(57)【要約】【課題】振幅変調方式と位相変調方式とが混在するシステムにおいて、振幅変調信号の信号電力の低下を防止しつつ、振幅変調方式と位相変調方式との双方の変調方式に対応すること。【解決手段】マッピング部１２１は、変調モードがＱＰＳＫ変調の場合、２ビットのデータに応じて、ＩＱ平面上の４つの信号点のうちいずれか１点を選択し、選択した信号点のＩ成分およびＱ成分に関する情報をＱＰＳＫ／ＡＳＫ変調信号形成部１２２に出力する。一方、変調モードがＡＳＫ変調の場合、マッピング部１２１は、データが“０”のときＩＱ平面上の原点を選択し、データが“１”のときＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４つの信号点のうちいずれか１点を選択し、選択した信号点に関する情報をＱＰＳＫ／ＡＳＫ変調信号形成部１２２に出力する。【選択図】図１
2008125057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振幅変調モードでの送信および位相変調モードでの送信が可能なＵＷＢ送信装置であって、
振幅変調モードまたは位相変調モードのどちらかのモードを選択する選択手段と、
選択された前記モードが振幅変調モードの場合、１シンボル当たりのデータに応じて、ＩＱ平面上の原点に配置したシンボルを形成することにより第１の値を振幅レベルとする振幅変調信号、または、位相変調時のＩＱ平面上の複数の信号点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することにより第２の値を振幅レベルとする振幅変調信号を生成し、
選択された前記モードが位相変調モードの場合、１シンボル当たりのデータに応じて、前記位相変調時のＩＱ平面上の複数の信号点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することにより位相変調信号を生成する送信信号形成手段と、
を具備するＵＷＢ送信装置。
【請求項２】
前記振幅変調モードで行われる振幅変調は、ＯＯＫ変調である
請求項１に記載のＵＷＢ送信装置。
【請求項３】
前記位相変調モードで行われる位相変調は、ＢＰＳＫ変調である
請求項１に記載のＵＷＢ送信装置。
【請求項４】
前記位相変調モードで行われる位相変調は、ＱＰＳＫ変調である
請求項１に記載のＵＷＢ送信装置。
【請求項５】
前記振幅変調モードで行われる振幅変調は、ＯＯＫ変調であり、前記位相変調モードで行われる位相変調は、ＢＰＳＫ変調である
請求項１に記載のＵＷＢ送信装置。
【請求項６】
前記振幅変調モードで行われる振幅変調は、ＡＳＫ変調であり、前記位相変調モードで行われる位相変調は、ＱＰＳＫ変調であり、
前記送信信号形成手段は、選択された前記モードがＡＳＫ変調モードの場合、１ビットのデータに応じて、ＩＱ平面上の原点に配置したシンボルを形成することにより第１の値を振幅レベルとするＡＳＫ変調信号、または、ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することにより第２の値を振幅レベルとするＡＳＫ変調信号を生成し、
選択された前記モードがＱＰＳＫ変調モードの場合、２ビットのデータに応じて、前記ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することによりＱＰＳＫ変調信号を生成する
請求項１に記載のＵＷＢ送信装置。
【請求項７】
前記送信信号形成手段は、
選択された前記モードがＡＳＫ変調モードの場合、前記ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点のうち２点以上の点に時間的に遷移したシンボルを形成することにより前記第２の値を振幅レベルとするＡＳＫ変調信号を生成する
請求項６に記載のＵＷＢ送信装置。
【請求項８】
前記送信信号形成手段は、
選択された前記モードがＡＳＫ変調モードの場合、前記ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点に等確率に遷移したシンボルを形成することにより前記第２の値を振幅レベルとするＡＳＫ変調信号を生成する
請求項６に記載のＵＷＢ送信装置。
【請求項９】
前記送信信号形成手段は、
選択された前記モードに関わらず、前記ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点に配置したシンボルから、送信フレームのプリアンブルを生成する
請求項６に記載のＵＷＢ送信装置。
【請求項１０】
前記送信信号形成手段は、
前記１ビットまたは２ビットのデータ、および、選択された前記モードに応じて、前記シンボルのＩ成分およびＱ成分を設定するマッピング手段と、
搬送波を生成する局部発振器と、
前記Ｉ成分に前記搬送波を乗算する第１の乗算器と、
前記搬送波の位相をπ／２だけシフトするπ／２位相シフト器と、
前記Ｑ成分に前記π／２位相シフト器により位相がシフトされた搬送波を乗算する第２の乗算器と、
前記搬送波がそれぞれ乗算された後の前記Ｉ成分と前記Ｑ成分とを合成する合成器と、を具備する
請求項６に記載のＵＷＢ送信装置。
【請求項１１】
前記送信信号形成手段は、
搬送波を生成する局部発振器と、
前記１ビットまたは２ビットのデータ、および、選択された前記モードに応じて、前記搬送波の位相をシフトする可変遅延器と、
選択された前記モードがＡＳＫ変調モードの場合、前記１ビットのデータに応じて、前記搬送波を通過させるか否か切り替える切替部と、を具備する
請求項６に記載のＵＷＢ送信装置。
【請求項１２】
前記π／２位相シフト器は、
選択された前記モードがＡＳＫ変調モードの場合、前記搬送波を前記第２の乗算器に出力する切替部、を備え、
前記マッピング手段は、
選択された前記モードがＡＳＫ変調モードの場合、前記シンボルの前記Ｉ成分および当該Ｉ成分に等しい成分を前記Ｑ成分に設定する
請求項１０に記載のＵＷＢ送信装置。
【請求項１３】
前記位相変調モードで行われる位相変調は、多値ＱＡＭ変調を含む位相変調であり、前記振幅変調モードで行われる振幅変調は、位相変調を含まない振幅変調であり、
前記送信信号形成手段は、選択された前記モードが振幅変調モードの場合、１シンボル当たりのデータに応じて、ＩＱ平面上の原点に配置したシンボルを形成することにより第１の値を振幅レベルとする振幅変調信号、又は、多値ＱＡＭ変調時のＩＱ平面上の複数の信号点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することにより第２の値を振幅レベルとする振幅変調信号を生成し、
選択された前記モードが位相変調モードの場合、１シンボル当たりのデータに応じて、前記多値ＱＡＭ変調時のＩＱ平面上の複数の信号点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することにより位相変調信号を生成する
請求項１に記載のＵＷＢ送信装置。
【請求項１４】
振幅変調モードでの送信および位相変調モードでの送信が可能なＵＷＢ送信方法であって、
振幅変調モードまたは位相変調モードのどちらかのモードを選択するステップと、
選択された前記モードが振幅変調モードの場合、１シンボル当たりのデータに応じて、ＩＱ平面上の原点に配置したシンボルを形成することにより第１の値を振幅レベルとする振幅変調信号、又は、位相変調時のＩＱ平面上の複数の信号点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することにより第２の値の振幅レベルとする振幅変調信号を生成し、
選択された前記モードが位相変調モードの場合、１シンボル当たりのデータに応じて、前記位相変調時のＩＱ平面上の複数の信号点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することにより位相変調信号を生成するステップと、
を具備するＵＷＢ送信方法。
【請求項１５】
ＡＳＫ変調モードでの送信およびＱＰＳＫ変調モードでの送信が可能なＵＷＢ送信方法であって、
ＡＳＫ変調モードまたはＱＰＳＫ変調モードのどちらかのモードを選択するステップと、
選択された前記モードがＡＳＫ変調モードの場合、１ビットのデータに応じて、ＩＱ平面上の原点に配置したシンボルを形成することにより第１の値を振幅レベルとするＡＳＫ変調信号、または、ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することにより第２の値を振幅レベルとするＡＳＫ変調信号を生成し、
選択された前記モードがＱＰＳＫ変調モードの場合、２ビットのデータに応じて、前記ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することによりＱＰＳＫ変調信号を生成するステップと、
を有するＵＷＢ送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＷＢ(Ultra Wide Band)送信装置およびＵＷＢ送信方法に関し、特に振幅変調方式と位相変調方式とが混在するＵＷＢシステムにおいて、双方の変調方式に対応するＵＷＢ送信装置およびＵＷＢ送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の携帯電話や無線ＬＡＮ（Local Area Network）と比べ、より高速、かつ携帯電話等のポータブル機器への搭載が可能な超低消費電力の無線方式としてＵＷＢ(Ultra Wide Band)が注目を浴びている。現在使われている無線システムでは数十ＭＨｚ程度の周波数帯域を用いて通信を行なうのに対し、ＵＷＢ無線システムは数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚの帯域を用いて通信を行なう無線システムであり、２００２年に米ＦＣＣによりＰａｒｔ１５において定められたＰＣ等の不要輻射レベル以下であれば、３．１〜１０．６ＧＨｚの周波数帯域を用いた短パルス通信をＵＷＢ通信として許容する骨子の法制化が発表されことに伴い、検討が活発に行われている。
【０００３】
ＵＷＢ無線システムの実現方式としては、短パルス通信を含むシングルキャリア通信が低消費電力化可能な方式として有力視されている。シングルキャリア通信で用いられる変調方式としては、大きく振幅変調（ＡＳＫ：Amplitude Shift Keying）方式と位相変調（ＰＳＫ：Phase Shift Keying）方式がある。振幅変調方式は信号の強弱にデータを重畳するため、発振器に対する要求性能が低く、安価かつ低消費電力での実現が見込まれる。一方、位相変調方式は信号の位相にデータを重畳するため低位相雑音の発振器が必要であるなど、振幅変調方式に比べ消費電力が大きくなるものの、振幅変調信号を復調する際に必要となる０，１を判定するためのしきい値制御による性能劣化がなく、また、多値の位相変調方式を用いれば更に高速伝送が実現できるといった高機能化に向くという利点がある。
【０００４】
このため、ＵＷＢ通信では、同一の周波数帯を用い、振幅変調を行なうＵＷＢ送信装置と位相変調を行なうＵＷＢ送信装置とが混在する利用環境となることが想定され、この双方を使い分けるＵＷＢ送信装置の実現が望まれる。
【０００５】
特許文献１には、振幅変調方式と位相変調方式との双方に対応することができる送信装置が開示されている。図１６に、特許文献１に開示される送信装置の要部構成を示す。この送信装置では、ＱＰＳＫ用ベースバンド処理部１、ＡＳＫ用ベースバンド処理部２及び送信共通信号処理部１１が、ＡＳＫ変調時には、入力データに応じて、Ｉ軸とＱ軸との交点（原点）と、Ｉ軸上の信号点との間で変化する２値のＩ値成分とゼロ値のＱ値成分とを発生してＱＰＳＫ変調器に入力する一方、ＱＰＳＫ変調時には、入力データに応じて、複数値のＩ値成分と複数値のＱ値成分とを発生してＱＰＳＫ変調器６０に入力することにより、搬送波をＱＰＳＫ変調又はＡＳＫ変調する。
【特許文献１】特開２００４−１４７０５２号公報
【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、上述した送信装置では、Ｑ値成分を０、Ｉ値成分を２値に変化させて振幅変調信号を形成しているため、位相変調信号に対し振幅変調信号の出力電力が低下し、振幅変調信号の受信品質が劣化するという課題を有している。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、振幅変調方式と位相変調方式とが混在するシステムにおいて、振幅変調信号の信号電力の低下を防止しつつ、振幅変調方式と位相変調方式との双方の変調方式に対応することができるＵＷＢ送信装置およびＵＷＢ送信方法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】
【０００８】
かかる課題を解決するため、本発明に係るＵＷＢ送信装置は、振幅変調モードでの送信および位相変調モードでの送信が可能なＵＷＢ送信装置であって、振幅変調モードまたは位相変調モードのどちらかのモードを選択する選択手段と、選択された前記モードが振幅変調モードの場合、１シンボル当たりのデータに応じて、ＩＱ平面上の原点に配置したシンボルを形成することにより第１の値を振幅レベルとする振幅変調信号、または、位相変調時のＩＱ平面上の複数の信号点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することにより第２の値を振幅レベルとする振幅変調信号を生成し、選択された前記モードが位相変調モードの場合、１シンボル当たりのデータに応じて、位相変調時のＩＱ平面上の複数の信号点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することにより位相変調信号を生成する送信信号形成手段と、を具備する構成を採る。
【０００９】
この構成によれば、振幅変調モードの場合、ＩＱ平面上の原点に配置したシンボルを形成してオフ信号の振幅変調信号を生成し、位相変調時のＩＱ平面上の複数の信号点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成して振幅変調時のオン信号を生成することができるので、単純にＱ成分をゼロにし、Ｉ成分をゼロまたは所定値との間で変化させてオン／オフ信号を生成する場合に比し、振幅変調時のオン信号の信号電力が位相変調信号の信号電力と一致するため、変調モード切り替え時に信号電力が低下するのを防止し、受信品質の劣化を低減することができるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、振幅変調方式と位相変調方式とが混在するシステムにおいて、振幅変調信号形成時に信号電力が低下することなく、振幅変調方式と位相変調方式との双方の変調方式に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１に、本実施の形態に係るＵＷＢ送信装置の要部構成を示す。図１に示すＵＷＢ送信装置１００は、変調モード選択部１１０と、送信信号形成部１２０と、送信部１３０とを備え、送信信号形成部１２０は、マッピング部１２１と、ＱＰＳＫ／ＡＳＫ変調信号形成部１２２とを備えている。なお、以下では、ＱＰＳＫ／ＡＳＫ変調信号形成部１２２が、ＡＳＫ変調時、データが“０”のときオフ信号（パルス無し）を形成し、データが“１”のときオン信号（パルス有り）を形成する場合について説明する。
【００１３】
変調モード選択部１１０は、データに対しＱＰＳＫ変調を施し送信するのか、ＡＳＫ変調を施し送信するのかを選択し、または、図示せぬ制御装置等から変調モード選択指示情報を取得し、選択または取得した変調モードに関する情報をマッピング部１２１に出力する。
【００１４】
マッピング部１２１は、選択された変調モードがＱＰＳＫ変調の場合、２ビットのデータに応じて、ＩＱ平面上の４つの信号点のうちいずれか１点を選択し、選択した信号点のＩ成分およびＱ成分に関する情報をＱＰＳＫ／ＡＳＫ変調信号形成部１２２に出力する。図２に、選択された変調モードがＱＰＳＫ変調の場合のＩＱ平面上における信号点配置を示す。図中、信号点２０１は２ビットのデータが“０，０”のときの信号点を示しており、信号点２０２は２ビットのデータが“１，０”のときの信号点を示しており、信号点２０３は２ビットのデータが“１，１”のときの信号点を示しており、信号点２０４は２ビットのデータが“０，１”のときの信号点を示している。なお、各信号点が対応する２ビットのデータの組み合わせは、図２に示す組み合わせに限られない。
【００１５】
一方、変調モードがＡＳＫ変調の場合、マッピング部１２１は、データが“０”のときＩＱ平面上の原点を選択し、データが“１”のとき図２に示したＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４つの信号点２０１〜２０４のうちいずれか１点を選択し、選択した信号点のＩ成分およびＱ成分に関する情報をＱＰＳＫ／ＡＳＫ変調信号形成部１２２に出力する。図３に、変調モードがＡＳＫ変調の場合のＩＱ平面上における信号点配置を示す。図３に示す信号点配置は、１ビットのデータが“０”のときに選択される信号点を信号点２００（原点）とし、１ビットのデータが“１”のときに選択される信号点を図２中の信号点２０１とした場合の例である。なお、ＡＳＫ変調時に受信側では、図３に点線２０６で示される円の半径を閾値に設定して閾値判定することで、パルスの有無を検出し、データを復調することができる。
【００１６】
ＱＰＳＫ／ＡＳＫ変調信号形成部１２２は、マッピング部１２１から出力されるＩ成分およびＱ成分に関する情報を用いて、マッピング部１２１によって選択された信号点に配置したシンボルを形成してＱＰＳＫ変調信号またはＡＳＫ変調信号を生成する。
【００１７】
送信部１３０は、ＱＰＳＫ変調信号またはＡＳＫ変調信号に所定の無線送信処理を施し送信する。
【００１８】
次いで、上記のように構成されたＵＷＢ送信装置１００の動作について説明する。
【００１９】
まず、変調モード選択部１１０によって選択され、若しくは、図示せぬ制御装置等から通知される変調モードがマッピング部１２１に出力される。ここで、変調モードとは、データに対しＱＰＳＫ変調を施し送信するか、ＡＳＫ変調を施し送信するか、変調方式に関する情報である。
【００２０】
そして、マッピング部１２１において、変調モードとデータとに応じて、ＩＱ平面上の信号点から送信すべき信号点が選択される。具体的には、ＱＰＳＫ変調モードの場合、２ビットのデータに応じて、図２に示すようにＩＱ平面上の４つの信号点のうちいずれか１点が選択される。そして、選択された信号点のＩ成分およびＱ成分に関する情報がＱＰＳＫ／ＡＳＫ変調信号形成部１２２に出力され、ＱＰＳＫ／ＡＳＫ変調信号形成部１２２においてＱＰＳＫ変調信号が形成される。
【００２１】
一方、ＡＳＫ変調モードの場合、マッピング部１２１では、１ビットのデータに応じて、図３に示すようにＩＱ平面上の原点、または、ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点のうちいずれか１点が選択される。そして、選択された信号点のＩ成分およびＱ成分に関する情報がＱＰＳＫ／ＡＳＫ変調信号形成部１２２に出力され、ＱＰＳＫ／ＡＳＫ変調信号形成部１２２においてＡＳＫ変調信号が形成される。
【００２２】
このようにして、ＡＳＫ変調モードの場合、マッピング部１２１において、１ビットのデータに応じて、ＩＱ平面上の原点、または、ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点のうちいずれか１点が選択される。次に、ＱＰＳＫ／ＡＳＫ変調信号形成部１２２において、選択された信号点に配置したシンボルを形成し、ＡＳＫ変調信号を生成するようにした。したがって、信号点を原点２００（０，０）とＩ軸上の信号点２０５との２点間、つまり、Ｑ軸はいずれも０で、Ｉ軸がデータに応じて０と所定値の２値で変化させてオン／オフ信号を生成する場合に比べ、オン信号の信号電力が大きくなる。また、ＡＳＫ変調時のオン信号の信号電力は、ＱＰＳＫ変調信号の信号電力と一致するので、変調モード切り替え時に信号電力の低下を防止し、受信品質の劣化を低減することができるようになる。
【００２３】
また、ＱＰＳＫ変調時に用いられる信号点２０１に配置したシンボルを用いてオン信号を形成することで、受信側ではＡＳＫ変調時のオン信号を受信している間にも結果的にＱＰＳＫ変調時に用いられる信号点についても同期をとることになる。このため、ＡＳＫ変調モードからＱＰＳＫ変調モードに変調モードが切り替わった際、ＡＳＫ変調信号に対し獲得した同期位置の結果を反映させながら、ＱＰＳＫ変調信号に対する同期位置を獲得することができ、この結果、同期獲得に要する時間を短縮することができるようになる。
【００２４】
上述した説明では、ＱＰＳＫ／ＡＳＫ変調信号形成部１２２は、ＡＳＫ変調時、図３に示すように原点２００に配置したシンボルを形成することによりオフ信号を生成し、信号点２０１に配置したシンボルを形成することによりオン信号を生成する場合について説明したが、信号点２０１の１点に限定せず、マッピング部１２１が、信号点２０１〜２０４から配置する信号点を時間的に遷移しシンボルを形成することによりオン信号を生成するようにしてもよい。
【００２５】
これにより、マルチパスの影響や、伝搬路及びＵＷＢ送信装置１００のアナログ回路の周波数特性によって波形が歪んだ場合においても、ＱＰＳＫ変調時に用いられる信号点すべてを用いてＡＳＫ変調時のオン信号が形成されるようになる。このため、変調モードがＡＳＫ変調モードからＱＰＳＫ変調モードに切り替わった際、ＱＰＳＫ変調信号に対する同期を獲得する際にＡＳＫ変調信号に対する同期状態を反映させることができ、ＱＰＳＫ変調信号を復調するための同期がとりやすくなる。
【００２６】
つまり、４つの信号点を選択する回数ができるだけ同じ数となるようにして送信するようにすることで、受信機側で、どこか１点の位相に偏った同期状態とならないという効果がある。以下、図５の受信時のＩＱ平面上の信号点配置を参照しながら補足する。図５中、５つの受信点２００−１〜２０４−１は、それぞれ図４に示す５つの信号点２００〜２０４に対する受信点を示している。
【００２７】
ＡＳＫ変調時、マッピング部１２１が、信号点２０１に配置したシンボルを形成することによりオン信号を生成する場合には、受信点２００−１と第１象限に位置する受信点２０１−１の２点のみから得られた軸（点線２１０）を用いて同期位置を求めることになる。したがって、受信点２０１−１がマルチパスの影響や、伝搬路および無線機のアナログ回路部の周波数特性によって波形が歪み、振幅、位相差が変動し受信位置が歪んだ場合には、軸（点線２１０）がＱＰＳＫ変調時の信号点配置に対する軸から大きくずれてしまう可能性がある。そのため、ＡＳＫ変調モードからＱＰＳＫ変調モードへ変調モードが切り替わった直後、他の象限に位置する受信点２０２−１〜２０４−１に対し軸が適切な位置にあるとは限らず、受信点２０２−１〜２０４−１を誤って判定してしまう可能性がある。
【００２８】
これに対し、マッピング部１２１が、信号点２０１〜２０４から配置する信号点を時間的に遷移しシンボルを形成することによりオン信号を生成する場合には、マルチパスの影響や、伝搬路および無線機のアナログ回路部の周波数特性によって波形が歪み、振幅、位相差がそれぞれ変動し、また変動量が受信点ごとに異なる場合等がある。これにより、受信位置がそれぞれ歪んだ場合において、受信点２００−１と第１，２，３，４象限に位置する受信点２０１−１〜２０４−１の５点から得られた軸（実線２２０）、つまり、受信点２０１−１〜２０４−１の４点すべてに対し信号点間距離が均等な軸（実線２２０）を用いて各信号点候補の同期位置を求めることができる。そのため、ＡＳＫ変調モードからＱＰＳＫ変調モードへ変調モードが切り替わった際に、点線２１０を用いる場合に比し、受信点２０１−１〜２０４−１を誤って判定する割合が低減し、受信精度を向上することができる。
【００２９】
図６にＵＷＢ受信装置の要部構成を示す。図６に示すＵＷＢ受信装置３００は、局部発振器３０２と、π／２位相シフト器３０４と、乗算器３０６−１，３０６−２と、ＬＰＦ（Low Pass Filter）３０８−１，３０８−２と、ＱＰＳＫ判定部３１２と、ＡＳＫ判定部３１４と、変調モード選択部３１６とを備えている。
【００３０】
上記のように構成されたＵＷＢ受信装置３００の復調動作について説明する。図６に示すように、受信信号は、乗算器３０６−１，３０６−２へ出力される。そして、乗算器３０６−１によって、受信信号と局部発振器３０２から出力される搬送波３０３とが乗算され、ＬＰＦ３０８−１へ出力される。一方、乗算器３０６−２では、受信信号はπ／２位相シフト器３０４によってπ／２だけ位相がシフトされた搬送波３０５と乗算され、ＬＰＦ３０８−２へ出力される。
【００３１】
乗算器３０６−１，３０６−２から出力される乗算結果３０７−１，３０７−２は、それぞれＬＰＦ３０８−１，３０８−２によって帯域制限され、Ｉ成分（同相）のベースバンド信号３０９−１とＱ成分（直交）のベースバンド信号３０９−２が取得され、それぞれＱＰＳＫ判定部３１２とＡＳＫ判定部３１４へ出力される。
【００３２】
そして、変調モードがＱＰＳＫ変調モードの場合、変調モード選択部３１６はＱＰＳＫ判定部３１２のみを動作させ、ＡＳＫ判定部３１４は動作させないように制御する。一方、変調モードがＡＳＫ変調モードの場合、変調モード選択部３１６はＡＳＫ判定部３１４のみを動作させ、ＱＰＳＫ判定部３１２は動作させないように制御する。なお、変調モードの判定は、例えば、受信データに対し始めにＱＰＳＫ復調を施し、次にＡＳＫ復調を施し、正しく復調できた変調方式を変調モードと判定するなどして行えばよく、また、これに限定されるものではない。
【００３３】
図７に、ＡＳＫ判定部３１４の要部構成を示す。図７に示すＡＳＫ判定部３１４は、整合フィルタ３２０−１，３２０−２と、二乗検波器３２２−１，３２２−２と、最大値判定部３２４と、閾値判定部３２６とを備える。ここで、最大値判定部３２４は、二乗検波器３２２−１，３２２−２における二乗検波結果３２３−１，３２３−２を比較し、二乗検波結果３２３−１，３２３−２のうち大きい二乗検波結果を最大値３２５として閾値判定部３２６に出力する。閾値判定部３２６は、最大値３２５に対し硬判定を行うことによりＡＳＫ判定を行う。
【００３４】
なお、ＡＳＫ判定部３１４を図８，図９に示すような処理部から構成されるようにしてもよい。図８に示すＡＳＫ判定部３１４は、整合フィルタ３２０−１，３２０−２と、二乗検波器３２２−１，３２２−２と、加算器３２８と、閾値判定部３３０とを備え、加算器３２８は、二乗検波結果３２３−１と二乗検波結果３２３−２とを加算し、閾値判定部３３０は、加算値３２９に対し硬判定を行うことによりＡＳＫ判定を行う。
【００３５】
図９に示すＡＳＫ判定部３１４は、整合フィルタ３２０−１，３２０−２と、二乗検波器３２２−１，３２２−２と、閾値判定部３３２−１，３３２−２と、ＯＲゲート３３４とを備え、閾値判定部３３２−１，３３２−２は、それぞれ二乗検波結果３２３−１，３２３−２に対し硬判定し、ＯＲゲート３３４は、硬判定結果３３３−１と硬判定結果３３３−２との論理和を算出する。なお、以上説明したＡＳＫ判定部３１４の要部構成は、既存の技術を用いて構成することができ、ＡＳＫ判定部３１４の要部構成は図７〜図９に示す要部構成に限定されるものではない。
【００３６】
次いで、ＡＳＫ変調時において、オン信号を図４に示すような信号点２０１〜２０４のいずれかの信号点に配置したシンボルを形成することで、同期獲得時間を短縮できる点について図１０を参照しながら以下説明する。図１０は、ＱＰＳＫ変調モードとＡＳＫ変調モードとがシステムにおいて共存する場合に、ＵＷＢ送信装置１００から通信相手に送信する場合の送信フレームのフォーマットの一例を示している。
【００３７】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、ＡＳＫ変調時に、例えば、特許文献１のように、ＱＰＳＫ変調の信号点とは異なる信号点を選択し、当該信号点に配置したシンボルを形成する場合の送信フレームのフォーマットの一例を示している。この場合には、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、ＡＳＫ用プリアンブルおよびＱＰＳＫ用プリアンブル（プリアンブル長：ＬＱ）を別個に送信フレームに割り当てる必要がある。
【００３８】
これに対し、図４に示すように、ＡＳＫ変調時、シンボルが配置される信号点をＱＰＳＫ変調の信号点２０１〜２０４から選択するようにしてオン信号を生成した場合には、ＡＳＫ／ＱＰＳＫ用プリアンブルを共用化することができる。このため、図１０（ｃ）に示すように、ＱＰＳＫ用プリアンブルのプリアンブル長をＬＱ−１まで短縮することが可能となる。
【００３９】
一般に、ＡＳＫ変調信号に対する同期はＱＰＳＫ変調信号に対する同期に比べ精度が低くてもよいので、同期時間が短い。このため、ＡＳＫ変調の同期情報であるＡＳＫ用プリアンブルとして、図４に示すように、ＱＰＳＫ変調の信号点２０１〜２０４に配置したシンボルを形成することにより生成したＡＳＫ変調信号を送信するようにすることで、受信機側では、ＱＰＳＫ変調時の信号点候補を正確ではないがおおまかに把握することができる。通常、複数ビットの相関値が高ければ同期していると判定される。したがって、同期が正確に取られていなくてもＡＳＫ用プリアンブルによりおおまかに同期が取られていれば、相関値は高くなる。この結果、以後に続くＱＰＳＫ用プリアンブルを用いて正確に同期を取るまでの時間が短くてすむことになる。つまり、ＱＰＳＫ用プリアンブルのプリアンブル長を短縮することが可能となる。
【００４０】
図１０ではＡＳＫ用プリアンブルをＱＰＳＫ用プリアンブルの前に配置する場合について例示したが、ＱＰＳＫ用プリアンブルをＡＳＫ用プリアンブルの前に配置するようにしてもよい。
【００４１】
ここで、図３に示したように、ＡＳＫ変調時、データが“１”のとき信号点２０１のみを信号点として選択して、当該信号点に配置したシンボルを形成することにより、オン信号を生成する場合について説明する。つまり、図３では、一つの位相位置のみでオン信号を生成する場合には、ＡＳＫ変調モードからＱＰＳＫ変調モードに変調モードが切り替わった際、ＡＳＫ用プリアンブルのみではＱＰＳＫ変調信号に対し十分に同期追従することが困難であるので、さらに、ＱＰＳＫ用プリアンブルを用いて正しく同期を取る必要がある。
【００４２】
これに対し、図４に示すような５つの位相位置を用いて、各信号点に配置したシンボルを形成することでＡＳＫ変調信号を生成し、ＡＳＫ・ＱＰＳＫ用プリアンブルを送信すれば、ＡＳＫ変調とＱＰＳＫ変調とが重畳した変調信号が送信されることになる。このため、ＡＳＫ・ＱＰＳＫ用プリアンブルを用いてＱＰＳＫ変調信号に対しても同期獲得することができ、ＡＳＫ・ＱＰＳＫ用プリアンブルのみ、又は、これに続く短いＱＰＳＫ用プリアンブルを用いて同期獲得することができる。以上の３つの送信フレーム構成を比較すると、図１０（ｃ）のとき、実際の通信に関係ないプリアンブルとＰＨＹヘッダ（変調方式の指定、機器認証、ペイロード長等の情報が含まれる）の時間が最も短く、効率よく実際のデータ（ペイロード）を送ることができる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態によれば、ＡＳＫ変調モードの場合、データが“０”のときは、ＩＱ平面上の原点に配置したシンボルを形成することによりオフ信号を生成し、データが“１”のときは、ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することにより、オン信号を生成するようにした。このため、単純にＱ成分をゼロにし、Ｉ成分をゼロまたは所定値との間で変化させてオン／オフ信号を生成する場合に比し、ＡＳＫ変調時のオン信号の信号電力がＱＰＳＫ変調信号の信号電力と一致するので、変調モード切り替え時に信号電力の低下を防止し、受信品質の劣化を低減することができるようになる。
【００４４】
また、ＱＰＳＫ変調時に、図４に示すように、データが“１”のとき１ビットごとにシンボルが配置される信号点を信号点２０１〜２０４から選択するようにするようにし、同期位置を図５に示すように５つの信号点２００〜２０４に対する５つの受信点２００−１〜２０４−１から求めるようにした。このため、図５に示すように信号点配置がマルチパスの影響等により歪んだ場合においても、同図中、点線で示されるように受信点２００−１と受信点２０１−１の２点のみから同期を求める場合に比べ、同図中、実線で示されるように同期位置をより正確に求めることができるようになる。このようにして、同期位置をより正確に算出することができる結果、受信精度を向上することができる。
【００４５】
さらに、ＱＰＳＫ変調信号の信号点配置を用いて、ＡＳＫ変調時のオン信号を生成するようにした。このため、ＱＰＳＫ変調とＡＳＫ変調とのプリアンブルを共用化することができ、この結果、変調モードがＡＳＫ変調モードからＱＰＳＫ変調モードに切り替わった際、ＱＰＳＫ変調信号を復調するための同期獲得時間を短縮することができる。これにより、同期獲得に必要となるプリアンブルのプリアンブル長を短くすることが可能となるため、ペイロードを効率よく送信することができるようになる。
【００４６】
なお、以上の説明ではオン信号をＩＱ平面上の４つの信号点、つまり、４つの位相を用いて形成する場合について説明したが、２つ又は３つの位相を用いて形成するようにしても同様の効果を得ることができる。２つの位相を用いて形成する場合は、それぞれの位相がπ／２離れた位置関係にある信号点よりも、π／４離れた位置関係にある信号点にシンボルを配置してオン信号を形成するようにする方が同期位置を正確に算出できるため望ましい。
【００４７】
また、以上の説明では位相変調としてＱＰＳＫ変調を用いた場合について説明したが、ＢＰＳＫ変調を用いても同様に実施可能であることは言うまでもない。
【００４８】
また、ＡＳＫ変調としてＯＯＫ変調を用いた場合について説明したが、２値ＡＳＫとし、振幅値の小さいシンボルをＩＱ平面の原点とせずに所定の振幅をあたえてこの信号にも位相情報を残すように実施しても良い。この場合、位相変調信号を復調する装置においては、振幅の小さなシンボルからも位相情報を抽出できるためより正確に同期位置を算出することが可能となる。
【００４９】
また、多値ＡＳＫ変調の場合も同様に実施可能である。この場合、多値ＡＳＫ信号を生成するために、送信振幅を多値化するための変調器を位相変調器に追加して実現してもよい。また、同様に位相変調器が振幅変調も行う所定の多値数のＱＡＭ変調器であってもよいことは言うまでもない。
【００５０】
（実施の形態２）
図１１に、本実施の形態に係る送信信号形成部１２０の要部構成を示す。図１１に示す送信信号形成部１２０は、マッピング部１２１と、Ｉ値設定部４０４−１、Ｑ値設定部４０４−２、パルス波形整形部４０６−１，４０６−２、乗算器４０８−１，４０８−２と、局部発振器４１０と、π／２位相シフト器４１２と、合成器４１４とを備えている。
【００５１】
マッピング部１２１は、変調モード選択部１１０から出力される変調モードに応じて、信号点を選択し、選択した信号点のＩ成分をＩ値設定部４０４−１に出力し、Ｑ成分をＱ値設定部４０４−２に出力する。具体的には、ＱＰＳＫ変調モードの場合、入力データ２ビットごとに対応する信号点のＩ成分およびＱ成分をそれぞれＩ値設定部４０４−１およびＱ値設定部４０４−２に出力する。一方、ＡＳＫ変調モードの場合、入力データが“０”のときは、Ｉ成分およびＱ成分としてともにゼロをＩ値設定部４０４−１およびＱ値設定部４０４−２に出力し、入力データが“１”のときは、図４の信号点配置における４つの信号点から信号点を選択し、選択した信号点に対応するＩ成分およびＱ成分を、それぞれＩ値設定部４０４−１およびＱ値設定部４０４−２に出力する。
【００５２】
パルス波形整形部４０６−１，４０６−２は、Ｉ値設定部４０４−１から出力されるＩ成分またはＱ値設定部４０４−２から出力されるＱ成分に対しパルス波形整形を施し、それぞれ乗算器４０８−１，４０８−２に出力する。
【００５３】
乗算器４０８−１は、局部発振器４１０から出力される搬送波とパルス波形整形後のＩ成分とを乗算し、得られたＩ成分信号を合成器４１４へ出力する。
【００５４】
乗算器４０８−２は、局部発振器４１０から出力される搬送波の位相がπ／２位相シフト器４１２によってπ／２だけシフトされた搬送波とパルス波形整形後のＱ成分とを乗算し、得られたＱ成分信号を合成器４１４へ出力する。
【００５５】
合成器４１４は、Ｉ成分信号とＱ成分信号とを合成する。
【００５６】
以上のように、本実施の形態によれば、ＡＳＫ変調モードとＱＰＳＫ変調モードとで信号点配置を共有化し、マッピング部１２１と、Ｉ値設定部４０４−１、Ｑ値設定部４０４−２、パルス波形整形部４０６−１，４０６−２、乗算器４０８−１，４０８−２と、局部発振器４１０と、π／２位相シフト器４１２と、合成器４１４とから構成されるＱＰＳＫ信号形成回路を用いて、ＡＳＫ変調モードの場合、入力データが“０”のときは、マッピング部１２１がＩ成分およびＱ成分としてともにゼロをＩ値設定部４０４−１およびＱ値設定部４０４−２に出力し、入力データが“１”のときは、図４の信号点配置における４つの信号点から信号点を選択し、選択した信号点に対応するＩ成分およびＱ成分をそれぞれＩ値設定部４０４−１およびＱ値設定部４０４−２に出力するようにしてＡＳＫ変調時のオン信号を形成するようにした。これにより、ＱＰＳＫ信号形成回路とＡＳＫ変調信号形成回路とを共用化して、回路規模を増大させずに双方の変調方式に対応することができるとともに、ＡＳＫ変調時のオン信号の信号電力がＱＰＳＫ変調信号の信号電力と一致するので、変調モード切り替え時に信号電力の低下を防止し、受信品質の劣化を低減することができる。
【００５７】
（実施の形態３）
図１２に、送信信号形成部１２０の要部構成を示す。図１２に示す送信信号形成部１２０は、クロック信号源５０１と、マッピング部５０２と、搬送波信号源５０３と、可変遅延器５０４と、スイッチ５０５とから構成される。
【００５８】
マッピング部５０２は、変調モードに応じて、周波数変換後のクロック信号を基準にして搬送波信号源５０３から出力される正弦波の位相を選択し、正弦波の位相を制御するための制御信号を可変遅延器５０４に出力する。具体的には、変調モードがＡＳＫ変調モードでデータが“１”のとき、図４に示す信号点２０１，２０２，２０３，２０４のいずれか１点を選択し、選択した信号点に対応する位相に応じて、正弦波の位相をπ／４，３π／４，５π／４，７π／４だけシフトするような制御信号を可変遅延器５０４に出力する。一方、ＱＰＳＫ変調モードの場合、入力データ２ビットごとに対応する図４に示す信号点配置の４つの信号点の位相に応じて、正弦波の位相をπ／４，３π／４，５π／４，７π／４だけシフトするような制御信号を可変遅延器５０４に出力する。なお、マッピング部５０２は、クロック信号源５０１から出力されるクロック信号を原信とし、変調レートに等しくなるよう当該クロック信号の周波数を逓倍により周波数変換し、変換後のクロック信号を基準に正弦波の位相を制御するための制御信号を生成する。
【００５９】
可変遅延器５０４は、搬送波信号源５０３から出力される正弦波の位相を、マッピング部５０２から出力される制御信号に応じてシフトし、位相シフト後の正弦波をスイッチ５０５に出力する。
【００６０】
スイッチ５０５は、ＱＰＳＫ変調モードの場合は、常にスイッチをオンにし、生成されたＱＰＳＫ変調信号を出力する。スイッチ５０５は、一方、ＡＳＫ変調モードの場合は、データが“１”のときのみスイッチをオンしオン信号を出力し、データが“０”のときはスイッチをオフにする。
【００６１】
このようにして形成されたＱＰＳＫ変調信号の波形図を図１３に示す。図１３に示すように、本実施の形態に係る送信信号形成部１２０は、搬送波信号源５０３から出力される正弦波の位相を可変遅延器５０４でシフトすることにより、ＱＰＳＫ変調信号を形成するようにしている。例えば、搬送波周波数を６０ＧＨｚとすると１周期は約１６．７ｐｓｅｃとなるので、可変遅延器５０４において正弦波の位相を４ｐｓｅｃ程度遅延するようにすれば、搬送波の位相がπ／２ずつシフトされ図４に示す信号点２０１〜２０４のすべてが用いられてＱＰＳＫ変調信号が生成されることになる。
【００６２】
また、ＡＳＫ変調モードの場合、正弦波を４ｐｓｅｃ程度ずつ遅延させていくようにすれば、オン信号のシンボル点としてＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４つの信号点がすべて用いられるようになるため、ＱＰＳＫ復調時に同期獲得を正確に行うことができるようになる。
【００６３】
図１４に受信機能を備えたＵＷＢ通信装置の要部構成を示す。図１４の本実施の形態のＵＷＢ通信装置において、図１２と共通する構成部分には図１２と同一の符号を付しその説明を省略する。図１４に示すＵＷＢ通信装置５００は、図１２に示すＵＷＢ送信装置１００に対し、ＡＳＫ復調部５０６を追加した構成を採る。ＡＳＫ復調部５０６は、ＡＳＫ変調モードの場合、閾値判定等によりオン信号／オフ信号を検出することでＡＳＫ変調信号を復調し、ＱＰＳＫ変調モードの場合、クロック信号源５０１から出力されるクロック信号を原信とし、変調レートに等しくなるよう当該クロック信号の周波数を逓倍により周波数変換し、変換後のクロック信号を基準にして正弦波の位相を判定することによりＱＰＳＫ変調信号を復調する。
【００６４】
以上のように、本実施の形態によれば、ＡＳＫ変調モードとＱＰＳＫ変調モードとで信号点配置を共有化し、クロック信号源５０１と、マッピング部５０２と、搬送波信号源５０３と、スイッチ５０５とから構成されるＡＳＫ変調信号形成回路に、可変遅延器５０４を追加することでＱＰＳＫ変調信号形成回路を構成し、マッピング部５０２が入力データ２ビットごとに図４に示す信号点配置の４つの信号点を選択し、選択した信号点の位相に応じて、正弦波の位相をπ／４，３π／４，５π／４，７π／４だけシフトするような制御信号を可変遅延器５０４に出力するようにしてＱＰＳＫ変調信号を形成するようにした。これにより、ＡＳＫ変調信号形成回路とＱＰＳＫ変調信号形成回路とを共用化して、回路規模を増大させずに双方の変調方式に対応することができるとともに、ＡＳＫ変調時のオン信号の信号電力がＱＰＳＫ変調信号の信号電力と一致するため、変調モード切り替え時に信号電力の低下を防止し、受信品質の劣化を低減することができる。
【００６５】
なお、以上の説明ではＡＳＫ変調モードからＱＰＳＫ変調モードへ変調モードを切り替えた際に、同期を正確に取ることができるように、ＡＳＫ変調時に位相を４ｐｓｅｃずつシフトする場合について記載したが、ＡＳＫ変調時に位相をランダム化するだけであれば、可変遅延器５０４が送信のたびに数ｐｓｅｃの遅延を適宜与えればよいことは言うまでもない。
【００６６】
また、以上の説明では図１３に示すように、変調モードがＡＳＫ変調モードでデータが“１”のとき、図４に示す信号点２０１，２０２，２０３，２０４のいずれか１点を選択し、選択した信号点に対応する位相に応じて、正弦波の位相をπ／４，３π／４，５π／４，７π／４だけシフトするような制御信号を可変遅延器５０４に出力して、位相変調を行う場合について説明したが、位相を固定としてもよい。さらには、通信相手が、位相変調信号の復調が可能な復調器を備える場合には、正弦波の位相を４つの位相から選択し、通信相手が、位相変調信号の復調を行えない場合には、固定位相のみを用いて、ＡＳＫ変調信号を生成するようにしてもよい。
【００６７】
（実施の形態４）
図１５に、送信信号形成部１２０の要部構成を示す。図１５の本実施の形態の送信信号形成部１２０において、図１１と共通する構成部分には、図１１と同一の符号を付して説明を省略する。図１５は、図１１に対して、マッピング部１２１に代えて、マッピング部１２４を備え、局部発振器４１０とπ／２位相シフト器４１２との間にスイッチ４１８を追加した構成を採る。
【００６８】
マッピング部１２４は、ＱＰＳＫ変調モードの場合、入力データ２ビットごとに対応する信号点のＩ成分およびＱ成分をそれぞれＩ値設定部４０４−１およびＱ値設定部４０４−２に出力する。一方、ＡＳＫ変調モードの場合、マッピング部１２４は、入力データが“０”のときは、Ｉ成分およびＱ成分としてともにゼロをＩ値設定部４０４−１およびＱ値設定部４０４−２に出力し、入力データが“１”のときは、図４の信号点配置における信号点２０１若しくは２０３に対応するＩ成分およびＱ成分を選択して、それぞれＩ値設定部４０４−１およびＱ値設定部４０４−２に出力する。つまり、ＡＳＫ変調モードの場合には、Ｉ成分およびＱ成分が等しい信号点のみが選択されることになる。
【００６９】
スイッチ４１８は、変調モード選択部１１０から出力される変調モードがＱＰＳＫ変調の場合、局部発振器４１０から出力される搬送波をπ／２位相シフト器４１２に出力し、変調モードがＡＳＫ変調の場合、搬送波を乗算器４０８−２に出力する。
【００７０】
これにより、ＱＰＳＫ変調モードの場合は、図１１の場合と同様にＱＰＳＫ変調信号が形成されるようになるとともに、ＡＳＫ変調モードの場合には、Ｉ成分に乗算される搬送波とＱ成分の乗算される搬送波との位相が同相となり、合成器４１４によって同相成分同士が加算されることによりオン信号が生成されるようになる。この結果、単純にＱ成分をゼロにし、Ｉ成分をゼロまたは所定値との間で変化させてオン／オフ信号を生成する場合に比し、ＡＳＫ変調時のオン信号の信号電力を大きくすることができ、受信品質の劣化を低減することができる。
【００７１】
以上のように、本実施の形態によれば、ＡＳＫ変調モードの場合、入力データが“１”のときに、マッピング部１２４は、Ｉ成分およびＱ成分が等しい信号点を選択し、さらに、Ｉ成分およびＱ成分が局部発振器４１０から出力される同位相の搬送波と乗算されるようにした。このため、合成器４１４において同相成分同士が加算されてＡＳＫ変調時のオン信号を生成される。これにより、単純にＩ成分のみをゼロまたは所定値との間で変化させてオン／オフ信号を生成する場合に比し、ＡＳＫ変調時のオン信号の信号電力を大きくすることができ、受信品質の劣化を低減することができる。
【００７２】
本発明のＵＷＢ送信装置の一つの態様は、振幅変調モードでの送信および位相変調モードでの送信が可能なＵＷＢ送信装置であって、振幅変調モードまたは位相変調モードのどちらかのモードを選択する選択手段と、選択された前記モードが振幅変調モードの場合、１シンボル当たりのデータに応じて、ＩＱ平面上の原点に配置したシンボルを形成することにより第１の値を振幅レベルとする振幅変調信号、または、位相変調時のＩＱ平面上の複数の信号点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することにより第２の値を振幅レベルとする振幅変調信号を生成し、選択された前記モードが位相変調モードの場合、１シンボル当たりのデータに応じて、前記位相変調時のＩＱ平面上の複数の信号点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することにより位相変調信号を生成する送信信号形成手段と、を具備する構成を採る。
【００７３】
この構成によれば、本発明のＵＷＢ送信装置は、振幅変調モードの場合、ＩＱ平面上の原点に配置したシンボルを形成してオフ信号の振幅変調信号を生成し、位相変調時のＩＱ平面上の複数の信号点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成して振幅変調時のオン信号を生成することができる。このため、本発明のＵＷＢ送信装置は、単純にＱ成分をゼロにし、Ｉ成分をゼロまたは所定値との間で変化させてオン／オフ信号を生成する場合に比し、振幅変調時のオン信号の信号電力が位相変調信号の信号電力と一致するため、変調モード切り替え時に信号電力が低下するのを防止し、受信品質の劣化を低減することができるようになる。
【００７４】
本発明のＵＷＢ送信装置の一つの態様は、前記振幅変調モードで行われる振幅変調は、ＯＯＫ変調である構成を採る。
【００７５】
この構成によれば、本発明のＵＷＢ送信装置は、振幅変調モードの場合、ＩＱ平面上の原点に配置したシンボルを形成してオフ信号のＯＯＫ変調信号を生成し、位相変調時のＩＱ平面上の複数の信号点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成してＯＯＫ変調時のオン信号を生成することができる。このため、本発明のＵＷＢ送信装置は、単純にＱ成分をゼロにし、Ｉ成分をゼロまたは所定値との間で変化させてオン／オフ信号を生成する場合に比し、ＯＯＫ変調時のオン信号の信号電力が位相変調信号の信号電力と一致するので、変調モード切り替え時に信号電力が低下するのを防止し、受信品質の劣化を低減することができるようになる。
【００７６】
本発明のＵＷＢ送信装置の一つの態様は、前記位相変調モードで行われる位相変調は、ＢＰＳＫ変調である構成を採る。
【００７７】
本発明のＵＷＢ送信装置の一つの態様は、前記位相変調モードで行われる位相変調は、ＱＰＳＫ変調である構成を採る。
【００７８】
これらの構成によれば、本発明のＵＷＢ送信装置は、振幅変調モードの場合、１ビット当たりのデータに応じて、ＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の信号点に配置したシンボルを形成してオン信号を生成することができる。このため、本発明のＵＷＢ送信装置は、振幅変調信号の信号電力の低下を防止しつつ、振幅変調方式とＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ変調方式との双方の変調方式に対応することができる。
【００７９】
本発明のＵＷＢ送信装置の一つの態様は、前記振幅変調モードで行われる振幅変調は、ＯＯＫ変調であり、前記位相変調モードで行われる位相変調は、ＢＰＳＫ変調である構成を採る。
【００８０】
この構成によれば、本発明のＵＷＢ送信装置は、ＯＯＫ変調モードの場合、１ビット当たりのデータに応じて、ＢＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の信号点に配置したシンボルを形成してオン信号を生成することができる。このため、本発明のＵＷＢ送信装置は、ＯＯＫ変調信号の信号電力の低下を防止し、受信品質の劣化を低減しつつ、ＯＯＫ変調方式とＢＰＳＫ変調方式との双方の変調方式に対応することができる。
【００８１】
本発明のＵＷＢ送信装置の一つの態様は、前記振幅変調モードで行われる振幅変調は、ＡＳＫ変調であり、前記位相変調モードで行われる位相変調は、ＱＰＳＫ変調であり、前記送信信号形成手段は、選択された前記モードがＡＳＫ変調モードの場合、１ビットのデータに応じて、ＩＱ平面上の原点に配置したシンボルを形成することにより第１の値を振幅レベルとするＡＳＫ変調信号、または、ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することにより第２の値を振幅レベルとするＡＳＫ変調信号を生成し、選択された前記モードがＱＰＳＫ変調モードの場合、２ビットのデータに応じて、前記ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することによりＱＰＳＫ変調信号を生成する構成を採る。
【００８２】
この構成によれば、ＡＳＫ変調モードの場合、ＩＱ平面上の原点に配置したシンボルを形成してオフ信号のＡＳＫ変調信号を生成し、ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成してＡＳＫ変調時のオン信号を生成することができる。
【００８３】
つまり、本発明のＵＷＢ送信装置は、ＡＳＫ変調モードでの送信およびＱＰＳＫ変調モードでの送信が可能な本ＵＷＢ送信装置は、図には記載されていない制御部からの変調モードによって変調モード選択部がマッピング部にＡＳＫ変調としてのマッピングを行なうか、ＱＰＳＫ変調としてのマッピングを行なうのかを指示する。ここで、選択された前記モードがＡＳＫ変調モードの場合、１ビットのデータに応じて、ＩＱ平面上の原点に配置したシンボルを形成することにより第１の値を振幅レベルとするＡＳＫ変調信号、または、ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成する。これにより、本発明のＵＷＢ送信装置は、第２の値を振幅レベルとするＡＳＫ変調信号を生成し、選択された前記モードがＱＰＳＫ変調モードの場合、２ビットのデータに応じて、前記ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することによりＱＰＳＫ変調信号を生成することになる。
【００８４】
これにより、単純にＱ成分をゼロにし、Ｉ成分をゼロまたは所定値との間で変化させてオン／オフ信号を生成する場合に比し、ＡＳＫ変調時のオン信号の信号電力がＱＰＳＫ変調信号の信号電力と一致するので、変調モード切り替え時に信号電力が低下するのを防止し、受信品質の劣化を低減することができるようになる。
【００８５】
本発明のＵＷＢ送信装置の一つの態様は、前記送信信号形成手段は、選択された前記モードがＡＳＫ変調モードの場合、前記ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点のうち２点以上の点に時間的に遷移したシンボルを形成することにより前記第２の値を振幅レベルとするＡＳＫ変調信号を生成する構成を採る。
【００８６】
この構成によれば、ＡＳＫ変調時において、ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点のうち２点以上の信号点が用いられてオン信号を生成することができる。このため、ＡＳＫ変調時にＱＰＳＫ変調の同期を同時に取ることが可能となり、ＡＳＫ変調モードからＱＰＳＫ変調モードへ変調モードが切り替え時のＱＰＳＫ変調信号に対する同期時間を短縮することができる。
【００８７】
本発明のＵＷＢ送信装置の一つの態様は、前記送信信号形成手段は、選択された前記モードがＡＳＫ変調モードの場合、前記ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点に等確率に遷移したシンボルを形成することにより前記第２の値を振幅レベルとするＡＳＫ変調信号を生成する構成を採る。
【００８８】
この構成によれば、ＡＳＫ変調時において、ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の各信号点が等確率に用いられてオン信号を生成することができるので、同期位置をより正確に算出することができ、この結果、受信精度を向上することができる。
【００８９】
本発明のＵＷＢ送信装置の一つの態様は、前記送信信号形成手段は、選択された前記モードに関わらず、前記ＱＰＳＫ変調時のＩＱ平面上の４点に配置したシンボルから、送信フレームのプリアンブルを生成する構成を採る。
【００９０】
この構成によれば、ＱＰＳＫ変調とＡＳＫ変調とのプリアンブルを共用化することができるため、変調モードがＡＳＫ変調モードからＱＰＳＫ変調モードに切り替わった際、ＱＰＳＫ変調信号を復調するための同期獲得時間を短縮することができる。また、同期獲得に必要となるプリアンブルのプリアンブル長を短くすることが可能となるため、ペイロードを効率よく送信することができる。
【００９１】
本発明のＵＷＢ送信装置の一つの態様は、前記送信信号形成手段は、前記１ビットまたは２ビットのデータ、および、選択された前記モードに応じて、前記シンボルのＩ成分およびＱ成分を設定するマッピング手段と、搬送波を生成する局部発振器と、前記Ｉ成分に前記搬送波を乗算する第１の乗算器と、前記搬送波の位相をπ／２だけシフトするπ／２位相シフト器と、前記Ｑ成分に前記π／２位相シフト器により位相がシフトされた搬送波を乗算する第２の乗算器と、前記搬送波がそれぞれ乗算された後の前記Ｉ成分と前記Ｑ成分とを合成する合成器と、を具備する構成を採る。
【００９２】
この構成によれば、ＱＰＳＫ変調信号を形成するための処理部を用いてＡＳＫ変調信号を形成することができるため、回路規模を増大させずに双方の変調方式に対応させることができる。
【００９３】
本発明のＵＷＢ送信装置の一つの態様は、前記送信信号形成手段は、搬送波を生成する局部発振器と、前記１ビットまたは２ビットのデータ、および、選択された前記モードに応じて、前記搬送波の位相をシフトする可変遅延器と、選択された前記モードがＡＳＫ変調モードの場合、前記１ビットのデータに応じて、前記搬送波を通過させるか否か切り替える切替部と、を具備する構成を採る。
【００９４】
この構成によれば、ＡＳＫ変調信号を形成するための処理部を用いてＱＰＳＫ変調信号を形成することができるため、回路規模を増大させずに双方の変調方式に対応することができる。
【００９５】
本発明のＵＷＢ送信装置の一つの態様は、前記π／２位相シフト器は、選択された前記モードがＡＳＫ変調モードの場合、前記搬送波を前記第２の乗算器に出力する切替部、を備え、前記マッピング手段は、選択された前記モードがＡＳＫ変調モードの場合、前記シンボルの前記Ｉ成分および当該Ｉ成分に等しい成分を前記Ｑ成分に設定する構成を採る。
【００９６】
この構成によれば、ＡＳＫ変調モードの場合、Ｉ成分に乗算される搬送波とＱ成分の乗算される搬送波との位相を同相にして、同相成分同士を加算してオン信号を形成することができるため、単純にＱ成分をゼロにし、Ｉ成分をゼロまたは所定値との間で変化させてオン／オフ信号を生成する場合に比し、ＡＳＫ変調時のオン信号の信号電力が大きくなることにより受信品質の劣化を低減することができる。
【００９７】
本発明のＵＷＢ送信装置の一つの態様は、前記位相変調モードで行われる位相変調は、多値ＱＡＭ変調を含む位相変調であり、前記振幅変調モードで行われる振幅変調は、多値ＱＡＭ変調を含まない振幅変調であり、前記送信信号形成手段は、選択された前記モードが振幅変調モードの場合、１シンボル当たりのデータに応じて、ＩＱ平面上の原点に配置したシンボルを形成することにより第１の値を振幅レベルとする振幅変調信号、又は、多値ＱＡＭ変調時のＩＱ平面上の複数の信号点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することにより第２の値を振幅レベルとする振幅変調信号を生成し、選択された前記モードが位相変調モードの場合、１シンボル当たりのデータに応じて、前記多値ＱＡＭ変調時のＩＱ平面上の複数の信号点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成することにより位相変調信号を生成する構成を採る。
【００９８】
この構成によれば、１シンボル当たりのデータに応じて、多値ＱＡＭ変調時のＩＱ平面上の複数の信号点のうちいずれか１点に配置したシンボルを形成して多値ＡＳＫ変調信号を生成することができるので、多値ＡＳＫ変調と多値ＱＡＭ変調とのプリアンブルを共用化することができ、この結果、変調モードが多値ＡＳＫ変調モードから多値ＱＡＭ変調モードに切り替わった際、多値ＱＡＭ変調信号を復調するための同期獲得時間を短縮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明のＵＷＢ送信装置およびＵＷＢ送信方法は、振幅変調方式と位相変調方式とが混在するシステムにおいて、振幅変調信号の信号電力の低下を防止しつつ、振幅変調方式と位相変調方式との双方の変調方式に対応することができ、特に振幅変調方式と位相変調方式とが混在するＵＷＢシステムにおいて、双方の変調方式に対応するＵＷＢ送信装置およびＵＷＢ送信方法などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＵＷＢ送信装置の要部構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１に用いられるコンスタレーションを示す図
【図３】実施の形態１に用いられるコンスタレーションを示す図
【図４】実施の形態１に用いられる信号点配置を説明するためのコンスタレーションを示す図
【図５】実施の形態１に用いられる信号点配置の違いにより同期位置が異なることを説明に供する図
【図６】実施の形態１に係るＵＷＢ受信装置の要部構成を示すブロック図
【図７】実施の形態１に係るＡＳＫ判定部の要部構成を示すブロック図
【図８】実施の形態１に係るＡＳＫ判定部の要部構成を示すブロック図
【図９】実施の形態１に係るＡＳＫ判定部の要部構成を示すブロック図
【図１０】送信フレームのフォーマットの一例を示す図
【図１１】本発明の実施の形態２に係るＵＷＢ送信装置の要部構成を示すブロック図
【図１２】本発明の実施の形態３に係るＵＷＢ送信装置の要部構成を示すブロック図
【図１３】実施の形態３に係るＵＷＢ送信装置により形成されたＱＰＳＫ変調信号の波形を示す図
【図１４】実施の形態３に係るＵＷＢ通信装置の要部構成を示すブロック図
【図１５】本発明の実施の形態４に係るＵＷＢ送信装置の要部構成を示すブロック図
【図１６】従来のＵＷＢ送信装置の要部構成を示すブロック図
【符号の説明】
【０１０１】
１００  ＵＷＢ送信装置
１１０  変調モード選択部
１２０  送信信号形成部
１２１，１２４，５０２  マッピング部
１２２  ＱＰＳＫ／ＡＳＫ変調信号形成部
１３０  送信部
３００  ＵＷＢ受信装置
３０２  局部発振器
３０４  π／２位相シフト器
３０６−１，３０６−２  乗算器
３０８−１，３０８−２  ＬＰＦ
３１２  ＱＰＳＫ判定部
３１４  ＡＳＫ判定部
３１６  変調モード選択部
３２０−１，３２０−２  整合フィルタ
３２２−１，３２２−２  二乗検波器
３２４  最大値判定部
３２６，３３０，３３２−１，３３２−２  閾値判定部
３２８  加算器
３３４  ＯＲゲート
４０４−１  Ｉ値設定部
４０４−２  Ｑ値設定部
４０６−１，４０６−２  パルス波形整形部
４０８−１，４０８−２  乗算器
４１０  局部発振器
４１２  π／２位相シフト器
４１４  合成器
４１８  スイッチ
５０１  クロック信号源
５０３  搬送波信号源
５０４  可変遅延器  
５０５  スイッチ
５０６  ＡＳＫ復調部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【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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