(57)【要約】【課題】簡易、低コスト、低電力な送信信号電力制御を実現する。【解決手段】送信信号電力制御装置１１は、送信すべきベースバンド信号の立ち上がり立ち下がりに同期した方形波信号を生成して送信アンテナ１０に供給し、送信信号の電力を方形波信号のパルス幅で制御する。受信機２側では、受信アンテナ２０で受信した信号をローノイズアンプ２１で増幅した後に包絡線検波器２２により包絡線検波し、包絡線検波した信号をカウンタ２３でカウントすることで、ベースバンド信号を再生する。【選択図】  図３
2005269080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースバンド信号を搬送波信号を用いずに無線で送受信する無線通信システムにおける送信信号電力制御方法であって、
送信すべきベースバンド信号の立ち上がりと立ち下がりに同期した方形波信号を生成して送信アンテナに供給し、この送信アンテナから送信される送信信号の電力を前記方形波信号のパルス幅で制御することを特徴とする送信信号電力制御方法。
【請求項２】
ベースバンド信号を搬送波信号を用いずに無線で送受信する無線通信システムにおける送信信号電力制御装置であって、
送信すべきベースバンド信号の立ち上がりと立ち下がりに同期した方形波信号を生成して送信アンテナに供給する方形波信号生成手段と、前記送信アンテナから送信される送信信号の電力を前記方形波信号のパルス幅で制御する制御手段とを備えることを特徴とする送信信号電力制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の送信信号電力制御装置において、
前記方形波信号生成手段は、クロック信号に同期して前記ベースバンド信号を遅延させるシフトレジスタと、前記ベースバンド信号と前記シフトレジスタから出力された信号との排他的論理和演算により前記方形波信号を生成する排他的論理和回路とから構成され、
前記制御手段は、前記クロック信号の周期を制御するクロック制御回路から構成されることを特徴とする送信信号電力制御装置。
【請求項４】
ベースバンド信号を搬送波信号を用いずに無線で送受信する無線通信システムにおける送信信号電力制御方法であって、
送信すべきベースバンド信号の立ち上がりと立ち下がりに同期した方形波信号を生成して送信アンテナに供給し、この送信アンテナから送信される送信信号の電力を前記方形波信号のパルス幅とパルスの本数で制御することを特徴とする送信信号電力制御方法。
【請求項５】
請求項４記載の送信信号電力制御方法において、
前記方形波信号のパルス幅をＴとしたとき、送受信に使用するアンテナの中心周波数を１／２Ｔ＋ｎ／Ｔ（ｎは０以上の整数）とすることを特徴とする送信信号電力制御方法。
【請求項６】
ベースバンド信号を搬送波信号を用いずに無線で送受信する無線通信システムにおける送信信号電力制御装置であって、
送信すべきベースバンド信号の立ち上がりと立ち下がりに同期した方形波信号を生成して送信アンテナに供給する方形波信号生成手段と、前記送信アンテナから送信される送信信号の電力を前記方形波信号のパルス幅とパルスの本数で制御する制御手段とを備えることを特徴とする送信信号電力制御装置。
【請求項７】
請求項６記載の送信信号電力制御装置において、
前記方形波信号のパルス幅をＴとしたとき、送受信に使用するアンテナの中心周波数を１／２Ｔ＋ｎ／Ｔ（ｎは０以上の整数）とすることを特徴とする送信信号電力制御装置。
【請求項８】
請求項６記載の送信信号電力制御装置において、
前記方形波信号生成手段は、パルスの本数が異なる複数の前記方形波信号を生成する生成回路と、前記複数の方形波信号のうちいずれか１つを選択して出力するスイッチとから構成され、
前記制御手段は、前記複数の方形波信号のパルス幅を制御するパルス幅制御回路と、前記スイッチを制御するスイッチ制御回路とから構成されることを特徴とする送信信号電力制御装置。
【請求項９】
請求項８記載の送信信号電力制御装置において、
前記生成回路は、複数のシフトレジスタと排他的論理和回路とから構成されることを特徴とする送信信号電力制御装置。
【請求項１０】
請求項４又は５記載の送信信号電力制御方法において、
前記ベースバンド信号のビットレートを１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）として、前記方形波信号のパルスの本数をＮ倍にすることを特徴とする送信信号電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベースバンド信号を搬送波信号を用いずに無線で送受信するキャリアフリー方式の無線通信システムに係り、特に送信信号の電力を制御する送信信号電力制御方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１０に無線通信における従来の送信信号電力制御装置の１例を示す（例えば、非特許文献１参照）。図１０の例は、入力段のトランジスタＭ１と、出力段のトランジスタＭ２と、入力段の整合回路ＭＡＴ１と、入力段と出力段の間の整合回路ＭＡＴ２と、出力段の整合回路ＭＡＴ３と、整合回路ＭＡＴ２とトランジスタＭ２とを接続するコンデンサＣ１と、整合回路ＭＡＴ３と負荷インピーダンスＲＬとを接続するコンデンサＣ２と、チョークコイルＲＦＣ１，ＲＦＣ２とからなるパワーアンプに、送信信号電力制御装置の構成を組み込んだものである。図１０において、ＲＬは送信アンテナのインピーダンスである。
【０００３】
無線通信で送信される送信信号は正弦波のキャリア信号に変調を施したアナログ信号である。送信信号Ｖｉｎは、送信時にパワーアンプに入力されて信号増幅され送信アンテナから送信される。送信信号の電力を制御するためには、パワーアンプのゲインを制御すればよい。パワーアンプのゲインを制御する手段はいくつかあるが、図１０の場合、出力段のトランジスタＭ２のバイアス電圧Ｖｂを、制御することでゲインを調節することが可能である。
【０００４】
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【非特許文献１】黒田忠広  監訳，「ＲＦマイクロエレクトロニクス」，丸善株式会社，ｐ．３５１−３５２，ＩＳＢＮ  ４−６２１−０７００５−３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の送信電力制御装置では、送信信号電力を制御するためにパワーアンプのゲインを制御する。図１０に示したように、一般にパワーアンプは高周波アナログ回路から構成されるため、設計が難しく、コストがかかるという問題点があった。
ところで、搬送波信号を用いずにベースバンド信号を無線で送受信するキャリアフリー方式の無線通信システムでは、非常に広い周波数帯域を用いて無線通信を行うため、パワーアンプも非常に広帯域なものが必要となる。広帯域なパワーアンプは設計がさらに複雑になり実装が難しく、コストがかかるという問題があり、パワーアンプの広帯域を維持したまま、送信信号電力を制御するためにパワーアンプのゲインを調節することはさらに難しく、コストがかかるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ベースバンド信号を搬送波信号を用いずに無線で送受信するキャリアフリー方式の無線通信システムにおいて簡易、低コスト、低電力な送信信号電力制御方法および装置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】
【０００７】
本発明は、ベースバンド信号を搬送波信号を用いずに無線で送受信する無線通信システムにおける送信信号電力制御方法であって、送信すべきベースバンド信号の立ち上がりと立ち下がりに同期した方形波信号を生成して送信アンテナに供給し、この送信アンテナから送信される送信信号の電力を前記方形波信号のパルス幅で制御するようにしたものである。
また、本発明の送信信号電力制御装置は、送信すべきベースバンド信号の立ち上がりと立ち下がりに同期した方形波信号を生成して送信アンテナに供給する方形波信号生成手段と、前記送信アンテナから送信される送信信号の電力を前記方形波信号のパルス幅で制御する制御手段とを備えるものである。
また、本発明の送信信号電力制御装置の１構成例において、前記方形波信号生成手段は、クロック信号に同期して前記ベースバンド信号を遅延させるシフトレジスタと、前記ベースバンド信号と前記シフトレジスタから出力された信号との排他的論理和演算により前記方形波信号を生成する排他的論理和回路とから構成され、前記制御手段は、前記クロック信号の周期を制御するクロック制御回路から構成されるものである。
【０００８】
また、本発明の送信信号電力制御方法は、送信すべきベースバンド信号の立ち上がりと立ち下がりに同期した方形波信号を生成して送信アンテナに供給し、この送信アンテナから送信される送信信号の電力を前記方形波信号のパルス幅とパルスの本数で制御するようにしたものである。
また、本発明の送信信号電力制御方法の１構成例は、前記方形波信号のパルス幅をＴとしたとき、送受信に使用するアンテナの中心周波数を１／２Ｔ＋ｎ／Ｔ（ｎは０以上の整数）とするものである。
また、本発明の送信信号電力制御装置は、送信すべきベースバンド信号の立ち上がりと立ち下がりに同期した方形波信号を生成して送信アンテナに供給する方形波信号生成手段と、前記送信アンテナから送信される送信信号の電力を前記方形波信号のパルス幅とパルスの本数で制御する制御手段とを備えるものである。
また、本発明の送信信号電力制御装置の１構成例は、前記方形波信号のパルス幅をＴとしたとき、送受信に使用するアンテナの中心周波数を１／２Ｔ＋ｎ／Ｔ（ｎは０以上の整数）とするものである。
【０００９】
また、本発明の送信信号電力制御装置の１構成例において、前記方形波信号生成手段は、パルスの本数が異なる複数の前記方形波信号を生成する生成回路と、前記複数の方形波信号のうちいずれか１つを選択して出力するスイッチとから構成され、前記制御手段は、前記複数の方形波信号のパルス幅を制御するパルス幅制御回路と、前記スイッチを制御するスイッチ制御回路とから構成されるものである。
また、本発明の送信信号電力制御装置の１構成例において、前記生成回路は、複数のシフトレジスタと排他的論理和回路とから構成されるものである。
また、本発明の送信信号電力制御方法の１構成例は、前記ベースバンド信号のビットレートを１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）として、前記方形波信号のパルスの本数をＮ倍にするようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、送信すべきベースバンド信号の立ち上がりと立ち下がりに同期した方形波信号を生成して送信アンテナに供給し、方形波信号のパルス幅を制御することにより、送信信号電力を制御することができる。送信信号電力制御装置は簡単なデジタル回路で実現でき、従来の無線通信システムの送信機のようにアナログ回路のパワーアンプを用いる必要がないため、設計が簡易になり、低コスト、低電力で送信信号電力を制御することが可能となる。
【００１１】
また、本発明によれば、方形波信号のパルス幅とパルスの本数を制御することにより、送信信号電力を制御することができる。送信信号電力制御装置は簡単なデジタル回路で実現でき、従来の無線通信システムの送信機のようにアナログ回路のパワーアンプを用いる必要がないため、設計が簡易になり、低コスト、低電力で送信信号電力を制御することが可能となる。
【００１２】
また、方形波信号のパルス幅Ｔに対して、送受信に使用するアンテナの中心周波数を１／２Ｔ＋ｎ／Ｔ（ｎは０以上の整数）とすることにより、送信信号電力制御を効果的に行うことができる。
【００１３】
また、ベースバンド信号のビットレートを１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）として、方形波信号のパルスの本数をＮ倍にすることにより、電波法などで規定される送信信号電力の規定値を守ったまま通信距離を伸ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる送信電力制御装置を詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
本実施の形態の送信電力制御装置を図面を参照して説明する。図１は本実施の形態の送信電力制御装置を適用する無線通信システムの１構成例を示すブロック図である。この無線通信システムは、送信機１と受信機２とから構成される。
【００１５】
送信機１側では、送信すべきベースバンド信号を送信アンテナ１０に直接供給する。これにより、ベースバンド信号の全帯域のうち、送信アンテナ１０の帯域内の周波数成分の信号が送信信号として送信される。
受信機２側では、受信アンテナ２０で受信した信号をローノイズアンプ（以下、ＬＮＡとする）２１で増幅した後に包絡線検波器２２により包絡線検波し、包絡線検波した信号をカウンタ２３でカウントすることで、ベースバンド信号を再生する。
【００１６】
図１の無線通信システムのＡ点（送信アンテナ１０の入力）、Ｂ点（送信アンテナ１０の出力）、Ｃ点（包絡線検波器２２の出力）、Ｄ点（カウンタ２３の出力）における代表的な信号波形を図２に示す。図２の縦軸は信号強度、横軸は時間である。
Ａ点の信号が送信すべきベースバンド信号である。Ｂ点の信号は、ベースバンド信号を送信アンテナ１０に供給した際に送信アンテナ１０から出力される送信信号である。ベースバンド信号の高周波成分のみが送信アンテナ１０から出力されるため、図２（ｂ）に示すようにベースバンド信号の立ち上がり立ち下がりに同期したパルス信号が送信信号として送信される。
【００１７】
Ｃ点の信号は、受信アンテナ２０が受信した受信信号（Ｂ点と同じ信号）をＬＮＡ２１で増幅して包絡線検波したときの包絡線検波信号である。図２（ｃ）に示すように、包絡線検波により受信信号のピークを検波していることが分かる。Ｄ点の信号は、包絡線検波信号を１ビットカウンタ２３でカウントした際に出力されるベースバンド信号である。図２（ｄ）に示すように、包絡線検波信号のピークを検出する度に１，０が反転し、Ａ点のベースバンド信号が正しく再生されていることが分かる。
【００１８】
図１の無線通信システムの方式では、１ビット誤りが発生すると１，０が全て反転してしまうので、ベースバンド信号の絶対位相に情報をのせるのではなく、送信すべきベースバンド信号に差分変調をあらかじめ施し、１，０の偏移に情報をのせるようにしておけば、受信機２側で再生したベースバンド信号が反転しても問題はなくなる。
【００１９】
図１の無線通信システムでは、送信信号電力を制御するためには送信アンテナ１０の帯域と一致したパワーアンプを設ける必要があるが、広帯域なパワーアンプは設計が複雑になり、コストがかかるといった問題がある。
そこで、本実施の形態では、送信すべきベースバンド信号の立ち上がり立ち下がりに同期した方形波信号を生成して送信アンテナ１０に供給し、この方形波信号のパルス幅を制御することで送信信号電力を制御することとした。
【００２０】
図３は本発明の第１の実施の形態となる無線通信システムの構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の送信機１ａは、図１の送信機１に対して送信アンテナ１０の前に送信信号電力制御装置１１を追加したものである。この送信信号電力制御装置１１は、送信すべきベースバンド信号の立ち上がり立ち下がりに同期した方形波信号を生成して送信アンテナ１０に供給する方形波信号生成手段（不図示）と、送信信号の電力を方形波信号のパルス幅で制御する制御手段（不図示）とを備える。
【００２１】
図３の無線通信システムのＥ点（送信信号電力制御装置１１の出力）、Ｆ点（送信アンテナ１０の出力）、Ｇ点（包絡線検波器２２の出力）における代表的な信号波形を図４に示す。図４の縦軸は信号強度、横軸は時間である。図１の無線通信システムと比較するため、送信信号電力制御装置１１を付加しない場合のＡ点、Ｂ点、Ｃ点の信号も示す。つまり、図４（ａ）〜図４（ｃ）は図２（ａ）〜図２（ｃ）と同じ信号を示している。
【００２２】
Ｅ点の信号は図４（ａ）に示したベースバンド信号の立ち上がり立ち下がりに同期した方形波信号である。Ｆ点の信号は、方形波信号を送信アンテナ１０に供給した際に送信アンテナ１０から出力される送信信号である。Ｇ点の信号は、受信アンテナ２０が受信した受信信号（Ｆ点と同じ信号）をＬＮＡ２１で増幅して包絡線検波したときの包絡線検波信号である。図４（ｆ）の包絡線検波信号のピーク値は、図４（ｃ）に示した包絡線検波信号と同様のものであり、送信すべきベースバンド信号の立ち上がり立ち下がりに同期した方形波信号を用いても、図１と同様に通信可能であることが分かる。
【００２３】
以下、図５を用いて方形波信号のパルス幅を制御することにより送信信号電力を制御できる理由を説明する。図５（ａ）〜図５（ｃ）の縦軸はスペクトル強度、横軸は周波数であり、図５（ｄ）〜図５（ｆ）の縦軸は信号強度、横軸は時間である。
図５（ａ）に送信すべきベースバンド信号の周波数スペクトルを示し、図５（ｄ）にこのベースバンド信号の信号波形を示す。
【００２４】
本実施の形態では、送信信号電力制御装置１１により送信すべきベースバンド信号の立ち上がり立ち下がりに同期した方形波信号を生成する。方形波信号のパルス幅をＴとすると、方形波信号の周波数スペクトルは図５（ｂ）のようになり、その信号波形は図５（ｅ）のようになる。この方形波信号のパルス幅をさらに狭くしてＴ’とすると、その周波数スペクトルは図５（ｃ）のようになり、信号波形は図５（ｆ）のようになる。
【００２５】
方形波信号のパルス幅を短くすると、周波数スペクトルの基本波成分のゼロ点が１／Ｔから１／Ｔ’へと高周波側に移動する。送受信に使用するアンテナ１０，２０の帯域をＢＡとすると、周波数スペクトルの基本波成分のゼロ点が１／Ｔから１／Ｔ’へと高周波側に移動することで、アンテナ帯域ＢＡ内の信号電力が図５（ｂ）に示した斜線部から図５（ｃ）に示した斜線部のように大きくなることが分かる。逆に、方形波信号のパルス幅を長くすると、周波数スペクトルの基本波成分のゼロ点が１／Ｔ’から１／Ｔへと低周波側に移動し、アンテナ帯域ＢＡ内の信号電力が図５（ｃ）に示した斜線部から図５（ｂ）に示した斜線部のように小さくなる。
【００２６】
図５の説明では、方形波信号の基本波成分内にアンテナ帯域ＢＡがある場合を説明したが、方形波信号の第一高調波、第二高調波などにアンテナ帯域ＢＡがある場合も同様に方形波信号のパルス幅を制御することで、送信アンテナ１０から送信される信号電力を制御することが可能となる。
【００２７】
以上のように、本実施の形態では、送信すべきベースバンド信号の立ち上がりと立ち下がりに同期した方形波信号を生成して送信アンテナ１０に供給し、この方形波信号のパルス幅を制御することにより送信信号電力を制御することができる。本実施の形態の無線通信システムは、近距離の微弱無線通信を対象とするものであり、送信信号電力制御装置１１は簡単なデジタル回路で実現でき、図１０に示した従来の無線通信システムの送信機のようにアナログ回路のパワーアンプを用いる必要がないため、設計が簡易になり、低コスト、低電力で送信信号電力を制御することが可能となる。
なお、本実施の形態では、１ビットカウンタ２３でベースバンド信号を復調しているが、これに限るものではなく、１ビットカウンタと同等の機能を果たすものであればよい。
【００２８】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図６（ａ）は本発明の第２の実施の形態となる無線通信システムの構成を示すブロック図であり、図３と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の無線通信システムは、図３の無線通信システムの具体例を示すものである。
送信機１ａの送信信号電力制御装置１１は、シフトレジスタ１１０と排他的論理和回路（以下、ＸＯＲとする）１１１とクロック制御回路１１２とから構成される。シフトレジスタ１１０とＸＯＲとは方形波信号生成手段を構成し、クロック制御回路１１２は制御手段を構成している。
【００２９】
シフトレジスタ１１０は、送信すべきベースバンド信号をクロック信号ＣＬＫの周期分だけ遅延させる。ＸＯＲ１１１は、送信すべきベースバンド信号とシフトレジスタ１１０から出力された信号との排他的論理和演算を行う。これにより、ＸＯＲ１１１から送信すべきベースバンド信号の立ち上がり立ち下がりに同期した方形波信号が出力される。このとき、クロック制御回路１１２から出力されるクロック信号ＣＬＫの周期によって方形波信号のパルス幅が決まるので、クロック制御回路１１２がクロック信号ＣＬＫの周期を変えることで、送信信号電力を制御することができる。
【００３０】
受信機２の包絡線検波器２２は、乗算器２２０とコンパレータ２２１とから構成される。乗算器２２０は、ＬＮＡ２１で増幅された受信信号同士の乗算を行い、コンパレータ２２１は、乗算器２２０の出力のうち所定のレベル以上の信号を出力する。
図６（ａ）のＥ点、Ｆ点、Ｇ点における信号波形は図４（ｄ）、図４（ｅ）、図４（ｆ）に示した第１の実施の形態の信号波形と同様である。
こうして、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
なお、図６（ｂ）に示すように受信機２の包絡線検波器２２をダイオード２２２と抵抗２２３，２２４とコンデンサ２２５とローパスフィルタ２２６とコンパレータ２２７とから構成してもよい。図６（ｂ）において、ｂｉａｓはダイオード２２２に与えるバイアス電圧である。この包絡線検波器２２は、ＬＮＡ２１で増幅された受信信号をダイオード検波するものである。
【００３２】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図７は本発明の第３の実施の形態となる無線通信システムの送信機の構成を示すブロック図であり、図３、図６と同一の構成には同一の符号を付してある。受信機については第２の実施の形態と同じ構成のため、図７では記載を省略した。
【００３３】
本実施の形態では、第１、第２の実施の形態と同様に方形波信号を用いるが、方形波信号のパルス幅とパルスの本数で送信信号電力を制御する。
本実施の形態の送信機１ｂは、送信信号電力制御装置１１ｂと、送信アンテナ１０とを有する。送信信号電力制御装置１１ｂは、方形波信号生成手段と制御手段とを備え、方形波信号生成手段は、パルスの本数が異なる複数の方形波信号を生成する生成回路とスイッチ１１９とから構成される。生成回路は、複数のシフトレジスタとＸＯＲとを組み合わせたものであり、図７の例ではシフトレジスタ１１０，１１３，１１４，１１６，１１７とＸＯＲ１１１，１１５，１１８とからなる。また、クロック制御回路１１２とスイッチ制御回路１２０とは制御手段を構成している。
【００３４】
以下、本実施の形態における送信信号電力制御方法を図８を用いて説明する。図８（ａ）〜図８（ｃ）の縦軸はスペクトル強度（単位はｄＢ）、横軸は周波数であり、図８（ｄ）〜図８（ｆ）の縦軸は信号強度、横軸は時間である。
図７の送信機１ｂにおいてスイッチ制御回路１２０によりスイッチ１１９を制御し、ＸＯＲ１１１の出力を選択させた場合、スイッチ１１９から出力される方形波信号の周波数スペクトルは図８（ａ）のようになり、その信号波形は図８（ｄ）のようになる。この方形波信号は、送信すべきベースバンド信号の１つの立ち上がり又は立ち下がりに対応するパルスの本数が１本であり、第１、第２の実施の形態で説明した方形波信号と同様のものである。
【００３５】
一方、ＸＯＲ１１５からはベースバンド信号の１つの立ち上がり又は立ち下がりに対応するパルスの本数が２本である方形波信号が出力される。その理由は、ＸＯＲ１１１の出力信号をシフトレジスタ１１３，１１４によりクロック信号ＣＬＫの２周期分だけ遅延させて、ＸＯＲ１１５によりＸＯＲ１１１の出力信号とシフトレジスタ１１４の出力信号との排他的論理和演算を行うからである。したがって、スイッチ制御回路１２０によりスイッチ１１９を制御してＸＯＲ１１５の出力を選択させると、スイッチ１１９から出力される方形波信号の周波数スペクトルは図８（ｂ）のようになり、その信号波形は図８（ｅ）のようになる。
【００３６】
また、ＸＯＲ１１８からはベースバンド信号の１つの立ち上がり又は立ち下がりに対応するパルスの本数が３本である方形波信号が出力される。その理由は、ＸＯＲ１１５の出力信号をシフトレジスタ１１６，１１７によりクロック信号ＣＬＫの２周期分だけ遅延させて、ＸＯＲ１１８によりＸＯＲ１１１の出力信号とシフトレジスタ１１７の出力信号との排他的論理和演算を行うからである。したがって、スイッチ制御回路１２０によりスイッチ１１９を制御してＸＯＲ１１８の出力を選択させると、スイッチ１１９から出力される方形波信号の周波数スペクトルは図８（ｃ）のようになり、その信号波形は図８（ｆ）のようになる。
【００３７】
図８（ａ）〜図８（ｃ）から分かるように、方形波信号のパルスの本数を増加させると、方形波信号の高調波成分の中心周波数１／２Ｔ（Ｔはパルス幅），３／２Ｔ，５／２Ｔ・・・・に信号スペクトルが集中し、信号スペクトルのピーク値が高くなる。また、パルスの本数を増やした数だけ中心周波数１／２Ｔ，３／２Ｔ，５／２Ｔ・・・・の両側にサイドローブが現れるようになる。例えば、方形波信号のパルスの本数を図８（ｄ）の状態から２本増やして図８（ｆ）の状態にすると、図８（ｃ）のように各中間周波数の両側にサイドローブが２本ずつ現れる。
【００３８】
したがって、本実施の形態では、送信アンテナ１０および受信アンテナ２０の中心周波数を送信信号電力制御装置１１ｂから出力される方形波信号の高調波成分の中心周波数に設定することにより、方形波信号のパルスの本数で送信信号電力を制御できることになる。つまり、方形波信号のパルス幅Ｔに対して、送受信に使用するアンテナ１０，２０の中心周波数を１／２Ｔ＋ｎ／Ｔ（ｎは０以上の整数）に設定すればよい。ただし、ｎが大きくなるほど、すなわちアンテナ１０，２０の中心周波数をより高次の高調波成分の中心周波数に設定するほど、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように信号スペクトルのピークは小さくなるため、送信できる信号電力そのものは小さくなる。
【００３９】
送信信号電力の変化は、送信アンテナ１０に供給される方形波信号の変化に起因しており、図８（ｄ）に示した１パルスの方形波信号に対して図８（ｅ）に示した２パルスの方形波信号を用いる場合、エネルギー換算で約６ｄＢほど送信信号電力が増加する。同様の換算により、１パルスの方形波信号に対して図８（ｆ）に示した３パルスの方形波信号を用いる場合、約９．５ｄＢほど送信信号電力が増加する。
なお、第１、第２の実施の形態と同様に、パルス幅制御回路となるクロック制御回路１１２がクロック信号ＣＬＫの周期を変えることによっても、送信信号電力を制御できることは言うまでもない。
【００４０】
また、送信信号電力を細かく制御したい場合には、図９に示すようにしてもよい。図９（ａ）、図９（ｂ）の縦軸はスペクトル強度（単位はｄＢ）、横軸は周波数であり、図９（ｃ）、図９（ｄ）の縦軸は信号強度、横軸は時間である。図９（ａ）、図９（ｃ）はそれぞれ図８（ａ）、図８（ｄ）と同じである。ベースバンド信号の１つの立ち上がり又は立ち下がりに対応して図９（ｃ）の方形波信号では、パルスの立ち上がりと立ち下がりの計２回変化している。
【００４１】
これに対し、図９（ｂ）のような周波数スペクトルを示す図９（ｄ）の方形波信号では、２回の立ち上がりと１回の立ち下がり、若しくは１回の立ち下がりと２回の立ち上がりといったように計３回変化している。この場合は、図９（ｃ）に示す方形波信号に対して１．５倍の変化をしていることになり、エネルギー換算で３．５ｄＢほど送信信号電力が増加する。
【００４２】
送信アンテナ１０に供給する方形波信号のパルスの本数を多くしすぎると、受信機側で符号間干渉（図２（ｃ）に示した包絡線検波信号のピーク同士が接近する現象）が起こる可能性があるが、その場合にはベースバンド信号のビットレートを低下させることによって、符号間干渉を避けることができる。
【００４３】
前述のように、送信アンテナ１０に供給する方形波信号のパルスの本数を多くすると、送信アンテナ１０から送信される送信信号の電力が大きくなるが、この電力は電波法などで規定される規定値を超えることはできない。そこで、通信距離を伸ばしたいときには、送信すべきベースバンド信号のビットレートを低下させて、その分方形波信号のパルスの本数を多くすればよい。具体的には、ビットレートを１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）に低下させたときには、方形波信号のパルスの本数をＮ倍まで多くすることができる。ビットレートを１／Ｎにして、方形波信号のパルスの本数をＮ倍に変更しても、単位時間に送信される総パルス数は変更前と変わらないため、単位時間あたりの平均送信電力は一定であり、規定値を守ったまま通信距離を伸ばすことが可能である。
以上のようにして、本実施の形態においても、第１、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、電磁波によってデジタル信号を送受する無線通信に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の無線通信システムにおいて送信アンテナに入力されるベースバンド信号、送信アンテナから出力される送信信号、包絡線検波器から出力される包絡線検波信号、カウンタから出力されるベースバンド信号の信号波形の１例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態となる無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図４】図３の無線通信システムにおいて送信信号電力制御装置から出力される方形波信号、送信アンテナから出力される送信信号、包絡線検波器から出力される包絡線検波信号の信号波形の１例を示す図である。
【図５】図３の無線通信システムにおいて送信信号電力制御装置に入力されるベースバンド信号、送信信号電力制御装置から出力される方形波信号の周波数スペクトルおよび信号波形を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態となる無線通信システムと包絡線検波器の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態となる無線通信システムの送信機の構成を示すブロック図である。
【図８】図７の送信機において送信信号電力制御装置から出力される方形波信号の周波数スペクトルおよび信号波形の１例を示す図である。
【図９】図７の送信機において送信信号電力制御装置から出力される方形波信号の周波数スペクトルおよび信号波形の他の例を示す図である。
【図１０】従来の送信信号電力制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４６】
１、１ａ、１ｂ…送信機、２…受信機、１０…送信アンテナ、１１、１１ｂ…送信信号電力制御装置、２０…受信アンテナ、２１…ローノイズアンプ、２２…包絡線検波器、２３…カウンタ、１１０、１１３、１１４、１１６、１１７…シフトレジスタ、１１１、１１５、１１８…排他的論理和回路、１１２…クロック制御回路、１１９…スイッチ、１２０…スイッチ制御回路、２２０…乗算器、２２１…コンパレータ。
【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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