(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の通信装置との間で無線通信を行う無線通信装置において、
複数のアンテナ素子を有するアンテナ部と、
他の通信装置との接触を検出する接触検出手段と、
他の通信装置と離れた状態で通信を行うための第１の変復調部と、
他の通信装置に接触した状態で通信を行うための第２の変復調部と、
上記接触検出手段が他の通信装置との接触を検出しない間上記第１の変復調部が選択されて他の通信装置との間で上記アンテナ部を介して無線通信を行い、上記接触検出手段が他の通信装置との接触を検出したとき上記第２の変復調部が選択されて他の通信装置との間で上記アンテナ部を介して無線通信を行うよう制御する制御部とを有し、
上記第１の変復調部は、上記アンテナ部の複数のアンテナ素子を用いて単一チャンネルの通信を行い、上記第２の変復調部は、上記アンテナ部の複数のアンテナ素子を用いて複数チャンネル並列の通信を行う
無線通信装置。
【請求項２】
上記第１の変復調部と上記アンテナ部の複数のアンテナ素子との間の信号の位相を制御することにより、上記他の通信装置に対する指向性を高めるように上記アンテナ部の指向性を制御する請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
上記第２の変復調部は、複数の変復調器を有し、これらの複数の変復調器が上記アンテナ部の複数のアンテナ素子をそれぞれ介して上記他の通信装置との間で複数チャンネル並列の通信を行う請求項１記載の無線通信装置。
【請求項４】
上記第２の変復調部は、送信時に入力信号を直列／並列変換して上記複数の変復調器に送り、受信時に上記複数の変復調器からの信号を並列／直列変換して出力する直並列変換手段を有する請求項３記載の無線通信装置。
【請求項５】
上記制御部は、通信開始時に上記第１の変復調部を上記アンテナ部に接続した状態で通信を行い、上記接触検出手段が上記他の通信装置との接触を検出すると、上記第２の変復調部を上記アンテナ部に切換接続して通信を行うように制御する請求項１記載の無線通信装置。
【請求項６】
他の通信装置との間で無線通信を行う無線通信方法において、
他の通信装置との接触を検出する接触検出工程と、
上記接触検出工程により他の通信装置との接触を検出しない間第１の変復調工程を選択して他の通信装置との間で複数のアンテナ素子を有するアンテナ部を介して無線通信を行い、上記接触検出工程により他の通信装置との接触を検出したとき第２の変復調工程を選択して他の通信装置との間で上記アンテナ部を介して無線通信を行うよう制御する制御工程とを有し、
上記第１の変復調工程では、上記アンテナ部の複数のアンテナ素子を用いて単一チャンネルの通信を行い、上記第２の変復調工程では、上記アンテナ部の複数のアンテナ素子を用いて複数チャンネル並列の通信を行う
無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線で信号を送受信する無線通信装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、受信感度やエラーレート等の情報を用いて、データの変調方式や伝送速度を変更し、最適な通信を行わせる無線通信装置が知られている。例えば、無線ＬＡＮ等に用いる無線通信装置には、畳み込み符号化器における符号化率や、変調器における変調方式の伝送方式を切り換えることによって伝送レートを変化させ、通信品質の向上を図る機能が一般に備わっている。
【０００３】
このような無線通信装置として、例えば特許文献１には、通信装置が、伝送される情報の種類に応じた伝送路特性の測定条件を設定し、伝送路特性の測定結果に基づいて伝送方式の順位付けを行って、通信に用いる伝送方式を選択する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、データを送信しながら、それぞれ伝送速度の異なる複数の変調方式から１つの変調方式を選択してデータを変調する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０９５３７号公報
【特許文献２】特開２００５−２５２７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、無線通信システムに用いられる無線通信装置は、ある程度の距離を隔てて通信を行うものが多いが、近接あるいは接触させた状態で通信を行うものも知られている。
【０００７】
このように、装置と装置とが離れた状態で通信するときと、装置と装置とが接触した状態で通信するときには、上述したような受信感度やエラーレート等の情報に基づく制御には限度があり、装置間が離れた状態と接触した状態との判断が容易ではなく、また、各状態での変調方式等の最適化が困難である。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、無線通信装置間が離れた状態と接触した状態とを確実に判別でき、それぞれの状態で最適の通信が行えるような無線通信装置及び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】
上述の課題を解決するために、本発明は、他の通信装置との間で無線通信を行う無線通信装置において、複数のアンテナ素子を有するアンテナ部と、他の通信装置との接触を検出する接触検出手段と、他の通信装置と離れた状態で通信を行うための第１の変復調部と、他の通信装置に接触した状態で通信を行うための第２の変復調部と、上記接触検出手段が他の通信装置との接触を検出しない間上記第１の変復調部が選択されて他の通信装置との間で上記アンテナ部を介して無線通信を行い、上記接触検出手段が他の通信装置との接触を検出したとき上記第２の変復調部が選択されて他の通信装置との間で上記アンテナ部を介して無線通信を行うよう制御する制御部とを有し、上記第１の変復調部は、上記アンテナ部の複数のアンテナ素子を用いて単一チャンネルの通信を行い、上記第２の変復調部は、上記アンテナ部の複数のアンテナ素子を用いて複数チャンネル並列の通信を行う。
【００１０】
ここで、上記第１の変復調部と上記アンテナ部の複数のアンテナ素子との間の信号の位相を制御することにより、上記他の通信装置に対する指向性を高めるように上記アンテナ部の指向性を制御することが好ましい。また、上記第２の変復調部は、複数の変復調器を有し、これらの複数の変復調器が上記アンテナ部の複数のアンテナ素子をそれぞれ介して上記他の通信装置との間で複数チャンネル並列の通信を行うことが好ましい。
【００１１】
次に、本発明は、他の通信装置との間で無線通信を行う無線通信方法において、他の通信装置との接触を検出する接触検出工程と、上記接触検出工程により他の通信装置との接触を検出しない間第１の変復調工程を選択して他の通信装置との間で複数のアンテナ素子を有するアンテナ部を介して無線通信を行い、上記接触検出工程により他の通信装置との接触を検出したとき第２の変復調工程を選択して他の通信装置との間で上記アンテナ部を介して無線通信を行うよう制御する制御工程とを有し、上記第１の変復調工程では、上記アンテナ部の複数のアンテナ素子を用いて単一チャンネルの通信を行い、上記第２の変復調工程では、上記アンテナ部の複数のアンテナ素子を用いて複数チャンネル並列の通信を行う。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、通信相手の端末との接触を検出したときと、通信相手との接触を検出していないときで、通信方式を切り換えることで、無線通信の伝送効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態となる無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。この図１に示す無線通信装置１０は、アンテナ部１１と、他の通信装置との接触を検出する接触検出手段としての接触センサ１２と、他の通信装置と離れた状態で通信を行うための第１の変復調部１３と、他の通信装置に接触した状態で通信を行うための第２の変復調部１４と、動作を制御するためのコントローラ１５とを備えて構成されている。コントローラ１５は、接触センサ１２からの接触検出信号が入力され、主としてアンテナ部１１、第１の変復調部１３及び第２の変復調部１４を含む送受信部１６を制御するものであり、接触センサ１２が他の通信装置との接触を検出しない間は第１の変復調部１３が選択されて他の通信装置との間でアンテナ部１１を介して無線通信を行い、接触センサ１２が他の通信装置との接触を検出したとき第２の変復調部１４が選択されて他の通信装置との間でアンテナ部１１を介して無線通信を行うよう制御する。すなわち、この無線通信装置１０は、基本的に２つの通信モードを持ち、１つは、装置間が離れた状態での通信に適した遠隔通信あるいは分離通信モードであり、もう１つは、装置間が接触した状態での通信に適した接触通信モードである。
【００１５】
図２は、図１の無線通信装置１０のより具体的な構成例を示すブロック回路図である。この図２において、信号入出力端子２１は、切換スイッチ２２の共通端子に接続され、切換スイッチ２２の被選択端子ｓは、遠隔通信に適した通信方式での変復調を行う遠隔通信部である第１の変復調部１３の端子２３に接続され、この第１の変復調部１３の端子２４が、複数の、例えば４個の切換スイッチ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄのそれぞれの被選択端子ｓに接続されている。これらの切換スイッチ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの各共通端子は、位相制御部２６の４個の位相調整器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄをそれぞれ介し、アンテナ部１１の４個のアンテナ素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄにそれぞれ接続されている。また、切換スイッチ２２の被選択端子ｃは、接触通信に適した通信方式での変復調を行う接触通信部である第２の変復調部１４の端子２７に接続され、この第２の変復調部１４の端子２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄは、４個の切換スイッチ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄのそれぞれの被選択端子ｃに接続されている。
【００１６】
コントローラ１５は、接触センサ１２からの接触検出信号に応じて、遠隔、接触の各通信モードに対応する第１、第２の変復調部１３、１４を切換選択するための切換スイッチ２２、２５を切換制御し、位相制御部２６の動作を制御する。コントローラ１５による位相制御部２６の制御としては、上記遠隔通信モードのときに、位相調整器２６ａ〜２６ｄによりアンテナ部１１の各アンテナ素子１１ａ〜１１ｄへの信号の位相を調整してアンテナ部１１の指向性を制御し、ビームを絞って単一チャンネルでの通信を行わせると共に、上記接触通信モードのときに、アンテナ部１１の各アンテナ素子１１ａ〜１１ｄにより並列に複数チャンネル（４チャンネル）の通信を行わせる。このコントローラ１５は、第１、第２の変復調部１３、１４の内部動作制御（例えば送信／受信の切換制御）も行うものである。
【００１７】
上記遠隔通信モードのための第１の変復調部１３には、シンボルレート、データレートを落としても、マルチパスに強い通信を行い、複数のアンテナ素子でビームを絞るようにし、等化器を用いて伝送チャンネルの波形歪を補正する等により信号を最適化するような通信方式の回路を用いることが好ましく、例えば、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying：２相位相変調）スペクトル拡散変復調器３１を用いることができる。また、上記接触通信モードのための第２の変復調部１４には、複数の各アンテナ素子で独立した通信を行い、並列化してデータレートを上げ、シンプルな高速通信を行うような回路を用いることが好ましく、例えば、信号を直並列変換器５１と複数チャンネル（４チャンネル）並列に動作するＤＢＰＳＫ（Differential Binary Phase Shift Keying：差分２相位相変調）変復調器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄとを用いることができる。これらの内部構成の具体例については、後述する。
【００１８】
図３は、遠隔通信モードで無線通信を行う様子を示している。遠隔通信モードでは、シンボルレート（単位時間当たりに伝送可能なシンボル数）、データレート（単位時間当たりに伝送可能なビット数）を低く抑え、マルチパスに強い通信をする。アンテナ素子はビームを絞るようにし、信号を最適化している。
【００１９】
図４は、接触通信モードで無線通信を行う様子を示している。接触通信モードでは、各アンテナ素子が独立した通信を行う。接触通信モードでは、アンテナ素子を並列化することでデータレートを上げている。接触通信モードでは、伝搬路が短く、長いマルチパスもないのでシンプルな高速通信が可能である。
【００２０】
図３に示すような遠隔通信モードのとき、図２の切換スイッチ２２、２５はいずれも被選択端子ｓ側に切換接続され、第１の変復調部１３が動作状態となる。送信側の無線通信装置１０では、データ入出力用の端子２１から入力した送信信号が第１の変復調部１３に入力され、例えば後述するＢＰＳＫ変調が施され、切換スイッチ２５を介して位相制御部２６に送られる。位相制御部２６は、アンテナ部１１の各アンテナ素子１１ａ〜１１ｄに出力する信号の位相を調整し、出力される電波に指向性を与える。
【００２１】
遠隔通信モードのとき、受信側の無線通信装置１０では、送信側から送信された電波をアンテナ部１１が受信し、各アンテナ素子１１ａ〜１１ｄからの信号が、位相制御部２６の各位相調整器２８ａ〜２８ｄに送られる。位相制御部２８は、各アンテナ素子１１ａ〜１１ｄからの信号の到達時間の遅延により電波の到来方向を推定し、推定した到来方向を元に各アンテナ信号に重みを乗算して合成することで、特定の方向から到来した信号を取り出す。第１の変復調部１３は、アンテナで受信した信号を、例えばＢＰＳＫ復調して、切換スイッチ２２を介して端子２１より外部に出力する。
【００２２】
図４に示すような接触通信モードのとき、図２のスイッチ２２、２５はいずれも被選択端子ｃ側に切換接続され、第２の変復調部１４が動作状態となる。この接触通信モードにおける送信側の無線通信装置１０では、データ入出力用の端子２１から入力した送信信号が第２の変復調部１４に入力され、複数チャンネル（例えば４チャンネル）に直列−並列変換され、並列に例えば後述するＤＢＰＳＫ変調が施され、切換スイッチ２５を介し、位相制御部２６を介して、アンテナ部１１の各アンテナ素子１１ａ〜１１ｄにそれぞれ送られる。なお、ＤＢＰＳＫ変調では、送信信号を差動符号化することにより、復調器のキャリア同期が不要になるなど回路構成が簡単になり、さらに伝搬路で生じるフェージングでも良好な復調特性が得られる。この接触通信モードでは、遠隔通信モードで利用する搬送波は、マイクロ波よりも波長の長いミリ波である。ミリ波は、周波数が３０〜３００ＧHzであり、アンテナや装置の小型化が図れ、広い帯域を利用することができる。また、遠くまで電波が届き難いという性質を利用して同じ周波数を使って多段に伝送できるという特徴を持っている。ミリ波は、高容量の通信に適しており、本実施の形態では、１０Ｇｂｐｓ（bit per second）単位のデータレートを想定している。変調波は、それぞれ４つのアンテナ素子１１ａ〜１１ｄを利用して並列に出力される。
【００２３】
接触通信モードにおける受信側の無線通信装置１０では、送信側から送信された電波をアンテナ素子１１ａ〜１１ｄが並列に受信し、第２の変復調部１４で並列に復調（例えばＤＢＰＳＫ復調）され、並列−直列変換された後、スイッチ２２を介して、端子２１より外部に出力される。
【００２４】
上記接触センサ１２としては、例えば、静電容量の変化を見て接触を検出する電気的なセンサ、光の反射の状態から接触を確認する光学的なセンサ、スイッチの押下によって接触を検出する機械的なスイッチなどがある。
【００２５】
なお、上記アンテナ素子の個数や並列チャンネル数は４に限定されず、任意の数で設計することができ、また、上記第１、第２の変復調部１３、１４に用いられる変復調器も、上記ＢＰＳＫスペクトル拡散変復調器やＤＢＰＳＫ変復調器に限定されず、例えばＤＢＰＳＫ変復調器の代わりにＤＱＰＳＫ（差分直交位相変調）変復調器を用いてもよい。また、切換スイッチ２５とアンテナ部１１との間に位相制御部２６を配置する代わりに、第１の変復調部１３と切換スイッチ２５との間に、各アンテナ素子への信号の位相を制御して指向性を制御するための位相制御部あるいは位相合成部を設けるようにしてもよい。
【００２６】
次に、図５は、上記コントローラ１５による上記通信モードの切換動作を説明するためのフローチャートである。すなわち、コントローラ１５は、接触センサ１２の検出結果等に基づいて、上記遠隔通信モードと上記接触通信モードとの切換を行う。本実施の形態における切換処理のデフォルトあるいは初期状態は、遠隔通信モードとしている。
【００２７】
図５のステップＳ１において、コントローラ１５は、上記遠隔通信モードで通信を開始する。ステップＳ２において、接触センサ１２が他の通信機器との接触を検出すると、コントローラ１５は、ステップＳ３に進み、遠隔通信を用いて接触通信モードに切り換えること通信相手の無線通信装置に連絡する。コントローラ１５は、通信相手からの確認を受信すると（ステップＳ４；ＹＥＳ）、ステップＳ５に移る。一方、通信相手からの確認を受信しない場合（ステップＳ４；ＮＯ）、ステップＳ１に戻る。
【００２８】
ステップＳ５において、コントローラ４は、接触通信モードに切り換え、接触通信モードに切り換えた状態で通信相手に連絡する。接触通信モードでも、相手からの確認を受信すると（ステップＳ６；ＹＥＳ）、ステップＳ７に移る。一方、通信相手からの確認を受信しない場合（ステップＳ６；ＮＯ）、ステップＳ１に戻る。
【００２９】
上記ステップＳ４、Ｓ６において、通信相手からの確認を受信しない場合にステップＳ１に戻っているのは、接触通信モードで有効な通信が行えない場合には遠隔通信モードに切り換えて確実に通信を行うためである。
【００３０】
ステップＳ７において、コントローラ１５は、送信用のバイナリデータを接触通信モードで送信（並列チャンネル送信）する。ステップＳ８において接触通信モードでの通信が途切れたり、間違った返信を受信すると、コントローラ１５は、ステップＳ１に戻り、遠隔通信モードに切り換える。
【００３１】
以上説明したように、本発明を適用した無線通信装置１０では、接触した状態に適した通信と離れた状態に適した通信との両方を実行することが可能であり、通信相手の無線通信装置１と離れているときの遠隔通信モードと通信相手の無線通信装置１０と接触しているときの接触通信モードとを切り換える。
【００３２】
遠隔通信モードは、通信の信頼性を優先しており、データ拡散しマルチパスにも強くなるように設定されており、処理が複雑でシンボルレート及びデータレートは高くないが、通信相手との距離が離れていても安定した信頼性の高い通信ができる。接触通信モードは、通信容量を優先しており、通信相手との距離が離れると不安定になるが、変調方式を単純化し多くのデータを高速に処理するとともにアンテナを並列化しさらにデータレートを上げている。また、接触通信モードでは、大容量通信に適したミリ波を利用しデータレートを上げている。
【００３３】
受信した信号からのみでは、遠隔通信モードと接触通信モードとを判定するのは困難であるが、本発明を適用した実施の形態の無線通信装置１０では、接触センサ１２を設けたことにより、簡単に接触を検出することができる。また、本発明を適用した実施の形態の無線通信装置１０では、安定した遠隔通信モードでの通信を先に行い、接触センサ１２が接触を検出すると、遠隔通信を用いてモードの切換を確認した上で、接触モードへの切換を行う。これにより、接触センサ１２の誤認識などを回避する。
【００３４】
次に、上記第１、第２の変復調部１３、１４の内部構成の具体例について、図６、図７を参照しながら説明する。
【００３５】
図６は、離れた状態に適した通信を行うための第１の変復調部１３の具体的な構成例として、ＢＰＳＫスペクトル拡散変復調器３１を示すブロック回路図である。この図６において、ＢＰＳＫスペクトル拡散変復調器３１は、送信／受信あるいは変調／復調に対応する変調回路系３３と復調回路系４１とが、切換スイッチ３２、４０により切換選択される構成を有している。これらの切換スイッチ３２、４０は、上記コントローラ１５により、送信／受信（あるいは変調／復調）動作に応じて切換制御される。すなわち、上記第１の変復調部１３の端子２３が切換スイッチ３２の共通端子に接続され、切換スイッチ３２の被選択端子ｔが変調回路系３３の入力側のＦＥＣ（Forward Error Correction：順方向誤り訂正）符号化器３４に接続され、変調回路系３３の出力側の乗算器３９が切換スイッチ４０の被選択端子ｔに接続され、切換スイッチ４０の共通端子が上記第１の変復調部１３の端子２４に接続される。また、切換スイッチ４０の被選択端子ｒが復調回路系４１の入力側の乗算器４２に接続され、復調回路系４１の出力側のＦＥＣ復号器４９が切換スイッチ３２の被選択端子ｒに接続されている。送信（変調）動作時には切換スイッチ３２、４０はいずれも被選択端子ｔ側に切換接続され、受信（復調）動作時には切換スイッチ３２、４０はいずれも被選択端子ｒ側に切換接続される。
【００３６】
変調回路系３３は、通常のＢＰＳＫスペクトル拡散変調器の構成を有するものである。すなわち図６の例では、変調回路系３３は、入力側から順に、送信信号に上記ＦＥＣの冗長データを挿入するＦＥＣ符号化器３４と、同期データを挿入する同期データ挿入部３５と、ＰＮ符号（Pseudo-Random：擬似乱数）でスペクトル拡散変調する乗算器３６と、インパルス応答を調整するインパルス調整器３７と、送信信号のスペクトル形状を必要とする帯域に収まるように整形する波形整形フィルタ３８と、送信信号で搬送波を変調する変調器（乗算器）３９とを有して成る。
【００３７】
ＦＥＣ符号化器３４は、リードソロモン符号やトレリス符号などを使いエラーを修正するための冗長データを挿入する。同期データ挿入部３５は、リードソロモン符号の先頭と後尾などに同期データを挿入する。乗算器３６は、同期データ挿入部３５からの出力を、ＰＮ符号と呼ばれる入力した送信信号と無関係な高速な擬似乱数符号で乗算し、送信信号を広い帯域に拡散させるスペクトル拡散変調を施す。波形整形フィルタ３８は、信号の帯域制限を行う。インパルス調整器３７は、波形整形フィルタ３８のインパルスを調整し、符号間干渉を防止する。変調器（乗算器）３９は、搬送波信号ｃｏｓ（２πｆ０ｔ＋φｋ）を送信信号で変調する。
【００３８】
なお、変調された搬送波信号は、スイッチ４０を介して端子２４より取り出され、図２の切換スイッチ２５の複数（本実施の形態では４つ）の切換スイッチ２５ａ〜２５ｄの各被選択端子ｓをそれぞれ介して、位相制御部２６の各位相調整期２６ａ〜２６ｄに送られる。位相制御部２６の各位相調整器２６ａ〜２６ｄは、変調された搬送波信号の位相をずらし、アンテナ部２２のアンテナ素子１１ａ〜１１ｄから出力される電波に指向性を与える。アンテナ部２２は、変調した搬送波を受信側の無線通信装置１０に送信する。
【００３９】
また、復調回路系４１は、通常のＢＰＳＫスペクトル逆拡散復調器の構成を有するものであり、図６の例では、受信した信号を搬送波信号を用いて復調する復調器（乗算器）４２と、受信信号の劣化した波形を元の信号波形に戻す等化器４３と、等化器４３の出力を所定の周期でサンプリングするサンプリング部４４と、ＰＮ符号とサンプリングした信号とを乗算してスペクトル逆拡散処理する乗算器４５と、乗算器４５からの出力を積分する積分器４６と、シンボルデータを判定する判定器４７と、同期データを検出する同期データ検出部４８と、順方向誤り訂正によりエラー訂正を行うＦＥＣ復号器４９とを有して成る。
【００４０】
信号受信時に、図２の位相制御部２６は、電波を受信したとき、アンテナ部２２のアンテナ素子１１ａ〜１１ｄでの信号の到達時間の遅延により電波の到来方向を推定し、推定した到来方向を元に各アンテナ信号に重みを乗算して合成することで、特定の方向から到来した信号を取り出し、端子２４に送る。図６の復調回路系４１の復調器（乗算器）４２は、端子２４からの受信信号を搬送波信号ｃｏｓ（２πｆ０ｔ＋φｋ）を用いて復調する。等化器４３は、伝搬路を通過することにより劣化した送信信号を元の送信信号に近似させる。サンプリング部４４は、等化器４３の出力を所定の周期でサンプリングする。サンプリングされた信号は、乗算器４５においてＰＮ符号と乗算され、乗算した信号を積分器４６で積分されることにより逆拡散復調が行われる。判定器４７は、受信した信号のシンボルを判定する。ＢＰＳＫでは、１ビット単位で位相変調が行われ、例えば、位相が０であれば送信データ“０”、位相がπであれば送信データ“１”と判定する。同期データ検出部４８は同期データを検出し、ＦＥＣ復号器４９は、挿入された冗長データを用いて誤り訂正を行う。この復調回路系４１は、遠隔通信に適した構成として、アンテナが受信した劣化波形を元の信号波形に戻す等化器４３を備えている。
【００４１】
図７は、接触した状態に適した通信を行うための第２の変復調部１４のＤＢＰＳＫ変復調器５２の具体的な構成例を示すブロック回路図である。この図７において、直並列変換器５１の直列側に端子２７が接続され、並列側に複数の（例えば４つの）ＤＢＰＳＫ変復調器５２ａ〜５２ｄが接続されている。これらのＤＢＰＳＫ変復調器５２ａ〜５２ｄは、いずれも同じ構成を有しているため、ＤＢＰＳＫ変復調器５２ａの内部構成のみを図示し、他のＤＢＰＳＫ変復調器５２ｂ〜５２ｄについては、内部構成の図示を省略し説明も省略する。このＤＢＰＳＫ変復調器５２ａ（５２ｂ〜５２ｄも同様）は、送信／受信あるいは変調／復調に対応する変調回路系５４と復調回路系６１とが、切換スイッチ５３、６０により切換選択される構成を有している。これらの切換スイッチ５３、６０は、上記図２のコントローラ１５により、送信／受信（あるいは変調／復調）動作に応じて切換制御される。すなわち、直並列変換器５１の並列側に切換スイッチ５３の共通端子が接続され、切換スイッチ５３の被選択端子ｔが変調回路系５４の入力側のＦＥＣ符号化器５５に接続され、変調回路系５４の出力側の乗算器５９が切換スイッチ６０の被選択端子ｔに接続され、切換スイッチ６０の共通端子が上記第２の変復調部１４の端子２８ａに接続される。また、切換スイッチ６０の被選択端子ｒが復調回路系６１の入力側の乗算器６２に接続され、復調回路系６１の出力側のＦＥＣ復号器６７が切換スイッチ５３の被選択端子ｒに接続されている。送信（変調）動作時には切換スイッチ５３、６０はいずれも被選択端子ｔ側に切換接続され、受信（復調）動作時には切換スイッチ５３、６０はいずれも被選択端子ｒ側に切換接続される。
【００４２】
直並列変換器５１は、送信時に、端子２７からの信号を１ビット入力４ビット出力に直列−並列変換して、出力４ビットの各ビットをＤＢＰＳＫ変復調器５２ａ〜５２ｄにそれぞれ送り、また、受信時に、ＤＢＰＳＫ変復調器５２ａ〜５２ｄからの各信号を４ビット入力１ビット出力に並列−直列変換して端子２７に送る。この直列−並列変換／並列−直列変換も、図２のコントローラ１５により切換制御される。
【００４３】
ＤＢＰＳＫ変復調器５２ａ内の変調回路系５４は、通常のＤＰＳＫ変調器を構成するものであり、送信用バイナリデータにＦＥＣの冗長データを挿入するＦＥＣ符号化器５５と、同期データを挿入する同期データ挿入部５６と、加算器５７及び加算出力を所定の時間遅延させるて加算器５７に戻す遅延回路５８と、搬送波を送信信号で変調する変調器（乗算器）５９とを有して成る。
【００４４】
ＦＥＣ符号化器５５は、リードソロモン符号やトレリス符号などを使いエラーを修正するための冗長データを挿入する。同期データ挿入部５６は、リードソロモン符号の先頭と後尾などに同期データを挿入する。変調器５９は、搬送波信号ｃｏｓ（２πｆ１ｔ＋θ）を送信信号で変調する。なお、変調された搬送波は、端子２８ａより取り出され、図２の切換スイッチ２５ａを介し、位相制御部２６の位相調整器２６ａを介して、アンテナ部１１のアンテナ素子１１ａに送られる。ＤＢＰＳＫ変復調器５２ｂ〜５２ｄについても同様に変調された搬送波がアンテナ素子１１ｂ〜１１ｄに送られ、４チャンネル並列に通信相手の通信装置に送信される。
【００４５】
ＤＢＰＳＫ変復調器５２ａ内の復調回路系６１は、通常のＤＰＳＫ復調器を構成するものであり、受信した信号に搬送波を乗算して復調する復調器（乗算器）６２と、復調した信号を遅延させる遅延回路６３と、復調器（乗算器）６２からの信号と遅延回路６３からの信号とを加算する加算器６４と、信号の雑音を除去するＬＰＦ（ローパスフィルタ）６５と、同期データを検出する同期データ検出部６６と、順方向誤り訂正によりエラー訂正を行うＦＥＣ復号器６７とを有して成る。
【００４６】
復調器６２は、受信した信号を搬送波信号ｃｏｓ（２πｆ２ｔ＋θ）で復調する。ＬＰＦ６５は、復調した信号の雑音を除去する。判定器は、受信した信号のシンボルを判定する。同期データ検出部６６は、同期データを検出し、ＦＥＣ復号器６７は、挿入された冗長データを用いて誤り訂正を行う。
【００４７】
この接触通信モードにおいて、図２の位相制御部２６の位相調整器２６ａ〜２６ｄでの位相調整は必ずしも必要ではないが、搬送波を遅延させることにより並列して送信される搬送波の位相をずらし干渉を抑え、また、各アンテナ素子１１ａ〜１１ｄで受信した搬送波の位相を一致させることができ、チャンネル干渉の識別等に利用可能である。
【００４８】
以上説明したように、本発明の実施の形態の無線通信装置１０では、接触した状態に適した接触通信モードと離れた状態に適した遠隔通信モードとの両方を切り換えることができる。遠隔通信モードは、通信の信頼性を優先しており、データを拡散しマルチパスにも強くなるように設定され処理が複雑でシンボルレート及びデータレートは高くないが通信相手との距離が離れていても安定した信頼性の高い通信ができる。接触通信モードは、通信容量を優先しており、通信相手との距離が離れると不安定になるが、変調方式を単純化し多くのデータを高速に処理するとともにアンテナを並列化しさらにデータレートを上げている。
【００４９】
ここで、受信した信号からのみでは、遠隔通信モードと接触通信モードとを切り換えるのは困難であるが、本発明の実施の形態の無線通信装置１０では、接触センサ１２を設けたことにより、簡単かつ確実に接触を検出することができる。また、本発明の実施の形態の無線通信装置１０では、安定した遠隔通信モードでの通信を先に行い、接触センサ１２が接触を検出すると、遠隔通信を用いてモードの切換を確認し、接触通信モードに切り換える。これにより、接触センサ１２の誤認識などを回避する。
【００５０】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、上記実施の形態では、変調方式としてＢＰＳＫ及びＤＢＰＳＫを例示したが、変調方式は、これに限定されない。また、２台の無線通信装置間で通信を行う場合、上記接触センサは、少なくとも一方の無線通信装置に設けられていればよい。さらに、上記本実施の形態では、無線通信装置が送信機能と受信機能との両方を備えたが、一方の無線通信装置が送信機能を備え、他方の無線通信装置が受信機能を備えていればよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態としての無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】無線通信装置の内部構成の一例を示すブロック回路図である。
【図３】遠隔通信モードにおける無線通信装置の様子を示す模式図である。
【図４】接触通信モードにおける無線通信装置の様子を示す模式図である。
【図５】通信モードの切換動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】第１変復調部の具体的な構成例を示すブロック回路図である。
【図７】第２変復調部の具体的な構成例を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  無線通信装置、  １１  アンテナ部、  １１ａ〜１１ｄ  アンテナ素子、  １２  接触センサ、  １３  第１の変復調部、  １４  第２の変復調部、  １５  コントローラ、  １６  送受信部、  ２２，２５  切換スイッチ、  ２６  位相制御部、  ３１  ＤＢＰＳＫ編復調器、  ５１  直並列変換器、  ５２ａ〜５２ｄ  ＤＢＰＳＫ変復調器
【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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