(57)【要約】【課題】同期に十分な時間を取ることが可能で、小型かつ高速のデータ伝送が可能なパルス変調型無線通信装置を安価に実現することを目的とする。【解決手段】入力した送信情報信号を用いて同期信号とデータ信号とを生成し、少なくとも１つの周波数チャネルからなる第１周波数チャネルに同期信号を設定して出力するとともに少なくとも１つの周波数チャネルからなる第２周波数チャネルにデータ信号を設定して出力するチャネル設定手段１０４を有し、第１周波数チャネルと第２周波数チャネルとは互いに異なる周波数チャネルを用いるように構成する。これにより、信号の同期情報をデータとは別の周波数チャネルで提供することとなり、同期に十分な時間を取ることができ、データ受信時に速やかに信号を復調することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信情報信号を入力し、前記送信情報信号を用いて同期信号とデータ信号とを生成し、通信周波数帯域を少なくとも２つに分割して構成した周波数チャネルの少なくとも１つの周波数チャネルからなる第１周波数チャネルに前記同期信号を設定して出力するとともに、少なくとも１つの周波数チャネルからなる第２周波数チャネルに前記データ信号を設定して出力するチャネル設定手段を有し、前記第１周波数チャネルと前記第２周波数チャネルは互いに異なる周波数チャネルを用いることを特徴とするパルス変調型無線通信装置。
【請求項２】
チャネル設定手段は、前記送信情報信号を用いて同期チャネル信号とデータチャネル信号とを生成するエンコーダと、前記同期チャネル信号を周波数変換したのち帯域制限して第１周波数チャネルに設定し同期信号を出力する同期チャネル信号生成手段と、前記データチャネル信号を周波数変換したのち帯域制限して第２周波数チャネルに設定しデータ信号を出力するデータチャネル信号生成手段とを有することを特徴とする請求項１記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項３】
エンコーダは同期信号を常時出力することを特徴とする請求項２記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項４】
同期チャネル信号生成手段は、第１パルス列信号を生成する第１パルス変調器と、第１局部発振信号を出力する第１周波数可変発振器と、前記第１局部発振信号を用いて第１パルス列信号を周波数変換する第１混合器と、前記周波数変換した信号を帯域制限して第１周波数チャネルに設定し同期信号として出力する第１帯域通過フィルタとを有し、前記データチャネル信号生成手段は、第２パルス列信号を生成する第２パルス変調器と、第２局部発振信号を出力する第２周波数可変発振器と、前記第２局部発振信号を用いて第２パルス列信号を周波数変換する第２混合器と、前記周波数変換した信号を帯域制限して第２周波数チャネルに設定しデータ信号として出力する第２帯域通過フィルタとを有することを特徴とする請求項２記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項５】
第１パルス列信号と第２パルス列信号とを同期させるタイミング発生器を有することを特徴とする請求項４記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項６】
第１帯域通過フィルタは通過帯域が可変であることを特徴とする請求項４記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項７】
同期信号を設定する周波数チャネルは第１周波数チャネルにおける複数の周波数チャネルに設定され、チャネル設定手段は前記同期信号が設定される同期周波数チャネルを変更可能とすることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項８】
同期周波数チャネルは一定時間ごとに設定されることを特徴とする請求項７記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項９】
同期周波数チャネルを制御する同期周波数チャネル制御信号を出力する同期チャネル制御手段を有し、前記同期周波数チャネルは前記同期周波数チャネル制御信号に応じて設定されることを特徴とする請求項８記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項１０】
チャネル設定手段は一定時間内において、同期周波数チャネルを複数の周波数チャネルに設定し且つデータ信号が設定されるデータ周波数チャネルを周波数チャネル１つ以下に設定することを特徴とする請求項１に記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項１１】
同期チャネル制御手段は、所定時間内において、同期信号が周波数チャネルを使用する回数が、データ信号が周波数チャネルを使用する回数よりも多くなるように同期周波数チャネル制御信号を出力することを特徴とする請求項９記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項１２】
第２帯域通過フィルタは通過帯域が可変であることを特徴とする請求項４記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項１３】
データ信号を設定する周波数チャネルは第２周波数チャネルにおける複数の周波数チャネルに設定され、チャネル設定手段は前記データ信号が設定されるデータ周波数チャネルを変更可能とすることを特徴とする請求項１から５および１２のいずれかに記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項１４】
データ周波数チャネルは一定時間ごとに設定されることを特徴とする請求項１３記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項１５】
データ周波数チャネルを制御するデータ周波数チャネル制御信号を出力するデータチャネル制御手段を有し、前記データ周波数チャネルは前記データ周波数チャネル制御信号に応じて設定されることを特徴とする請求項１４記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項１６】
チャネル設定手段は一定時間内において、データ周波数チャネルを周波数チャネル１つ以下に設定し且つ同期信号が設定される同期周波数チャネルを複数設定することを特徴とする請求項１５記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項１７】
データチャネル制御手段は所定時間内において、データ信号が周波数チャネルを使用する回数が、同期信号が周波数チャネルを使用する回数よりも少なくなるようにデータ周波数チャネル制御信号を出力することを特徴とする請求項１５記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項１８】
同期信号が設定される同期周波数チャネルは、全ての周波数チャネルの中で周波数の最も低い周波数チャネルを含むように設定されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項１９】
同期信号として、データ信号をパルス変調する際のパルス列信号を用いることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項２０】
同期信号として、正弦波を用いることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項２１】
同期信号として、データ信号をパルス変調する際のパルス列信号と正弦波を切替えて用いることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項２２】
パルス列信号と正弦波を切替えて同期信号として用いる際に、切替え基準として通信距離を用いることを特徴とする請求項２１記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項２３】
通信距離が近い場合にパルス列信号を同期信号として用い、通信距離が遠い場合に正弦波を用いることを特徴とする請求項２２記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項２４】
パルス列信号と正弦波を切替えて同期信号として用いる際に、切替え基準として受信データの誤り率を用いることを特徴とする請求項２１記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項２５】
誤り率が低い場合にパルス列信号を同期信号として用い、誤り率が高い場合に正弦波を用いることを特徴とする請求項２４記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項２６】
同期信号として、パルス変調型無線通信装置が搭載された機器内ＣＰＵのシステムクロックを用いることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項２７】
同期信号およびデータ信号の出力電力を、通信状態に応じて任意に変更することを特徴とする請求項１記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項２８】
同期信号およびデータ信号の出力電力の変更を、通信距離に応じて行うことを特徴とする請求項２７記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項２９】
同期信号およびデータ信号の出力電力の変更を、受信データの誤り率に応じて行うことを特徴とする請求項２７記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項３０】
同期周波数チャネル制御信号を発生する同期チャネル制御手段と、データ周波数チャネル制御信号を発生するデータチャネル制御手段と、前記同期周波数チャネル制御信号および前記データ周波数チャネル制御信号に基づいて、入力された送信情報信号から同期信号とデータ信号を生成するチャネル設定手段と、前記同期信号をあらかじめ通信周波数帯域を分割して設定された複数の周波数チャネルのうちの１つの周波数チャネルに設定して送信する第１送信アンテナと、前記データ信号を前記複数の周波数チャネルの他の周波数チャネルに設定して送信する第２送信アンテナと、同期チャネル信号を受信する第１受信アンテナと、データチャネル信号を受信する第２受信アンテナと、前記第１受信アンテナで受信した同期チャネル信号および第２受信アンテナで受信したデータチャネル信号を入力し、前記同期周波数チャネル制御信号およびデータ周波数チャネル制御信号に基づいて復調する受信復調部とを有することを特徴とするパルス変調型無線通信装置。
【請求項３１】
受信復調部は、受信信号を入力して同期タイミング信号を生成する同期タイミング生成手段と、前記同期タイミング信号を用いて受信信号を復調し受信復調信号を生成するデータチャネル信号受信手段と、前記受信復調信号を用いて受信データ信号を生成するデコーダとを有することを特徴とする請求項３０記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項３２】
同期タイミング生成手段は、受信信号を入力して同期周波数チャネル内の同期チャネル抽出信号のみを抽出する同期チャネル抽出手段と、前記同期チャネル抽出信号を用いて同期タイミング信号を生成するタイミング生成手段とを有することを特徴とする請求項３１記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項３３】
データチャネル信号受信手段は、受信信号を入力してデータ周波数チャネル内のデータ信号のみを抽出し、同期タイミング生成手段によって生成された同期タイミング信号を用いて前記データ信号をパルス復調して受信復調信号を出力することを特徴とする請求項３１記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項３４】
同期タイミング生成手段は、同期タイミング信号を常時出力することを特徴とする請求項３１記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項３５】
同期チャネル抽出手段は、受信信号を帯域制限して同期周波数チャネルのみの信号を抽出する第１帯域通過フィルタと、第１局部発振信号を出力する第１周波数可変発振器と、前記抽出された同期周波数チャネルの信号を前記第１局部発振信号を用いて周波数変換する
第１混合器と、前記第１混合器で生成された同期チャネル受信信号を復調する第１パルス復調器とを有し、データチャネル信号受信手段は、受信信号を帯域制限してデータ周波数チャネルのみの信号を抽出する第２帯域通過フィルタと、第２局部発振信号を出力する第２周波数可変発振器と、前記抽出されたデータ周波数チャネルの信号を前記第２局部発振信号を用いて周波数変換する第２混合器と、前記第２混合器で生成されたデータチャネル受信信号を復調する第２パルス復調器とを有することを特徴とする請求項３１記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項３６】
第１帯域通過フィルタは通過帯域が可変であることを特徴とする請求項３５記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項３７】
第２帯域通過フィルタは通過帯域が可変であることを特徴とする請求項３５記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項３８】
第１帯域通過フィルタは通過帯域を固定とし、同期タイミング生成手段は特定の周波数チャネルの同期タイミング周波数チャネルのみを受信して同期タイミング信号を生成することを特徴とする請求項３５記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項３９】
第１および第２パルス変調器の変調方式としてパルスポジションモジュレーションを用いることを特徴とする請求項４記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項４０】
第１および第２パルス変調器の変調方式としてバイフェーズモジュレーションを用いることを特徴とする請求項４記載のパルス変調型無線通信装置。
【請求項４１】
複数のパルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムにおいて、第１のパルス変調型無線通信装置が第２のパルス変調型無線通信装置の同期周波数チャネルの信号を用いて同期タイミング信号を生成することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４２】
複数のパルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムにおいて、第１のパルス変調型無線通信装置は、第２のパルス変調型無線通信装置から送信される同期周波数チャネルの信号を受信して生成した同期信号を基に同期タイミングを調整する同期タイミング比較手段を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４３】
同期タイミング比較手段は、第２のパルス変調型無線通信装置から送信されて受信した同期タイミング信号のパルス復調前のパルス信号幅を評価する評価回路と、第１のパルス変調型無線通信装置自身の同期タイミング信号との同期を比較する相関器と、前記評価回路で評価したパルス内タイミングオフセット時間と前記相関器で評価したタイミングオフセット時間とを用いて前記第１のパルス変調型無線通信装置自身の同期タイミング信号を補正し前記受信した同期タイミング信号と同期させる補正手段とを有することを特徴とする請求項４２記載の無線通信システム。
【請求項４４】
第２のパルス変調型無線通信装置は、同期周波数チャネルの信号の送信を第１のパルス変調型無線通信装置から送信された同期周波数チャネルの信号を反射させることによって行うことを特徴とする請求項４２記載の無線通信システム。
【請求項４５】
請求項１から請求項４０のいずれかに記載のパルス変調型無線通信装置を用いることを特徴とする無線通信システム。
【請求項４６】
請求項１から請求項４０のいずれかに記載のパルス変調型無線通信装置を用いることを特徴とする無線測距・測位システム。
【請求項４７】
第２のパルス変調型無線通信装置は、第２のパルス変調型無線通信装置が有するデータの送信を、第１のパルス変調型無線通信装置から送信された同期周波数チャネルの信号を反射させることによって行うことを特徴とする請求項４２記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス状の変調信号を用いた無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｂに代表される無線ＬＡＮ機器の急速な広がりに加えて、ＡＶ機器やパーソナルコンピュータを相互に無線接続することによって、シームレスなネットワークが確立された社会が予想されており、小型かつ高速のデータ通信装置を安価に実現する技術の確立が急務となっている。
【０００３】
その一つとして、パルス状の変調信号を用いたウルトラワイドバンド（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ、以下ＵＷＢと記す）と呼ばれる通信方式が注目されている。
【０００４】
図３４に従来のＵＷＢ無線装置のブロック構成の例を示す。送信の際に、送信データはコントロール＆インターフェース５１０１にて送信用のデータ列に形成され、送信機能部５１０２に入力される。送信機能部５１０２に入力された送信データは、エンコーダ５１０３により一次変調され、パルス変調器５１０４にてパルス変調され、送信フロントエンド５１０５にて送信レベルの調整、不要周波数成分の除去等を行い、送信アンテナ５１０６より送信される。
【０００５】
受信の際には、受信アンテナ５１０９で受信された信号は受信機能部５１０８で受信され、受信フロントエンド５１１０にて適当なレベルに調整されるとともに、不要周波数成分を除去され、波形相関器５１１１に入力される。波形相関器５１１１で生成された相関情報はタイミング調整器５１１２に送られ、ここで一定の相関値を超えると同期と判定される。また、相関情報が同期と判定されなかった場合は、受信機能部５１０８の同期信号のタイミングをずらし、再度波形相関器５１１１にて相関をとる。これを同期が確立するまで繰り返す。この後、デコーダ５１１３で復調を行って受信データを得て、コントロール＆インターフェース５１０１に引き渡す（特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開第０１／９３４４２号パンフレット
【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、通信の度に、受信信号中の同期フレームをもとに波形相関をとることで同期を確立し、その後にデータの復調を行う従来のＵＷＢ無線装置構成およびその同期方法では、同期に必要とする時間が長く、実情報の伝送速度が下がるばかりでなく、マルチパスや他の装置からの電波などの干渉波によって、相関パルスのレベルが高い状態が発生してしまうという問題を有していた。これらの課題を解決するために、段階的に相関パルスのレベルを判断したり、受信系を複数とすることによって、干渉波を除去する構成も提案されているが、判断フローが複雑化すると共に機器構成が大型化し、消費電力が増加し、機器も高価になっていた。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するもので、受信装置が同期情報を適宜受信して同期情報を維持しておくことによって、データ受信時に速やかに信号を復調することができる高速のデータ伝送が可能なＵＷＢ無線装置を小型かつ安価に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】
この課題を解決するために本発明は、同期用信号とデータ伝送用信号を異なる周波数帯（チャネル）にて送受信するＵＷＢ無線装置を構成したものである。
【０００９】
これにより、同期に十分な時間を取ることが可能となって、受信装置は適宜送信装置との同期を確立することが可能となり、データ復調の際に特別な同期時間を必要としなくなるため、小型かつ高速のデータ伝送が可能なＵＷＢ無線装置を安価に実現できる。
【００１０】
本発明の第１の発明は、送信情報信号を入力し、前記送信情報信号を用いて同期信号とデータ信号とを生成し、通信周波数帯域を少なくとも２つに分割して構成した周波数チャネルの少なくとも１つの周波数チャネルからなる第１周波数チャネルに前記同期信号を設定して出力するとともに、少なくとも１つの周波数チャネルからなる第２周波数チャネルに前記データ信号を設定して出力するチャネル設定手段を有し、前記第１周波数チャネルと前記第２周波数チャネルは互いに異なる周波数チャネルを用いることを特徴とするパルス変調型無線通信装置としたものであり、受信装置が送信装置からの信号を復調する際に必要な信号の同期情報を、データとは別の周波数チャネルで提供することにより、受信装置はこの同期情報を適宜受信し、同期情報を維持しておくことによって、データ受信時に速やかに信号を復調することが可能となる。このことによって、従来の同期とデータ受信を順次行うパルス変調型無線通信装置の同期確立に時間がかかり、実際の伝送速度が低下するという課題を解決し、高速のデータ伝送が可能となる。
【００１１】
本発明の第２の発明は、第１の発明において、チャネル設定手段は、前記送信情報信号を用いて同期チャネル信号とデータチャネル信号とを生成するエンコーダと、前記同期チャネル信号を周波数変換したのち帯域制限して第１周波数チャネルに設定し同期信号を出力する同期チャネル信号生成手段と、前記データチャネル信号を周波数変換したのち帯域制限して第２周波数チャネルに設定しデータ信号を出力するデータチャネル信号生成手段とを有することを特徴とするものであり、受信装置が送信装置からの信号を復調する際に必要な信号の同期情報を、データとは別の周波数チャネルで提供することにより、受信装置はこの同期情報を適宜受信し、同期情報を維持しておくことによって、データ受信時に速やかに信号を復調することが可能となる。
【００１２】
本発明の第３の発明は、第２の発明において、エンコーダは同期信号を常時出力することを特徴とするものであり、エンコーダが同期信号を常時出力することによって、受信装置が同期信号を検出し、同期情報を適宜確認することが可能となり、良好な状態でデータの受信が可能となる。
【００１３】
本発明の第４の発明は、第２の発明において、同期チャネル信号生成手段は、第１パルス列信号を生成する第１パルス変調器と、第１局部発振信号を出力する第１周波数可変発振器と、前記第１局部発振信号を用いて第１パルス列信号を周波数変換する第１混合器と、前記周波数変換した信号を帯域制限して第１周波数チャネルに設定し同期信号として出力する第１帯域通過フィルタとを有し、前記データチャネル信号生成手段は、第２パルス列信号を生成する第２パルス変調器と、第２局部発振信号を出力する第２周波数可変発振器と、前記第２局部発振信号を用いて第２パルス列信号を周波数変換する第２混合器と、前記周波数変換した信号を帯域制限して第２周波数チャネルに設定しデータ信号として出力する第２帯域通過フィルタとを有することを特徴とするものであり、受信装置が送信装置からの信号を復調する際に必要な信号の同期情報を、データとは別の周波数チャネルで提供することにより、受信装置はこの同期情報を適宜受信し、同期情報を維持しておくことによって、データ受信時に速やかに信号を復調することが可能となる。
【００１４】
本発明の第５の発明は、第４の発明において、第１パルス列信号と第２パルス列信号とを同期させるタイミング発生器を有することを特徴とするものであり、送信装置が送信する同期信号とデータ信号の信号生成時の同期ずれを補正し、信号生成時の同期ずれによる信号復調の際の劣化を防ぐことができる。
【００１５】
本発明の第６の発明は、第４の発明において、第１帯域通過フィルタの通過帯域が可変であることを特徴とするものであり、帯域通過フィルタを周波数可変とすることで、同期信号を生成する際に発生する不要成分を効率よく抑圧し、所望信号のみを放射することが可能となる。
【００１６】
本発明の第７の発明は、第１から第６の発明において、同期信号を設定する周波数チャネルは第１周波数チャネルにおける複数の周波数チャネルに設定され、チャネル設定手段は前記同期信号が設定される同期周波数チャネルを変更可能とすることを特徴とするものであり、複数のチャネルを束ねて使用することによって、受信装置が受信する電力を大きくすることが可能となり、安定した通信が可能となる。
【００１７】
本発明の第８の発明は、第７の発明において、同期周波数チャネルは一定時間ごとに設定されることを特徴とするものであり、使用する周波数チャネルを一定時間ごとに変更することによって、他システムとの与干渉、被干渉を軽減するとともに、秘匿性を高め、更には特定周波数を利用することによるシャドーイング、マルチパス等の電波伝搬上の障害を回避することが可能となる。
【００１８】
本発明の第９の発明は、第８の発明において、更に、同期周波数チャネルを制御する同期周波数チャネル制御信号を出力する同期チャネル制御手段を有し、前記同期周波数チャネルは前記同期周波数チャネル制御信号に応じて設定されることを特徴とするものであり、使用する周波数チャネルを一定時間ごとに変更することによって、他システムとの与干渉、被干渉を軽減するとともに、秘匿性を高め、更には特定周波数を利用することによるシャドーイング、マルチパス等の電波伝搬上の障害を回避することが可能となる。
【００１９】
本発明の第１０の発明は、第９の発明において、チャネル設定手段は一定時間内において、同期周波数チャネルを複数の周波数チャネルに設定し且つデータ信号が設定されるデータ周波数チャネルを周波数チャネル１つ以下に設定することを特徴とするものであり、同期周波数チャネルをデータ周波数チャネルより回数多く送信することによって、確実に同期信号を受信し、同期を確立できるようにすることが可能となる。
【００２０】
本発明の第１１の発明は、第９の発明において、同期チャネル制御手段は、所定時間内において、同期信号が周波数チャネルを使用する回数が、データ信号が周波数チャネルを使用する回数よりも多くなるように同期周波数チャネル制御信号を出力することを特徴とするものであり、同期周波数チャネルをデータ周波数チャネルより回数多く送信することによって、確実に同期信号を受信し、同期を確立できるようにすることが可能となる。
【００２１】
本発明の第１２の発明は、第２帯域通過フィルタは通過帯域が可変であることを特徴とするものであり、帯域通過フィルタを周波数可変とすることで、同期信号を生成する際に発生する不要成分を効率よく抑圧し、所望信号のみを放射することが可能となる。
【００２２】
本発明の第１３の発明は、第１から５および１２のいずれかの発明において、データ信号を設定する周波数チャネルは第２周波数チャネルにおける複数の周波数チャネルに設定され、チャネル設定手段は前記データ信号が設定されるデータ周波数チャネルを変更可能とすることを特徴とするものであり、複数のデータチャネルを用いて広い帯域でデータを送信することによって、情報量を増やすことが可能となると共に、受信装置で受信する電力が大きくなり、安定した通信が可能となる。
【００２３】
本発明の第１４の発明は、第１３の発明において、データ周波数チャネルは一定時間ごとに設定されることを特徴とするものであり、使用する周波数チャネルを一定時間ごとに
変更することによって、他システムとの与干渉、被干渉を軽減するとともに、秘匿性を高め、更には特定周波数を利用することによるシャドーイング、マルチパス等の電波伝搬上の障害を回避することが可能となる。
【００２４】
本発明の第１５の発明は、第１４の発明において、更に、データ周波数チャネルを制御するデータ周波数チャネル制御信号を出力するデータチャネル制御手段を有し、前記データ周波数チャネルは前記データ周波数チャネル制御信号に応じて設定されることを特徴とするものであり、使用する周波数チャネルを一定時間ごとに変更することによって、他システムとの与干渉、被干渉を軽減するとともに、秘匿性を高め、更には特定周波数を利用することによるシャドーイング、マルチパス等の電波伝搬上の障害を回避することが可能となる。
【００２５】
本発明の第１６の発明は、第１５の発明において、チャネル設定手段は一定時間内において、データ周波数チャネルを周波数チャネル１つ以下に設定し且つ同期信号が設定される同期周波数チャネルを複数設定することを特徴とするものであり、同期周波数チャネルをデータ周波数チャネルより回数多く送信することによって、確実に同期信号を受信し、同期を確立できるようにすることが可能となる。
【００２６】
本発明の第１７の発明は、第１５の発明において、データチャネル制御手段は所定時間内において、データ信号が周波数チャネルを使用する回数が、同期信号が周波数チャネルを使用する回数よりも少なくなるようにデータ周波数チャネル制御信号を出力することを特徴とするものであり、同期周波数チャネルをデータ周波数チャネルより回数多く送信することによって、確実に同期信号を受信し、同期を確立できるようにすることが可能となる。
【００２７】
本発明の第１８の発明は、第１から５のいずれかの発明において、同期信号が設定される同期周波数チャネルは、全ての周波数チャネルの中で周波数の最も低い周波数チャネルを含むように設定されることを特徴とするものであり、最も伝搬損失が小さく、反射波や回折波による通信が期待できる、最も低い周波数チャネルを同期信号用に用いることによって、安定した通信が可能となる。
【００２８】
本発明の第１９の発明は、第１から５のいずれかの発明において、同期信号として、データ信号をパルス変調する際のパルス列信号を用いるものであり、データ信号変調時のパルス列信号を受信側で保有することにより、この信号と、受信信号の差分を検出することによって復調が可能となり、機器を小型、低価格に実現できる。
【００２９】
本発明の第２０の発明は、第１から５のいずれかの発明において、同期信号として、正弦波を用いるものであり、狭い周波数帯域を用いた同期信号を用いることによって、周波数利用効率を高めることができると共に、同期信号に連続信号を用いることによって速やかに同期を確立することが可能となり、周波数利用効率が高く、高速のデータ通信が可能な機器を実現できる。
【００３０】
本発明の第２１の発明は、第１から５のいずれかの発明において、同期信号として、データ信号をパルス変調する際のパルス列信号と正弦波を切替えて用いるものであり、通信路の状態や、通信中の通信品質、また、一度に通信を行う通信機の数といった通信状態に応じて、同期信号を切替えることによって、適宜通信効率のよい通信状態を選択可能な機器を実現できる。
【００３１】
本発明の第２２の発明は、第２１の発明において、パルス列信号と正弦波を切替えて同期信号として用いる際に、切替え基準として通信距離を用いるものであり、通信装置間の
距離を測定し、その遠近によって同期信号を切替えることで適宜通信効率のよい通信状態を選択可能な機器を実現できる。
【００３２】
本発明の第２３の発明は、第２２の発明において、通信距離が近い場合にパルス列信号を同期信号として用い、通信距離が遠い場合に正弦波を用いるものであり、通信距離が近い場合は直接的に受信信号を復調することが可能な、送信時に利用するパルス列信号を同期信号とすることで、受信回路を簡略化して低消費電力化をはかることができる。また、通信距離が遠い場合は使用帯域が狭く、周波数あたりの送信電力の大きい正弦波を同期信号とすることによって、通信相手以外の機器への干渉を低減しながら、通信相手の機器が受信する同期信号の信号−雑音比を大きくして、同期信号を低誤りで伝送することで、適宜通信効率のよい通信状態を選択可能な機器を実現できる。
【００３３】
本発明の第２４の発明は、第２１の発明において、パルス列信号と正弦波を切替えて同期信号として用いる際に、切替え基準として受信データの誤り率を用いるものであり、誤り率が低い場合は直接的に受信信号を復調することが可能な、送信時に利用するパルス列信号を同期信号とすることで、受信回路を簡略化して低消費電力化をはかることができる。また、誤り率が高い場合は、正弦波を同期信号とすることによって、通信相手の機器が受信する同期信号の信号−雑音比を大きくして、同期信号を低誤りで伝送することで、適宜通信効率のよい通信状態を選択可能な機器を実現できる。
【００３４】
本発明の第２５の発明は、第２４の発明において、誤り率が低い場合にパルス列信号を同期信号として用い、誤り率が高い場合に正弦波を用いるものであり、誤り率が低い場合は直接的に受信信号を復調することが可能な、送信時に利用するパルス列信号を同期信号とすることで、受信回路を簡略化して低消費電力化をはかることができる。また、誤り率が高い場合は、正弦波を同期信号とすることによって、通信相手の機器が受信する同期信号の信号−雑音比を大きくして、同期信号を低誤りで伝送することで、適宜通信効率のよい通信状態を選択可能な機器を実現できる。
【００３５】
本発明の第２６の発明は、第２４の発明において、同期信号として、パルス変調型無線通信装置が搭載された機器内ＣＰＵのシステムクロックを用いるものであり、複数の装置でＣＰＵのシステムクロックを共有し、使用部品数の低減、異なる機器での同期した信号処理が可能な機器を実現できる。
本発明の第２７の発明は、第１の発明において、同期信号およびデータ信号の出力電力を、通信状態に応じて任意に変更するものであり、通信装置の総送信電力を一定、または必要最小限の送信電力にて通信することで、他の機器への干渉の小さい機器を実現できる。
【００３６】
本発明の第２８の発明は、第２７の発明において、同期信号およびデータ信号の出力電力の変更を、通信距離に応じて行うものであり、通信距離が遠い場合は、同期信号を優先してデータ信号より大きな送信電力で通信を行うことができる。また、通信距離が近い場合はデータ信号を優先して同期信号より大きな送信電力で通信を行うことで、通信装置の総送信電力を一定、または必要最小限の送信電力にて通信するので、他の機器への干渉の小さい機器を実現できる。
【００３７】
本発明の第２９の発明は、第２７の発明において、同期信号およびデータ信号の出力電力の変更を、受信データの誤り率に応じて行うものであり、誤り率が大きい場合は、同期信号を優先してデータ信号より大きな送信電力で通信を行うことで同期誤りによる受信データの誤りの増加を防止することができる。また、誤り率が小さい場合はデータ信号を優先して同期信号より大きな送信電力で通信を行うことで、通信装置の総送信電力を一定、または必要最小限の送信電力にて通信するので、他の機器への干渉の小さい機器を実現できる。
【００３８】
本発明の第３０の発明は、同期周波数チャネル制御信号を発生する同期チャネル制御手段と、データ周波数チャネル制御信号を発生するデータチャネル制御手段と、前記同期周波数チャネル制御信号および前記データ周波数チャネル制御信号に基づいて、入力された送信情報信号から同期信号とデータ信号を生成するチャネル設定手段と、前記同期信号をあらかじめ通信周波数帯域を分割して設定された複数の周波数チャネルのうちの１つの周波数チャネルに設定して送信する第１送信アンテナと、前記データ信号を前記複数の周波数チャネルの他の周波数チャネルに設定して送信する第２送信アンテナと、同期チャネル信号を受信する第１受信アンテナと、データチャネル信号を受信する第２受信アンテナと、前記第１受信アンテナで受信した同期チャネル信号および第２受信アンテナで受信したデータチャネル信号を入力し、前記同期周波数チャネル制御信号およびデータ周波数チャネル制御信号に基づいて復調する受信復調部とを有することを特徴とするパルス変調型無線通信装置としたものであり、受信装置が送信装置からの信号を復調する際に必要な信号の同期情報を、データとは別の周波数チャネルで提供することにより、受信装置はこの同期情報を適宜受信し、同期情報を維持しておくことによって、データ受信時に速やかに信号を復調することが可能となる。このことによって、従来の同期とデータ受信を順次行うパルス変調型無線通信装置の同期確立に時間がかかり、実際の伝送速度が低下するという課題を解決し、高速のデータ伝送が可能となる。
【００３９】
本発明の第３１の発明は、第３０の発明において、受信復調部は、受信信号を入力して同期タイミング信号を生成する同期タイミング生成手段と、前記同期タイミング信号を用いて受信信号を復調し受信復調信号を生成するデータチャネル信号受信手段と、前記受信復調信号を用いて受信データ信号を生成するデコーダとを有するものであり、送信装置からの信号を復調する際に必要な信号の同期情報をデータとは別の周波数チャネルで受信することにより、受信装置はこの同期情報を適宜受信し、同期情報を維持しておくことによって、データ受信時に速やかに信号を復調することが可能となる。このことによって、従来の同期とデータ受信を順次行うパルス変調型無線装置の、同期確立に時間がかかり、実際の伝送速度が低下するという課題を解決し、高速のデータ伝送が可能となる。
【００４０】
本発明の第３２の発明は、第３１の発明において、同期タイミング生成手段は、受信信号を入力して同期周波数チャネル内の同期チャネル抽出信号のみを抽出する同期チャネル抽出手段と、前記同期チャネル抽出信号を用いて同期タイミング信号を生成するタイミング生成手段とを有するものであり、受信装置が送信装置からの信号を復調する際に必要な同期タイミング信号を、データとは別の同期周波数チャネル内の同期チャネル抽出信号のみを抽出して生成することができる。
【００４１】
本発明の第３３の発明は、第３１の発明において、データチャネル信号受信手段は、受信信号を入力してデータ周波数チャネル内のデータ信号のみを抽出し、同期タイミング生成手段によって生成された同期タイミング信号を用いて前記データ信号をパルス復調して受信復調信号を出力するものであり、常時維持されている同期情報を利用して速やかにデータ信号を復調することができる。
【００４２】
本発明の第３４の発明は、第３１の発明において、同期タイミング生成手段は、同期タイミング信号を常時出力するものであり、受信装置は常時送信装置と同期した状態を保つことが可能となり、同期遅延無く高速なデータ通信が可能となる。
【００４３】
本発明の第３５の発明は、第３１の発明において、同期チャネル抽出手段は、受信信号を帯域制限して同期周波数チャネルのみの信号を抽出する第１帯域通過フィルタと、第１局部発振信号を出力する第１周波数可変発振器と、前記抽出された同期周波数チャネルの信号を前記第１局部発振信号を用いて周波数変換する第１混合器と、前記第１混合器で生
成された同期チャネル受信信号を復調する第１パルス復調器とを有し、データチャネル信号受信手段は、受信信号を帯域制限してデータ周波数チャネルのみの信号を抽出する第２帯域通過フィルタと、第２局部発振信号を出力する第２周波数可変発振器と、前記抽出されたデータ周波数チャネルの信号を前記第２局部発振信号を用いて周波数変換する第２混合器と、前記第２混合器で生成されたデータチャネル受信信号を復調する第２パルス復調器とを有するものであり、受信装置が送信装置からの信号を復調する際に必要な信号の同期情報を、データとは別の周波数チャネルで提供することにより、受信装置はこの同期情報を適宜受信し、同期情報を維持しておくことによって、データ受信時に速やかに信号を復調することが可能となる。
【００４４】
本発明の第３６の発明は、第３５の発明において、第１帯域通過フィルタは通過帯域が可変であるものであり、受信電波に含まれる不要成分を効率よく抑圧し、所望信号のみを復調することが可能となる。
【００４５】
本発明の第３７の発明は、第３５の発明において、第２帯域通過フィルタは通過帯域が可変であるものであり、受信電波に含まれる不要成分を効率よく抑圧し、所望信号のみを復調することが可能となる。
【００４６】
本発明の第３８の発明は、第３５の発明において、第１帯域通過フィルタは通過帯域を固定とし、同期タイミング生成手段は特定の周波数チャネルの同期タイミング周波数チャネルのみを受信して同期タイミング信号を生成するものであり、受信装置側で特定周波数の同期タイミング周波数チャネルのみを帯域通過フィルタにて抜き出して同期することにより、送信装置は受信装置を選択して通信を行うことが可能となり、多重通信が可能となる。また、受信装置側は同期タイミング周波数チャネルが存在しない場合は、データチャネルも存在しないことを利用して、装置を待機状態にすることが可能となり、低消費電力化が図れる。
【００４７】
本発明の第３９の発明は、第４の発明において、第１および第２パルス変調器の変調方式としてパルスポジションモジュレーション（ＰＰＭ）を用いるものであり、同期周波数チャネルの復調が容易で、より確実に同期確立することができる。
【００４８】
本発明の第４０の発明は、第４の発明において、第１および第２パルス変調器の変調方式としてバイフェーズモジュレーション（ＢＰＳＫ）を用いるものであり、同期周波数チャネルの復調が容易で、より確実に同期確立することができる。
【００４９】
本発明の第４１の発明は、複数のパルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムにおいて、第１のパルス変調型無線通信装置が第２のパルス変調型無線通信装置の同期周波数チャネルの信号を用いて同期タイミング信号を生成するものであり、特定の装置を親機とし、その同期信号を同報的に用いることで、同期信号を送信する装置を減らしても、同一システム内の装置間で通信が可能となり、送信用の電力の低減、更には同期信号送信手段を有しない装置の存在を可能とし、機器の小型、低消費電力化を図ることが可能となる。
【００５０】
本発明の第４２の発明は、複数のパルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムにおいて、第１のパルス変調型無線通信装置は、第２のパルス変調型無線通信装置から送信される同期周波数チャネルの信号を受信して生成した同期信号を基に同期タイミングを調整する同期タイミング比較手段を有するものであり、送信装置側で受信装置側の同期タイミングに合わせるよう調整することによって、受信装置を小型で低消費電力に構成できる。
【００５１】
本発明の第４３の発明は、第４２の発明において、同期タイミング比較手段は、第２のパルス変調型無線通信装置から送信されて受信した同期タイミング信号のパルス復調前のパルス信号幅を評価する評価回路と、第１のパルス変調型無線通信装置自身の同期タイミング信号との同期を比較する相関器と、前記評価回路で評価したパルス内タイミングオフセット時間と前記相関器で評価したタイミングオフセット時間とを用いて前記第１のパルス変調型無線通信装置自身の同期タイミング信号を補正し前記受信した同期タイミング信号と同期させる補正手段とを有するものであり、基地局自身の同期タイミング信号を補正して同期タイミング信号を受信することができる。
【００５２】
本発明の第４３の発明は、第４２の発明において、第２のパルス変調型無線通信装置は、同期周波数チャネルの信号の送信を第１のパルス変調型無線通信装置から送信された同期周波数チャネルの信号を反射させることによって行うものであり、送信装置は受信装置との同期ずれを判定し、これにより受信装置は特別な信号の処理を行うことなく、送信装置に同期タイミング調整用の情報を送信することが可能となり、機器を小型、低価格に実現できる。
【００５３】
本発明の第４５の発明は、第１から第４０のいずれかに記載のパルス変調型無線通信装置を用いた無線通信システムとしたものであり、小型、低消費電力で安価なパルス変調型無線通信装置を用いた、他の機器への干渉の小さい無線通信システムを実現できる。
【００５４】
本発明の第４６の発明は、第１から第４０のいずれかに記載のパルス変調型無線通信装置を用いた無線測距、測位システムとしたものであり、小型、低消費電力で安価なパルス変調型無線通信装置を用いた、他の機器への干渉の小さい無線測距、測位システムを実現できる。
【００５５】
本発明の第４７の発明は、第４２の発明において、第２のパルス変調型無線通信装置は、第２のパルス変調型無線通信装置が有するデータの送信を、第１のパルス変調型無線通信装置から送信された同期周波数チャネルの信号を反射させることによって行うものであり、同期信号を変調して反射することでデータの送信を行うことで、データの読み出しのみ行う機器や、通信を行う機器であってもデータ量が少ない場合や、データの読み出しのみ行う場合に、消費電力の小さい通信が可能となる。
【発明の効果】
【００５６】
本発明によれば、同期用信号とデータ伝送用信号を異なる周波数帯にて送受信することによって、同期に十分な時間を取ることが可能となり、小型かつ高速のデータ伝送が可能なＵＷＢ無線装置を安価に実現できるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下、本発明の実施例について図面とともに説明する。
【００５８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施例１におけるパルス変調型無線通信装置の概略ブロック図である。送信の際には、コントロール＆インターフェース１０１で受け取った送信すべきデータは、送信情報信号としてチャネル設定手段１０４に入力される。チャネル設定手段１０４では、コントロール＆インターフェース１０１内の同期チャネル制御手段１０２からの同期周波数チャネル制御信号とコントロール＆インターフェース１０１内のデータチャネル制御手段１０３からのデータ周波数チャネル制御信号とに基づいて、入力された送信情報信号を用いて同期信号とデータ信号を生成し、あらかじめ通信周波数帯域を分割して設定された複数の周波数チャネルのうち、少なくとも１つの周波数チャネルに同期信号を設定して出力し、それとは異なる少なくとも１つの周波数チャネルにデータ信号を設定して出力
し、それぞれ送信アンテナ１０５、送信アンテナ１０６から放射される。
【００５９】
受信の際には、受信アンテナ１０８で同期チャネル信号となる第１受信信号を、受信アンテナ１０９でデータチャネル信号となる第２受信信号を、それぞれ受信し、双方とも受信復調部１０７に入力される。受信復調部１０７では、同期チャネル制御手段１０２からの同期周波数チャネル制御信号とデータチャネル制御手段１０３からのデータ周波数チャネル制御信号とに基づいて、入力された第１、第２受信信号を復調して受信データ信号を生成し、コントロール＆インターフェース１０１に引き渡す。
【００６０】
図２は送信側のチャネル設定手段１０４の構成を示すブロック図である。チャネル設定手段１０４に入力された送信情報信号はエンコーダ２０１に入力される。エンコーダ２０１では一次変調を行い、同期チャネル信号およびデータチャネル信号を生成する。同期チャネル信号は同期チャネル信号生成手段２０２に供給され、パルス変調された後、同期信号として出力される。同様に、データチャネル信号はデータチャネル信号生成手段２０３に供給され、パルス変調された後、データ信号として出力される。同期チャネル信号生成手段２０２から出力された同期信号は図１における送信アンテナ１０５より送信され、データチャネル信号生成手段２０３から出力されたデータ信号は送信アンテナ１０６より送信される。
【００６１】
図３は同期チャネル信号生成手段２０２の構成を示すブロック図である。エンコーダ２０１で生成された同期チャネル信号は、同期チャネル信号生成手段２０２に入力されてパルス変調器３０１でパルス変調されて、同期パルス列信号が生成される。同期パルス列信号は、周波数可変発振器３０２の局部発振信号を用いて混合器３０３で無線周波数帯の信号に周波数変換される。そして帯域通過フィルタ３０４で不要なスプリアス成分を除去し、送信増幅器３０５で電力レベルを調整をした後、同期信号として送信アンテナ１０５から放射される。
【００６２】
図４はデータチャネル信号生成手段２０３の構成を示すブロック図である。同期チャネル信号生成手段２０２とデータチャネル信号生成手段２０３の構成は実質的に同一で、異なる周波数チャネルに信号を設定するため２系統で実現している。エンコーダ２０１で生成されたデータチャネル信号は、データチャネル信号生成手段２０３に入力されてパルス変調器４０１でパルス変調されて、データパルス列信号が生成される。データパルス列信号は、周波数可変発振器４０２の局部発振信号を用いて混合器４０３で無線周波数帯の信号に周波数変換される。そして帯域通過フィルタ４０４で不要なスプリアス成分を除去し、送信増幅器４０５で電力レベルを調整をした後、データ信号として送信アンテナ１０６から放射される。
【００６３】
なお、同期チャネル信号生成手段２０２内のパルス変調器３０１と、データチャネル信号生成手段２０３内のパルス変調器４０１との信号にずれが存在すると、受信装置で受信した際に同期ずれが生じることがある。これを防ぐため、図２に示すようにタイミング発生器２０４を設け、タイミング発生器２０４からのタイミング信号を利用してパルス変調器３０１、４０１におけるパルス変調のタイミングを制御して同期ずれを補正するように構成してもよい。
【００６４】
図５は受信復調部１０７の構成を示すブロック図である。受信復調部１０７はその機能によって大きく２つのブロックに分かれる。一つは、同期チャネル制御手段１０２からの同期チャネル信号である第１受信信号を受信して同期用のタイミングを生成する同期タイミング生成手段５０１、もう一つは、データチャネル制御手段１０３からのデータチャネル信号である第２受信信号を受信して実際のデータ通信を行うデータチャネル信号受信手段５０２である。
【００６５】
受信復調部１０７に入力された第１、第２受信信号はそれぞれ、同期タイミング生成手段５０１、データチャネル信号受信手段５０２に入力される。第１受信信号を入力した同期タイミング生成手段５０１は同期タイミング信号を生成し、データチャネル信号受信手段５０２へ出力する。データチャネル信号受信手段５０２は、第２受信信号に、同期タイミング生成手段５０１で生成した同期タイミング信号を用いることで受信復調信号を復調し、デコーダ５０３で復調して受信データ信号としてコントロール＆インターフェース１０１に引き渡す。
【００６６】
図６は同期タイミング生成手段５０１の構成を示すブロック図である。同期タイミング生成手段５０１に入力された第１受信信号は同期チャネル抽出手段６０１に入力されて、同期に用いるための同期チャネル抽出信号のみが抽出される。タイミング生成手段６０２は、この同期チャネル抽出信号を入力して同期タイミング信号を生成し、データチャネル信号受信手段５０２へ出力する。この同期タイミング信号は、同期チャネル抽出手段６０１にも入力され、第１受信信号から同期チャネル抽出信号の抽出に用いられる。
【００６７】
図７は同期チャネル抽出手段６０１の構成を示すブロック図である。受信アンテナ１０８で受信された第１受信信号は、帯域通過フィルタ７０１で不要周波数成分を除去された後、受信増幅器７０２で電力レベルを調整されて周波数可変発振器７０３からの局部発振信号を用いて混合器７０４で周波数変換され、同期チャネル受信信号としてパルス復調器７０５に入力される。パルス復調器７０５は、同期チャネル受信信号を復調して同期チャネル抽出信号を生成し、タイミング生成手段６０２に引渡して同期を確立する。実際の同期確立手段としては、例えば、復調信号を直にサンプリングする方法や遅延同期を行う方法等がある。
【００６８】
図８はデータチャネル信号受信手段５０２の構成を示すブロック図である。データチャネル信号受信手段５０２の動作も、基本的には同期タイミング生成手段５０１とほぼ同一であるが、こちらはタイミング生成手段を持たず、同期タイミング生成手段５０１のタイミング生成手段６０２が生成した同期タイミング信号を用いて復調を行う。このため第２受信信号は特別な同期処理を行うことなく復調することが可能となる。
【００６９】
受信アンテナ１０９で受信された第２受信信号は、帯域通過フィルタ８０１で不要周波数成分を除去された後、受信増幅器８０２で電力レベルを調整して、周波数可変発振器８０３からの局部発振信号を用いて混合器８０４で周波数変換され、データチャネル受信信号としてパルス復調器８０５に入力される。パルス復調器８０５は、データチャネル受信信号をタイミング生成手段６０２が生成した同期タイミング信号を用いて復調し、受信復調信号を生成してデコーダ５０３に引き渡される。
【００７０】
なお、図１では、パルス変調型無線通信装置として送信部で同期用とデータ用の２つのアンテナを、受信部で同期用とデータ用の２つのアンテナを用いる構成を示したが、図９のように、送信部のチャネル設定手段１０４からの出力である同期信号とデータ信号とを合成器９０１で合成し、１つの送信アンテナ９０２から送信する構成としてもよい。同様に、受信部も１つの受信アンテナで受信し、分配器にて２つの受信信号に分配して受信復調部１０７へ入力する構成としても良い。
【００７１】
また、帯域通過フィルタ３０４、４０４、７０１、８０１は、以下に示すような多様なチャネルの割り当て方法や、チャネル割り当ての時間的変化に対応できるように、通過帯域が可変であるフィルタを用いるのが良い。
【００７２】
次に、同期信号とデータ伝送のチャネル割り当てについて説明する。ＵＷＢ通信ではパ
ルスを用いるため、周波数軸で考えると広い帯域にスペクトラムが広がることとなる。しかしながら、複数のＵＷＢ機器が通信エリアに存在するため、多重通信が必要なこと、又、他のシステムと共通の周波数帯域を共有することによる干渉を逃れるために、使用可能な周波数帯域を複数のチャネルに分割する無線システムとなることが考えられる。なお、他システムと干渉が懸念される周波数帯域は不使用とすることもある。
【００７３】
図１０〜図１２を用いて、チャネルを６つに分割した場合の例を説明する。図１０は通信周波数帯域の周波数チャネルの配置の概念図、図１１は無線通信システムの通信エリア内の無線機配置の概念図であり、説明を簡便にするために通信エリア内の無線装置は第１無線装置１１〜第３無線装置１３の３台とする。図１２は周波数チャネル配置の一例を示す。
【００７４】
第１無線装置１１から第２無線装置１２および第３無線装置１３のそれぞれに送信された信号を受信する場合、第１無線装置１１は最も中心周波数が低い周波数チャネル１を同期周波数チャネルに選択する（図１２参照）。これは低い周波数が最も伝搬損失が小さく、受信装置に届く電力が大きいことと、反射波や回折波による信号の到達も期待できるからである。データ信号用としては、例えば無線装置２に対しては周波数チャネル３、無線装置３に対しては周波数チャネル５を使用して、同時又は時間分割して送信を行う。
【００７５】
受信を行う無線装置２および無線装置３は、一定時間毎に周波数チャネル１の同期信号チャネルのみを受信し、経常的な同期の確立と自分宛の通信が行われるかを判断する。自分宛の通信が行われることが分かった場合、同期信号チャネルで受信したデータ信号チャネルの周波数、送信されるタイミングの情報を元にデータ信号周波数チャネルの受信を行い、復調することによって情報を得る。
【００７６】
以上の無線装置構成に示すように、同期信号とデータ信号を分けて、別々の信号チャネルで送受信することによって、特に短パルスを用いた同期時間の長い無線装置において、確実に同期を確立することが可能で、小型で高速なデータ伝送が可能なパルス変調型無線通信装置を安価に実現することが可能となる。
【００７７】
なお、本実施例では、チャネル数が６の場合について説明を行ったが、例えば低周波側チャネルと高周波側チャネルの２つに分割するなど、他の分割数でも同様に実施可能である。
【００７８】
また、例えばミリ波帯の様に他システムからの干渉が極めて少ないことが想定される周波数帯でＵＷＢ無線通信装置を使用する場合は、周波数的にチャネルを分割せず、拡散コードのみにてチャネル分割する形態での実施も可能である。
【００７９】
また、本実施例では同期周波数チャネルとして中心周波数が最も低い帯域を選択する例を説明したが、他の周波数帯域を選択しても同様に実施可能である。
【００８０】
なお、以上の説明では同期周波数チャネルを固定の周波数帯とする例を説明したが、図１３に示すように、時間Δｔごとに周波数をホッピングさせて、固定周波数帯を利用することによる不感のリスクを分散すると共に、受信機側にホッピングパターンの情報を共有することによって、盗聴等を防ぐ秘匿性を高めるように構成することも可能である。
【００８１】
また、周波数チャネルをホッピングさせる際に、図１４に示すように、時間Δｔごとに使用チャネルを変更させるように構成することも可能である。
【００８２】
また、以上の説明では同期周波数チャネルを１つだけ選択する例を説明したが、図１５
に示すように、２つ以上の周波数チャネルを同時に選択することで、より確実に同期周波数チャネルを受信できるように構成することも可能である。
【００８３】
また、チャネル設定手段１０４は、一定時間内において、同期周波数チャネルとして複数の周波数チャネルに設定し、データ周波数チャネルを１つ以下の周波数チャネルに設定すれば、同期周波数チャネルをデータ周波数チャネルより回数多く送信することができるので、確実に同期信号を受信し、同期を確立できるようにすることが可能となる。
【００８４】
なお、図１６に示すように、送信側においてエンコーダ２０１が同期信号を常時出力するように構成することによって、受信装置が同期信号を確実に検出し、同期情報を適宜確認することが可能となり、良好な状態でデータの受信が可能となる。同様に受信側において、同期タイミング生成手段５０１は同期タイミング信号を常時出力するように構成しても良く、同期タイミング生成手段５０１が同期タイミング信号を常時出力することによって、受信装置は常時送信装置と同期した状態を保つことが可能となり、同期遅延無く高速なデータ通信が可能となる。
【００８５】
また、受信装置によって受信可能な周波数チャネルを限定することによって、全帯域受信可能な装置と比べて、狭帯域での無線特性を満足すればよく、機器を簡易に構成することが可能となり、より小型で安価に実現することができる。
【００８６】
また、受信可能な同期チャネルを限定することによって、送信装置側は受信装置を区分することが可能となり、受信装置による情報量の区分、通信速度の区分、通信エリアの区分のすみわけといった、より多彩な通信形態、サービス形態を実現することが可能となる。また、受信装置側では無関係の同期周波数チャネルを受信する頻度が減るため、電源消費を低く抑えることが可能となる。
【００８７】
図１７に本発明のパルス変調型無線通信装置を用いた通信を行う際の概略通信フレーム構成を従来の無線装置でのフレーム構成と比較して示す。
【００８８】
通信フレームは、大きく分けると、機器の電源立ち上げおよび同期確立を行うプリアンブル／同期フレーム部、通信相手の識別等を行う上り識別フレーム部、下り識別フレーム部、実際に伝えたい情報が記載されている情報フレーム部に分けることができる。図１７（ａ）に示すように従来の無線機器構成では１つのフレームで同期確立からデータの取得まで全てを行うため、同期確立に長い時間をとると情報フレーム部が小さくなって送信可能な情報量が減ってしまう。
【００８９】
これに対し、本発明の構成の無線装置では、同期信号とデータ信号を分けることによって、同期信号は同期確立のみを行えばよく、図１７（ｂ）に示すように通信フレームの大半をプリアンブル／同期フレーム部に割り当てることが可能である。一方データ信号では同期確立が不要なため、図１７（ｃ）に示すように、電源立ち上げのための短時間のプリアンブル部のみが必要で、通信フレームの大半をデータ部に割り当てることが可能となる。したがって、同期周波数チャネルの通信フレームと、データ周波数チャネルの通信フレームを適宜変化させることで、より簡単に同期確立することが可能となり、小型で、高速なデータ伝送が可能な無線機を安価に実現することができる。
【００９０】
なお、変調方式には、同期周波数チャネルのみ復調が容易な変調方式とすることで、より確実に同期確立できるように構成してもよい。復調が容易な変調方式としては、例えば、ＡＳＫ（Amplitude-Shift Keying）、ＢＰＳＫ（BiPhase-Shift Keying）、ＤＳＳＳ（Direct Sequence Spread Spectrum）、ＰＰＭ（Pulse Position Modulation）などがある。また、変調せず連続信号としても同様に実施可能である。
【００９１】
また、以上の説明ではフレーム構成および変調方式を変えて構成する例を説明したが、同期周波数チャネルの伝送速度を、パルス周期を広くするなどによりデータ周波数チャネルと比べて遅くすることによって確実に同期確立するように構成することもできる。
【００９２】
また、以上の説明では簡易な変調方式を選択した例を説明したが、同期チャネルとデータチャネルの信号を直交関係にある無相関信号とすることで多重性を高める構成としてもよい。
【００９３】
以下、具体的なパルス信号の同期、復調について従来技術と対比して以下にその一例を記載する。変調方式としてＰＰＭを用いた場合とする。
【００９４】
同期には大きく２つの段階があり、１つは何らかの受信がいずれかの受信装置に対して開始されることを知らしめる部分と、受信した信号のどの部分に情報が含まれるかを知らしめる部分である。通常、受信開始および信号打ち抜きタイミングは、図１８（ａ）に示すように、プリアンブルと呼ばれる０と１の繰り返し部分を受信復調することで行う。ここで、図１８（ｂ）に示すように、ＰＰＭ変調として、"１"を送る場合はパルスをτだけ遅らせる。受信側では図１９に示すように受信信号を遅延時間０、τ、２τ、・・・ｎτの各々について相関器１９０１、１９０２、・・・１９０ｎでテンプレートと呼ばれる信号と相関をとり、各々を検波部１９１１、１９１２、・・・１９１ｎで検波して相関判定器１９２０で受信信号がプリアンブルであるかを判定し、相関信号が基準値以上の値をとる相関が高い場合はプリアンブルであると判断し復調を開始する。相関が取れない場合は受信信号に対し引き続き相関が取れるまで相関判定を繰り返す。
【００９５】
図２０は相関判定におけるパルス波形の関係を示す。図２０（ａ）のように、受信信号とテンプレート信号に時間差Ａがあるとすると、受信信号とテンプレート信号は相関が取れる部分が無いため検波部１９１１、１９１２、・・・１９１ｎには信号は現れない。図２０（ｂ）のように受信信号とテンプレート信号に時間差Ｂのようにわずかながら一致する部分があるとすると、相関信号に"１"および"０"が現れ、この信号が所定の基準を超えることで相関、つまり信号を受信したとして復調を開始する。
【００９６】
しかしながら時間差Ｂのように若干でも時間差がある場合、妨害波やＳ／Ｎ比の小さい場合の雑音の影響等によって誤った相関信号が出力されると相関判定で非相関と判定されてしまう。通常の搬送波を用いた通信でもメカニズムは同じであるが、パルス通信では相関をとる信号の時間幅が極端に短いため相関が取れる時間が極端に短く、数多くの遅延時間の異なるブランチを備え、数多く相関が取れるまで上記の処理を繰り返す必要がある。従来技術では、実際の通信では図２１（ａ）のようなやり取りによって通信が行われる。すなわち、装置１と装置２が通信する場合、装置１は装置２に対し通信したい旨の「識別情報」に信号開始を知らせる「プリアンブル」をつけて送信する。装置２では信号を適宜遅延させながら信号開始を判定し、その後「識別情報」の復調を開始する。装置２は、「識別情報」を確認すると装置１に「プリアンブル」をつけて「識別確認情報」を返信し、通信ＯＫであることを知らせる。装置１も同様で、この「プリアンブル」つきの「識別確認情報」を適宜遅延させながら信号開始を判定する動作を行い、「識別確認情報」を確認の後、「プリアンブル」つきの「通信情報」を送信する。以降、送信の度に受信側の同期がとれるまで送信を繰り返す。この従来の方式では相関判定を待つため、実際のスループットは非常に低下する。
【００９７】
本発明においては、図２１（ｂ）のように、最初に識別情報を受信して同期を開始するまでは従来方式と同じであるが、一度同期してしまえば、「プリアンブル」つきの「識別情報」を「通信情報」とは異なる周波数チャネルで適宜交換することによって、装置１と
装置２でやりとりする「通信情報」は絶えず同期が確立した状態であるため、信号開始の知らせる「短いプリアンブル」つきの「通信情報」を送ることが可能となり、再送によるスループット低下もないため、非常に高速な通信を実現できる。
【００９８】
次に、「通信情報」復調時の同期について説明する。前記の「プリアンブル」では同期時間の短縮と、この部分には実際の情報が記載されていないため、例え通信対象以外の装置に復調されても大きな問題とはならなかった。しかしながら「通信情報」については、通信対象以外の装置で復調されることは、情報の漏洩や、多重化という点から問題となる。このため、一般的にテンプレート信号として"１"と"０"の単純な繰り返しではなく、図２２に示すような一定の符号列を用い、この符号列との一致を検出することで上記問題を回避している。テンプレート信号として長い符号列を用いるほど通信対象以外の装置での復調は困難となる。しかし、長い符号列を用いるほど、受信信号と自局のテンプレート信号を一致させるために長い時間が必要となり、特にパルス通信では信号相関時間が非常に短く、信号誤りが起きやすい為、受信信号と自局のテンプレート信号を一致させる時間＝同期時間が長くなることが問題となる。
【００９９】
この場合、従来は、テンプレート信号の一致を段階的に判断し、多段階で一致していく方式が取られている。この方法は、符号列全ての相関後に同期を判断する方法に比べると同期時間を短縮することが可能である。しかし、符号列が長くなるに応じてやり直し回数が増加し、回路を多段化する必要がある。そこで、本発明においては、図２３に示すように、送信装置２３０１では、送信テンプレート発生部２３０２で発生させた送信テンプレート信号と、送受信で情報を共有したす送受共通テンプレート２３０３を乗算器２３０４で掛け合わせて新たなテンプレートを作成する。この新たなテンプレートと送信情報を乗算器２３０５で掛け合わせることで情報信号を作成し、作成した情報信号と送信テンプレート発生部２３０２からの同期信号の両方を受信装置２３０６に送信する。
【０１００】
受信装置２３０６では、送信装置２３０１から同期信号と情報信号の両方を受信し、同期信号は乗算器２３０７により送受共通テンプレート２３０８で変換し、これと情報信号を乗算器２３０９で掛け合わせることで受信情報を得る。この場合、同期信号と受信装置２３０６の送受共通テンプレート２３０８の同期をあらかじめ取っておくことで、受信した情報信号と同期したテンプレートを常時用意することが可能となる。本発明の方法では、送信テンプレートそのものを復調で使うため、同期のやり直しは不要であり、符号列の長さと同期時間は無関係となる。
【０１０１】
なお、送受共通テンプレートを送信テンプレートに対して遅い信号とすることでこの２つの信号の同期は容易に確立できる。
【０１０２】
以上の説明では送信テンプレート信号として断続的な信号を用いた例を説明したが、正弦波を用いてもよい。図２４および図２５により周波数変調された正弦波を送信テンプレート信号として用いた例について説明する。
【０１０３】
送信装置２４０１では送信テンプレート発生部２４０２で周波数変調されたテンプレート信号２５０２を発生し、これと送信情報２５０３を乗算器２４０３で掛け合わせることによって、スペクトラムの広がる周波数帯域がほぼ均しく、中心周波数の異なる信号を情報信号２５０４として送信することができる。受信装置２４０６では、受信した同期信号であるテンプレート信号２５０２と情報信号２５０４を乗算器２４０７で掛け合わせることで受信情報２５０８を抽出する。本構成とすることで、情報信号２５０４はテンプレート信号を周波数変調するだけで中心周波数を適宜変更することができる。
【０１０４】
なお、以上の説明ではテンプレート信号として周波数変調した信号を用いた例を示した
が、位相変調した信号を用いても同様に実施可能である。この場合、中心周波数は変化しないが、パルス中で正弦波の位相が変化するため、テンプレート信号を用いずには復調ができない。
【０１０５】
また、以上の説明では変調したテンプレート信号を同期タイミングのみに用いる例を示したが、受信装置の識別情報をテンプレート信号で変調して送信し、受信装置を限定できるように用いてもよい。
【０１０６】
また、送信テンプレート発生に断続的な信号のテンプレートと連続的な正弦波信号のテンプレートの両方を備え、切替えて用いてもよい。切替える基準としては、例えば通信距離、受信誤り率等がある。断続的な信号をテンプレート信号に用いた場合の利点は、電波放射時間が短く、単位周波数あたりの送信電力が小さいため、多重化や他機器への干渉を与えづらく、使用するデバイスの信号レベルを低く抑えることができるため機器を低消費電力に実現できる点である。問題点は、広い帯域の信号を受信する必要があるため、他機器が発した信号による被干渉や、受信機のＮＦ増加による通信感度劣化である。
【０１０７】
これに対して連続的な信号をテンプレート信号に用いた場合の利点は、狭い帯域の信号を受信するため、フィルタ等を用いれば、他機器からの信号を受信せずにすみ、ＮＦも改善されるため通信距離も伸びる。問題点は、単位周波数あたりの送信電力が大きくなることによる他機器への与干渉と、送信系を歪等の発生無く構成するために、機器の消費電力が増加する点である。この点より、例えば、断続的なテンプレート信号は近距離通信、連続的なテンプレート信号は遠距離通信に適しているともいえる。  そこで、送信装置と受信装置間の距離が既知であるとすると、通信距離が近い場合は断続的なテンプレート信号を用い、通信距離が遠い場合は連続的なテンプレート信号を使うように切替えて用いてもよい。
【０１０８】
また、誤り率が高い場合は、同期信号の誤りも高いと見なし、確実な同期が可能な連続的なテンプレート信号を用い、誤り率が低い場合は断続的なテンプレート信号を用いるように切替えてもよい。
【０１０９】
また、同期信号として、パルス変調型無線通信装置が搭載された機器内ＣＰＵのシステムクロックを用いることで、複数の装置でＣＰＵのシステムクロックを共有し、使用部品数の低減、異なる機器での同期した信号処理が可能な機器を実現することも可能である。
【０１１０】
なお、以上の説明では同期信号、情報信号、送信情報、テンプレート信号のレベル調整については説明していないが、乗算処理、相関処理に使用する素子に応じて増幅器等で信号レベルの調整を行うことは言うまでも無い。
【０１１１】
同様に、情報信号を復調する際に低雑音の増幅器で増幅を行って対雑音との信号電力比をあげることで受信感度を改善できることも言うまでも無い。
【０１１２】
（実施の形態２）
図２６は本発明の実施例２によるパルス変調型無線通信装置の通信帯域の周波数チャネル配置の一例を示す。実施例１と異なるのは、同期周波数チャネルおよびデータ周波数チャネルとして複数の周波数チャネルを束ねて使用する点である。
【０１１３】
図２６においては、周波数チャネル１および周波数チャネル２を同期周波数チャネル、周波数チャネル３をデータ周波数チャネルとして、同期周波数チャネルの帯域をデータ周波数チャネルの帯域の２倍とした例である。ＵＷＢ通信ではパルスを周波数軸に広く拡散させることでピーク電力を低く抑えることができる。逆に広く拡散した信号を積算するこ
とで復調時のトータル電力を大きくすることが可能となる。そこで、送信帯域を変化させることで、受信装置側に到達する電力を変化させることが可能となる。図２６では同期周波数チャネルはデータ周波数チャネルの２倍の電力を受信することが可能で、より確実に同期信号を受信することが可能となっている。逆に、データ周波数チャネルは１つの周波数チャネルのみの送信とすることで、他の機器への影響を最低限に抑えることが可能となる。
【０１１４】
なお、以上の説明では同期周波数チャネルの帯域を広くした場合の例を説明したが、逆にデータ周波数チャネルの帯域を広くすることによって、より大容量の通信を可能とすることも可能である。
【０１１５】
また、以上の説明では複数の周波数チャネルを束ねて使用する例を説明したが、図２７のようにスペクトラムを割り当て周波数チャネル内の一部分にのみ広がるように制御しても同様に実施可能である。
【０１１６】
なお、同期周波数チャネルとデータ周波数チャネルの使用周波数範囲の可変幅として、双方の合計が占有帯域となるように制御することも可能である。
【０１１７】
また、以上の説明では、単位周波数あたりの送信電力を一定とし、送信に使う周波数帯域を変えることで受信装置が受信する電力を変化させる例を説明したが、周波数帯域を変えずに、単位周波数あたりの出力電力を、通信状態に応じて任意に変更することで、通信装置の総送信電力を一定、または必要最小限の送信電力にて通信することも可能である。このことにより、他の機器への干渉の小さい機器を実現できる。なお、出力電力を変化させる基準として、実施例１同様に通信距離や受信データの誤り率を用いてもよい。詳細は実施例１と同様のため割愛するが、例えば、通信距離が遠い又は受信データ誤り率が大きい場合は同期信号の送信電力を大きく、情報信号の送信電力を小さくし、逆に通信距離が近い又は受信データ誤り率が小さい場合は同期信号の送信電力を小さく、情報信号の送信電力を大きくするように変化させればよい。
【０１１８】
（実施の形態３）
図２８および図２９は、本発明の実施例３によるパルス変調型無線通信装置をデータ伝送用の通信端末として用いた無線通信システムの運用例を示す概念図である。本実施例では無線装置を３台配置した例を示す。図２８では、第１無線装置２１が基地局として運用されており、第２無線装置２２および第３無線装置２３に同期周波数チャネルとデータ周波数チャネルの信号を送信する。第２無線装置２２および第３無線装置２３は、第１無線装置２１から送信された信号を受信し、同期周波数チャネルとデータ周波数チャネルのみを抽出する。この際、第１無線装置２１から第２無線装置２２および第３無線装置２３に送信される信号は異なる周波数チャネルを用いているため、同時に送信しても、異なる時間に送信してもよい。
【０１１９】
図２９のように、第２無線装置２２および第３無線装置２３からの送信の場合も、異なる周波数チャネルで送信することも可能であるが、第１無線装置２１での受信、復調が並列処理となり、回路規模が大きくなるため、本実施例では所定のタイミングで時分割して送信する例を示している。
【０１２０】
以上の構成により、機器が小型で、安価ながら高速データ伝送が可能なパルス変調型無線通信装置を用いた無線システムを実現できる。
【０１２１】
なお、以上の説明ではデータ伝送用の通信端末としての例を示したが、例えば第１無線装置２１からの信号に対し、第２無線装置２２が一定の時間Ｔ経過後に信号を返送するこ
とによって、第１の無線装置２１は
通信距離＝｛（送信から受信までに経過した時間）−（時間Ｔ）｝／電波伝搬速度／２
の簡単な計算を行うことで装置間の距離を算出することが可能となり、同様の構成により、機器が小型、安価、他の機器への干渉の小さい装置間距離計測が可能なパルス変調型無線通信装置を用いた無線測距システムを実現できる。
【０１２２】
なお、以上の無線測距システムにおいて、第１の無線装置２１の受信アンテナをアレー化し、夫々のアンテナと第２の無線装置２２の距離を測定することによって、測位可能な無線測位システムとすることも可能である。
【０１２３】
（実施の形態４）
図３０は本発明の実施例４によるパルス変調型無線通信装置を用いた無線通信システムとして、反射型無線タグシステムを構成・運用した概念図である。反射型無線タグシステムとは、基地局（リーダ局ともいう）から送信された信号を無線タグにて吸収したり、反射したりすることによって発射電波を変調し、基地局にてこの信号を復調してデータを読み出すことにより、無線タグに搭載されている情報を伝送するシステムである。基地局４１として実施例１または実施例２の無線通信装置を用いることで、基地局４１から無線タグ４２、４３に同期周波数チャネルの信号のみを送信し、特定の周波数チャネルにのみ動作する無線タグ４２、４３より反射された変調信号を復調して無線タグ４２、４３の情報を読み取ることができる。
【０１２４】
図３１は反射型無線タグの簡易ブロック図である。制御部２８からの制御信号によって切替器２５を制御し、アンテナ２４で受信した信号を、反射器２６に接続した場合には反射、吸収器２７に接続した場合には吸収させることが可能である。
【０１２５】
図３２は基地局装置のブロック図である。同期タイミング比較手段３４は、無線タグ４２から送信されて受信アンテナ３３で受信した同期タイミング信号のパルス復調前のパルス信号幅を評価する評価回路３５と、パルス変調型無線通信装置を用いた基地局装置３１自身の同期タイミング信号との同期を比較する相関器３６と、評価回路３５で評価したパルス内タイミングオフセット時間と相関器３６で評価したタイミングオフセット時間とを用いて基地局装置３１自身の同期タイミング信号を補正し受信した同期タイミング信号と同期させる補正回路３７とを有している。
【０１２６】
図３３を用いて読み取りおよび同期の手順を簡単に説明する。基地局４１より送信された同期周波数チャネルの信号（ａ）は、無線タグ４２、４３に到達して到達時間だけ遅延した同期チャネル信号（ｂ）を得る。無線タグ４２、４３は同期チャネル信号（ｂ）の受信を感知して、無線タグ４２、４３が独自に有する同期信号（ｄ）で変調を開始し、変調波（ｅ）を反射する。この際に、無線タグ４２、４３では同期周波数チャネルに対する同期は一切行わない。反射波は（ｃ）に示す変調を行わない場合とは異なる波形（ｆ）で基地局４１に到達時間だけ遅延して受信される。この変調された反射波（ｆ）を、変調を行わない反射波（ｃ）と同一の波形となるように基地局４１側の同期タイミング信号の発生時間をずらしていく。このことにより、無線タグの同期タイミング信号との同期が確立できる。
【０１２７】
なお、通常の連続波を用いた反射型タグシステムでは、同一システム内の異なる無線タグからの信号を分離することが困難であるが、パルス変調を用いた本実施の形態の無線タグシステムでは、基地局が送信したパルス状の同期信号との相関を基に反射波（受信変調波）を復調するため、他のチャネルの信号およびマルチパスとの相関は低く、複雑な信号処理回路による干渉除去は不要となる。
【０１２８】
以上の構成により、機器が小型で、安価ながら高速データ伝送が可能な無線タグシステムを実現できる。
【０１２９】
なお、以上の説明では基地局装置と無線タグの同期についてのみ述べたが、無線タグが同期信号を変調し、反射することでデータの送信を行ってもよい。
【０１３０】
また、データの読み出しのみ行う場合、通信データ量が少ない場合のみ前記の反射電波による通信を行うことで消費電力の小さい通信を行うようにしてもよい。
【０１３１】
また、以上の説明では無線タグを用いた無線システムの例で説明したが、反射電波による通信は無線タグシステムのみならず、実施例１〜３に記載した他の無線システムにも適用可能である。
【０１３２】
また、同期信号および情報信号を電力伝送用に用い、受信装置で検波整流することによって受信装置の電源として利用してもよい。
また、電力伝送用信号の周波数帯域として、２．４ＧＨｚＩＳＭ帯等の狭帯域通信用の周波数帯域を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明のパルス変調型無線通信装置は、ＡＶ機器やパーソナルコンピュータを相互に無線接続してシームレスなネットワークを構成するためのパルス状の変調信号を用いたデータ通信装置やＵＷＢ無線装置などに適用して有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置の送信部のチャネル設定手段の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置の送信部の同期チャネル信号生成手段の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置の送信部のデータチャネル信号生成手段の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置の受信部の受信復調部の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置の受信部の同期タイミング生成手段の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置の受信部の同期チャネル抽出手段の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置の受信部のデータチャネル信号受信手段の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置の他の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置の通信周波数帯域の周波数チャネルの配置の概念図
【図１１】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムの通信エリア内の無線機配置の概念図
【図１２】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムの周波数チャネル配置の一例を示す概念図
【図１３】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムの周波数チャネル配置の他の例を示す概念図
【図１４】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムの周波数チャネル配置の更に他の例を示す概念図
【図１５】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムの周波数チャネル配置の更に他の例を示す概念図
【図１６】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムの同期チャネルとデータチャネルのタイミングチャート
【図１７】（ａ）従来の無線装置における通信フレーム構成を示す図（ｂ）本発明の通信装置の同期チャネルのフレーム構成を示す図（ｃ）本発明の通信装置のデータチャネルのフレーム構成を示す図
【図１８】（ａ）本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置を利用した通信における受信開始および信号打ち抜きタイミングを示す図（ｂ）本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置を利用した通信におけるＰＰＭ変調波形図
【図１９】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムの受信装置の一例を示すブロック図
【図２０】（ａ）本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムの受信装置の相関判定における受信信号とテンプレート信号に大きい時間差がある場合の関係図（ｂ）本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムの受信装置の相関判定における受信信号とテンプレート信号に小さい時間差がある場合の関係図
【図２１】（ａ）パルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムにおいて、２つの装置間での従来の通信方法の概念図（ｂ）本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムにおいて、２つの装置間での通信方法の概念図
【図２２】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムの通信情報復調時の同期動作を説明する波形図
【図２３】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムの送信装置および受信装置のブロック図
【図２４】本発明の実施例１によるパルス変調型無線通信装置を利用した無線通信システムの他の構成による送信装置および受信装置のブロック図
【図２５】図２４による無線通信システムの動作を説明する波形図
【図２６】本発明の実施例２によるパルス変調型無線通信装置の通信帯域の周波数チャネル配置の一例を示す概念図
【図２７】本発明の実施例２によるパルス変調型無線通信装置の通信帯域の他の周波数チャネル配置の一例を示す概念図
【図２８】本発明の実施例３による無線通信システムの運用例を示す概念図
【図２９】本発明の実施例３による無線通信システムの他の運用例を示す概念図
【図３０】本発明の実施例４による反射型無線タグシステムの構成を示す概念図
【図３１】図３０における反射型無線タグのブロック図
【図３２】図３０における基地局装置のブロック図
【図３３】（ａ）本発明の実施例４による反射型無線タグシステムの読み取りおよび同期の手順を説明する、送信同期チャネル列を示す図（ｂ）本発明の実施例４による反射型無線タグシステムの読み取りおよび同期の手順を説明する、無線タグに到着した送信同期チャネル列を示す図（ｃ）本発明の実施例４による反射型無線タグシステムの読み取りおよび同期の手順を説明する、無線タグから全反射して基地局に到着した同期チャネル列を示す図（ｄ）本発明の実施例４による反射型無線タグシステムの読み取りおよび同期の手順を説明する、無線タグが独自に持つ同期チャネル列を示す図（ｅ）本発明の実施例４による反射型無線タグシステムの読み取りおよび同期の手順を説明する、無線タグで変調した変調反射波を示す図（ｆ）本発明の実施例４による反射型無線タグシステムの読み取りおよび同期の手順を説明する、基地局に到達した変調反射波を示す図
【図３４】従来のパルス変調型無線通信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【０１３５】
１１、１２、１３、２１、２２、２３  無線装置
２４  アンテナ
２５  切替器
２６  反射器
２７  吸収器
２８  制御部
３１  基地局装置
３２  送信アンテナ
３３  受信アンテナ
３４  同期タイミング比較手段
３５  評価回路
３６  相関器
３７  補正回路
４１  基地局
４２、４３  無線タグ
１０１  コントロール＆インターフェース
１０２  同期チャネル制御手段
１０３  データチャネル制御手段
１０４  チャネル設定手段
１０５、１０６  送信アンテナ
１０７  受信復調部
１０８、１０９  受信アンテナ
２０１  エンコーダ
２０２  同期チャネル信号生成手段
２０３  データチャネル信号生成手段
２０４  タイミング発生器
３０１、４０１  パルス変調器
３０２、４０２、７０３、８０３  周波数可変発振器
３０３、４０３、７０４、８０４  混合器
３０４、４０４、７０１、８０１  帯域通過フィルタ
３０５、４０５  送信増幅器
５０１  同期タイミング生成手段
５０２  データチャネル信号受信手段
５０３  デコーダ
６０１  同期チャネル抽出手段
６０２  タイミング生成手段
７０２、８０２  受信増幅器
７０５、８０５  パルス復調器
９０１  合成器
９０２  送信アンテナ
１９０１乃至１９０ｎ  相関器
１９１１乃至１９１ｎ  検波器
１９２０  相関判定器
２３０１、２４０１  送信装置
２３０２、２４０２  送信テンプレート発生部
２３０３、２３０８  送受共通テンプレート
２３０４、２３０５、２３０７、２３０９、２４０３、２４０７  乗算器
２３０６  受信装置
５１０１  コントロール＆インタフェース
５１０２  送信機能部
５１０３  エンコーダ
５１０４  パルス変調器
５１０５  送信フロントエンド
５１０６  送信アンテナ
５１０９  発信アンテナ
５１１０  受信フロントエンド
５１１１  波形相関器
５１１２  タイミング調整器
５１１３  デコーダ
【図１】
2005006291.tif 000003
【図２】
2005006291.tif 000004
【図３】
2005006291.tif 000005
【図４】
2005006291.tif 000006
【図５】
2005006291.tif 000007
【図６】
2005006291.tif 000008
【図７】
2005006291.tif 000009
【図８】
2005006291.tif 000010
【図９】
2005006291.tif 000011
【図１０】
2005006291.tif 000012
【図１１】
2005006291.tif 000013
【図１２】
2005006291.tif 000014
【図１３】
2005006291.tif 000015
【図１４】
2005006291.tif 000016
【図１５】
2005006291.tif 000017
【図１６】
2005006291.tif 000018
【図１７】
2005006291.tif 000019
【図１８】
2005006291.tif 000020
【図１９】
2005006291.tif 000021
【図２０】
2005006291.tif 000022
【図２１】
2005006291.tif 000023
【図２２】
2005006291.tif 000024
【図２３】
2005006291.tif 000025
【図２４】
2005006291.tif 000026
【図２５】
2005006291.tif 000027
【図２６】
2005006291.tif 000028
【図２７】
2005006291.tif 000029
【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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