JP2004320083A - 復調装置、受信装置、無線通信システム、復調方法、受信方法及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を低減しつつ、正確に送信情報を復調することができる復調装置、受信装置、無線通信システム、復調方法、受信方法及び無線通信方法を提供する。
【解決手段】ＵＷＢ通信システム１は、情報源１１とクロック信号生成部１２と変調部１３とパルス生成部１４と送信アンテナ１５とを備える送信装置１０と、受信アンテナ２１とクロック信号生成部２２と復調部２３とを備える受信装置２０と、から構成される。復調部２３は、全波整流回路２３１と積分器２３２と検出部２３３とを備え、受信した正弦波パルスを全波整流回路２３１において全波整流して絶対値パルスに変換し、該変換した絶対値パルスを積分して積分パルスに変換する。復調部２３は、該変換した積分パルスと所定の閾値との大小関係に基づいて該正弦波パルスを元のデジタル情報に復調して出力する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、復調装置、受信装置、無線通信システム、復調方法、受信方法及び無線通信方法に関し、特に、消費電力を低減しつつ、正確に送信情報を復調することができる復調装置、受信装置、無線通信システム、復調方法、受信方法及び無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信の分野において、低消費電力で高速通信が可能な通信方式としてＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）通信が注目を集めている。このＵＷＢ通信は、非常に細かいパルス幅（例えば１ｎｓ（ナノセコンド）以下）のパルス列からなる信号を用いて、情報を伝送する伝送方式である。
【０００３】
ＵＷＢ通信の送信装置は、デジタル情報に応じてクロック信号を変調し、この変調されたクロック信号をトリガとして電気パルスを生成する。ＵＷＢ通信の送信装置は、この電気パルスから送信アンテナで電磁パルスを生成し、空中に放射することにより、デジタル情報を搬送波を用いずに送信する。
【０００４】
ＵＷＢ通信の受信装置は、受信した電磁パルスを電気パルスに変換し、変換したパルスに対してウィンドウ処理を施す。このウィンドウ処理とは、電気パルスの中心波形を取り出し、電気パルスの有無や位置の判定を行い、送信されたデジタル情報を復調することである。則ち、受信装置は、受信し、変換した電気パルスにウィンドウ処理を施し、送信装置の変調方式に対応した復調方式により、送信されたデジタル情報を復調して出力する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３２５０７１号公報（第６−９頁、第１図）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したＵＷＢ通信システムの受信装置は、電気パルスの有無や位置の判定を行うに際し、幅１ｎｓ以下の非常に細かいパルスに対してウィンドウ処理を行うため、このパルス幅（１ｎｓ以下）の逆数の周期（数ＧＨｚ（ギガヘルツ））の動作が求められる。さらに、受信装置は、電気パルスの有無や位置の判定を正確に行うためウィンドウの中心位置を電気パルスの中心位置に合わせる必要もある。この位置合わせを行うために、受信装置には、更に細かい動作（ｐｓ（ピコセカンド）レベルの動作）が求められる。
【０００７】
一般に、消費電力は動作周波数に比例して大きくなるものであるため、上述のようにＧＨｚレベルの動作が求められる受信装置の消費電力は、非常に大きなものとなる。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたのもであって、消費電力を低減しつつ、正確に送信情報を復調することができる復調装置、受信装置、無線通信システム、復調方法、受信方法及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る復調装置は、
情報に従って所定の変調がされた正弦波パルスを全波整流して絶対値パルスに変換する全波整流手段と、
前記全波整流手段により変換された絶対値パルスの大きさと所定の閾値との大小関係に基づいて前記情報を復調する復調手段と、
を備える。
【００１０】
また、上記構成において、前記全波整流手段により変換された絶対値パルスを積分して積分パルスに変換する積分手段をさらに備え、
前記復調手段は、前記積分手段により変換された積分パルスの大きさと所定の閾値との大小関係に基づいて前記送信対象の情報を復調してもよい。
【００１１】
さらに、上記構成において、前記所定の変調は、情報に従って正弦波パルスの振幅を変更するパルス振幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）であって、
前記復調手段は、前記全波整流手段により変換された絶対値パルス又は前記積分手段により積分された積分パルスの大きさが前記所定の閾値を超えているか否かを検出し、検出結果に基づいて前記情報を復調してもよい。
【００１２】
また、上記構成において、前記所定の変調は、情報に従って正弦波パルスの配置を変更するパルス位置変調（Ｐｌｕｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）であって、
前記復調手段は、前記全波整流手段により変換された絶対値パルス又は前記積分手段により積分された積分パルスの大きさが前記所定の閾値を超えている位置を検出し、該検出した位置に基づいて前記情報を復調してもよい。
【００１３】
また、上記構成において、前記所定の変調は、情報に従って正弦波パルスの位相を変更するパルス位相変調（Ｐｕｌｓｅ Ｐｈａｓｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）であって、
前記パルス位相変調された正弦波パルスを受信し、該受信した正弦波パルスを半波整流して正極性又は負極性パルスの変換する半波整流手段をさらに備え、
前記積分手段は、前記半波整流手段により変換された正極性又は負極性パルスを積分して積分パルスに変換し、
前記復調手段は、前記積分手段により変換された積分パルスが閾値を超えているタイミングを検出し、該検出したタイミングに基づいて前記情報を復調してもよい。
【００１４】
さらに、上記構成において、前記復調装置は、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）通信方式により無線通信された正弦波パルスを復調してもよい。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る受信装置は、
情報に従って所定の変調がされ、搬送波を用いずに送信された正弦波パルスを受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した正弦波パルスを全波整流して絶対値パルスに変換する全波整流手段と、
前記全波整流手段により変換された絶対値パルスの大きさと所定の閾値との大小関係に基づいて前記情報を復調して出力する復調手段と、
を備える。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る無線通信システムは、
情報に従って所定の変調をした正弦波パルスを搬送波を用いずに送信する送信装置と、
前記送信装置により送信された正弦波パルスを受信し、該受信した正弦波パルスを全波整流して絶対値パルスに変換し、該変換された絶対値パルスの大きさと所定の閾値との大小関係に基づいて前記情報を復調して出力する受信装置と、
を備える。
【００１７】
また、上記構成において、前記無線通信システムは、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）通信システムであってもよい。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の第４の観点に係る復調方法は、
情報に従って所定の変調がされた正弦波パルスを全波整流して絶対値パルスに変換する全波整流工程と、
前記全波整流工程により変換された絶対値パルスの大きさと所定の閾値との大小関係に基づいて前記情報を復調する復調工程と、
を備える。
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明の第５の観点に係る受信方法は、
情報に従って所定の変調がされ、搬送波を用いずに送信された正弦波パルスを受信する受信工程と、
前記受信工程により受信した正弦波パルスを全波整流して絶対値パルスに変換する全波整流工程と、
前記全波整流工程により変換された絶対値パルスの大きさと所定の閾値との大小関係に基づいて前記情報を復調して出力する復調工程と、
を備える。
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明の第６の観点に係る無線通信方法は、
情報に従って所定の変調をした正弦波パルスを搬送波を用いずに送信する送信工程と、
前記送信工程により送信された正弦波パルスを受信する受信工程と、
前記受信工程により受信した正弦波パルスを全波整流して絶対値パルスに変換する全波整流工程と、
前記全波整流工程により変換された絶対値パルスの大きさと所定の閾値との大小関係に基づいて前記情報を復調して出力する復調工程と、
を備える。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係るＵＷＢ通信システムについて説明する。
【００２２】
なお、ＵＷＢ通信とは、極めて広い周波数帯域（超広帯域）を使って通信する技術であり、搬送波を使わずに、非常に細かいパルス幅（例えば１ｎｓ以下）のパルス（インパルス）列からなる信号を用いて、情報を伝送する伝送方式である。このＵＷＢ通信には、以下に述べるメリットがある。
【００２３】
ＵＷＢ通信の第１のメリットは、インパルスを用いることにより、単位時間当たりにより多くの情報を伝送できることである。例えば、パルス幅が１ｎｓを用いれば、例えば、１ビットのデータを１秒間に１０億個（１ギガビットのデータ）を伝送することができる。
【００２４】
ＵＷＢ通信の第２のメリットは、搬送波を用いずに、インパルスを用いるため、送信側の消費電力を低減できることである。これは、搬送波を使う場合だと、送信側にて常に電波を発信し続けなければならないのに対し、インパルスを使うと、インパルスを発信するタイミングにだけ電圧等を印加すればよいため、送信側の消費電力の低減を図ることができる。
【００２５】
ＵＷＢ通信の第３のメリットは、このような極めて広い周波数帯域を使って通信するため、ノイズの影響を受けにくいということである。例えば、ある周波数成分にノイズが発生したとしても、影響を受けるのは、インパルスを構成する周波数成分の一部である。このため、受信側において、情報の受信（例えば、１ビットのデータ値の判別）には、ほとんど不都合が生じない。
【００２６】
上述のメリットを有する本発明の実施の形態に係るＵＷＢ通信システム１の構成について図面を参照して説明する。
【００２７】
ＵＷＢ通信システム１は、図１に示すように、送信装置１０と、受信装置２０と、から構成される。
【００２８】
送信装置１０は、情報源１１と、クロック信号生成部１２と、変調部１３と、パルス生成部１４と、送信アンテナ１５と、から構成される。送信装置１０は、送信対象のデジタル情報に応じてクロック信号を位置変調（Ｐｌｕｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）し、この変調されたクロック信号をトリガとして正弦波パルスを生成する。送信装置１０は、この正弦波パルスを送信アンテナ１５において電磁パルスに変換し、該電磁パルスを空中に放射することにより、送信対象のデジタル情報を搬送波を用いずに送信する。
【００２９】
情報源１１は、送信対象である”０”と”１”とからなる１ビットのデジタル情報を生成し、変調部１３に供給する。
【００３０】
クロック信号生成部１２は、図２Ａに示すような、電気モノサイクル・パルスからなるクロック信号を生成し、変調部１３に供給する。なお、この電気モノサイクル・パルスは、パルス間隔が２５〜１０００ｎｓで、パルス幅が０．２〜１．５０ｎｓで、あることが望ましい。
【００３１】
変調部１３は、送信対象のデジタル情報の０／１に応じてクロック信号を位置変調し、出力信号のタイミングを微妙に前後させる。変調部１３は、例えば、図２Ｂに示すように、入力されたデジタル情報が”０”の場合、タイミングＴ_０だけ遅らせてクロック信号を出力し、入力されたデジタル情報が”１”の場合、Ｔ_０より遅いタイミングＴ_１だけ遅らせてクロック信号を出力する。
【００３２】
パルス生成部１４は、変調部１３から出力されるクロック信号をトリガとして該クロック信号の遅延に応じた正弦波パルスを生成し、出力する。パルス生成部１４は、例えば、図２Ｂに示すクロック信号が供給された場合、図２Ｃに示す正弦波パルスを生成する。
【００３３】
送信アンテナ１５は、パルス生成部１４から出力された正弦波パルスを電磁パルスに変換し、変換した電磁パルスを空中に放射することにより、送信対象のデジタル情報を搬送波を用いずに受信装置２０に送信する。送信アンテナ１５は、例えば、図２Ｃに示す正弦波パルスが供給された場合、図２Ｄに示す電磁パルスを放射する。
【００３４】
受信装置２０は、受信アンテナ２１と、クロック信号生成部２２と、復調部２３と、から構成され、送信装置１０により空中に放射された電磁パルスを受信し、該電磁パルスを元のデジタル情報に復調して出力する。
【００３５】
受信アンテナ２１は、送信アンテナ１５により空中に放射された電磁パルスを受信し、正弦波パルスに変換して、復調部２３に供給する。
受信アンテナ２１は、例えば、図３Ａに示す電磁パルスを受信し、該受信した電磁パルスを図３Ｂに示す正弦波パルスに変換する。
【００３６】
クロック信号生成部２２は、送信装置１０のクロック信号生成部１２が生成するクロック信号と同じクロック信号を生成し、復調部２３に供給する。
【００３７】
復調部２３は、全波整流回路２３１と、積分器２３２と、検出部２３３と、から構成され、クロック信号生成部２２から供給されるクロック信号を用いて、受信アンテナ２１から供給された正弦波パルスを元のデジタル情報に復調して、出力する。
【００３８】
全波整流回路２３１は、図４に示すように、例えば、パルス入力端子Ｐｉｎと、２個のオペアンプＯＰ１，ＯＰ２と、２個のダイオードＤ１，Ｄ２と、５個の抵抗Ｒ１〜Ｒ５と、パルス出力端子Ｐｏｕｔと、から構成されている。全波整流回路２３１は、受信アンテナ２１から供給される正弦波パルスを全波整流して該正弦波の絶対値に対応したパルス（絶対値パルス）に変換し、出力する。なお、上記の抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値は、Ｒ２／Ｒ１＝Ｒ４／（２・Ｒ３）を満たす。
【００３９】
オペアンプＯＰ１の負入力端子は、その一端がパルス入力端子Ｐｉｎと接続された抵抗Ｒ１の他端と、抵抗Ｒ２の一端と、ダイオードＤ１のカソード端と、に接続されており、オペアンプＯＰ１の正入力端子は、接地されている。オペアンプＯＰ１の出力端子は、ダイオードＤ１のアノード端とダイオードＤ２のカソード端とに接続され、このダイオードＤ２のアノード端は、抵抗Ｒ２の他端と、抵抗Ｒ３の一端と、に接続されている。
【００４０】
オペアンプＯＰ２の負入力端子は、抵抗Ｒ３の一端と、パルス入力端子Ｐｉｎとその一端が接続された抵抗Ｒ４の他端と、パルス出力端子Ｐｏｕｔとその他端が接続された抵抗Ｒ５の一端と、に接続されている。また、オペアンプＯＰ２の正入力端子は、接地されている。オペアンプＯＰ２の出力端子は、抵抗Ｒ５の他端と、パルス出力端子Ｐｏｕｔと、に接続されている。
【００４１】
全波整流回路２３１において、パルス入力端子Ｐｉｎには、受信アンテナ２１から、例えば、図３Ｂに示す正弦波パルスが入力され、オペアンプＯＰ１の負入力端子には、電圧が印加される。
【００４２】
入力された正弦波パルスが正極性のとき、オペアンプＯＰ１の負入力端子には正極性の電圧が印可され、オペアンプＯＰ１の出力端子には負極性の電圧が印可されるため、ダイオードＤ１はＯＮし、ダイオードＤ２はＯＦＦする。これにより、オペアンプＯＰ２の負入力端子には負極性の電圧が印可され、オペアンプＯＰ２の出力端子には正極性の電圧が印可されるため、パルス出力端子Ｐｏｕｔからは正極性の正弦波パルスが出力される。
【００４３】
一方、入力された正弦波パルスが負極性のとき、オペアンプＯＰ１の負入力端子には負極性の電圧が印可され、オペアンプＯＰ１の出力端子には正極性の電圧が印可されるため、ダイオードＤ１はＯＦＦし、ダイオードＤ２はＯＮする。これにより、オペアンプＯＰ２の負入力端子には負極性の電圧が印可され、オペアンプＯＰ２の出力端子には正極性の電圧が印可されるため、パルス出力端子Ｐｏｕｔからは正極性の正弦波パルスが出力される。
【００４４】
上述のように、全波整流回路２３１は、正弦波パルスが正極性のとき極性を反転させずそのまま出力し、正弦波パルスが負極性のとき極性を反転させて出力する。このため、全波整流回路２３１は、受信アンテナ２１から供給された正弦波パルスを、例えば、図３Ｃに示す絶対値パルスに変換して出力することができる。
【００４５】
積分器２３２は、全波整流回路２３１から出力された絶対値パルスを積分し、例えば、図３Ｄに示す積分パルスを検出部２３３に供給する。
【００４６】
検出部２３３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成され、積分器２３２から供給される積分パルスの大きさと閾値とを比較して正弦波パルスの有無を判別する。
【００４７】
検出部２３３は、例えば、図５Ａ及びＢに示すように、積分パルスの大きさが閾値より大きい場合、”正弦波パルス有”と判別し、積分パルスの大きさが閾値より小さい場合、”正弦波パルス無”と判別する。また、検出部２３３は、”正弦波パルス有”と判別したタイミングを検出する。
【００４８】
さらに、検出部２３３は、”正弦波パルス有”と判別したタイミングと、クロック信号生成部２２からクロック信号が供給されるタイミングと、のタイミングのずれを検出する。検出部２３３は、正弦波パルスがクロック信号が供給されたタイミングよりＴ_０だけ遅れて検出した場合、”０”と、Ｔ_１だけ遅れて検出した場合、”１”と、判別する。
【００４９】
復調部２３は、この判別結果に基づいて送信対象のデジタル情報を復調し、復調したデジタル情報を出力する。
【００５０】
次に、上記構成を備えるＵＷＢ通信システム１の送信・受信動作について図面を参照して説明する。
【００５１】
図６Ａは、送信装置１０における送信動作を説明するためのフローチャート図であり、図６Ｂは、受信装置２０における受信動作を説明するためのフローチャート図である。これらの送信・受信動作は、ＵＷＢ通信システム１に通信開始を指示することにより開始する。
【００５２】
情報源１１は、送信対象である”０”と”１”とからなる１ビットのデジタル情報を生成し、変調部１３に供給する（ステップＳ６０１）。
【００５３】
この供給されたデジタル信号が”０”の場合、変調部１３は、第１のクロック信号生成部１２から供給されるクロック信号をタイミングＴ_０だけ遅れせて出力する。一方、この供給されたデジタル信号が”１”の場合、変調部１３は、第１のクロック信号生成部１２から供給されるクロック信号をタイミングＴ_１だけ遅らせて出力する（ステップＳ６０２）。
【００５４】
パルス生成部１４は、変調部１３から出力されるクロック信号をトリガとして該クロック信号の遅延に応じた正弦波パルスを生成し、出力する（ステップＳ６０３）。
【００５５】
送信アンテナ１５は、パルス生成部１４から出力された正弦波パルスを電磁パルスに変換し、変換した電磁パルスを空中に放射することにより、送信対象のデジタル情報を搬送波を用いずに受信装置２０に送信する（ステップＳ６０４）。
【００５６】
受信装置２０は、受信アンテナ２１において、送信された電磁パルスを受信し、受信した電磁パルスを元の正弦波パルスに変換し、変換した正弦波パルスを復調部２３の全波整流回路２３１に供給する（ステップＳ６０５）。
【００５７】
全波整流回路２３１は、受信アンテナ２１から供給された正弦波パルスを絶対値パルスに変換して出力する（ステップＳ６０６）。
【００５８】
積分器２３２は、全波整流回路２３１から出力された絶対値パルスを積分し、積分して得られた積分パルスを検出部２３３に供給する（ステップＳ６０７）。
【００５９】
検出部２３３は、供給された積分パルスの大きさが閾値より大きい場合、”正弦波パルス有”と判別し、積分パルスの大きさが閾値より小さい場合、”正弦波パルス無”と判別する（ステップＳ６０８）。
【００６０】
また、検出部２３３は、”正弦波パルス有”と判別した場合（ステップＳ６０８にてＹＥＳ）、該判別したタイミングを検出する（ステップＳ６０９）。
【００６１】
さらに、検出部２３３は、”正弦波パルス有”と判別したタイミングとクロック信号が供給されるタイミングとのタイミングのずれを検出し、正弦波パルスがクロック信号が供給されたタイミングよりＴ_０だけ遅れて検出した場合、”０”と、Ｔ_１だけ遅れて検出した場合、”１”と、判別する（ステップＳ６１０）。
【００６２】
復調部２３は、この判別結果に基づいて送信対象のデジタル情報を復調し、該復調したデジタル情報を出力する（ステップＳ６１１）。
【００６３】
このように、本発明の実施の形態に係るＵＷＢ通信システム１の受信装置２０は、受信した正弦波パルスを全波整流及び積分したパルスと閾値とを比較することにより、パルスに対してウィンドウ処理を行わなくても、パルスの有無及び位置を判別することができる。このため、受信装置２０は、通常のパルス幅程度の動作周期で正弦波パルスを元のデジタル情報に復調することができ、消費電力を低減することができる。
【００６４】
また、受信装置２０は、受信した正弦波パルスを全波整流して絶対値パルスに変換してから積分するため、積分の際にパルスの正成分と負成分とを互いに打ち消し合うことなく、正弦波パルスを積分することができる。
【００６５】
さらに、正弦波パルスを全波整流して積分したパルスの大きさは、元の正弦波パルスの大きさよりも大きいため、受信装置２０は、正弦波パルスをそのまま閾値により判別するときよりも正確に正弦波パルスの有無及び位置を判別することができる。
【００６６】
本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な上記実施の形態の変形態様について、説明する。
【００６７】
上記実施の形態において、無線通信システムは、ＵＷＢ通信システムとした。しかし、本発明は、これに限定されず、パルスを用いて情報を伝送する他の無線通信システムであってもよい。
【００６８】
また、上記実施の形態において、タイミングＴ_１はタイミングＴ_０より遅いものとした。しかし、本発明は、これに限定されず、タイミングの遅さは逆であってもよい。
【００６９】
さらに、上記実施の形態において、正弦波パルスは、位相のずれていないものを用いた。しかし、本発明は、これに限定されず、例えば、位相が１８０°ずれた正弦波パルスを用いてもよい。
【００７０】
また、上記実施の形態において、ＵＷＢ通信システム１は、変調方式として、パルス位置変調を用いた。しかし、本発明は、これに限定されず、送信対象の情報に従って正弦波パルスの振幅を変更するパルス振幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を用いてもよい。
この場合、受信装置２０は、送信装置１０により振幅変調された正弦波パルスを全波整流回路２３１において全波整流して絶対値パルスに変換する。受信装置２０は、この絶対値パルスを積分器２３２において積分し、検出部２３３において該積分したパルス（積分パルス）の大きさと閾値とを比較して正弦波パルスの有無を判別する。
例えば、受信装置２０は、積分パルスの大きさが閾値より大きい場合、”１”と判別し、積分パルスの大きさが閾値より小さい場合、”０”と判別し、この判別結果に基づいて送信対象のデジタル情報を復調し、該復調したデジタル情報を出力する。
このように変調方式としてパルス振幅変調を用いた場合でも、受信装置２０は、受信した正弦波パルスを全波整流し、さらに積分したパルスを用いて正弦波パルスの有無を判別するため、通常のパルス幅程度の動作周期で正弦波パルスを元のデジタル情報に復調することができ、消費電力を低減することができる。
【００７１】
さらに、上記実施の形態において、ＵＷＢ通信システム１は、変調方式として、パルス位置変調を用いた。しかし、本発明は、これに限定されず、送信対象の情報に従って正弦波パルスの位相を変更するパルス位相変調（Ｐｕｌｓｅ Ｐｈａｓｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を用いてもよい。
この場合、送信装置１０は、例えば、図７Ａ及びＢに示す正弦波パルスをデジタル情報の０／１に基づき変調し、生成するとともに、該生成した正弦波パルスを受信装置２０に送信する。受信装置２０は、送信装置１０により振幅変調された正弦波パルスを全波整流回路２３１に供給し、図４に示す全波整流回路２３１の中間出力端子Ｐｍｉｄから図８Ａ及びＢに示す半波整流パルスを抽出する。受信装置２０は、この半端整流パルスを積分器２３２において積分し、検出部２３３において該積分されたパルス（積分パルス）の大きさと閾値とを比較して正弦波パルスの有無を判別する。さらに、受信装置２０は、”正弦波パルス有”と判別されたタイミングを検出し、この判別結果に基づいて送信対象のデジタル情報を復調し、該復調したデジタル情報を出力する。
例えば、受信装置２０は、積分パルスの大きさが閾値より大きい場合、”正弦波パルス有”と判別し、積分パルスの大きさが閾値より小さい場合、”正弦波パルス無”と判別する。また、受信装置２０は、”正弦波パルス有”と判別したタイミングが第１のタイミングのとき、”０”と判別し、第２のタイミングのとき、”１”と判別する。
このように変調方式としてパルス位相変調を用いた場合でも、受信装置２０は、全波整流回路２３１から半波整流パルスを抽出することにより、デジタル情報の”０”と”１”を判別し、正弦波パルスを元のデジタル情報に復調することができる。
なお、半波整流は、上述のごとく全波整流回路２３１から半端整流パルスを抽出する場合に限定されず、受信アンテナ２１と積分器２３２との間に半端整流回路やダイオードを設けてることにより行ってもよい。
【００７２】
また、上記実施の形態において、受信装置２０は、正弦波パルスを全波整流回路２３１において全波整流して絶対値パルスに変換し、該変換した絶対値パルスを積分器２３２において積分した後に、正弦波パルスの有無を判別していた。しかし、本発明は、これに限定されず、図９に示す復調器９３を用いて、全波整流回路２３１において変換された絶対値パルスから正弦波パルスの有無を判別してもよい。
この場合、受信装置２０は、送信装置１０により振幅変調された正弦波パルスを全波整流回路２３１において全波整流して絶対値パルスに変換し、検出部２３３において該絶対値パルスの大きさと閾値とを比較して正弦波パルスの有無を判別する。
例えば、受信装置２０は、絶対値パルスの大きさが閾値より大きい場合、”正弦波パルス有”と判別し、積分パルスの大きさが閾値より小さい場合、”正弦波パルス無”と判別する。
このように、本発明の実施の形態に係るＵＷＢ通信システム１の受信装置２０は、受信した正弦波パルスを全波整流したパルスと閾値とを比較することにより、パルスに対してウィンドウ処理を行わなくても、パルスの有無及び位置を判別することができる。このため、受信装置２０は、通常のパルス幅程度の動作周期で正弦波パルスを元のデジタル情報に復調することができ、消費電力を低減することができる。
また、この場合、図１０に示すように、絶対値パルスの大きさと閾値とを２回比較して正弦波パルスの有無及び位置を判別するため、受信装置２０は、正弦波パルスをそのまま閾値により判別するときよりも正確に正弦波パルスの有無及び位置を判別することができる。
【００７３】
さらに、上記実施の形態において、送信装置１０は、デジタル情報のみに基づいて正弦波パルスを生成し、送信するものとした。しかし、本発明は、これに限定されず、送信装置１０は、デジタル情報に拡散符号を掛け合わせた信号に基づいて正弦波パルス列を生成し、送信してもよい。
この場合、送信装置１０は、デジタル情報（例えば、”１”）に拡散符号（例えば、（０，１，０，０））を掛け合わせた信号に基づいて、図１１に示す所定のパターンを有する正弦波パルス列を生成し、送信する。受信装置２０は、受信したパルス列を逆拡散して該所定にパターンを検出することにより、受信した信号の中から送信対象の正弦波パルスを特定し、特定した正弦波パルスを抽出する。
このように送信装置１０が拡散された正弦波パルス列を送信することにより、受信装置２０は、受信した信号から適切にノイズを分離し、所望の正弦波パルスのみを抽出することができる。
【００７４】
また、上記実施の形態において、送信装置１０は、１つのデジタル情報に対して１つの正弦波パルスを生成して送信していた。しかし、本発明は、これに限定されず、送信装置１０は、正弦波パルスに冗長性を持たせて送信してもよい。
この場合、送信装置１０は、デジタル情報（例えば、”０”）に冗長符号（例えば、（１，１，１，１））を掛け合わせた信号に基づいて、図１２に示す冗長化された正弦波パルス列を生成し、送信する。受信装置２０は、該冗長符号が掛け合わされた正弦波パルス列に含まれる正弦波パルス毎に０／１を判別する。受信装置２０は、この正弦波パルス毎の判別結果に基づいて確率的に元のデジタル情報の０／１を判別し、復調する。
このように送信装置１０が生成した正弦波パルスに冗長性を持たせることにより、受信装置２０は、複数の正弦波パルスから確率的に０／１を判別するができ、ノイズの影響を少なくして正確に送信情報を復調することができる。
なお、上述の場合では、デジタル情報に冗長符号を掛け合わせることにより正弦波パルスに冗長性を持たせていたが、正弦波パルスを複数回連続して送信することによって、正弦波パルスに冗長性を持たせてもよい。
【００７５】
【発明の効果】
本発明により、消費電力を低減しつつ、正確に送信情報を復調することができる復調装置、受信装置、無線通信システム、復調方法、受信方法及び無線通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＵＷＢ通信システムのブロック図である。
【図２】Ａは、クロック信号生成部において生成されたクロック信号の波形図であり、Ｂは、変調部において変調されたクロック信号の波形図であり、Ｃは、パルス生成部において生成された正弦波パルスの波形図であり、Ｄは、送信アンテナにおいて送信された電磁パルスの波形図である。
【図３】Ａは、受信アンテナにおいて受信された電磁パルスの波形図であり、Ｂは、受信アンテナにおいて変換された正弦波パルスの波形図であり、Ｃは、全波整流回路において全波整流された絶対値パルスの波形図であり、Ｄは、積分器において積分された積分パルスの波形図である。
【図４】全波整流回路の回路図である。
【図５】積分パルスの大きさと閾値との大小関係によりパルスの有無を判別する方法を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るＵＷＢ通信システムの送信・受信動作を示すフローチャート図である。
【図７】送信装置において位相変調された正弦波パルスの波形図である。
【図８】全波整流回路において半波整流された半波整流パルスの波形図である。
【図９】復調器の変形例を示す図である。
【図１０】絶対値パルスの大きさと閾値との大小関係によりパルスの有無を判別する方法を説明するための図である。
【図１１】拡散された正弦波パルス列の波形図である。
【図１２】冗長化された正弦波パルス列の波形図である。
【符号の説明】
１…ＵＷＢ通信システム、１０…送信装置、１１…情報源、１２…クロック信号生成部、１３…変調部、１４…パルス生成部、１５…送信アンテナ、２１…受信アンテナ、２２…クロック信号生成部、２３…復調部、２３１…全波整流回路、２３２…積分器、２３３…検出部

Claims (12)

1. 情報に従って所定の変調がされた正弦波パルスを全波整流して絶対値パルスに変換する全波整流手段と、
   前記全波整流手段により変換された絶対値パルスの大きさと所定の閾値との大小関係に基づいて前記情報を復調する復調手段と、
   を備える復調装置。
2. 前記全波整流手段により変換された絶対値パルスを積分して積分パルスに変換する積分手段をさらに備え、
   前記復調手段は、前記積分手段により変換された積分パルスの大きさと所定の閾値との大小関係に基づいて前記送信対象の情報を復調する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の復調装置。
3. 前記所定の変調は、情報に従って正弦波パルスの振幅を変更するパルス振幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）であって、
   前記復調手段は、前記全波整流手段により変換された絶対値パルス又は前記積分手段により積分された積分パルスの大きさが前記所定の閾値を超えているか否かを検出し、検出結果に基づいて前記情報を復調する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の復調装置。
4. 前記所定の変調は、情報に従って正弦波パルスの配置を変更するパルス位置変調（Ｐｌｕｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）であって、
   前記復調手段は、前記全波整流手段により変換された絶対値パルス又は前記積分手段により積分された積分パルスの大きさが前記所定の閾値を超えている位置を検出し、該検出した位置に基づいて前記情報を復調する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の復調装置。
5. 前記所定の変調は、情報に従って正弦波パルスの位相を変更するパルス位相変調（Ｐｕｌｓｅ Ｐｈａｓｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）であって、
   前記パルス位相変調された正弦波パルスを受信し、該受信した正弦波パルスを半波整流して正極性又は負極性パルスの変換する半波整流手段をさらに備え、
   前記積分手段は、前記半波整流手段により変換された正極性又は負極性パルスを積分して積分パルスに変換し、
   前記復調手段は、前記積分手段により変換された積分パルスが閾値を超えているタイミングを検出し、該検出したタイミングに基づいて前記情報を復調する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の復調装置。
6. 前記復調装置は、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）通信方式により無線通信された正弦波パルスを復調する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の復調装置。
7. 情報に従って所定の変調がされ、搬送波を用いずに送信された正弦波パルスを受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信した正弦波パルスを全波整流して絶対値パルスに変換する全波整流手段と、
   前記全波整流手段により変換された絶対値パルスの大きさと所定の閾値との大小関係に基づいて前記情報を復調して出力する復調手段と、
   を備える受信装置。
8. 情報に従って所定の変調をした正弦波パルスを搬送波を用いずに送信する送信装置と、
   前記送信装置により送信された正弦波パルスを受信し、該受信した正弦波パルスを全波整流して絶対値パルスに変換し、該変換された絶対値パルスの大きさと所定の閾値との大小関係に基づいて前記情報を復調して出力する受信装置と、
   を備える無線通信システム。
9. 前記無線通信システムは、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）通信システムである、
   ことを特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
10. 情報に従って所定の変調がされた正弦波パルスを全波整流して絶対値パルスに変換する全波整流工程と、
    前記全波整流工程により変換された絶対値パルスの大きさと所定の閾値との大小関係に基づいて前記情報を復調する復調工程と、
    を備える復調方法。
11. 情報に従って所定の変調がされ、搬送波を用いずに送信された正弦波パルスを受信する受信工程と、
    前記受信工程により受信した正弦波パルスを全波整流して絶対値パルスに変換する全波整流工程と、
    前記全波整流工程により変換された絶対値パルスの大きさと所定の閾値との大小関係に基づいて前記情報を復調して出力する復調工程と、
    を備える受信方法。
12. 情報に従って所定の変調をした正弦波パルスを搬送波を用いずに送信する送信工程と、
    前記送信工程により送信された正弦波パルスを受信する受信工程と、
    前記受信工程により受信した正弦波パルスを全波整流して絶対値パルスに変換する全波整流工程と、
    前記全波整流工程により変換された絶対値パルスの大きさと所定の閾値との大小関係に基づいて前記情報を復調して出力する復調工程と、
    を備える無線通信方法。

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