JP2006074609A - Super-wideband radio transmitter, super-wideband radio receiver and super-wideband radio transmission/reception system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタル無線通信システムの分野において注目されている超広帯域の無線送受信方式に関わり、特に非常に広い周波数帯域を利用して高密度のデジタル情報を送信、又は受信する際に好適な超広帯域無線送信装置、及び超広帯域無線受信装置に関するものである。 The present invention relates to an ultra-wideband radio transmission / reception system that has been attracting attention in the field of digital radio communication systems, and particularly suitable for transmitting or receiving high-density digital information using a very wide frequency band. The present invention relates to a broadband wireless transmission device and an ultra-wideband wireless reception device.
近年、多くの移動体無線によって使用できる電波の周波数資源が減少しており、新たな無線通信システムを導入する際に、既存の無線周波数システムが使用していない周波数を割り当てることが極めて困難な状況になっている。
そこで、このような技術分野において周波数資源を有効に再利用する無線技術として超広帯域無線伝送方式が注目を集めている。
この超広帯域無線伝送方式(Ultra Wideband伝送方式、通常UWBと呼ばれている)はデータ信号を極めて微細なパルス信号に変換し、そのままベースバンド信号として伝送媒体に供給するものが源流であり、例えば、伝送するデータのパルス幅を数nSに設定すると、一連の伝送情報が占める占有帯域幅は数GHzであり、ほぼキャリヤ周波数をもつような広い占有周波数帯域になる。
In recent years, the frequency resources of radio waves that can be used by many mobile radios have decreased, and it is extremely difficult to allocate frequencies that are not used by existing radio frequency systems when introducing new radio communication systems. It has become.
Thus, in such a technical field, an ultra-wideband wireless transmission system is attracting attention as a wireless technology for effectively reusing frequency resources.
This ultra-wideband wireless transmission system (Ultra Wideband transmission system, usually called UWB) is a source that converts a data signal into an extremely fine pulse signal and supplies it as a baseband signal to a transmission medium. When the pulse width of the data to be transmitted is set to several nS, the occupied bandwidth occupied by a series of transmission information is several GHz, which is a wide occupied frequency band having almost the carrier frequency.
このようなUWB無線通信では、既存の無線LANで使用される帯域幅に比較して極めて広い帯域伝送方式となっており、この方式の無線送受信方式はその周波数スペクトルが既存の無線送信機や、無線受信機が使用している周波数領域と重なることになる。
しかし、UWB無線送受信方式の場合は伝送電力が広い周波数帯域に分散しているので、この広く分散している周波数スペクトルのレベルは各周波数において極めて小さいレベルであり、特定の周波数帯域で交信されている無線通信に対しては、殆ど影響しないような雑音レベルの信号として扱うこともできる。
したがって、無線通信分野で新たな周波数資源として活用されるべく多くの研究がなされている。
However, in the case of the UWB wireless transmission / reception system, the transmission power is distributed over a wide frequency band, so the level of the widely distributed frequency spectrum is extremely small at each frequency, and communication is performed in a specific frequency band. It can also be handled as a noise level signal that has little effect on existing wireless communications.
Therefore, much research has been done to be utilized as a new frequency resource in the field of wireless communication.
前記したようにUWB通信方式を実現するためには、非常に高い周波数領域の信号波を処理する回路が必要であり、例えば、その電力は小さい消費電流を扱うものであっても、現実の回路としては高密度の集積回路(LSI)で実現することになり、高度な技術と高い困難度が要求される。 As described above, in order to realize the UWB communication method, a circuit for processing a signal wave in a very high frequency region is necessary. For example, even if the power handles a small current consumption, an actual circuit Will be realized with high density integrated circuits (LSIs), and advanced technology and high difficulty are required.
例えば、モノパルス方式のUWB無線通信方式では、情報で変調される1〜数十nSのパルス幅とされた図14(a)のようなモノパルス信号がそのまま電波として送出される。
このようなモノパルス信号波形は、モノパルス波形となるデータが予め記憶されているROMテーブルを用意し、このROMテーブルを超高速のクロックによって読み出すような高密度の集積回路を使用することが考えられている。
また、読み出しタイミングを制御することによって送信データで変調することができるようにした信号処理用の半導体集積回路も必要とされる。
さらには、伝送媒体に送出される超高周波の電波を直接、高速のデジタルデータで断続する変調方式なども検討されているが、超広帯域化するときに派生する信号スペクトルの輻射エネルギを所定の範囲内にとどめるように管理することは極めて困難である。
For example, in the monopulse UWB wireless communication system, a monopulse signal as shown in FIG. 14A having a pulse width of 1 to several tens of nS modulated by information is transmitted as a radio wave as it is.
For such a monopulse signal waveform, it is conceivable to use a high-density integrated circuit that prepares a ROM table in which data to be a monopulse waveform is stored in advance and reads this ROM table with an ultra-high-speed clock. Yes.
There is also a need for a signal processing semiconductor integrated circuit that can be modulated with transmission data by controlling the read timing.
Furthermore, a modulation method that directly and intermittently transmits high-frequency radio waves transmitted to a transmission medium using high-speed digital data is also being studied. It is extremely difficult to manage to stay within.
また、従来のDS(直接拡散)技術をさらに高い周波数領域で実現する回路方式等が検討されているが、現実には通信路パラメータ、すなわち、送受信系をすべて含んだ空間伝搬の伝達関数等を考慮すると、高い困難性を伴うという問題がある。 In addition, a circuit system that realizes the conventional DS (direct diffusion) technology in a higher frequency region has been studied. However, in reality, the transmission path parameters including all transmission / reception systems, etc. When considered, there is a problem of high difficulty.
さらに、直接インパルス(モノパルス)信号で電波として送出する送信信号波は、伝送路でマルチパス、その他の影響を大きく受けると、受信側では殆ど元のパルス波形を残すことができないという問題が生じる。これは伝送路を含めて送受信系全体として広い周波数に亘って均一な群遅延特性を確保できないこと、帯域が制限されてしまっていることに問題があり、その原因となるものは、アンテナ特性、回路フイルタの特性、伝送路のマルチパス、フェージングの発生等複数であり、これらも解決すべき問題点に関わっている。 Furthermore, when a transmission signal wave transmitted as a radio wave with a direct impulse (monopulse) signal is greatly affected by multipath and other influences on the transmission path, there is a problem that the original pulse waveform cannot be left on the receiving side. This is because there is a problem in that uniform group delay characteristics cannot be secured over a wide frequency as a whole transmission / reception system including the transmission path, and the band is limited. There are a plurality of characteristics such as circuit filter characteristics, transmission path multipath, and fading, which are also related to problems to be solved.
したがって、上記したような問題点が解消されないと、受信側で受信した信号を単純にアナログ・デジタル変換(2値化)しても、元々の希望信号の形状を受信側で最適に、つまり送信時の信号波形と同様な信号として復調することは困難である。 Therefore, if the above-mentioned problems are not solved, even if the signal received on the receiving side is simply analog-digital converted (binarized), the original desired signal shape is optimally set on the receiving side, that is, transmitted. It is difficult to demodulate as a signal similar to the time signal waveform.
各国の電波法の規定によるとUWB無線送受信方式の場合は以下のような問題点が生じる。
図14(b)は米国FCCが定める電磁波の放射強度の許容レベルを縦軸に、周波数を横軸としたスペクトルテンプレートを例示したものであるが、UWB無線通信方式では必然的にその信号エネルギーが超広帯域のスペクトルを有するから、各国でそれぞれ規定されている電波法の放射限界レベルを規定したスペクトルテンプレート内に入るようにすることが困難になる場合もある。
According to the regulations of the Radio Law of each country, the following problems occur in the case of UWB wireless transmission / reception systems.
FIG. 14B shows an example of a spectrum template in which the allowable level of electromagnetic wave radiation intensity defined by the US FCC is on the vertical axis and the frequency is on the horizontal axis. In the UWB wireless communication system, the signal energy is inevitably increased. Since it has an ultra-wideband spectrum, it may be difficult to be within the spectrum template that defines the emission limit level of the Radio Law specified in each country.
本発明の超広帯域無線送受信方式はかかる問題点を軽減するためになされたもので、
高密度の伝送データ(パルス信号)を所定の第1の周波数からスタートし、所定の第2の周波数において終了するようにスイープしたチャープ波形によって構築し、送信手段によってこのチャープ波形の信号を間欠的に無線区間に送出すると共に、離間した位置に配置されている受信手段によって前記チャープ波形の信号を受信し、前記伝送データを復調するものである。
The ultra-wideband wireless transmission / reception system of the present invention was made to alleviate such problems,
High-density transmission data (pulse signal) is constructed with a chirp waveform that starts from a predetermined first frequency and ends at a predetermined second frequency, and the signal of this chirp waveform is intermittently transmitted by a transmission means. Are transmitted to the wireless section, and the chirp waveform signal is received by the receiving means arranged at a separated position, and the transmission data is demodulated.
また、本発明の無線送信装置は、送信データを変調する制御信号発生手段と、該制御信号発生手段の出力に基づいて第1の周波数から第2の周波数、または第2の周波数から第1の周波数に変化するチャープ信号波形を発生する周波数発生手段と、前記周波数発生手段の出力を送信するための送信手段を有している。 The radio transmission apparatus of the present invention includes a control signal generation unit that modulates transmission data, and a first frequency to a second frequency, or a second frequency to a first frequency based on an output of the control signal generation unit. Frequency generation means for generating a chirp signal waveform that changes in frequency and transmission means for transmitting the output of the frequency generation means are provided.
そして、本発明の実施の形態ではUWB無線送受信領域内に、干渉を与えるような無線機器の存在を確認したときに、チャープ信号波形を構成するスイープ特性を変更することによって、与干渉となる周波数信号の送出を簡単に禁止することができるようにしている。
なお、この与干渉防止策を施しても伝送情報の誤りデータの多発を防ぐことができる。
In the embodiment of the present invention, when the presence of a wireless device that causes interference is confirmed in the UWB wireless transmission / reception area, the frequency that causes interference is changed by changing the sweep characteristic that forms the chirp signal waveform. Signal transmission can be easily prohibited.
Even if this measure for preventing interference is applied, it is possible to prevent the occurrence of transmission data error data.
本発明の無線受信装置は、チャープ信号波形とされている電波を受信する受信手段と、該受信手段によって受信されたチャープ信号を所定の帯域毎に検出する複数の帯域通過フイルタと、前記各フイルタの出力のエンベロープを検出する検出手段と、該検出手段の検出出力を順次所定の時間だけ遅延して圧縮する遅延手段と、該遅延手段の圧縮された出力を合成して受信合成信号を出力する合成手段を備えているものである。 The wireless receiver of the present invention includes a receiving unit that receives a radio wave having a chirp signal waveform, a plurality of band-pass filters that detect a chirp signal received by the receiving unit for each predetermined band, and each of the filters. Detecting means for detecting the output envelope, delay means for sequentially delaying and compressing the detection output of the detecting means for a predetermined time, and combining the compressed outputs of the delay means to output a received composite signal It is provided with a synthesis means.
本発明の無線受信装置はUWB無線受信環境に干渉波が存在するときは、受信したチャープ信号波形の所定の領域毎に検出された信号の一部をスイッチング手段によって出力しないように制御して、干渉波信号成分を除去することが簡単にできると共に、復調された信号が圧縮・合成によって構成されているため、干渉波の除去によってもBER(信号誤り率)が殆ど低下しない。
なお、本発明の他の実施の形態としては、超広帯域無線送受信において、さらにデータの転送レートを高くするために、送信側で低速の送信データを超広帯域用の高速なパルスレートに変換するための例えば符号拡散手段と、受信側で前記高速のパルスレートに変換された受信信号を低速の受信データに変換する例えば逆拡散手段を備えるようにすることもできる。
When there is an interference wave in the UWB wireless reception environment, the wireless reception device of the present invention controls so that a part of the signal detected for each predetermined region of the received chirp signal waveform is not output by the switching means, The interference wave signal component can be easily removed, and the demodulated signal is configured by compression / combination, so that the BER (signal error rate) is hardly lowered even by removing the interference wave.
As another embodiment of the present invention, in order to further increase the data transfer rate in the ultra-wideband wireless transmission / reception, the transmission side converts low-speed transmission data into a high-speed pulse rate for ultra-wideband. For example, a code spreading means, and a despreading means for converting the received signal converted into the high-speed pulse rate on the receiving side into low-speed received data can be provided.
本発明は、伝送すべき情報となる送信データを、ビット伝送速度に準拠した所定の期間、連続的に変化するチャープ波形によって構築するようにしているので、UWB無線送受信方式の伝送システムを採用する際に、伝送信号を簡単な回路構成によって実現することができるようになる共に、送信時の電力スペクトルを所望の範囲に管理することが容易にできる。また、受信時には帯域毎に分割された信号処理を行えばよいので、伝送路の広帯域な群遅延特性に基づく種種の問題を低減することができる。 In the present invention, transmission data that is information to be transmitted is constructed with a chirp waveform that continuously changes for a predetermined period in accordance with the bit transmission rate, and therefore a transmission system using a UWB wireless transmission / reception system is employed. In this case, the transmission signal can be realized with a simple circuit configuration, and the power spectrum at the time of transmission can be easily managed in a desired range. Moreover, since it is sufficient to perform signal processing divided for each band at the time of reception, various problems based on a wide group delay characteristic of the transmission path can be reduced.
すなわち、信号データの遅延・圧縮処理によってS/N比の向上を計ることができ、BER(Bit errer rate)も低減させることができる。
また、UWB通信方式であるにも関わらず送信エネルギーを規定のスペクトルテンプレート内に収めることが容易である。
That is, the S / N ratio can be improved by the delay / compression processing of the signal data, and the BER (Bit error rate) can also be reduced.
In addition, despite the UWB communication method, it is easy to fit the transmission energy within a specified spectrum template.
本発明の超広帯域無線送受信方式では、送信データ(パルス信号)、または例えばPN符号系列によって直接拡散した高速の送信データに基づいて電圧可変発振器等を制御し、この一連の各ビットデータに基づいて第1の周波数から第2の周波数、または、及び第2の周波数から第1の周波数に所定の特性を持って変化するようなチャープ(CHIRP)信号を発生する。
所定の範囲でスイープされているチャープ信号が所定のビット転送速度に基づいて間欠的に放射手段から無線区間に送出され、離間した位置に配置されている受信手段によって受信される。
受信手段はチャープ信号の所定の周波数を抽出する複数個のフイルタ手段と、このフイルタ手段のエンベロープ出力信号を所定の時間遅延する遅延手段によって圧縮し、モノパルス波形に変換し、必要があればレート変換、逆拡散等を行って送信情報を復号するようにしている。
In the ultra-wideband radio transmission / reception system of the present invention, the voltage variable oscillator and the like are controlled based on transmission data (pulse signal) or high-speed transmission data directly spread by, for example, a PN code sequence, and based on each series of bit data. A chirp (CHIRP) signal is generated that changes with a predetermined characteristic from the first frequency to the second frequency or from the second frequency to the first frequency.
A chirp signal swept in a predetermined range is intermittently transmitted from the radiating means to the radio section based on a predetermined bit transfer rate, and is received by the receiving means arranged at a separated position.
The receiving means compresses the envelope output signal of the filter means by a plurality of filter means for extracting a predetermined frequency of the chirp signal by a delay means for delaying by a predetermined time, converts it to a monopulse waveform, and converts the rate if necessary. The transmission information is decoded by despreading or the like.
図1は本発明の超広帯域無線送受信方式を実現するための送信側ブロック図の1例を示したものである。
この図において100は制御信号発生部を示し、この制御信号発生部100は伝送情報をデジタル信号に変換した送信データに対して種種の信号処理を施すことができるものとする。
図1の場合は制御信号発生部100に入力された送信データは演算器103に供給され、所定のクロック周波数を発生するシンセサイザ101から供給されているクロックによって駆動されている拡散信号生成器(PN系列符号発生器)102の出力によって高速の拡散符号に変換されるが、例えば、単なる測定パルス波形や、センシング信号、工場内の各種制御信号、パルス変調信号等の低速のビットデータを出力するものでもよい。
FIG. 1 shows an example of a transmission side block diagram for realizing the ultra wideband wireless transmission / reception system of the present invention.
In this figure, reference numeral 100 denotes a control signal generator, and this control signal generator 100 can perform various kinds of signal processing on transmission data obtained by converting transmission information into a digital signal.
In the case of FIG. 1, the transmission data input to the control signal generator 100 is supplied to the
110はチャープ(CHIRP)信号発生部を示し、データ判定回路111と、ランプ信号発生回路112、及びランプ信号発生回路112の出力信号によって周波数が可変する周波数制御発振器113等を備えている。
この実施例によれば、制御信号発生部100から出力されたビットデータはデータ判定回路111で2値データに判別され、「1」または「0」の値がそれぞれランプ信号発生回路112に供給される。そして、2値データに基づいて発生するランプ信号に基づいて周波数制御発振器113の出力周波数が制御される。
チャープ信号波形及びランプ信号波形の具体例を図2(a)(b)に示す。
チャープ信号波形(a)はランプ信号波形(b)のレベルに対応してその周波数が変化する(スイープする)信号であり、例えば図2の場合はランプ信号が所定のレベルVth以上になる期間Tsで交番信号がスイープされるように構成されている。
また、図2(c)に示す断続信号(114)によってスイープ期間を定め、この信号により、後で述べるように論理回路140を制御して、スイープ期間のみ電波が出力されるように制御することができる。
A chirp signal generation unit 110 includes a
According to this embodiment, the bit data output from the control signal generation unit 100 is determined as binary data by the
Specific examples of the chirp signal waveform and the ramp signal waveform are shown in FIGS.
The chirp signal waveform (a) is a signal whose frequency changes (sweeps) according to the level of the ramp signal waveform (b). For example, in the case of FIG. 2, the period Ts during which the ramp signal is equal to or higher than a predetermined level Vth. So that the alternating signal is swept.
Also, the sweep period is determined by the intermittent signal (114) shown in FIG. 2 (c), and the
チャープ信号を形成する交番信号の周波数はランプ信号波形のレベルに対応して変化されるので、ビット速度の基準となるスイープ期間Tsでは、第1の周波数f1から第2の周波数f2に向かって直線的にスイープされ、次に入力されたビットデータに基づいて、所定の期間TR後に次のチャープ信号が出力される。
この実施の形態では、例えば期間t1,t2のデータ「1」の時をアップチャープ信号波としており、ランプ信号が所定のレベルVthになると、周波数がf1から連続的に変化してさらに高い周波数f2に変化するように制御される。
また、期間t3に見られるようにデータが「0」となるときは、ランプ信号の傾斜が逆になることによってダウンチャープ信号波となり、高い方の周波数f2から連続的に低下して低い方の周波数f1に至るように制御される。
上記期間TRは送信ビットレートに関連して定められるとともに、前記スペクトルテンプレートで許容される周波数で決められる。
Since the frequency of the alternating signal forming the chirp signal is changed in accordance with the level of the ramp signal waveform, in the sweep period Ts which is a reference of the bit rate, a straight line from the first frequency f1 to the second frequency f2 The next chirp signal is output after a predetermined period TR based on the bit data input next and the next input bit data.
In this embodiment, for example, the data “1” in the periods t1 and t2 is an up-chirp signal wave, and when the ramp signal reaches a predetermined level Vth, the frequency continuously changes from f1 to a higher frequency f2. It is controlled to change.
In addition, when the data becomes “0” as seen in the period t3, the ramp signal has a reverse slope and becomes a down chirp signal wave, which continuously decreases from the higher frequency f2 and decreases to the lower one. Control is performed to reach the frequency f1.
The period TR is determined in relation to the transmission bit rate and is determined by the frequency allowed by the spectrum template.
周波数制御発振器(VCO)113から出力されるチャープ信号は、高周波電力増幅器120を介してアンテナより放射される。
130は与干渉制御回路であり、この与干渉制御回路130の出力をゲート回路140を介して高周波増幅器120に供給し、その出力を制御することによって、超広帯域無線送受信を行っている環境において、他の無線機器に与える特定周波数の干渉波を放出しないように制御することができる。
すなわち、チャープ信号を出力しない期間TR、及び後で述べる与干渉の原因となる周波数が出力されるタイミングでは、断続信号114の信号、又は与干渉制御回路130の信号出力によりゲート回路140を開き、高周波電力増幅器120の出力がオフとなるように制御している。
The chirp signal output from the frequency controlled oscillator (VCO) 113 is radiated from the antenna via the high
130 is an interference control circuit. In an environment where ultra-wideband wireless transmission / reception is performed by supplying the output of the
That is, the
図3(a)は第1の周波数をf1、第2の周波数をf2としたときのチャープ信号波形におけるスイープ周波数の変化を周波数軸上で示したものであり、また、同図(b)はスイープする信号のスピードを示す。
各チャープ信号の周波数がスイープされている時間は情報の転送レート、または実際の送信転送レートを決める制御信号発生部のレートマッチングに基づいて決めることができ、一般的にはビット速度が高くなれば各チャープ信号のスイープ時間も短くする。
FIG. 3A shows the change of the sweep frequency in the chirp signal waveform on the frequency axis when the first frequency is f1 and the second frequency is f2, and FIG. Indicates the speed of the signal to sweep.
The time during which the frequency of each chirp signal is swept can be determined based on the rate matching of the control signal generator that determines the transfer rate of information or the actual transmission transfer rate. Generally, if the bit rate increases Also shorten the sweep time of each chirp signal.
例えば、スイープ周波数をf1からf2としたときにビット速度が50Mbpsではスイープ時間は図3(b)のAに示すようにT1=20nS以下に設定され、100Mbpsでは同図Bに示すようにT2(約10nS)以下とすると共にスイープの断続する期間TRも考慮する必要がある。
また、チャープ信号波形を形成するチャープ周波数の使用範囲(f1〜f2)は、先に示した電波法で規定されるスペクトルテンプレートにより制限され、FCCのスペクトルマスクをクリアする場合は、ほぼ4〜10GHzを採用することができる。
また、このチャープ信号波形は受信側のフィルタの特性や、多重通信として使用する場合を考慮すると、4GHz〜7GHzと7GHz〜10GHzの2種類のチャープ信号として使用するようにすることもでき、さらに細かく帯域分割することも可能である。
For example, when the sweep frequency is changed from f1 to f2, when the bit rate is 50 Mbps, the sweep time is set to T1 = 20 nS or less as shown in A of FIG. 3B, and at 100 Mbps, T2 ( It is necessary to consider the period TR during which the sweep is interrupted.
In addition, the use range (f1 to f2) of the chirp frequency forming the chirp signal waveform is limited by the spectrum template defined by the Radio Law described above, and approximately 4 to 10 GHz when clearing the FCC spectrum mask. Can be adopted.
Further, this chirp signal waveform can be used as two kinds of chirp signals of 4 GHz to 7 GHz and 7 GHz to 10 GHz in consideration of the characteristics of the filter on the receiving side and the case of use as multiplex communication. Band division is also possible.
チャープ信号とチャープ信号の間は無出力となるように制御されるが、この無出力となる期間を適当に選ぶことによって転送ビット速度はT=Ts+TRとなる。
また、このチャープ信号による無線通信時における信号帯域fbwは、ビット速度にもよるが、ほぼ周波数│f1−f2│と考えることができる。
The chirp signal is controlled so that there is no output between the chirp signal, but the transfer bit rate becomes T = Ts + TR by appropriately selecting the period during which there is no output.
Further, the signal band fbw at the time of wireless communication using the chirp signal can be considered as a frequency | f1-f2 |, though it depends on the bit rate.
図4は本発明の超広帯域帯域無線送受信方式の受信部とされる部分のブロック図を示している。
この図において201は広帯域の受信アンテナ、202は広帯域の信号を増幅するための低雑音高周波増幅器、203は低雑高周波音増幅器203の出力を分配する分配回路でこのブロック図ではN個の出力に分配している。
分配された各出力は、例えばその帯域幅fBWが(fbw/N)よりやや大きくなるように設定されたN個の帯域通過フイルタBPF1、BPF2、BPF3・・・・・BPFnからなる帯域通過フイルタ群(以下、バンドパスフィルタBPFという)204に入力され、各バンドパスフィルタBPF(1.2.・・・n)の出力はその出力信号のエンベロープを検出するN個の検波器205に供給される。
FIG. 4 shows a block diagram of a part which is a receiving unit of the ultra-wideband wireless transmission / reception system of the present invention.
In this figure, 201 is a wideband receiving antenna, 202 is a low noise high frequency amplifier for amplifying a wideband signal, and 203 is a distribution circuit for distributing the output of the low noise high
Each distributed output is, for example, a band pass filter group consisting of N band pass filters BPF1, BPF2, BPF3... BPFn whose bandwidth fBW is set to be slightly larger than (fbw / N). (Hereinafter referred to as a bandpass filter BPF) 204, and the output of each bandpass filter BPF (1.2... N) is supplied to
206A、206Bはそれぞれ所定の遅延特性を持ったN個の遅延回路からなる第1,及び第2の遅延回路群であり、第1の遅延回路群206Aの場合は(K-1)ts、第2の遅延回路群206Bの場合は(n-K)ts、但し(K=1,2,3,・・・・n)からなる遅延量に設定され、次に示す信号波形に見られるように、受信されたチャープ信号のスイープ時間TsをN分割した時間ts(ts=Ts/N)となるような遅延の差分量を有するように設定されている。
そして、第1,及び第2の各遅延回路群206A、206Bの出力はそれぞれ信号合成器207A、207Bに入力され、その出力は判別回路208に供給される。
判別回路208は前記信号合成器207Aと207Bの出力レベルを比較して有意性のある方の信号(通常は信号レベルの高い方の信号)をビットデータ「1」または「0」として出力する。
そして、2値化されたビットデータがレート変換回路209、及び復号回路210に供給され、受信された伝送情報を出力する。
レート変換回路119は送信時に行った転送データのレート変換処理操作を元の信号処理レートに戻すものであり、例えば送信時に符号拡散処理を行っている場合は、逆拡散回路によって構成されるが、このレート変換回路119は必ずしも必要とされるものではない。
The outputs of the first and second
The
Then, the binarized bit data is supplied to the
The rate conversion circuit 119 returns the rate conversion processing operation of the transfer data performed at the time of transmission to the original signal processing rate. For example, when code spreading processing is performed at the time of transmission, the rate conversion circuit 119 is configured by a despreading circuit. This rate conversion circuit 119 is not necessarily required.
以下、上記受信回路においてバンドパスフィルタの個数Nが5個の場合について受信データの復調を説明する。
図5(a)は受信したアップチャープ信号波形を、例えば5個のBPFフィルタを介して出力したときの信号波形である。
この場合5個のBPF(1.2.3.4.5)の中心周波数は前記チャープ信号波形のスイープ範囲を5分割した時点で出力される周波数となるように設定されているので、各バンドパスフィルタBPF(1,2,3,4,5)の出力は、図に示すようにt1、t2、t3,t4、t5の時間間隔で異なる5個の周波数からなる信号として得られる。
Hereinafter, demodulation of received data will be described in the case where the number N of band-pass filters in the receiving circuit is 5.
FIG. 5A shows a signal waveform when the received up-chirp signal waveform is output through, for example, five BPF filters.
In this case, the center frequency of the five BPFs (1.2.3.4.5) is set to be a frequency output when the sweep range of the chirp signal waveform is divided into five, so that each band As shown in the figure, the output of the pass filter BPF (1, 2, 3, 4, 5) is obtained as a signal having five frequencies that are different at time intervals t1, t2, t3, t4, and t5.
この各信号のエンベロープが検波器205によって図5(b)に示すように得られる。
さらにこのエンベロープ信号波Det(1,2,3,4,5)は、次の遅延回路群206Aを構成する遅延回路の各々において順次遅延されて出力されるが、5個の遅延回路の遅延量が図の矢印に示すように時間tsの整数倍(d1,d2,・・・d5)となるように順次小さくなるように設定することによって、図5(c)に示すように遅延回路群206Aの出力側ではtn時間軸上に集められる。
そして、この時間軸上に集合した出力信号が合成器207Aにより圧縮・合成され同図(d)に示すようなモノパルス波形に変換される。
The envelope of each signal is obtained by the
Further, the envelope signal wave Det (1, 2, 3, 4, 5) is sequentially delayed and outputted in each of the delay circuits constituting the next
Then, the output signals gathered on the time axis are compressed and synthesized by the
前記チャープ信号波形は、例えばビットデータの「1」を示すアップチャープ信号の場合を示したが、例えばビットデータが「0」を示すダウンチャープ信号波形の場合は、第1の遅延回路群206Aの出力点で時間軸tn上に検波エンベロープ信号が集合しない。
そこで、ダウンチャープ信号波形を検出する場合は、前記各通過帯域フィルタ群204のエンベロープ検波出力は第2の遅延回路群206Bにおいて検出されるようにしている。
以下 、同様にビットデータ「0」となっているときのチャープ信号を5分割してダウンチャープ信号波形からモノパルス信号の検出を行う場合を図6により説明する。
この場合は図6(a)に示すように受信したダウンチャープ信号は、バンドパスフィルタBPF(1、2.3.4.5)から順次フイルタを通過した信号が時間t(1,2,3,4,5)毎に出力される。
For example, the chirp signal waveform is an up-chirp signal indicating bit data “1”. However, when the chirp signal waveform is a down-chirp signal waveform indicating bit data “0”, for example, the first
Therefore, when detecting the down-chirp signal waveform, the envelope detection output of each
Hereinafter, a case where a monopulse signal is detected from a down chirp signal waveform by dividing the chirp signal when the bit data is “0” into five will be described with reference to FIG.
In this case, as shown in FIG. 6 (a), the received down chirp signal is the time t (1, 2, 3) that passes through the filter sequentially from the bandpass filter BPF (1, 2.3.4.5). , 4, 5).
この信号は図6(b)のように次の検波器においてそれぞれエンベロープが抽出された出力波形Det(1,2,3,4,5)に変換され、遅延時間が第1の遅延回路群206Aの各遅延回路の遅延量と逆となるように配列されている遅延回路DL(1,2,3,4,5)に供給されるので、図6(c)に示されるように信号合成器207Bにおいて或る時間軸上tnで各エンベロープ信号が圧縮されて合成される。
この場合、この第2の遅延回路群206Bに入力されたアップチャープ信号波形の検出信号は、遅延回路群206Bでは発散する方向に遅延され特定時間軸に集まることはない。
As shown in FIG. 6B, this signal is converted into an output waveform Det (1, 2, 3, 4, 5) from which each envelope is extracted in the next detector, and the delay time is the first delay circuit group 206A. 6 is supplied to the delay circuit DL (1, 2, 3, 4, 5) arranged so as to be opposite to the delay amount of each of the delay circuits, so that a signal synthesizer as shown in FIG. In 207B, each envelope signal is compressed and synthesized at a certain time axis tn.
In this case, the detection signal of the up-chirp signal waveform input to the second
このようにして受信したアップチャープ信号は信号合成器207Aにおいて圧縮合成されたモノパルスを形成すると共に、受信したダウンチャープ信号は合成器207B側で圧縮合成されたモノパルス信号を形成するので、この信号合成器207A、207Bの信号成分を相互に比較してその出力を2値信号の「1」 「0」に対応するように判別する判別回路208を設ければ、送信側でビットデータに基づいて変調した信号を検出することができる。
The up-chirp signal received in this way forms a monopulse compressed and synthesized in the
なお、この場合、判別回路208は単純なコンパレータによって構成することができるが、信号合成器207(A・B)の双方にあるレベル以上の信号が検出できない場合は、受信データがないことを判別することが好ましい。
209は送信情報をPN系列で拡散した場合は、データを逆拡散する逆拡散回路を含むレート変換回路であり、210は受信データから送信情報を復元するための復号回路である。
In this case, the
図7は本発明の他の実施例を示す受信手段をブロック図としたものである。
このブロック図においても先の図4の受信手段と同様に、広帯域のアンテナ301と低雑音で広帯域の高周波増幅器302,及びその出力をN個の出力端子に供給する分配回路303を備えている。
分配回路303の出力はそれぞれN個の周波数変換を行う周波数変換回路304に供給される。この周波数変換回路304は分配回路303から出力されたチャープ信号を一定の中間周波数IFを含む信号に変換するものであって、チャープ信号のスイープ範囲をn分割したタイミングで受信された周波数の信号を中間周波数IFに変換するように周波数混合器305(1、2,3,・・・n)と局部発振器306(1、2,3,・・・n)が設けられている。
FIG. 7 is a block diagram showing a receiving means according to another embodiment of the present invention.
Also in this block diagram, similarly to the receiving means of FIG. 4, a
The output of the
そして、このシンセサイザ回路304から出力された信号の中間周波数IFに対応した信号が通過するように設定されたN個のバンドパスフイルタ回路を含む帯域通過フイルタ回路群307に供給される。
また、帯域通過フイルタ回路群307の各出力信号はそれぞれ検波器308に入力され、信号のエンベロープ波形が検出される。
この各検波器308から出力された複数個のエンベロロープ検出信号は、先に図5,6の(b)で示したようにチャープ信号波形のスイープ範囲をN分割したタイミングの信号レベルを示している。
したがって、このエンベロープ検出波形は次のN個の遅延回路の2組で構成される遅延回路群309に入力することによって、先に説明したようにチャープ信号を受信した直後のある時間軸上に集めることができると共に、この時点で圧縮・合成されたモノパルス信号を信号合成回路310、311において形成することができる。
Then, the signal is supplied to a band pass
Each output signal of the bandpass
The plurality of envelope detection signals output from each
Therefore, this envelope detection waveform is collected on a certain time axis immediately after receiving the chirp signal as described above by inputting to the
なお、遅延回路群309を構成する各遅延回路の遅延量は、先に述べたようにチャープ信号波形を形成するスイープ時間Ts内をn分割した時間tsのほぼ整数倍となるように設定するが、この遅延量は前記した図4の第1,第2の遅延回路206A,206Bに対応して決めることになる。
Note that the delay amount of each delay circuit constituting the
すなわち、この実施例でも斜線を施していない第1の遅延回路群と、斜線を施したもう1組の第2の遅延回路群の配列が示されている。そして、斜線を施していない第1の遅延回路群の出力を合成する信号合成器310と、斜線を引いた第2の遅延回路群の出力を合成する信号合成器311、及び該信号合成器310、311の出力からビットデータを判別して種種の信号処理を行う制御回路312が設けられている。
図4で説明したように第1の遅延回路群と、信号合成器310によってビットデータが「1」となるアップチャート信号の合成出力が得られる。また、図4に説明したように第2の遅延回路群の遅延量が斜線を引いていない第1の遅延回路群の配列と逆方向になるように設定し、この第2の遅延回路群の出力を合成する信号合成器311を設けると、チャープ信号のビットデータが「0」となるダウンチャープ信号を検出することができる。
このように2個の信号合成器310,311の出力を前述したような判別機能を有している制御回路312において比較することによって、アップチャート信号とされている例えばビットデータ「1」と、ダウンチャート信号とされている例えばビットデータが「0」となる信号を検出し、また、種種の信号処理を施すことができる。
That is, this embodiment also shows an arrangement of a first delay circuit group not hatched and another set of second delay circuit groups hatched. Then, a
As described with reference to FIG. 4, the first delay circuit group and the
Thus, by comparing the outputs of the two
図7に示す本発明の超広帯域帯域無線受信装置の場合は、チャープ信号からモノパルスを生成する時の周波数の抽出が、同一の中間周波数を通過帯域とする同一構成のバンドパスフイルタBPF(if)によって構成できると共に、各局部発振器306(1〜n)の発振周波数をシンセサイザ方式で定めるように設計することによって、半導体集積回路化が容易になり回路設計が量産化に向いているという利点がある。 In the case of the ultra-wideband wireless receiver of the present invention shown in FIG. 7, the bandpass filter BPF (if) having the same configuration in which the extraction of the frequency when generating the monopulse from the chirp signal uses the same intermediate frequency as the passband. In addition, by designing the oscillation frequency of each local oscillator 306 (1 to n) to be determined by a synthesizer method, there is an advantage that the semiconductor integrated circuit is easy and the circuit design is suitable for mass production. .
ところでUWB無線方式の場合は、その広い周波数帯域に起因して他の通常の無線機器との間で与干渉や被干渉の問題が生じる。
すなわち、従来から運用されている例えば無線LAN通信網、衛星通信網等に対して使用されているGHzオーダのキャリヤ周波数(2,4GHz帯、5、2GHz帯等)がUWB無線通信方式の帯域内で重畳し、このキャリヤ周波数が送信側では与干渉を、受信側では被干渉周波数となる。
By the way, in the case of the UWB wireless system, there is a problem of interference or interference with other ordinary wireless devices due to the wide frequency band.
That is, the carrier frequency (2, 4 GHz band, 5, 2 GHz band, etc.) in the order of GHz used for, for example, wireless LAN communication networks and satellite communication networks that have been used in the past is within the UWB wireless communication system band. And this carrier frequency becomes an interference frequency on the transmission side and an interfered frequency on the reception side.
図8は他の無線機器に対して与干渉となる周波数が出力しないようにしたUWB無線装置の一例を示したもので、510はアンテナ切り換えスイッチ、520はスイーパ受信機、530は与干渉制御回路、540はUWB送信機である。
UWB送信機540は先に示した本発明の図1のようにチャープ信号を送信出力とする無線送信装置であり、情報送信時にはアンテナスイッチ510のb接点を介して送信データで変調されたチャープ信号を出力する。
FIG. 8 shows an example of a UWB wireless device that prevents the frequency that causes interference with other wireless devices from being output. 510 is an antenna changeover switch, 520 is a sweeper receiver, and 530 is an interference control circuit.
The
本例ではこのチャープ信号からなる電波を送出する際にスイッチ510をa接点に切り換え、スイーパ受信機によって送信帯域内のキャリヤセンスを行う。
そして、このキャリヤセンスにより受信されたRF信号波を検波してその検出レベルが与干渉制御回路530に供給される。与干渉制御回路530はスペクトルアナライザ、検出データの記録を行うRAM、制御信号発生回路等を備え、与干渉制御回路530において干渉障害が生じると判定された周波数がチャープ信号の掃引周波数と合致するときは、干渉防止用の信号をUWB送信機540に供給する。
In this example, the
The RF signal wave received by this carrier sense is detected, and the detected level is supplied to the
UWB送信機540は本発明の図1に示されているようにチャープ信号発生部110を備えているので、図2に示したようにチャープ信号を形成する第1の周波数f1〜第2の周波数f2の間に干渉周波数が生じないようにランプ信号波形を形成する。
Since the
図9(a)は与干渉を防止するためのランプ信号波形の例を示したもので、例えば干渉周波数f3(5GHz)が検出されたときは、この周波数f3の前後で欠落するランプ信号を形成し太線の部分のみで電圧制御発振器を駆動するように制御する。
また、同図(b)の場合は同じく干渉周波数がf3の場合、この周波数f3の前後の周波数を含むタイミングtiおいては掃引時間が零となるように設定し、実質的に干渉周波数f3がチャープ信号波形から除去されるように駆動する。
FIG. 9A shows an example of a ramp signal waveform for preventing an interference. For example, when an interference frequency f3 (5 GHz) is detected, a missing ramp signal is formed before and after the frequency f3. Control is performed so that the voltage controlled oscillator is driven only by the thick line portion.
In the case of FIG. 5B, similarly, when the interference frequency is f3, the sweep time is set to be zero at the timing ti including the frequencies before and after this frequency f3. Drive to be removed from the chirp signal waveform.
次に、UWB受信装置が受信側の妨害周波数の影響をできるだけ受けないようにするために被干渉防止制御を行う場合についてのべる。
図10は先に本発明の図4に示した受信装置のブロックの一部を示したもので、受信されたチャープ信号波形は帯域通過フイルタ群203において例えばN個の周波数単位で検出され、検波器204を介してエンベロープ信号が形成されると共に、次に所定の遅延回路群205において各出力信号が遅延圧縮され、モノパルスに形成される。
Next, a case will be described in which interference prevention control is performed in order to prevent the UWB receiver from being affected by the interference frequency on the receiving side as much as possible.
FIG. 10 shows a part of the block of the receiving apparatus shown in FIG. 4 of the present invention. The received chirp signal waveform is detected by, for example, N frequency units in the band-
本実施例の場合は、この信号処理を行う各回路に共通するように選択スイッチ群510と、キャリヤセンス回路520、及びスイッチ選択回路530を設ける。
そして、キャリヤセンス回路520において被干渉波となる周波数が検出されると、その周波数を示す信号がスイッチ選択回路530に入力され、被干渉波周波数がチャープ信号のスイープ周波数に該当しているときは。その周波数に該当するバンドパスフイルタ、例えばBPF(k)の信号処理回路のラインのスイッチSW(k)を開く。
なお、キャリアセンス回路520はアンテナ入力に接続しないで、図10の点線で示すようにN個の検波器204の各出力を取り込み、被干渉となっている検出レベルの大きい周波数を検出してスイッチ選択回路530を制御するようにしてもよい。
このように構成すると、本発明のUWB無線受信システムでは被干渉周波数に対応した周波数成分がチャープ信号周波数帯域から除去されたものになり、BERを向上することができる。
なお、上記被干渉波対策及び与干渉対策では、本発明のチャープ信号の周波数スペクトル内に干渉する周波数が存在することをスイーパ受信機や、キャリアセンス回路によって検出するように説明したが、干渉波となる周波数が予め判明している通信環境では、そのような周波数が送信側で出力されないようチャープ信号発生部のスイープ制御を行うように設計すればよい。
また、受信側でも被干渉となる周波数成分があらかじめ判明しているときは、その周波数成分の信号が検出されないようにフイルタの特性を設定したり、遅延回路の特性を制御したりすることもできる。
In the case of this embodiment, a
When the
Note that the
With this configuration, in the UWB wireless reception system of the present invention, the frequency component corresponding to the interfered frequency is removed from the chirp signal frequency band, and the BER can be improved.
In the above-described countermeasure against the interfered wave and the countermeasure against interference, it has been described that the presence of an interfering frequency in the frequency spectrum of the chirp signal of the present invention is detected by a sweeper receiver or a carrier sense circuit. In a communication environment in which the frequency to be obtained is known in advance, the chirp signal generation unit may be designed to perform sweep control so that such a frequency is not output on the transmission side.
Also, when the frequency component that causes interference is known in advance on the receiving side, it is also possible to set the filter characteristics and control the delay circuit characteristics so that the signal of the frequency component is not detected. .
上記UWB通信方式の場合は超広帯域の伝送情報に基づいて構築され、多局間多重通信を行うことはあまり考えられないが、複数個の超広帯域無線送受信方式が同一地区に重合して存在する場合は、広帯域のスペクトルエネルギで構成される多局間多重通信において問題が生じるおそれがある。しかし、本発明のチャープ方式による超広帯域無線送受信方式では、伝送される電波の周波数スペクトルが比較的コントロールしやすいので、以下に示すように多重化技術によって多局間通信をも容易にできるようになる。 In the case of the above UWB communication system, it is constructed based on ultra-wideband transmission information, and it is unlikely that multi-station multiplex communication will be performed, but multiple ultra-wideband wireless transmission / reception systems exist in the same area In such a case, there is a possibility that a problem may occur in multi-station multiplex communication composed of broadband spectrum energy. However, in the ultra-wideband wireless transmission / reception system according to the chirp system of the present invention, the frequency spectrum of the transmitted radio wave is relatively easy to control, so that multi-station communication can be facilitated by multiplexing techniques as shown below. Become.
図11は本発明のチャープ方式で超広帯域無線送受信方式を構築するときのバンドの設定を示したもので、チャープ信号によって占有される信号帯域が、例えば図(a)に示すように1GHzの帯域Aの場合は、チャープ信号のスイープ制御のみによって、これを同図(b)に示すように500MHzの帯域B、及びCとして多重化通信にすることができる。
このような周波数分割多重は先に説明したようにチャープ信号波形のスイープ周波数の範囲を適宜設定することによって簡単に実現することができる。
FIG. 11 shows the band setting when constructing an ultra-wideband wireless transmission / reception system using the chirp system of the present invention. The signal band occupied by the chirp signal is, for example, 1 GHz as shown in FIG. In the case of A, only by sweep control of the chirp signal, this can be multiplexed as 500 MHz bands B and C as shown in FIG.
Such frequency division multiplexing can be easily realized by appropriately setting the sweep frequency range of the chirp signal waveform as described above.
図12は同じく超広帯域無線送受信方式のチャンネルを多重化する他の実施例を示したものである。この実施例ではチャープする周波数のスイープ時間のプロファイルを各交信機毎に特定の関数となるように変化させるもので、例えばチャンネル1(CH1)ではスイープ特性が比較的緩やかに変化するように設定し、チャンネル2(CH2)の方ではスイープ時間を早くするように設定する。
そして、各チャンネル毎にこのプロファイルに対応してバンドパスフイルタの通過帯域と遅延回路群の遅延量を設定し、この遅延量の違いによって受信側では異なるプロファイルの送信データが検出(圧縮・集積)できないようにする。
FIG. 12 also shows another embodiment for multiplexing channels of the ultra-wideband wireless transmission / reception system. In this embodiment, the sweep time profile of the frequency to be chirped is changed so as to become a specific function for each communication device. For example, in channel 1 (CH1), the sweep characteristic is set to change relatively slowly. Channel 2 (CH2) is set so that the sweep time is shortened.
For each channel, the passband of the bandpass filter and the delay amount of the delay circuit group are set corresponding to this profile, and transmission data of a different profile is detected (compression / accumulation) on the receiving side due to the difference in the delay amount. I can't do it.
また、従来の通信方式に採用されているように時分割でチャープ信号波形が発生するように各チャンネル間の通信環境を設定することもできる。
すなわち、図13に示すように先の受信回路に示したバンドパスフイルタBPF群203,検波器群204,および遅延回路群205からなる受信部において、各検出波形を合成する信号合成器の前段に所定のタイミングで開閉するスイッチ群401を設け、このスイッチ群401によって受信した検出信号を各チャンネル毎に時分割的に制御する。
In addition, the communication environment between the channels can be set so that a chirp signal waveform is generated in a time division manner as employed in the conventional communication method.
That is, as shown in FIG. 13, in the receiving unit composed of the bandpass
非同期の場合、通信を開始する前(タイミングを捕捉するまで)はスイッチングコントロールが難しいが、一度、通信が開始され送受送間でタイミングが例えばビット同期回路402によって捕捉されると、その信号に基づいて自分のチャンネルの通信タイミングを把握することができるから、そのタイミング信号に基づいてSW制御回路403を制御し、このSW制御回路403の出力によって自局のタイミングでスイッチ群401を開閉し情報を復調すれば、これによって不要な干渉波を排除し目的とする通信信号の情報のみを適切に抽出することができる。
なお、タイムホッピングという技術によって時間をずらしデータ通信を行う技術(スペクトル拡散通信で行われている)を応用すればより高度な多局間多重通信も実現できる。
In the case of asynchronous, switching control is difficult before communication is started (until timing is captured). However, once communication is started and timing is captured by, for example, the
Note that more advanced multi-station multiplex communication can be realized by applying a technology for performing data communication by shifting the time by a technology called time hopping (performed by spread spectrum communication).
本発明の超広帯域無線送受信方式は上記したように従来のUWB無線送受信方式に見られるように、数十pS〜数十nSのパルス幅となるような細いモノパルス信号を作る必要がなく、周波数を変化させたキャリヤ信号を連続的に出力すればよいことになるので、周波数領域で見た場合、線スペクトルが周波数変動していることになる。
これに対して送信データがモノパルス方式となっているUWB無線送受信方式の場合は、そのパルス形状によって線スペクトルのエネルギーが決定され、送信波は周波数領域で見た場合、パルスがフーリエ変換されたという非常に限界的な状態となる。
フーリエ変換された結果を電波法で規定されるスペクトルテンプレート内に収めるためには、非常に複雑な、かつ正確なパルスの形状技術が要求されることになるが、本発明のようにチャープ信号波形を情報伝送信号とする超広帯域無線通信方式の場合は、線スペクトルが周波数変動しているだけなので、通信を行う際に放出される電波強度を規定のスペクトル内に収めることは非常に簡単であり、すでに利用されている周波数帯域に対して、さらに情報を伝送するための無線施設の構築を行うことが容易にできる。
As described above, the ultra-wideband wireless transmission / reception system of the present invention does not need to produce a thin monopulse signal having a pulse width of several tens of pS to several tens of nS, as seen in the conventional UWB wireless transmission / reception system. Since the changed carrier signal only needs to be output continuously, the line spectrum fluctuates in frequency when viewed in the frequency domain.
On the other hand, in the case of the UWB wireless transmission / reception method in which the transmission data is a monopulse method, the energy of the line spectrum is determined by the pulse shape, and when the transmission wave is viewed in the frequency domain, the pulse is Fourier transformed. This is a very marginal state.
In order to fit the result of the Fourier transform into a spectrum template defined by the Radio Law, a very complicated and accurate pulse shape technique is required, but the chirp signal waveform as in the present invention is required. In the case of an ultra-wideband wireless communication system that uses information transmission signals, the line spectrum has only a frequency fluctuation, so it is very easy to keep the radio wave intensity emitted during communication within the specified spectrum. In addition, it is possible to easily construct a radio facility for transmitting information to a frequency band that has already been used.
さらに、UWB無線送受信方式の電力測定方法についても狭い帯域フイルタにより計測されるため、実際的にその帯域に落ち込む電力はそれほど大きくならない。すなわち、周波数スイープで送信電力を確保し、さらに受信側でチャープ受信信号を積分させる動作で復調信号を得ることによって十分な無線回線のリンクマージンが得られることになる。 Furthermore, since the power measurement method of the UWB wireless transmission / reception method is also measured with a narrow band filter, the power that actually falls in that band does not increase so much. That is, a sufficient radio channel link margin can be obtained by securing transmission power by frequency sweep and obtaining a demodulated signal by an operation of integrating the chirp received signal on the receiving side.
なお、本発明は情報を2値信号に変調する技術としてアップチャープ信号とダウンチャープ信号を使用するようにしたが、チャープ信号を作る第1の周波数と第2の周波数のスイープ範囲を、データが「1」の時は低域側に限定し、データが「0」の時は高域側に設定することによってビットデータを送受信するようにしてもよい。
さらに、スイープのプロファイルであるスイープ速度をビットデータの「1」、「0」に対応して変化させ、受信側ではバンドパスフイルタの通過帯域特性や、遅延回路群の各遅延回路の遅延量の設定を適宜行うことによって伝送データの変調・復調を行わせることも可能となる。
In the present invention, an up-chirp signal and a down-chirp signal are used as a technique for modulating information into a binary signal. However, the sweep range of the first frequency and the second frequency for generating the chirp signal is expressed as data. Bit data may be transmitted / received by setting to the low frequency side when “1” and setting to the high frequency side when the data is “0”.
Further, the sweep speed, which is the sweep profile, is changed in correspondence with “1” and “0” of the bit data, and on the receiving side, the passband characteristics of the bandpass filter and the delay amount of each delay circuit in the delay circuit group are changed. It is also possible to perform modulation / demodulation of transmission data by appropriately setting.
100 制御信号発生部、110 チャープ信号発生部、
120 高周波増幅器、203 分配回路、204 フイルタ回路群、206遅延回路群
100 control signal generator, 110 chirp signal generator,
120 high frequency amplifier, 203 distribution circuit, 204 filter circuit group, 206 delay circuit group
Claims (10)
In ultra-wideband wireless transmission / reception, code spreading means for converting low-speed transmission data to a high-speed pulse rate for ultra-wideband on the transmission side and low-speed reception of the reception signal converted to the high-speed pulse rate on the reception side An ultra-wideband wireless transmission / reception system comprising despreading means for converting data.
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