(57)【要約】【課題】  外部付加装置を用いることなく希望信号を取り出して同期確立ができる通信装置を提供する。【解決手段】  インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信装置において、受信機４０は、送信機から送信信号を受信するアンテナ４１〜３４と、このアンテナ４１〜４３から受信した送信信号の中から冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを検出する相関回路５１と、この同期パルスに基づいて同期処理を行うＣＰＵ４８を備える。また、ＣＰＵ４８は、同期パルスの周期の違いで送受信間のチャンネルを設定する。また、ＣＰＵ４８は、受信信号に応じて狭帯域アンテナ４１〜４３と広帯域アンテナ４４を選択的に切替える。また、ＣＰＵ４８は、同期確立後、受信信号を所定時間受信しない場合、受信信号の相関を取るために出力される相関信号を停止し、同期パルスを待つポーリング信号に変える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信装置において、
送信機から送信信号を受信するアンテナと、
前記アンテナから受信した送信信号の中から冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを検出する同期パルス検出手段と、
前記同期パルスに基づいて同期処理を行う同期処理手段とを備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信装置において、
送信機から送信信号を受信するアンテナと、
前記アンテナから受信した送信信号の中から非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを検出する同期パルス検出手段と、
前記同期パルスに基づいて同期処理を行う同期処理手段とを備えることを特徴とする通信装置。
【請求項３】
前記通信装置は更に、前記同期パルスの周期の違いで送受信間のチャンネルを設定するチャンネル設定手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の通信装置。
【請求項４】
前記通信装置は更に、前記同期パルスの周期パターンの違いで送受信間のチャンネルを設定するチャンネル設定手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の通信装置。
【請求項５】
前記通信装置は更に、前記同期パルスのパルスの数の違いで送受信間のチャンネルを設定するチャンネル設定手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の通信装置。
【請求項６】
前記通信装置は更に、非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスの関数の違いで送受信間のチャンネルを設定するチャンネル設定手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の通信装置。
【請求項７】
前記アンテナは、狭帯域アンテナと、広帯域アンテナとを含み、
前記通信装置は更に、受信信号に応じて前記狭帯域アンテナと前記広帯域アンテナを選択的に切替える切替手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項８】
前記通信装置は更に、同期確立後、前記受信信号を所定時間受信しない場合、前記受信信号の相関を取るために出力される相関信号を停止し、前記同期パルスを待つポーリング信号に変える制御手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項９】
インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信装置において、
冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを発生させる同期パルス発生手段と、
前記同期パルスを送信するアンテナとを備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１０】
インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信装置において、
非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを発生させる同期パルス発生手段と、
前記同期パルスを送信するアンテナとを備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１１】
前記同期パルス発生回路は、送受信間で設定するチャンネルに応じた周期の同期パルスを発生することを特徴とする請求項９または請求項１０記載の通信装置。
【請求項１２】
前記同期パルス発生回路は、送受信間で設定するチャンネルに応じた周期パターンの同期パルスを発生することを特徴とする請求項９または請求項１０記載の通信装置。
【請求項１３】
前記同期パルス発生回路は、送受信間で設定するチャンネルに応じたパルス数の同期パルスを発生することを特徴とする請求項９または請求項１０記載の通信装置。
【請求項１４】
前記同期パルス発生回路は、送受信間で設定するチャンネルに応じた非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを発生することを特徴とする請求項９または請求項１０記載の通信装置。
【請求項１５】
前記アンテナは、狭帯域アンテナと、広帯域アンテナとを含み、
前記通信装置は更に、送信する信号に応じて前記狭帯域アンテナおよび前記広帯域アンテナを選択的に切替える切替手段を備えることを特徴とする請求項９から請求項１４のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項１６】
インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信方法において、
送信機から送信信号を受信する受信ステップと、
前記送信信号の中から冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを検出する同期パルス検出ステップと、
前記同期パルスに基づいて同期処理を行う同期処理ステップとを有することを特徴とする通信方法。
【請求項１７】
インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信方法において、
送信機から送信信号を受信する受信ステップと、
前記送信信号の中から非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを検出する同期パルス検出ステップと、
前記同期パルスに基づいて同期処理を行う同期処理ステップとを有することを特徴とする通信方法。
【請求項１８】
前記通信方法は更に、前記同期パルスの周期の違いで送受信間のチャンネルを設定するチャンネル設定ステップを有することを特徴とする請求項１６または請求項１７記載の通信方法。
【請求項１９】
前記通信方法は更に、前記同期パルスの周期パターンの違いにより送受信間のチャンネルを設定するチャンネル設定ステップを有することを特徴とする請求項１６または請求項１７記載の通信方法。
【請求項２０】
前記通信方法は更に、前記同期パルスのパルスの数の違いにより送受信間のチャンネルを設定するチャンネル設定ステップを有することを特徴とする請求項１６または請求項１７記載の通信方法。
【請求項２１】
前記通信方法は更に、非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスの関数の違いにより送受信間のチャンネルを設定するチャンネル設定ステップを有することを特徴とする請求項１６または請求項１７記載の通信方法。
【請求項２２】
前記通信方法は更に、受信信号に応じて狭帯域アンテナと広帯域アンテナを選択的に切替える切替ステップを有することを特徴とする請求項１６から請求項２１のいずれか一項に記載の通信方法。
【請求項２３】
前記通信方法は更に、同期確立後、前記受信信号を所定時間受信しない場合、前記受信信号の相関を取るために出力される相関信号を停止し、前記同期パルスを持つポーリング信号に変えるステップを有することを特徴とする請求項１６から請求項２２のいずれか一項に記載の通信方法。
【請求項２４】
インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信方法において、
冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを発生させる同期パルス発生ステップと、
前記同期パルスを送信する送信ステップとを有することを特徴とする通信方法。
【請求項２５】
インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信方法において、
非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを発生させる同期パルス発生ステップと、
前記同期パルスを送信する送信ステップとを有することを特徴とする通信方法。
【請求項２６】
前記同期パルス発生ステップは、送受信間で設定するチャンネルに応じた周期の同期パルスを発生することを特徴とする請求項２４または請求項２５記載の通信方法。
【請求項２７】
前記同期パルス発生ステップは、送受信間で設定するチャンネルに応じた周期パターンの同期パルスを発生することを特徴とする請求項２４または請求項２５記載の通信方法。
【請求項２８】
前記同期パルス発生ステップは、送受信間で設定するチャンネルに応じたパルス数の同期パルスを発生することを特徴とする請求項２４または請求項２５記載の通信方法。
【請求項２９】
前記同期パルス発生ステップは、送受信間で設定するチャンネルに応じた非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを発生することを特徴とする請求項２４または請求項２５記載の通信方法。
【請求項３０】
前記通信方法は更に、送信する信号に応じて狭帯域アンテナおよび広帯域アンテナを選択的に切替える切替ステップを有することを特徴とする請求項２４から請求項２９のいずれか一項に記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置および通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、高速な無線伝送技術の検討・開発が進められており、その１つの例がＵＷＢ（ウルトラ・ワイド・バンド）と呼ばれる方式である。これは、比帯域２０％以上または帯域５００ＭＨｚ以上の超高帯域な周波数帯域を利用して、データを５００ＭＨｚ以上の極めて広い周波数帯に拡散して送受信を行うことにより高速データ伝送を実現する無線通信方式である。
【０００３】
ＵＷＢでは、数１００ピコ秒程度の非常に短い周期のインパルス信号列を用いて情報信号を構成して、この信号列の送受信を行なう。その占有帯域幅は、無線ＬＡＮにおいて通常使用される帯域幅と比較しても超広帯域なものとなっている。しかし、ＵＷＢなどの超広帯域の無線システムの中で、搬送波なしで超短パルスを送信するインパルスラジオ方式では、データの相関を取るときにデータと相関信号を同期させるタイミングが難しいという問題がある。このような問題を解決する従来技術として特許文献１記載の無線通信システムが提案されている。
【０００４】
特許文献１記載の無線通信システムは、所定の時間間隔で基準パルス信号を送信するタイミング発生装置を設け、この基準パルス信号の到達範囲に存在する無線通信装置によって無線ネットワークが構築するというものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２３４６９１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、特許文献１記載の無線通信システムでは、所定の時間間隔で基準パルス信号を送信するタイミング発生装置を設け、該基準パルス信号に送受信回路を共に同期させるようにしているが、タイミング発生装置などの外部付加装置が高価であるという問題がある。
【０００７】
また、インパルスラジオ方式では、信号を受信してデータを抽出する際に、ノイズなどの影響を排除して希望信号だけを取り出すのが非常に難しいという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたもので、外部付加装置を用いることなく希望信号を取り出して同期確立ができる通信装置および通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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の通信装置は、請求項１に記載のように、インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信装置において、送信機から送信信号を受信するアンテナと、前記アンテナから受信した送信信号の中から冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを検出する同期パルス検出手段と、前記同期パルスに基づいて同期処理を行う同期処理手段とを備えることを特徴とする。請求項１記載の発明によれば、送信信号の中から冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを検出して同期処理を行うので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく希望信号を取り出して同期確立を行うことができる。
【００１０】
また、本発明の通信装置は、請求項２に記載のように、インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信装置において、送信機から送信信号を受信するアンテナと、前記アンテナから受信した送信信号の中から非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを検出する同期パルス検出手段と、前記同期パルスに基づいて同期処理を行う同期処理手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、送信信号の中から非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを検出して同期処理を行うので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく希望信号を取り出して同期確立を行うことができる。また、非線形の関数を用いたので、周辺の通信装置はこの同期パルスを検出することが困難となり混信を回避できる。ここで、非線形とは、線形ではないことを意味する。線形とは原因と結果の間に重ね合わせの関係が成り立つことをいう。
【００１２】
また、本発明は、請求項３に記載のように、請求項１または請求項２記載の通信装置において、更に、前記同期パルスの周期の違いで送受信間のチャンネルを設定するチャンネル設定手段を備えることを特徴とする。請求項３記載の発明によれば、同期パルスの周期の違いで送受信間のチャンネルを設定するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく、簡単にチャンネルの設定を行うことができる。これにより、通信装置が、受信可能エリア内に多数存在した場合でも混信を回避できる。
【００１３】
また、本発明は、請求項４に記載のように、請求項１または請求項２記載の通信装置において、更に、前記同期パルスの周期パターンの違いで送受信間のチャンネルを設定するチャンネル設定手段を備えることを特徴とする。請求項４記載の発明によれば、同期パルスの周期パターンの違いで送受信間のチャンネルを設定するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく、簡単にチャンネル設定を行うことができる。これにより、通信装置が、受信可能エリア内に多数存在した場合でも混信を回避できる。
【００１４】
また、本発明は、請求項５に記載のように、請求項１または請求項２記載の通信装置において、更に、前記同期パルスのパルスの数の違いで送受信間のチャンネルを設定するチャンネル設定手段を備えることを特徴とする。請求項５記載の発明によれば、同期パルスのパルスの数の違いで送受信間のチャンネルを設定するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく、簡単にチャンネルの設定を行うことができる。
【００１５】
また、本発明は、請求項６に記載のように、請求項１または請求項２記載の通信装置において、更に、非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスの関数の違いで送受信間のチャンネルを設定するチャンネル設定手段を備えることを特徴とする。請求項６記載の発明によれば、非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスの関数の違いで送受信間のチャンネルを設定するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく、簡単にチャンネルの設定を行うことができる。
【００１６】
また、本発明は、請求項７に記載のように、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の通信装置において、前記アンテナは、狭帯域アンテナと、広帯域アンテナとを含み、前記通信装置は更に、受信信号に応じて前記狭帯域アンテナと前記広帯域アンテナを選択的に切替える切替手段を備えることを特徴とする。
請求項７記載の発明によれば、例えばチャンネル確立までは狭帯域アンテナを用いて送信周波数帯域を限定し、チャンネル確立後は広帯域アンテナを用いて送信周波数を限定しないでデータを受信することにより、送受信間のチャンネルを適合させることができる。
【００１７】
また、本発明は、請求項８に記載のように、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の通信装置において、更に、同期確立後、前記受信信号を所定時間受信しない場合、前記受信信号の相関を取るために出力される相関信号を停止し、前記同期パルスを待つポーリング信号に変える制御手段を備えることを特徴とする。請求項８記載の発明によれば、消費電流の低減を図ることができる。
【００１８】
また、本発明の通信装置は、請求項９に記載のように、インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信装置において、冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを発生させる同期パルス発生手段と、前記同期パルスを送信するアンテナとを備えることを特徴とする。請求項９記載の発明によれば、冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを送信するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく希望信号を取り出して同期確立を行うことができる。
【００１９】
また、本発明の通信装置は、請求項１０に記載のように、インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信装置において、非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを発生させる同期パルス発生手段と、前記同期パルスを送信するアンテナとを備えることを特徴とする。請求項１０記載の発明によれば、非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを送信するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく希望信号を取り出して同期確立を行うことができる。また、非線形の関数を用いたので、周辺の通信装置はこの同期パルスを検出することが困難となり混信を回避できる。
【００２０】
また、本発明は、請求項１１に記載のように、請求項９または請求項１０記載の通信装置において、前記同期パルス発生回路は、送受信間で設定するチャンネルに応じた周期の同期パルスを発生することを特徴とする。請求項１１記載の発明によれば、送受信間でチャンネルを設定する際に、チャンネルに応じた周期の同期パルスを発生するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなくチャンネル設定ができる。
【００２１】
また、本発明は、請求項１２に記載のように、請求項９または請求項１０記載の通信装置において、前記同期パルス発生回路は、送受信間で設定するチャンネルに応じた周期パターンの同期パルスを発生することを特徴とする。請求項１２記載の発明によれば、送受信間で設定するチャンネルに応じた周期パターンの同期パルスを発生するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく、簡単にチャンネルの設定を行うことができる。
【００２２】
また、本発明は、請求項１３に記載のように、請求項９または請求項１０記載の通信装置において、前記同期パルス発生回路は、送受信間で設定するチャンネルに応じたパルス数の同期パルスを発生することを特徴とする。請求項１３記載の発明によれば、送受信間で設定するチャンネルに応じたパルス数の同期パルスを発生するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく、簡単にチャンネルの設定を行うことができる。
【００２３】
また、本発明は、請求項１４に記載のように、請求項９または請求項１０記載の通信装置において、前記同期パルス発生回路は、送受信間で設定するチャンネルに応じた非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを発生することを特徴とする。請求項１４記載の発明によれば、送受信間で設定するチャンネルに応じた非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを発生するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく、簡単にチャンネルの設定を行うことができる。
【００２４】
また、本発明は、請求項１５に記載のように、請求項９から請求項１４のいずれか一項に記載の通信装置において、前記アンテナは、狭帯域アンテナと、広帯域アンテナとを含み、前記通信装置は更に、送信する信号に応じて前記狭帯域アンテナおよび前記広帯域アンテナを選択的に切替える切替手段を備えることを特徴とする。請求項１５記載の発明によれば、例えばチャンネル確立までは狭帯域アンテナを用いて送信周波数帯域を限定し、チャンネル確立後は広帯域アンテナを用いて送信周波数を限定しないでデータを受信することにより、送受信間のチャンネルを適合させることができる。
【００２５】
また、本発明の通信方法は、請求項１６に記載のように、インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信方法において、送信機から送信信号を受信する受信ステップと、前記送信信号の中から冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを検出する同期パルス検出ステップと、前記同期パルスに基づいて同期処理を行う同期処理ステップとを有することを特徴とする。請求項１６記載の発明によれば、送信信号の中から冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを検出して同期処理を行うので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく希望信号を取り出して同期確立ができる。
【００２６】
また、本発明の通信方法は、請求項１７に記載のように、インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信方法において、送信機から送信信号を受信する受信ステップと、前記送信信号の中から非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを検出する同期パルス検出ステップと、前記同期パルスに基づいて同期処理を行う同期処理ステップとを有することを特徴とする。請求項１７記載の発明によれば、送信信号の中から非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを検出して同期処理を行うので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく希望信号を取り出して同期確立を行うことができる。また、非線形の関数を用いたので、周辺の通信装置はこの同期パルスを検出することが困難となり混信を回避できる。
【００２７】
また、本発明は、請求項１８に記載のように、請求項１６または請求項１７記載の通信方法において、更に、前記同期パルスの周期の違いで送受信間のチャンネルを設定するチャンネル設定ステップを有することを特徴とする。請求項１８記載の発明によれば、同期パルスの周期の違いで送受信間のチャンネルを設定できるので、簡単にチャンネルの設定を行うことができる。これにより、通信装置が、受信可能エリア内に多数存在した場合でも混信を回避できる。
【００２８】
また、本発明は、請求項１９に記載のように、請求項１６または請求項１７記載の通信方法において、更に、前記同期パルスの周期パターンの違いにより送受信間のチャンネルを設定するチャンネル設定ステップを有することを特徴とする。請求項１９記載の発明によれば、同期パルスの周期パターンの違いで送受信間のチャンネルを設定するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく、簡単にチャンネル設定を行うことができる。
【００２９】
また、本発明は、請求項２０に記載のように、請求項１６または請求項１７記載の通信方法において、前記通信方法は更に、前記同期パルスのパルスの数の違いにより送受信間のチャンネルを設定するチャンネル設定ステップを有することを特徴とする。請求項２０記載の発明によれば、同期パルスのパルスの数の違いで送受信間のチャンネルを設定するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく、簡単にチャンネルの設定を行うことができる。
【００３０】
また、本発明は、請求項２１に記載のように、請求項１６または請求項１７記載の通信方法において、更に、非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスの関数の違いにより送受信間のチャンネルを設定するチャンネル設定ステップを有することを特徴とする。請求項２１記載の発明によれば、非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスの関数の違いで送受信間のチャンネルを設定するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく、簡単にチャンネルの設定を行うことができる。
【００３１】
また、本発明は、請求項２２に記載のように、請求項１６から請求項２１のいずれか一項に記載の通信方法において、更に、受信信号に応じて狭帯域アンテナと広帯域アンテナを選択的に切替える切替ステップを有することを特徴とする。請求項１５記載の発明によれば、送受信間のチャンネルを適合させることができる。
【００３２】
また、本発明は、請求項２３に記載のように、請求項１６から請求項２２のいずれか一項に記載の通信方法において、更に、同期確立後、前記受信信号を所定時間受信しない場合、前記受信信号の相関を取るために出力される相関信号を停止し、前記同期パルスを持つポーリング信号に変えるステップを有することを特徴とする。請求項２３記載の発明によれば、消費電流の低減を図ることができる。
【００３３】
また、本発明の通信方法は、請求項２４に記載のように、インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信方法において、冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを発生させる同期パルス発生ステップと、前記同期パルスを送信する送信ステップとを有することを特徴とする。請求項２４記載の発明によれば、冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを送信するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく希望信号を取り出して同期確立を行うことができる。
【００３４】
また、本発明の通信方法は、請求項２５に記載のように、インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信方法において、非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを発生させる同期パルス発生ステップと、前記同期パルスを送信する送信ステップとを有することを特徴とする。請求項２５記載の発明によれば、非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを送信するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく希望信号を取り出して同期確立を行うことができる。
【００３５】
また、本発明は、請求項２６に記載のように、請求項２４または請求項２５記載の通信方法において、前記同期パルス発生ステップは、送受信間で設定するチャンネルに応じた周期の同期パルスを発生することを特徴とする。請求項２６記載の発明によれば、送受信間で設定するチャンネルに応じた周期の同期パルスを発生するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなくチャンネルの設定ができる。
【００３６】
また、本発明は、請求項２７に記載のように、請求項２４または請求項２５記載の通信方法において、前記同期パルス発生ステップは、送受信間で設定するチャンネルに応じた周期パターンの同期パルスを発生することを特徴とする。請求項２７記載の発明によれば、送受信間で設定するチャンネルに応じた周期パターンの同期パルスを発生するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなくチャンネルの設定ができる。
【００３７】
また、本発明は、請求項２８に記載のように、請求項２４または請求項２５記載の通信方法において、前記同期パルス発生ステップは、送受信間で設定するチャンネルに応じたパルス数の同期パルスを発生することを特徴とする。請求項２８記載の発明によれば、送受信間で設定するチャンネルに応じたパルス数の同期パルスを発生するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなくチャンネルの設定ができる。
【００３８】
また、本発明は、請求項２９に記載のように、請求項２４または請求項２５記載の通信方法において、前記同期パルス発生ステップは、送受信間で設定するチャンネルに応じた非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを発生することを特徴とする。請求項２９記載の発明によれば、送受信間で設定するチャンネルに応じた非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを発生するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなくチャンネルの設定ができる。
【００３９】
また、本発明は、請求項３０に記載のように、請求項２４から請求項２９のいずれか一項に記載の通信方法において、更に、送信する信号に応じて狭帯域アンテナおよび広帯域アンテナを選択的に切替える切替ステップを有することを特徴とする。請求項３０記載の発明によれば、送受信間のチャンネルを適合させることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、外部付加装置を用いることなく希望信号を取り出して同期確立ができる通信装置および通信方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例】
【００４２】
まず、送信機について説明する。図１は本実施例に係る送信機のブロック図である。図１に示すように、送信機１０は、ＣＰＵ１１、クロック発信回路１２、相関パルスタイミング生成回路１３、同期パルス発生回路１４、高速パルス発生回路１５、バンドパスフィルタ１６、アンテナアレー回路１７、１ｃｈ用アンテナ１８、２ｃｈ用アンテナ１９、３ｃｈ用アンテナ２０、全帯域カバー時アンテナ２１を備える。
【００４３】
送信機１０は、インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信装置であり、ＣＰＵ１１の統括的なコントロールの下で、受信機４０との間で情報通信を実現することができる。この送信機１０は、冗長性の高い周期の長い同期パルス（スタートパルス）を受信機４０に送信する。この冗長性の高い周期の長い同期パルスは、データパルスよりも周期が長ければよい。受信機４０側では、この冗長性の高い周期の長い同期パルスに基づき同期処理を行う。また、送信機１０は、冗長性の高い周期の長い同期パルスに代えて非線形の関数により決定されたパルス列を同期パルスとして受信機４０に送信するようにしてもよい。受信機４０側では、この非線形の関数により決定されたパルス列に基づき同期処理を行う。
【００４４】
ＣＰＵ１１は、タイマ回路１１１を備え、図示省略する情報記憶部に格納されている動作手順命令（プログラム・コード）を実行することにより無線通信に関する装置動作を制御する。このＣＰＵ１１はキーボード等の機器から供給されたデータを受信機４０に送信する処理を制御する。なお、送信機１０が送信するデータはどのようなデータであってもよい。
【００４５】
クロック発信回路１２は、ＣＰＵ１１のタイマ回路１１１を参照してクロックパルスを生成し、このクロックパルスを相関パルスタイミング生成回路１３に出力する。相関パルスタイミング生成回路１３は、クロック発信回路１２からのクロック信号に基づき相関パルス信号を生成し、この相関パルス信号を高速パルス発生回路１５へ出力する。
【００４６】
同期パルス発生回路１４は、ＣＰＵ１４からの指令に基づき冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルス信号または非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルス信号を発生させる。また、これらの同期パルスを用いて送受信間のチャンネル設定を行う際には、同期パルス発生回路１４は、ＣＰＵ１１からの指令に基づき送受信間で設定するチャンネルに応じた周期の同期パルス、送受信間で設定するチャンネルに応じた周期パターンの同期パルス、送受信間で設定するチャンネルに応じたパルス数の同期パルス、または送受信間で設定するチャンネルに応じた非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスなどの同期パルスを発生させる。
【００４７】
高速パルス発生回路１５は、相関パルスタイミング生成回路１３からの相関パルス信号およびＣＰＵ１１からのデータ信号に基づきデータパルス信号を発生させる。このデータパルス信号は同期パルス信号の後に送られる。バンドパスフィルタ１６は、同期パルス発生回路１４および高速パルス発生回路１５からの同期パルス信号およびデータパルス信号の不要成分を除去して送信信号にする。バンドパスフィルタ１６の出力はアンテナ１８〜２１に供給され、空中に放射される。
【００４８】
１ｃｈ用アンテナ１８、２ｃｈ用アンテナ１９、３ｃｈ用アンテナ２０は、狭帯域アンテナである。狭帯域アンテナは、例えば、同期パルスやチャンネル設定などの低容量の情報を送るときに用いるアンテナである。全帯域カバー時アンテナ２１は、全帯域をカバーし、データなど高速大容量の情報を送るときに用いるアンテナである。この全帯域カバー時アンテナ２１が特許請求の範囲における広帯域アンテナに相当する。
【００４９】
アンテナアレー回路１７は、アンテナ切り替えスイッチ１７１を備え、ＣＰＵ１１からの指令に基づきアンテナ切替えスイッチ１７１を用いて、１ｃｈ用アンテナ１８、２ｃｈ用アンテナ１９、３ｃｈ用アンテナ２０、全帯域カバー時アンテナ２１の中から任意のアンテナを切替えて無線通信を行うことができる。ＣＰＵ１１は、送信する信号に応じてアンテナ切替えスイッチ１７１でアンテナを選択的に切替え、チャンネル確立までは送信周波数帯域を限定するため狭帯域アンテナ１８〜２０に切り替え、チャンネル確立後はデータなどの高速大容量の情報を送信するため全帯域カバー時アンテナ２１に切り替える。
【００５０】
ＣＰＵ１１が特許請求の範囲における切替え手段に、同期パルス発生回路１４が特許請求の範囲における同期パルス発生手段にそれぞれ相当する。
【００５１】
次に、受信機４０について説明する。図２は、本実施例に係る受信機４０のブロック図である。図２に示すように、受信機４０は、１ｃｈ用アンテナ４１、２ｃｈ用アンテナ４２、３ｃｈ用アンテナ４３、全帯域カバー時アンテナ４４、アンテナアレー回路４５、広帯域アンプ４６、パルス伸長回路４７、ＣＰＵ４８、クロック発信回路４９、タイミング生成回路５０、相関回路５１、データ変換回路５２を備える。
【００５２】
受信機４０は、インパルスラジオ方式を利用して超広帯域の無線通信を行う通信装置であり、送信機１０から同期パルスおよびデータパルスを含む受信信号を受信する。アンテナ４１〜４４は、送信機１０から送信信号を受信するアンテナである。１ｃｈ用アンテナ４１、２ｃｈ用アンテナ４２、３ｃｈ用アンテナ４３は、チャンネル設定などの低容量の情報を得るときに用いる狭帯域アンテナである。全帯域カバー時アンテナ４４は、全帯域をカバーし、データなど高速大容量の情報を受けるときに用いるアンテナである。この全帯域カバー時アンテナ４４が特許請求の範囲における広帯域アンテナに相当する。
【００５３】
アンテナアレー回路４５は、アンテナ切り替えスイッチ４５１を備える。ＣＰＵ４８は、受信信号に応じてアンテナ切替えスイッチ４５１でアンテナを選択的に切替え、チャンネル確立までは送信周波数帯域を限定するため狭帯域アンテナ４１〜４３に切り替え、チャンネル確立後はデータなどの高速大容量の情報を送信するため全帯域カバー時アンテナ４４に切り替えて無線通信を行う。広帯域アンプ４６は、アンテナ４１〜４４を介して受信した受信信号を増幅する。
【００５４】
パルス伸長回路４７は、広帯域アンプ４６により増幅された受信信号に対してパルス伸長を行う。ＣＰＵ４８は、図示省略する情報記憶部に格納されている動作手順命令（プログラム・コード）を実行することにより無線通信に関する装置動作を制御する。ＣＰＵ４８は、タイマ回路４８１を備える。また、ＣＰＵ４８は同期パルスに基づいて同期処理を行う。また、ＣＰＵ４８は、同期パルスに応じて送受信間のチャンネルを設定する。詳細は後述する。また、ＣＰＵ４８は、同期確立後、受信機１０からの受信信号を所定時間受信しない場合、タイミング生成回路５０から受信信号の相関を取るために出力される相関パルス信号を停止し、同期パルスを待つポーリング信号に変える。
【００５５】
クロック発信回路４９は、タイマ回路４８１を参照してクロックパルスを生成する。タイミング生成回路５０は、クロック発信回路４９からのクロック信号に基づき同期検出パルス信号および相関パルス信号を生成し、これらを相関回路５１に出力する。
【００５６】
相関回路５１は、冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスまたは非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスと同期検出パルスとの同期を検出する。また、相関回路５１は、タイミング生成回路５０からの相関パルス信号に基づき受信データを復号生成する。データ変換回路５２は、受信データを所定の形式に変換する。
【００５７】
なお、ＣＰＵ４８が特許請求の範囲における同期処理手段、チャンネル設定手段切替手段および制御手段に、相関回路５１が特許請求の範囲における同期パルス検出手段にそれぞれ相当する。
【００５８】
次に受信機４０の同期検出処理について説明する。図３（ａ）は受信機の受信信号、（ｂ）は受信機側の同期信号の一例を示す図である。図３では、同期パルスとして、冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを用いた例について説明する。送信機１０は、送信データの前に置かれた冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを送信する。
【００５９】
受信機４０は、この同期パルスを受信したら、タイミング生成回路５０が同期検出パルスを出して相関回路５１は、同期パルスと同期検出パルスの相関を確認する。相関回路５１は、連続してｎ回一致を見たら、タイミング生成回路５０は、同期パルスのダウンエッジに合わせて相関パルスを出す。相関回路５１は、この相関パルスでデータを読む。これにより、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく希望信号を取り出して同期確立を行うことができる。なお、図３では同期パルスとして冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを用いた例について説明したが、同期パルスとして非線形の関数により決定されたパルス列からなる同期パルスを用いるようにしてもよい。
【００６０】
次に、送受信間のチャンネル設定について説明する。図４は（ａ）は１チャンネルの受信信号、同図（ｂ）は１チャンネルの受信機側の同期信号、同図（ｃ）は２チャンネルの受信信号、同図（ｄ）は２チャンネルの受信機側の同期信号をそれぞれ示す図である。以下では、同期パルスの周期の違いで送受信間のチャンネル設定を行う例について説明する。
【００６１】
同図（ｂ）に示すように、ＣＰＵ４８は、相関回路５１で同期パルスと３回連続で相関が取れた場合、アンテナ切替えスイッチ４５１で１ｃｈ用アンテナ４１に切替えて１チャンネルにチャンネルを設定し、同図（ｄ）に示すように、ＣＰＵ４８は、相関回路５１で同期パルスと２回連続で相関が取れた場合、アンテナ切替えスイッチ４５１で２ｃｈ用アンテナ４２に切替えて２チャンネルにチャンネルを設定する。このように、同期パルスの周期の違いで送受信間のチャンネルを設定するので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく、簡単にチャンネルの設定を行うことができる。
【００６２】
次に他のチャンネル設定例について説明する。図５は他のチャンネル設定例について説明するための図であって、同図（ａ）は１チャンネルの受信信号、同図（ｂ）は１チャンネルの受信機側の同期信号、同図（ｃ）は２チャンネルの受信信号、同図（ｄ）は２チャンネルの受信機側の同期信号をそれぞれ示す図である。図５では、同期パルスの周期パターンの違いで送受信間のチャンネルを設定する例について説明する。
【００６３】
ＣＰＵ４８は、同図（ｂ）に示すように、相関回路５１で同期パルスと３回連続で相関が取れたのち２回連続相関がとれた場合、アンテナ切替えスイッチ４５１で１ｃｈ用アンテナ４１に切替えてチャンネルを１チャンネルに設定する。ＣＰＵ４８は、同図（ｄ）に示すように、相関回路５１で同期パルスと２回連続で相関がとれたのち３回連続で相関が取れた場合、アンテナ切替えスイッチ４５１で２ｃｈ用アンテナ４２に切替えてチャンネルを２チャンネルに設定する。このように、同期パルスの周期パターンの違いで送受信間のチャンネルを設定するようにしたので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく、簡単にチャンネル設定を行うことができる。
【００６４】
次に、他のチャンネル設定例について説明する。図６は他のチャンネル設置例について説明するための図であり、同図（ａ）は１チャンネルの受信信号、同図（ｂ）は１チャンネルの受信機側同期信号、同図（ｃ）は２チャンネルの受信信号、同図（ｄ）は受信機側同期信号をそれぞれ示している。図６では、同期パルスの数の違いで送受信間のチャンネルを設定する例について説明する。
【００６５】
ＣＰＵ４８は、同図（ｂ）に示すように、相関回路５１で同期パルスと３回連続相関が１回取れた場合、アンテナ切替えスイッチ４５１でアンテナを１ｃｈ用アンテナ４１に切替えてチャンネルを１チャンネルに設定する。ＣＰＵ４８は、同図（ｄ）に示すように、相関回路５１で同期パルスと３回連続相関が２回とれた場合、アンテナ切替えスイッチ４５１でアンテナを２ｃｈ用アンテナ４２に切替えてチャンネルを２チャンネルに設定する。このように、同期パルスの数の違いで送受信間のチャンネルを設定するようにしてので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく、簡単にチャンネル設定を行うことができる。なお、図示は省略するが、ＣＰＵ４８は、非線形の関数によって決定されるパルス列の関数の違いにより送受信間のチャンネル設定を行うようにしてもよい。
【００６６】
図７は、広帯域通信方式において用いられる通信帯域と、狭帯域アンテナ１８〜２０、４１〜４３において取り扱われる各狭帯域とを示す図である。これら狭帯域を合わせることにより、広帯域の通信帯域を得ることができる。アンテナアレー回路１７、４５は、ＣＰＵ１１、４８からの指令に基づいてアンテナ切替えスイッチ１７１、４５１の切り替え動作を行うことにより、狭帯域アンテナ１８〜２０、４１〜４３、全帯域カバー時アンテナ２１、４４を使用して通信を行う。
【００６７】
受信機４０は、１チャンネルを用いる場合、１チャンネルの帯域しか受信できない状態で待ち受け、２チャンネルを用いる場合、２チャンネルの帯域しか受信できない状態で待ち受けている。送信機１０は、１チャンネルの受信機４０に送信する場合のチャンネル信号は１チャンネルの帯域で送信し、その後全帯域でデータを送信する。従って、２チャンネルを用いる受信機ではデータを受信できない。受信機４０は、チャンネル信号を受信したらアンテナ切替えスイッチ４５１でアンテナを全帯域カバー時アンテナ４４に切替えて、データを受信できるようにする。
【００６８】
次に、送信機１０の動作例について説明する。図８は、送信機の動作フローチャートである。なお、以下の例では、送信機１０がキーボードのデータを送る例について説明する。ステップＳ１０１で、ＣＰＵ１１は、キーボードからキー入力があったかどうかを判断し、キー入力があった場合、ステップＳ１０２で、同期パルス発生回路１４で冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを発生させ、相関パルスタイミング生成回路１３で相関パルスの生成をスタートし、バンドパスフィルタ１６で同期パルスの不要成分を除去してアンテナ１８〜２０を用いて送信する。これにより、冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスが送信される。なお、同期パルス発生回路１４は、送受信間でチャンネルを設定する場合、チャンネルに応じた同期パルスを生成する。
【００６９】
ステップＳ１０３で、ＣＰＵ１１は、タイマー１をスタートさせる。ステップＳ１０４で、ＣＰＵ１１は、タイマー１の時間Ｔ１＜Ａの場合、すなわち、タイマー１の時間Ｔ１が所定時間を経過していない場合、ステップＳ１０５でキー入力が有るかどうか判断し、キー入力が有った場合、ステップＳ１０７に進み、高速パルス発生回路１５で相関パルスにのせて全帯域カバー時アンテナ２１を介してキーデータを送信し、ステップＳ１０８で、タイマー１をリセットしてステップＳ１０３に戻る。ステップＳ１０４で、ＣＰＵ１１は、タイマー１の時間Ｔ１＜Ａでない場合、すなわちタイマー１の時間Ｔ１が所定時間を経過した場合、ステップＳ１０６に進み、相関パルスタイミング生成回路１３による相関パルスの生成を中止してステップＳ１０１に戻る。
【００７０】
次に送信機４０の動作例について説明する。図９は、受信機の動作フローチャートである。ステップＳ２０１で、ＣＰＵ４８は、同期パルスおよびデータパルスを受信した場合、ステップ２０２で、タイミング生成回路５０での同期検出パルスの生成をスタートする。ＣＰＵ４８は同期パルスを検出して送受信間でチャンネルの設定が必要な場合、同期パルスに従ったチャンネルに設定する。ステップＳ２０３で、ＣＰＵ４８は、同期確立が終了した場合、ステップ２０４で、タイミング生成回路５０での相関パルスの生成をスタートし、ステップＳ２０５で、タイマー１をスタートさせる。
【００７１】
ステップＳ２０６で、ＣＰＵ４８はタイマー１の時間Ｔ１＜ａの場合、すなわちタイマー１の時間Ｔ１が所定時間ａを経過していない場合、データ入力が有るかどうかを判断し、データ入力が有った場合、ステップＳ２０９で、相関回路５１でタイミング生成回路５０で生成した相関パルスにのせてデータ読み込み、ステップＳ２１０で、ＣＰＵ４８は、タイマー１をリセットして、ステップＳ２０５に戻る。
【００７２】
ステップＳ２０６で、タイマー１の時間がＴ１＜ａでない場合、すなわちタイマー１の時間Ｔ１が所定時間ａを経過した場合、ステップＳ２０７で、タイミング生成回路５０での相関パルスの生成を中止して、ステップＳ２０１に戻る。
【００７３】
本実施例によれば、送信信号の中から冗長性の高いデータパルスよりも周期の長い同期パルスを検出して同期処理を行うので、タイミング発生装置等の外部付加装置を用いることなく希望信号を取り出して同期確立を行うことができる。また、同期パルスを用いて簡単にチャンネルの設定を行うことができるので、ＵＷＢなど超広帯域の無線システムが、受信可能エリア内に多数存在した場合でも混信を回避できる。
【００７４】
また、同期確立後、受信信号を所定時間受信しない場合、受信信号の相関を取るために出力される相関信号を停止し、同期パルスを持つポーリング信号に変えるため、相関信号を出しつづけることがないので消費電流の低減を図ることができる。これにより電池などを用いるシステムにおいても上記通信装置を適用することができる。
【００７５】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本実施例に係る送信機のブロック図である。
【図２】本実施例に係る受信機のブロック図である。
【図３】（ａ）は受信機の受信信号、（ｂ）は受信機側の同期信号の一例を示す図である。
【図４】チャンネル設定について説明するための図である。
【図５】他のチャンネル設定例について説明するための図である。
【図６】他のチャンネル設置例について説明するための図である。
【図７】広帯域通信方式において用いられる通信帯域と、狭帯域アンテナにおいて取り扱われる各狭帯域とを示す図である。
【図８】送信機の動作フローチャートである。
【図９】受信機の動作フローチャートである。
【符号の説明】
【００７７】
１０  送信機
１１  ＣＰＵ
１３  相関パルスタイミング生成回路
１４  同期パルス発生回路
１５  高速パルス生成回路
１７  アンテナアレー回路
１８〜２１  アンテナ
４０  受信機
４１〜４４  アンテナ
４５  アンテナアレー回路
４８  ＣＰＵ
５０  タイミング生成回路
５１  相関回路
【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】
2005197795.tif 000008
【図７】
2005197795.tif 000009
【図８】
2005197795.tif 000010
【図９】
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