(57)【要約】【課題】ランダムにパルス間隔またはパルス位置が変化するパルス列を生成し、ＵＷＢ無線通信方式において、パルス列内のパルス位置またはパルス振幅をデータに応じて変調する。【解決手段】処理の開始時に記憶部２１に対して初期値ｘ０が設定され、Ｐ次のチェビシェフ多項式を写像として用いて演算を行うマッピング部２２に記憶部２１の出力が供給されると共に、記憶部２１に戻される。生成されたカオス系列がパルス間隔変換部２３に格納される。パルス間隔変換部２３は、チェビシェフ多項式の線形和Ｇ１（ｘ）をパルス間隔値ｔへ変換する。パルス間隔変換部２３の出力がパルス出力部２４に供給され、線形和Ｇ１（ｘｉ）の値を変換したパルス間隔ｔｉを有するパルス列が出力される。出力パルス列がＵＷＢ無線通信システムの変調器に供給される。【選択図】  図２
2005012706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カオス系列によってパルス間隔がランダムに制御されたパルスを生成するパルス生成器において、
初期値が設定される記憶部と、
上記記憶部から出力される値にチェビシェフ多項式による写像を適用したマッピングを行うマッピング部と、
上記マッピング部の出力をパルス間隔値に変換する変換部と、
上記パルス間隔値を有するパルス列を出力するパルス出力部とからなるパルス生成器。
【請求項２】
請求項１において、
上記変換部は、上記マッピング部の出力値を、更に複数の異なるチェビシェフ多項式によりそれぞれマッピングし、それらの線形和を、上記パルス間隔値として生成するパルス生成器。
【請求項３】
カオス系列によってパルス間隔がランダムに制御されたパルスを生成するパルス生成方法において、
初期値を記憶部に設定するステップと、
上記記憶部から出力される値にチェビシェフ多項式による写像を適用したマッピングを行うステップと、
上記マッピングで生成された出力をパルス間隔値に変換するステップと、
上記パルス間隔値を有するパルス列を出力するステップとからなるパルス生成方法。
【請求項４】
請求項３において、
上記変換ステップは、上記マッピング部の出力値を、更に複数の異なるチェビシェフ多項式によりそれぞれマッピングし、それらの線形和を、上記パルス間隔値として生成するパルス生成方法。
【請求項５】
カオス系列によってパルス振幅がランダムに制御されたパルスを生成するパルス生成器において、
初期値が設定される記憶部と、
上記記憶部から出力される値にチェビシェフ多項式による写像を適用したマッピングを行うマッピング部と、
上記マッピング部の出力をパルス振幅値に変換する変換部と、
上記パルス振幅値を有するパルス列を出力するパルス出力部とからなるパルス生成器。
【請求項６】
請求項５において、
上記変換部は、上記マッピング部の出力値を、更に複数の異なるチェビシェフ多項式によりそれぞれマッピングし、それらの線形和を、上記パルス振幅値として生成するパルス生成器。
【請求項７】
カオス系列によってパルス振幅がランダムに制御されたパルスを生成するパルス生成方法において、
初期値を記憶部に設定するステップと、
上記記憶部から出力される値にチェビシェフ多項式による写像を適用したマッピングを行うステップと、
上記マッピングで生成された出力をパルス振幅値に変換するステップと、
上記パルス振幅値を有するパルス列を出力するステップとからなるパルス生成方法。
【請求項８】
請求項７において、
上記変換ステップは、上記マッピングの出力値を、更に複数の異なるチェビシェフ多項式によりそれぞれマッピングし、それらの線形和を、上記パルス振幅値として生成するパルス生成方法。
【請求項９】
２つのカオス系列によってパルス間隔およびパルス振幅がランダムに制御されたパルスを生成するパルス生成器において、
２つの初期値が設定される記憶部と、
上記記憶部から出力される値に、それぞれ同一、または異なるカオス写像を適用したマッピングを行うマッピング部と、
上記マッピング部の出力を、それぞれパルス間隔値、およびパルス振幅値に変換する変換部と、
上記パルス間隔値とパルス振幅を有するパルス列を出力するパルス出力部とからなるパルス生成器。
【請求項１０】
請求項９において、
上記カオス写像は、同一または異なるチェビシェフ多項式を用いることを特徴とするパルス生成器。
【請求項１１】
２つのカオス系列によってパルス間隔およびパルス振幅がランダムに制御されたパルスを生成するパルス生成方法において、
２つの初期値を記憶部に設定するステップと、
上記記憶部から出力される値に、それぞれ同一、または異なるカオス写像を適用したマッピングを行うステップと、
上記マッピングで生成された２つの出力を、それぞれパルス間隔値、およびパルス振幅値に変換する変換部と、
上記パルス間隔値とパルス振幅を有するパルス列を出力するステップとからなるパルス生成方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
上記カオス写像は、同一または異なるチェビシェフ多項式を用いることを特徴とするパルス生成方法。
【請求項１３】
送信データに応じてパルス列内の各パルスの位置を変調するようにしたＵＷＢ無線通信装置において、
パルス列を生成するパルス生成器は、
初期値が設定される記憶部と、
上記記憶部から出力される値にチェビシェフ多項式による写像を適用したマッピングを行うマッピング部と、
上記マッピング部の出力をパルス間隔値に変換する変換部と、
上記パルス間隔値を有するパルス列を出力するパルス出力部とからなることを特徴とする通信装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
上記初期値を異ならせることによって、異なるパルス列を生成し、上記パルス列によってユーザを識別することを特徴とする通信装置。
【請求項１５】
送信データに応じてパルス列内の各パルスの位置を変調するようにしたＵＷＢ無線通信方法において、
パルス列を生成するパルス生成方法は、
初期値を記憶部に設定するステップと、
上記記憶部から出力される値にチェビシェフ多項式による写像を適用したマッピングを行うステップと、
上記マッピングで生成された出力をパルス間隔値に変換するステップと、
上記パルス間隔値を有するパルス列を出力するステップとからなることを特徴とする通信方法。
【請求項１６】
請求項１５において、
上記初期値を異ならせることによって、異なるパルス列を生成し、上記パルス列によってユーザを識別することを特徴とする通信方法。
【請求項１７】
送信データに応じてパルス列内の各パルスの振幅を変調するようにしたＵＷＢ無線通信装置において、
パルス列を生成するパルス生成器は、
初期値が設定される記憶部と、
上記記憶部から出力される値にチェビシェフ多項式による写像を適用したマッピングを行うマッピング部と、
上記マッピング部の出力をパルス振幅値に変換する変換部と、
上記パルス振幅値を有するパルス列を出力するパルス出力部とからなることを特徴とする通信装置。
【請求項１８】
請求項１７において、
上記初期値を異ならせることによって、異なるパルス列を生成し、上記パルス列によってユーザを識別することを特徴とする通信装置。
【請求項１９】
送信データに応じてパルス列内の各パルスの振幅を変調するようにしたＵＷＢ無線通信方法において、
パルス列を生成するパルス生成方法は、
初期値を記憶部に設定するステップと、
上記記憶部から出力される値にチェビシェフ多項式による写像を適用したマッピングを行うステップと、
上記マッピングで生成された出力をパルス振幅値に変換するステップと、
上記パルス振幅値を有するパルス列を出力するステップとからなる通信方法。
【請求項２０】
請求項１９において、
上記初期値を異ならせることによって、異なるパルス列を生成し、上記パルス列によってユーザを識別することを特徴とする通信方法。
【請求項２１】
送信データに応じてパルス列内の各パルスの位置、および各パルスの振幅を変調するようにしたＵＷＢ無線通信送信装置において、
パルス列を生成するパルス生成器は、
２つの初期値が設定される記憶部と、
上記記憶部から出力される値に、それぞれ同一、または異なるカオス写像を適用したマッピングを行うマッピング部と、
上記マッピング部の出力を、それぞれパルス間隔値、およびパルス振幅値に変換する変換部と、
上記パルス間隔値とパルス振幅値を有するパルス列を出力するパルス出力部とからなることを特徴とする通信装置。
【請求項２２】
請求項２１において、
上記カオス写像は、同一または異なるチェビシェフ多項式であることを特徴とする通信装置。
【請求項２３】
請求項２１または請求項２２において、
上記初期値を異ならせることによって、異なるパルス列を生成し、上記パルス列によってユーザーを識別することを特徴とする通信装置。
【請求項２４】
送信データに応じてパルス列内の各パルスの位置、および各パルスの振幅を変調するようにしたＵＷＢ無線通信送信方法において、
パルス列を生成するパルス生成方法は、
２つの初期値を記憶部に設定するステップと、
上記記憶部から出力される値に、それぞれ同一、または異なるカオス写像を適用したマッピングを行うステップと、
上記マッピングで生成された出力を、それぞれパルス間隔値、およびパルス振幅値に変換するステップと、
上記パルス間隔値とパルス振幅値を有するパルス列を出力するステップとからなることを特徴とする通信方法。
【請求項２５】
請求項２４において、
上記カオス写像は、同一または異なるチェビシェフ多項式であることを特徴とする通信装置。
【請求項２６】
請求項２４または請求項２５において、
上記初期値を異ならせることによって、異なるパルス列を生成し、上記パルス列によってユーザーを識別することを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＵＷＢ無線通信方式に対して適用される、パルス生成器、パルス生成方法、通信装置および通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信方式の一つとして、最近では、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  ＷｉｄｅＢａｎｄ）無線通信方式が注目されつつある。ＵＷＢは、単に超広帯域を使うという意味のみならず、１ナノ秒以下（数百ピコ秒程度）の極めて短いパルスを使用し、パルスの位置またはパルスの振幅を伝送データによって変調する方式を意味している。ＵＷＢは、少ない消費電力で高い伝送速度を実現することができる。
【０００３】
ＵＷＢ方式において、送信側では、パルス生成器の出力パルス系列の位置または振幅を送信データに応じて変調することによって送信信号を形成し、受信側では、送信側で使用されたのと同一のパルス系列を受信信号に乗算して受信データを得るようにしている。ユーザによって異なるパルス系列を変調および復調に使用することによって多元接続が可能となる。この発明は、ＵＷＢのパルス生成器としてカオス系列を使用するものである。ディジタル的にカオス系列を生成することは、下記の特許文献１に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−１４０８８５号公報
【０００５】
また、カオス系列を使用してスペクトル拡散通信方式例えばＣＤＭＡの通信を実現する点については、下記の特許文献２に記載されている。
【０００６】
【特許文献２】
特許第３２３４２０２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１および２では、ＵＷＢに対してカオス系列を使用することについては開示されていない。また、ＵＷＢにおいて、カオス系列を使用して多元接続を可能とすることについては言及されていない。
【０００８】
したがって、この発明の目的は、ＵＷＢに適用して好適なパルス生成器、パルス生成方法、通信装置および通信方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、カオス系列によってパルス間隔がランダムに制御されたパルスを生成するパルス生成器において、初期値が設定される記憶部と、記憶部から出力される値にチェビシェフ多項式による写像を適用したマッピングを行うマッピング部と、マッピング部の出力をパルス間隔値に変換する変換部と、パルス間隔値を有するパルス列を出力するパルス出力部とからなるパルス生成器である。請求項３の発明は、カオス系列に対応して変化するパルス間隔を有するパルス列を出力するパルス生成方法である。
【００１０】
請求項５の発明は、カオス系列によってパルス振幅がランダムに制御されたパルスを生成するパルス生成器において、初期値が設定される記憶部と、記憶部から出力される値にチェビシェフ多項式による写像を適用したマッピングを行うマッピング部と、マッピング部の出力をパルス振幅値に変換する変換部と、パルス振幅値を有するパルス列を出力するパルス出力部とからなるパルス生成器である。請求項７の発明は、カオス系列に対応して変化するパルス振幅を有するパルス列を出力するパルス生成方法である。
【００１１】
請求項９の発明は、２つのカオス系列によってパルス間隔およびパルス振幅がランダムに制御されたパルスを生成するパルス生成器において、２つの初期値が設定される記憶部と、記憶部から出力される値に、それぞれ同一、または異なるカオス写像を適用したマッピングを行うマッピング部と、マッピング部の出力を、それぞれパルス間隔値、およびパルス振幅値に変換する変換部と、パルス間隔値とパルス振幅を有するパルス列を出力するパルス出力部とからなるパルス生成器である。請求項１１の発明は、２つのカオス系列によってパルス間隔およびパルス振幅がランダムに制御されたパルスを生成するパルス生成方法である。
【００１２】
請求項１３の発明は、送信データに応じてパルス列内の各パルスの位置を変調するようにしたＵＷＢ無線通信装置において、パルス列を生成するパルス生成器は、初期値が設定される記憶部と、記憶部から出力される値にチェビシェフ多項式による写像を適用したマッピングを行うマッピング部と、マッピング部の出力をパルス間隔値に変換する変換部と、パルス間隔値を有するパルス列を出力するパルス出力部とからなることを特徴とする通信装置である。請求項１５の発明は、カオス系列に対応して変化するパルス位置を有するパルス列を、送信データに応じてその位置を変調する通信方法である。
【００１３】
請求項１７の発明は、送信データに応じてパルス列内の各パルスの振幅を変調するようにしたＵＷＢ無線通信装置において、パルス列を生成するパルス生成器は、初期値が設定される記憶部と、記憶部から出力される値にチェビシェフ多項式による写像を適用したマッピングを行うマッピング部と、マッピング部の出力をパルス振幅値に変換する変換部と、パルス振幅値を有するパルス列を出力するパルス出力部とからなることを特徴とする通信装置である。請求項１９の発明は、カオス系列に対応して変化するパルス振幅を有するパルス列を、送信データに応じてその振幅を変調する通信方法である。
【００１４】
請求項２１の発明は、送信データに応じてパルス列内の各パルスの位置、および各パルスの振幅を変調するようにしたＵＷＢ無線通信送信装置において、パルス列を生成するパルス生成器は、２つの初期値が設定される記憶部と、記憶部から出力される値に、それぞれ同一、または異なるカオス写像を適用したマッピングを行うマッピング部と、マッピング部の出力を、それぞれパルス間隔値、およびパルス振幅値に変換する変換部と、パルス間隔値とパルス振幅値を有するパルス列を出力するパルス出力部とからなることを特徴とする通信装置である。請求項２２の発明は、カオス系列に対応して変化するパルス位置およびパルス振幅を有するパルス列を、送信データに応じてその振幅を変調する通信方法である。
【００１５】
この発明では、カオス系列によってパルス間隔値およびパルス振幅値の少なくとも一方が制御されたパルス列を生成でき、生成されたパルス列を送信データに応じてそのパルス間隔およびパルス振幅の少なくとも一方を制御する。したがって、ランダム性に優れたパルス列を使用したＵＷＢ通信を実現できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。この発明の理解の容易のために、先ず、ＵＷＢ無線通信システムについて図１を参照して説明する。参照符号１は、送信すべきデータ系列の入力端子を示す。送信データが変調器２に供給される。変調器２に対して、パルス生成器３から極めて短いパルス幅のパルス列が入力される。変調器２は、送信データに応じて、パルス生成器３からのパルスの位置またはパルス振幅を変調する。変調器３の出力信号が必要に応じてアンプ４を介してアンテナ５に供給され、アンテナ５から送信電波が送出される。
【００１７】
受信アンテナ６で受信された受信信号が必要に応じてＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）７を介してフィルタ８に供給される。フィルタ８は、受信信号の所定の帯域を選択的に通過させる。フィルタ８の出力信号が乗算器９に供給される。乗算器９には、パルス生成器１０からのパルス列が入力される。乗算器９の出力信号が不要信号成分を除去するローパスフィルタ１１を介してディテクタ１２に供給される。ディテクタ１２は、パルス位置またはパルス振幅をデータの”０”および”１”に変換する。ディテクタ１２の出力端子１３に受信データが取り出される。
【００１８】
乗算器９、パルス生成器１０、ローパスフィルタ１１およびディテクタ１２が復調器を構成する。乗算器９に入力されるパルス列は、送信側で変調に使用したのと同一のパルス列が使用され、送信側と同期がとられる。
【００１９】
この発明は、上述したＵＷＢ通信システムにおけるパルス生成器３または１０に対して適用されるものである。この発明では、カオス系列に基づいてパルス間隔またはパルス振幅が制御されたパルス列を出力するパルス生成器３または１０を実現する。
【００２０】
カオス系列は、チェビシェフ多項式を用いたカオス写像により生成される。ｐ次のチェビシェフ多項式は、下記の式（１）で定義される。
【００２１】
Ｔｐ（ｃｏｓθ）＝ｃｏｓ（ｐθ）          （１）
【００２２】
このチェビシェフ多項式を写像として用いることによって拡散符号系列を得る。例えばｐ＝２のときＴｐ（ｘ）は、
Ｔ２（ｘ）＝２ｘ２−１              （２）
となり、拡散符号系列を得るための写像は、下記の式（３）に示すものとなる。
【００２３】
ｘｎ＋１＝２ｘｎ２−１                （３）
一般のＰ（≧２）の場合
ｘｎ＋１＝Ｔｐ（ｘｎ）                  （４）
【００２４】
このような写像から得られた系列は、既存のＣＤＭＡシステムで使用されているゴールド（Ｇｏｌｄ）符号系列等と比較して優れた相関特性を有する。ゴールド符号は、異なる二つのＭ系列の出力をエクスクルーシブオア（排他的論理和）ゲートで演算することによって得られる系列である。
【００２５】
図２は、この発明の一実施形態によるパルス生成器を示す。２１がレジスタ等の記憶部であり、処理の開始時では、記憶部２１に対して初期値ｘ０が設定される。２２がＰ次のチェビシェフ多項式を写像として用いて式（４）の演算を行うマッピング部である。記憶部２１の出力がマッピング部２２に供給されると共に、マッピング部２２の出力が記憶部２１に戻される構成とされ、式（３）で示す演算がなされる。このように生成された系列ｘｉがカオス系列である。初期値ｘ０または次数を異ならせることによって異なるカオス系列を生成できる。
【００２６】
マッピング部２２は、Ｐが２次以上の次数のチェビシェフ多項式による演算を行う構成であれば良い。また、図示しないが、マッピング部２２に対して次数を指定する制御信号が入力され、次数を所定のものに設定するようにしても良い。チェビシェフ写像は、多項式で表すと、以下のように表現される。
【００２７】
Ｔ０（ｘ）＝１
Ｔ１（ｘ）＝ｘ
Ｔ２（ｘ）＝２ｘ２  −１
Ｔ３（ｘ）＝４ｘ３−３ｘ
【００２８】
チェビシェフ多項式ｙ＝Ｔｉ（ｘ）は、いずれも、閉区間−１≦ｘ≦１を閉区間−１≦ｙ≦１に写像する有理写像である。
【００２９】
マッピング部２２の出力がパルス間隔変換部２３に格納される。パルス間隔変換部２３は、マッピング部の出力値を、更に複数の異なるチェビシェフ多項式によりそれぞれマッピングし、それらの線形和をパルス間隔値として生成する。パルス間隔変換部２３の内容Ｇ１（ｘ）は、下記に示すチェビシェフ多項式の線形和である。ここで、Σは、ｉ＝０からｉ＝Ｍ１の線形加算を意味している。パルス間隔変換部２３は、Ｇ１（ｘ）をパルス間隔値ｔへ変換する。例えばマッピングテーブルによってパルス間隔変換部２３を構成することができる。
【００３０】
Ｇ１（ｘ）＝ΣａｉＴｉ（ｘ）                  （５）
【００３１】
パルス間隔変換部２３から出力されたパルス間隔値がパルス出力部２４に供給される。パルス出力部２４は、パルス間隔値に対応するパルス間隔ｔｉを有するパルス列を出力する。カオス系列の各値ｘｉは、例えば記憶部２１，パルス間隔変換部２３、パルス出力部２４を構成するディジタル回路のクロックに関連した時間間隔で生成される。なお、ハードウェアの構成は、電気的なものに限らず、光学的構成も可能である。パルス出力部２４の出力端子２５から出力パルス列が取り出される。この出力パルス列が図１に示すＵＷＢ無線通信システムの変調器２または乗算器９に供給される。
【００３２】
図３Ａは、出力端子２５に取り出される出力パルス列の一例を示す。時間軸上で隣り合うパルスの間隔ｔｎ−１，ｔｎ，ｔｎ＋１がカオス系列の値に対応したものとされる。カオス系列は、非常にランダム性に優れており、カオス系列から変換されたパルス間隔のランダム性も同様に優れている。
【００３３】
ＵＷＢ無線通信システムでは、図３Ｂに示すように、送信データの”０”および”１”にそれぞれ対応して、パルス列内の各パルスのパルス位置が変調される。図３Ｂにおいて、破線で示すパルス位置が図３Ａに示すように、パルス間隔がカオス系列で制御されたパルスで定まる基準位置とされる。送信データの１ビットが”０”の場合では、基準位置から前にδずれたパルス位置に変調され、送信データの１ビットが”１”の場合では、基準位置から後ろδずれたパルス位置に変調される。
【００３４】
図４は、この発明の他の実施形態によるパルス生成器を示す。３１がレジスタ等の記憶部であり、処理の開始時では、記憶部３１に対して初期値ｘ０が設定される。３２がＰ次のチェビシェフ多項式を写像として用いて式（４）の演算を行うマッピング部である。記憶部３１の出力がマッピング部３２に供給されると共に、マッピング部３２の出力が記憶部３１に戻される構成とされ、カオス系列ｘｉが生成される。
【００３５】
マッピング部３２の出力がパルス振幅変換部３３に格納される。パルス振幅変換部３３は、マッピング部の出力値を、更に複数の異なるチェビシェフ多項式によりそれぞれマッピングし、それらの線形和をパルス振幅値として生成する。パルス振幅変換部３３の内容Ｇ２（ｘ）は、下記に示すチェビシェフ多項式の線形和である。ここで、Σは、ｉ＝０からｉ＝Ｍ２の線形加算を意味している。パルス振幅変換部３３は、Ｇ２（ｘ）をパルス振幅値ｈへ変換する。例えばマッピングテーブルによってパルス振幅変換部３３を構成することができる。
【００３６】
Ｇ２（ｘ）＝ΣｂｉＴｉ（ｘ）                  （６）
【００３７】
パルス振幅変換部３３から出力されたパルス振幅値がパルス出力部３４に供給される。パルス出力部３４は、パルス振幅値に対応するパルス振幅ｈｉを有するパルス列を出力する。カオス系列の各値ｘｉは、例えば記憶部３１，パルス振幅変換部３３、パルス出力部３４を構成するディジタル回路のクロックに関連した時間間隔で生成される。なお、ハードウェアの構成は、電気的なものに限らず、光学的構成も可能である。パルス出力部３４の出力端子３５から出力パルス列が取り出される。この出力パルス列が図１に示すＵＷＢ無線通信システムの変調器２または乗算器９に供給される。
【００３８】
図５Ａは、出力端子３５に取り出される出力パルス列の一例を示す。時間軸上で隣り合うパルスの間隔ｔが一定間隔とされ、それぞれのパルスの振幅ｈｎ−１，ｈｎ，ｈｎ＋１がカオス系列のそれぞれの値に対応したものとされる。カオス系列は、非常にランダム性に優れており、カオス系列から変換されたパルス振幅のランダム性も同様に優れている。
【００３９】
ＵＷＢ無線通信システムでは、図５Ｂに示すように、送信データの”０”および”１”にそれぞれ対応してパルス振幅が変調される。図５Ｂにおいて、左側に示すパルス振幅が出力端子３５に取り出されたパルスの振幅（すなわち、基準振幅）ｈｓとされる。送信データの１ビットが”１”の場合では、基準振幅ｈｓより所定の量大きいパルス振幅ｈｓ１とされ、送信データの１ビットが”０”の場合では、基準振幅ｈｓより所定の量小さいパルス振幅ｈｓ０とされる。
【００４０】
この発明のさらに他の実施形態は、２つのカオス系列によってパルス間隔およびパルス振幅がランダムに制御されたパルスを生成するパルス生成器である。この場合、２つの初期値が設定される記憶部と、記憶部から出力される値に、それぞれ同一、または異なるカオス写像を適用したマッピングを行うマッピング部と、マッピング部の出力を、それぞれパルス間隔値、およびパルス振幅値に変換する変換部と、パルス間隔値とパルス振幅を有するパルス列を出力するパルス出力部とからパルス生成器が構成される。また、カオス写像は、同一または異なるチェビシェフ多項式を用いる。
【００４１】
図６Ａは、この発明のさらに他の実施形態により生成されたパルス列を示す。すなわち、パルス列内の各パルスの間隔が一つのカオス系列によってランダムに変化されると共に、各パルスの振幅が他のカオス系列によってランダムに変化される。図６Ｂ、図６Ｃおよび図６Ｄは、データによる変調方法の概略を示す。図６Ｂは、パルス振幅のみの変調を示している。基準振幅ｈｓより所定の量大きいパルス振幅ｈｓ１が送信データの２ビット”Ｚ１”と対応され、基準振幅ｈｓより所定の量小さいパルス振幅ｈｓ０が送信データの２ビット”Ｚ０”と対応とされる。ここで、Ｚは、”０”または”１”である。
【００４２】
そして、Ｚ＝”０”の場合は、図６Ｃに示すように、パルス位置が基準パルス位置に対してδ前にシフトされる。したがって、パルス振幅との組み合わせで、”０１”および”００”の２ビットが表現される。Ｚ＝”１”の場合は、図６Ｄに示すように、パルス位置が基準パルス位置に対してδ後にシフトされる。したがって、パルス振幅との組み合わせで、”１１”および”１０”の２ビットが表現される。このように、一つのパルスによって２ビットを表現することができ、伝送データ量の増大させ、または伝送レートを向上できる。
【００４３】
なお、カオス系列生成器は、上述したように、式（４）で示される写像をディジタル回路によって実現する構成とされる。回路規模を小さくするためには、浮動小数点演算ではく、固定小数点演算で演算を行う方が有利である。しかしながら、この写像を固定小数点演算でそのまま行うと、短い周期解や不動点となってしまう問題が生じる。
【００４４】
この問題点を回避するために、ビットハーネシングと呼ばれる方法を使用してカオス系列を発生させることが提案されている。この発明においても、ビットハーネシングを使用しても良い。ビットハーネシングは、チェビシェフ多項式の写像で得られた結果のＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｂｉｔ：最下位ビット）とゴールド符号をエクスクルーシブオアゲートに供給して、ＬＳＢをランダム化する方法である。ＬＳＢをゴールド符号のような乱数系列によってランダム化する方法がビットハーネシングと呼ばれる。ビットハーネシングによって、ビットハーネシングを行わなかったときと比較して、出力系列の周期を数倍から数十倍長くすることができ、より望ましいカオス系列系列を生成することが可能となる。
【００４５】
上述したカオス系列の生成は、ソフトウェアによって行うことも可能である。この場合では、初期値が入力され、記憶部に記憶されるステップと、チェビシェフ写像によってマッピングを行うステップと、必要に応じてビットハーネシング（ＬＳＢ等の所定のビットのランダム化）の処理を行うステップと、生成された系列を記憶部にフィードバックする処理と、生成された系列をパルス間隔値またはパルス振幅値に変換する処理と、パルス間隔値またはパルス振幅値を有するパルス列を出力する処理とが順次なされる。さらに、このような方法をプログラムとしてコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記憶するようにしても良い。
【００４６】
この発明は、上述したこの発明の一実施形態等に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えばカオス系列に基づいて生成されるパルス列をユーザによって異ならせることで、多元接続を可能としても良い。この場合、異なるユーザを識別するためのカオス系列は、正規化された相関係数の絶対値がが小さいこと例えば０．３以下であることが好ましい。
【００４７】
【発明の効果】
この発明によれば、カオス系列をパルス間隔値またはパルス振幅値へ変換することによって、ＵＷＢ無線通信システムのためのパルス列を生成しているので、ランダム性の優れた変調を行うことができ、秘話性が優れた通信が可能であり、多元接続を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用できるＵＷＢ無線通信システムを示すブロック図である。
【図２】この発明によるカオス系列生成器の一実施形態のブロック図である。
【図３】カオス系列生成器の一実施形態の出力を示す略線図である。
【図４】この発明によるカオス系列生成器の他の実施形態のブロック図である。
【図５】カオス系列生成器の他の実施形態の出力を示す略線図である。
【図６】カオス系列生成器のさらに他の実施形態の出力を示す略線図である。
【符号の説明】
２１，３１・・・初期値が設定される記憶部、２２，３２・・・チェビシェフ多項式による写像を行うマッピング部、２３・・・パルス間隔変換部，３３・・・パルス振幅変換部、２４，３４・・・パルス出力部
【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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