JP2006254412A - パルス変調無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受信部がデータ受信フェーズの同期の取れた状態を維持し、データ受信後速やかに信号を復調するパルス変調無線通信装置を提供すること。
【解決手段】送信部が、毎フレームタイミングを示すクロック信号を発生するクロック発生部１０１と、クロック信号のタイミングで生成されたパルス信号をＲＦ変調してクロックＲＦ信号を生成し、同期信号チャネルに送出する第１の送信ＲＦ部１１０と、クロック信号のタイミングに同期して送信データを発生する送信データ発生部１０３と、送信データをＰＰＭ変調してＰＰＭ変調信号を出力するＰＰＭ変調部１０４と、ＰＰＭ変調信号をＲＦ変調してデータＲＦ信号を生成し、同期信号チャネルとは異なる信号チャネルであるデータ信号チャネルへ出力する第２の送信ＲＦ部１０７とを備え、受信部がＰＰＭ変調の基準同期情報を適宜受信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パルス状の変調信号を用いたパルス変調無線通信装置に関する。

近年の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の普及に伴い、モビリティという無線の利点を生かした可搬型の端末による利用が増大している。このような可搬型端末は、（１）機器の小型、軽量化、（２）バッテリーの長寿命化（消費電力の低減）が重視され、また（３）通信速度の高速化が求められている。

ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）技術は、インパルス通信方式を用いることで、（１）直線性を必ずしも必要としないためＣＭＯＳ化に適しており小型化を実現できる、（２）高精度のローカル信号源等のＲＦ回路が不要であるため低消費電力、（３）広帯域の利用により高速な通信可能、といった利点をもつ無線通信技術であることから、上記のＬＡＮ用途に好適であるとして、近年注目されている。

従来パルス状の変調信号を用いたパルス変調無線通信装置では、受信信号の低域成分を抽出し、発生クロック信号の周波数を調整しながら、パルスを検出して受信信号を復調している（例えば特許文献１参照）。

以下に図面を用いて従来の技術を説明する。

図１３は、従来のＵＷＢと呼ばれるパルス状の変調信号を用いたパルス変調無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図を示している。

図１３を用い、変調方式をＰＰＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス位置変調）方式とした従来例について説明する。

図１３において、従来のパルス変調無線通信装置の受信部１３００は、アンテナ１３０１、受信ＲＦ部１３０２、相関部１３０４、パルス発生部１３０５、ローパスフィルタ１３０７、調整可能時間ベース１３０９、パルスタイミング発生部１３１１、拡散符号系列発生部１３１２、復調部１３１６で構成されている。

この構成で、アンテナ１３０１によって受信された信号を、受信ＲＦ部１３０２により増幅したり、不要信号を除去したりなどして、受信信号１３０３を生成する。

相関部１３０４は、受信信号１３０３と、パルス発生部１３０５の発生するパルス１３１５との相関性を検出し相関信号１３０６を発生する。

ローパスフィルタ１３０７は、相関信号１３０６から低域成分信号１３０８を抽出する。

周波数可変のクロック発信手段である調整可能時間ベース１３０９は、この低域成分信号１３０８を監視しながら、その信号が最大になるように発生クロック１３１０の周波数を調整する。

ここで、特許文献１では、通信対象でないデバイスとの識別のために周波数拡散技術を拡散符号系列発生部１３１２に適用しており、パルスタイミング発生部１３１１は、クロック信号１３１０に、拡散符号系列発生部１３１２における拡散符号系列信号１３１３に対応した遅延を付与し、パルス発生部１３０５にパルス発生タイミング信号１３１４を供給する。

こうして、従来のパルス変調無線通信装置では、拡散符号系列発生部１３１２で生成する拡散系列信号１３１３が送信元の拡散系列信号と一致した場合に、相関部１３０４にてパルス検出とともに逆拡散処理し、復調部１３１６にてベースバンド信号列に変換し、送信されたデータを復調している。
特表平１０−５０８７２５号公報（第７８頁、図１４）

しかしながら、従来のパルス変調無線通信装置では、変調波から高精度に同期信号を再生するためには、例えば、ＰＰＭ方式は、パルスの時間的な位置に情報をもたせる変調方式であり、受信信号として得られるパルス列は等間隔にはならず、同時にパルス位置のずれを検出する必要などがあるため、同期回路が複雑な構成になるという課題がある。

また、例えば、多値ＰＰＭ方式では、パルスの時間的な位置を高い精度で検出する同期回路が必要になりさらに複雑な構成になるという課題がある。

また、信号を受信してから復調処理を開始する際に、送信信号に等間隔なパルス列のプリアンブル部を設けてフレームの同期を図る方法では、プリアンブル部には情報が含まれないため、プリアンブル部の挿入により実質的な情報の伝送速度が下がるという課題がある。

また、同期処理がプリアンブル部のみにおいて断続的に行われるため、マルチパスによる電波や他の装置からの電波等の不要干渉波によってプリアンブル部が影響を受けると、同期タイミングを誤り、受信性能が著しく劣化するという課題がある。

本発明は、このような課題を解決するもので、受信部がパルス変調の基準同期情報を適宜受信することにより、例えば、パルス位置の同期の取れた状態を維持し、データ信号の受信後、速やかに復調開始でき、パルス変調されたデータ信号を受信する同期回路が簡易な構成のパルス変調無線通信装置を提供することを目的とする。

本発明は、また、例えば、多値パルス変調方式で変調されたデータ信号であっても同期回路が簡易な構成で受信できるパルス変調無線通信装置を提供することを目的とする。

本発明は、また、データ信号のエラーを検出する信頼性の高い構成のパルス変調無線通信装置を提供することを目的とする。

本発明は、また、同期チャネルの同期引込み後は高精度な同期回路を不要とし、同期チャネル信号の通信効率が高い構成のパルス変調無線通信装置を提供することを目的とする。

本発明は、また、複数のパルス変調無線通信装置と同時にデータ通信する場合であっても、同期チャネル信号の利用効率の高い構成のパルス変調無線通信装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明のパルス変調無線通信装置では、送信信号の毎フレームタイミングを示すクロック信号を発生するクロック発生部と、クロック信号のタイミングでパルス信号を生成する第１のパルス発生部と、第１のパルス発生部で生成したパルス信号を信号変換してクロック変換信号を生成し、同期信号チャネルに送出する第１の送信変換部と、クロック信号のタイミングに同期して送信データを発生する送信データ発生部と、送信データをパルス変調してパルス発生タイミング信号を出力するパルス変調部と、パルス発生タイミング信号のタイミングでパルス信号を生成する第２のパルス発生部と、第２のパルス発生部で生成したパルス信号を信号変換してデータ変換信号を生成し、同期信号チャネルとは異なる信号チャネルであるデータ信号チャネルへ出力する第２の送信変換部とを備えるように構成している。

また、本発明のパルス変調無線通信装置では、クロックパルス信号を信号変換したクロック変換信号を同期信号チャネルより受信し、クロックパルス信号を生成する第１の受信変換部と、データパルス信号を変換したデータ変換信号を同期信号チャネルとは異なる信号チャネルであるデータ信号チャネルより受信し、データパルス信号を生成する第２の受信変換部と、クロックパルス信号を基準としてデータパルス信号をパルス復調してビットストリームを出力するパルス復調部と、クロックパルス信号を基準としてビットストリームを受信データに復調する復調部とを備えるように構成している。

また、本発明のパルス変調無線通信装置では、パルス変調部は、送信データに応じてパルス変調のパルス位置を示す変調パルス位置を設定し、変調パルス位置に対応するパルス制御信号を出力するパルス位置設定部と、すべてのパルス変調のパルス位置に応じてそれぞれ遅延したクロック信号をタップ出力する多段遅延部と、パルス制御信号により多段遅延部の出力信号を選択して出力するスイッチ部とを備えるように構成している。

また、本発明のパルス変調無線通信装置では、パルス復調部は、すべてのパルス変調のパルス位置に応じて遅延したクロックパルス信号をそれぞれ出力する多段遅延部と、多段遅延部の出力信号とデータパルス信号との相関を検出して相関信号を出力する相関部と、相関信号に応じてパルス変調のパルス位置を判定してビットストリームを出力するパルス位置判定部とを備えるように構成している。

また、本発明のパルス変調無線通信装置では、クロック信号に応じて一定周期のパルス信号である同期パルス信号を発生する同期発生部をさらに備え、第１のパルス発生部は、同期パルス信号のタイミングでパルス信号を生成するように構成している。

また、本発明のパルス変調無線通信装置では、一定周期のクロックパルス信号から毎フレームタイミングを示す再生クロック信号を生成するクロック再生部をさらに備え、パルス復調部は、再生クロック信号を基準としてデータパルス信号をパルス復調してビットストリームを出力し、復調部は、再生クロック信号を基準としてビットストリームを受信データに復調するように構成している。

また、本発明のパルス変調無線通信装置では、クロック再生部は、あらかじめ設定したフレームタイミングに近似した周波数で動作し、外部からの電圧により周波数制御可能なクロック信号源と、クロック信号源とクロックパルス信号の位相差を示す誤差量を出力する位相比較部と、誤差量を制御電圧に変換し出力するローパスフィルタとを備え、クロック信号源の周波数を制御電圧により制御するように構成している。

また、本発明のパルス変調無線通信装置では、クロック再生部は、あらかじめ設定したフレームタイミングに近似した周波数で動作し、出力信号の位相を外部信号により初期位相に戻るようリセット制御可能なクロック再生信号発生部を備え、クロックパルス信号の入力により再生クロック信号の位相を同期するように構成している。

また、本発明のパルス変調無線通信装置では、クロック信号に応じた一定周期のパルス信号と、クロック信号に送信データの付帯情報を示す付帯情報データを重畳したパルス信号とからなる重畳パルス信号を生成する重畳データ発生部をさらに備え、送信データ発生部は、クロック信号のタイミングに同期して送信データとともに付帯情報データを生成し、第１のパルス発生部は、重畳パルス信号のタイミングでパルス信号を生成するように構成している。

また、本発明のパルス変調無線通信装置では、一定周期のパルス信号と送信データの付帯情報を示す付帯情報データとが重畳されたクロックパルス信号から毎フレームタイミングを示す再生クロック信号を生成するクロック再生部と、再生クロック信号に応じて、重畳されたクロックパルス信号から付帯情報データを抽出して重畳データを生成する重畳データ復号部とをさらに備え、復調部は再生クロック信号を基準として重畳データとビットストリームを受信データに復調するように構成している。

また、本発明のパルス変調無線通信装置では、クロック信号に応じて擬似乱数列データを生成する擬似乱数発生部と、擬似乱数列データに応じてクロック信号をパルス変調した乱数パルス信号を生成するクロックパルス変調部とさらに備え、第１のパルス発生部は、乱数パルス信号のタイミングでパルス信号を生成するように構成している。

また、本発明のパルス変調無線通信装置では、擬似乱数列データに応じてパルス変調されたクロックパルス信号から毎フレームタイミングを示す乱数再生クロック信号を生成するクロックパルス復調部と、乱数再生クロック信号のタイミングで擬似乱数列データを発生する擬似乱数発生部とをさらに備え、パルス復調部は、乱数再生クロック信号を基準としてデータパルス信号をパルス復調してビットストリームを出力し、復調部は、乱数再生クロック信号を基準としてビットストリームを受信データに復調するように構成している。

また、本発明のパルス変調無線通信装置では、クロック信号に応じて擬似乱数列データを生成する擬似乱数発生部と、擬似乱数列データに応じてクロック信号をＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調した乱数パルス信号を生成するＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調部とをさらに備え、第１のパルス発生部は、乱数パルス信号のタイミングでパルス信号を生成するように構成している。

また、本発明のパルス変調無線通信装置では、擬似乱数列データに応じてＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調されたクロックパルス信号からＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調の繰り返し周波数を検出して毎フレームタイミングを示すＢｉ−Ｐｈａｓｅ再生クロック信号を生成するパルス検出部をさらに備え、パルス復調部は、Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ再生クロック信号を基準としてデータパルス信号をパルス復調してビットストリームを出力し、復調部は、Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ再生クロック信号を基準としてビットストリームを受信データに復調するように構成している。

また、本発明のパルス変調無線通信装置では、送信データ発生部と、パルス変調部と、第２のパルス発生部と、第２の送信変換部とをそれぞれ複数備え、複数の通信先に対する送信データを、それぞれクロック信号のタイミング同期するように変調してデータ変換信号を生成し、通信先ごとに設定されたデータ信号チャネルへ送出するように構成している。

また、本発明のパルス変調無線通信装置では、第２の受信変換部は、複数のデータ信号チャネルからあらかじめ設定されたデータ変換信号を選択して受信し、データパルス信号を生成するように構成している。

また、本発明のパルス変調無線通信装置では、パルス変調部又はパルス復調部は、パルスの振幅を変調するパルス振幅変調方式又は、パルスの位相を変調するパルス位相変調方式又は、パルスの周波数を変調するパルス周波数変調方式のいずれかで構成している。

また、本発明のパルス変調無線通信装置では、同期信号チャネルの使用する周波数帯域をデータ信号チャネルの使用する周波数帯域より狭く構成している。

本発明によれば、上記構成により、受信部がＰＰＭ変調の基準同期情報を適宜受信することによりパルス位置の同期の取れた状態を維持して、データ信号の受信後速やかに信号を復調でき、ＰＰＭ変調されたデータ信号を受信する同期回路が簡易な構成のパルス変調無線通信装置を実現できる。

本発明によれば、また、多値ＰＰＭ方式で変調されたデータ信号であっても、一定シンボル毎に同期パルス列を送信し、受信側でクロックパルスを再生することにより、同期回路が簡易な構成で受信できるパルス変調無線通信装置を実現できる。

本発明によれば、また、一定シンボル毎に同期パルス列を送信するとともに、同期信号にデータ信号のパリティ・ビットなどの付帯情報を付与して重畳することにより、データ信号のエラーを検出や誤り訂正できる信頼性の高い構成のパルス変調無線通信装置を実現できる。

本発明によれば、また、ランダムパターンによって変調した同期信号を同期チャネルに送出し、受信側で同じランダムパターンにより再生することにより、ＲＦ信号の周波数スペクトラムを平準化し、同期チャネルの同期引込み後は高精度な同期回路を不要で同期チャネル信号の通信効率が高い構成のパルス変調無線通信装置を実現できる。

本発明によれば、また、Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ変調方式を用いることにより、受信側でＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調の基本パルス間隔を包絡線検波などで検出することが可能であり、より簡便な構成のパルス変調無線通信装置を実現できる。

本発明によれば、また、複数のパルス変調無線通信装置と同時にデータ通信する場合に、複数の送信チャネルに対して同期チャネルを共用することにより、同期チャネル信号の利用効率の高い構成のパルス変調無線通信装置を実現できる。

本発明によれば、また、同期信号チャネルとデータ信号チャネルの合計の周波数帯域を狭めることが可能となり、周波数あたりの通信効率を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態にかかるパルス変調無線通信装置について、図を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１にかかるパルス変調無線通信装置は、送信データを４値ＰＰＭ変調して、データＲＦ信号（データ変換信号）をデータ信号チャネルへ送出するとともに、データ信号チャネルとは異なる同期信号チャネルでクロックＲＦ信号（クロック変換信号）を送出し、また、データＲＦ信号をデータ信号チャネルより受信するとともに、データ信号チャネルとは異なる同期信号チャネルでクロックＲＦ信号を受信し、４値ＰＰＭ復調しデータを復調再生して、通信している。

なお、４値ＰＰＭ変調構成は、送信信号が４状態の信号で、フレーム内での遅延量を０秒若しくはＴ秒に変化させたインパルスを発生している。そして、クロック信号の入力１クロックあたり送信データの２ビット分を一度で変調するものである。なお、Ｔ秒は、ＰＰＭ変調における偏移値であり、一般にクロック信号の間隔よりも短い時間に設定する。

本実施の形態にかかるパルス変調無線通信装置の構成について説明する。

図１（ａ）は、本実施の形態１にかかるパルス変調無線通信装置の送信部の構成を示すブロック図である。

図１（ａ）において、送信部１００ａは、アンテナ１０８、１１１と接続しており、信号送信フレームレートの一定間隔でクロック信号１０２を発生するクロック発生部１０１と、クロック信号１０２の間隔で送信データ１１２を発生する送信データ発生部１０３と、送信データに応じてクロック信号１０２の遅延量を変化させたパルス発生タイミング信号１０５を発生するＰＰＭ変調部１０４とで構成される。

さらに、送信部１００ａは、クロック信号１０２の発生タイミングにおいてパルス信号１１３を生成するパルス発生部１０９と、パルス信号１１３を増幅等のＲＦ（Ｒａｄｉｏ
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）処理し、クロック変換信号としてのクロックＲＦ信号Ａとしてアンテナ１１１から送出する送信ＲＦ部１１０と、パルス発生タイミング信号１０５の発生タイミングに応じてパルス信号１１４を生成するパルス発生部１０６と、パルス信号１１４を増幅等のＲＦ処理し、データ変換信号としてのデータＲＦ信号Ｂとしてアンテナ１０８から送出する送信ＲＦ部１０７とで構成される。

図１（ｂ）は、本実施の形態１にかかるパルス変調無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図である。

受信部１００ｂは、アンテナ１２１、１２４と接続しており、アンテナ１２１で受信したクロックＲＦ信号Ａから不要な周波数成分を除去し、クロックパルス信号１２３を得る受信ＲＦ部１２２と、アンテナ１２４で受信したデータＲＦ信号Ｂから不要な周波数成分を除去し、データパルス信号１２６を得る受信ＲＦ部１２５とで構成される。

さらに、受信部１００ｂは、クロックパルス信号１２３を基準としたデータパルス信号１２６のフレーム内位置を検出してＰＰＭ復調し、ビットストリーム１２８を出力するＰＰＭ復調部１２７と、ビットストリーム１２８から送信されたデータを復調する復調部１２９とで構成される。

図２（ａ）は、本実施の形態１にかかるパルス変調無線通信装置のＰＰＭ変調部の構成例を示すブロック図である。

図２（ａ）において、ＰＰＭ変調部１０４は、クロック信号１０２からフレームの開始タイミングを検出し、入力される送信データ１１２に応じてフレーム内のパルス位置を示す制御信号２０２、２０３、２０４、２０５を出力するパルス位置設定部２０１と、それぞれの入力信号を時間Ｔ遅延して出力する遅延素子２０６、２０７、２０８と、制御信号２０２、２０３、２０４、２０５に応じて通電状態を切り替える制御スイッチ２０９、２１０、２１１、２１２とで構成されている。

図２（ｂ）は、本実施の形態１にかかるパルス変調無線通信装置のＰＰＭ変調部のパルス位置設定部に記憶されるマッピングテーブルの構造例を示す図である。

図２（ｂ）において、マッピングテーブル２５０は、入力される４値の入力データと、パルスを発生させる位置を示すパルス位置データと、出力する制御信号の種別を示すパルス位置設定出力データとで構成されている。

ＰＰＭ変調部１０４は、パルス位置設定部２０１に送信データ１１２が入力されると、あらかじめ記憶しているマッピングテーブル２５０を参照してパルス位置を決定し、パルス位置設定出力として、いずれかの制御信号２０２、２０３、２０４、２０５を出力する。

例えば、送信データ「０１」がパルス位置設定部２０１に入力された場合には、パルス位置「フレーム開始位置＋Ｔ」のパルスを発生し、パルス位置設定出力として「制御信号２０３」を出力する。そして、制御スイッチ２１０のみが通電し、「フレーム開始位置＋Ｔ」より、さらにＴ遅延したクロック信号１０２、すなわち、「フレーム開始位置＋２Ｔ」の位置にパルスを発生するパルス発生タイミング信号１０５を出力する。

図３（ａ）は、本実施の形態１にかかるパルス変調無線通信装置のＰＰＭ復調部の構成例を示すブロック図である。

図３（ａ）において、ＰＰＭ復調部１２７は、それぞれの入力信号を時間Ｔ遅延する遅延素子３０１、３０２、３０３と、２つの入力信号を乗算する相関部としてのミキサ３０４、３０５、３０６、３０７と、クロックパルス信号１２３の周期で入力信号３０８、３０９、３１０、３１１によりマッピングされていたデータをクロックパルス信号１２３の周期でラッチし、出力するパルス位置判定部３１２とで構成される。

図３（ｂ）は、本実施の形態１にかかるパルス変調無線通信装置のＰＰＭ復調部周辺の信号波形を示す図である。

図３（ｂ）においては、クロックパルス信号１２３の間隔により構成するフレームの区切りを縦の実線で示し、各フレーム内では、４値ＰＰＭの遷移時間Ｔの区切りを縦の破線で示している。

また、ミキサ３０４、３０５、３０６、３０７にそれぞれ供給される２つの信号波形、すなわち、クロックパルス信号１２３を遅延素子３０１、３０２、３０３によりＴずつ遅延した信号波形と、データパルス信号１２６の波形、そして、それらの相関を検出した出力結果の信号３０８、３０９、３１０、３１１の信号波形を示している。

さらに、パルス位置判定部３１２においてパルス位置を判定した結果であるビットストリーム１２８の信号波形を示している。

例えば、図３（ｂ）の第１フレームの場合、データパルス信号１２６はフレーム開始位置にインパルスが存在するため、ミキサ３０４のみで相関が検出され、当該フレームでは相関検出結果３０８のみ出力する。パルス位置判定部３１２は、クロックパルス信号１２３によって規定される１フレーム時間、各相関検出結果をラッチし、ビットの組合せを判定し、送信データのビット列を次のフレーム時間にパルス判定結果として出力する。

このような構成で、本実施の形態１にかかる２つのパルス変調無線通信装置の間でデータを送受信する動作について説明する。

まず、送信部１００ａでは、信号送信のフレーム周期を決定するクロック発生部１０１で生成するクロック信号１０２に応じて、送信データ発生部１０３が送信すべき情報を発生し、ＰＰＭ変調部１０４へ供給する。ＰＰＭ変調部１０４は、クロック信号１０２で規定されるフレーム周期中のパルス発生位置によって、ＰＰＭ変調を施したパルス発生タイミング信号１０５を発生し、パルス発生部１０６へ供給する。

パルス発生部１０６は、パルス発生タイミング信号１０５に応じてデータ送信用に規定された特性のインパルスであるパルス信号１１４を生成し、送信ＲＦ部１０７は、振幅や帯域制限などＲＦ処理してデータＲＦ信号Ｂを生成し、アンテナ１０８を通して送信する。同様に、パルス発生部１０９は、クロック信号１０２に応じてクロック送信用に規定された特性のインパルスであるパルス信号１１３を生成し、送信ＲＦ部１１０は、振幅や帯域制限など同様にＲＦ処理してクロックＲＦ信号Ａを生成し、アンテナ１１１を通して送信する。

次に、受信部１００ｂでは、それぞれ別チャネルにおいて送信された、クロックＲＦ信号ＡとデータＲＦ信号Ｂとを独立に受信する。受信ＲＦ部１２２は、アンテナ１２１で受信したクロックＲＦ信号Ａから使用帯域外の不要信号を除去するなどＲＦ処理を施し、クロックパルス信号１２３へ変換する。一方、受信ＲＦ部１２５は、アンテナ１２４で受信したデータＲＦ信号Ｂから使用帯域外の不要信号などを除去するなどＲＦ処理を施し、データパルス信号１２６へ変換する。ＰＰＭ復調部１２７は、クロックパルス信号１２３を基準として、データパルス信号１２６のフレーム内のパルス位置を検出してビットストリーム１２８を生成し、復調部１２９で受信データに復調する。復調部１２９は、出力されたビットストリーム１２８を復調し、送信データを再生する。

このような構成とすることによって、本実施の形態１では、受信部がＰＰＭ変調の基準同期情報を適宜受信することにより、パルス位置の同期の取れた状態を維持して、データ信号の受信後速やかに信号を復調できる。また、従来必要であったクロック再生ブロック、すなわち、従来のパルス変調無線通信装置を構成している調整可能時間ベースを省いた構成で、同等の受信動作を可能とし、ＰＰＭ変調されたデータ信号を受信する同期回路を簡易な構成とすることができる。

なお、本実施の形態１では、送信部と受信部をそれぞれ備える２つのパルス変調無線通信装置の間でデータ通信する形態としたが、双方のパルス変調無線通信装置が送信部と受信部の両方を備えて互いにデータを送受信する形態としても、同様の効果を得る。

なお、本実施の形態１で示した送信部のＰＰＭ変調部を構成するパルス位置設定部２０１は、論理素子の組合せにより容易に構成でき、また、異なる論理素子で構成する形態とすることもできる。

なお、本実施の形態１で示した受信部のＰＰＭ復調部を構成するパルス位置判定部２０１は、論理素子の組合せにより容易に構成でき、また、異なる論理素子で構成する形態とすることもできる。

また、本実施の形態１で示したパルス位置判定部２０１でのビットの組合せの判定方法は、判定するためのテーブルデータ、例えば、パルス位置を示すパルス位置データとそのパルス位置データに対応する出力ビットストリームを示す出力データとを組とするテーブルデータをあらかじめ記憶しておき、参照して判定するなど簡易な方法で実現できる。

なお、本実施の形態１では、クロックＲＦ信号ＡとデータＲＦ信号Ｂとは、分離した非同期な伝送とするために別チャネルを用いるよう構成したため、送信ＲＦ部１０７と送信ＲＦ部１１０は、それぞれ異なる送信ＲＦ周波数を用いて周波数により分離する形態としたが、チャネルの分離が可能であれば周波数による分離以外の手段による形態としても、同様の効果は得られ、例えば、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多重接続）等の方法によりチャネルの分離を行うこともできる。

なお、本実施の形態１では、送信部の送信データ発生部で生成する信号は、４値ディジタル信号として４状態の送信信号をクロック信号に同期して生成する形態としたが、２値ディジタル信号として２状態の送信信号を生成する形態としても、同様の効果がある。

なお、本実施の形態１では、送信部と受信部のそれぞれのアンテナの設置距離とＲＦ信号の波長の関係に対して、それぞれのアンテナの設置位置は十分に近接しているものとし、クロックＲＦ信号ＡとデータＲＦ信号Ｂの送受信間における遅延などの伝搬状況をほぼ同一とみなす形態としたが、各アンテナの設置距離が、ＲＦ信号の波長に対して大きい場合に、受信部内にクロックパルス信号とデータパルス信号との微小な同期を調整する手段を含む形態とすることができる。ただし、これは本発明の本質的な内容には影響がないため、ここでは説明を省く。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２にかかるパルス変調無線通信装置について説明する。

前述の実施の形態１にかかるパルス変調無線通信装置では、クロック信号を１フレームごとに送信するよう構成していたのに対し、本実施の形態２にかかるパルス変調無線通信装置では、クロック信号を複数フレームに１度の割合で送信するよう構成し、クロック信号送信の繰り返し周期を低減するようにしている。

本実施の形態２にかかるパルス変調無線通信装置の構成について説明する。

図４（ａ）は、本実施の形態２にかかるパルス変調無線通信装置の送信部の構成を示すブロック図である。また、図４（ｂ）は、本実施の形態２にかかるパルス変調無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図である。

送信部２００ａと受信部２００ｂの構成は、それぞれ実施の形態１に示した構成とほぼ同じであるため、共通する部分についての説明は省き、差異についてのみ説明する。

送信部２００ａは、パルス発生部１０９の前段に同期発生部４０１を備えている。同期発生部４０１は、クロック信号１０２の入力に応じてあらかじめ定められた一定クロック信号周期でパルスを出力する。なお、同期発生部４０１はシフトレジスタを用いたカウンタ回路などにより構成している。

受信部２００ｂは、ＰＰＭ復調部１２７のクロック信号源としてクロック再生部４０２を備えている。クロック再生部４０２は、送信部２００ａのクロック信号１０２の間隔にほぼ等しいクロック信号源を内部に備え、クロックパルス信号１２３が存在する場合は、クロック信号源の周波数と位相をクロックパルス信号１２３に同期させた、再生クロック信号４０４を出力するものである。このクロック再生部４０２は、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ：位相同期回路）等で実現でき、例えば図５（ａ）あるいは図５（ｂ）に示す構成で実現可能である。

図５（ａ）は、本実施の形態２にかかるパルス変調無線通信装置のクロック再生部の構成例を示すブロック図である。

クロック再生部４０２ａは、クロック信号１０２に近い周波数信号を出力するクロック信号源５０１と、位相比較器５０２と、位相比較器５０２における位相の不一致度合いを電圧として検出するローパスフィルタ５０３とで構成されている。なお、クロック信号源５０１は、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：電圧制御発振器）などの周波数を制御可能なものである。

この構成により、クロック再生部４０２ａは、クロックパルス信号１２３が存在する場合には、クロックパルス信号１２３とクロック信号源５０１の出力信号との位相誤差を位相比較器５０２で検出し、ローパスフィルタ５０３により電圧値に直した制御信号をクロック信号源５０１に供給する。位相誤差が減少するように制御することで、ＰＬＬ動作により位相を同期し、クロックパルス信号１２３と同期した再生クロック信号４０４を連続して出力する。

図５（ｂ）は、本実施の形態２にかかるパルス変調無線通信装置のクロック再生部の別の構成例を示すブロック図である。

クロック再生部４０２ｂは、リセット信号入力を有したクロック信号１０２に近い周波数の再生クロック信号４０４を出力するクロック再生信号発生部５０４により構成されている。ここでクロック再生信号発生部５０４は、クロックパルス信号１２３をリセット信号入力とし、リセット信号入力があった場合には、再生クロック信号４０４の位相を初期位相に戻すように制御することで、クロックパルス信号１２３と同期した再生クロック信号４０４を連続して出力する。

このような構成における本実施の形態２にかかるパルス変調無線通信装置の動作について説明する。

送信部２００ａでは、同期発生部４０１にて生成する一定クロック周期の同期パルス信号４０３を生成し、実施の形態１と同様の処理でクロックＲＦ信号ＡとデータＲＦ信号Ｂを送信する。

受信部２００ｂでは、クロックＲＦ信号ＡとデータＲＦ信号Ｂを受信し、受信したクロックパルス信号１２３より、再生クロック信号４０４を生成し、この再生クロック信号４０４に基づいてデータを復調している。

このような構成とすることによって、本実施の形態２では、多値ＰＰＭ方式で変調されたデータ信号であっても、送信側より一定クロック信号周期でパルス列を送信し、受信側では再生クロックパルスを生成するようにして、１フレームごとにクロック信号が送信されている場合と同様に、同期回路が簡易な構成で復調結果を得ることができる。また、クロック信号の送信を同期精度の保持に必要最小限に抑え、送信電力を低減して消費電力を低減することができる。

なお、本実施の形態２では、同期発生部４０１が同期パルス信号を一定クロック信号周期で出力する形態としたが、情報単位ごとに出力する形態としても同様の効果を得ることができる。例えば、送信データ発生部の出力する一定バイト量ごとに出力する構成とすることができる。すなわち、図４（ａ）及び図４（ｂ）において、送信データ発生部１０３は情報単位の区切り発生時に同期要求信号４０５を同期発生部４０１に供給し、同期発生部４０１は、送信データ発生部１０３から同期要求信号４０５が入力されたときにのみ、クロック信号１０２をパルス化して同期パルス信号４０３を出力、送信するよう構成する。また受信側は、クロックパルス信号１２３より情報単位の区切りを判定し、付帯情報として参照し、復調する。

なお、本実施の形態２では、同期発生部４０１が同期パルス信号を一定クロック信号周期で出力する形態としたが、クロックＲＦ信号Ａのパルス間隔を可変にする形態としても、同様の効果を得ることができる。同期パルス信号を可変制御して、通信開始直後の同期引込み時には同期パルス信号を連続して出力するように制御し、同期確立後は同期パルス信号を疎らに出力するように制御する。このようにして同期パルス信号の重要性が高い同期引込み時においては、多数の同期パルス信号を用いることができ、また同期パルスの必要性が比較的高くない同期確立後の同期保持時においては、不必要な同期パルス信号の送信を抑えることができるという、通信におけるペイロードを最大化する効果を得ることができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３にかかるパルス変調無線通信装置について説明する。

実施の形態２にかかるパルス変調無線通信装置では、クロック信号を複数フレームに１度の割合で送るよう構成していたのに対し、本実施の形態３にかかるパルス変調無線通信装置では、送信側のクロック信号にさらにパリティ・ビット等の付帯情報をもたせよう構成し、受信側でエラー検出あるいはエラー訂正するようにしている。

本実施の形態３にかかるパルス変調無線通信装置の構成について説明する。

図６（ａ）は本実施の形態３にかかるパルス変調無線通信装置の送信部の構成を示すブロック図である。また、図６（ｂ）は、本実施の形態３にかかるパルス変調無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図である。

送信部３００ａと受信部３００ｂとの構成は、それぞれ実施の形態２に示した構成とほぼ同じであるため、共通する部分についての説明は省き、差異についてのみ説明する。

送信部３００ａは、実施の形態２における同期発生部４０１の代わりに、クロック信号１０２に情報を重畳し、重畳パルス信号６０４を出力する重畳データ発生部６０１を備えている。また、受信部３００ｂは、再生クロック信号４０４とクロックパルス信号１２３からクロックパルス信号１２３に重畳された情報を示す重畳データ６０５を抽出し、復調部１２９に供給する重畳データ復号部６０２を備えている。

ここで、クロック信号１０２は、複数フレームに一度の割合で送出されるため、連続的にクロック信号を送出する実施の形態１の構成では不可能であった、情報ビットの挿入が可能になる。すなわち、クロック信号１０２を複数ビットで構成することにより、情報ビットとして、複数フレームにより定義される情報単位、例えば、１バイト単位、あるいは１パケット単位でのパリティ・ビット、あるいはエラー訂正のための情報を含ませる。

このような構成で、本実施の形態３にかかるパルス変調無線通信装置の動作について説明する。

送信部３００ａでは、送信データ発生部１０３は、情報単位の区切りにおいて、実施の形態２における同期要求信号４０５に加えて付帯情報データ６０３を重畳データ発生部６０１に供給し、クロック信号の後に複数クロックにより定義されるデータ領域に付帯情報を含めて重畳パルス信号６０４を生成し、クロックＲＦ信号Ａを送信している。このとき、送信データ発生部１０３は、クロック信号１０２の後に複数クロック分のデータ領域を設けて、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：振幅偏移変調）方式でパリティ・ビット等の付帯情報を付加したものをパルス化して送信している。

受信部３００ｂでは、クロック再生部４０２はクロックパルス信号１２３の最初のパルスにより、実施の形態２と同様に再生クロック信号４０４を同期する。さらに、クロックパルス信号１２３は、重畳データ復号部６０２に供給され、クロックパルス信号１２３の最初のパルス以後に含まれる付帯情報である重畳データ６０５を復号し、復調部１２９に出力する。

このような構成とすることによって、本実施の形態３では、一定シンボルごとに同期パルス列を送信するとともに、同期信号にデータ信号のパリティ・ビットなどの付帯情報を付与して重畳することにより、情報ビットのペイロードを圧迫することなく、パリティ・ビットなどの付帯情報によるエラー検出あるいはエラー訂正できるよう信頼性を高めることができる。

なお、本実施の形態３では、データ領域は単にクロック信号の有無によるＡＳＫ方式として構成するが、ＰＰＭ方式あるいは２値の位相変調であるＢｉ−Ｐｈａｓｅ（バイフェーズ）変調方式であってもよい。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４にかかるパルス変調無線通信装置について説明する。

実施の形態１では、クロック信号をフレームごとに無変調で送信するよう構成していたのに対し、本実施の形態４では、クロック信号をＰＰＭ変調して送信する構成としている。こうすることにより、クロック信号の繰り返し周期に起因する、クロックＲＦ信号の周波数スペクトラムにおける周波数による不均等を低減、すなわちホワイトニングして、クロック信号の送信電力効率を向上させ、クロックＲＦ信号の受信感度向上や送信における消費電力を削減するようにしている。

本実施の形態４にかかるパルス変調無線通信装置の構成について説明する。

図７（ａ）は、本発明の実施の形態４にかかるパルス変調無線通信装置の送信部の構成を示すブロック図である。また、図７（ｂ）は、本発明の実施の形態４にかかるパルス変調無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図である。送信部４００ａと受信部４００ｂの構成は、それぞれ実施の形態１に示した構成とほぼ同じであるため、共通する部分についてはその説明を省き、差異について説明する。

送信部４００ａは、クロック信号１０２に同期して擬似乱数列データ７０５を発生する擬似乱数発生部７０１と、クロック信号１０２を擬似乱数列データ７０５に応じてＰＰＭ変調して、乱数パルス信号７０６を出力するクロックＰＰＭ変調部７０２とを備えている。

受信部４００ｂは、送信部４００ａと同系列の擬似乱数列データ７０７を発生する擬似乱数発生部７０３と、擬似乱数発生部７０３の出力する擬似乱数列データ７０７によりＰＰＭ復調し、乱数再生クロック信号７０８を生成するクロックＰＰＭ復調部７０４を備えている。

このような構成で、本実施の形態４にかかるパルス変調無線通信装置の動作について説明する。

送信部４００ａでは、擬似乱数発生部７０１は、クロック信号１０２を擬似乱数列データ７０５を変調符号としてクロックＰＰＭ変調部７０２に供給する。クロックＰＰＭ変調部７０２はパルス位置変調して乱数パルス信号７０６をパルス発生部１０９に供給する。

受信部４００ｂでは、擬似乱数発生部７０３は、クロックＰＰＭ復調部７０４に送信部４００ａの擬似乱数発生部７０１と同一の擬似乱数列データ７０７を供給し、クロックＰＰＭ復調部７０４はクロックパルス信号１２３をＰＰＭ復調し、乱数再生クロック信号７０８を生成する。ここで、擬似乱数発生部７０３における擬似乱数列データ７０７の位相を変調側と同期させるために、同期確立時にスイープ手段などにより位相を同期している。

このような構成とすることによって、本実施の形態４では、擬似乱数列データを用いたランダムパターンによって変調した同期信号を同期チャネルに送出し、受信側で同じランダムパターンにより再生することにより、クロックＲＦ信号の周波数スペクトラムを平準化し、同期チャネルの同期引込み後は高精度な同期回路を不要で同期チャネル信号の通信効率を高めることができる。

また、一般にクロック信号１０２は、クロックの繰り返し周波数の定倍あるいは分周周波数の成分に電力が集中する特性をもつが、本実施の形態４では、パルス位置変調し、擬似乱数列データによる周波数の拡散により帯域内に一様の周波数特性を示すクロックＲＦ信号Ａを生成することにより、周波数帯域内の電力を稠密に利用して、効率的な送信信号を得ることができる。

（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５にかかるパルス変調無線通信装置について説明する。

実施の形態４では、パルス変調としてＰＰＭ方式を用いる形態としたが、本実施の形態５では、ＰＰＭ方式の代わりにＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調方式（バイフェーズ変調方式：２値の位相変調）を用いる構成としている。このように構成しても、実施の形態４と同様の効果が得られる。

図８（ａ）および図８（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施の形態５にかかるパルス変調無線通信装置の送信部および受信部の構成を示すブロック図であって、実施の形態４にかかるパルス変調無線通信装置の変調部にＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調方式を用いた場合の送信部および受信部の構成を示すブロック図である。

本実施の形態５におけるＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調方式を用いた構成と、上記実施の形態４に示したＰＰＭ方式を用いた構成の差異について説明する。

送信部５００ａは、クロック信号１０２を擬似乱数列データ７０５に応じてＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調して、乱数パルス信号８０３を出力するＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調部８０１を備えている。受信部５００ｂは、擬似乱数発生部７０３とクロックＰＰＭ復調部７０４の代わりに、パルス検出部８０２を備えている。パルス検出部８０２は、入力パルスの包絡線検波により、Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ変調の繰り返し周波数を検出することで、同期タイミングを検出し、Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ再生クロック信号８０４を生成する。

なお、Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ変調方式を用いる形態では、受信部５００ｂにおいてクロックパルス信号１２３よりＢｉ−Ｐｈａｓｅ再生クロック信号８０４を再生する際には、擬似乱数発生部７０３とＢｉ−Ｐｈａｓｅ復調とによる逆拡散処理を行わずに、Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ変調の基本パルス間隔を包絡線検波などで検出することが可能であり、簡便な受信構成を実現する場合に本構成は有効である。

（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６にかかるパルス変調無線通信装置について説明する。

本実施の形態６にかかるパルス変調無線通信装置では、複数の端末に対して同時に個別に送信する場合に、データＲＦ信号は個別に送信し、クロックＲＦ信号を共用することにより、送信装置の回路構成を削減し、消費電力を削減するようにしている。

本実施の形態６にかかるパルス変調無線通信装置の構成について説明する。

図９（ａ）は、本実施の形態６にかかるパルス変調無線通信装置の送信部の構成を示すブロック図である。また、図９（ｂ）は、本実施の形態６にかかる第１のパルス変調無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図である。また、図９（ｃ）は、本実施の形態６にかかる第２のパルス変調無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図である。

送信部６００ａと受信部６００ｂ、６００ｃの構成は、実施の形態１に示した構成とほぼ同じであるため、共通する部分についての説明は省き、差異についてのみ説明する。

送信部６００ａは、実施の形態１に示した構成に加え、送信データ発生部９０３と、ＰＰＭ変調部９０４と、パルス発生部９０６と、送信ＲＦ部９０７とを備えデータの送信部を２系統設けている。また、受信部６００ｂと６００ｃは同じ構成をしており、受信部６００ｃは、受信ＲＦ部９２２と、受信ＲＦ部９２５と、ＰＰＭ復調部９２７と、復調部９２９とを備え、クロックＲＦ信号Ａの受信系統を受信機６００ｃと共用している。

このような構成で、本実施の形態６にかかるパルス変調無線通信装置の動作について説明する。

送信部６００ａと受信部６００ｂ、６００ｃとのデータの変復調動作は、実施の形態１での動作とほぼ同じである。そして、送信部６００ａは、クロックＲＦ信号Ａと、受信部６００ｂに対するデータＲＦ信号Ｂと、受信部６００ｃに対するデータＲＦ信号Ｃとを生成して送出する。また、受信部６００ｂは、クロックＲＦ信号ＡとデータＲＦ信号Ｂを受信してデータを復調し、受信部６００ｃは、クロックＲＦ信号ＡとデータＲＦ信号Ｃを受信してデータを復調する。

このような構成とすることによって、本実施の形態６では、複数のパルス変調無線通信装置と同時にデータ通信する場合に、１つの装置から他の装置に対して、同期チャネルを共用して同時に異なるデータを送信することにより、同期チャネル信号の利用効率を高めることができる。

なお、本実施の形態６ではデータ送受信部を２系統とする形態について示したが、３系統以上の複数のデータ送受信において、１つのクロックＲＦ信号を共有する形態としても、同様の効果を得ることができる。

（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７にかかるパルス変調無線通信装置について説明する。

本実施の形態７にかかるパルス変調無線通信装置では、クロックＲＦ信号としてパルス信号間で位相連続性のある信号を送信することにより、復調の際に周波数変換用のＬＯ信号（基準信号）として用い、受信側にＬＯ信号を発生する発振器を持たないことで、受信装置の回路構成を削減し、消費電力を削減するようにしている。

本実施の形態７にかかるパルス変調無線通信装置の構成について説明する。

図１０（ａ）は、本実施の形態７にかかるパルス変調無線通信装置の送信部の送信ＲＦ部の構成の一例を示すブロック図であり、その他の構成は実施の形態１と同様であるので、説明は省略する。

図１０（ａ）において、送信装置の送信ＲＦ部１００１はＲＦ信号源１００３と短パルス化回路１００４で構成されており、パルス発生部で発生したパルス信号１００２を基に、短パルス化回路１００４が、ＲＦ信号源１００３が出力する信号の通過、阻止を切り替えて短パルス信号に変換し、クロックＲＦ信号やデータＲＦ信号として出力する。送信用のアンテナ１００５を含む構成である。

短パルス化回路１００４としては、スイッチ回路やミキサ回路を用いて構成しても良い。また、ＲＦ信号源としては、パルス間の位相の連続性が必要となるため、連続発振回路で構成することが好ましいが、間欠的に発振する回路や、インパルス信号の所望帯域を抜き出して信号を生成する方法、デジタル的に信号を重畳する方法を用いても、位相を調整する機能を備えれば同様に可能である。連続発振回路では位相の連続性実現が容易であり、これ以外の方法では動作時間が短くなるため低消費電力化に有利である。

また、図１０（ｂ）は、本実施の形態７にかかるパルス変調無線通信装置の送信部の送信ＲＦ部の構成の他の例を示すブロック図であり、その他の構成は実施の形態１と同様であるので、説明は省略する。

図１０（ｂ）においては、同一のＲＦ信号源１００３からの信号を、複数の短パルス化回路１００６ａ、１００６ｂを用いて短パルス化し、アンテナ１００５から送信するように構成している。これにより、送信ＲＦ部１００１の構成の簡素化が可能となり、アンテナ１００５も少なくすることができる。

図１１（ａ）は、本実施の形態７にかかるパルス変調無線通信装置の受信部の受信ＲＦ部の構成の一例を示すブロック図であり、その他の構成は実施の形態１と同様であるので、説明は省略する。

図１１（ａ）において、１１０１は受信ＲＦ部であり、ＲＦ信号源１１０２とダウンミキサ１１０３から構成される。送信装置から送出されたクロックＲＦ信号やデータＲＦ信号は高い周波数の信号であるため、そのままでは受信処理が難しい。そこで周波数の低い信号に変換する必要がある。アンテナ１１０５で受信されたＲＦ信号はダウンミキサ１１０３に入力され、ＲＦ信号源１１０２からの信号をＬＯ信号として適当な周波数の信号にダウンコンバートされパルス信号１１０４として出力される。

図１１（ｂ）は、本実施の形態７にかかるパルス変調無線通信装置の受信部の受信ＲＦ部の構成の他の例を示すブロック図であり、その他の構成は実施の形態１と同様であるので、説明は省略する。

図１１（ｂ）において、アンテナ１１０５で受信された信号は２分岐され、一方は図１１（ａ）同様にダウンミキサ１１０３に入力されるが、一方は帯域制限フィルタ１１０７に入力される。ダウンミキサ１１０３に入力された信号はＬＯ信号の周波数のみを狭帯域で抜き出すため、連続信号に変換され、ダウンミキサ１１０３にＬＯ信号として入力される。

したがって、このような構成によれば、図１１（ａ）に示す構成と比較して、受信用にＬＯ信号源が不要となり、機器構成が簡単になり、消費電力も小さくできる。

図１２（ａ）〜図１２（ｄ）に図１１（ｂ）で示した受信ＲＦ部により受信した信号の波形を示す。

図１２（ａ）はアンテナ１１０５で受信された信号で、図１２（ｂ）はそれを部分的に拡大した信号である。このように、アンテナ１１０５で受信されたパルス状の信号の中には、正弦波成分が含まれている。

図１２（ｃ）は帯域制限フィルタ１１０７の出力信号、図１２（ｄ）はそれを部分的に拡大した信号である。このように、帯域制限フィルタ１１０７の出力信号は、間欠的な信号が連続信号に変換されている。

なお、図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は、ＲＦ周波数帯として２５ＧＨｚ、パルス幅１ｎｓ、帯域制限フィルタの帯域は３００ＭＨｚとした例を示した。通常、送信装置と受信装置のＲＦ信号源周波数は、それぞれ別の基準信号源を用いて生成されるため、絶えず周波数ずれの補正が必要であるが、本構成ではＬＯ信号にＲＦ信号から抽出した信号を用いるためずれ補正が不要となり、回路構成の簡略化が可能である。

このような構成とすることによって、本実施の形態７では、クロックＲＦ信号としてパルス信号間で位相連続性のある信号を送信することにより、復調の際に周波数変換用のＬＯ信号として用いることで、受信装置の回路構成を削減し、消費電力を削減することができる。

以上の各実施の形態では、ＰＰＭ変調部１０４又はＰＰＭ復調部１２７が、送信データに応じてパルスの位置を変調するパルス位置変調方式で構成されたパルス変調無線通信装置について説明したが、本発明は、送信データに応じてパルスの振幅を変調するパルス振幅変調方式又は、送信データに応じてパルスの位相を変調するパルス位相変調方式又は、送信データに応じてパルスの周波数を変調するパルス周波数変調方式のいずれかで構成されても、受信部がデータ受信の際に同期を取る方法は、ＰＰＭ変調方式で構成した各実施の形態と同様であり、したがって、上記いずれの変調方式で構成しても、受信部がデータ受信の際に同期の取れた状態を維持することができ、データ受信後速やかに信号を復調することができる効果を奏することは言うまでもないことである。

本発明にかかわるパルス変調無線通信装置は、量産性に優れたＰＰＭ変調無線装置を、小型かつ安価に提供することとして有用である。

（ａ）本発明の実施の形態１にかかるパルス変調無線通信装置の送信部の構成を示すブロック図（ｂ）本発明の実施の形態１にかかるパルス変調無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図 （ａ）本発明の実施の形態１にかかるパルス変調無線通信装置のＰＰＭ変調部の構成例を示すブロック図（ｂ）本発明の実施の形態１にかかるＰＰＭ変調部のパルス位置設定部に記憶されるマッピングテーブルの構造例を示す図 （ａ）本発明の実施の形態１にかかるパルス変調無線通信装置のＰＰＭ復調部の構成例を示すブロック図（ｂ）本発明の実施の形態１にかかるＰＰＭ復調部周辺の信号波形を示す図 （ａ）本発明の実施の形態２にかかるパルス変調無線通信装置の送信部の構成を示すブロック図（ｂ）本発明の実施の形態２にかかるパルス変調無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図 （ａ）本発明の実施の形態２にかかるパルス変調無線通信装置のクロック再生部の構成例を示すブロック図（ｂ）本発明の実施の形態２にかかるパルス変調無線通信装置のクロック再生部の別の構成例を示すブロック図 （ａ）本発明の実施の形態３にかかるパルス変調無線通信装置の送信部の構成を示すブロック図（ｂ）本発明の実施の形態３にかかるパルス変調無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図 （ａ）本発明の実施の形態４にかかるパルス変調無線通信装置の送信部の構成を示すブロック図（ｂ）本発明の実施の形態４にかかるパルス変調無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図 （ａ）本発明の実施の形態５にかかるパルス変調無線通信装置の変調部にＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調方式を用いた場合の送信部の構成を示すブロック図（ｂ）本発明の実施の形態５にかかるパルス変調無線通信装置の変調部にＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調方式を用いた場合の受信部の構成を示すブロック図 （ａ）本発明の実施の形態６にかかるパルス変調無線通信装置の送信部の構成を示すブロック図（ｂ）本発明の実施の形態６にかかる第１のパルス変調無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図（ｃ）本発明の実施の形態６にかかる第２のパルス変調無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図 （ａ）本発明の実施の形態７にかかるパルス変調無線通信装置の送信部の構成の一例を示すブロック図（ｂ）本発明の実施の形態７にかかるパルス変調無線通信装置の送信部の構成の他の例を示すブロック図 （ａ）本発明の実施の形態７にかかるパルス変調無線通信装置の受信部の構成の一例を示すブロック図（ｂ）本発明の実施の形態７にかかるパルス変調無線通信装置の受信部の構成の他の例を示すブロック図 （ａ）本発明の実施の形態７にかかるパルス変調無線通信装置のアンテナで受信された受信信号波形を示す図（ｂ）本発明の実施の形態７にかかるパルス変調無線通信装置のアンテナで受信された受信信号波形の要部を拡大した図（ｃ）本発明の実施の形態７にかかるパルス変調無線通信装置の帯域制限フィルタの出力信号波形を示す図（ｄ）本発明の実施の形態７にかかるパルス変調無線通信装置の帯域制限フィルタの出力信号波形の要部を拡大した図 従来のパルス変調無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図

符号の説明

１００ａ、２００ａ、３００ａ、４００ａ、５００ａ、６００ａ 送信部
１００ｂ、２００ｂ、３００ｂ、４００ｂ、５００ｂ、６００ｂ、６００ｃ 受信部
１０１ クロック発生部
１０２ クロック信号
１０３、９０３ 送信データ発生部
１０４、９０４ ＰＰＭ変調部
１０５ パルス発生タイミング信号
１０６、１０９、９０６ パルス発生部
１０７、１１０、９０７、１００１ 送信ＲＦ部
１０８、１１１、１２１、１２４、１００５、１１０５ アンテナ
１１２ 送信データ
１１３、１１４、１００２、１１０４ パルス信号
１２２、１２５、９２２、９２５、１１０１、１１０６ 受信ＲＦ部
１２３ クロックパルス信号
１２６ データパルス信号
１２７、９２７ ＰＰＭ復調部
１２８ ビットストリーム
１２９、９２９ 復調部
２０１ パルス位置設定部
３１２ パルス位置判定部
４０１ 同期発生部
４０２、４０２ｂ クロック再生部
４０３ 同期パルス信号
４０４ 再生クロック信号
４０５ 同期要求信号
６０１ 重畳データ発生部
６０２ 重畳データ復号部
６０３ 付帯情報データ
６０４ 重畳パルス信号
６０５ 重畳データ
７０１、７０３ 擬似乱数発生部
７０２ クロックＰＰＭ変調部
７０４ クロックＰＰＭ復調部
７０５、７０７ 擬似乱数列データ
８０１ Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ変調部
８０２ パルス検出部
８０３ 乱数パルス信号
８０４ Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ再生クロック信号
Ａ クロックＲＦ信号
Ｂ、Ｃ データＲＦ信号
１００３、１１０２ ＲＦ信号源
１００４、１００６ａ、１００６ｂ 短パルス化回路
１００７ クロック信号をもとにしたパルス信号
１００８ 送信データをもとにしたパルス信号
１１０１ 受信ＲＦ部
１１０３ ダウンミキサ
１１０７ 帯域制限フィルタ

Claims (18)

1. 送信信号の毎フレームタイミングを示すクロック信号を発生するクロック発生部と、前記クロック信号のタイミングでパルス信号を生成する第１のパルス発生部と、前記第１のパルス発生部で生成したパルス信号を信号変換してクロック変換信号を生成し、同期信号チャネルに送出する第１の送信変換部と、前記クロック信号のタイミングに同期して送信データを発生する送信データ発生部と、前記送信データをパルス変調してパルス発生タイミング信号を出力するパルス変調部と、前記パルス発生タイミング信号のタイミングでパルス信号を生成する第２のパルス発生部と、前記第２のパルス発生部で生成したパルス信号を信号変換してデータ変換信号を生成し、前記同期信号チャネルとは異なる信号チャネルであるデータ信号チャネルへ出力する第２の送信変換部とを備えるパルス変調無線通信装置。
2. クロックパルス信号を信号変換したクロック変換信号を同期信号チャネルより受信し、前記クロックパルス信号を生成する第１の受信変換部と、データパルス信号を変換したデータ変換信号を前記同期信号チャネルとは異なる信号チャネルであるデータ信号チャネルより受信し、前記データパルス信号を生成する第２の受信変換部と、前記クロックパルス信号を基準として前記データパルス信号をパルス復調してビットストリームを出力するパルス復調部と、前記クロックパルス信号を基準として前記ビットストリームを受信データに復調する復調部とを備えるパルス変調無線通信装置。
3. 前記パルス変調部は、前記送信データに応じてパルス変調のパルス位置を示す変調パルス位置を設定し、前記変調パルス位置に対応するパルス制御信号を出力するパルス位置設定部と、すべての前記パルス変調のパルス位置に応じてそれぞれ遅延した前記クロック信号を出力する多段遅延部と、前記パルス制御信号により前記多段遅延部の出力信号を選択して出力するスイッチ部とを備える請求項１記載のパルス変調無線通信装置。
4. 前記パルス復調部は、すべてのパルス変調のパルス位置に応じて遅延した前記クロックパルス信号をそれぞれ出力する多段遅延部と、前記多段遅延部の出力信号と前記データパルス信号との相関を検出して相関信号を出力する相関部と、前記相関信号に応じて前記パルス変調のパルス位置を判定してビットストリームを出力するパルス位置判定部とを備える請求項２記載のパルス変調無線通信装置。
5. 前記クロック信号に応じて一定周期のパルス信号である同期パルス信号を発生する同期発生部をさらに備え、前記第１のパルス発生部は、前記同期パルス信号のタイミングでパルス信号を生成する請求項１記載のパルス変調無線通信装置。
6. 一定周期のクロックパルス信号から毎フレームタイミングを示す再生クロック信号を生成するクロック再生部をさらに備え、前記パルス復調部は、前記再生クロック信号を基準として前記データパルス信号をパルス復調してビットストリームを出力し、前記復調部は、前記再生クロック信号を基準として前記ビットストリームを受信データに復調する請求項２記載のパルス変調無線通信装置。
7. 前記クロック再生部は、あらかじめ設定したフレームタイミングに近似した周波数で動作し、外部からの電圧により周波数制御可能なクロック信号源と、前記クロック信号源と前記クロックパルス信号の位相差を示す誤差量を出力する位相比較部と、前記誤差量を制御電圧に変換し出力するローパスフィルタとを備え、前記クロック信号源の周波数を前記制御電圧により制御する請求項６記載のパルス変調無線通信装置。
8. 前記クロック再生部は、あらかじめ設定したフレームタイミングに近似した周波数で動作し、出力信号の位相を外部信号により初期位相に戻るようリセット制御可能なクロック再生信号発生部を備え、前記クロックパルス信号の入力により前記再生クロック信号の位相を同期する請求項６記載のパルス変調無線通信装置。
9. 前記クロック信号に応じた一定周期のパルス信号と、前記クロック信号に前記送信データの付帯情報を示す付帯情報データを重畳したパルス信号とからなる重畳パルス信号を生成する重畳データ発生部をさらに備え、前記送信データ発生部は、前記クロック信号のタイミングに同期して前記送信データとともに前記付帯情報データを生成し、前記第１のパルス発生部は、前記重畳パルス信号のタイミングでパルス信号を生成する請求項１記載のパルス変調無線通信装置。
10. 一定周期のパルス信号と前記送信データの付帯情報を示す付帯情報データとが重畳されたクロックパルス信号から毎フレームタイミングを示す再生クロック信号を生成するクロック再生部と、前記再生クロック信号に応じて、前記重畳されたクロックパルス信号から前記付帯情報データを抽出して重畳データを生成する重畳データ復号部とをさらに備え、前記復調部は、前記再生クロック信号を基準として、前記重畳データと前記ビットストリームを受信データに復調する請求項２記載のパルス変調無線通信装置。
11. 前記クロック信号に応じて擬似乱数列データを生成する擬似乱数発生部と、前記擬似乱数列データに応じて前記クロック信号をパルス変調した乱数パルス信号を生成するクロックパルス変調部とをさらに備え、前記第１のパルス発生部は、前記乱数パルス信号のタイミングでパルス信号を生成する請求項１記載のパルス変調無線通信装置。
12. 擬似乱数列データに応じてパルス変調されたクロックパルス信号から毎フレームタイミングを示す乱数再生クロック信号を生成するクロックパルス復調部と、前記乱数再生クロック信号のタイミングで前記擬似乱数列データを発生する擬似乱数発生部とをさらに備え、パルス復調部は、前記乱数再生クロック信号を基準として前記データパルス信号をパルス復調してビットストリームを出力し、前記復調部は、前記乱数再生クロック信号を基準として前記ビットストリームを受信データに復調する請求項２記載のパルス変調無線通信装置。
13. 前記クロック信号に応じて擬似乱数列データを生成する擬似乱数発生部と、前記擬似乱数列データに応じて前記クロック信号をＢｉ−Ｐｈａｓｅ（バイフェーズ）変調した乱数パルス信号を生成するＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調部とをさらに備え、前記第１のパルス発生部は、前記乱数パルス信号のタイミングでパルス信号を生成する請求項１記載のパルス変調無線通信装置。
14. 擬似乱数列データに応じてＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調されたクロックパルス信号からＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調の繰り返し周波数を検出して毎フレームタイミングを示すＢｉ−Ｐｈａｓｅ再生クロック信号を生成するパルス検出部をさらに備え、前記パルス復調部は、前記Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ再生クロック信号を基準として前記データパルス信号をパルス復調してビットストリームを出力し、前記復調部は、前記Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ再生クロック信号を基準として前記ビットストリームを受信データに復調する請求項２記載のパルス変調無線通信装置。
15. 前記送信データ発生部と、前記パルス変調部と、前記第２のパルス発生部と、前記第２の送信変換部とをそれぞれ複数備え、複数の通信先に対する送信データを、それぞれ前記クロック信号のタイミングに同期するように変調してデータ変換信号を生成し、前記通信先ごとに設定された前記データ信号チャネルへ送出する請求項１記載のパルス変調無線通信装置。
16. 前記第２の受信変換部は、複数の前記データ信号チャネルからあらかじめ設定された前記データ変換信号を選択して受信し、前記データパルス信号を生成する請求項２記載のパルス変調無線通信装置。
17. 前記パルス変調部又は前記パルス復調部は、パルスの振幅を変調するパルス振幅変調方式又は、パルスの位相を変調するパルス位相変調方式又は、パルスの周波数を変調するパルス周波数変調方式のいずれかで構成される請求項１〜１６のいずれかに記載のパルス変調無線通信装置。
18. 前記同期信号チャネルの使用する周波数帯域が前記データ信号チャネルの使用する周波数帯域より狭い請求項１〜１６のいずれかに記載のパルス変調無線通信装置。

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