CN1954535A - 主侧通信装置和从侧通信装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种简化从侧通信装置的接收部结构，小型、低消耗功率、低价成为可能的从侧通信装置和实现其用的主侧通信装置。该主侧通信装置与不具有同步定时调整功能的从侧通信装置同步地进行通信，并在发送用信号产生定时调整部中，从从侧通信装置取得在从侧通信装置接收来自主侧通信装置的发送信号的情况下所用的同步用信号产生定时信息，并基于此改变发送到从侧通信装置的信号的发送定时而进行调整。发送部以调整过的发送定时来发送发送信号。改变发送信号的产生定时而进行调整，直到从侧通信装置可以接收来自主侧通信装置的发送信号为止。

Description

主侧通信装置和从侧通信装置

技术领域

本发明涉及使用了如脉冲波形这样的宽带信号的通信装置。

背景技术

适应于以在美国有本部的电气电子学会制定的IEEE802.11b标准为代表的无线局域网(下面记作LAN)的设备快速普及。进一步，设想通过用无线等来相互连接音响视频(下面记作AV)设备和个人计算机，确立了无缝网络(seamless network)的社会的到来。根据这种背景，要求确立低价实现小型且可高速进行数据通信的装置的技术。

作为该技术之一，使用了脉冲状调制信号的超宽频带(Ultra Wide Band(下面记作UWB))的通信方式引人关注。

图11是作为现有的通信装置的例子的UWB无线装置的框图结构图。本现有例为具有多个接收系统的结构。由天线1001接收到的信号在通过放大器/滤波器1002放大和去除不必要的信号后，通过自动增益调整部(下面，记作AGC)1003来进行增益调整，而输入到接收系统1011A、1011B中。使用由内部的脉冲产生部1007A、1007B产生的脉冲信号，通过混合器1004A、1004B来对来自AGC1003的信号进行相关处理。

并且，在通过滤波器1005A、1005B去除了不必要的信号后，通过模拟·数字(下面记作A/D)转换器1006A、1006B转换为数字信号。之后，通过控制部1010来判定相关度，为了对本地振荡(下面记作LO)产生部1009A、1009B的信号提高相关度，而通过时钟控制信号来控制定时产生部100SA、1008B的定时，来进行同步捕捉和保持。该现有的通信装置的结构例如公开在国际公开第01/93442号中。

图12是表示现有的通信装置的另一结构的框图，表示UWB通信装置的框图结构。图12公开了通过将由接收信号得到的接收功率电平信息返回到通信对方，对每个通信装置改变发送功率，从而使通信装置从多个通信装置接收的信号的功率电平相等的发送功率控制技术。

另外，发送功率控制技术不是UWB特有的技术，是广泛用于无线通信的技术，图12表示将发送功率控制技术应用于UWB的一例。本现有例经天线2205由接收部2201接收从多个通信装置(图中未示)发送的脉冲串，并在测量部2202中分别测量其接收特性。测量部2202具备信噪比测量部2202A、接收信号强度测量部2202B和错误率测量部2202C。

根据该测量结果，检测需要进行发送电平的控制的通信装置，并将该信号S2202输出到发送电平控制信息生成部2203中。发送电平控制信息生成部2203中生成控制该检测出的通信装置的发送电平用的发送电平控制信息S2203，从发送部2204进行发送。控制接收了发送电平控制信息的通信装置的发送电平，使从各个通信装置发送的脉冲串的接收特性相等。由此，接收部2201中，可接收从多个通信装置同时发送的脉冲串。该现有的通信装置公开在例如特开2003-51761号中。

但是，在具有上述现有的多个接收系统，判定相关度来调整同步定时的国际公开第01/93442号中所记载的现有结构中，需要通过复杂的判断流程来高速处理多个接收系统信号。因此，有可能接收部设备结构复杂且大型化，消耗功率增加、设备高成本化。尤其，在便携设备等的从侧通信装置中可能难以实现。另一方面，上述的特开2003-51761号中所记载的控制发送功率的现有结构中，不能缓和因信号干扰不能调整同步定时(不能进行同步输入)，同步跟踪时的抖动增大。但是，该接收部的设备构成可能复杂且大型，消耗功率大，设备价格高。尤其，在便携设备等的从侧通信装置中，可能难以实现。

发明内容

本发明提供一种通过在允许设备的大型化的主侧通信装置中集中进行同步定时调整，而简化便携设备等的从侧通信装置的接收部结构，小型、低消耗功率、低价格成为可能的从侧通信装置。

本发明的主侧通信装置，与不具有同步定时调整功能的从侧通信装置同步进行通信，包括：发送用信号产生定时调整部和发送部。发送用信号产生定时调整部从从侧通信装置中取得在从侧通信装置接收来自主侧通信装置的发送信号的情况下所用的作为同步用信号的产生定时的同步用信号产生定时信息，并根据所取得的同步用信号产生定时信息来改变向从侧通信装置发送的信号的发送定时而进行调整。发送部以所调整的发送定时来发送发送信号。主侧通信装置通过发送用信号产生定时调整部改变发送信号的产生定时而进行调整，直到从侧通信装置可以接收来自主侧通信装置的发送信号。

通过该结构，通过在具有同步定时调整功能的主侧通信装置中进行定时调整，由此可以仅在主侧通信装置中具备以往所有的装置的接收侧所需要的多级的接收系统分支(branch)和同步用的环路。因此，不具有同步定时调整功能的从侧通信装置可以通过接收部设备结构的简化，来实现低耗功率和设备的低价。

本发明的主侧通信装置也可包括信号的延迟时间可变的可变延迟器作为发送用信号产生定时调整部。由此，可以容易实现定时调整。

本发明的主侧通信装置，发送部也可包括可任意改变脉冲产生时间的脉冲产生部、和用向从侧通信装置传送的通信数据来调整脉冲产生部所产生的脉冲的调制部。并且，发送用信号产生定时调整部也可以为进行脉冲的产生定时的调整、和作为编码后的通信数据的一个连续的帧的产生定时的调整的至少之一的结构。

由此，通过在主侧通信装置中进行脉冲和帧的捕捉和保持(将捕捉和保持合而为一，下面称作同步)用的定时调整，可以减少从侧通信装置的脉冲和帧同步用的接收系统分支、调整用电路。由此，可以实现由从侧通信装置的接收部设备结构的简单化带来的低消耗功率和设备的低价。

本发明的主侧通信装置，发送用信号产生定时调整部也可包括发送定时存储部，该发送定时存储部存储向多个从侧通信装置的各个发送定时。并且，发送部也可以用发送定时存储部所存储的各个发送定时，来与多个从侧通信装置进行通信的结构。由此，可以与多个从侧通信装置进行通信。

此外，本发明的主侧通信装置，发送部的个数是多个，各个发送部，也可以采用通过来自对应于多个从侧通信装置的发送用信号产生定时调整部的各个发送定时，与各个从侧通信装置进行通信的结构。由此，可以与多个从侧通信装置进行通信。

本发明的从侧通信装置与具有同步定时调整功能的主侧通信装置同步地进行通信，不具有同步定时调整功能。该从侧通信装置为包括同步用信号产生部、相关器、相关检测部和定时信息发送部的结构。同步用信号产生部产生在接收来自主侧通信装置的发送信号的情况下所用的同步用信号。相关器使来自主侧通信装置的发送信号和在同步用信号产生部所产生的同步用信号相关。相关检测部通过相关器的输出来检测相关度。定时信息发送部将相关检测部的输出作为同步用信号产生定时信息来加以发送。

根据该结构，通过均在主侧通信装置中进行脉冲同步和帧同步用的定时调整，可以在从侧通信装置中将脉冲同步和帧同步用的接收系统分支数、调整用电路减少为最低限度。由此，可以实现由接收部设备结构的简化带来的低消耗功率和设备的低价。

另外，本发明的从侧通信装置，也可采用同步用信号产生定时信息包括脉冲同步用的脉冲的相位相关度的结构。由此，主侧通信装置可以获知与从侧通信装置的同步检波用的脉冲信号的相位偏差，从而可以调整相当于相位偏差的时间来发送信号。由此，可以在从侧通信装置中不用进行定时调整而实现脉冲同步。

另外，本发明的从侧通信装置也可以是同步用信号产生定时信息包括用于帧同步的与帧的相关度的结构。由此，主侧通信装置通过获知与从侧通信装置所具有的帧的位置偏差，从而可以调整相当于位置偏差的时间来发送信号。从侧通信装置可以不用进行定时调整而实现帧同步。

本发明的从侧通信装置，可以采用定时信息发送部通过改变来自主侧通信装置的发送信号的反射条件，来发送同步用信号产生定时信息的结构。由此，从侧通信装置通过改变来自主侧通信装置的发送信号的反射条件，由此可以减少从侧通信装置发送同步用信号产生定时信息时的发送系统的消耗功率。

本发明的主侧通信装置，可以在发送部中包括改变产生的脉冲的形状和重复周期的至少一方的脉冲产生部。并且，可以在开始进行与从侧通信装置的同步动作的情况下，首先在发送同步捕捉的容易程度高的脉冲后，切换为可进行精度高的同步的脉冲的结构。由此，通过切换在短时间可确立低精度的同步的发送脉冲和可确立高精度的同步的发送脉冲，以短时间实现同步。

另外，本发明的主侧通信装置，在发送部中可以包括可改变所产生的脉冲的宽度的脉冲产生部。并且，可以采用在开始进行与从侧通信装置的同步动作的情况下，可以加宽脉冲的宽度，发送在从侧通信装置中可以加长取得相关的时间的宽度宽的脉冲后，切换为可进行精度高的同步的宽度窄的脉冲的结构。由此，在加宽脉冲宽度来短时间确立低精度的同步后，通过使脉冲宽度变窄，来进行高精度的同步确立，所以可以缩短同步时间，可以实现高速通信。

本发明的主侧通信装置，可以在发送部中包括可改变所产生的脉冲的重复周期的脉冲产生部。并且，可以采用在开始进行与从侧通信装置的同步动作的情况下，加快脉冲的重复周期，密集发送脉冲后，切换为可进行精度高的同步的重复周期慢的脉冲的结构。由此，通过加快脉冲重复周期，提高取得相关的确立，进一步，以短时间确立低精度的同步后，通过使重复周期变慢，可以进行高精度的同步确立，所以可以缩短同步时间，可以实现高速通信。

本发明的主侧通信装置，发送部可以包括可改变所产生的脉冲的重复周期的脉冲产生部。并且，可以采用在开始进行与从侧通信装置的同步动作的情况下，使脉冲的重复周期变慢，在稀疏地发送峰值电压高的脉冲后，切换为重复周期快的脉冲的结构。由此，通过使脉冲重复周期变慢，可以提高各脉冲的峰值。由此，由于信号不被噪音所掩盖，所以可以低精度地在短时间确立脉冲同步。进一步，之后通过降低脉冲的峰值，加快脉冲重复周期，进行高精度的同步确立，所以可以缩短同步时间，可以实现高速通信。

进一步，本发明的主侧通信装置，可以采用对发送定时以任意的间隔有意改变重复周期，并以取得到同步信号产生定时信息为止的时间为基础，来测量到达从侧通信装置为止的距离的结构。由此，可以测量装置之间的距离。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施例中的主侧通信装置和从侧通信装置结构的框图；

图2是表示同一实施例中的主侧通信装置和从侧通信装置的另一结构的框图；

图3是表示同一实施例中的主侧通信装置和从侧通信装置的另一结构的框图；

图4是表示本发明的第二实施例中的主侧通信装置和从侧通信装置结构的框图；

图5是表示同一实施例中的主侧通信装置的结构的框图；

图6是表示本发明的第三实施例中的主侧通信装置和从侧通信装置结构的框图；

图7是表示本发明的第四实施例中的主侧通信装置的脉冲波形图；

图8是表示本发明的第五实施例中的主侧通信装置的脉冲波形图；

图9A是用于说明同一实施例中的主侧通信装置的动作的第一脉冲波形图；

图9B是用于说明同一实施例中的主侧通信装置的动作的第二脉冲波形图；

图9C是用于说明同一实施例中的主侧通信装置的动作的第三脉冲波形图；

图10是本发明的第六实施例中的主侧通信装置和从侧通信装置的通信信号串图；

图11是表示现有的通信装置结构的框图；

图12是表示现有的通信装置的另一结构的框图。

符号说明：

101、201、301、401、501、1201-主侧通信装置；

102、202、302、303、502、1202-从侧通信装置；

103、215、307A、307B、511-发送部；

104-发送用信号产生定时调整部；

105-同步用信号产生定时信息接收部；

106-接收信号解调部；

107-同步用信号产生部；

108-同步用信号产生定时信息发送部；

203A、203B、203C、203D、216A、216B、503、516A、516B、1208、1212、1222、1223-天线；

204、208、405A、405B、1203、1213-脉冲产生部；

205、210、407A、407B、1204A、1204B-调制器；

206、209、406A、406B、1210A、1210B、1210C-编码器；

207、305、306A、306B、402、512-接收部；

211、506-相关信号产生部；

212、505、1212A、1212B-相关器；

213、507、1214A、1214B-脉冲捕捉相关判定部；

214、1217A、1217B-帧捕捉相关判定部

304-产生定时存储部；

403-同步偏差信息分配部；

404A、404B-产生定时调整部；

408-合成器；

504-发射条件改变部；

508A-切换器；

509-发送数据产生部；

510-分配器；

513-延迟器；

1205A、1205B-矩形波产生器；

1206A、1206B、1206C、1206D-可变延迟器；

1207A、1207B、1207C-频带限制滤波器；

1209A、1209B-数据；

1215A、1216B、1220A、1220B-判定器；

1218A、1218B-编码相关器；

1221-接收功率检测器。

具体实施方式

下面，参考附图来说明本发明的实施例。

(第一实施例)

图1是表示本发明的第一实施例中的主侧通信装置和从侧通信装置的结构框图，本实施例中表示主侧通信装置和从侧通信装置各一台的情况下的动作例。

说明主侧通信装置101和从侧通信装置102的结构。主侧通信装置101是具有同步定时调整功能的装置。主侧通信装置101具有发送部103、同步用信号产生定时信息接收部105和发送用信号产生定时调整部104。发送部103产生主侧通信装置的发送信号。同步用信号产生定时信息接收部105接收来自从侧通信装置102的同步用信号产生定时信息。发送用信号产生定时调整部104根据所接收的同步用信号产生定时信息来决定发送定时。

另一方面，从侧通信装置102是不具有同步定时调整功能的装置。从侧通信装置102具有接收信号解调部106、同步用信号产生部107和同步用信号产生定时信息发送部108。接收信号解调部106接收、解调来自主侧通信装置101的信号。同步用信号产生部107在由接收信号解调部106解调接收信号的情况下，产生用于与来自主侧通信装置101的信号同步的同步用信号。同步用信号产生定时信息发送部108检测出接收信号和同步用信号之间的相关度来进行判定，并发送到主侧通信装置101作为同步用信号产生定时信息。

接着，说明本实施例的主侧通信装置和从侧通信装置的动作过程。在从主侧通信装置101对从侧通信装置102进行通信的情况下，为了由从侧接收装置102来接收解调主侧通信装置101所发送的发送信号(下面记作信号A)，需要同步从侧通信装置102接收到的信号A和从侧通信装置102的同步用信号产生部107所产生的同步用信号。作为同步条件，例如有信号的相位一致、频率一致、帧位置一致、编码串一致等。

从侧通信装置102中，同步用信号产生部107以任意的定时来产生同步用信号。接收信号解调部106对同步用信号和所接收的信号A进行相关和解调处理。但是，因不进行定时调整，同步用信号和所接收的信号不同步。因此，为了满足上述的同步条件(信号相位一致、频率一致、帧位置一致、编码串一致等)，需要进行定时调整。细节在之后进行记载，从侧通信装置102不具有进行定时调整的功能，仅生成定时调整用信号。并且，主侧通信装置101进行定时调整。

从侧通信装置102中，作为定时调整用的信号的同步用信号产生定时信息以所接收的信号A和同步用信号为基础，由同步用信号产生定时信息发送部108生成，并作为同步用信号产生定时信息发送到主侧通信装置101。

同步用信号产生定时信息例如是信号的相关度的信息、接收功率强度和接收信号的错误率等。同步用信号产生定时信息由主侧通信装置101的同步用信号产生定时信息接收部105来接收。将由同步用信号产生定时接收部105读出的自身(主侧通信装置101)发送的信号A和接收到信号A的从侧通信装置102的同步偏差信息输入到发送用信号产生定时调整部104中。发送用信号产生定时调整部104通过改变自身(主侧通信装置101)的发送定时，来进行与从侧通信装置102的同步。

图2是表示本实施例中的主侧通信装置和从侧通信装置的更具体结构的框图。主侧通信装置201中，由编码器206产生的编码串来对向从侧通信装置202发送的发送数据来进行编码。另外，发送数据也可以是同步确立用的专用数据。此外，在这里以使用编码器206来编码发送数据而加以发送的例子来进行说明，但是并非必须进行编码。

编码后的发送数据通过调制器205来调制由脉冲产生部204产生的脉冲，并从天线206进行发送。从主侧通信装置201发送的发送数据由作为通信对方的从侧通信装置202的天线203A来接收(下面记作接收信号)。接着，接收信号通过相关器212与通过具有编码器209、脉冲产生部208和调制器210的相关信号产生部211所产生的同步用的相关信号进行相关处理。之后，脉冲捕捉相关判定部213检测出脉冲产生部208所产生的脉冲和接收信号的脉冲的偏差或相关度，来向发送部215作为脉冲的相位偏差信息或相位相关度信息输出。

另外，帧捕捉相关判定部214检测出编码器209所产生的编码串和接收信号的编码串的偏差或相关度，来向发送部215作为帧偏差信息、或帧相关度输出。另外，作为帧捕捉例如有在主侧通信装置201的发送侧进行过的编码串和从侧通信装置202的编码器209所产生的编码串的一致。由于即使使用同一编码串，编码串的开始不一致也不能进行解码，所以将使开始位置一致的情况作为帧的同步。发送部215将所输入的“帧偏差信息”发送到主侧通信装置201。

主侧通信装置201解调由接收部207所接收的“偏差信息”，并根据偏差时间来改变·调整脉冲产生部204和编码器206的产生时间。这些一系列的动作重复进行到同步确立为止。同步后，发送部215和接收部207分别进行从从侧通信装置202向主侧通信装置201的数据发送、接收。

另外，脉冲产生部204和编码器206的脉冲产生和编码串产生时间的变化·调整即使控制为改变脉冲产生部204和编码器206中的产生定时本身，或与延迟量可变的延迟器来进行组合，也可加以实施。

如上所述，根据本实施例的主侧通信装置和从侧通信装置，通过在允许设备的大型化的主侧通信装置中集中进行同步定时调整，可以简化例如便携设备这样的从侧通信装置的接收部结构，实现小型、低消耗功率且低价格成为可能的从侧通信装置。

另外，以上的说明中，说明了进行脉冲同步(捕捉和保持)和编码串等的帧同步(捕捉和保持)的结构，但是也可以是仅进行脉冲同步或帧同步的其中之一的结构。另外，本发明中，所谓同步定时可变(改变)是指检测出接收信号的定时，来调整与自身的定时偏差，即使具有延迟量可变的延迟器，只要是不能检测、调整接收信号的定时的，也可以作为同步定时不可变装置。

另外，虽然对于用于通信的调制方式没有进行记载，但是并不存在基于通信方式的限定。调制方式可以是开·关键控(On-Off Keying(下面记作OOK))、二相相位调制(Biphase Shift Keying(下面记作BPSK))、四相相位调制(Quadrature Phase Shift Keying(下面记作QPSK))和脉位位置调制(Pulse Position Modulation(下面记作PPM))。

图3是表示本实施例中的主侧通信装置和从侧通信装置的另一结构的框图，表示使用了OOK调制和BPSK调制的情况。主侧通信装置1201和从侧通信装置1202同时具备发送功能和接收功能。与之前的实施例相同，特征在于，从侧通信装置1202中不具有同步调整功能，在主侧通信装置1201中进行与通信有关的同步调整。

首先，说明主侧通信装置1201的发送功能。实现发送功能的主要构成要素是脉冲产生部1203和调制器1204A。脉冲产生部1203的实现方法有各种，例如由矩形波产生器1205A、可变延迟器1206A和频带限制滤波器1207A构成。矩形波产生器1205A产生作为发送脉冲的基础的矩形波信号，由此来决定发送脉冲的重复频率、脉冲宽度。

矩形波产生器1205A虽未图示，但是一般以频率稳定性高的晶体振荡器的输出作为基准信号。并且，对其倍乘，而生成重复频率高的信号，并通过组合延迟器和比较器，来调整脉冲宽度，可得到任意重复频率和脉冲宽度的矩形波信号。所生成的矩形波信号通过可变延迟器1206A来延迟任意的时间。之后，通过频带限制滤波器1207A仅取出通信频率的信号，通过调制器1204A进行振幅调制后，通过天线1208进行发送。对于可变延迟器1206A的延迟时间，之后作为定时调整的动作来进行说明。作为调制器1204A例如使用开关、混合器这样的电路。

另外，由于在BPSK调制中需要相位信息，所以例如使用混合器。从数据1209A输出提供给调制器1204A的调制信号。数据的发生源可以是通信装置内部的信息、或来自个人计算机(下面记作PC)等的外部装置和网络的输入信息。

另外，本实施例中，说明了使用编码器1210A来进行编码的结构，但是在不进行编码的情况下，不需要编码器1210A。编码器1210A的输出通过可变延迟器1206B被延迟任意的时间后，作为调制信号输入到调制器1204A中。对可变延迟器1206B的延迟时间设定动作也将后述。

接着，说明从侧通信装置1202的接收功能。由天线1211接收到的接收信号输入到相关器1212B中，通过与脉冲产生部1213所生成的临时(template)信号相乘，而生成接收相关信号。脉冲产生部1213具备例如矩形波发生器1205B和频带限制滤波器1207B。接收相关信号输入到脉冲捕捉相关判定部1214B中，而判定是否为希望的信号。

脉冲捕捉相关判定部1214B也可采用例如具备积分器1215B和判定器1216B。接收相关信号通过积分器1215B仅以规定时间被积分，并将由判定器1216B来对其进行阈值判定后，作为相关判定的结果输出。另外，还将与阈值的差作为相位偏差信号输出。相关判定的输出输入到帧捕捉相关判定部1217B中，来进行与编码串的相关处理。

帧捕捉相关判定部1217B例如可以采用具备编码相关器1218B、积分器1219B和判定器1220B的结构。编码相关器1218B相乘相关判定的输出和编码串。结果，通过积分器1219B仅以规定时间进行积分。之后，通过判定器1220B来进行阈值判定，并将帧相关的结果作为接收数据输出，并且将与阈值的差作为帧偏差信息输出。

另外，从侧通信装置1202也可构成为具备接收功率检测器1221，仅在检测出了信号的接收的情况下使电路动作。作为这时动作的电路，例如可以是脉冲产生部1213。

接着，说明从侧通信装置1202的发送功能。从侧通信装置1202所发送的信息有数据1209B自身生成的信息、相位偏差信息和帧偏差信息。这些信息由数据1209B合成，并通过编码器1210C编码后，输入到调制器1204B中。调制器1204B通过来自编码器1210C的信息来调制脉冲产生部1213所产生的脉冲，并从天线1222发送该输出。

接着，说明主侧通信装置1201的接收功能。由天线1223接收到的接收信号是通过相关器1212A与临时信号相乘后的相关信号。这时的临时信号是使矩形波产生器1205A的矩形波通过数据1209A来变为数据串，通过编码器1210B来进行编码，通过可变延迟器1206C、1206D来施加初始延迟后，通过频带限制滤波器1207C来成为希望的频带的信号。

作为相关器1212A的输出的相关信号通过脉冲捕捉相关判定部1214A来判定相关，若为规定的相关关系，则设作捕捉了脉冲位置，来开始编码相关的判定，若不为规定的相关关系，则对可变延迟器1206D的延迟量进行规定量的改变。

脉冲捕捉相关判定部1214A也可例如通过积分器1216A仅以规定的时间进行积分，并通过由判定器1215A来对其进行阈值判定，来决定有无相关。此外，进行可变延迟器1206D的延迟量的改变。编码相关的判定使用帧捕捉相关判定部1217A来进行，帧捕捉相关判定部1217B例如也可以采用具备编码相关器1218A、积分器1219A和判定器1220A的结构。

超过判定器1220A的阈值的信号判定为取得编码的相关，而成为接收信号。若相关低，则改变可变延迟器1206C的延迟量。可变延迟器1206C所改变的延迟量可以为脉冲和脉冲之间的间隔左右。进行延迟量的改变直到相关超过阈值。

主侧通信装置1201的接收数据包括从侧通信装置1202的相位偏差信息和帧偏差信息，以这些信息为基础，来改变可变延迟器1206A、1206B的延迟量。另外，在决定改变的延迟量时，使用将表示判定器1216B、1220B的输出值的从侧通信装置1202的相位偏差信息和帧偏差信息转换为规定的延迟量的计算式和表格。如以上所说明的，从侧通信装置1202中，不会进行使用了可变延迟器的定时调整。

进一步，在以上的说明中，以脉冲通信为中心进行了记载，但是本发明在使用了正弦波的通信中也可适用。例如，对CDMA等需要帧同步的通信尤其有效。另外，对于在使用了正弦波的通信中一般进行的相位同步环路，可以在所述脉冲捕捉相关判定部中具备在通常的相位同步环路中所用的相位检测电路。由此，通过检测出频率差并将其作为相位偏差信息输出，从而也可适用于频率同步。

(第2实施例)

图4和图5是表示本发明的第二实施例中的主侧通信装置和从侧通信装置的结构的框图。与第一实施例不同点在于，图4、图5均采用了与多个从侧通信装置同步地进行通信的结构。

图4中，主侧通信装置301具备脉冲产生部204、调制器205、编码器206、天线216A、天线216B、产生定时存储部304和接收部305。从侧通信装置302具备天线203A、天线203B、接收部306A和发送部307A。从侧通信装置303具备天线203C、天线203D、接收部306B和发送部307B。

如在第一实施例中详细记载的，具有定时调整功能的主侧通信装置通过使不具有定时调整功能的从侧通信装置配合于同步定时，来进行通信。这时，存在多个不具有同步定时调整功能的从侧通信装置的情况下，具有定时调整功能的主侧通信装置需要以与各个从侧通信装置配合的同步定时来进行通信。下面，表示两个实现例。

图4中，将从侧通信装置302的同步定时和从侧通信装置303的同步定时保存在主侧通信装置301内的作为发送定时存储部的产生定时存储部304中，通过分别对应于通信对方的发送定时来进行脉冲产生部204、编码器206的产生定时改变·调整。脉冲通信中，由于通信时间中的脉冲产生时间短，所以可以通过一组脉冲产生部204、编码器206来生成全部多个通信对方用的信号。

图5表示产生多个同步定时的主侧通信装置的另一结构。图5中的主侧通信装置401与图4不同，有多个功能块。相对于图4的脉冲产生部204，图5的结构中，具备脉冲产生部405A和脉冲产生部405B。同样，相对于编码器206，具备编码器406A和编码器406B。另外，相对于产生定时存储部304，具备产生定时调整部404A和产生定时调整部404B。进一步，在图5的结构中，通过同步偏差信息分配部403，根据通信对方来分配所接收的同步偏差信息，并分别各自进行定时改变·调整。

另外，相对于图4的调制部205，图5中有多个调制器407A和调制器407B。图5的接收部402相当于图4的接收部305。这里，为了分别生成发送信号，所以通过由合成器408来进行发送信号的合成，而采用一个天线216A的结构。由于与图4的结构相比具有多个发送系统，所以有伴随设备的大型化的可能性。但是，可以减少脉冲和编码串的产生数，即低速化。

如上所述，根据本发明的第二实施例的主侧通信装置和从侧通信装置，通过在允许设备的大型化的主侧通信装置中集中进行同步定时调整，可以简化便携设备这样的从侧通信装置的接收部结构，可以实现小型、低消耗功率和低价格成为可能的从侧通信装置。

另外，本实施例中，说明了使用合成器408的情况，但是本发明并不限于此，也可不使用合成器，而各自具有天线。

(第三实施例)

图6是表示本发明的第三实施例的主侧通信装置和从侧通信装置的结构地框图。本实施例与第一实施例不同点在于，采用了通过改变从侧通信装置的接收天线的终端条件，从而通过主侧通信装置发送的信号的反射波来进行作为同步偏差信号的同步用信号产生定时信息的发送的结构。

图6中，进行接收的从侧通信装置502具有改变天线503的终端条件的反射条件改变部504。从侧通信装置502通过相关器505来相关处理接收信号和由相关信号产生部506所生成的相关信号，并通过脉冲捕捉相关判定部507来检测出相关度，而产生作为同步用信号产生定时信息的相关状态信号。在相关度低，即不同步的情况下，通过对切换器508A进行切换而发送相关状态信号。

相关状态信号，通过反射条件改变部504交替切换例如取匹配后的阻抗50Ω和短路状态0Ω，由此反射来自主侧通信装置501的发送信号来被返回，并通过主侧通信装置501的接收部512来接收、解调。作为解调时的相关信号，为了接收自身发出的信号，而由分配器510分配发送数据产生部509的信号，并通过由延迟器513来提供相当于信号的传送时间的延迟而生成。

主侧通信装置501的天线516A相当于天线216A，天线516B相当于天线216B，发送部511相当于调制器205。

如上所述，根据本发明的第三实施例的主侧通信装置和从侧通信装置，通过在允许设备的大型化的主侧通信装置中集中进行同步定时调整，可以简化了例如便携设备的从侧通信装置的接收部结构，实现小型、低消耗功率、低价格成为可能的从侧通信装置。另外，在以上的说明中没有记载使用了反射电波的通信的调制方式，可以使用例如OOK、BPSK、PPM等。

(第四实施例)

图7表示在本发明的第四实施例中的主侧通信装置的脉冲波形图，为取同步而进行发送的信号的波形例。与第一实施例不同的是在产生定时调整时，改变发送的脉冲的脉冲宽度而进行同步的方面。图7的波形1是从侧通信装置的相关信号，图7的波形2所示的虚线波形是来自主侧通信装置的发送信号波形。为了使这些同步，在产生定时调整中，使图7的波形2的虚线波形产生定时变化Δt，而作为实线的波形来进行。但是，例如，在脉冲通信中，由于波形重合的时间短，所以波形完全不相关的时间长，难以算出Δt的时间偏差。

因此，作为发送信号使用脉冲宽度宽的图7的波形3。图7的波形3脉冲宽度宽，与图7的波形1也波形相关。例如图7的波形3可以通过波形重复3个的时间内的其中之一的定时来进行同步。接着，重复进行基于脉冲宽度稍短的图7的波形4和波形5的波形相关，最后作为正确的相关定时的图7的波形6可以完成同步。

根据以上的结构，通过在允许设备的大型化的主侧通信装置中改变所发送的脉冲的脉冲宽度而进行同步调整，可以简化例如便携设备这样的从侧通信装置的接收部结构，实现小型、低消耗功率且低价格成为可能的从侧通信装置。

另外，本实施例中，以连接同一振幅、同一相位的波形的例子进行了说明，但是也可以构成为改变振幅而使其包络成为例如高斯单脉冲(Gaussian MonoPulse)。或也可构成为通过脉冲的中央和两端和/或前半和后半来改变相位、频率，从而以相关处理后的脉冲信号的例如前半、后半这样的每个位置的振幅、相位的不同为基础，来推定相关位置。

(第五实施例)

图8是本发明的第五实施例中的主侧通信装置的脉冲波形图。图9A～图9C是用于说明同一实施例中的主侧通信装置的动作的脉冲波形图，表示与从侧通信装置取同步而发送的信号的波形例。本实施例与第四实施例不同点在于，在产生定时调整时，不是改变发送的脉冲的脉冲宽度，而是改变脉冲产生数来进行同步。

使用图8来说明在本实施例中的主侧通信装置中，增加脉冲产生数的例子。图8的波形1是从侧通信装置的相关信号，图8的波形2所示的虚线波形是来自主侧通信装置的发送信号波形。使这些信号同步通过产生定时调整来使图8的波形2的虚线波形产生定时变化Δt而使其成为实线的波形来进行。第四实施例中，使脉冲宽度变长，但是在本实施例中，作为发送信号使用脉冲产生数多的图8的波形3。图8的波形3脉冲产生数多，还取得与图8的波形1的波形相关。例如，在图8的波形3中，通过两个脉冲中的任一个可以进行同步。接着，通过基于稍微减少脉冲数的图8的波形4和波形5进行波形相关，可以发现正确的相关定时的图8的波形5，使同步完成。

接着，使用图9A～图9C，来说明在主侧通信装置中，使脉冲产生数减少的例子。在信号和噪音的功率比大的情况下，可以忽略噪音功率，接收信号为图9A所示的波形。但是，若通信距离远、其他设备动作、或自身装置的噪音产生大，则噪音功率相对信号相对大，从而如图9B所示，信号被噪音所掩盖。在这种情况下难以检测出同步、相关之前的信号。

因此，减少发送脉冲的脉冲产生数，而代替发送提高了各脉冲的峰值电压的图9C的信号。这里，脉冲数少，但是由于各脉冲的峰值电压高，所以可以使信号功率相对噪音的比变大，从而信号的检测、解调变得容易，可以容易进行同步。

如上所述，根据本实施例，通过在允许设备的大型化的主侧通信装置中，进行改变发送的脉冲的脉冲产生数的同步调整，可以简化例如便携电话设备这样的从侧通信装置的接收部结构，实现可小型、低消耗功率、低价格的从侧通信装置。

(第六实施例)

图10是本发明的第六实施例中的主侧通信装置和从侧通信装置的通信信号串图，表示信号定时的例子。本实施例中，说明在第一实施例～第五实施例的其中之一所示的主侧通信装置和从侧通信装置中，使用同步信号串和同期确认信号串来计量通信装置之间距离的方法。

从主侧通信装置发送图10的信号串1所示的同步信号串，并与接收了该同步信号串的从侧通信装置取同步的情况下，从侧通信装置发送作为同步确认信号串的图10的信号串2来作为同步用信号产生定时信息。主侧通信装置中到达作为同步信号确认信号串的图10的信号串3，该信号串3被延迟了传输时间的时间。在进行通信装置之间距离的测量时，主侧通信装置发送混合了与同步信号串不同的信号的测距用信号串的图10的信号串4。

从侧通信装置中由于混合了没有同步的信号，所以根据该信号，如图10的信号串5所示那样返回表示非同步的信号。在主侧通信装置侧中，如图10的信号串6所示，在接收部内通过测量测距用信号和表示非同步的信号的时间差的传输时间算出部(图中未示)来进行传输时间和设备间距离的运算。传输时间的算出若使用主侧通信装置所发送的信号和对应于此而从侧通信装置所返回的信号之间的时间差，则可容易进行。简单的，将从时间差减去基于从侧通信装置内部的响应时间的时间作为传输时间，其一半的时间是信号到达主侧通信装置和从侧通信装置的传输时间。通过传输时间来计算出距离的情况下，可以将传输时间乘以电磁波的速度。

另外，对于从侧通信装置中从测距用信号接收到返回表示非同步的信号的内部延迟而言，也可在从侧通信装置中预先进行测量，通过通知主侧通信装置来进行相减。

如上所述，本实施例的主侧通信装置和从侧通信装置中，可以在允许设备的大型化的主侧通信装置中集中进行同步定时调整，而可以简化例如便携设备这样的从侧通信装置的接收部结构，从而小型化、低消耗功率、低价格成为可能。通过使用同步定时调整用的信号可以实现可进行通信设备之间的距离计量的主侧通信装置和从侧通信装置。

如上所述，本发明的主侧通信装置和从侧通信装置通过在具有同步定时调整功能的主侧通信装置中进行定时调整，可以仅在主侧通信装置中具备现有技术中的、所有的装置的接收侧需要的多级的接收系统分支、同步用的环路。不具有同步定时调整功能的从侧通信装置因接收设备结构的简单化而具有可以实现低消耗功率和设备的低廉化的效果。适用于彼此无线连接AV设备和个人计算机来构成无缝网络用的例如使用了脉冲波形这样的宽带信号的数据通信装置和UWB无线装置等中而很有用。

Claims (14)

1、一种主侧通信装置，其与不具有同步定时调整功能的从侧通信装置同步地进行通信，

包括：发送用信号产生定时调整部，其从所述从侧通信装置取得在所述从侧通信装置接收来自所述主侧通信装置的发送信号的情况下所使用的、作为同步用信号的产生定时的同步用信号产生定时信息，并根据所述同步用信号产生定时信息调整向所述从侧通信装置发送的信号的发送定时；和发送部，其以调整过的发送定时发送所述发送信号，

所述发送用信号产生定时调整部调整所述发送信号的产生定时，直到所述从侧通信装置可以接收来自所述主侧通信装置的所述发送信号。

2、根据权利要求1所述的主侧通信装置，其特征在于，

所述发送用信号产生定时调整部包括信号的延迟时间可变的可变延迟器。

3、根据权利要求1所述的主侧通信装置，其特征在于，

所述发送部包括：脉冲产生部，其使脉冲的产生时间任意可变；和调制器，其调制作为传送到所述从侧通信装置的通信数据的、所述脉冲产生部所产生的脉冲，

所述发送用信号产生定时调整部，进行所述脉冲的产生定时的调整、和帧的产生定时的调整中的至少一方，其中所述帧为编码后的所述通信数据的一个连续。

4、根据权利要求1所述的主侧通信装置，其特征在于，

所述发送用信号产生定时调整部包括发送定时存储部，所述发送定时存储部存储向多个所述从侧通信装置的各个发送定时，

所述发送部，以所述发送定时存储部所存储的各个发送定时，向所述多个从侧通信装置发送所述发送信号。

5、根据权利要求1所述的主侧通信装置，其特征在于，

所述主侧通信装置包括多个所述发送部，

各个所述发送部，通过来自与多个所述从侧通信装置对应的所述发送用信号产生定时调整部的各个发送定时，与各个所述从侧通信装置进行通信。

6、一种从侧通信装置，其与具有同步定时调整功能的主侧通信装置同步地进行通信，且不具有同步定时调整功能，包括：

同步用信号产生部，其产生在接收来自所述主侧通信装置的发送信号的情况下所使用的同步用信号；

相关器，其使来自所述主侧通信装置的发送信号和所述同步用信号相关；

相关检测部，其通过所述相关器的输出检测相关度；和

定时信息发送部，其将所述相关检测部的输出作为同步用信号产生定时信息进行发送。

7、根据权利要求6所述的从侧通信装置，其特征在于，

所述同步用信号产生定时信息包括用于脉冲同步的脉冲的相位相关度。

8、根据权利要求6所述的从侧通信装置，其特征在于，

所述同步用信号产生定时信息包括用于帧同步的与帧的相关度。

9、根据权利要求6所述的从侧通信装置，其特征在于，

所述定时信息发送部，通过改变来自所述主侧通信装置的发送信号的反射条件，发送所述同步用信号产生定时信息。

10、根据权利要求1所述的主侧通信装置，其特征在于，

所述发送部包括脉冲产生部，所述脉冲产生部改变所产生的脉冲的形状和重复周期中的至少一方，

在开始进行与所述从侧通信装置的同步动作的情况下，首先发送同步捕捉的容易程度高的脉冲后，切换为可进行精度高的同步的脉冲。

11、根据权利要求10所述的主侧通信装置，其特征在于，

所述发送部包括改变所产生的脉冲的宽度的脉冲产生部，

在开始进行与所述从侧通信装置的同步动作的情况下，加宽脉冲的宽度，发送在所述从侧通信装置中可以加长取得相关的时间的宽度宽的脉冲后，切换为可进行精度高的同步的宽度窄的脉冲。

12、根据权利要求10所述的主侧通信装置，其特征在于，

所述发送部包括改变所产生的脉冲的重复周期的脉冲产生部，在开始进行与所述从侧通信装置的同步动作的情况下，加快脉冲的重复周期，密集地发送脉冲后，切换为可进行精度高的同步的重复周期慢的脉冲。

13、根据权利要求10所述的主侧通信装置，其特征在于，

所述发送部包括改变所产生的脉冲的重复周期的脉冲产生部，在开始与所述从侧通信装置的同步动作的情况下，使脉冲的重复周期变慢，稀疏地发送峰值电压高的脉冲后，切换为重复周期快的脉冲。

14、根据权利要求1所述的主侧通信装置，其特征在于，

还包括传输时间算出部，测量到达所述从侧通信装置为止的距离，

所述发送用信号产生定时调整部，对所述发送定时以任意的间隔来有意改变重复周期，

所述传输时间算出部以取得到所述同步用信号产生定时信息为止的时间为基础，测量到达所述从侧通信装置为止的距离。

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