(57)【要約】【課題】  同期捕捉の処理を高速化することができる同期捕捉回路、受信装置、及び通信方法を提供する。【解決手段】  パルスＰ１が予め定められた所定回数連続する連続パターン１０５とパルスＰ２が予め定められた所定回数連続する連続パターン１０６とからなるプレ同期用パターン１０８を備えた通信フレームを受信した場合に、受信しつつある通信フレームにおけるプレ同期用パターン１０８とパルスＰ１との相関値を逐次出力するプリ相関器３と、プリ相関器３から出力された相関値がピークとなるタイミングを、連続パターン１０５と連続パターン１０６との境界となるタイミングとして検出し、そのタイミングに基づいて、受信した通信フレームとの同期タイミングを推定する同期タイミング推定部５とを備え、同期タイミング推定部５により推定された同期タイミングに基づいて同期捕捉を行う。【選択図】      図３
2005101912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データの１ビット毎にＰＮ系列を用いて変調した１ビット区間に対応するパルス信号列について、相異なる第１及び第２のパルス信号をＰＮ系列の１チップ区間に対応させて表す通信方法であって、
同期捕捉に用いられる同期捕捉用信号パターンと前記パルス信号列とを備えた通信フレームを用いてデータの送受信を行い、
前記同期捕捉用信号パターンは、前記パルス信号列の前に付加され、前記第１のパルス信号が予め定められた所定回数連続する第１連続パターンと前記第２のパルス信号が予め定められた所定回数連続する第２連続パターンとからなるプレ同期用パターンを備えたものであることを特徴とする通信方法。
【請求項２】
前記同期捕捉用信号パターンは、前記プレ同期用パターンと前記パルス信号列との間に、さらに、同期捕捉用の前記パルス信号列を備えることを特徴とする請求項１記載の通信方法。
【請求項３】
前記通信フレームは、前記同期捕捉用信号パターンを複数回繰り返すものであることを特徴とする請求項２記載の通信方法。
【請求項４】
同期捕捉のための同期捕捉用信号パターンとデータを表すパルス信号列とを備えた通信フレームを受信して同期捕捉を行う同期捕捉回路において、
前記パルス信号列は、前記データの１ビット毎にＰＮ系列を用いて変調した１ビット区間に対応するパルス信号列について、相異なる第１及び第２のパルス信号をＰＮ系列の１チップ区間に対応させて表されたものであり、
前記同期捕捉用信号パターンは、前記パルス信号列の前に付加され、前記第１のパルス信号が予め定められた所定回数連続する第１連続パターンと前記第２のパルス信号が予め定められた所定回数連続する第２連続パターンとからなるプレ同期用パターンを備えたものであり、
前記通信フレームを受信しつつ、前記第１のパルス信号及び前記第２のパルス信号のうちいずれか一方と当該受信しつつある通信フレームにおけるプレ同期用パターンとの相関値を逐次出力するプリ相関部と、
前記プリ相関部から出力された相関値がピークとなるタイミングを、前記第１連続パターンと前記第２連続パターンとの境界となるタイミングとして検出し、前記検出した相関値がピークとなるタイミングに基づいて、前記受信した通信フレームとの間で同期を取るための同期タイミングを推定する同期タイミング推定部とを備え、
前記同期タイミング推定部により推定された同期タイミングに基づいて同期捕捉を行うことを特徴とする同期捕捉回路。
【請求項５】
前記同期タイミング推定部は、前記プリ相関部から出力された相関値が、タイミング推定用の基準値であるプリ相関基準値を超えた期間である境界期間における中間点のタイミングを、前記相関値がピークとなるタイミングとして検出することを特徴とする請求項４記載の同期捕捉回路。
【請求項６】
前記同期捕捉用信号パターンは、前記プレ同期用パターンと前記パルス信号列との間に、さらに、同期捕捉用の前記パルス信号列を備えるものであり、
前記同期タイミング推定部により推定された同期タイミングに基づいて、前記受信した通信フレームに含まれる前記同期捕捉用のパルス信号列と前記ＰＮ系列との相関値を検出する主相関部をさらに備え、
前記主相関部により検出された相関値が予め定められた所定の基準値を超えた場合に、前記同期タイミング推定部により推定された同期タイミングに基づいて同期捕捉を行うことを特徴とする請求項４又は５記載の同期捕捉回路。
【請求項７】
前記通信フレームは、前記同期捕捉用信号パターンを複数回繰り返すものであり、
前記主相関部により検出された相関値が予め定められた所定の基準値を超えた場合に、前記同期タイミング推定部により推定された同期タイミングと、前記受信した通信フレームにおける繰り返された同期捕捉用信号パターンに含まれるプレ同期用パターンに基づいて前記プリ相関部及び前記同期タイミング推定部によって推定された新たな同期タイミングとを照合し、そのタイミングが一致している場合に同期に成功したことを示すための同期成功判定を行う同期判定部をさらに備え、
前記同期判定部により前記同期成功判定が行われた場合に、前記同期タイミング推定部により推定された同期タイミングに基づいて同期捕捉を行うことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の同期捕捉回路。
【請求項８】
前記プリ相関部は、前記プレ同期用パターンの各１チップ区間を複数に分割した分割区間それぞれについて、前記第１のパルス信号及び前記第２のパルス信号のうちいずれか一方と当該受信しつつある通信フレームにおけるプレ同期用パターンとの相関値を逐次出力し、
前記同期タイミング推定部は、前記プリ相関部から出力された前記分割区間それぞれについての相関値を用いて、前記同期タイミングを推定することを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の同期捕捉回路。
【請求項９】
前記同期タイミング推定部は、前記分割区間それぞれについての相関値を、それぞれ前記プリ相関基準値と比較する複数の比較部を備え、前記複数の比較部による比較の結果、前記分割区間それぞれについての相関値が前記プリ相関基準値を超えたことが検出されている期間のうち、最大の期間を前記境界期間として前記同期タイミングを推定するものであることを特徴とする請求項８に記載の同期捕捉回路。
【請求項１０】
前記プリ相関部は、前記分割区間それぞれについての相関値に基づいて、前記プリ相関基準値の値を設定するものであることを特徴とする請求項８又は９に記載の同期捕捉回路。
【請求項１１】
前記プリ相関部は、前記分割区間それぞれについての相関値が、予め設定された所定の基準値を超えている個数に応じて前記プリ相関基準値の値を設定するものであることを特徴とする請求項８又は９に記載の同期捕捉回路。
【請求項１２】
データを表す通信信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信された通信信号との間で同期捕捉を行う同期捕捉回路と、
前記同期捕捉回路による同期捕捉に基づいて、前記受信された通信信号からデータを復元するデータ復元部とを備え、
前記同期捕捉回路は、請求項４〜１１のいずれかに記載の同期捕捉回路であることを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウルトラワイドバンド通信に用いられる通信方法、同期捕捉回路、受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速無線伝送方式の一つとして、所定の周期タイミングに同期したパルス信号からなるパルス信号列を用いて超広帯域な通信を行うウルトラワイドバンド（ＵＷＢ：Ultra Wide Band）通信方式が注目されている。ＵＷＢ通信は、搬送波を用いず、例えばパルス幅が１ｎｓｅｃ以下等の極めて細かいパルス信号からなるパルス信号列を用いて通信を行うものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１４は、背景技術に係るＵＷＢ方式による送信装置の構成を示すブロック図である。図１４に示す送信装置３００は、疑似ランダムな信号であるＰＮ(Pseudorandom Noise)系列信号Ｐiを出力するＰＮ系列生成部３０１と、一定周期のパルス信号列を出力するパルス生成部３０２と、送信の対象となるデータＤiとＰＮ系列生成部３０１からのＰＮ系列信号Ｐiとを乗積してＰＮ符号化信号ＤPNを生成する乗算器等からなるミキサ３０３と、ミキサ３０３からのＰＮ符号化信号ＤPNに応じて、パルス生成部３０２からのパルス信号列における各パルス信号の極性を反転させることによりパルス信号列を変調するパルス変調部３０４と、パルス変調部３０４により変調されたパルス信号列に対して増幅などのＲＦ信号処理を施した後、アンテナ３０６から送信する送信ＲＦ部３０５とを備える。
【０００４】
図１５は、図１４に示す送信装置３００の動作を説明するための図である。図１５において、データＤiの１ビットに対応する１ビット区間Ｔは、１１個のチップ区間Ｔcに分割されている。また、ＰＮ系列生成部３０１によって、各ビット区間Ｔを１周期とし、チップ区間Ｔc毎にランダムな値を有するＰＮ系列信号Ｐiが生成される。図１５に示すＰＮ系列信号Ｐiの例ではＰＮ系列信号Ｐiは、「１０１００１１１０１０」とされている。そして、ミキサ３０３によって、例えばデータＤi及びＰＮ符号化信号ＤPNの「１」「０」を、それぞれ「１」「−１」として、データＤiとＰＮ符号化信号ＤPNとが乗積され、ＰＮ符号化信号ＤPNが生成される。図１５に示す例においては、ＰＮ符号化信号ＤPNは、データＤiが「１」のときＰＮ系列信号Ｐiと同じ「１０１００１１１０１０」のパルス列にされ、データＤiが「０」のときＰＮ系列信号Ｐiを反転した「０１０１１０００１０１」のパルス列にされる。
【０００５】
次に、パルス変調部３０４によって、パルス生成部３０２により生成されたパルス信号列がＰＮ符号化信号ＤPNによって変調され、変調パルス信号ＭＰが生成される。具体的には、ＰＮ符号化信号ＤPNが「１」のときパルスＰ１、ＰＮ符号化信号ＤPNが「０」のときパルスＰ１の反転信号であるパルスＰ２が生成される。そして、ＰＮ符号化信号ＤPNの１チップ区間毎に、パルスＰ１又はパルスＰ２のいずれかを対応させることにより、変調パルス信号ＭＰが生成される。そして、送信ＲＦ部３０５によって、アンテナ３０６を介して変調パルス信号ＭＰが送信される。
【０００６】
そして、送信装置３００から送信された変調パルス信号ＭＰは、受信装置側において、送信装置３００で用いられたのと同じＰＮ系列信号Ｐiを用いて乗積され、信号が復号される。この場合、受信装置側においては、ＰＮ系列信号Ｐiの生成等の信号復号動作を変調パルス信号ＭＰのタイミングと同期させる必要があるため、受信装置側での信号復号動作のタイミングを変調パルス信号ＭＰのタイミングと同期させる同期捕捉を行う。しかし、上述のようにしてＵＷＢ方式により送信された変調パルス信号ＭＰは、非常に広帯域な信号になるために信号のスペクトラム密度が著しく低くなる結果、受信装置側で適切な受信タイミングを検出して同期捕捉を行うことが難しい。
【０００７】
そこで、従来、このような変調パルス信号ＭＰに対して同期捕捉を行う方法として、「Ｓｅｒｉａｌ  Ｓｅａｒｃｈ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ法」と、「Ｍａｔｃｈｅｄ  Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ法」とが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。「Ｓｅｒｉａｌ  Ｓｅａｒｃｈ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ法」は、受信装置側のＰＮ系列信号Ｐiをとりあえず適当なタイミングで生成し、そのタイミングを少しずつ、例えば１チップ区間、あるいは１／２チップ区間づつずらして同期タイミングを探索しながら受信を試みる方法である。この場合、あるタイミングで受信した信号を、ＰＮ系列信号Ｐiを用いて逆拡散しつつＰＮ系列１周期分積分することにより得られる相関値が、相関判定のための基準値を超えた場合に当該タイミングが同期タイミングであると判定され、同期捕捉される。
【０００８】
一方、「Ｍａｔｃｈｅｄ  Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ法」は、受信信号とＰＮ系列信号Ｐiとの間の相関値を、ＰＮ系列信号Ｐiの１周期分について、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＳＡＷ(Surface Acoustic Wave)素子によるマッチトフィルタを用いて瞬時に得られるようにするもので、ＰＮ系列１周期分の変調パルス信号ＭＰを受信する間に相関値のピークが得られたタイミングを検出することにより、同期捕捉を行う方法である。
【特許文献１】特表平１０−５０８７２５号公報
【非特許文献１】山内雪路著「スペクトラム拡散通信」東京電機大学出版局、２００１年７月１０日、ｐ．１０５−１１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述の「Ｓｅｒｉａｌ  Ｓｅａｒｃｈ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ法」による同期捕捉を行う場合、例えば１ビット区間、すなわちＰＮ系列１周期が１２７チップ区間で構成されていると、例えば１チップ区間づつずらして同期タイミングを探索する場合、一のタイミングについて同期の有無を確認するために１２７チップ区間を要し、さらにこれを最大でＰＮ系列１周期分、すなわち１２７回行う必要がある。従って、送信装置３００は、通信データを送信する前に、同期捕捉を行うための変調パルス信号ＭＰとして、１２７チップ×１２７回＝１６１２９チップ分のパルスＰ１，Ｐ２を送信する必要があり、同期捕捉が遅延するという不都合があった。
【００１０】
また、「Ｍａｔｃｈｅｄ  Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ法」においては、ＣＣＤやＳＡＷ素子などを用いるため、同期捕捉回路が高価である。さらに、ＵＷＢ通信にマッチトフィルタを適用するためには、受信した変調パルス信号ＭＰをリアルタイムでＰＮ符号化信号ＤPNのようなデジタル符号列に復元してからマッチトフィルタに入力する必要がある。しかし、ＵＷＢ通信には、例えば電波法の規制を守る必要等から周辺の雑音信号に埋もれるような微弱なレベルのパルス信号が用いられ、変調パルス信号ＭＰを１パルス毎にデジタル符号に復元することは困難性を伴う。また、変調パルス信号ＭＰを構成するパルスとしては、パルス幅１ｎｓｅｃ以下のパルスが用いられるため、このような微細なパルスを選択的に取り出せるフィルタを実現することにも困難性があり、「Ｍａｔｃｈｅｄ  Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ法」をＵＷＢ通信に用いることは、困難であると考えられる。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みて為された発明であり、同期捕捉の処理を高速化することができる同期捕捉回路、及び受信装置を提供することを目的とする。そして、このような同期捕捉回路、及び受信装置に利用される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】
【００１２】
上述の目的を達成するために、本発明の第１の手段に係る通信方法は、データの１ビット毎にＰＮ系列を用いて変調した１ビット区間に対応するパルス信号列について、相異なる第１及び第２のパルス信号をＰＮ系列の１チップ区間に対応させて表す通信方法であって、同期捕捉に用いられる同期捕捉用信号パターンと前記パルス信号列とを備えた通信フレームを用いてデータの送受信を行い、前記同期捕捉用信号パターンは、前記パルス信号列の前に付加され、前記第１のパルス信号が予め定められた所定回数連続する第１連続パターンと前記第２のパルス信号が予め定められた所定回数連続する第２連続パターンとからなるプレ同期用パターンを備えたものであることを特徴としている。
【００１３】
そして、上述の通信方法において、前記同期捕捉用信号パターンは、前記プレ同期用パターンと前記パルス信号列との間に、さらに、同期捕捉用の前記パルス信号列を備えることを特徴としている。
【００１４】
さらに、上述の通信方法において、前記通信フレームは、前記同期捕捉用信号パターンを複数回繰り返すものであることを特徴としている。
【００１５】
そして、本発明の第２の手段に係る同期捕捉回路は、同期捕捉のための同期捕捉用信号パターンとデータを表すパルス信号列とを備えた通信フレームを受信して同期捕捉を行う同期捕捉回路において、前記パルス信号列は、前記データの１ビット毎にＰＮ系列を用いて変調した１ビット区間に対応するパルス信号列について、相異なる第１及び第２のパルス信号をＰＮ系列の１チップ区間に対応させて表されたものであり、前記同期捕捉用信号パターンは、前記パルス信号列の前に付加され、前記第１のパルス信号が予め定められた所定回数連続する第１連続パターンと前記第２のパルス信号が予め定められた所定回数連続する第２連続パターンとからなるプレ同期用パターンを備えたものであり、前記通信フレームを受信しつつ、前記第１のパルス信号及び前記第２のパルス信号のうちいずれか一方と当該受信しつつある通信フレームにおけるプレ同期用パターンとの相関値を逐次出力するプリ相関部と、前記プリ相関部から出力された相関値がピークとなるタイミングを、前記第１連続パターンと前記第２連続パターンとの境界となるタイミングとして検出し、前記検出した相関値がピークとなるタイミングに基づいて、前記受信した通信フレームとの間で同期を取るための同期タイミングを推定する同期タイミング推定部とを備え、前記同期タイミング推定部により推定された同期タイミングに基づいて同期捕捉を行うことを特徴としている。
【００１６】
また、上述の同期捕捉回路において、前記同期タイミング推定部は、前記プリ相関部から出力された相関値が、タイミング推定用の基準値であるプリ相関基準値を超えた期間である境界期間における中間点のタイミングを、前記相関値がピークとなるタイミングとして検出することを特徴としている。
【００１７】
そして、上述の同期捕捉回路において、前記同期捕捉用信号パターンは、前記プレ同期用パターンと前記パルス信号列との間に、さらに、同期捕捉用の前記パルス信号列を備えるものであり、前記同期タイミング推定部により推定された同期タイミングに基づいて、前記受信した通信フレームに含まれる前記同期捕捉用のパルス信号列と前記ＰＮ系列との相関値を検出する主相関部をさらに備え、前記主相関部により検出された相関値が予め定められた所定の基準値を超えた場合に、前記同期タイミング推定部により推定された同期タイミングに基づいて同期捕捉を行うことを特徴としている。
【００１８】
さらに、上述の同期捕捉回路において、前記通信フレームは、前記同期捕捉用信号パターンを複数回繰り返すものであり、前記主相関部により検出された相関値が予め定められた所定の基準値を超えた場合に、前記同期タイミング推定部により推定された同期タイミングと、前記受信した通信フレームにおける繰り返された同期捕捉用信号パターンに含まれるプレ同期用パターンに基づいて前記プリ相関部及び前記同期タイミング推定部によって推定された新たな同期タイミングとを照合し、そのタイミングが一致している場合に同期に成功したことを示すための同期成功判定を行う同期判定部をさらに備え、前記同期判定部により前記同期成功判定が行われた場合に、前記同期タイミング推定部により推定された同期タイミングに基づいて同期捕捉を行うことを特徴としている。
【００１９】
また、上述の同期捕捉回路において、前記プリ相関部は、前記プレ同期用パターンの各１チップ区間を複数に分割した分割区間それぞれについて、前記第１のパルス信号及び前記第２のパルス信号のうちいずれか一方と当該受信しつつある通信フレームにおけるプレ同期用パターンとの相関値を逐次出力し、前記同期タイミング推定部は、前記プリ相関部から出力された前記分割区間それぞれについての相関値を用いて、前記同期タイミングを推定することを特徴としている。
【００２０】
そして、上述の同期捕捉回路において、前記同期タイミング推定部は、前記分割区間それぞれについての相関値を、それぞれ前記プリ相関基準値と比較する複数の比較部を備え、前記複数の比較部による比較の結果、前記分割区間それぞれについての相関値が前記プリ相関基準値を超えたことが検出されている期間のうち、最大の期間を前記境界期間として前記同期タイミングを推定するものであることを特徴としている。
【００２１】
さらに、上述の同期捕捉回路において、前記プリ相関部は、前記分割区間それぞれについての相関値に基づいて、前記プリ相関基準値の値を設定するものであることを特徴としている。
【００２２】
また、上述の同期捕捉回路において、前記プリ相関部は、前記分割区間それぞれについての相関値が、予め設定された所定の基準値を超えている個数に応じて前記プリ相関基準値の値を設定するものであることを特徴としている。
【００２３】
そして、本発明の第３の手段に係る受信装置は、データを表す通信信号を受信する受信部と、前記受信部により受信された通信信号との間で同期捕捉を行う同期捕捉回路と、前記同期捕捉回路による同期捕捉に基づいて、前記受信された通信信号からデータを復元するデータ復元部とを備え、前記同期捕捉回路は、請求項４〜１１のいずれかに記載の同期捕捉回路であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
このような構成の通信方法は、同期捕捉に用いられる同期捕捉用信号パターンがＰＮ系列を用いて変調されていないために、データを表すパルス信号列と識別することが容易である。さらに、同期捕捉用信号パターンが、第１，第２連続パターンによって構成されているため、第１，第２連続パターンの境界によって、同期捕捉のためのタイミングを示すことができるので、受信装置側での同期捕捉が容易になり、同期捕捉の処理を高速化することができる。
【００２５】
また、このような構成の同期捕捉回路は、第１，第２連続パターンによって構成された同期捕捉用信号パターンを受信した場合に、第１，第２連続パターンのいずれか一方に対して相関値を増加させ、他方に対して相関値を減少させる。そして、相関値がピークとなるタイミングを、第１，第２連続パターンの境界のタイミングとして検出し、このタイミングに基づいて受信した通信フレームとの間で同期を取るので、同期捕捉用信号パターンを備えた通信フレームとの間での同期捕捉の処理を高速化することができる。
【００２６】
また、このような構成の受信装置は、同期捕捉の処理を高速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００２８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る通信方法に用いられる通信フレームの一例を示す図である。図１に示す通信フレーム１０１は、同期捕捉に用いられる同期捕捉用信号パターン１０２と、データ通信の対象となるデータを表す通信データ部１０３と、及び誤り検出や誤り訂正を行うための誤り検出ビット１０４とを、この順に連結して備える。通信フレーム１０１は、図１５に示すパルスＰ１（第１のパルス信号）及びパルスＰ２（第２のパルス信号）からなる変調パルス信号ＭＰによって、表されている。通信データ部１０３は、１ビット区間が１２７チップ区間で構成されており、１周期が１２７チップのＰＮ系列信号Ｐiを用いて表され、パルスＰ１，Ｐ２によって変調パルス信号ＭＰにされている。
【００２９】
図２は、同期捕捉用信号パターン１０２の詳細を説明するための図である。図２に示す同期捕捉用信号パターン１０２は、連続パターン１０５（第１連続パターン）と、連続パターン１０６（第２連続パターン）と、ＰＮ系列信号Ｐiと同じ信号パターンにされた同期用ＰＮ信号列１０７とをこの順に連結して備え、さらに連続パターン１０５、連続パターン１０６、及び同期用ＰＮ信号列１０７をもう一回繰り返して構成されている。また、連続パターン１０５と、連続パターン１０６とはプレ同期用パターン１０８を構成している。なお、同期捕捉用信号パターン１０２において、パルスＰ１を「１」、パルスＰ２を「０」で示している。また、連続パターン１０５、連続パターン１０６、及び同期用ＰＮ信号列１０７の繰り返し回数は、２回の例に限られず、例えば１０回程度であってもよく、あるいはノイズ環境や電波強度などに応じて適宜増減されても良い。
【００３０】
連続パターン１０５は、例えば、パルスＰ１すなわち「１」を６３個連続した信号パターンである。また、連続パターン１０６は、例えば、パルスＰ２すなわち「０」を６４個連続した信号パターンであり、連続パターン１０５と連続パターン１０６とをあわせると、１ビット区間Ｔすなわち１２７チップ区間になるようにされている。これにより、プレ同期用パターン１０８を、通信データ部１０３を送信する場合と同じ周期タイミングで送信することができるので、送信装置３００を用いてプレ同期用パターン１０８を送信することが容易である。なお、連続パターン１０５と、連続パターン１０６とをそれぞれ１ビット区間Ｔと同じ１２７チップ区間になるようにしてもよい。
【００３１】
図３は、図１に示す通信フレーム１０１を受信する受信装置の構成の一例を示す図である。図３に示す受信装置２００は、ＵＷＢ方式の無線受信装置であり、アンテナ１、受信ＲＦ部２、プリ相関器３、プリ同期判定回路４、タイミング推定回路５、主相関器６、主同期判定回路７、復号回路８、及び通信処理部９を備える。受信ＲＦ部２は、アンテナ１を介して受信した無線信号に増幅などのＲＦ信号処理を施して、変調パルス信号ＭＰで表された通信フレーム１０１としてプリ相関器３及び主相関器６へ出力する。
【００３２】
プリ相関器３は、同期用符号生成部３１、ミキサ３２、及び積分器３３を備える。同期用符号生成部３１は、パルスＰ１すなわち「１」が、１２７チップ区間連続したパターンとの間で正の相関が得られる１のひな形信号パターンＣＰを生成する。また、ミキサ３２と積分器３３とによって相関器が構成されており、ミキサ３２によって、受信ＲＦ部２からの通信フレーム１０１と同期用符号生成部３１からの１のひな形信号パターンＣＰとが例えば乗積処理された後、積分器３３によって積分されることにより積分器３３の積分値が、通信フレーム１０１と「１」の連続パターンとの相関値ＰＲとして出力される。
【００３３】
プリ同期判定回路４は、例えばコンパレータを用いて構成され、プリ相関器３から出力された相関値ＰＲとタイミング推定用の基準値であるプリ相関基準値ＲＳとを比較して、相関値ＰＲがプリ相関基準値ＲＳを超えている期間（境界期間）の間、プリ同期信号ＰＳをハイレベルにしてタイミング推定回路５へ出力する。
【００３４】
タイミング推定回路５は、例えば、プリ同期判定回路４からのプリ同期信号ＰＳの立ち上がりタイミングからカウントを開始するカウンタ５１と、プリ同期信号ＰＳの立ち下がりタイミングのカウンタ５１のカウンタ値を取得すると共に１／２にして加算器５３へ出力する除算器５２と、除算器５２から得られたカウント値と連続パターン１０６の長さに対応するカウント値との和を、同期推定カウント値として生成する加算器５３と、加算器５３で生成された同期推定カウント値とカウンタ５１のカウント値とを比較し、一致した場合に同期の推定タイミングを示すべく同期推定信号ＰＴを出力する比較器５４とを備える。
【００３５】
主相関器６は、比較器５４から出力された同期推定信号ＰＴに基づいて、受信ＲＦ部２により受信された通信フレーム１０１とＰＮ系列信号Ｐiとの相関値を検出するもので、ＰＮ符号生成部６１と、ミキサ６２と、積分器６３とを備える。ＰＮ符号生成部６１は、比較器５４から出力された同期推定信号ＰＴと同期してＰＮ系列信号Ｐiの生成を開始し、ミキサ６２へ出力する。また、ミキサ６２と積分器６３とによって相関器が構成されており、ミキサ６２によって、受信ＲＦ部２からの通信フレーム１０１とＰＮ符号生成部６１からのＰＮ系列信号Ｐiとが例えば乗積処理された後、積分器６３によって積分されることにより積分器６３の積分値が、通信フレーム１０１とＰＮ系列信号Ｐiとの相関値ＭＲとして出力される。
【００３６】
主同期判定回路７は、例えばビット区間Ｔの時間を計測するタイマ７１と、積分器６３から出力された相関値ＭＲと主同期判定用の基準値である同期判定基準値ＭＳとを比較する比較器７２とを備え、比較器７２によって相関値ＭＲが同期判定基準値ＭＳを超えていることが検出された場合に、タイミング推定回路５からの同期推定信号ＰＴと同期して、ビット区間Ｔの周期で同期パルス信号ＳＴを出力する。
【００３７】
復号回路８は、主同期判定回路７から出力された同期パルス信号ＳＴのタイミングと同期して、主相関器６から出力された相関値ＭＲに基づいて、通信フレーム１０１からデータのビット列を復元する。通信処理部９は、復号回路８によって復元されたビット列に基づいて、通信データ部１０３からデータを取得したり、誤り検出ビット１０４に基づいて通信誤りを検出したりする。
【００３８】
次に、上述のように構成された受信装置２００の動作を説明する。図４は、図３に示す受信装置２００の動作を説明するための信号パターンを示した図である。まず、アンテナ１を介して受信ＲＦ部２によって、通信フレーム１０１が受信され、変調パルス信号ＭＰで表された通信フレーム１０１が、プリ相関器３及び主相関器６へ出力される。そして、プリ相関器３によって、受信ＲＦ部２からの通信フレーム１０１の先頭部分に付加された連続パターン１０５，１０６に基づいて、相関値ＰＲが生成される。
【００３９】
図５は、連続パターン１０５に基づいて相関値ＰＲを生成するプリ相関器３の動作を説明するための図である。連続パターン１０５は「１」のパルス、すなわちパルスＰ１が連続するパルス信号である。そして、同期用符号生成部３１から、パルスＰ１の正極性のパルス位置と負極性のパルス位置とに対応してレベルが変化するひな形信号パターンＣＰがミキサ３２へ出力される。さらに、ミキサ３２によって、ひな形信号パターンＣＰがハイレベルのタイミングにおけるパルスＰ１のパルスは、そのまま積分器３３へ出力され、ひな形信号パターンＣＰがローレベルのタイミングにおけるパルスＰ１のパルスは、極性が反転されて積分器３３へ出力される。これにより、ミキサ３２によって、連続パターン１０５から正極性の連続パルスが生成されると共に積分器３３へ出力される。
【００４０】
次に、積分器３３によって、ミキサ３２から出力された正極性の連続パルスが積分されてその積分値が相関値ＰＲとしてプリ同期判定回路４へ出力される。この場合、連続パターン１０５、すなわちパルスＰ１が連続する期間の間、正極性のパルスが積分器３３によって積分されるため、相関値ＰＲは上昇する。
【００４１】
図６は、連続パターン１０６に基づいて相関値ＰＲを生成するプリ相関器３の動作を詳細に説明するための図である。連続パターン１０６は「０」のパルス、すなわちパルスＰ２が連続するパルス信号である。同期用符号生成部３１からは、パルスＰ１の正極性のパルス位置と負極性のパルス位置とに対応してレベルが変化するひな形信号パターンＣＰがミキサ３２へ出力されている。そして、ミキサ３２によって、ひな形信号パターンＣＰがハイレベルのタイミングにおけるパルスＰ２のパルスは、そのまま積分器３３へ出力され、ひな形信号パターンＣＰがローレベルのタイミングにおけるパルスＰ２のパルスは、極性が反転されて積分器３３へ出力されるので、ミキサ３２によって、連続パターン１０６から負極性の連続パルスが生成されると共に積分器３３へ出力される。
【００４２】
次に、積分器３３によって、ミキサ３２から出力された負極性の連続パルスが積分されてその積分値が相関値ＰＲとしてプリ同期判定回路４へ出力される。この場合、連続パターン１０６、すなわちパルスＰ２が連続する期間の間、負極性のパルスが積分器３３によって積分されるため、相関値ＰＲは下降する。
【００４３】
これにより、図４に示す相関値ＰＲのように、プリ相関器３によって連続パターン１０５，１０６に基づいて生成された相関値ＰＲは、三角波状に変化する。この場合、連続パターン１０５，１０６とは異なるＰＮ符号化された信号パターン、例えば同期用ＰＮ信号列１０７がプリ相関器３へ入力された場合には、図７に示すように、ミキサ３２から出力されるパルスの極性が一定にならないため、その積分値である相関値ＰＲもまた、増加と減少がランダムに繰り返される結果、プリ相関基準値ＲＳを超えることがない。従って、相関値ＰＲがプリ相関基準値ＲＳを超える信号パターンを検出することにより、通信フレーム１０１の中から連続パターン１０５，１０６を検出することができる。
【００４４】
なお、パルスＰ１，Ｐ２として、互いに信号極性が反転したパルス信号を用いる例を示したが、パルスＰ１，Ｐ２は識別可能な相異なるパルス信号であればよく、例えば、互いに位相位置がずれたパルス信号を用いる等であってもよい。また、ひな形信号パターンＣＰは、パルスＰ１、パルスＰ２を識別するための基準となる信号であればよく、図５に示す例に限られない。
【００４５】
次に、プリ同期判定回路４によって、プリ相関器３からの相関値ＰＲとプリ相関基準値ＲＳとが比較され、相関値ＰＲがプリ相関基準値ＲＳを超えている期間の間、プリ同期信号ＰＳがハイレベルにされてタイミング推定回路５へ出力される。この場合、プリ同期信号ＰＳがハイレベルにされている期間（境界期間）の中間点のタイミングが、ほぼ連続パターン１０５と連続パターン１０６との境界となるタイミングに相当する。そして、タイミング推定回路５によって、プリ同期判定回路４からのプリ同期信号ＰＳに基づいて、同期推定信号ＰＴが生成される。
【００４６】
図８は、タイミング推定回路５の動作の一例を説明するための図である。まず、プリ同期判定回路４からのプリ同期信号ＰＳの立ち上がりタイミングで、カウンタ５１によって、基準クロック信号ＣＫのカウントが開始される。基準クロック信号ＣＫとしては、例えばクロック周期が１チップ区間Ｔcや、Ｔc／２等のクロック信号が用いられるが、図８においては、基準クロック信号ＣＫのクロック周期が連続パターン１０６の１／１５に設定されている例を示している。すなわち、カウンタ５１の１５カウントと、連続パターン１０６の時間長さとが等しくなるようにされている。
【００４７】
次に、プリ同期信号ＰＳの立ち下がりタイミングにおけるカウンタ５１のカウント値「６」が、除算器５２によって、例えば１ビット右シフトされることにより１／２にされ、「３」が得られる。この場合、プリ同期信号ＰＳがハイレベルにされている期間の中間点のタイミング、すなわち連続パターン１０５と連続パターン１０６との境界となるタイミングが、カウンタ５１のカウンタ値「３」のタイミングに相当する。
【００４８】
次に、加算器５３によって、連続パターン１０６の時間長さに相当するカウンタ値「１５」と除算器５２により算出されたカウンタ値とが加算されてカウンタ値「１８」が算出され、このカウンタ値「１８」が加算器５３から比較器５４へ出力される。これにより、同期推定タイミング、すなわち連続パターン１０６の後ろに続く同期用ＰＮ信号列１０７の先頭のタイミングが、カウンタ５１のカウンタ値「１８」のタイミングであると推定される。
【００４９】
次に、比較器５４によって、加算器５３からのカウンタ値「１８」とカウンタ５１のカウンタ値とが比較され、その比較結果の一致が検出された際に、比較器５４から主相関器６及び主同期判定回路７へ、同期タイミングを示すべく同期推定パルスとして同期推定信号ＰＴがパルス状にハイレベルにされる。
【００５０】
再び図４を参照して、次に、タイミング推定回路５からの同期推定信号ＰＴの立ち上がりタイミングと同期して、ＰＮ符号生成部６１からミキサ６２へＰＮ系列信号Ｐiが出力される。そして、ミキサ６２と積分器６３とによって、同期用ＰＮ信号列１０７とＰＮ系列信号Ｐiとの相関値ＭＲが主同期判定回路７へ出力される。この場合、同期推定信号ＰＴによって示される同期タイミングが正しければ、相関値ＭＲは、同期用ＰＮ信号列１０７を受信している間、増加し続けて同期判定基準値ＭＳを超える。一方、同期推定信号ＰＴによって示される同期タイミングが正しくなければ、同期用ＰＮ信号列１０７とＰＮ系列信号Ｐiとの間で相関が得られないため相関値ＭＲは、同期判定基準値ＭＳを超えない。
【００５１】
次に、主同期判定回路７によって、同期推定信号ＰＴにより示される同期タイミングが正しいか否かが確認される。具体的には、タイミング推定回路５からの同期推定信号ＰＴの立ち上がりタイミングと同期して、タイマ７１によりビット区間Ｔの時間計測が開始される。そして、タイマ７１の計測値がビット区間Ｔの時間に達する前に比較器７２によって相関値ＭＲが同期判定基準値ＭＳを超えていることが検出された場合、タイマ７１からビット区間Ｔの周期で同期パルス信号ＳＴが、タイミング推定回路５、主相関器６、及び復号回路８へ出力される。一方、タイマ７１の計測値がビット区間Ｔの時間に達する前に比較器７２によって相関値ＭＲが同期判定基準値ＭＳを超えていることが検出されなかった場合、タイマ７１の計測値はリセットされ、再び同期推定信号ＰＴの立ち上がりタイミングの待ち状態に移行する。
【００５２】
これにより、タイミング推定回路５によって推定された同期捕捉のための同期タイミングが、主同期判定回路７によって正しいタイミングであるか否か確認されるので、同期捕捉の精度を向上させることができる。
【００５３】
さらに、プリ相関器３、プリ同期判定回路４、及びタイミング推定回路５によって、再び受信された連続パターン１０５，１０６に基づいて、新たな同期推定信号ＰＴの同期推定パルス１０９が主同期判定回路７へ出力される一方、主同期判定回路７においてタイマ７１によって新たな同期パルス１１０が生成される。そして、主同期判定回路７によって、同期推定パルス１０９と同期パルス１１０とのタイミングが照合され、そのタイミングが一致した場合は同期タイミングが正しいと判断（同期成功判定）されてタイマ７１による同期パルスの出力が継続される一方、そのタイミングが一致しない場合は、同期が正しくないと判断されて、改めて同期タイミングの検出処理が繰り返される。
【００５４】
これにより、主同期判定回路７によって生成された同期パルス信号ＳＴで示される同期タイミングが、再びタイミング推定回路５によって生成された同期推定信号ＰＴで示されるタイミングと照合されるので、同期捕捉の精度を向上させることができる。なお、主同期判定回路７によって生成された同期パルス信号ＳＴをタイミング推定回路５へフィードバックして、タイミング推定回路５による同期推定信号ＰＴの生成タイミングを補正させるようにしても良い。
【００５５】
そして、主相関器６によって、タイミング推定回路５から出力される同期パルス信号ＳＴと同期して、同期捕捉用信号パターン１０２の後ろに続く通信データ部１０３や、誤り検出ビット１０４等についての相関値ＭＲが、復号回路８へ出力される。さらに、復号回路８によって、主相関器６からの相関値ＭＲに基づいて、通信データ部１０３や誤り検出ビット１０４等がビット列に復元される。具体的には、相関値ＭＲがビットを判定するための正極側判定値を越えた場合、そのビット区間を「１」ビットとし、相関値ＭＲが負極側判定値を越えた場合、そのビット区間を「０」ビットとして通信処理部９へ出力する。
【００５６】
次に、通信処理部９によって、復号回路８からのビット列に基づいて、通信データ部１０３からデータが取得され、誤り検出ビット１０４に基づいて通信誤りが検出されたりする。以上、同期パルス信号ＳＴと同期して、主相関器６、及び復号回路８を動作させることにより、受信装置２００におけるＰＮ系列信号Ｐiの生成等の信号復号動作を、通信フレーム１０１のタイミングと同期させる同期捕捉を行うことができ、通信フレーム１０１を受信してデータを取得することができる。
【００５７】
これにより、連続パターン１０５，１０６を受信した後、同期捕捉のためのタイミングを推定することができるので、同期捕捉の処理を高速化することができ、「Ｓｅｒｉａｌ  Ｓｅａｒｃｈ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ法」による同期捕捉を行う場合よりも、同期捕捉を行うためのパルスＰ１，Ｐ２の数を低減することができる。また、「Ｍａｔｃｈｅｄ  Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ法」のように、ＣＣＤやＳＡＷ素子などを用いる必要がないため、同期捕捉回路のコストを低減できる。
【００５８】
なお、同期捕捉用信号パターン１０２として、連続パターン１０５，１０６、及び同期用ＰＮ信号列１０７を２回繰り返す例を示したが、例えば主同期判定回路７による同期推定パルス１０９と同期パルス１１０とのタイミング照合を行わない構成とし、同期捕捉用信号パターン１０２は、連続パターン１０５，１０６、及び同期用ＰＮ信号列１０７を繰り返さない構成としても良い。
【００５９】
また、タイミング推定回路５から出力された同期推定信号ＰＴにより示される推定同期タイミングを、主同期判定回路７によって正しいタイミングであるか否か確認後、同期捕捉される構成を示したが、主同期判定回路７は、同期タイミングの確認処理を行わず、同期推定信号ＰＴにより示される推定同期タイミングに基づいて同期パルス信号ＳＴを生成し、同期捕捉される構成としても良い。この場合、同期捕捉用信号パターン１０２は、連続パターン１０５，１０６のみを備える構成としても良い。
【００６０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施の形態による受信装置について説明する。本発明の第２の実施の形態による受信装置は、図３に示す受信装置２００とは、プリ相関器３とプリ同期判定回路４の構成が異なる。その他の構成は図３に示す受信装置２００と同様であるので、以下本実施の形態におけるプリ相関器３ａとプリ同期判定回路４ａの特徴的な点について説明する。
【００６１】
図９は、本発明の第２の実施の形態によるプリ相関器３ａ及びプリ同期判定回路４ａの構成の一例を説明するためのブロック図である。図９に示すプリ相関器３ａは、１０個のミキサ３２０〜３２９と、１０個の積分器３３０〜３３９と、同期用符号生成部３１ａとを備える。
【００６２】
同期用符号生成部３１ａは、パルスＰ１すなわち「１」が１２７チップ区間連続したパターンとの間で正の相関が得られる１０個のひな形信号パターンφ１〜φ１０を生成し、それぞれミキサ３２０〜３２９へ出力する。図１０は、ひな形信号パターンφ１〜φ１０を説明するための図である。ひな形信号パターンφ１〜φ１０は、それぞれ１チップ区間をさらに十の区間に分割した分割区間それぞれに対応して、パルスＰ１との間で相関値が得られるように位相がずらされた信号パターンである。ひな形信号パターンφ１〜φ１０は、例えば１，０，―１の三値を取るようにされており、それぞれ対応する分割区間の位相に１、−１を対応させてパルスＰ１との間で相関値が得られるようにする一方、それぞれ対応する分割区間以外の位相には０を対応させて、受信信号のレベルに関わらず相関値を生じないようにされている。
【００６３】
また、ミキサ３２０〜３２９と積分器３３０〜３３９とによって複数の相関器が構成されており、ミキサ３２０〜３２９によって、受信ＲＦ部２からの通信フレーム１０１と同期用符号生成部３１からのひな形信号パターンφ１〜φ１０とが例えば乗積処理された後、積分器３３０〜３３９によってそれぞれ積分されることにより積分器φ１〜φ１０の積分値が、それぞれ通信フレーム１０１と「１」の連続パターンとの相関値ＰＲ１〜１０として、プリ同期判定回路４ａへ出力される。この場合、相関値ＰＲ１〜１０は、信号の電圧値によって表されている。
【００６４】
図１１は、プリ同期判定回路４ａの構成の一例を示す図である。プリ同期判定回路４ａは、例えば１０個のコンパレータ４００〜４０９と、コンパレータ４００〜４０９の出力信号ＣＭＰ１〜１０の論理和をプリ同期信号ＰＳとして出力するオアゲート４１０と、プリ相関基準値ＲＳに相当する基準電圧ＶRSをコンパレータ４００〜４０９に出力する基準電圧源４１１とを備える。
【００６５】
次に、上述のように構成されたプリ相関器３ａとプリ同期判定回路４ａの動作を説明する。まず、図３に示す受信装置２００と同様に、アンテナ１を介して受信ＲＦ部２によって、通信フレーム１０１が受信され、変調パルス信号ＭＰで表された通信フレーム１０１が、プリ相関器３ａ及び主相関器６へ出力される。
【００６６】
次に、図１０を参照して、まず、図９に示すプリ相関器３ａの同期用符号生成部３１ａからミキサ３２０〜３２９へ、ひな形信号パターンφ１〜φ１０がそれぞれ出力される。そして、ミキサ３２０〜３２９によって、ひな形信号パターンφ１〜φ１０と通信フレーム１０１とがそれぞれ乗積される。通信フレーム１０１の先頭には、連続パターン１０５が付加されているので、ミキサ３２０〜３２９によって、まず、ひな形信号パターンφ１〜φ１０と連続パターン１０５とがそれぞれ乗積される。
【００６７】
図１０においては、ひな形信号パターンφ９の位相がパルスＰ１と一致している。また、ひな形信号パターンφ４の位相が、パルスＰ１の位相と１８０度ずれた状態で一致している。この場合、ひな形信号パターンφ９が入力されているミキサ３２８によって、連続パターン１０５が正極性のパルス信号列にされて積分器３３８へ出力される一方、ひな形信号パターンφ４が入力されているミキサ３２３によって、連続パターン１０５が負極性のパルス信号列にされて積分器３３３へ出力される。さらに、ミキサ３２３及びミキサ３２８以外のミキサにおいては、各ミキサに入力されているひな形信号パターンの位相と、パルスＰ１の位相とが一致しないため、これらのミキサからは信号パルスが出力されない。
【００６８】
次に、ミキサ３２０〜３２９から出力された信号が、それぞれ積分器３３０〜３３９によって積分される。図１２は、図９に示すプリ相関器３ａ及びプリ同期判定回路４ａの動作を説明するための図である。まず、連続パターン１０５、すなわちパルスＰ１が連続する期間の間、ミキサ３２８から出力された正極性のパルス信号列が、積分器３３８によって積分され、その積分値、すなわち相関値ＰＲ９が増加する一方、ミキサ３２３から出力された負極性のパルス信号列が、積分器３３３によって積分され、その積分値、すなわち相関値ＰＲ４が減少する。また、ミキサ３２３及びミキサ３２８以外のミキサからは、信号パルスが出力されないので、積分器３３３，３３８以外の積分器の出力は、増加、減少しない。
【００６９】
これにより、例えば通信フレーム１０１を表す変調パルス信号ＭＰに、広範囲にノイズが重畳されている場合であっても、各チップ区間においてひな形信号パターンφ１〜φ１０がそれぞれ対応する分割区間以外のノイズがカットされるので、ノイズが積分器によって積分されることがなく、相関値ＰＲ１〜１０に対するノイズの影響を低減することができる。
【００７０】
次に、連続パターン１０６が受信されると、プリ相関器３ａによって、連続パターン１０６に基づいて、相関値ＰＲ１〜１０が生成される。この場合、ミキサ３２８，３２３によってひな形信号パターンφ９，φ４と、連続パターン１０６とがそれぞれ乗積されることにより、連続パターン１０５の場合とは逆極性のパルスが積分器３３８，３３３によって積分されるため、相関値ＰＲ９は減少し、相関値ＰＲ４は増加する。これにより、相関値ＰＲ９は、連続パターン１０５と連続パターン１０６との境界タイミングがピークとなる三角波状に変化する一方、相関値ＰＲ４は、連続パターン１０５と連続パターン１０６との境界タイミングがピークとなる逆三角波状に変化する。
【００７１】
次に、プリ相関器３ａから出力された相関値ＰＲ１〜１０に基づいて、プリ同期判定回路４ａからプリ同期信号ＰＳが出力される。図１３は、プリ同期判定回路４ａの動作を説明するための図である。まず、コンパレータ４００〜４０９によって、相関値ＰＲ１〜１０と基準電圧ＶRSとが比較され、相関値ＰＲ１〜１０が基準電圧ＶRSを超えている期間の間、各コンパレータからコンパレータ出力ＣＭＰ１〜１０がハイレベルにされてオアゲート４１０へ出力される。
【００７２】
この場合、相関値ＰＲ９としては、大きな相関値が得られるので、相関値ＰＲ９が基準電圧ＶRSを超えている期間、パルス１１１が出力される。一方、相関値ＰＲ９以外は、基本的には基準電圧ＶRSを超えないため、コンパレータ出力ＣＭＰ９以外では、コンパレータ出力パルスは出力されない。しかし、例えばマルチパスによるノイズ等、本来の信号が壁に反射するなどして受信されたために、ＰＮ系列の変調を保持したまま本来の信号とわずかにずれたタイミングで受信されたノイズ等の場合、本来の受信信号とは異なる位相でひな形信号パターンφ１〜φ１０との相関が得られる場合がある。例えば、このようなマルチパスノイズとひな形信号パターンφ１０との間で相関が得られた場合、相関値ＰＲ１０もまた相関値ＰＲ９が基準電圧ＶRSを超え、コンパレータ出力ＣＭＰ１０としてパルス１１２が出力される。
【００７３】
しかし、例えばマルチパスによる信号等のノイズから得られた相関値ＰＲ１０は、信号反射による減衰等により信号レベルが低下しているため、本来の受信信号による相関値ＰＲ９よりも三角波の頂点が低い値となる結果、基準電圧ＶRSを超えている期間が短くなり、パルス１１２のパルス幅が、パルス１１１よりも小さくなる。
【００７４】
次に、オアゲート４１０によって、コンパレータ出力ＣＭＰ１〜１０の論理和がプリ同期信号ＰＳとして、タイミング推定回路５へ出力される。この場合、本来の受信信号によるパルス１１１の他、ノイズの影響により得られたパルス１１２もオアゲート４１０に入力されることとなるが、パルス１１２はパルス１１１よりもパルス幅が小さいので、オアゲート４１０からは、プリ同期信号ＰＳとして、パルス１１１と同じパルス幅のパルス１１３が出力される。すなわち、オアゲート４１０によって、コンパレータ出力ＣＭＰ１〜１０の出力パルスのうちパルス幅最大の信号が選択され、プリ同期信号ＰＳとして出力される。
【００７５】
これにより、例えばノイズ等の影響により、本来の受信信号であるプレ同期用パターン１０８と同期するタイミング以外の位相から得られた相関値に基づき複数のコンパレータ出力信号が出力された場合であっても、オアゲート４１０によって、そのうち最も高い相関値に基づくコンパレータ出力パルスが選択されるので、ノイズの影響を低減することができる。
【００７６】
なお、ノイズレベルが大きくなると、本来の受信信号による相関値ＰＲ９のレベルが低下する結果、パルス１１１のパルス幅が小さくなったり、相関値ＰＲ９のレベルが基準電圧ＶRSを超えないためにパルス１１１が出力されなくなることが考えられる。また、基準電圧ＶRSの設定値が、相関値ＰＲ１〜１０に対して小さすぎると、本来の信号によるコンパレータ出力パルスとノイズの影響によるコンパレータ出力パルスとの差異がなくなってしまい、ノイズの影響による相関値がプリ同期信号ＰＳに影響を与えることが考えられる。さらに、ノイズ、周囲温度、あるいは受信ＲＦ部２等を構成するの回路部品の電気特性等によって、信号を復元できる最低限の電波の強さである受信感度が影響を受ける結果、プリ同期信号ＰＳが影響を受けることが考えられる。
【００７７】
そこで、例えば、プリ同期判定回路４ａは、プリ同期信号ＰＳのパルス信号を検出して当該検出されたパルス信号の時間幅、すなわちコンパレータ出力ＣＭＰ１〜１０の出力パルス幅のうち最大のパルス幅を計測する計測部と、計測部により計測された時間幅が、予め設定された時間幅の基準値の範囲に入っているか否かを検出する比較器とを備え、比較器によって、パルス信号の時間幅が基準値の範囲に満たない場合やパルス信号が得られない場合は基準電圧ＶRSの設定値を低下させてコンパレータ出力パルスのパルス幅を増大させ、パルス信号の時間幅が基準値の範囲を超える場合は基準電圧ＶRSの設定値を上昇させてコンパレータ出力パルスのパルス幅を小さくするようにしてもよい。これにより、ノイズの影響を低減させることができる。
【００７８】
また、例えばマルチパスによるノイズ等が受信ＲＦ部２によって受信された場合、本来の受信信号に同期する位相以外の位相に対応するコンパレータ出力パルスが出力される結果、コンパレータ出力ＣＭＰ１〜１０においてパルス信号が出力されるコンパレータ出力の数が増加する。そこで、プリ同期判定回路４ａは、コンパレータ出力ＣＭＰ１〜１０においてパルス信号が出力されるコンパレータ出力の数をカウントするカウンタを備え、そのカウンタのカウント値が増加した場合に基準電圧ＶRSの設定値を上昇させて、ノイズに基づく相関値が基準電圧ＶRSを超えることを低減するようにしてもよい。これにより、ノイズの影響を低減させることができる。
【００７９】
プリ同期判定回路４ａによって、プリ同期信号ＰＳがタイミング推定回路５へ出力された以降、タイミング推定回路５、主相関器６、主同期判定回路７、復号回路８、及び通信処理部９の動作は、図３に示す受信装置２００と同様であるので、その説明を省略する。
【００８０】
なお、アンテナ１及び受信ＲＦ部２を用いず、有線通信によって、変調パルス信号ＭＰを送受信する構成であっても良い。また、同期用符号生成部３１，３１ａは、パルスＰ１すなわち「１」との間で正の相関が得られるひな形信号パターンを生成する例を示したが、パルスＰ２すなわち「０」との間で正の相関が得られるひな形信号パターンを生成するものであっても良い。この場合、プリ同期判定回路４，４ａにおいて、プリ相関基準値ＲＳの極性を反転させて用いればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る通信方法に用いられる通信フレームの一例を示す図である。
【図２】同期捕捉用信号パターンの詳細を説明するための図である。
【図３】本発明に係る受信装置の構成の一例を示す図である。
【図４】図３に示す受信装置の動作を説明するための図である。
【図５】図３に示すプリ相関器の動作を説明するための図である。
【図６】図３に示すプリ相関器の動作を詳細に説明するための図である。
【図７】図３に示すプリ相関器の動作を詳細に説明するための図である。
【図８】図３に示すタイミング推定回路の動作の一例を説明するための図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態によるプリ相関器及びプリ同期判定回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】ひな形信号パターンφ１〜φ１０を説明するための図である。
【図１１】図９に示すプリ同期判定回路の構成の一例を示す図である。
【図１２】図９に示すプリ相関器及びプリ同期判定回路の動作を説明するための図である。
【図１３】図９に示すプリ同期判定回路の動作を説明するための図である。
【図１４】背景技術に係るＵＷＢ方式による送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１４に示す送信装置の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８２】
１    アンテナ
２    受信ＲＦ部
３，３ａ  プリ相関器（プリ相関部）
４，４ａ  プリ同期判定回路
５    タイミング推定回路（同期タイミング推定部）
６    主相関器（主相関部）
７    主同期判定回路（同期判定部）
８    復号回路（データ復元部）
９    通信処理部（データ復元部）
３１，３１ａ  同期用符号生成部
１０１  通信フレーム
１０２  同期捕捉用信号パターン
１０３  通信データ部（パルス信号列）
１０５  連続パターン（第１連続パターン）
１０６  連続パターン（第２連続パターン）
１０７  同期用ＰＮ信号列（同期捕捉用のパルス信号列）
１０８  プレ同期用パターン
２００  受信装置
４００〜４０９  コンパレータ（比較部）
４１０  オアゲート
４１１  基準電圧源
Ｐ１  パルス（第１のパルス信号）
Ｐ２  パルス（第１のパルス信号）
ＰＲ，ＰＲ１〜１０  相関値
Ｔ    ビット区間
Ｔc   チップ区間
【図１】
2005101912.tif 000003
【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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