限周波数（上限の遮断周波数）が８５ＧＨｚ、通過周波数帯域幅が５（＝８５−８０）ＧＨｚである。
【００２８】
ＢＰＦ１０３の出力は、送信増幅器１０４に入力される。例えば、ミリ波パルスが送信増幅器１０４により増幅されることによって、アンテナ１０５を介して、送信信号（インパルス信号）が無線送信される。アンテナ１０５から送信される送信信号によって、ミリ波パルスの有無に応じた「１」または「０」のデータが伝送される。
【００２９】
位置変調器１０１は、入力されるデータＢに応じて異なる複数種の遅延時間を複数の遅延器を用いて生成する。位置変調器１０１は、例えば、複数種類の遅延経路１１〜１４と、遅延経路１１〜１４のうちどの遅延経路を使用するかをデータＢに応じて選択するスイッチ３１〜３４とを有する。
【００３０】
この例では、遅延経路１２〜１４は、それぞれ、シンボルクロックＡを遅延させる時間が互いに異なる遅延バッファを有する。遅延バッファ２１〜２３は、それぞれ、遅延器の一例である。データＢに応じて、４つの遅延経路１１〜１４のうちの一つの遅延経路に配置されるスイッチはオンとなり、その他の遅延経路に配置されるスイッチはオフとなる。これにより、位置変調器１０１内でのシンボルクロックＡの伝達時間が変わる。
【００３１】
例えば、２ビットのデータＢが「００」である場合、スイッチ３１はオンとなりスイッチ３２〜３４はオフとなることによって、シンボルクロックＡを通過させる経路が遅延経路１１に切り替わる。２ビットのデータＢが「０１」である場合、スイッチ３２はオンとなりスイッチ３１，３３，３４はオフとなることによって、シンボルクロックＡを通過させる経路が遅延経路１２に切り替わる。２ビットのデータＢが「１１」である場合、スイッチ３３はオンとなりスイッチ３１，３２，３４はオフとなることによって、シンボルクロックＡを通過させる経路が遅延経路１３に切り替わる。２ビットのデータＢが「１０」である場合、スイッチ３４はオンとなりスイッチ３１〜３３はオフとなることによって、シンボルクロックＡを通過させる経路が遅延経路１４に切り替わる。つまり、図１０に示されるように、パルス状の被変調信号Ｃの時間的な位置がデータＢに応じて変化する。
【００３２】
図１０は、本開示方式のインパルス無線送信装置でのパルス生成の一例を示すタイミングチャートである。位置変調器１０１から出力される被変調信号Ｃは、微分器１０２に入力される。微分器１０２は、被変調信号Ｃの立ち上がりエッジと立ち下りエッジとを抽出し、パルス列Ｄを出力する。
【００３３】
パルス列Ｄでは、シンボルクロックＡに従って位置変調された第１のパルスと、シンボルクロックＡの周期よりも短い所定時間Ｔが第１のパルスの出現から経過した時に第１のパルスとは逆極性の第２のパルスとが出現する。この例では、図示のように、隣り合う第１のパルスの間に第２のパルスが出現し、第１のパルスと第２のパルスとが交互に出現する。また、この例では、第１のパルスは、正極性パルスであり、第２のパルスは、負極性パルスである。
【００３４】
ここで、被変調信号Ｃのハイレベルの持続時間は、シンボルクロックＡのハイレベルの持続時間に等しく、シンボルクロック周期ＴＳの１／２に保たれる。そのため、パルス列Ｄ内の負極性パルスは、その負極性パルスの直前の正極性パルスが出現してからシンボルクロック周期ＴＳの１／２時間後に生成される。それゆえ、送信機１００から送信されるインパルス信号は、図８に示す如く、シンボル周波数ｆＳの２倍の間隔でディップが出現するスペクトル特性を有する。
【００３５】
図１１は、インパルス無線通信システムの構成の一例を示す図である。図１１に示されるインパルス無線通信システム１は、ＲＦ（Radio  Frequency）パルスを伝送媒体として使用するインパルス方式で無線通信を行う。インパルス無線通信システム１は、送信機１００と、送信機１００から送信されるインパルス信号を受信する少なくとも一つの受信機２００とを有する。送信機１００の構成は、上述の通りである。
【００３６】
受信機２００は、受信アンテナ１２１、受信増幅器１２２、検波器１２３、ＡＤＣ（Analog-to-Digital  Converter、アナログ‐デジタル変換器）１２４及びベースバンド信号再生部１２５を有する。
【００３７】
受信増幅器１２２は、受信アンテナ１２１を介して無線受信した受信信号（インパルス信号）を増幅し、検波器１２３に出力する。検波器１２３は、受信増幅器１２２により増幅された受信信号（例えば、ミリ波パルス）の包絡線を検波して、ＡＤＣ１２４に出力する。
【００３８】
検波器１２３は、ＣＤＲ（Clock  Data  Recovery、クロックデータリカバリ）回路１３１、パルス発生器１３２、バンドパスフィルタ１３３、第１のミキサ１３５、第２のミキサ１３６及びπ／２移相器１３４を有する。
【００３９】
パルス発生器１３２は、ＣＤＲ回路１３１により復元されたクロックに基づいて、送信機１００のバンドパスフィルタ１０３の通過周波数帯域内の周波数（例えば、８２．５ＧＨｚ）のローカル発振信号を生成する。
【００４０】
バンドパスフィルタ１３３は、送信機１００のバンドパスフィルタ１０３と同様の通過周波数帯域特性を有し、パルス発生器１３２からのローカル発振信号に対応するパルス信号を生成する。
【００４１】
第１のミキサ１３５は、受信増幅器１２２の出力信号に、バンドパスフィルタ１３３が出力するパルス信号をミキシングして検波を行う。第２のミキサ１３６は、受信増幅器１２２の出力信号に、バンドパスフィルタ１３３が出力するパルス信号の位相をπ／２移相器１３４によりπ／２だけ位相シフトして、その位相シフトされた信号をミキシングして検波を行う。これにより、ＩＦ（Intermediate  Frequency、中間周波数）信号が得られる。
【００４２】
第１のミキサ１３５と第２のミキサ１３６でミキシングするローカル発振信号は、π／２（例えば、３ｐｓ）だけ位相がずれている。第１のミキサ１３５からＩＦ信号の一つであるＱ信号が出力され、第２のミキサ１３６からＩＦ信号の一つであるＩ信号が出力される。
【００４３】
ＡＤＣ１２４は、アナログのＱ信号及びＩ信号をデジタルデータに変換する。ベースバンド信号再生部１２５は、デジタルのＱ信号及びＩ信号から、受信アンテナ１２１で受信したインパルス信号の位相を検出する。ベースバンド信号再生部１２５は、検出した位相及び受信したクロックの位相からデータを再生する。
【００４４】
なお、インパルス無線通信システムは、ミリ波帯域の利用に限られない。例えば、マイクロ波帯や準ミリ波帯を含むＵＷＢ（Ultra  Wide  Band、超広帯域無線）方式の通信に利用可能である。
【００４５】
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態におけるインパルス無線通信装置は、第１のパルスとは逆極性の第２のパルスの発生時間（すなわち、所定時間Ｔ）を、シンボルクロック周期ＴＳの１／２に限定せずに調整可能な調整部を備える。この形態により、図１２，１３に示すように、所定時間Ｔをシンボルクロック周期ＴＳの１／２よりも延長することで、パルス列のスペクトルのディップ間隔を狭くすることができる。あるいは、図１４，１５に示すように、所定時間Ｔをシンボルクロック周期ＴＳの１／２よりも短縮することで、パルス列のスペクトルのディップ間隔を広くすることができる。この作用を利用すれば、ＢＰＦ１０３にばらつきが生じても、調整部が所定時間Ｔの長さを調整することで、スペクトルマスクへの適合が更に容易になる。つまり、ＢＰＦ１０３に対する要求性能を更に緩和することができる。
【００４６】
図１６は、第２の実施形態の構成例を示す。送信機１００Ａは、第２の実施形態におけるインパルス無線通信装置の一例である。送信機１００Ａは、図１１に示されるインパルス無線通信システム１内の送信機１００と置換可能である。送信機１００Ａは、デューティ比調整器１１１、カプラ１０８、スペクトル測定器１０９及びコントローラ１１０を備える点で、第１の実施形態（図９）と異なる。
【００４７】
図１６において、デューティ比調整器１１１は、所定時間Ｔの長さを調整する調整部の一例である。デューティ比調整器１１１は、シンボルクロックＡが入力される入力バッファ１０６と位置変調器１０１との間に挿入されている。
【００４８】
デューティ比調整器１１１は、シンボルクロックＡのデューティ比を調整することによって、所定時間Ｔの長さを調整する回路である。被変調信号Ｃのデューティ比は、シンボルクロックＡのデューティ比に比例するので、デューティ比調整器１１１は、シンボルクロックＡのデューティ比を調整することによって、所定時間Ｔの長さを調整できる（図１０参照）。
【００４９】
デューティ比調整器１１１は、パルス列Ｄのスペクトルに生ずるディップの出現周波数がＢＰＦ１０３の遮断周波数に一致するように、所定時間Ｔの長さを調整する（図１３，１５参照）。これにより、ＢＰＦ１０３にばらつきが生じても、スペクトルマスクへの適合が容易になる。つまり、ＢＰＦ１０３に対する要求性能を緩和することができる。
【００５０】
図１６において、カプラ１０８は、ＢＰＦ１０３とアンテナ１０５との間を伝送する信号電力の一部を抽出する。カプラ１０８は、ＢＰＦ１０３とアンテナ１０５との間（この例では、送信増幅器１０４とアンテナ１０５）との間に配置されている。カプラ１０８は、ＢＰＦ１０３とアンテナ１０５との間（この例では、送信増幅器１０４とアンテナ１０５との間）を伝送する信号電力の一部をスペクトル測定器１０９に供給する。
【００５１】
スペクトル測定器１０９は、カプラ１０８によって抽出された信号電力の一部のスペクトルを測定する。スペクトル測定器１０９は、低域周波数、高域周波数、占有周波数帯幅などのスペクトルデータを測定し、その測定結果であるスペクトルデータをコントローラ１１０に送出する。
【００５２】
コントローラ１１０は、スペクトル測定器１０９から取得したスペクトルデータに基づいて、所定時間Ｔの長さをデューティ比調整器１１１に調整させる制御信号ＶＣＯＮＴを生成する。コントローラ１１０は、制御信号ＶＣＯＮＴをデューティ比調整器１１１に出力する。コントローラ１１０の具体例として、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなプロセッサを備えたマイクロコンピュータ、ＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）などが挙げられる。
【００５３】
このようなループ構成によって、インパルス信号のスペクトルが調整されるので、スペクトルマスクへの適合が容易になる。
【００５４】
図１７は、デューティ比調整器の構成の一例を示す図である。デューティ比調整器１１１は、インバータ４１と、インバータ４２と、パストランジスタ４３とを有する。インバータ４１，４２は、それぞれ、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）インバータである。入力バッファ１０６を介して入力ノードＩＮに入力されたシンボルクロックＡは、インバータ４１に入力される。インバータ４１の出力部は、インバータ４２の入力部に接続される。インバータ４２の出力部は、パストランジスタ４３を介して、インバータ４１の入力部に接続される。
【００５５】
インバータ４１に含まれるＰ型のＭＯＳトランジスタのゲート幅は、インバータ４２に含まれるＰ型のＭＯＳトランジスタのゲート幅よりも長い。インバータ４１に含まれるＮ型のＭＯＳトランジスタのゲート幅は、インバータ４２に含まれるＮ型のＭＯＳトランジスタのゲート幅よりも長い。
【００５６】
コントローラ１１０から供給される制御信号ＶＣＯＮＴは、パストランジスタ４３のゲートに入力される。コントローラ１１０は、制御信号ＶＣＯＮＴの電圧を調整することによって、パストランジスタ４３に流れる電流を変化させる。これにより、出力ノードＯＵＴから出力されるシンボルクロックＡのデューティ比が調整される。
【００５７】
図１８は、スペクトル測定器の構成の一例を示す図である。スペクトル測定器１０９は、アンプ５１、ローカル発振器５２、ダウンコンバータ５３、ＤＡ（Digital-to-Analog）コンバータ５４及びＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）５５を備える。ＤＳＰ５５は、ＦＦＴ（Fast  Fourier  Transform）部５６と、演算部５７とを有するデジタル信号処理装置である。カプラ１０８によって抽出された信号電力の一部は、アンプ５１によって増幅された後、ローカル発振器５２から供給されるクロック信号に従って、ダウンコンバータ５３によりＩＦ信号に変換される。ＩＦ信号は、ＤＡコンバータ５４によって、アナログ信号に変換される。ＦＦＴ部５６は、ＤＡコンバータ５４から出力されるアナログ信号について離散フーリエ変換を行い、演算部５７は、ＦＦＴ部５６による変換結果に基づいて、低域周波数、高域周波数、占有周波数帯幅などの帯域情報を算出する。
【００５８】
図１９は、シンボルクロックＡ（被変調信号Ｃ）のデューティ比を調整する方法の一例を示す図である。
【００５９】
コントローラ１１０は、ステップＳ１０にて測定されたスペクトル測定結果に基づいて算出された帯域情報をスペクトル測定器１０９から取得する（ステップＳ２０）。コントローラ１１０は、ＢＰＦ３０から出力された後の信号電力のスペクトルの占有周波数帯幅が基準範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。コントローラ１１０は、その占有周波数帯幅が基準範囲内である場合（ステップＳ３０Ｙｅｓ）、アンテナ１０５からのインパルス信号の送信を開始させる（ステップＳ４０）。一方、コントローラ１１０は、その占有周波数帯幅が基準範囲内にない場合（ステップＳ３０Ｎｏ）、その占有周波数帯幅が基準範囲の上限値よりも大きいのかその基準範囲の下限値よりも小さいのかを判定する（ステップＳ５０）。
【００６０】
コントローラ１１０は、その占有周波数帯幅が基準範囲の上限値よりも大きい場合（ステップＳ５０Ｙｅｓ）、シンボルクロックＡのデューティ比を拡大させる制御信号をデューティ比調整器１１１に出力する（ステップＳ６０）。これにより、第１のパルスに対して逆極性の第２のパルスを遅らせることができるので、その占有周波数帯幅は狭くなり、ＢＰＦ３０から出力された後の信号電力のスペクトルのディップ間隔も狭くなる。
【００６１】
一方、コントローラ１１０は、その占有周波数帯幅が基準範囲の下限値よりも小さい場合（ステップＳ５０Ｎｏ）、シンボルクロックＡのデューティ比を縮小させる制御信号をデューティ比調整器１１１に出力する（ステップＳ７０）。これにより、第１のパルスに対して逆極性の第２のパルスを進ませることができるので、その占有周波数帯幅は広くなり、ＢＰＦ３０から出力された後の信号電力のスペクトルのディップ間隔も広くなる。
【００６２】
ステップＳ６０，Ｓ７０の処理後、ステップＳ１０が行われる。したがって、ＢＰＦ１０３にばらつきが生じても、スペクトルマスクへの適合が容易になる。つまり、ＢＰＦ１０３に対する要求性能を緩和することができる。
【００６３】
このように、第１のパルスの後に逆極性の第２のパルスを発生させる本実施形態によれば、ＢＰＦに対する要求性能が緩和し、コストを低減することができる。更に、逆極性の短パルスの発生時間の調整によりスペクトル形状を変えることで、スペクトルマスクへの適合を容易化することができる。
【００６４】
以上、インパルス無線通信装置及びインパルス無線通信システムを実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
【００６５】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
クロックに従って位置変調された第１のパルスと、前記クロックの周期よりも短い所定時間が前記第１のパルスの出現から経過した時に前記第１のパルスとは逆極性の第２のパルスとが出現するパルス列を生成するパルス列生成部と、
前記パルス列が入力されるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力に基づいて、インパルス信号を送信するアンテナとを備える、インパルス無線通信装置。
（付記２）
前記パルス列生成部は、
前記クロックに従って、位置変調されたパルス状の被変調信号を生成する位置変調器と、
前記被変調信号を微分して、前記パルス列を生成する微分器とを有する、付記１に記載のインパルス無線通信装置。
（付記３）
前記所定時間の長さを調整する調整部を備える、付記１又は２に記載のインパルス無線通信装置。
（付記４）
前記調整部は、前記クロックのデューティ比を調整することによって、前記所定時間の長さを調整する、付記３に記載のインパルス無線通信装置。
（付記５）
前記調整部は、前記パルス列のスペクトルに生ずるディップの出現周波数が前記バンドパスフィルタの遮断周波数に一致するように、前記所定時間の長さを調整する、付記３又は４に記載のインパルス無線通信装置。
（付記６）
前記バンドパスフィルタと前記アンテナとの間を伝送する信号電力の一部を抽出するカプラと、
前記カプラによって抽出された前記信号電力の一部に基づいて、前記所定時間の長さを前記調整部に調整させる制御信号を出力するコントローラとを備える、付記３から５のいずれか一項に記載のインパルス無線通信装置。
（付記７）
前記コントローラは、前記カプラによって抽出された前記信号電力の一部のスペクトルの測定結果に基づいて、前記制御信号を出力する、付記６に記載のインパルス無線通信装置。
（付記８）
前記所定時間が、前記クロックの半周期である、付記１又は２に記載のインパルス無線通信装置。
（付記９）
前記バンドパスフィルタの遮断周波数は、前記パルス列のスペクトルに生ずるディップの出現周波数と同一である、付記１，２，８のいずれか一項に記載のインパルス無線通信装置。
（付記１０）
前記パルス列生成部は、ミリ波通過帯域の中心周波数での周期に対して１／２Ｎの時間幅の単位で（Ｎは、多値数）、前記第１のパルスを遅延させる、付記１から９のいずれか一項に記載のインパルス無線通信装置。
（付記１１）
送信機と、前記送信機から送信されるインパルス信号を受信する少なくとも一つの受信機とを有する、インパルス無線通信システムであって、
前記送信機は、
クロックに従って位置変調された第１のパルスと、前記クロックの周期よりも短い所定時間が前記第１のパルスの出現から経過した時に前記第１のパルスとは逆極性の第２のパルスとが出現するパルス列を生成するパルス列生成部と、
前記パルス列が入力されるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力に基づいて、前記インパルス信号を送信するアンテナとを備える、インパルス無線通信システム。
【符号の説明】
【００６６】
１  インパルス無線通信システム
１０１  位置変調器
１０２  微分器
１０３  バンドパスフィルタ
１０５  アンテナ
１０８  カプラ
１０９  スペクトル測定器
１１０  コントローラ
１１１  デューティ比調整器
１１２  パルス列生成部
１００  送信機
２００  受信機
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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