(57)【要約】【課題】消費電力を低減しつつ、適切な無線通信を行う無線通信システムを提供することである。【解決手段】送信装置１は、情報源１１から送信対象データを読み出し、変調部１２及びパルス生成部１３にて、変調したパルスを生成する。そして、生成したパルスを、送信アンテナ１４を介して、受信装置２に向けて送信する。一方、受信装置２は、送信装置１から送られたパルスを、受信アンテナ２１を介して受信すると、受信したパルスを、復調部２２にて倍電圧のパルス波形に変換する。つまり、倍電圧回路２２ａは、パルスの負成分の電圧を蓄積し、正成分の電圧に合算して出力する。そして、受信装置２は、変換したパルス波形を、復調部２２にて積分し、積分結果と閾値とを比較してデータを復調（復元）する。【選択図】  図１
2004208111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置と受信装置との間で、搬送波を用いずに、パルスによって情報の送受信を行う無線通信システムであって、
前記送信装置は、
送信対象の情報に従って、変調したパルスを生成するパルス生成手段と、
前記パルス生成手段が生成したパルスを前記受信装置に向けて送信する送信手段と、を備え、
前記受信装置は、
前記送信装置の前記送信手段が送信したパルスを受信する受信手段と、
前記受信手段が受信したパルスを倍電圧のパルス波形に変換する変換手段と、
前記変換手段が変換したパルス波形の電圧を積分する積分手段と、
前記積分手段が積分した結果と所定の閾値との関係に従って、前記送信装置から送信された情報を復元する復元手段と、を備える、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記パルス生成手段は、位置変調若しくは、振幅変調したパルスを生成し、
前記変換手段は、倍電圧回路により、受信したパルスの負成分の電圧を蓄積し、蓄積した電圧と正成分との電圧とを合算したパルス波形を出力し、
前記積分手段は、前記変換手段により出力されたパルス波形の電圧を積分し、
前記復元手段は、積分結果が閾値を超えているか否かにより、パルスの有無を判定し、判定結果に従って、送信された情報を復元する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記パルス生成手段は、位相変調したパルスを生成し、
前記変換手段は、倍電圧回路により、位相に応じた異なるパルス波形を出力し、
前記積分手段は、前記変換手段により出力されたパルス波形の電圧を積分し、
前記復元手段は、積分結果が閾値を超えているか否かにより、パルスの位相を判定し、判定結果に従って、送信された情報を復元する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記変換手段は、負成分の電圧を蓄積するコンデンサを含んだ倍電圧回路に、受信したパルスを入力して、位相に応じた異なるパルス波形を出力する際に、入力したパルスの１周期毎に、コンデンサの電荷を放電する、
ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
送信装置と受信装置との間で、搬送波を用いずに、パルスによって情報の送受信を行う無線通信システムであって、
前記送信装置は、
送信対象の情報に従って、変調したパルスを生成するパルス生成手段と、
前記パルス生成手段が生成したパルスを前記受信装置に向けて送信する送信手段と、を備え、
前記受信装置は、
前記送信装置の前記パルス送信手段が送信したパルスを受信する受信手段と、
前記受信手段が受信したパルスを倍電圧のパルス波形に変換する変換手段と、
前記変換手段が変換したパルス波形と所定の閾値との関係に従って、前記送信装置から送信された情報を復元する復元手段と、を備える、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
前記パルス生成手段は、位置変調若しくは、振幅変調したパルスを生成し、
前記変換手段は、倍電圧回路により、受信したパルスの負成分の電圧を蓄積し、蓄積した電圧と正成分との電圧とを合算したパルス波形を出力し、
前記復元手段は、前記変換手段により出力されたパルス波形が閾値を超えているか否かにより、パルスの有無を判定し、判定結果に従って、送信された情報を復元する、
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記パルス生成手段は、位相変調したパルスを生成し、
前記変換手段は、倍電圧回路により、位相に応じた異なるパルス波形を出力し、
前記復元手段は、前記変換手段により出力されたパルス波形が閾値を超えているか否かにより、パルスの位相を判定し、判定結果に従って、送信された情報を復元する、
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記変換手段は、負成分の電圧を蓄積するコンデンサを含んだ倍電圧回路に、受信したパルスを入力して、位相に応じた異なるパルス波形を出力する際に、入力したパルスの１周期毎に、コンデンサの電荷を放電する、
ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
送信装置から搬送波を用いずに、パルスによって送信された情報を受信する受信装置であって、
前記送信装置から変調されて送信されたパルスを受信する受信手段と、
前記受信手段が受信したパルスを倍電圧のパルス波形に変換する変換手段と、
前記変換手段が変換したパルス波形の電圧を積分する積分手段と、
前記積分手段が積分した結果と所定の閾値との関係に従って、前記送信装置から送信された情報を復元する復元手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１０】
前記受信手段は、位置変調若しくは、振幅変調されたパルスを受信し、
前記変換手段は、倍電圧回路により、受信したパルスの負成分の電圧を蓄積し、蓄積した電圧と正成分との電圧とを合算したパルス波形を出力し、
前記積分手段は、前記変換手段により出力されたパルス波形の電圧を積分し、
前記復元手段は、積分結果が閾値を超えているか否かにより、パルスの有無を判定し、判定結果に従って、送信された情報を復元する、
ことを特徴とする請求項９に記載の受信装置。
【請求項１１】
前記受信手段は、位相変調されたパルスを受信し、
前記変換手段は、倍電圧回路により、位相に応じた異なるパルス波形を出力し、
前記積分手段は、前記変換手段により出力されたパルス波形の電圧を積分し、
前記復元手段は、積分結果が閾値を超えているか否かにより、パルスの位相を判定し、判定結果に従って、送信された情報を復元する、
ことを特徴とする請求項９に記載の受信装置。
【請求項１２】
前記変換手段は、負成分の電圧を蓄積するコンデンサを含んだ倍電圧回路に、受信したパルスを入力して、位相に応じた異なるパルス波形を出力する際に、入力したパルスの１周期毎に、コンデンサの電荷を放電する、
ことを特徴とする請求項９に記載の受信装置。
【請求項１３】
送信装置から搬送波を用いずに、パルスによって送信された情報を受信する受信装置であって、
前記送信装置から変調されて送信されたパルスを受信する受信手段と、
前記受信手段が受信したパルスを倍電圧のパルス波形に変換する変換手段と、
前記変換手段が変換したパルス波形と所定の閾値との関係に従って、前記送信装置から送信された情報を復元する復元手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１４】
前記受信手段は、位相変調されたパルスを受信し、
前記変換手段は、倍電圧回路により、受信したパルスの負成分の電圧を蓄積し、蓄積した電圧と正成分との電圧とを合算したパルス波形を出力し、
前記復元手段は、前記変換手段により出力されたパルス波形が閾値を超えているか否かにより、パルスの有無を判定し、判定結果に従って、送信された情報を復元する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の受信装置。
【請求項１５】
前記受信手段は、位相変調されたパルスを受信し、
前記変換手段は、倍電圧回路により、位相に応じた異なるパルス波形を出力し、
前記復元手段は、前記変換手段により出力されたパルス波形が閾値を超えているか否かにより、パルスの位相を判定し、判定結果に従って、送信された情報を復元する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の受信装置。
【請求項１６】
前記変換手段は、負成分の電圧を蓄積するコンデンサを含んだ倍電圧回路に、受信したパルスを入力して、位相に応じた異なるパルス波形を出力する際に、入力したパルスの１周期毎に、コンデンサの電荷を放電する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の受信装置。
【請求項１７】
送信装置から搬送波を用いずに、パルスによって送信された情報を受信する受信装置における情報受信方法であって、
前記送信装置から変調されて送信されたパルスを受信する受信ステップと、
前記受信ステップにて受信されたパルスを倍電圧のパルス波形に変換する変換ステップと、
前記変換ステップにて変換されたパルス波形の電圧を積分する積分ステップと、
前記積分ステップにて積分された結果と所定の閾値との関係に従って、送信装置から送信された情報を復元する復元ステップと、
を備えることを特徴とする情報受信方法。
【請求項１８】
送信装置から搬送波を用いずに、パルスによって送信された情報を受信する受信装置における情報受信方法であって、
前記送信装置から変調されて送信されたパルスを受信する受信ステップと、
前記受信ステップにて受信されたパルスを倍電圧のパルス波形に変換する変換ステップと、
前記変換ステップにて変換されたパルス波形と所定の閾値との関係に従って、送信装置から送信された情報を復元する復元ステップと、
を備えることを特徴とする情報受信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、消費電力を低減しつつ、適切な無線通信を行うことのできる無線通信システム、受信装置および情報受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線通信の分野において、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）に代表される超広帯域を使った通信技術が注目されている。このような通信技術は、搬送波を用いずに、送信対象の情報をパルス（インパルス）に変換して直接送信することを特徴としている。
【０００３】
具体的に、このようなパルスを用いる無線通信システムでは、図１７（ａ）に示すような全長１ｎ秒に満たないパルス（インパルス）が使用されている。つまり、送信側は、図１７（ｂ）に示すように、送信対象のデジタルデータ（０又は１）を、順次パルスに変換して送信する。
この際、データ値（０又は１）は、図１８にそれぞれ示すように、適宜変調される。例えば、図１８（ａ）に示すパルス位置変調方式では、パルスの位置により、データ値を表現する。同様に、図１８（ｂ）に示すパルス位相変調方式では、パルスの位相により、データ値を表現し、また、図１８（ｃ）に示すパルス振幅変調方式では、パルスの振幅（パルスの有無）により、データ値を表現する。
【０００４】
一方、送信されたパルスを受信する受信側では、受信したパルスに対してウィンドウ処理を行う。このウィンドウ処理とは、図１９に示すように、パルスの中心波形を取り出し、パルスの判定を行い、送信されたデータを復元する処理のことである。
つまり、受信側は、受信したパルスをウィンドウ処理し、送信側の変調方式に対応して、送信されたデータを復元する。
【０００５】
また、このようなパルスを用いた無線通信に、直交多値変換を適用した伝送方式の技術も開示されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３２５０７１号公報  （第６−９頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した無線通信システムにおいて、特に受信側装置の消費電力が大きくなってしまうという問題があった。
【０００８】
これは、受信側がパルスの判定を行うために、上述したウィンドウ処理を行うが、この際、きわめて幅の小さい（１ｎ秒以下の）パルスに対処する必要があるためである。つまり、ウィンドウ処理を行うには、パルス幅の逆数の周期（数ギガＨｚ）の動作が求められる。
また、パルスの判定を高精度に行うために、ウィンドウの中心をパルスの中心に合わせる位置合わせ処理も必要となる。この位置合わせ処理には、更に細かい動作（ピコ秒レベルの動作）が求められる。
【０００９】
つまり、受信側装置は、極めて高速な動作を行う必要があり、その動作周波数に比例して、消費電力が上昇してしまうという問題があった。
【００１０】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、消費電力を低減しつつ、適切な無線通信を行うことのできる無線通信システム、受信装置および情報受信方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る無線通信システムは、
送信装置と受信装置との間で、搬送波を用いずに、パルスによって情報の送受信を行う無線通信システムであって、
前記送信装置は、
送信対象の情報に従って、変調したパルスを生成するパルス生成手段と、
前記パルス生成手段が生成したパルスを前記受信装置に向けて送信する送信手段と、を備え、
前記受信装置は、
前記送信装置の前記送信手段が送信したパルスを受信する受信手段と、
前記受信手段が受信したパルスを倍電圧のパルス波形に変換する変換手段と、
前記変換手段が変換したパルス波形の電圧を積分する積分手段と、
前記積分手段が積分した結果と所定の閾値との関係に従って、前記送信装置から送信された情報を復元する復元手段と、を備える、
ことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、送信装置において、パルス生成手段は、例えば、位置変調若しくは、振幅変調したパルスを生成する。一方、受信装置において、変換手段は、例えば、倍電圧回路からなり、受信手段が受信したパルスを倍電圧のパルス波形に変換する。積分手段は、変換されたパルス波形について、例えば、波形全体に対する電圧の積分を行う。そして、復元手段は、積分手段が積分した結果と所定の閾値とを比較し、例えば、積分結果が閾値を超えている場合にパルスありと判定し、逆に、積分結果が閾値を超えていない場合に、パルスなしと判定することにより、送信装置から送信された情報を復元する。この結果、消費電力を低減しつつ、適切な無線通信を行うことができる。
【００１３】
前記パルス生成手段は、位置変調若しくは、振幅変調したパルスを生成し、
前記変換手段は、倍電圧回路により、受信したパルスの負成分の電圧を蓄積し、蓄積した電圧と正成分との電圧とを合算したパルス波形を出力し、
前記積分手段は、前記変換手段により出力されたパルス波形の電圧を積分し、
前記復元手段は、積分結果が閾値を超えているか否かにより、パルスの有無を判定し、判定結果に従って、送信された情報を復元してもよい。
【００１４】
前記パルス生成手段は、位相変調したパルスを生成し、
前記変換手段は、倍電圧回路により、位相に応じた異なるパルス波形を出力し、
前記積分手段は、前記変換手段により出力されたパルス波形の電圧を積分し、
前記復元手段は、積分結果が閾値を超えているか否かにより、パルスの位相を判定し、判定結果に従って、送信された情報を復元してもよい。
【００１５】
前記変換手段は、負成分の電圧を蓄積するコンデンサを含んだ倍電圧回路に、受信したパルスを入力して、位相に応じた異なるパルス波形を出力する際に、入力したパルスの１周期毎に、コンデンサの電荷を放電してもよい。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る無線通信システムは、
送信装置と受信装置との間で、搬送波を用いずに、パルスによって情報の送受信を行う無線通信システムであって、
前記送信装置は、
送信対象の情報に従って、変調したパルスを生成するパルス生成手段と、
前記パルス生成手段が生成したパルスを前記受信装置に向けて送信する送信手段と、を備え、
前記受信装置は、
前記送信装置の前記パルス送信手段が送信したパルスを受信する受信手段と、
前記受信手段が受信したパルスを倍電圧のパルス波形に変換する変換手段と、
前記変換手段が変換したパルス波形と所定の閾値との関係に従って、前記送信装置から送信された情報を復元する復元手段と、を備える、
ことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、送信装置において、パルス生成手段は、例えば、位置変調若しくは、振幅変調したパルスを生成する。一方、受信装置において、変換手段は、例えば、倍電圧回路からなり、受信手段が受信したパルスを倍電圧のパルス波形に変換する。そして、復元手段は、変換されたパルス波形と所定の閾値とを比較し、例えば、パルス波形が閾値を超えている場合にパルスありと判定し、逆に、パルス波形が閾値を超えていない場合に、パルスなしと判定することにより、送信装置から送信された情報を復元する。この結果、消費電力を低減しつつ、適切な無線通信を行うことができる。
【００１８】
前記パルス生成手段は、位置変調若しくは、振幅変調したパルスを生成し、
前記変換手段は、倍電圧回路により、受信したパルスの負成分の電圧を蓄積し、蓄積した電圧と正成分との電圧とを合算したパルス波形を出力し、
前記復元手段は、前記変換手段により出力されたパルス波形が閾値を超えているか否かにより、パルスの有無を判定し、判定結果に従って、送信された情報を復元してもよい。
【００１９】
前記パルス生成手段は、位相変調したパルスを生成し、
前記変換手段は、倍電圧回路により、位相に応じた異なるパルス波形を出力し、
前記復元手段は、前記変換手段により出力されたパルス波形が閾値を超えているか否かにより、パルスの位相を判定し、判定結果に従って、送信された情報を復元してもよい。
【００２０】
前記変換手段は、負成分の電圧を蓄積するコンデンサを含んだ倍電圧回路に、受信したパルスを入力して、位相に応じた異なるパルス波形を出力する際に、入力したパルスの１周期毎に、コンデンサの電荷を放電してもよい。
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る受信装置は、
送信装置から搬送波を用いずに、パルスによって送信された情報を受信する受信装置であって、
前記送信装置から変調されて送信されたパルスを受信する受信手段と、
前記受信手段が受信したパルスを倍電圧のパルス波形に変換する変換手段と、
前記変換手段が変換したパルス波形の電圧を積分する積分手段と、
前記積分手段が積分した結果と所定の閾値との関係に従って、前記送信装置から送信された情報を復元する復元手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、受信手段は、例えば、送信装置から位置変調若しくは、振幅変調されて送信されたパルスを受信する。変換手段は、例えば、倍電圧回路からなり、受信手段が受信したパルスを倍電圧のパルス波形に変換する。積分手段は、変換されたパルス波形について、例えば、波形全体に対する電圧の積分を行う。そして、復元手段は、積分手段が積分した結果と所定の閾値とを比較し、例えば、積分結果が閾値を超えている場合にパルスありと判定し、逆に、積分結果が閾値を超えていない場合に、パルスなしと判定することにより、送信装置から送信された情報を復元する。この結果、消費電力を低減しつつ、適切な無線通信を行うことができる。
【００２３】
前記受信手段は、位置変調若しくは、振幅変調されたパルスを受信し、
前記変換手段は、倍電圧回路により、受信したパルスの負成分の電圧を蓄積し、蓄積した電圧と正成分との電圧とを合算したパルス波形を出力し、
前記積分手段は、前記変換手段により出力されたパルス波形の電圧を積分し、
前記復元手段は、積分結果が閾値を超えているか否かにより、パルスの有無を判定し、判定結果に従って、送信された情報を復元してもよい。
【００２４】
前記受信手段は、位相変調されたパルスを受信し、
前記変換手段は、倍電圧回路により、位相に応じた異なるパルス波形を出力し、
前記積分手段は、前記変換手段により出力されたパルス波形の電圧を積分し、
前記復元手段は、積分結果が閾値を超えているか否かにより、パルスの位相を判定し、判定結果に従って、送信された情報を復元してもよい。
【００２５】
前記変換手段は、負成分の電圧を蓄積するコンデンサを含んだ倍電圧回路に、受信したパルスを入力して、位相に応じた異なるパルス波形を出力する際に、入力したパルスの１周期毎に、コンデンサの電荷を放電してもよい。
【００２６】
上記目的を達成するため、本発明の第４の観点に係る受信装置は、
送信装置から搬送波を用いずに、パルスによって送信された情報を受信する受信装置であって、
前記送信装置から変調されて送信されたパルスを受信する受信手段と、
前記受信手段が受信したパルスを倍電圧のパルス波形に変換する変換手段と、
前記変換手段が変換したパルス波形と所定の閾値との関係に従って、前記送信装置から送信された情報を復元する復元手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、受信手段は、例えば、送信装置から位相変調されて送信されたパルスを受信する。変換手段は、例えば、倍電圧回路からなり、受信手段が受信したパルスを倍電圧のパルス波形に変換する。そして、復元手段は、変換されたパルス波形と所定の閾値とを比較し、例えば、パルス波形が閾値を超えている場合にパルスありと判定し、逆に、パルス波形が閾値を超えていない場合に、パルスなしと判定することにより、送信装置から送信された情報を復元する。この結果、消費電力を低減しつつ、適切な無線通信を行うことができる。
【００２８】
前記受信手段は、位相変調されたパルスを受信し、
前記変換手段は、倍電圧回路により、受信したパルスの負成分の電圧を蓄積し、蓄積した電圧と正成分との電圧とを合算したパルス波形を出力し、
前記復元手段は、前記変換手段により出力されたパルス波形が閾値を超えているか否かにより、パルスの有無を判定し、判定結果に従って、送信された情報を復元してもよい。
【００２９】
前記受信手段は、位相変調されたパルスを受信し、
前記変換手段は、倍電圧回路により、位相に応じた異なるパルス波形を出力し、
前記復元手段は、前記変換手段により出力されたパルス波形が閾値を超えているか否かにより、パルスの位相を判定し、判定結果に従って、送信された情報を復元してもよい。
【００３０】
前記変換手段は、負成分の電圧を蓄積するコンデンサを含んだ倍電圧回路に、受信したパルスを入力して、位相に応じた異なるパルス波形を出力する際に、入力したパルスの１周期毎に、コンデンサの電荷を放電してもよい。
【００３１】
上記目的を達成するため、本発明の第５の観点に係る情報受信方法は、
送信装置から搬送波を用いずに、パルスによって送信された情報を受信する受信装置における情報受信方法であって、
前記送信装置から変調されて送信されたパルスを受信する受信ステップと、
前記受信ステップにて受信されたパルスを倍電圧のパルス波形に変換する変換ステップと、
前記変換ステップにて変換されたパルス波形の電圧を積分する積分ステップと、
前記積分ステップにて積分された結果と所定の閾値との関係に従って、送信装置から送信された情報を復元する復元ステップと、
を備えることを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、受信ステップは、例えば、送信装置から位置変調若しくは、振幅変調されて送信されたパルスを受信する。変換ステップは、受信手段が受信したパルスを倍電圧のパルス波形に変換する。積分ステップは、変換されたパルス波形について、例えば、波形全体に対する電圧の積分を行う。そして、復元ステップは、積分ステップにて積分された結果と所定の閾値とを比較し、例えば、積分結果が閾値を超えている場合にパルスありと判定し、逆に、積分結果が閾値を超えていない場合に、パルスなしと判定することにより、送信装置から送信された情報を復元する。この結果、消費電力を低減しつつ、適切な無線通信を行うことができる。
【００３３】
上記目的を達成するため、本発明の第６の観点に係る情報受信方法は、
送信装置から搬送波を用いずに、パルスによって送信された情報を受信する受信装置における情報受信方法であって、
前記送信装置から変調されて送信されたパルスを受信する受信ステップと、
前記受信ステップにて受信されたパルスを倍電圧のパルス波形に変換する変換ステップと、
前記変換ステップにて変換されたパルス波形と所定の閾値との関係に従って、送信装置から送信された情報を復元する復元ステップと、
を備えることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、受信ステップは、例えば、送信装置から位相変調されて送信されたパルスを受信する。変換ステップは、受信ステップにて受信されたパルスを倍電圧のパルス波形に変換する。そして、復元ステップは、変換されたパルス波形と所定の閾値とを比較し、例えば、パルス波形が閾値を超えている場合にパルスありと判定し、逆に、パルス波形が閾値を超えていない場合に、パルスなしと判定することにより、送信装置から送信された情報を復元する。この結果、消費電力を低減しつつ、適切な無線通信を行うことができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にかかる無線通信システムについて、以下図面を参照して説明する。なお、以下に説明する無線通信システムは、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）の無線技術が適用され、搬送波を用いずに、パルスにより無線通信するシステムである。
【００３６】
なお、ＵＷＢとは、極めて広い周波数帯域（超広帯域）を使って通信する技術であり、搬送波を使わずに、インパルス（立ち上がりと立ち下がりの時間が極めて短い信号；例えば、１ｎ秒以下）を使用して情報を送受信することが第１の特徴として挙げられる。
このインパルスを使用することによって、単位時間当たりに、より多くの情報（例えば、１ビットのデータ）を伝送可能となる。つまり、インパルスの幅が１ｎ秒だとすると、１秒間に１０億もの情報（例えば、１ギガビットのデータ）を伝えられることになる。
また、搬送波を用いずに、インパルスを用いるため、送信側の消費電力を低減できる。これは、搬送波を使う場合だと、送信側にて常に電波を発信し続けなければならないのに対し、インパルスを使うと、インパルスを発信するタイミングにだけ電圧等を印加すればよいため、送信側の消費電力の低減が図れることになる。
【００３７】
また、ＵＷＢでは、超広帯域（例えば、５００メガＨｚ〜数ギガＨｚ以上の帯域）を使用するが、これは、インパルスが多くの周波数成分で構成される波であるためである。つまり、インパルス状の信号を分解すると、幅広い周波数の正弦波の組合せとなる。
そして、インパルスの幅が狭くなるに従って、使用される帯域幅が広がる。言い換えると、帯域幅が広いほど、より多くのインパルス（幅の狭いインパルス）を送信できることになる。
このような極めて広い周波数帯域には、ノイズの影響を受けにくいという効果もある。例えば、ある周波数成分にノイズが発生したとしても、影響を受けるのは、インパルスを構成する周波数成分の一部に止まる。そして、受信側では、情報の受信（例えば、１ビットのデータ値の判別）に、ほとんど不都合がないことになる。
【００３８】
図１は、この発明の第１の実施の形態に適用される無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。このシステムは、搬送波を用いずに、パルスにより無線通信するシステムであり、送信装置１と受信装置２とから構成される。
【００３９】
図示するように、送信装置１は、送信対象のデータとなる情報源１１と、所定の変調を行う変調部１２と、全長１ｎ秒以下のパルス（インパルス）を生成するパルス生成部１３と、パルスを送信する送信アンテナ１４とからなる。
なお、変調部１２は、例えば、上述した図１８（ａ）に示すようなパルス位置変調、若しくは、図１８（ｃ）に示すようなパルス振幅変調を施すものとする。
また、パルス生成部１３は、例えば、上述した図１７（ａ）に示すような先に負成分が現れる１周期分の正弦波からなるパルスを生成するものとする。
【００４０】
一方、受信装置２は、送信されたパルスを受信する受信アンテナ２１と、受信したパルスを復調する復調部２２と、リファレンス用のパルスを生成する基準パルス源２３とからなる。
【００４１】
具体的に復調部２２は、倍電圧回路２２ａと、積分器２２ｂと、判定部２２ｃとから構成される。
倍電圧回路２２ａは、受信アンテナ２１にて受信したパルスの負成分の電圧を蓄積し、正成分の電圧に合算して出力する。具体的に倍電圧回路２２ａは、図２に示すような回路からなる。つまり、倍電圧回路２２ａは、コンデンサＣ１と、ダイオードＤ１，Ｄ２とから構成される。
この構成の倍電圧回路２２ａは、図３（ａ）に示すように、パルスの前半部分（負成分）が入力されると、ダイオードＤ１を通りコンデンサＣ１に電荷が溜められる。つまり、パルスの負成分がコンデンサＣ１に充電され、その電圧がＶｃとなる。この際、出力側の電圧は０のままである。
続いて、図３（ｂ）に示すように、パルスの後半部分（正成分）が入力されると、倍電圧回路２２ａは、コンデンサＣ１に充電された電圧にパルスの正成分の電圧を加算し、ダイオードＤ２を通じて出力する。つまり、入力した正成分の電圧（Ｖｉ）とコンデンサＣ１に蓄積した電圧（Ｖｃ）とが合算され、Ｖｉ＋Ｖｃの電圧のパルスを出力する。
【００４２】
積分器２２ｂは、倍電圧回路２２ａにて合算されたパルス（出力波形）について、波形全体に対する電圧の積分を行う。つまり、積分器２２ｂは、図４に示すように、合算されたパルス電圧を積分し、積分結果を出力する。
【００４３】
また、判定部２２ｃは、積分器２２ｂの出力結果と、閾値とを比較し、パルスの有無を判定する。例えば、判定部２２ｃは、図５（ａ）に示すように、積分器２２ｂから出力される積分結果が閾値を超えている場合に、パルスありと判定する。逆に、図５（ｂ）に示すように、積分結果が閾値を超えていない場合に、パルスなしと判定する。
なお、判定部２２ｃは、積分器２２ｂの出力の大きさに対して適切な閾値を設定し、パルスの有無を判定する。
【００４４】
このような構成の復調部２２は、送信装置１（変調部１２）における変調方式に対応して、パルス波形に対して積分を行い、そして、パルスの有無の判定を行う。
つまり、送信装置１にて、図１８（ａ）のパルス位置変調方式、若しくは、図１８（ｃ）のパルス振幅変調方式にて、送信するパルスに変調が施されている場合に、復調部２２は、図６（ａ）に示すように、パルスの到達が予想される範囲Ｒにて判定等を行う。
【００４５】
例えば、送信パルスにパルス位置変調が施されている場合に、復調部２２は、図６（ｂ）に示すように、それぞれの範囲Ｒにて、受信波形の積分を行い、そして、パルスの有無を判定する。なお、パルス位置変調の際には、データ値「０」を表す位置と、データ値「１」を表す位置との差が、パルスの波長に対して充分に大きいものとする。
同様に、パルス振幅変調が施されている場合に、復調部２２は、受信波形の積分を行い、その値に対し閾値を設定し、比較することにより、パルスの有無を判定する。
【００４６】
そして、このようなパルスの有無の判定結果に従って、復調部２２は、送信装置１から送信されたデータを復調（復元）する。
【００４７】
以下、この発明の実施の形態にかかる無線通信システムの動作について、図７等を参照して説明する。
図７は、送信装置１における送信処理と、受信装置２における受信処理を説明するためのフローチャートである。なお、これらの処理は、例えば、送信装置１における送信開始指示に応答して開始される。
【００４８】
まず、送信装置１は、情報源１１から送信対象データ（例えば、デジタルデータ等）を読み出す（ステップＳ１１）。そして、変調部１２及びパルス生成部１３にて、データ値（０又は１）が、例えば、パルス位置変調方式にて、順次パルスに変換され、変調されたパルス（インパルス）が生成される（ステップＳ１２）。
なお、生成されるパルスは、上述した図１７（ａ）に示すような先に負成分が現れる１周期分の正弦波であるものとする。
送信装置１は、生成したパルスを、送信アンテナ１４を介して、受信装置２に向けて送信する（ステップＳ１３）。
【００４９】
一方、受信装置２は、送信装置１から送られたパルスを、受信アンテナ２１を介して、受信する（ステップＳ２１）。
受信装置２は、受信したパルスの電圧を、復調部２２にて倍電圧に変換する（ステップＳ２２）。すなわち、復調部２２の倍電圧回路２２ａは、図３（ａ），（ｂ）に示すように、受信したパルスの負成分の電圧を蓄積し、正成分の電圧に合算して出力する。
受信装置２は、倍電圧に変換されたパルスの電圧を、復調部２２にて積分する（ステップＳ２３）。すなわち、復調部２２の積分器２２ｂは、図４に示すように、合算して出力されたパルス（出力波形）について、波形全体に対する電圧の積分を行う。
【００５０】
そして、受信装置２は、復調部２２にて、積分結果と閾値とを比較してデータを復調する（ステップＳ２４）。すなわち、復調部２２の判定部２２ｃは、積分器２２ｂの出力結果と、閾値とを比較し、パルスの有無を判定する。その際、判定部２２ｃは、積分器２２ｂの出力の大きさに対して適切な閾値を設定し、パルスの有無を判定する。そして、パルスの有無の判定に従って、送信装置１から送られたデータを復調（復元）する。
【００５１】
このように、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、受信装置２は、受信したパルスの負成分（蓄積した電圧）と正成分とを合算した出力波形を積分し、その出力からパルスの有無を判別できるため、通常のパルス幅程度の動作周期で、復調動作が可能となる。
また、パルス位置変調の場合に、パルスの発生周期の１／２の範囲にて、パルスの有無の判定を行えばよく、同じく、パルス振幅変調の場合に、パルスの発生周期の範囲にて、パルスの有無の判定を行えばよい。
そして、受信装置２は、受信パルスの負成分と正成分とを合算しパルス電圧を積分して、パルスの有無を判定する。このため、積分の際に、パルスの正・負の成分がうち消されることがなく、また、パルスの正成分、若しくは、負成分の何れか一方の電圧に対して積分するよりも、パルスの有無の判定を正確に行うことができる。
この結果、受信装置２は、あまり高速な動作が要求されないため、消費電力を低減することができる。
【００５２】
上記の第１の実施の形態では、復調部２２において、倍電圧回路２２ａからの出力波形を積分器２２ｂが積分し、判定部２２ｃが積分結果と閾値との関係に従ってパルスの有無を判定する場合について説明した。しかしながら、積分を行わずに、倍電圧回路２２ａからの出力波形に従って、パルスの有無を判定するようにしてもよい。
例えば、復調部２２において、積分器２２ｂを省略し、図８（ａ）に示すように、倍電圧回路２２ａの出力波形を判定部２２ｃが閾値判定してもよい。この際、判定部２２ｃは、例えば、図８（ｂ）に示すように、倍電圧回路２２ａから出力されるパルス波形が閾値を超えている場合に、パルスありと判定する。逆に、図８（ｃ）に示すように、パルス波形が閾値を超えていない場合に、パルスなしと判定する。
【００５３】
この場合も、受信装置２は、あまり高速な動作が要求されないため、消費電力を低減することができる。
【００５４】
また、上記の第１の実施の形態では、送信装置１にて図１７（ａ）に示すような先に負成分が現れるパルスが送信される場合について説明した。しかしながら、先に正成分が現れる１周期分の正弦波からなるパルスが送信される場合でも適宜対応可能である。
例えば、図９に示すように、先に正成分が現れるパルスを反転させた後（位相を１８０度変位させた後）に、倍電圧回路２２ａに入力することにより、上記と同様に処理可能である。
【００５５】
上記の第１の実施の形態では、パルス位置変調方式、若しくは、パルス振幅変調方式により変調されたパルスを復調するために、復調部２２において、先に負成分が現れるパルス（先に正成分が現れるパルスの場合は反転したパルス）を入力し、負成分（蓄積した電圧）と正成分とを合算して、積分等を行った後に、パルスの有無を判別する場合について説明した。これに対し、パルス位相変調により変調されたパルスを復調するために、倍電圧回路２２ａの出力波形を利用して、位相を判別するようにしてもよい。
以下、この発明の第２の実施の形態に適用される無線通信システム（受信装置）について、図１０等を参照して説明する。
【００５６】
図１０は、第２の実施の形態にかかる受信装置３の構成を示す模式図である。なお、送信装置の構成は、図１に示す第１の実施の形態と同一であるため、ここでは省略する。
なお、送信装置１は、図１８（ｂ）に示すようなパルス位相変調方式により、パルスを変調するものとする。つまり、送信装置１は、図示するように、先に負成分が現れるパルス（データ値が１；位相１８０度）と、先に正成分が現れるパルス（データ値が０；位相０度）とを適宜送信する。
【００５７】
図１０に示すように、受信装置３は、送信されたパルスを受信する受信アンテナ２１と、受信したパルスを復調する復調部３２と、リファレンス用のパルスを生成する基準パルス源２３とからなる。
【００５８】
具体的に復調部３２は、倍電圧回路２２ａと、積分器２２ｂと、判定部３２ｃとから構成される。
倍電圧回路２２ａは、先に負成分が現れるパルス（位相１８０度）を入力した場合に、上述の第１の実施の形態と同様に動作する。つまり、上述の図３（ａ）に示すように、パルスの前半部分（負成分）が入力されると、負成分がコンデンサＣ１に充電され、出力側の電圧は０のままである。続いて、図３（ｂ）に示すように、パルスの後半部分（正成分）が入力されると、コンデンサＣ１に充電された電圧に、パルスの正成分の電圧を加算して出力する。
【００５９】
一方、先に正成分が現れるパルス（位相０度）を入力した場合に、倍電圧回路２２ａは、図１１（ａ）に示すように、パルスの前半部分（正成分）が入力されると、入力した正成分の電圧（Ｖｉ）をダイオードＤ２を通じてそのまま出力する。
続いて、図１１（ｂ）に示すように、パルスの後半部分（負成分）が入力されると、ダイオードＤ１を通りコンデンサＣ１に電荷が溜められる。つまり、出力側の電圧は０となる。
【００６０】
このように倍電圧回路２２ａは、先に負成分が現れるパルスを入力した場合に、図１２（ａ）に示すような、前半部分が電圧０で、後半部分がＶｉ＋Ｖｃの電圧のパルス波形を出力する。一方、先に正成分が現れるパルスを入力した場合に、倍電圧回路２２ａは、図１２（ｂ）に示すような、前半部分がＶｉの電圧で、後半部分が電圧０のパルス波形を出力する。つまり、倍電圧回路２２ａは、受信したパルスの位相に応じて異なるパルス波形を出力する。
【００６１】
積分器２２ｂは、倍電圧回路２２ａが出力した波形全体について電圧の積分を行う。つまり、積分器２２ｂは、図１３（ａ）に示すように、パルスの位相に応じて出力された異なるパルス波形（出力波形）の電圧を積分し、積分結果を出力する。
【００６２】
判定部３２ｃは、積分器２２ｂの出力結果と閾値とを比較し、パルスの位相を判定する。例えば、判定部３２ｃは、図１３（ｂ）に示すように、積分結果が閾値を超えている場合に、位相が１８０度であると判定する。逆に、図１３（ｃ）に示すように、積分結果が閾値を超えていない場合に、位相が０度であると判定する。
【００６３】
なお、このような構成の復調部３２は、図１４（ａ）に示すような、１周期の範囲Ｒ単位にて判定等を行ことになるが、この１周期毎に、倍電圧回路２２ａのコンデンサＣ１に充電された電荷の放電を行う。
この放電を行わないと、前の周期にてコンデンサＣ１に充電された電荷が影響して、倍電圧回路２２ａから不適切な出力波形が得られてしまう。
このような不具合は、例えば、図１４（ｂ）に示すように、倍電圧回路２２ａが、パルスＡ（先に正成分が現れるパルス）を入力した後に、パルスＢを入力した場合に生じる。この際、倍電圧回路２２ａがパルスＡの後半部分で蓄積された電荷を放電しないと、パルスＢの前半部分で電圧が合算されてしまい、誤った波形を出力する。これにより、以降の判定部３２ｃにて位相の判定を誤ることとなる（位相０度と判定すべきパルスＢを位相１８０度と判定してしまう）。そのため、復調部３２は、倍電圧回路２２ａにおいて、１周期毎にコンデンサＣ１に充電された電荷の放電を行う。
【００６４】
以下、この発明の第２の実施の形態にかかる無線通信システム（受信装置３）の動作について、図１５等を参照して説明する。
図１５は、受信装置３における受信処理を説明するためのフローチャートである。なお、送信装置における送信処理は、上述の図７の処理と同一であり、ここでは省略する。
【００６５】
図１５に示す受信処理に先立って、送信装置では、読み出された送信対象データが、順次パルスに変換され、パルス位相変調されたパルス（インパルス）が生成される。そして、生成されたパルスが、受信装置３に向けて送信される。
【００６６】
そして、図１５に示すように、受信装置３は、送信装置１から送られたパルスを、受信アンテナ２１を介して受信し（ステップＳ３１）、復調部３２にて、パルスの位相に応じた倍電圧に変換する（ステップＳ３２）。
すなわち、復調部３２の倍電圧回路２２ａは、先に負成分が現れるパルス（位相１８０度）を入力した場合に、図１２（ａ）に示すようなパルス波形を出力し、一方、先に正成分が現れるパルス（位相０度）を入力した場合に、図１２（ｂ）に示すようなパルス波形を出力する。
【００６７】
受信装置３は、パルスの位相に応じて倍電圧回路２２ａにより変換されたパルスを、復調部３２にて積分する（ステップＳ３３）。つまり、復調部３２の積分器２２ｂは、図１３（ａ）に示すように、パルスの位相に応じて出力された波形（出力波形）について、波形全体に対する電圧の積分を行う。
そして、受信装置３は、復調部３２にて、積分結果と閾値とを比較してデータを復調する（ステップＳ３４）。つまり、復調部３２の判定部３２ｃは、図１３（ｂ），（ｃ）に示すように、積分器２２ｂの出力結果と、閾値とを比較し、パルスの位相を判定する。そして、パルスの位相の判定に従って、送信装置から送られたデータを復調（復元）する。
【００６８】
このように、本発明の第２の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、受信装置３は、倍電圧回路２２ａがパルスの位相に応じて異なる出力波形を出力し、積分器２２ｂがその出力波形を積分し、判定部３２ｃがパルスの位相を判定する。このため、パルス位相変調により変調されたパルスを復調することができる。
また、この第２の実施の形態でも、受信したパルスを倍電圧に変換し、その変換波形全体の範囲を積分し、その出力からパルスの位相を判別できるため、通常のパルス幅程度の動作周期で、復調動作が可能となる。
この結果、受信装置３は、あまり高速な動作が要求されないため、消費電力を低減することができる。
【００６９】
上記の第２の実施の形態では、復調部３２において、倍電圧回路２２ａからの出力波形を積分器２２ｂが積分し、判定部３２ｃが積分結果と閾値との関係に従ってパルスの位相を判定する場合について説明した。しかしながら、積分を行わずに、倍電圧回路２２ａからの出力波形に従って、パルスの位相を判定するようにしてもよい。
例えば、復調部３２において、積分器２２ｂを省略し、図１６（ａ）に示すように、倍電圧回路２２ａの出力波形を判定部３２ｃが閾値判定してもよい。この際、判定部３２ｃは、例えば、図１６（ｂ）に示すように、倍電圧回路２２ａから出力される出力パルスが閾値を超えている場合に、位相１８０度のパルスと判定する。逆に、図１６（ｃ）に示すように、出力パルスが閾値を超えていない場合に、位相０度のパルスと判定する。
【００７０】
この場合も、受信装置３は、あまり高速な動作が要求されないため、消費電力を低減することができる。
【００７１】
上記の実施の形態では、ＵＷＢの無線技術が適用された無線通信システムについて説明したが、ＵＷＢに限られず、搬送波を用いずにパルスにより通信する無線通信システムに適宜適用可能である。
また、電磁波による無線通信に限定されるものではなく、例えば、赤外線等による無線通信にも適用してもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、消費電力を低減しつつ、適切な無線通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】倍電圧回路の一例を示す回路図である。
【図３】（ａ），（ｂ）共に、倍電圧回路の動作を説明するための模式図である。
【図４】積分器の動作を説明するための模式図である。
【図５】（ａ），（ｂ）共に、判定部の動作を説明するための模式図である。
【図６】（ａ），（ｂ）共に、復調部の判定動作を説明するための模式図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る送信処理及び、受信処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施の形態の変形例となる復調部の動作を説明するための模式図であり、（ａ）が倍電圧回路の動作を説明するための模式図であり、（ｂ），（ｃ）が判定部の動作を説明するための模式図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態の変形例となる復調部の動作を説明するための模式図であり、位相を反転させたパルスを倍電圧回路に入力する様子を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る受信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）共に、倍電圧回路の動作を説明するための模式図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）共に、倍電圧回路が出力する異なる波形の一例を示す模式図である。
【図１３】（ａ）が積分器の動作を説明するための模式図であり、（ｂ），（ｃ）が判定部の動作を説明するための模式図である。
【図１４】（ａ）がパルスの１周期を示す模式図であり、（ｂ）が倍電圧回路により不適切な波形が出力される様子を説明するための模式図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る受信処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明の第２の実施の形態の変形例となる復調部の動作を説明するための模式図であり、（ａ）が倍電圧回路の動作を説明するための模式図であり、（ｂ），（ｃ）が判定部の動作を説明するための模式図である。
【図１７】（ａ）がパルスについて説明するための模式図であり、（ｂ）が送信データがパルスに変換される様子を説明するための模式図である。
【図１８】（ａ）がパルス位置変調方式を説明するための模式図であり、（ｂ）がパルス位相変調方式を説明するための模式図であり、（ｃ）がパルス振幅変調方式を説明するための模式図である。
【図１９】従来の受信側装置におけるウィンドウ処理を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１・・・送信装置、２・・・受信装置、１１・・・情報源、１２・・・変調部、１３・・・パルス生成部、１４・・・送信アンテナ、２１・・・受信アンテナ、２２・・・復調部、２３・・・基準パルス源
【図１】
2004208111.tif 000003
【図２】
2004208111.tif 000004
【図３】
2004208111.tif 000005
【図４】
2004208111.tif 000006
【図５】
2004208111.tif 000007
【図６】
2004208111.tif 000008
【図７】
2004208111.tif 000009
【図８】
2004208111.tif 000010
【図９】
2004208111.tif 000011
【図１０】
2004208111.tif 000012
【図１１】
2004208111.tif 000013
【図１２】
2004208111.tif 000014
【図１３】
2004208111.tif 000015
【図１４】
2004208111.tif 000016
【図１５】
2004208111.tif 000017
【図１６】
2004208111.tif 000018
【図１７】
2004208111.tif 000019
【図１８】
2004208111.tif 000020
【図１９】
2004208111.tif 000021