JP2006270236A - 通信システム、及び、送信装置、受信装置、並びに、通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広帯域の通信を行なう通信システム、及び、送信装置、受信装置、並びに、通信装置に関し、簡単な構成で、広帯域通信を可能とする通信システム、及び、送信装置、受信装置、並びに、通信装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、送信装置から受信装置にデータを通信する通信システムにおいて、送信装置は、データに応じたインパルスを発生するインパルス発生手段と、インパルス発生手段で発生されたインパルスのうち送信チャンネルに対応した周波数成分を通過させる送信チャンネル選択手段と、送信チャンネル選択手段を通過したインパルスを送信する送信手段とを有し、受信装置は送信手段から送信されたインパルスを受信する受信手段と、受信手段で受信されたインパルスから送信チャンネルに応じた周波数成分を通過させる受信チャンネル選択手段と、受信チャンネル選択手段を通過したインパルスに基づいてデータを復元する復元手段とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は通信システム、及び、送信装置、受信装置、並びに、通信装置に係り、特に、広帯域の通信を行なう通信システム、及び、送信装置、受信装置、並びに、通信装置に関する。

従来の無線通信では、所定の周波数帯域毎に送信モジュールが設定されていた。例えば、微弱無線通信方式では、２７ＭＨｚ帯、３００ＭＨｚ帯、特定小電力無線通信方式では、２．４ＧＨｚ帯、ＵＷＢなどがある。

従来、上記無線通信方式のうち複数の無線通信方式を一つの通信装置に搭載する場合、複数の送信モジュールを搭載する必要があった。

なお、広帯域の通信方式として、ＵＷＢを用いて信号を送信する通信装置（例えば、特許文献１参照）やインパルス幅を調整することにより、周波数帯域を調整する構成の通信装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−１０１８１１号公報 特開２００３−１６９０１７号公報

しかるに、従来の無線通信方式において複数の無線通信方式を一つの通信装置に搭載する場合、複数の送信モジュールを搭載する必要があったため、構成が複雑となるとともに、装置が大型化するなどの課題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、広帯域通信を可能とする通信システム、及び、送信装置、受信装置、並びに、通信装置を提供することを目的とする。

本発明は、送信装置から受信装置にデータを通信する通信システムにおいて、送信装置は、データに応じたインパルスを発生するインパルス発生手段と、インパルス発生手段で発生されたインパルスのうち送信チャンネルに対応した周波数成分を通過させる送信チャンネル選択手段と、送信チャンネル選択手段を通過した信号を送信する送信手段とを有し、受信装置は送信手段から送信された信号を受信する受信手段と、受信手段で受信された信号から送信チャンネルに応じた周波数成分を通過させる受信チャンネル選択手段と、受信チャンネル選択手段を通過した信号からインパルスを抽出し、抽出したインパルスからデータを復元する復元手段とを有することを特徴とする。

インパルス発生手段は、データを構成するパルスの立ち上がり、又は、立ち下りで前記インパルスを発生することを特徴とする。

送信チャンネル選択手段は、各々送信チャンネルに対応した周波数成分を通過させる複数のフィルタと、複数のフィルタから送信チャンネルに応じたフィルタを選択する選択手段とを有することを特徴とする。

送信チャンネル選択手段は、通過周波数を可変させることができる通過周波数可変フィルタから構成され、送信チャンネルに対応した周波数成分を通過させるように通過周波数可変フィルタを制御することを特徴とする。

受信チャンネル選択手段は、各々受信チャンネルに対応した周波数成分を通過させる複数のフィルタと、複数のフィルタから受信チャンネルに応じたフィルタを選択する選択手段とを有することを特徴とする。

受信チャンネル選択手段は、通過周波数を可変させることができる通過周波数可変フィルタから構成され、受信チャンネルに対応した周波数成分を通過させるように通過周波数可変フィルタを制御することを特徴とする。

本発明によれば、データに応じたインパルスを発生し、発生したインパルスのうち送信チャンネルに対応した周波数成分を通過させるフィルタを通して送信し、受信信号を送信チャンネルに応じた周波数成分を通過させるフィルタを通して受信し、フィルタを通した信号からインパルスを抽出し、抽出されたインパルスからデータを復元することにより、超広帯域なインパルスから所望のチャンネルの周波数成分だけを通過させて、送信することができ、よって、送信帯域に応じたフィルタを設けるだけでよいので、送信周波数に応じた発振器などが不要となり、よって、簡単な構成で広帯域通信が可能となる。

〔第１実施例〕
〔システム構成〕
図１は本発明の第１実施例のシステム構成図を示す。

本実施例の通信システム１００は、送信装置１１１及び受信装置１１２から構成されている。送信装置１１１は、受信装置１１２に対してＵＷＢを用いてデータを送信する。受信装置１１２は、ＵＷＢを受信して、受信信号から送信装置１１１から送信されたデータを復元する。

〔送信装置１１１〕
図２は送信装置１１１のブロック構成図を示す。

送信装置１１１は、データをインパルスに変換して送信するものであり、データ生成部１２１、インパルス発生部１２２、送信チャンネル選択部１２３、送信部１２４、制御部１２５から構成されている。

データ生成部１２１は、受信装置１１２に送出すべき送信データにより変調したデータを生成する。データ生成部１２１で生成されたデータは、インパルス発生部１２２に供給される。

〔インパルス発生部１２２〕
図３はインパルス発生部１２２の回路構成図を示す。

インパルス発生部１２２は、キャパシタＣ１、Ｃ２及びダイオードＤ１から構成されている。データ生成部１２１で生成されたデータは入力端子Ｔin11に供給される。入力端子Ｔin11は、キャパシタＣ１及びキャパシタＣ２を介して出力端子Ｔout11に接続されている。ダイオードＤ１はアノードがキャパシタＣ１とキャパシタＣ２との接続点に接続され、カソードが接地されている。インパルス発生部１２２は、データ生成部１２１から供給されたデータの立下りでダイオードＤ１がスイッチングして、インパルスを発生する。なお、立ち上がり時には、ダイオードＤ１はオフした状態であり、インパルスは発生しない。インパルスは、出力端子Ｔout11から出力される。インパルス発生部１２２の出力端子Ｔout11は、送信チャンネル選択部１２３の入力端子Ｔ21に接続されている。

なお、本実施例では、データの立下りでインパルスを発生するように構成したが、データの立ち上がりで発生するようにしてもよい。さらに、立ち上がり及び立下りの両方でインパルスを発生するように構成してもよい。

〔送信チャンネル選択部１２３〕
図４は送信チャンネル選択部１２３及び送信部１２４のブロック構成図を示す。

送信チャンネル選択部１２３は、スイッチＳＷ11〜ＳＷ1n、ＳＷ21〜ＳＷ2n、及び、バンドパスフィルタ１４１−１〜１４１−ｎから構成されており、インパルス発生部１２１で発生されたインパルスのうち送信チャンネルに対応した周波数成分を通過させる。

スイッチＳＷ11〜ＳＷ1nの一端は入力端子Ｔin21に接続されている。また、スイッチＳＷ1i（ｉ＝１〜ｎ）の他端はバンドパスフィルタ１４１−ｉに接続されている。スイッチＳＷ11〜ＳＷ1nは、制御ポートＰcntに供給される制御信号に応じてスイッチングされる。

バンドパスフィルタ１４１−１〜１４１−ｎは互いに異なる通過周波数特性を有しており、バンドパスフィルタ１４１−ｉは第ｉチャンネルの周波数を通過周波数とする周波数特性に設定されている。なお、バンドパスフィルタ１４１−１〜１４１−ｎは、例えば、リングフィルタやハイパスフィルタとローパスフィルタとの組み合わせたフィルタにより構成してもよい。

バンドパスフィルタ１４１−１〜１４１−ｎを通過した信号は、スイッチＳＷ21〜ＳＷ2nの一端に供給される。スイッチＳＷ2iの一端は、バンドパスフィルタ１４１−ｉに接続されている。スイッチＳＷ2iの他端は、出力端子Ｔout2iに接続されている。スイッチＳＷ21〜ＳＷ2nは、制御ポートＰcntに供給される制御信号に応じてスイッチングされる。このとき、スイッチＳＷ2iとスイッチＳＷ1iとは、同期してスイッチングされる。

制御ポートＰcntは、制御部１２５に接続されている。制御部１２５は、送信チャンネルに応じた制御信号を制御ポートＰcntに供給される。

送信チャンネル選択部１２３の出力端子Ｔout2iは、送信部１２４の入力端子Ｔin3iに接続されており、送信チャンネル選択部１２３で選択された信号が送信部１２４に供給される。送信部１２４は、アンテナ１５１−１〜１５１−ｎから構成されており、送信チャンネル選択部１２２を通過した信号を中空に放射する。

中空に放射されたインパルスは、受信装置１１２により受信される。

このとき、インパルスは、非常に広帯域な周波数を発生するので、バンドパスフィルタ１４１−１〜１４１−ｎを通過させるだけで、様々な周波数帯域の信号を生成できる。

〔受信装置１１２〕
図５は受信装置１１２のブロック構成図を示す。

受信装置１１２は、受信部１６１、受信チャンネル選択部１６２、インパルス検波部１６３、データ復元部１６４、制御部１６５から構成され、送信装置１１１から送信されたインパルスからデータを復元する。

図６は受信部１６１及び受信チャンネル選択部１６２のブロック構成図を示す。

受信部１６１は、アンテナ１７１−１〜１７１−ｎから構成されている。アンテナ１７１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、第ｉチャンネルの送信信号に同調するのに最適な特性とされている。アンテナ１７１−１〜１７１−ｎで受信された信号は、出力端子Ｔout41〜Ｔout4nから出力される。受信部１６１の出力端子Ｔout41〜Ｔout4nから出力された信号は、受信チャンネル選択部１６２の入力端子Ｔin51〜Ｔin5nに供給される。なお、受信部１６１の出力端子Ｔout4iは、受信チャンネル選択部１６２の入力端子Ｔin5iに接続されている。

受信チャンネル選択部１６２は、スイッチＳＷ31〜ＳＷ3n、ＳＷ41〜ＳＷ4n、及び、バンドパスフィルタ１８１−１〜１８１−ｎから構成されている。

スイッチＳＷ3iは、一端が入力端子Ｔin5iに接続されており、他端がバンドパスフィルタ１８１−ｉに接続されている。スイッチＳＷ31〜ＳＷ3nは、制御ポートＰcnt2に接続されており、制御ポートＰcnt2に供給される制御信号によってスイッチングされる。入力端子Ｔin5iに供給されたインパルスは、スイッチＳＷ3iがオンのときにバンドパスフィルタ１８１−ｉに供給される。なお、バンドパスフィルタ１８１−１〜１８１−ｎは、例えば、リングフィルタやハイパスフィルタとローパスフィルタとの組み合わせたフィルタにより構成してもよい。

バンドパスフィルタ１８１−ｉは、スイッチＳＷ3iから供給されたインパルスから第ｉチャンネルの周波数帯域の成分を通過させる。バンドパスフィルタ１８１−ｉを通過したインパルスは、スイッチＳＷ4iに供給される。スイッチＳＷ4iは、一端がバンドパスフィルタ１８１−ｉに接続され、他端が出力端子Ｔout5に接続されている。

スイッチＳＷ41〜ＳＷ4nは、制御ポートＰcnt2に接続されており、制御ポートＰcnt2に供給される制御信号によってスイッチングされる。このとき、スイッチＳＷ3iとスイッチＳＷ4iとは、同期してスイッチングされる。バンドパスフィルタ１８１−ｉから出力されたインパルスは、スイッチＳＷ4iがオンのときに出力端子Ｔout5に供給される。

受信チャンネル選択部１６２の出力端子Ｔout5は、インパルス検波部１６３の入力端子Ｔin6に接続されている。

図７はインパルス検波部１６３のブロック構成図を示す。

インパルス検波部１６３は、ローノイズアンプ１９１、インパルス検波回路１９２、コンパレータ１９３から構成されている。

ローノイズアンプ１９１には、端子Ｔin6から受信チャンネル選択部１６２により選択された信号が供給される。ローノイズアンプ１９１は、受信チャンネル選択部１６２から供給された信号を増幅する。ローノイズアンプ１９１で増幅されたインパルスは、インパルス検波回路１９２に供給される。インパルス検波回路１９２は、ローノイズアンプ１９１から供給された信号からインパルスを検波する。インパルス検波回路１９２で検波されたインパルスは、コンパレータ１９３に供給される。コンパレータ１９３は、インパルスを有するタイミングで立下がり、かつ、所定のパルス幅のパルスを出力する。コンパレータ１９３の出力は、出力端子Ｔout6から出力される。出力端子Ｔout6は、データ復元部１６４接続されている。データ復元部１６４は、インパルス検波部１６３で生成されたパルスからデータを復元する。復元されたデータを復調することによって送信データが得られる。

〔動作〕
図８は本発明の第１実施例の動作説明図を示す。図８（Ａ）はデータ生成部１２１の出力データ、図８（Ｂ）はデータ生成部１２１の出力データによりＡＳＫ変調を行なった場合の出力信号、図８（Ｃ）は送信装置１１１のインパルス発生部１２２の出力インパルス、図８（Ｄ）は送信装置１１１のバンドパスフィルタ１４１−ｉの通過後の出力インパルス、図８（Ｅ）は受信装置１１２のインパルス検波部１２３の出力信号を示す。

図８（Ａ）に示すようなデータをインパルス発生部１２２によりインパルスに変換すると、図８（Ｃ）に示すようにデータの立下りでインパルスが発生する。インパルス発生部１２２で発生されたインパルスは、送信チャンネル選択部１２３で第ｉチャンネルの周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタ１４１−ｉに供給され、図８（Ｄ）に示すような信号に変換される。図８（Ｄ）に示す信号は、第ｉチャンネルの周波数帯域の周波数を有する信号となる。

図８（Ｄ）に示す信号が電波として送出される。受信装置１１２は受信チャンネル選択部１６２で第ｉチャンネルが選択されると、図８（Ｄ）に示す信号が第ｉチャンネルの周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタ１８１−ｉに供給される。図８（Ｄ）に示す信号は、第ｉチャンネルの周波数帯域の信号であるので、バンドパスフィルタ１８１−ｉを通過して、インパルス検波部１６３に供給される。インパルス検波部１６３は、図８（Ｄ）に示す信号からインパルスを検波して、図８（Ｅ）に示すようなパルスを生成する。

データ復元部１６４は、図８（Ｅ）に示すパルスから図８（Ａ）に示すデータの立下りを認識して、図８（Ａ）に示すデータを復元する。

〔効果〕
本実施例によれば、データの立ち上がり、あるいは、立下りのタイミングでインパルスを発生し、所望の周波数帯域のフィルタを通すことにより所望の周波数の信号を送出できる。このため、インパルスを出力できれば、発振回路などを設ける必要がなくなり、簡単な構成で様々な周波数帯域に対応可能となる。

〔第１変形例〕
図９は送信チャンネル選択部１２３の変形例のブロック構成図を示す。図４と同一構成部分は同一符号を付し、その説明は省略する。

本変形例の送信チャンネル選択部２２３は、図４においてスイッチＳＷ11〜ＳＷ1n、ＳＷ21〜ＳＷ2nを削除し、バンドパスフィルタ１４１−１〜１４１−ｎに代えて通過周波数可変フィルタ２４１を設けた構成とされている。

制御ポートＰcntにより通過周波数可変フィルタ２４１の通過周波数を所望のチャンネルの周波数帯域に制御することによりインパルスを所望のチャンネルの周波数の信号に変換している。本変形例によれば、送信チャンネル選択部２２３の構成を簡略化できる。

〔第２変形例〕
図１０は受信チャンネル選択部１６２の変形例のブロック構成図を示す。図６と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

本変形例の受信チャンネル選択部２６２は、図６においてスイッチＳＷ31〜ＳＷ3n、ＳＷ41〜ＳＷ4nを削除し、バンドパスフィルタ１８１−１〜１８１−ｎに代えて通過周波数可変フィルタ３８１を設けた構成とされている。

制御ポートＰcntにより通過周波数可変フィルタ２８１の通過周波数を所望のチャンネルの周波数帯域に制御することにより受信信号から所望のチャンネルの信号を抽出し、インパルスに変換できる。本変形例によれば、受信チャンネル選択部２６２の構成を簡略化できる。

〔第３実施例〕
図１１は送信部１２４の変形例のブロック構成図を示す。

本変形例の送信部３２４は、ｎ本のアンテナ１５１−１〜１５１−ｎに代えて１本のアンテナ３１５を設けた構成とされている。アンテナ３１５は、広帯域アンテナから構成され、バンドパスフィルタ１４１−１〜１４１−ｎの出力信号を中空に送出可能な構成とされている。本変形例によれば、送信部３２４の構成を簡略化できる。

〔第４実施例〕
図１２は受信部３６１の変形例のブロック構成図を示す。

本変形例の受信部３６１は、ｎ本のアンテナ１５１−１〜１５１−ｎに代えて１本のアンテナ３７１を設けた構成とされている。アンテナ３７１は、広帯域アンテナから構成され、中空の電波を広帯域に亘って受信可能な構成とされている。本変形例によれば、受信部３６１の構成を簡略化できる。

本発明の第１実施例のシステム構成図である。 送信装置１１１のブロック構成図である。 インパルス発生部１２２のブロック構成図である。 送信チャンネル選択部１２３及び送信部１２４のブロック構成図である。 受信装置１１２のブロック構成図である。 受信部１６１及び受信チャンネル選択部１６２のブロック構成図である。 インパルス検波部１６３のブロック構成図である。 本発明の第１実施例の動作説明図である。 送信装置１１１の変形例のブロック構成図である。 受信１１２の変形例のブロック構成図である。 送信部１２４の変形例のブロック図である。 受信部装置１１２の変形例のブロック図である。

符号の説明

１００ 通信システム
１１１ 送信装置、１１２ 受信装置
１２１ データ生成部、１２２ インパルス発生部、１２３ 送信チャンネル選択部
１２４ 送信部、１２５ 制御部
１６１ 受信部、１６２ 受信チャンネル選択部、１６３ インパルス検波部
１６４ データ復元部、１６５ 制御部

Claims (14)

1. 送信装置から受信装置にデータを通信する通信システムにおいて、
   前記送信装置は、データに応じたインパルスを発生するインパルス発生手段と、
   前記インパルス発生手段で発生されたインパルスのうち送信チャンネルに対応した周波数成分を通過させる送信チャンネル選択手段と、
   前記送信チャンネル選択手段を通過した信号を送信する送信手段とを有し、
   前記受信装置は、前記送信手段から送信された信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段で受信された信号から前記送信チャンネルに応じた周波数成分を通過させる受信チャンネル選択手段と、
   前記受信チャンネル選択手段を通過した信号から前記インパルスを抽出し、抽出したインパルスから前記データを復元する復元手段とを有することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
2. 前記インパルス発生手段は、前記データを構成するパルスの立ち上がり、又は、立ち下りで前記インパルスを発生することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 前記送信チャンネル選択手段は、各々前記送信チャンネルに対応した周波数成分を通過させる複数のフィルタと、
   前記複数のフィルタから前記送信チャンネルに応じたフィルタを選択する選択手段とを有することを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
4. 前記送信チャンネル選択手段は、通過周波数を可変させることができる通過周波数可変フィルタから構成され、
   前記送信チャンネルに対応した周波数成分を通過させるように前記通過周波数可変フィルタを制御することを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
5. 前記受信チャンネル選択手段は、各々前記送信チャンネルに対応した周波数成分を通過させる複数のフィルタと、
   前記複数のフィルタから前記送信チャンネルに応じたフィルタを選択する選択手段とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の通信システム。
6. 前記受信チャンネル選択手段は、通過周波数を可変させることができる通過周波数可変フィルタから構成され、
   前記受信チャンネルに対応した周波数成分を通過させるように前記通過周波数可変フィルタを制御することを特徴とする請求１乃至４のいずれか一項記載の通信システム。
7. データに応じたインパルスを発生するインパルス発生手段と、
   前記インパルス発生手段で発生されたインパルスのうち送信チャンネルに応じた周波数成分を通過させる送信チャンネル選択手段と、
   前記送信チャンネル選択手段を通過した信号を送信する送信手段とを有することを特徴とする送信装置。
8. 前記インパルス発生手段は、前記データを構成するパルスの立ち上がり、又は、立ち下りで前記インパルスを発生することを特徴とする請求項７記載の送信装置。
9. 前記送信チャンネル選択手段は、各々前記送信チャンネルに対応した周波数成分を通過させる複数のフィルタと、
   前記複数のフィルタから前記送信チャンネルに応じたフィルタを選択する選択手段とを有することを特徴とする請求項７又は８記載の送信装置。
10. 前記送信チャンネル選択手段は、通過周波数を可変させることができる通過周波数可変フィルタから構成され、
    前記送信チャンネルに対応した周波数成分を通過させるように前記通過周波数可変フィルタを制御することを特徴とする請求項７又は８記載の送信装置。
11. 信号を受信する受信手段と、
    前記受信手段で受信された信号から所望の周波数成分を通過させる受信チャンネル選択手段と、
    前記受信チャンネル選択手段を通過した信号からインパルスを抽出し、該インパルスから前記データを復元する復元手段とを有することを特徴とする受信装置。
12. 前記受信チャンネル選択手段は、各々前記受信ｎチャンネルに対応した周波数成分を通過させる複数のフィルタと、
    前記複数のフィルタから前記受信チャンネルに応じたフィルタを選択する選択手段とを有することを特徴とする請求項１１記載の受信装置。
13. 前記受信チャンネル選択手段は、通過周波数を可変させることができる通過周波数可変フィルタから構成され、
    前記受信チャンネルに対応した周波数成分を通過させるように前記通過周波数可変フィルタを制御することを特徴とする請求項１１記載の受信装置。
14. 通信データをインパルスに変換して通信を行なう通信装置において、
    通信データに応じたインパルスを発生するインパルス発生手段と、
    前記インパルス発生手段で発生されたインパルスのうち送信チャンネルに対応した周波数成分を通過させる送信チャンネル選択手段と、
    前記送信チャンネル選択手段を通過した信号を送信する送信手段とを有する送信部と、
    前記送信手段から送信された信号を受信する受信手段と、
    前記受信手段で受信された信号から前記送信チャンネルに応じた周波数成分を通過させる受信チャンネル選択手段と、
    前記受信チャンネル選択手段を通過した信号からインパルスを抽出し、抽出されたインパルスから前記データを復元するデータ復元手段とを有する受信部とを有することを特徴とする通信装置。
    

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