(57)【要約】【課題】通信信号が密集している帯域を回避しながら、従来以上の伝送レート及び通信品質を確保することができるとともに、アンテナをより小型化できる超広帯域無線送信機及び超広帯域無線受信機並びに超広帯域無線通信方法を提供する。【解決手段】送信機側において、遅延時間制御部１２が、送信データが１のとき、周期パルスをマッチドフィルタ１１−１、２に出力し、送信データが０のとき、マッチドフィルタ１１−１、３に出力する。マッチドフィルタ１１−１は基準信号を、マッチドフィルタ１１−２は基準信号より早く第１のデータ信号を出力し、マッチドフィルタ１１−３は基準信号より遅く第２のデータ信号を出力する。これを加算部１３が加算し、ローカル発振器２３からのローカル信号を受けて、ミキサ２１が周波数変換した後、アンテナ６がこれを空中放射する。【選択図】  図１
2004173082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期パルスを生成し、該周期パルスを第１のマッチドフィルタに入力するとともに、送信データが２値論理レベルの第１のレベルのとき、前記周期パルスを第２のマッチドフィルタに出力し、送信データが２値論理レベルの第２のレベルのとき、前記周期パルスを第３のマッチドフィルタに出力する遅延時間制御部と、
前記周期パルスが入力されると、データ判定の基準となる基準信号を出力する前記第１のマッチドフィルタと、
前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ早く第１のデータ信号を出力する前記第２のマッチドフィルタと、
前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ遅く第２のデータ信号を出力する前記第３のマッチドフィルタと、
前記第１から第３のマッチドフィルタの出力を加算する加算部と、
該加算信号を高域帯又は低域帯に周波数変換するためのローカル信号を出力するローカル発振器と、
前記加算信号及び前記ローカル信号の入力を受けて、該加算信号を周波数変換するミキサと、
該周波数変換後の加算信号の入力を受けて、該信号を空中放射するアンテナ部と
を具備することを特徴とする超広帯域無線送信機。
【請求項２】
前記基準信号及び前記第１のデータ信号並びに前記第２のデータ信号が、複数の周期パルスよりなるパターン信号である
ことを特徴とする請求項１に記載の超広帯域無線送信機。
【請求項３】
電波信号を受信するアンテナ部と、
該電波信号を周波数変換するためのローカル信号を出力するローカル発振器と、
該電波信号及び該ローカル信号の入力を受けて、該電波信号を周波数変換するミキサと、
該周波数変換後の電波信号を受けて、データ判定の基準となる基準信号を検出すると、第１の出力信号を出力する第１のマッチドフィルタと、
該周波数変換後の電波信号を受けて、データ信号を検出すると、第２の出力信号を出力する第２のマッチドフィルタと、
前記第１、第２のマッチドフィルタから、前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号のいずれが先に出力されたかを検出して、該検出結果を出力する遅延時間測定部と、
該検出結果を受けて、前記データ信号が２値論理レベルの第１のレベルか、第２のレベルかを判定するデータ判定部と
を具備することを特徴とする超広帯域無線受信機。
【請求項４】
前記基準信号及び前記データ信号が、複数の周期パルスよりなる所定のパターン信号である
ことを特徴とする請求項３に記載の超広帯域無線受信機。
【請求項５】
前記遅延時間測定部は、
前記第１の出力信号を受けて、該信号の２乗値又は絶対値を算出する第１の回路と、
前記第２の出力信号を受けて、該信号の２乗値又は絶対値を算出する第２の回路と
を具備することを特徴とする請求項３に記載の超広帯域無線受信機。
【請求項６】
前記遅延時間測定部は、
前記第１の出力信号を受けてセットする第１のラッチ部と、
前記第２の出力信号を受けてセットする第２のラッチ部と、
前記第１の出力信号を受けて、前記第２の出力信号を読み込む第１の記憶部と、
前記第２の出力信号を受けて、前記第１の出力信号を読み込む第２の記憶部と、
前記第１または前記第２のラッチ部がセットされたことを受けて、リセット信号を出力するリセット部と
をさらに具備することを特徴とする請求項５に記載の超広帯域無線受信機。
【請求項７】
第１の周波数を用いてデータ通信を行う第１の無線部、該第１の周波数と異なる第２の周波数を用いてデータ通信を行う第２の無線部と、該第１、第２の無線部に送信データを振り分けるインターフェイス部とを具備する超広帯域無線送信機であって、
前記第１の無線部が、
前記インターフェイス部より振り分けられた送信データの入力を受けて、周期パルスを生成し、該周期パルスを第１のマッチドフィルタに入力するとともに、送信データが２値論理レベルの第１のレベルのとき、前記周期パルスを第２のマッチドフィルタに出力し、送信データが２値論理レベルの第２のレベルのとき、前記周期パルスを第３のマッチドフィルタに出力する第１の遅延時間制御部と、前記周期パルスが入力されると、データ判定の基準となる基準信号を出力する前記第１のマッチドフィルタと、
前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ早く第１のデータ信号を出力する前記第２のマッチドフィルタと、
前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ遅く第２のデータ信号を出力する前記第３のマッチドフィルタと、
前記第１から第３のマッチドフィルタの出力を加算する第１の加算部と、
該加算信号の入力を受けて、該加算信号を空中放射する第１のアンテナ部とを有し
前記第２の無線部が、
前記インターフェイス部より振り分けられた送信データの入力を受けて、周期パルスを生成し、該周期パルスを第３のマッチドフィルタに入力するとともに、送信データが２値論理レベルの第１のレベルのとき、前記周期パルスを第４のマッチドフィルタに出力し、送信データが２値論理レベルの第２のレベルのとき、前記周期パルスを第５のマッチドフィルタに出力する第２の遅延時間制御部と、前記周期パルスが入力されると、データ判定の基準となる基準信号を出力する前記第３のマッチドフィルタと、
前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ早く前記第１のデータ信号を出力する前記第４のマッチドフィルタと、
前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ遅く前記第２のデータ信号を出力する前記第５のマッチドフィルタと、
前記第３から第５のマッチドフィルタの出力を加算する第２の加算部と、
該加算信号を第１の周波数から第２の周波数へ周波数変換するためのローカル信号を出力するローカル発振器と、
前記加算信号及び前記ローカル信号の入力を受けて、該加算信号を周波数変換するミキサと、
該周波数変換後の加算信号の入力を受けて、該信号を空中放射するアンテナ部とを有する
ことを特徴とする超広帯域無線送信機。
【請求項８】
第１の周波数を用いてデータ通信を行う第１の無線部、該第１の周波数と異なる第２の周波数を用いてデータ通信を行う第２の無線部とを具備する超広帯域無線受信機であって、
電波信号を受信し、第１のマッチドフィルタ及び第２のマッチドフィルタに出力する第１のアンテナ部と、
前記第１のアンテナ部からの信号を受けて、データ判定の基準となる基準信号を検出すると、第１の出力信号を出力する前記第１のマッチドフィルタと、
前記第１のアンテナ部からの信号を受けて、データ信号を検出すると、第２の出力信号を出力する前記第２のマッチドフィルタと、
前記第１、第２のマッチドフィルタから、前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号のいずれが先に出力されたかを検出して、該検出結果を出力する第１の遅延時間測定部と
該検出結果を受けて、前記データ信号が２値論理レベルの第１のレベルか、第２のレベルかを判定する第１のデータ判定部とを有し、
前記第２の無線部が、
電波信号を受信する第２のアンテナ部と、
該電波信号を周波数変換するためのローカル信号を出力するローカル発振器と、
該電波信号及び該ローカル信号の入力を受けて、該電波信号を周波数変換するミキサと
該周波数変換後の電波信号を受けて、データ判定の基準となる基準信号を検出すると、前記第１の出力信号を出力する第３のマッチドフィルタと、
該周波数変換後の電波信号を受けて、データ信号を検出すると、前記第２の出力信号を出力する第４のマッチドフィルタと、
前記第３、第４のマッチドフィルタから、前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号のいずれが先に出力されたかを検出して、該検出結果を出力する第２の遅延時間測定部と、該検出結果を受けて、前記データ信号が２値論理レベルの第１のレベルか、第２のレベルかを判定する第２のデータ判定部とを有する
ことを特徴とする超広帯域無線受信機。
【請求項９】
第１の周波数を用いてデータ通信を行う第１の無線部、該第１の周波数と異なる第２の周波数を用いてデータ通信を行う第２の無線部と、該第１、第２の無線部に送信データを振り分けるインターフェイス部とを具備する超広帯域無線送信機であって、
前記第１の無線部が、
前記インターフェイス部より振り分けられた送信データの入力を受けて、周期パルスを生成し、該周期パルスを第１のマッチドフィルタに入力するとともに、送信データが２値論理レベルの第１のレベルのとき、前記周期パルスを第２のマッチドフィルタに出力し、送信データが２値論理レベルの第２のレベルのとき、前記周期パルスを第３のマッチドフィルタに出力する第１の遅延時間制御部と、
前記周期パルスが入力されると、データ判定の基準となる基準信号を出力する前記第１のマッチドフィルタと、
前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ早く第１のデータ信号を出力する前記第２のマッチドフィルタと、
前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ遅く第２のデータ信号を出力する前記第３のマッチドフィルタと、
前記第１から第３のマッチドフィルタの出力を加算する第１の加算部と、
該加算信号の入力を受けて、該加算信号を空中放射する第１のアンテナ部とを有し
前記第２の無線部が、
前記インターフェイス部より振り分けられた送信データの入力を受けて、周期パルスを生成し、該周期パルスを第３のマッチドフィルタに入力するとともに、送信データが２値論理レベルの第１のレベルのとき、前記周期パルスを第４のマッチドフィルタに出力し、送信データが２値論理レベルの第２のレベルのとき、前記周期パルスを第５のマッチドフィルタに出力する第２の遅延時間制御部と、前記周期パルスが入力されると、データ判定の基準となる基準信号を出力する前記第３のマッチドフィルタと、
前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ早く前記第１のデータ信号を出力する前記第４のマッチドフィルタと、
前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ遅く第２のデータ信号を出力する前記第５のマッチドフィルタと、
前記第３から第５のマッチドフィルタの出力を加算する第２の加算部と、
該加算信号を第１の周波数から第２の周波数へ周波数変換するためのローカル信号を出力するローカル発振器と、
前記加算信号及び前記ローカル信号の入力を受けて、該加算信号を周波数変換して前記第１の加算部に出力するミキサとを有する
ことを特徴とする超広帯域無線送信機。
【請求項１０】
第１の周波数を用いてデータ通信を行う第１の無線部、該第１の周波数と異なる第２の周波数を用いてデータ通信を行う第２の無線部とを具備する超広帯域無線受信機であって、
電波信号を受信し、第１のマッチドフィルタ及び第２のマッチドフィルタ及び前記第２の無線部のミキサに出力する第１のアンテナ部と、
前記第１のアンテナ部からの信号を受けて、データ判定の基準となる基準信号を検出すると、第１の出力信号を出力する前記第１のマッチドフィルタと、
前記第１のアンテナ部からの信号を受けて、データ信号を検出すると、第２の出力信号を出力する前記第２のマッチドフィルタと、
前記第１、第２のマッチドフィルタから、前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号のいずれが先に出力されたかを検出して、該検出結果を出力する第１の遅延時間測定部と、
該検出結果を受けて、前記データ信号が２値論理レベルの第１のレベルか、第２のレベルかを判定する第１のデータ判定部とを有し、
前記第２の無線部が、
前記第１のアンテナ部で受信された電波信号を周波数変換するためのローカル信号を出力するローカル発振器と、
前記第１のアンテナ部で受信された電波信号及び該ローカル信号の入力を受けて、該電波信号を周波数変換する前記ミキサと、
該周波数変換後の電波信号を受けて、データ判定の基準となる基準信号を検出すると、前記第１の出力信号を出力する第３のマッチドフィルタと、
該周波数変換後の電波信号を受けて、データ信号を検出すると、前記第２の出力信号を出力する第４のマッチドフィルタと、
前記第３、第４のマッチドフィルタから、前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号のいずれが先に出力されたかを検出して、該検出結果を出力する第２の遅延時間測定部と、
該検出結果を受けて、前記データ信号が２値論理レベルの第１のレベルか、第２のレベルかを判定する第２のデータ判定部とを有する
ことを特徴とする超広帯域無線受信機。
【請求項１１】
超広帯域無線送信機側において、
遅延時間制御部が、周期パルスを生成し、該周期パルスを第１のマッチドフィルタに入力するとともに、送信データが２値論理レベルの第１のレベルのとき、前記周期パルスを第２のマッチドフィルタに出力し、送信データが２値論理レベルの第２のレベルのとき、前記周期パルスを第３のマッチドフィルタに出力し、前記第１のマッチドフィルタが、前記周期パルスが入力されると、データ判定の基準となる基準信号を出力し、
前記第２のマッチドフィルタが、前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ早く第１のデータ信号を出力し、
前記第３のマッチドフィルタが、前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ遅く第２のデータ信号を出力し、
加算部が、第１から第３のマッチドフィルタの出力を加算し、
ローカル発振器が該加算信号を高域帯又は低域帯に周波数変換するためのローカル信号を出力し、
ミキサが、前記加算信号及び前記ローカル信号の入力を受けて、該加算信号を周波数変換し、
アンテナ部が、該周波数変換後の加算信号の入力を受けて、該信号を空中放射し、
超広帯域無線受信機側において、
アンテナ部が、前記加算信号を受信すると、該信号をミキサに出力し、
該ミキサが、該加算信号及びローカル発振器が該加算信号を周波数変換するために出力するローカル信号の入力を受けて、該加算信号を周波数変換し、
第４のマッチドフィルタが、該周波数変換後の電波信号を受けて、データ判定の基準となる基準信号を検出すると、第１の出力信号を出力し、
第５のマッチドフィルタが、該周波数変換後の電波信号を受けて、データ信号を検出すると、第２の出力信号を出力し、
遅延時間測定部が、前記第４、第５のマッチドフィルタから、前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号のいずれが先に出力されたかを検出して、該検出結果を出力し、
データ判定部が、該検出結果を受けて、前記データ信号が２値論理レベルの第１のレベルか、第２のレベルかを判定する
ことを特徴とする超広帯域無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）で、ＰＤＡや携帯電話、周辺機器等の接続に利用される超広帯域（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）を用いた超広帯域無線送信機及び超広帯域無線受信機並びに超広帯域無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スペクトル拡散通信の新しいデータ通信方式として、データを１ＧＨｚ程度の極めて広い周波数帯に拡散して、搬送波を使わずにパルスにデータを重畳させて送受信を行う超広帯域無線通信方式が注目されている（非特許文献１を参照）。それぞれの周波数帯に送信されるデータはノイズ程度の強さしかないため、同じ周波数帯を使う無線機器と混信することがなく、消費電力も少ないといった利点がある。
【０００３】
この超広帯域無線通信方式を適用した従来技術が特許文献１に記載されている。この方法によれば、図３１に示すように、送信機側において、送信するデータ信号に基づいて遅延時間制御部２がパルスを生成し、図４に示すマッチドフィルタ１−１〜１−３に出力信号Ｋ１〜Ｋ３をそれぞれ出力する。
出力信号Ｋ１を受けて、マッチドフィルタ１−１がデータ判定の基準となる基準信号を出力する。また、マッチドフィルタ１−２が、出力信号Ｋ２を受けて基準信号より所定の時間だけ早く、またマッチドフィルタ１−３が、出力信号Ｋ３を受けて、所定の時間だけ遅くデータ信号を出力する。これを加算器３が加算し、ＰＡ・４が増幅した後、スイッチ５を経由してアンテナ６が放射する。
受信機側において、アンテナ６が信号を受信し、図７に示すマッチドフィルタ８−１、８−２に出力する。マッチドフィルタ８−１が基準信号を、マッチドフィルタ８−２がデータ信号を検出すると、出力信号Ｓ１，Ｓ２をそれぞれ出力する。遅延時間測定部９は、出力信号Ｓ１、Ｓ２のいずれが先に入力されたかを検出する。そして、データ判定部１０が検出結果に基づいて、データ信号を復調する。
この技術によれば、超広帯域無線通信方式において、高速の変復調用のデジタル回路を必要としないため、消費電力の低い低速のデジタル回路によって、超広帯域無線通信を行うことができるとともに、マルチパスの影響を抑制することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特願２００２−２６２６８０号
【非特許文献１】
山本  尚武、大槻  知明  Ｉｎｔｅｒｎａｌｌｙ  Ｔｕｒｂｏ−Ｃｏｄｅｄ  Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒａｄｉｏ（ＩＴＵ−ＵＷＢ−ＩＲ）方式の特性評価  電子情報通信学会  信学技報  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ  ｏｆ  ＩＥＩＧＥ．ｐｐ．２５−３０  ＲＣＳ２００２−５５（２００２−０５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の超広帯域無線通信方式において割り当てられているＵＷＢスペクトラムを図３０に示す。図３０に示すように、従来の超広帯域無線通信方式では３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚ幅（例えば３．５ＧＨｚ〜７ＧＨｚ）を使用して通信する。しかし、５ＧＨｚ帯は、近年急増しているＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等が密集している帯域である。
このＷＬＡＮの信号レベルはＵＷＢ信号に比べて非常に大きいので、ＵＷＢ通信の干渉源となり通信時のＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）が劣化する原因となることが知られている。したがって、５ＧＨｚ帯を含んだ周波数帯でＵＷＢ通信を行う際に、理論通りの伝送レートが得られないという問題がある。また、このような広帯域の信号のためのアンテナは原理的に大きくならざるを得ないという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、通信信号が密集している帯域を回避しながら、従来以上の伝送レート及び通信品質を確保することができるとともに、アンテナをより小型化できる超広帯域無線送信機及び超広帯域無線受信機並びに超広帯域無線通信方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の課題を解決すべくなされたもので、請求項１に記載の発明は、周期パルスを生成し、該周期パルスを第１のマッチドフィルタに入力するとともに、送信データが２値論理レベルの第１のレベルのとき、前記周期パルスを第２のマッチドフィルタに出力し、送信データが２値論理レベルの第２のレベルのとき、前記周期パルスを第３のマッチドフィルタに出力する遅延時間制御部と、前記周期パルスが入力されると、データ判定の基準となる基準信号を出力する前記第１のマッチドフィルタと、前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ早く第１のデータ信号を出力する前記第２のマッチドフィルタと、前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ遅く第２のデータ信号を出力する前記第３のマッチドフィルタと、前記第１から第３のマッチドフィルタの出力を加算する加算部と、該加算信号を高域帯又は低域帯に周波数変換するためのローカル信号を出力するローカル発振器と、前記加算信号及び前記ローカル信号の入力を受けて、該加算信号を周波数変換するミキサと、該周波数変換後の加算信号の入力を受けて、該信号を空中放射するアンテナ部とを具備することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記基準信号及び前記第１のデータ信号並びに前記第２のデータ信号が、複数の周期パルスよりなるパターン信号であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、電波信号を受信するアンテナ部と、該電波信号を周波数変換するためのローカル信号を出力するローカル発振器と、該電波信号及び該ローカル信号の入力を受けて、該電波信号を周波数変換するミキサと、該周波数変換後の電波信号を受けて、データ判定の基準となる基準信号を検出すると、第１の出力信号を出力する第１のマッチドフィルタと、該周波数変換後の電波信号を受けて、データ信号を検出すると、第２の出力信号を出力する第２のマッチドフィルタと、前記第１、第２のマッチドフィルタから、前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号のいずれが先に出力されたかを検出して、該検出結果を出力する遅延時間測定部と、該検出結果を受けて、前記データ信号が２値論理レベルの第１のレベルか、第２のレベルかを判定するデータ判定部とを具備することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記基準信号及び前記データ信号が、複数の周期パルスよりなる所定のパターン信号であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記遅延時間測定部は、前記第１の出力信号を受けて、該信号の２乗値又は絶対値を算出する第１の回路と、前記第２の出力信号を受けて、該信号の２乗値又は絶対値を算出する第２の回路とを具備することを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記遅延時間測定部は、前記第１の出力信号を受けてセットする第１のラッチ部と、前記第２の出力信号を受けてセットする第２のラッチ部と、前記第１の出力信号を受けて、前記第２の出力信号を読み込む第１の記憶部と、前記第２の出力信号を受けて、前記第１の出力信号を読み込む第２の記憶部と、前記第１または前記第２のラッチ部がセットされたことを受けて、リセット信号を出力するリセット部とをさらに具備することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、第１の周波数を用いてデータ通信を行う第１の無線部、該第１の周波数と異なる第２の周波数を用いてデータ通信を行う第２の無線部と、該第１、第２の無線部に送信データを振り分けるインターフェイス部とを具備する超広帯域無線送信機であって、前記第１の無線部が、前記インターフェイス部より振り分けられた送信データの入力を受けて、周期パルスを生成し、該周期パルスを第１のマッチドフィルタに入力するとともに、送信データが２値論理レベルの第１のレベルのとき、前記周期パルスを第２のマッチドフィルタに出力し、送信データが２値論理レベルの第２のレベルのとき、前記周期パルスを第３のマッチドフィルタに出力する第１の遅延時間制御部と、前記周期パルスが入力されると、データ判定の基準となる基準信号を出力する前記第１のマッチドフィルタと、前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ早く第１のデータ信号を出力する前記第２のマッチドフィルタと、前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ遅く第２のデータ信号を出力する前記第３のマッチドフィルタと、前記第１から第３のマッチドフィルタの出力を加算する第１の加算部と、該加算信号の入力を受けて、該加算信号を空中放射する第１のアンテナ部とを有し、前記第２の無線部が、前記インターフェイス部より振り分けられた送信データの入力を受けて、周期パルスを生成し、該周期パルスを第３のマッチドフィルタに入力するとともに、送信データが２値論理レベルの第１のレベルのとき、前記周期パルスを第４のマッチドフィルタに出力し、送信データが２値論理レベルの第２のレベルのとき、前記周期パルスを第５のマッチドフィルタに出力する第２の遅延時間制御部と、前記周期パルスが入力されると、データ判定の基準となる基準信号を出力する前記第３のマッチドフィルタと、前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ早く前記第１のデータ信号を出力する前記第４のマッチドフィルタと、前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ遅く前記第２のデータ信号を出力する前記第５のマッチドフィルタと、前記第３から第５のマッチドフィルタの出力を加算する第２の加算部と、該加算信号を第１の周波数から第２の周波数へ周波数変換するためのローカル信号を出力するローカル発振器と、前記加算信号及び前記ローカル信号の入力を受けて、該加算信号を周波数変換するミキサと、該周波数変換後の加算信号の入力を受けて、該信号を空中放射するアンテナ部とを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、第１の周波数を用いてデータ通信を行う第１の無線部、該第１の周波数と異なる第２の周波数を用いてデータ通信を行う第２の無線部とを具備する超広帯域無線受信機であって、電波信号を受信し、第１のマッチドフィルタ及び第２のマッチドフィルタに出力する第１のアンテナ部と、前記第１のアンテナ部からの信号を受けて、データ判定の基準となる基準信号を検出すると、第１の出力信号を出力する前記第１のマッチドフィルタと、前記第１のアンテナ部からの信号を受けて、データ信号を検出すると、第２の出力信号を出力する前記第２のマッチドフィルタと、前記第１、第２のマッチドフィルタから、前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号のいずれが先に出力されたかを検出して、該検出結果を出力する第１の遅延時間測定部と、該検出結果を受けて、前記データ信号が２値論理レベルの第１のレベルか、第２のレベルかを判定する第１のデータ判定部とを有し、前記第２の無線部が、電波信号を受信する第２のアンテナ部と、該電波信号を周波数変換するためのローカル信号を出力するローカル発振器と、該電波信号及び該ローカル信号の入力を受けて、該電波信号を周波数変換するミキサと、該周波数変換後の電波信号を受けて、データ判定の基準となる基準信号を検出すると、前記第１の出力信号を出力する第３のマッチドフィルタと、該周波数変換後の電波信号を受けて、データ信号を検出すると、前記第２の出力信号を出力する第４のマッチドフィルタと、前記第３、第４のマッチドフィルタから、前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号のいずれが先に出力されたかを検出して、該検出結果を出力する第２の遅延時間測定部と、該検出結果を受けて、前記データ信号が２値論理レベルの第１のレベルか、第２のレベルかを判定する第２のデータ判定部とを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、第１の周波数を用いてデータ通信を行う第１の無線部、該第１の周波数と異なる第２の周波数を用いてデータ通信を行う第２の無線部と、該第１、第２の無線部に送信データを振り分けるインターフェイス部とを具備する超広帯域無線送信機であって、前記第１の無線部が、前記インターフェイス部より振り分けられた送信データの入力を受けて、周期パルスを生成し、該周期パルスを第１のマッチドフィルタに入力するとともに、送信データが２値論理レベルの第１のレベルのとき、前記周期パルスを第２のマッチドフィルタに出力し、送信データが２値論理レベルの第２のレベルのとき、前記周期パルスを第３のマッチドフィルタに出力する第１の遅延時間制御部と、前記周期パルスが入力されると、データ判定の基準となる基準信号を出力する前記第１のマッチドフィルタと、前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ早く第１のデータ信号を出力する前記第２のマッチドフィルタと、前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ遅く第２のデータ信号を出力する前記第３のマッチドフィルタと、前記第１から第３のマッチドフィルタの出力を加算する第１の加算部と、該加算信号の入力を受けて、該加算信号を空中放射する第１のアンテナ部とを有し、前記第２の無線部が、前記インターフェイス部より振り分けられた送信データの入力を受けて、周期パルスを生成し、該周期パルスを第３のマッチドフィルタに入力するとともに、送信データが２値論理レベルの第１のレベルのとき、前記周期パルスを第４のマッチドフィルタに出力し、送信データが２値論理レベルの第２のレベルのとき、前記周期パルスを第５のマッチドフィルタに出力する第２の遅延時間制御部と、前記周期パルスが入力されると、データ判定の基準となる基準信号を出力する前記第３のマッチドフィルタと、前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ早く前記第１のデータ信号を出力する前記第４のマッチドフィルタと、前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ遅く第２のデータ信号を出力する前記第５のマッチドフィルタと、前記第３から第５のマッチドフィルタの出力を加算する第２の加算部と、該加算信号を第１の周波数から第２の周波数へ周波数変換するためのローカル信号を出力するローカル発振器と、前記加算信号及び前記ローカル信号の入力を受けて、該加算信号を周波数変換して前記第１の加算部に出力するミキサとを有することを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、第１の周波数を用いてデータ通信を行う第１の無線部、該第１の周波数と異なる第２の周波数を用いてデータ通信を行う第２の無線部とを具備する超広帯域無線受信機であって、電波信号を受信し、第１のマッチドフィルタ及び第２のマッチドフィルタ及び前記第２の無線部のミキサに出力する第１のアンテナ部と、前記第１のアンテナ部からの信号を受けて、データ判定の基準となる基準信号を検出すると、第１の出力信号を出力する前記第１のマッチドフィルタと、前記第１のアンテナ部からの信号を受けて、データ信号を検出すると、第２の出力信号を出力する前記第２のマッチドフィルタと、前記第１、第２のマッチドフィルタから、前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号のいずれが先に出力されたかを検出して、該検出結果を出力する第１の遅延時間測定部と、該検出結果を受けて、前記データ信号が２値論理レベルの第１のレベルか、第２のレベルかを判定する第１のデータ判定部とを有し、前記第２の無線部が、前記第１のアンテナ部で受信された電波信号を周波数変換するためのローカル信号を出力するローカル発振器と、前記第１のアンテナ部で受信された電波信号及び該ローカル信号の入力を受けて、該電波信号を周波数変換する前記ミキサと、該周波数変換後の電波信号を受けて、データ判定の基準となる基準信号を検出すると、前記第１の出力信号を出力する第３のマッチドフィルタと、該周波数変換後の電波信号を受けて、データ信号を検出すると、前記第２の出力信号を出力する第４のマッチドフィルタと、前記第３、第４のマッチドフィルタから、前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号のいずれが先に出力されたかを検出して、該検出結果を出力する第２の遅延時間測定部と、該検出結果を受けて、前記データ信号が２値論理レベルの第１のレベルか、第２のレベルかを判定する第２のデータ判定部とを有することを特徴とする。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、超広帯域無線送信機側において、遅延時間制御部が、周期パルスを生成し、該周期パルスを第１のマッチドフィルタに入力するとともに、送信データが２値論理レベルの第１のレベルのとき、前記周期パルスを第２のマッチドフィルタに出力し、送信データが２値論理レベルの第２のレベルのとき、前記周期パルスを第３のマッチドフィルタに出力し、前記第１のマッチドフィルタが、前記周期パルスが入力されると、データ判定の基準となる基準信号を出力し、前記第２のマッチドフィルタが、前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ早く第１のデータ信号を出力し、前記第３のマッチドフィルタが、前記周期パルスが入力されると、前記基準信号より所定の時間だけ遅く第２のデータ信号を出力し、加算部が、第１から第３のマッチドフィルタの出力を加算し、ローカル発振器が該加算信号を高域帯又は低域帯に周波数変換するためのローカル信号を出力し、ミキサが、前記加算信号及び前記ローカル信号の入力を受けて、該加算信号を周波数変換し、アンテナ部が、該周波数変換後の加算信号の入力を受けて、該信号を空中放射し、超広帯域無線受信機側において、アンテナ部が、前記加算信号を受信すると、該信号をミキサに出力し、該ミキサが、該加算信号及びローカル発振器が該加算信号を周波数変換するために出力するローカル信号の入力を受けて、該加算信号を周波数変換し、第４のマッチドフィルタが、該周波数変換後の電波信号を受けて、データ判定の基準となる基準信号を検出すると、第１の出力信号を出力し、第５のマッチドフィルタが、該周波数変換後の電波信号を受けて、データ信号を検出すると、第２の出力信号を出力し、遅延時間測定部が、前記第４、第５のマッチドフィルタから、前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号のいずれが先に出力されたかを検出して、該検出結果を出力し、データ判定部が、該検出結果を受けて、前記データ信号が２値論理レベルの第１のレベルか、第２のレベルかを判定することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の超広帯域無線送受信機の第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態による、超広帯域無線送受信機の構成を示す構成図である。本実施形態による超広帯域無線送受信機は、第１、第２の送信部と第１、第２の受信部及びＩＦ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３０、上位レイヤ３１から構成される。
第１の送信部は、マッチドフィルタ１−１〜１−３、遅延制御器２、加算器３、パワーアンプ（以下、ＰＡとする）４、スイッチ５、アンテナ６からなる。
また、第１の受信部は、上記スイッチ５（第１の送信部と共用）、アンテナ６（第１の送信部と共用）、低雑音増幅器（以下、ＬＮＡとする）７、マッチドフィルタ８−１、８−２、遅延時間測定器９、データ判定器１０からなる。
また、第２の送信部は、第１の送信部に、さらにミキサ２１、ローカル発振器２３を設けて構成される。すなわち、第２の送信部はマッチドフィルタ１１−１〜１１−３、遅延制御器１２、加算器１３、ミキサ２１、ローカル発振器２３、ＰＡ・１４、スイッチ１５、アンテナ１６からなる。
また、第２の受信部は、第１の受信部に、さらにミキサ２２、ローカル発振器２３（第２の送信部と共用）を設けて構成される。すなわち、第２の受信部は上記スイッチ１５（第２の送信部と共用）、アンテナ１６（第２の送信部と共用）、ＬＮＡ・１７、ミキサ２２、ローカル発振器２３、マッチドフィルタ１８−１、１８−２、遅延時間測定器１９、データ判定器２０からなる。
【００１９】
図２は、遅延時間制御器２の構成を示す構成図である。遅延時間制御器２は、ＡＮＤ回路Ａ１〜Ａ４と、ＮＯＴ回路Ｎ１とからなる。図３に示すように、ＮＯＴ回路Ｎ１は、水晶発振子（図示せず）が生成する１００ＭＨｚのクロックＣＬＫの入力を受けてＮＯＴ出力をＡＮＤ回路Ａ１に送出する。ＡＮＤ回路Ａ１は、クロック及びＮＯＴ出力の入力を受けて信号の論理積を算出し、ＡＮＤ出力としてパルスを生成する。このとき、例えば図３に示すように、パルスの時間幅は０．１ｎｓｅｃ程度となる。
ＡＮＤ回路Ａ２は、このパルスの入力と、入力１の論理積を算出し、出力信号Ｋ１をマッチドフィルタ１−１に送出する。ＡＮＤ回路Ａ３は、このパルスの入力と、送信データが１であれば入力１、送信データが０であれば入力０との論理積を算出し、出力信号Ｋ２をマッチドフィルタ１−２に送出する。また、ＡＮＤ回路Ａ４は、このパルスの入力と、送信データが１であれば入力０、送信データが０であれば入力１との論理積を算出し、出力信号Ｋ３をマッチドフィルタ１−３に送出する。
【００２０】
すなわち、送信されるデータが１の場合、マッチドフィルタ１−１とマッチドフィルタ１−２に出力信号Ｋ１−１、Ｋ２−１が送出され、送信されるデータが０の場合、マッチドフィルタ１−１とマッチドフィルタ１−３に出力信号Ｋ１−１、Ｋ３−１が送出される。
また、遅延時間制御器１２は遅延時間制御器２と同様に構成され、送信されるデータが１の場合、マッチドフィルタ１１−１とマッチドフィルタ１１−２に出力信号Ｋ１−２、Ｋ２−２が送出され、送信されるデータが０の場合、マッチドフィルタ１１−１とマッチドフィルタ１１−３に出力信号Ｋ１−２、Ｋ３−２が送出される。
【００２１】
図４は、マッチドフィルタ１−１〜１−３と加算器３の構成を示す構成図である。マッチドフィルタ１−１〜１−３は、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）マッチドフィルタであって、マッチドフィルタ１−１は、入力された信号Ｋ１−１に対して、図５に示す４つのパルスからなる基準信号を加算器３に出力する。図４、図５に示すように、マッチドフィルタ１−１のくし型電極の配置パターンは、時間周期Ｔで区切られた点線が示す基準時点から時間０及び擬似ランダム時間ＴＭ２、ＴＭ３、ＴＭ４だけ離れた時間において、正負のパルスが現れる信号パターンと対応する構造となっており、この構造によって、拡散符号ＰＮ０が規定されている。また、図４に示すように、マッチドフィルタ１−１のくし型電極の１つ１つの位置は、マッチドフィルタ１−２ののくし型電極の１つ１つの位置よりも信号Ｋ１−１〜Ｋ３−１の入力側（図４では左側に位置する）であって、マッチドフィルタ１−３よりも上記信号の出力側（図４では右側に位置する）である。
マッチドフィルタ１−２、１−３は、マッチドフィルタ１−１と同様に、ＳＡＷマッチドフィルタであって、図６に示す４つのパルスからなるデータ信号を加算器３に出力する。図４、図６に示すように、マッチドフィルタ１−２、１−３のくし型電極の配置パターンは、時間周期Ｔで区切られた点線が示す基準時点から時間０及び擬似ランダム時間ＴＮ２、ＴＮ３、ＴＮ４だけ離れた時間において、正負のパルスが現れる信号パターンと対応する構造となっており、この構造によって、拡散符号ＰＮ１が規定されている。また、図４に示すように、マッチドフィルタ１−２のくし型電極の配置パターンの位置は、マッチドフィルタ１−１、１−３よりも信号Ｋ１−１〜Ｋ３−１の出力側（図４では右側に位置する）である。また、マッチドフィルタ１−３のくし型電極の配置パターンの位置は、マッチドフィルタ１−１、１−２よりも信号Ｋ１−１〜Ｋ３−１の入力側（図４では左側に位置する）である。
【００２２】
加算器３は、上記基準信号及びデータ信号を受けて、これら信号を加算する加算器回路であって、ＰＡ・４に加算信号を出力する。また、加算器３の構成は、図４に示すように、マッチドフィルタ１−１〜１−３から出力される表面弾性波である基準信号及びデータ信号の入力を受けるのに十分な長さのくし型電極によって形成される。
ＰＡ・４は、入力される加算信号の信号レベルを増幅する増幅回路であって、スイッチ５に増幅信号を出力する。
スイッチ５は、ＰＡ・４、ＬＮＡ・７とアンテナ６との接続を切り替える切替部であって、データ送信時には、上位レイヤ３１からの制御信号に基づいて、接続端子をＰＡ・４側に切り替えた後、入力される増幅信号をアンテナ６に出力し、データ受信時には、同様に上位レイヤ３１からの制御信号に基づいて、接続端子をアンテナ６側に切り替えた後、アンテナ６側の端子から入力される電波信号をＬＮＡ・７に出力する。
アンテナ６は、データ送信時には、入力された増幅信号を電波として放射するともに、データ受信時には、受信した電波信号をスイッチ５へ出力する。
【００２３】
ＬＮＡ７は、スイッチ５より入力される受信信号の信号レベルを増幅する増幅回路であって、マッチドフィルタ８−１、８−２に増幅信号を出力する。
図７は、マッチドフィルタ８−１、８−２の構成を示す構成図である。マッチドフィルタ８−１は、入力された増幅信号に対して、図５に示す４つのパルスからなる基準信号の信号パターンと共鳴して、所定のパルスを遅延時間測定器９に出力する。マッチドフィルタ８−１のくし型電極の配置パターンは、時間周期Ｔで区切られた点線が示す基準時点から時間０及び擬似ランダム時間ＴＭ２、ＴＭ３、ＴＭ４だけ離れた時間において、正負のパルスが現れる信号パターンと共鳴する構造となっており、この構造によって、拡散符号ＰＮ０で拡散された拡散符号を検出し、出力信号Ｓ１−１を出力する。
【００２４】
マッチドフィルタ８−２は、マッチドフィルタ８−１と同様に、入力された増幅信号に対して、図６に示す４つのパルスからなるデータ信号の信号パターンと共鳴して、所定のパルスを遅延時間測定器９に出力する。マッチドフィルタ８−２のくし型電極の配置パターンは、時間周期Ｔで区切られた点線が示す基準時点から時間０及び擬似ランダム時間ＴＮ２、ＴＮ３、ＴＮ４だけ離れた時間において、正負のパルスが現れる信号パターンと共鳴する構造となっており、この構造によって、拡散符号ＰＮ１で拡散された拡散符号を検出し、出力信号Ｓ２−１を出力する。
【００２５】
遅延時間測定器９は、図８、９に示すラッチ回路Ｒ１、Ｒ２、２乗ｏｒ絶対値回路Ｚ１、Ｚ２及び図１０、１１に示すＤ−ＦＦ回路Ｆ１、Ｆ２、図１２、１３に示すクリア回路からなる。
２乗ｏｒ絶対値回路Ｚ１は入力信号Ｓ１−１を受けて、入力信号Ｓ１−１の２乗値または絶対値を算出し、ラッチ回路Ｒ１に出力する。ラッチ回路Ｒ１は信号Ｓ１−１の２乗値又は絶対値の入力を受けて、この信号の立ち上がりにおいて、データ「１」をラッチし、ラッチ出力ＳＤ１として出力する。
また２乗ｏｒ絶対値回路Ｚ２は、２乗ｏｒ絶対値回路Ｚ１と同様に入力信号Ｓ２−１の２乗値または絶対値を算出し、ラッチ回路Ｒ２に出力する。ラッチ回路Ｒ２は、ラッチ回路Ｒ１と同様に、信号Ｓ２−１の２乗値又は絶対値の入力を受けて、この信号の立ち上がりにおいて、データ「１」をラッチし、ラッチ出力ＳＤ２として出力する。
【００２６】
Ｄ−ＦＦ回路Ｆ１は、ラッチ出力ＳＤ１がＤ端子に、ラッチ出力ＳＤ２がＣＬＫ端子にそれぞれ入力されて、ＣＬＫ端子の入力状態がＬからＨに変化すると、Ｄ端子の入力状態を読み込み、出力信号Ｑ１として出力する。
Ｄ−ＦＦ回路Ｆ２は、ラッチ出力ＳＤ２がＤ端子に、ラッチ出力ＳＤ１がＣＬＫ端子にそれぞれ入力されて、ＣＬＫ端子の入力状態がＬからＨに変化すると、Ｄ端子の入力状態を読み込み、出力信号Ｑ２として出力する。
【００２７】
図１２は、上述したラッチ回路Ｒ１、Ｒ２及びＤ−ＦＦ回路Ｆ１、Ｆ２をクリアするためのクリア回路の前段の構成を示し、図１３は、クリア回路の後段の構成を示す。クリア回路前段部分は、Ｄ−ＦＦ回路Ｆ１０〜Ｆ１２、Ｆ２０〜Ｆ２２からなる。
Ｄ−ＦＦ回路Ｆ１０は、ラッチ出力ＳＤ１がＤ端子に、水晶発振子（図示せず）が生成する２００ＭＨｚのクロックＣＬＫ２がＣＬＫＰ端子にそれぞれ入力されて、ＣＬＫＰ端子の入力状態がＬからＨに変化すると、Ｄ端子の入力状態を読み込み、出力信号Ｑ１０として出力する。同様に、Ｄ−ＦＦ回路Ｆ２０は、ラッチ出力ＳＤ１がＤ端子に、ＣＬＫ２がＣＬＫＮ端子にそれぞれ入力されて、ＣＬＫＮ端子の入力状態がＤ−ＦＦ回路Ｆ１０の場合とは逆にＨからＬに変化すると、Ｄ端子の入力状態を読み込み、出力信号Ｑ４０として出力する。
【００２８】
Ｄ−ＦＦ回路Ｆ１１は、出力信号Ｑ１０がＤ端子に、ＣＬＫ２がＣＬＫＮ端子にそれぞれ入力されて、ＣＬＫＮ端子の入力状態がＨからＬに変化すると、Ｄ端子の入力状態を読み込み、出力信号Ｑ２０として出力する。同様に、Ｄ−ＦＦ回路Ｆ２１は、出力信号Ｑ４０がＤ端子に、ＣＬＫ２がＣＬＫＰ端子にそれぞれ入力されて、ＣＬＫＰ端子の入力状態がＤ−ＦＦ回路Ｆ１１の場合とは逆にＬからＨに変化すると、Ｄ端子の入力状態を読み込み、出力信号Ｑ５０として出力する。
【００２９】
Ｄ−ＦＦ回路Ｆ１２は、出力信号Ｑ２０がＤ端子に、ＣＬＫ２がＣＬＫＰ端子にそれぞれ入力されて、ＣＬＫＰ端子の入力状態がＬからＨに変化すると、Ｄ端子の入力状態を読み込み、出力信号Ｑ３０として出力する。同様に、Ｄ−ＦＦ回路Ｆ２２は、出力信号Ｑ５０がＤ端子に、ＣＬＫ２がＣＬＫＮ端子にそれぞれ入力されて、ＣＬＫＮ端子の入力状態がＤ−ＦＦ回路Ｆ１２の場合とは逆にＨからＬに変化すると、Ｄ端子の入力状態を読み込み、出力信号Ｑ６０として出力する。
【００３０】
クリア回路後段部分は、ＮＯＴ回路Ｎ１０〜１３、ＯＲ回路ＯＲ１〜ＯＲ６、ＡＮＤ回路Ａ１０からなる。ＮＯＴ回路Ｎ１０は出力信号Ｑ１０の入力を受けて反転出力Ｑ１１を、ＮＯＴ回路Ｎ１１は出力信号Ｑ５０の入力を受けて反転出力Ｑ５１を、ＮＯＴ回路Ｎ１２は出力信号Ｑ２０の入力を受けて反転出力Ｑ２１を、ＮＯＴ回路Ｎ１３は出力信号Ｑ４０の入力を受けて反転出力Ｑ４１をそれぞれ出力する。
ＯＲ回路ＯＲ１は反転出力Ｑ１１と出力信号Ｑ２０の論理和を算出し出力信号Ｑ７０を、ＯＲ回路ＯＲ２は反転出力Ｑ５１と出力信号Ｑ６０の論理和を算出し出力信号Ｑ８０を、ＯＲ回路ＯＲ３は反転出力Ｑ２１と出力信号Ｑ３０の論理和を算出し出力信号Ｑ９０を、ＯＲ回路ＯＲ４は反転出力Ｑ４１と出力信号Ｑ５０の論理和を算出し出力信号Ｑ１００をそれぞれ出力する。
また、ＯＲ回路ＯＲ５は出力信号Ｑ７０と出力信号Ｑ８０の論理和を算出し出力信号Ｑ１１０を、ＯＲ回路ＯＲ６は出力信号Ｑ９０と出力信号Ｑ１００の論理和を算出し出力信号Ｑ１２０をそれぞれ出力する。
ＡＮＤ回路Ａ１０は出力信号Ｑ１００と出力信号Ｑ１２０の入力を受けて、信号の論理積を算出しクリア信号をラッチ回路Ｒ１、Ｒ２及びＤ−ＦＦ回路Ｆ１、Ｆ２に出力する。
【００３１】
データ判定器１０は、図１４に示すデータ判定表に基づいて、データ判定を行う。すなわち、上述の出力信号Ｑ１、Ｑ２がともにゼロの場合、これをデータ不定と判定する。また、出力信号Ｑ１がゼロ、出力信号Ｑ２が１の場合、これをデータ１と判定する。また、出力信号Ｑ１が１、出力信号Ｑ２がゼロの場合、これをデータゼロと判定する。また、出力信号Ｑ１、Ｑ２がともに１の場合、これをデータ不定と判定する。
【００３２】
マッチドフィルタ１１−１〜１１−３は上記マッチドフィルタ１−１〜１−３と、遅延制御器１２は上記遅延制御器２と、加算器１３は加算器３とそれぞれ対応し、それぞれ同様に構成される。
ミキサ２１は、加算器１３から出力される加算信号及びこの加算信号を高域帯に周波数変換するためのローカル信号の入力をローカル発振器２３より受けて、加算信号を周波数変換する。
ＰＡ・１４はＰＡ・４と、スイッチ１５はスイッチ５と、アンテナ１６はアンテナ６と、ＬＮＡ・１７はＬＮＡ・７とそれぞれ対応し、それぞれ同様に構成される。
ミキサ２２は、ＬＮＡ・１７が増幅した増幅信号及びこの増幅信号を低域帯に周波数変換するためのローカル信号の入力を受けて、増幅信号を周波数変換する。
マッチドフィルタ１８−１、１８−２は上記マッチドフィルタ８−１、８−２と、遅延時間測定器１９は上記遅延時間測定器９と、データ判定器２０は上記データ判定器１０とそれぞれ対応し、それぞれ同様に構成される。
【００３３】
ＩＦ・３０は、シリアル・パラレル変換機能を有するインターフェイス部であって、上位レイヤ３１から送信データの入力を受けた場合、これをシリアル・パラレル変換し、遅延時間制御器２、１２に出力するとともに、データ判定器１０、２０から復調した受信データの入力を受けた場合、これをパラレル・シリアル変換し、上位レイヤ３１に出力する。
上位レイヤ３１は、例えば、ＯＳＩに規定される物理レイヤ、データリンクレイヤ等の下位レイヤより上位のレイヤであって、ユーザへのサービスを提供する機能を有している。すなわち、例えば、上位レイヤ３１の一つであるアプリケーションレイヤは、スイッチ５に接続切替を指示する制御信号を出力した後、ＩＦ３０に送信データを出力する。また、データ送信時以外は、スイッチ５をアンテナ６側に切り替えておき、データ受信時にはＩＦ３０から受信データの入力を受け付ける。
【００３４】
以下、図面を参照して本実施形態の超広帯域無線送受信機の動作について説明する。図１に示す第１、第２の送信部において、上位レイヤ３１がアプリケーションレイヤ等のデータ送信要求により、スイッチ５、スイッチ１５をＰＡ・４側、ＰＡ・１４側に切り替える切替制御信号を出力した後、送信データをＩＦ３０に出力すると、ＩＦ３０がシリアル・パラレル変換し、遅延時間制御器２、２０に出力する。
遅延時間制御器２、２０は、送信データの入力を受けて、送信処理を開始する。ここで、これ以降の処理は、第１、第２の送信部でそれぞれ独立並行的に実行されることから、まず第１の送信部をなす遅延時間制御器２側の動作を説明した後、第２の送信部の動作について、第１の送信部と異なる動作部分について説明する。
【００３５】
遅延時間制御器２は、ＩＦ３０より送信データの入力を受けて、水晶発振子が２００ＭＨｚのクロックを分周して１００ＭＨｚのクロックを生成する。ＡＮＤ回路Ａ１はこのクロックの入力を受けて、出力として図３に示すパルスを生成する。
【００３６】
生成されたパルスはＡＮＤ回路Ａ２に入力され、出力信号Ｋ１−１がマッチドフィルタ１−１に入力される。マッチドフィルタ１−１は、図１５の上段に示すように、信号Ｋ１−１を受けて、時間周期Ｔで区切られた点線が示す基準時点から時間０及び擬似ランダム時間ＴＭ２、ＴＭ３、ＴＭ４だけ離れた時間においてそれぞれパルスを生成する。
【００３７】
送信データがＡＮＤ回路Ａ３に入力されると、ＡＮＤ回路Ａ３はパルスの入力と、送信データが１であれば入力１、送信データが０であれば入力０との論理積を算出し、出力信号Ｋ２−１をマッチドフィルタ１−２に送出する。
マッチドフィルタ１−２は、図１５の中段に示すようにマッチドフィルタ１−１よりも所定の時間だけ早く、入力された信号Ｋ２−１を拡散コード１である拡散符号ＰＮ１で低域帯（例えば、５ＧＨｚより低い、３．５〜４．５ＧＨｚ）に変調する。
すなわち、マッチドフィルタ１−２は、データが１の時は、図１５の下段に示すように、時間周期Ｔで区切られた点線が示す基準時点から時間０及び擬似ランダム時間ＴＮ２、ＴＮ３、ＴＮ４だけ離れた時間においてそれぞれパルスを生成する。この４つのパルスからなる信号パターンは基準信号との比較において、データ信号の方が早く出力されており、送信するデータ１を示すデータ信号となる。
【００３８】
また、送信データがＡＮＤ回路Ａ４に入力されると、ＡＮＤ回路Ａ４は、パルスの入力と、送信データが１であれば入力０、送信データが０であれば入力１との論理積を算出し、出力信号Ｋ３−１をマッチドフィルタ１−３に送出する。
マッチドフィルタ１−３は、図４に示すようにマッチドフィルタ１−１よりも所定の時間だけ遅く、入力された信号Ｋ３を拡散コード１である拡散符号ＰＮ１で低域帯（例えば、５ＧＨｚより低い、３．５〜４．５ＧＨｚ）に変調する。
すなわち、マッチドフィルタ１−３は、データが０の時は、図１５の中段に示すように、時間周期Ｔで区切られた点線が示す基準時点から時間０及び擬似ランダム時間ＴＮ２、ＴＮ３、ＴＮ４だけ離れた時間においてそれぞれパルスを生成する。この４つのパルスからなる信号パターンは基準信号との比較において、データ信号の方が遅く出力されており、送信するデータ０を示すデータ信号となる。
【００３９】
加算器３はこれらの信号を受けて加算し、ＰＡ・４に加算信号を出力する。すなわち、送信するデータが１であれば、マッチドフィルタ１−１より基準信号を、マッチドフィルタ１−２よりデータ信号を受けて、これら２つの信号を加算し、ＰＡ・４に加算した加算信号を出力する。
また、送信するデータが０であれば、マッチドフィルタ１−１より基準信号を、マッチドフィルタ１−３よりデータ信号を受けて、これら２つの信号を加算し、ＰＡ・４に加算した加算信号を出力する。
ＰＡ・４は、入力される加算信号の信号レベルを増幅させ、スイッチ５に増幅信号を出力する。
スイッチ５は上位レイヤ３１から切替制御信号を受けて接続を切り替えた後、ＰＡ・４側の端子から入力される増幅信号をアンテナ６に出力する。アンテナ６は、この入力された増幅信号を電波として放射する。
【００４０】
一方、第２の送信部は、第１の送信部と同様に、遅延時間制御器１２がＩＦ３０よりシリアル・パラレル変換された送信データの入力を受けて、マッチドフィルタ１１−１〜１１−３に出力信号Ｋ１−２〜Ｋ３−２を出力する。マッチドフィルタ１１−１〜１１−３は、信号Ｋ１−２〜Ｋ３−２を受けて、図１５に示す基準信号、データ信号を出力し、加算器１３はこれら信号を加算する。
ローカル発振器２３は、この加算信号を高域帯に周波数変換するためのローカル信号をミキサ２１に出力し、ミキサ２１は、加算器１３より加算信号を受け、またローカル発振器２３よりローカル信号を受けて、加算信号を高域帯（例えば５ＧＨｚより高い、６〜７ＧＨｚ）に周波数変換する。
【００４１】
ＰＡ・１４は周波数変換後の加算信号の入力を受けて、これを増幅して出力する。スイッチ１５は、上位レイヤ３１から切替制御信号を受けて接続を切り替えた後、ＰＡ・１４側の端子から入力される増幅信号をアンテナ１６に出力する。アンテナ１６は、この入力された増幅信号を電波として放射する。
【００４２】
一方、本実施形態の第１、第２の受信部は、本広帯域無線送受信機以外の他の広帯域無線送受信機におけるアンテナ６及びアンテナ１６から出力された電波信号を受信すると、受信処理を開始する。ここで、これ以降の処理は、第１、第２の受信部でそれぞれ独立並行的に実行されることから、まず第１の受信部をなすアンテナ６側の動作を説明した後、第２の受信部の動作について、第１の受信部と異なる動作部分について説明する。
アンテナ６は放射された電波を受信し、スイッチ５を経由してＬＮＡ７に出力する。ＬＮＡ７は、受信信号が入力されると、受信信号の信号レベルを増幅させ、マッチドフィルタ８−１、８−２に増幅信号を出力する。
マッチドフィルタ８−１は、入力された増幅信号の中の拡散符号ＰＮ０で拡散された拡散信号と共鳴し、出力信号Ｓ１−１を出力する。また、マッチドフィルタ８−２も同様に、入力された増幅信号の中の拡散符号ＰＮ１で拡散された拡散符号を検出し、出力信号Ｓ２−１を出力する。
【００４３】
このとき、入力される拡散符号は、受信したデータが１であれば、図１５に示す上段の基準信号と下段のデータ信号とであり、データ信号は基準信号に対して時間的に早く入力されるため、マッチドフィルタ８−２は、マッチドフィルタ８−１が出力信号Ｓ１−１を出力するよりも早く、出力信号Ｓ２−１を出力する。また、受信したデータが０であれば、入力される拡散符号は図１５に示す上段の基準信号と中段のデータ信号とであり、データ信号は基準信号に対して時間的に遅く入力されるため、マッチドフィルタ８−１は、マッチドフィルタ８−２が出力信号Ｓ１−１を出力するよりも早く、出力信号Ｓ２−１を出力する。
【００４４】
遅延時間測定器９は、出力信号Ｓ１−１、Ｓ２−１が入力されると、出力信号Ｑ１、Ｑ２として出力する。このとき、Ｄ−ＦＦ回路Ｆ１、Ｆ２に入力されるラッチ出力ＳＤ１、ＳＤ２は、データ１の場合、ラッチ出力ＳＤ２がラッチ出力ＳＤ１より時間的に先となるので、Ｄ−ＦＦ回路Ｆ１においては、ラッチ出力ＳＤ２がＣＬＫ端子に入力されてＣＬＫ端子の入力状態がＬからＨに変化する時点で、ラッチ出力ＳＤ１はまだ入力されておらず、Ｄ端子の状態はＬであるので、出力信号Ｑ１は０となる。また、Ｄ−ＦＦ回路Ｆ２においては、ラッチ出力ＳＤ１がＣＬＫ端子に入力されてＣＬＫ端子の入力状態がＬからＨに変化する時点で、ラッチ出力ＳＤ２はすでに入力されており、Ｄ端子の状態はＨであるので、出力信号Ｑ２は１となる。
【００４５】
一方、データ０の場合、ラッチ出力ＳＤ１がラッチ出力ＳＤ２より時間的に先となるので、Ｄ−ＦＦ回路Ｆ１においては、ラッチ出力ＳＤ２がＣＬＫ端子に入力されてＣＬＫ端子の入力状態がＬからＨに変化する時点で、ラッチ出力ＳＤ１はすでに入力されており、Ｄ端子の状態はＨであるので、出力信号Ｑ１は１となる。また、Ｄ−ＦＦ回路Ｆ２においては、ラッチ出力ＳＤ１がＣＬＫ端子に入力されてＣＬＫ端子の入力状態がＬからＨに変化する時点で、ラッチ出力ＳＤ２はまだ入力されておらず、Ｄ端子の状態はＬであるので、出力信号Ｑ２は０となる。
【００４６】
出力信号Ｑ１、Ｑ２がそれぞれデータ判定器１０に入力されると、データ判定器１０は、図１４に示すデータ判定表に基づいてデータ判定を行い、判定結果を受信データとしてＩＦ３０を経由して、上位レイヤ３１に出力する。
【００４７】
またラッチ出力ＳＤ１がクリア回路に入力されると、クリア回路の前段は、出力信号Ｑ１０、Ｑ２０、Ｑ３０、Ｑ４０、Ｑ５０、Ｑ６０をクリア回路後段に出力する。クリア回路後段は、これらの信号を受けてクリア信号を出力する。
【００４８】
図１６にラッチ出力ＳＤ１の立ち上がり時点においてＣＬＫ２がＨである場合のクリア出力の波形図を、図１７にラッチ出力ＳＤ１の立ち上がり時点においてＣＬＫ２がＬである場合のクリア出力の波形図をそれぞれ示す。ラッチ出力ＳＤ１の立ち上がりにＣＬＫ２がＨである場合、クリア信号は図１７に示すように、ＣＬＫ２の半周期から１周期の間に出力される。ＣＬＫ２は２００ＭＨｚであるので、クリア信号は５ｎｓｅｃから１０ｎｓｅｃの間で出力される。
出力されたクリア信号は、ラッチ回路Ｒ１、Ｒ２及びＤ−ＦＦ回路Ｆ１、Ｆ２に入力されて、ラッチ回路Ｒ１、Ｒ２、Ｄ−ＦＦ回路Ｆ１、Ｆ２をクリアする。
【００４９】
一方、第２の受信部は、第１の受信部と同様に、アンテナ１６が他の広帯域無線送受信機が放射した電波信号を受信し、ＬＮＡ１７が増幅する。ローカル発振器２３は、この電波信号を低域帯に周波数変換するためのローカル信号をミキサ２２に出力し、ミキサ２２は、ＬＮＡ１７より増幅信号を受け、またローカル発振器２３よりローカル信号を受けて、増幅信号を低域帯（例えば、５ＧＨｚより低い、３．５〜４．５ＧＨｚ）に周波数変換する。周波数変換後の増幅信号は、マッチドフィルタ１８−１、１８−２に入力され、マッチドフィルタ１８−１、１８−２は入力された増幅信号の中の拡散符号を検出し、出力信号Ｓ１−２、Ｓ２−２を出力する。遅延時間測定器１９はこれらの信号を受けて、マッチドフィルタ１８−１、１８−２のいずれが先に信号を出力したかに基づいて、信号Ｑ１、Ｑ２を出力する。データ判定器２０は、この信号Ｑ１、Ｑ２に基づいて、図１４のデータ判定表に基づきデータ判定をし、受信データとして、ＩＦ３０を経由して、上位レイヤ３１に出力する。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態における超広帯域無線送受信機によれば、送信機は、擬似ランダム時間を正確に生成しなくとも、超広帯域無線通信を行うことができる。このため、高速で動作可能なデジタル回路のカウンタを必要とせず、カウンタを常に動作させることによる消費電力を削減することができる効果が得られる。
またラッチ回路Ｒ１、Ｒ２に２００ＭＨｚのクロックでクリア信号を入力することより、ラッチ回路Ｒ１、Ｒ２が信号ＳＤ１、ＳＤ２を保持している間、すなわちクロック１周期分（１０ｎｓｅｃ）のマルチパスを除去することができる効果が得られる。また、２００ＭＨｚのクロックで半周期分（５ｎｓｅｃ）以前にクリアを解除することができる。
【００５１】
また、図１８に、以上説明した第１、第２の送信部によるデータ送信時のＵＷＢスペクトラムを示す。図１８に示すように、本実施形態の超広帯域無線送受信機によれば、使用する周波数帯を２つに分けることができ、第１の送信部を５ＧＨｚ帯より低く設定し、第２の送信部を５ＧＨｚ帯より高く設定することで、干渉が懸念されるＷＬＡＮ等の帯域を回避することができる。
なお、上述したように、第１、第２の送信部の使用帯域は、例えば、３，５ＧＨｚ〜４．５ＧＨｚと６〜７ＧＨｚなどに設定可能である。すなわち、帯域幅１ＧＨｚのアンテナを２組使用すればよいため、１つのアンテナで３．５ＧＨｚ〜７ＧＨｚをカバーする場合に比較し、１つのアンテナの大きさを小さくすることができる効果が得られる。また、２つにアンテナを分けることで、モジュール化する際に、アンテナ配置の自由度が広がり、結果的にモジュール全体の形状を小さくすることができる効果が得られる。
また、アンテナ個々の受信帯域を比較的狭くすることができるので、アンテナの受信特性を向上させることができ、結果的に総合システム特性が向上する。
また、使用する帯域が複数に分かれることにより、送信専用／受信専用、あるいは、Ｐｉｃｏ−Ｎｅｔ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等によって、アドホック接続して形成されるネットワーク）別、接続機器別の帯域割当、さらには周波数ダイバーシティに広く応用することができる効果が得られる。
【００５２】
次に上述の実施形態の広帯域無線送受信機における周波数変換シミュレーション結果を示す。本シミュレーションは、簡単のため、図１に示す第２の無線送信部と第２の無線受信部間について行った。
図１９は本シミュレーションの構成を示す。図１９の左側部分に示すＳＲＣ１、ＳＲＣ３、Ｍａｔｃｈｅｄ  Ｆｉｌｔｅｒ、ＬＰＦ１、ＢＰＦ１、Ｄｉｓｃ  Ｍｏｎｏｐｏｌｅから構成される送信部が第２の送信部と対応し、図１９の右側部分に示すＤｉｓｃ  Ｍｏｎｏｐｏｌｅ、ＭＩＸ２、ＳＲＣ２、ＳＲＣ４、ＬＰＦ２、ＰＷＲ１、Ｍａｔｃｈｅｄ  Ｆｉｌｔｅｒから構成される受信部が第２の無線受信部側と対応する。
【００５３】
まず送信部側において、ローカル発振器１（図１９のＳＲＣ１に相当）が出力する周波数５ＧＨｚのモノパルス（図２０に示すＶｉｎを参照）をマッチドフィルタ（図１９のＭａｔｃｈｅｄ  Ｆｉｌｔｅｒに相当）へ入力させる。このモノパルスはマッチドフィルタのくし型電極のパターンに基づいて変調され、変調信号Ｍｏｄが出力される（図２１に示すＭｏｄを参照）。
変調信号Ｍｏｄは、ローパスフィルタ１（図１９のＬＰＦ１に相当．）に入力され、７ＧＨｚ以上の周波数成分が除去されて、７ＧＨｚ以下の周波数成分からなる信号ＩＲＦが出力される（図２２に示すＩＲＦを参照）。
信号ＩＲＦはミキサ１（図１９のＭＩＸ１に相当）によって、ローカル発振器３（図１９のＳＲＣ３に相当）が出力する振幅１Ｖ、周波数５ＧＨｚのローカル信号を用いて、アップコンバージョンされ、信号ＵｐＣｏｎｖが出力される（図２３のＵｐＣｏｎｖを参照）。
信号ＵｐＣｏｎｖには、周波数５ＧＨｚ以下の帯域に、アップコンバージョンによって発生するイメージ信号が含まれているので、中心周波数８．５ＧＨｚ、通過帯域７〜１０ＧＨｚのバンドパスフィルタ（図１９のＢＰＦ１に相当）によって、このイメージを除去し、イメージ除去後の信号Ｔｘをアンテナ（図１９のＤｉｓｃ  Ｍｏｎｏｐｌｅに相当）に出力する（図２４のＴｘを参照）。アンテナは信号Ｔｘを空中放射する。
【００５４】
次に受信機側において、アンテナ（図１９のＤｉｓｃ  Ｍｏｎｏｐｌｅに相当）は送信側で放射された電波信号Ｒｘを受信し、ミキサ２（図１９のＭＩＸ２に相当）に出力する（図２５のＲｘを参照）。
ミキサ２は、ローカル発振器４（図１９のＳＲＣ４に相当）が出力する振幅１Ｖ、周波数５ＧＨｚのローカル信号を用いて、電波信号Ｒｘをダウンコンバージョンし、信号ＤｏｗｎＣｏｎｖを出力する（図２６のＵｐＣｏｎｖを参照）。
信号ＤｏｗｎＣｏｎｖには、周波数９ＧＨｚ以上の帯域にダウンコンバージョンによって発生するイメージ信号が含まれているので、ローパスフィルタ２（図１９のＬＰＦ２に相当）によって、９ＧＨｚ以上の周波数成分が除去される。
ＰＷＲ１とＳＲＣ２からなるノイズ加算器は、イメージ除去後の信号に、実世界で発生すると想定される程度のノイズを加算して、ノイズ加算後の信号ＮＲｘを出力する（図２７のＮＲｘを参照）。ただし、本シミュレーションにおいては、簡単のために、これを使用していない場合を示している。
マッチドフィルタは、信号ＮＲｘの入力を受けて、これを復調し、復調後の信号Ｖｏｕｔを出力する。
【００５５】
以上説明したように、本シミュレーションにおいて、図２１に示す変調後の信号が図２８に示すように復調されることが示される。
すなわち、本実施形態の超広帯域無線送受信機によれば、図１８に示すように、使用する周波数帯を２つに分けることができ、第１の送信部を５ＧＨｚ帯より低く設定し、第２の送信部を５ＧＨｚ帯より高く設定することで、干渉が懸念されるＷＬＡＮ等の帯域を回避することができることが示された。
【００５６】
次に図面を参照して本発明の超広帯域無線送信機及び受信機を適用した超広帯域無線送受信機の第２の実施形態について説明する。図２９は、本実施形態による、超広帯域無線送受信機の構成を示す構成図である。
本実施形態の超広帯域無線送受信機が第１の実施形態と異なる点は、ＰＡ・４とＰＡ・１４、スイッチ５とスイッチ１５、アンテナ６とアンテナ１６、ＬＮＡ７とＬＮＡ１７とを共用化していることである。
以下、本実施形態の超広帯域無線送受信機について、第１の実施形態と異なる点について説明し、重複する部分に関しては説明を省略する。
【００５７】
図２９に示すように、本実施形態の超広帯域無線送受信機は、第１の実施形態と同様に、第１、第２の送信部と第１、第２の受信部及びＩＦ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３０、上位レイヤ３１から構成される。
第１の送信部は、マッチドフィルタ１−１〜１−３、遅延制御器２、加算器３、ＰＡ・４、スイッチ５、アンテナ６からなる。
また、第２の送信部は、第１の送信部に、さらにミキサ２１、ローカル発振器２３を設けて構成される。すなわち、第２の送信部はマッチドフィルタ１１−１〜１１−３、遅延制御器１２、加算器１３、ミキサ２１、ローカル発振器２３、上記ＰＡ・４（第１の送信部と共用）、スイッチ５（第１の送信部と共用）、アンテナ６（第１の送信部と共用）からなる。
また、第１の受信部は、上記スイッチ５（第１、第２の送信部と共用）、アンテナ６（第１、第２の送信部と共用）、ＬＮＡ・７、マッチドフィルタ８−１、８−２、遅延時間測定器９、データ判定器１０からなる。
また、第２の受信部は、第１の受信部に、さらにミキサ２２、上記ローカル発振器２３（第２の送信部と共用）を設けて構成される。すなわち、第２の受信部は上記スイッチ５（第１、２の送信部、第１の受信部と共用）、アンテナ６（第１、２の送信部、第１の受信部と共用）、ＬＮＡ・７（第１の受信部と共用）、ミキサ２２、ローカル発振器２３（第２の送信部と共用）、マッチドフィルタ１８−１、１８−２、遅延時間測定器１９、データ判定器２０からなる。
【００５８】
次に本実施形態の超広帯域無線送受信機の動作について、第１の実施形態と異なる点について説明する。
データ送信時において、上位レイヤ３１から遅延時間制御器２、１２に出力されたデータ信号は、それぞれマッチドフィルタ１−１〜１−３、１１−１〜１１−３を経由して、加算器３、１３において加算される。このとき、さらに加算器１３が出力する加算信号はミキサ２１において、ローカル発振器２３が出力するローカル信号により、高域帯（例えば５ＧＨｚより高い、６〜７ＧＨｚ）に周波数変換された後、加算器３に出力される。
そして、加算器３は、マッチドフィルタ１−１〜１−３の出力を加算した加算信号と、周波数変換後のマッチドフィルタ１１−１〜１１−３の出力加算信号とを加算する。この加算信号は、ＰＡ・４によって増幅された後、スイッチ５を経由してアンテナ６により空中放射される。
【００５９】
また、データ受信時において、アンテナ６で受信された電波信号は、スイッチ５を経由して、ＬＮＡ・７に入力される。ＬＮＡ・７はこれを増幅した後、マッチドフィルタ８−１、８−２、ミキサ２２に出力する。
マッチドフィルタ８−１、８−２に入力された増幅信号は、マッチドフィルタ８−１、８−２、遅延時間制御器９、データ判定器１０によって復調され、ＩＦ３０を介して上位レイヤ３１に入力される。
一方、ミキサ２２に入力された増幅信号は、ローカル発振器２３が出力するローカル信号により、低域帯（例えば、５ＧＨｚより低い、３．５〜４．５ＧＨｚ）に周波数変換される。周波数変換後の増幅信号は、マッチドフィルタ１８−１、１８−２に入力され、マッチドフィルタ１８−１、１８−２、遅延時間測定器１９、データ判定器２０によって復調され、受信データとして、ＩＦ３０を経由して、上位レイヤ３１に出力する。
【００６０】
したがって、本実施形態の超広帯域無線送受信機によれば、アンテナ、ＰＡ、ＬＮＡ等の部品点数を削減できるため、モジュールが小型化できるという効果が得られるとともに、部品コストが削減できるという効果が得られる。
【００６１】
なお、上述の実施形態１、２においては、通信帯域を２つの帯域に分割した場合を示したが、本発明はこれに限られず、３つ以上の帯域を使用して伝送してもよい。
また、上述の実施形態１、２においては、マッチドフィルタの数を送信部においては３つ、受信部においては２つ使用する場合を示したが、本発明はこれに限られず、これらの組を複数使用しても良い。
また、上述の実施形態１、２においては、各マッチドフィルタによって生成するＰＮパターンをＰＮ０、ＰＮ１の２パターンによって構成したが、本発明はこれに限られず、複数種類を用いてもよい。
また、マッチドフィルタを実現する方法としては、ＳＡＷ―Ｄｅｖｉｃｅを用いる他に、パルス波形をＡＤ変換し、デジタルデータとした後、デジタル回路によりトランスバーサル・フィルタを構成してもよい。
【００６２】
また、上述の実施形態１、２においては、アナログ回路によって構成した例を示したが、本発明はこれに限られず、例えば、加算器後段部分をデジタル回路によって構成したソフトウェア無線としてもよい。この場合、上述の広帯域無線送受信機は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述したデータ信号処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、超広帯域無線送信機側において、遅延時間制御部が、周期パルスを生成し、周期パルスを第１のマッチドフィルタに入力するとともに、送信データが２値論理レベルの第１のレベルのとき、周期パルスを第２のマッチドフィルタに出力し、送信データが２値論理レベルの第２のレベルのとき、周期パルスを第３のマッチドフィルタに出力し、第１のマッチドフィルタが、周期パルスが入力されると、データ判定の基準となる基準信号を出力し、第２のマッチドフィルタが、周期パルスが入力されると、基準信号より所定の時間だけ早く第１のデータ信号を出力し、第３のマッチドフィルタが、周期パルスが入力されると、基準信号より所定の時間だけ遅く第２のデータ信号を出力し、加算部が、第１から第３のマッチドフィルタの出力を加算し、ローカル発振器が加算信号を高域帯又は低域帯に周波数変換するためのローカル信号を出力し、ミキサが、加算信号及びローカル信号の入力を受けて、加算信号を周波数変換し、アンテナ部が、周波数変換後の加算信号の入力を受けて、これを空中放射し、超広帯域無線受信機側において、アンテナ部が、加算信号を受信すると、ミキサに出力し、ミキサが、加算信号及びローカル発振器が加算信号を周波数変換するために出力するローカル信号の入力を受けて、加算信号を周波数変換し、第４のマッチドフィルタが、周波数変換後の電波信号を受けて、データ判定の基準となる基準信号を検出すると、第１の出力信号を出力し、第５のマッチドフィルタが、周波数変換後の電波信号を受けて、データ信号を検出すると、第２の出力信号を出力し、遅延時間測定部が、第４、第５のマッチドフィルタから、第１の出力信号及び第２の出力信号のいずれが先に出力されたかを検出して、検出結果を出力し、データ判定部が、検出結果を受けて、データ信号が２値論理レベルの第１のレベルか、第２のレベルかを判定するので、通信信号が密集している帯域を回避しながら、従来以上の伝送レート及び通信品質を確保することができるとともに、アンテナをより小型化できる効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態による、超広帯域無線送受信機の構成を示す構成図である。
【図２】遅延制御器２の構成を示す構成図である。
【図３】遅延制御器２によるインパスル生成の様子を示す説明図である。
【図４】マッチドフィルタ１−１〜１−３及び加算器３の構成を示す構成図である。
【図５】拡散符号ＰＮ０で拡散された信号波形を示す波形図である。
【図６】拡散符号ＰＮ１で拡散された信号波形を示す波形図である。
【図７】マッチドフィルタ８−１、８−２の構成を示す構成図である。
【図８】ラッチ回路Ｒ１の構成を示す構成図である。
【図９】ラッチ回路Ｒ２の構成を示す構成図である。
【図１０】Ｄ−ＦＦ回路Ｆ１の構成を示す構成図である。
【図１１】Ｄ−ＦＦ回路Ｆ２の構成を示す構成図である。
【図１２】クリア回路の前段の構成を示す構成図である。
【図１３】クリア回路の後段の構成を示す構成図である。
【図１４】データ判定器１０、２０がデータ判定を行うデータ判定表である。
【図１５】基準信号及びデータ信号の波形を示す波形図である。
【図１６】ケース１におけるクリア信号の出力を示す説明図である。
【図１７】ケース２におけるクリア信号の出力を示す説明図である。
【図１８】本実施形態の超広帯域無線送受信機によるＵＷＢスペクトラムを示す説明図である。
【図１９】本実施形態の超広帯域無線送受信機のシミュレーション構成を示す構成図である。
【図２０】信号Ｖｉｎを示す図である。
【図２１】信号Ｍｏｄを示す図である。
【図２２】信号ＩＲＦを示す図である。
【図２３】信号ＵｐＣｏｎｖを示す図である。
【図２４】信号Ｔｘを示す図である。
【図２５】信号Ｒｘを示す図である。
【図２６】信号ＤｏｗｎＣｏｎｖを示す図である。
【図２７】信号ＮＲｘを示す図である。
【図２８】信号Ｖｏｕｔを示す図である。
【図２９】第２の実施形態による、超広帯域無線送受信機の構成を示す構成図である。
【図３０】従来の超広帯域無線送受信機によるＵＷＢスペクトラムを示す説明図である。
【図３１】特願２００２−２６２６８０号に記載された超広帯域無線送受信機の構成図である。
【符号の説明】
１−１〜１−３、８−１、８−２、１１−１〜１１−３、１８−１〜１８−２…マッチドフィルタ
２、１２…遅延時間制御器
３、１３…加算器
４、１４…ＰＡ
５、１５…スイッチ
６、１６…アンテナ
７、１７…ＬＮＡ
９、１９…遅延時間測定器
１０、２０…データ判定器
３０…ＩＦ
３１…上位レイヤ
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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