JP2007142668A - 無線通信システム及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インパルス方式のＵＷＢ無線通信方式を採用した通信システムにおいて、ノンコヒーレント方式を採用した通信装置であっても、平均放射電力やピーク放射電力の規定値を厳守しながら、遠距離通信を確実に実行できるようにするとともに、近距離通信時には高速通信を実現できるようにする。
【課題手段】 距離検出部１４によって検出された２つの通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１の距離に応じて、これら２つの通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１の無線通信に用いられるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するインパルス調整部１５−１をそなえて構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、非常に短いインパルス信号を使う、インパルス方式ＵＷＢ（Ultra WideBand）無線通信装置（システム）において、インパルス振幅及びインパルス繰り返し周波数を制御する技術に関する。

近年、搬送波の代わりにインパルス信号を用いたインパルス方式のＵＷＢ（Ultra WideBand）無線通信方式の実用化検討が多くなされている。このインパルス方式ＵＷＢ無線通信は、搬送波を用いずに非常に短い（１ｎｓ程度の）インパルス信号（以下、単にインパルスともいう）を使用して通信する方式である。
このインパルス方式ＵＷＢ無線通信は、以下の（１）〜（５）の特徴を持っている。

（１）インパルスを用いることで非常に広帯域のスペクトルになるが、スペクトル密度が低いために他のシステム（無線通信）に干渉を与えにくい。
（２）インパルス送信時しか電力送信しないので、低消費電力である。
（３）高帯域を使用することで転送速度を上げることができる。
（４）インパルスのためにマルチパスを分離し易い。したがって、マルチパスやフェージングに強い。

（５）非常に短いインパルスを検出することで測距分解能が高い。
このインパルス方式のＵＷＢ無線通信方式を採用したインパルス方式ＵＷＢ無線装置の受信方式は、下記非特許文献１に開示されているように、送信パルス列と同期したパルス列を発生して相関演算を行なうことによってデータを受信するコヒーレント方式（後述する図２４参照）と、送信パルスとは非同期にパルスを検出してデータを受信するノンコヒーレント方式（後述する図２５参照）とがある。

ここで、図２４を参照しながらコヒーレント方式を採用した受信装置１００について説明すると、この受信装置１００は、アンテナ１０１を用いて受信され、ＢＰＦ（Band Pass Filter；バンドパスフィルタ）１０２とＬＮＡ（Low Noise Amplifier；低雑音増幅器）１０３とを通過したインパルス信号に対して、ミキサ１０４，積分器１０５，コンパレータ１０６，ベースバンド１０７，及びＰＧ（Pulse Generator）１０８によって、相関演算（積分処理）を繰り返し実行（フィードバック）可能に構成されている。

このコヒーレント方式を採用した通信システムでは、受信装置が相関演算を行なう時間（積分時間）、すなわち、ビット（ｂｉｔ）あたりのパルス数を調整することで、積分時間を長くすれば（すなわち、積分処理の繰り返し回数を多くすれば）、感度を上げることが可能（これを拡散ゲインという）なため、転送速度は下がるが遠距離まで通信することができる。

また、かかる通信システムでは、受信装置が積分時間を短くすれば（すなわち、積分処理の繰り返し回数を少なくすれば）、感度は下がる（拡散ゲインが稼げない）ため、通信距離は短くなるが転送速度を上げることができる。
しかし、コヒーレント方式では、受信側で送信パルスに対して位相同期（ＰＬＬ：Phase Locked Loop）が必要なため、受信回路規模が大きくなり、さらに、同期がかかるまでプリアンブルデータを長く取る必要があり、データ転送に不要な電力が発生する。

次に、図２５を参照しながらノンコヒーレント方式を採用した受信装置１１０について説明すると、この受信装置１１０は、アンテナ１０１を用いて受信され、ＢＰＦ１０２とＬＮＡ１０３とを通過したインパルス信号に対して、２乗をとってエネルギー検波を実行する演算部１１１，ＬＰＦ（Low Pass Filter；ローパスフィルタ）１１２，コンパレータ１０６，及びベースバンド１０７をそなえて構成されている。

このノンコヒーレント方式は、送信パルスとパルス同期せずにインパルスを検出するので、受信装置１１０の受信回路構成はコヒーレント方式を採用した受信装置１００に対して簡単である。
さらに、ノンコヒーレント方式では、プリアンブルデータも短くてよいため、センサーネットワーク端末のような小型、安価、低消費電力機器に適している。

しかし、ノンコヒーレント方式では、受信パルスの有無を検出するだけなので、遠距離まで通信させるためには、パルス振幅を大きくする必要がある。
なお、従来から、インパルス通信において、他の周辺機器への不要な影響を低減すべく、通信装置間の距離が短い時にはパルス振幅を下げる技術がある（下記特許文献１参照）。
Rick Roberts、"Harris TG4a CFP Proposal Response"、［online］、２００５年１月、米国電気電子学会（IEEE：the Institute of Electrical and Electronic Engineers）、［平成１７年９月１５日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://grouper.ieee.org/groups/802/15/pub/05/15-05-0006-01-004a-harris-cfp-response.ppt＞ 特表２００４−５１０３８８号公報

ところで、一般に、電波法等において、インパルス信号のピーク放射電力や平均放射電力は、特定のパワー以下にすることが規定されている。
例えば、米国連邦通信委員会（ＦＣＣ：Federal Communications Commission）では、ＵＷＢの場合には、図２６に示すように、３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚにおいて、インパルスの平均放射電力を−４１．３ｄＢｍ／ＭＨｚ以下になるように、また、ピーク放射電力は−３３．９８ｄＢｍ／ＭＨｚ（５０ＭＨｚ分解能で＋０ｄＢｍ／ＭＨｚと規定されており１ＭＨｚ分解能では換算式によりこの値となる）以下になるように規定している。これをＦＣＣマスクと呼ぶ。

このＦＣＣマスクのような、インパルスの電力に関する規制がある場合、遠距離通信させるためにパルス振幅を上げる（増大する）と、平均放射電力が規定値を超えてしまう。
しかも、上述したノンコヒーレント方式では、送信パルスとパルス同期せずにエネルギー検波によってインパルスを検出するので、通信距離が遠いときにはパルス振幅を十分に増大する必要があり、平均放射電力が規定値を超えてしまうという課題が顕著である。

そのため、ノンコヒーレント方式を採用した通信システムにおいて、遠距離通信を前提としてインパルスの発生態様を設定すると、かかる平均放射電力を守るために、パルス振幅を上げる代わりにパルス繰り返し周波数（パルスレート；ＰＲＦ：Pulse Repetition Frequency）を下げる必要が生じる。これにより、かかる通信システムでは通信距離が短くなった場合でも通信速度は遅いままになってしまい、通信速度を上げることができない。換言すると、平均放射電力の規定値を順守するためにパルス繰り返し周波数を下げると、通信距離に係わらず通信速度が遅くなってしまう。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、インパルス方式のＵＷＢ無線通信方式を採用した通信システムにおいて、ノンコヒーレント方式を採用した通信装置であっても、平均放射電力やピーク放射電力の規定値（上限値）を厳守しながら、遠距離通信を確実に実行できるようにするとともに、近距離通信時には高速通信を実現できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の無線通信システムは、複数の通信装置が、インパルス方式のＵＷＢ（Ultra WideBand）無線通信方式によって互いに無線通信可能に接続されるものであって、前記複数の通信装置のうちの無線通信可能に接続されるべき２つの通信装置の距離を検出する距離検出部と、この距離検出部によって検出された距離に応じて、前記２つの通信装置の無線通信に用いられるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するインパルス調整部とをそなえて構成されていることを特徴としている（請求項１）。

なお、前記インパルス調整部は、前記距離に応じてインパルスの振幅を増大させる場合には当該インパルスの繰り返し周波数を減少させる一方、前記距離に応じてインパルスの振幅を低減させる場合には当該インパルスの繰り返し周波数を増加させることが好ましい（請求項２）。
また、上記目的を達成するため、本発明の無線通信システムは、複数の通信装置が、インパルス方式のＵＷＢ無線通信方式によって互いに無線通信可能に接続されるものであって、前記複数の通信装置のうちの無線通信可能に接続されるべき２つの通信装置のうちの一方の通信装置から発信され他方の通信装置で受信されたインパルスの電力を検出する電力検出部と、この電力検出部によって検出された前記電力に応じて、前記２つの通信装置間の無線通信に用いられるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するインパルス調整部とをそなえて構成されていることを特徴としている（請求項３）。

また、上記目的を達成するため、本発明の無線通信システムは、複数の通信装置が、インパルス方式のＵＷＢ無線通信方式によって互いに無線通信可能に接続されるものであって、前記複数の通信装置のうちの無線通信可能に接続されるべき２つの通信装置のうちの一方の通信装置から発信されたインパルスを、他方の通信装置が受信しうるインパルスの最小振幅を検出する最小振幅検出部と、この最小振幅検出部によって検出されたインパルスの最小振幅に応じて、前記２つの通信装置間の無線通信に用いられるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するインパルス調整部とをそなえて構成されていることを特徴としている（請求項４）。

また、上記目的を達成するため、本発明の通信装置は、インパルス方式のＵＷＢ無線通信方式によって通信を行なう無線通信システムに用いられるものであって、通信相手の通信装置との距離を検出する距離検出部と、この距離検出部によって検出された距離に応じて、前記通信相手の通信装置との無線通信に用いられるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するインパルス調整部とをそなえて構成されていることを特徴としている（請求項５）。

このように、本発明によれば、２つの通信装置間の距離に応じて、インパルス調整部が、無線通信に用いるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するので、これら通信装置の受信方式がノンコヒーレント方式であっても、インパルスの振幅を増大させる場合にはインパルスの繰り返し周波数を減少させることによって、平均放射電力やピーク放射電力の規定値（上限値）を厳守しながら、遠距離通信を確実に実行することができる。

さらに、インパルス調整部がインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するので、インパルスの繰り返し周波数を増加させる場合には、インパルスの振幅を低減させることによって、平均放射電力やピーク放射電力の規定値を厳守しながら、近距離通信時に高速通信を実現することできる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
〔１〕本発明の第１実施形態について
まず、図１に示すブロック図を参照しながら、本発明の第１実施形態としての無線通信システムの構成について説明する。図１に示すように、本無線通信システム１は、複数（ここでは２つ）の通信装置（インパルス方式ＵＷＢ（Ultra WideBand）無線装置）１０ａ−１，１０ｂ−１からなり、これら通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１が、インパルス方式のＵＷＢ無線通信方式によって互いに無線通信可能に接続される。

通信装置１０ａ−１は、送信データに基づいてインパルス（インパルス信号）を発生するパルス発生器１１ａと、このパルス発生器１１ａによって発生されたインパルスを増幅するＰＡ（Power Amplifier）１２ａと、このＰＡ１２ａによって増幅されたインパルスを発信するアンテナ１３ａとをそなえて構成されている。
また、通信装置１０ａ−１は、通信装置１０ｂ−１から発信されたインパルスをアンテナ１３ａを用いて受信すると、受信したインパルスを増幅するＬＮＡ（Low Noise Amplifier：低雑音アンプ）１６ａと、このＬＮＡ１６ａで増幅したインパルスを受信データとして検出するパルス検出部１７ａとをそなえて構成されている。

なお、通信装置１０ｂ−１は通信装置１０ａ−１と同様に構成されている。つまり、通信装置１０ｂ−１のパルス検出部１１ｂ，ＰＡ１２ｂ，アンテナ１３ｂ，ＬＮＡ１６ｂ，及びパルス検出部１７ｂのそれぞれは、通信装置１０ａ−１のパルス検出部１１ａ，ＰＡ１２ａ，アンテナ１３ａ，ＬＮＡ１６ａ，及びパルス検出部１７ａにそれぞれ対応しており、これらと同様の機能を有する。

そして、本無線通信システム１は、通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１間の距離を検出（測定）する距離検出部（距離測定部）１４と、この距離検出部１４によって検出された通信装置１０ａ−１と通信装置１０ｂ−１との距離に基づいて、これら通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１間の無線通信に用いられるインパルスの振幅（以下、単に振幅やパルス振幅ともいう）と、インパルスの繰り返し周波数（パルスレート；以下、単に繰り返し周波数や、パルス繰り返し周波数や、ＰＲＦ（Pulse Repetition Frequency）ともいう）とを調整するインパルス調整部１５−１とをそなえて構成されている。

距離検出部１４−１は、通信装置１０ａ−１の第１距離検出部１４ａと、通信装置１０ｂ−１の第２距離検出部１４ｂ−１とから構成されており、距離検出部１４−１は、ここでは、２つの通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１間をインパルスが往復するのに要した伝搬時間に基づいて距離を検出する。なお、この距離の検出方法については、後述の図９を参照しながら詳述する。

インパルス調整部１５−１は、通信装置１０ａ−１の第１インパルス調整部１５ａ−１と、通信装置１０ｂ−１の第２インパルス調整部１５ｂ−１とから構成されており、例えば、図２（ａ）に示すように、距離検出部１４によって測定された距離が遠距離であった場合には、インパルスの振幅が大きくなるように調整するとともに、インパルスの繰り返し周波数が少なくなるように調整する。

また、図２（ｂ）に示すように、距離検出部１４によって測定された距離が中距離であった場合には、インパルス調整部１５−１は、図２（ａ）に示す遠距離時の振幅よりも小さい振幅になるように調整するとともに、繰り返し周波数は多くなるように調整する。
さらに、図２（ｃ）に示すように、距離検出部１４によって測定された距離が近距離であった場合には、インパルス調整部１５−１は、図２（ｂ）に示す中距離時の振幅よりもさらに小さい振幅になるように調整するとともに、繰り返し周波数はさらに多くなるように調整する。

このように、インパルス調整部１５−１が、距離検出部１４によって測定された距離に応じて、インパルスの振幅と繰り返し周波数とを調整する。つまり、インパルス調整部１５−１は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、距離に応じてインパルスの振幅を増大させる場合には、繰り返し周波数を減少させる一方、距離に応じてインパルスの振幅を低減させる場合には、繰り返し周波数を増加させることによって、インパルスのピーク放射電力や平均放射電力が所定値（例えばＦＣＣマスク）を超えないようにしながら、遠距離でも近距離でも確実に通信を実行することができる。さらに、近距離の場合には通信速度を速くすることができる。

なお、インパルス調整部１５−１の具体的な構成については、後述の図４，図５，図７を参照しながら詳述する。
なお、本無線通信システム１では、距離検出部１４と、インパルス調整部１５−１のうちのインパルスの振幅及び繰り返し周波数を決定する部分（後述する図４に示すパルス決定部３４）が、通信装置１０ａ−１にそなえられているが、通信装置１０ｂ−１にそなえられていてもよく、さらには通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１の両方にそなえられていてもよい。

ここで、図３を参照しながら、本無線通信システム１の通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１間でのインパルスを用いたデータ送受信方法（インパルス方式のＵＷＢ無線通信方式）について説明する。
図３に示すように、本無線通信システム１での送信データは、ＰＮ（Pseudo Noise）系列の一種である８値（つまり、０〜７の８つの値）のＲＳ（Reed-Solomon；リードソロモン）系列でタイムホッピングされており、さらに、パルス位置変調（ＰＰＭ：Pulse Position Modulation）でデータ変調されている。

パルス位置を変更しうる最小時間単位である１チップが１００ｎｓの場合、ＲＳ系列として例えば“５７６３４２１”を使用すると、送信されるデータ（ＴＨデータ）のうちの、同期用のデータ無変調のプリアンブル部は、１シンボル（７μｓ）のうちの７つのパルス区間（１パルス区間は１μｓ）のそれぞれにおいて、最初のパルスは５００ｎｓの位置にタイムホッピングされ、次のパルスは７００ｎｓの位置に、その次のパルスは６００ｎｓの位置に、その次のパルスは３００ｎｓの位置に、その次のパルスは４００ｎｓの位置に、その次のパルスは２００ｎｓの位置に、その次のパルスは１００ｎｓの位置に、それぞれタイムホッピングされる。

なお、図３では、図の簡略化のため、プリアンブル部の最前部（図中左端）から４〜６番目のシンボルは省略している。さらに、図３において、縦の太実線が、パルスがタイムホッピングされていることを示している。
そして、プリアンブル部に後続するデータ部（通信データ）も、プリアンブル部と同様にＲＳ系列でタイムホッピングされるが、このデータ部の各パルス区間において“１”を示す場合には、パルスをプリアンブル部でタイムホッピングされた位置よりも１チップ分後段にずらす、いわゆるパルス位置変調を行なっている。

例えば、データ部が“０１１００００”を示す場合、プリアンブル部が示す“５７６３４２１”のＲＳ系列が、データ部では“５８７３４２１”に変調され、７つのパルス区間のそれぞれにおいて、最初のパルスは５００ｎｓの位置に、その次のパルスは８００ｎｓの位置に、その次のパルスは７００ｎｓの位置に、その次のパルスは３００ｎｓの位置に、その次のパルスは４００ｎｓの位置に、その次のパルスは２００ｎｓの位置に、その次のパルスは１００ｎｓの位置に、それぞれタイムホッピングされる。

つまり、データ部において“１”を示す２番目のパルス区間では、プリアンブル部では７００ｎｓの位置でパルスがホッピングされるのに対して、データ部ではその１チップ分後段の８００ｎｓの位置でパルスがホッピングされる。また、同じく“１”を示す３番目のパルス区間でも、プリアンブル部では６００ｎｓの位置でパルスがホッピングされるのに対して、データ部では７００ｎｓの位置でパルスがホッピングされる。なお、図３では、図の簡略化のためデータ部の最前部から５〜７番目のシンボルは省略している。

次に、図４に示すブロック図を参照しながら、本無線通信システム１の通信装置１０ａ−１のより詳細な構成について説明する。なお、図４において既述の符号と同一の符号は、同一の部分もしくは略同一の部分を示している。
図４に示すように、通信装置１０ａ−１は、上述したＰＡ１２ａ，アンテナ１３ａ，ＬＮＡ１６ａ，及びパルス検出部１７ａをそなえるとともに、パルス周波数源２０ａ，ＰＮ系列発生部２１ａ，ＰＰＭデータ変調部２２ａ，インパルス生成部２３ａ，ＢＰＦ（Band Pass Filter）２４ａ， ＡＴＴ（attenuater：アッテネータ）２５ａ，相関器２６ａ，ＰＰＭデータ復調部２７ａ，時計３０ａ，送信時刻保持部３１ａ，受信時刻保持部３２ａ，距離計算部３３ａ，パルス決定部３４−１，及びパルス制御部３６ａ−１をそなえて構成されている。

通信装置１０ａ−１では、パルス周波数源２０ａから１０ＭＨｚ（１００ｎｓ周期）のクロックが発生し、このクロックに基づいて、ＰＮ系列発生部２１ａが前述したようなＲＳ系列を発生する。
そして、ＰＰＭデータ変調部２２ａが、送信データの“１”，“０”に応じてＰＰＭ変調を実行し、インパルス生成部２３ａにパルスが送られる。

インパルス生成部２３ａは、例えば、ステップリカバリダイオードにより、パルスの立ち上がり部で非常に細かいインパルスを生成する。
そして、インパルス生成部２３ａによって生成されたインパルスの不要な成分を、ＢＰＦ２４ａが除去する。
つまり、インパルス生成部２３ａによって生成されたインパルスは、非常に広い帯域を有しているが、例えば、ＦＣＣマスクに適合すべく、インパルス生成部２３ａによって生成されたインパルスは、３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚのＢＰＦ２４ａを通すことで、不要な３．１ＧＨｚよりも低い成分や１０．６ＧＨｚよりも高い成分を除去される。

そして、ＢＰＦ２４ａを通過したインパルスは、ＰＡ１２ａによって増幅され、必要に応じてＡＴＴ２５ａによって減衰されて、アンテナ１３ａから放射される。
このように、通信装置１０ａ−１では、ＰＮ系列発生部２１ａ，ＰＰＭデータ変調部２２ａ，インパルス生成部２３ａ，及びＢＰＦ２４ａが、パルス発生器１１ａとして機能する。

また、通信装置１０ａ−１は、受信側において、アンテナ１３ａから受信されたインパルス電波（つまり、通信装置１０ｂ−１から発信されたインパルス）を、ＢＰＦ２４ａによって不要な周波数成分を除去した後、ＬＮＡ１６ａによって増幅する。
そして、ＬＮＡ１６ａによって増幅されたインパルス電波から、パルス検出部１７ａが、パルスを検出する。

このパルス検出部１７ａは、例えば、ダイオードによる包絡線検波回路（図示略）と、コンパレータ（図示略）とをそなえて構成されている。すなわち、通信装置１０ａ−１及び通信装置１０ｂ−１は、受信方式としてノンコヒーレント方式を採用している。
そして、パルス検出部１７ａによって検出されたパルスは、相関器２６ａに入力される。

相関器２６ａは、パルス検出部１７ａによって検出されたパルスを、ＰＮ系列発生部２１ａによって発生されたＲＳ系列と比較することによって、かかるパルスからプリアンブル部を検出するものである。
この相関器２６ａは、例えば、デジタルマッチドフィルタ（図示略）をそなえて構成され、パルスとＲＳ系列との一致（相関）をみて、パルスからプリアンブル部を抽出する。

そして、相関器２６ａによってパルスからプリアンブル部が検出されると、同期が確立されたとして、ＰＰＭデータ変調部２７ａが、プリアンブル部の後段のデータ部のＰＰＭを復調して受信データを生成する。
また、図４に示すように、通信装置１０ａ−１は、時計３０ａをそなえて構成されており、通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１間の無線通信に用いるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を決定して設定する初期設定時（後述する距離測定コマンドを通信装置１０ｂ−１に送信する際）には、送信時刻保持部３１ａが、通信装置１０ｂ−１に送信するプリアンブル部に後続するデータ部の最初のパルスをＰＮ系列発生部２１ａが発生した時刻を、この時計３０ａに基づいて保持する。

さらに、通信装置１０ａ−１は、同じく初期設定時に、通信装置１０ｂ−１から時刻に関するデータ（後述するＴｂ）を受信する際に、受信時刻保持部３２ａが、パルス検出部１７ａが当該データにおけるデータ部の最初のパルスを検出した時刻を、時計３０ａに基づいて保持する。
そして、距離算出部３３ａは、送信時刻保持部３１ａに保持された時刻と、受信時刻保持部３２ａに保持された時刻と、通信装置１０ｂ−１から受信した時刻に関するデータ（後述するＴｂ）とに基づいて、自身（通信装置１０ａ−１）と通信装置１０ｂ−１との距離を算出する。なお、この距離算出部３３ａによる距離の算出方法については、後述の図９を参照しながら詳述する。

このように、通信装置１０ａ−１では、時計３０ａ，送信時刻保持部３１ａ，受信時刻保持部３２ａ，及び距離計算部３３ａが、第１距離検出部１４ａとして機能する。
また、図４に示すように、通信装置１０ａ−１は、距離計算部３３ａによって計算されると、パルス決定部３４−１が、計算された距離に応じて、自身と通信装置１０ｂ−１との間の無線通信に用いるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を決定する。

このパルス決定部３４−１は、図５に示すような、距離と、インパルスの振幅及び繰り返し周波数の組み合わせとの対応を示すテーブル３５−１をそなえており、このテーブル３５−１に基づいて、インパルスの振幅及び繰り返し周波数を決定する。
なお、テーブル３５−１では、インパルスの振幅としてＡＴＴ２５ａの設定値（電力減衰量（率）；ここでは、“＋０ｄＢ”，“−３ｄＢ”，“−６ｄＢ”，“−９ｄＢ”，“−１５ｄＢ”，“−１８ｄＢ”，“−２１ｄＢ”，“−２４ｄＢ”の９段階の設定値）が保持され、さらに、インパルスの繰り返し周波数として、最大ＰＲＦが保持されている。また、テーブル３５−１では、最大ＰＲＦに対応するパルス周波数源２０ａにおける１チップ時間（１チップの値）が保持されている。

ここで図６を参照しながら、パルス繰り返し周波数と放射電力との関係について説明する。図６はパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）をＡＴＴ２５ａの９段階の設定値で変化させたときの、平均放射電力（図中の注釈において“ＲＭＳ”で示す実線）とピーク放射電力（図中の注釈において“Ｐｋ”で示す二点鎖線参照）とをスペクトルアナライザで測定した結果を示すものである。なお、平均放射電力はスペクトルアナライザのＲＭＳ検波機能で測定し、ピーク放射電力はピーク検波機能で測定した。

通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１間での通信において、ＦＣＣマスク等の規定を考慮すると、パルス周波数が上がってもピーク放射電力が上がらないのが理想であるが、実際のスペクトルアナライザでは、ある周波数以上ではピーク放射電力はパルス繰り返し周波数とともに上昇する。
また、平均放射電力は、パルス繰り返し周波数とともに上昇する。

ＦＣＣマスクでは、平均放射電力（ＲＭＳ Ｍａｓｋ）の上昇は−４１．３ｄＢｍ／ＭＨｚであり、ピーク放射電力（Ｐｋ Ｍａｓｋ）の上限は−３３．９８ｄＢｍ／ＭＨｚであるので、本無線通信システム１では、それぞれの電力がこれらの基準を超えないように、インパルス周波数源２０ａによるインパルス繰り返し周波数と、ＡＴＴ２５ａによる電力減衰量（ここでは９段階の設定値）とを、調整しなければならない。

したがって、テーブル３５−１は、図６に示す平均放射電力の規定値と、ピーク放射電力の規定値とを満たすように設定されている。
つまり、図５に示すごとく、テーブル３５−１において、ＡＴＴ２５ａの減衰が無し（“＋０ｄＢ”）の場合には、ピーク放射電力が規定値の上限になるように、インパルスの振幅が設定されている。このとき、図６に基づくと、パルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）が０．６８ＭＨｚよりも大きくなると平均放射電力の規定値を超えてしまうので、最大ＰＲＦは０．６８ＭＨｚに設定され、さらに、パルス周波数源２０ａによる１チップ時間が１４８ｎｓに設定される。このような設定によれば、通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１は、８４．９ｍの距離まで離れていても安定した通信を行なうことができる。

また、ＡＴＴ２５ａの電力減衰量が“−３ｄＢ”の場合には、最大ＰＲＦは１．０４ＭＨｚとなり、さらに、パルス周波数源２０ａによる１チップ時間が１００ｎｓになり、このとき、通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１の最大通信距離は６０ｍになる。
さらに、ＡＴＴ２５ａの電力減衰量が“−６ｄＢ”の場合には、最大ＰＲＦは１．５ＭＨｚとなり、さらに、パルス周波数源２０ａによる１チップ時間が６７ｎｓになり、このとき、通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１の最大通信距離は４２．４ｍになる。

また、ＡＴＴ２５ａの電力減衰量が“−９ｄＢ”の場合には、最大ＰＲＦは２．２ＭＨｚとなり、さらに、パルス周波数源２０ａによる１チップ時間が４６ｎｓになり、このとき、通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１の最大通信距離は３０ｍになる。
さらに、ＡＴＴ２５ａの電力減衰量が“−１２ｄＢ”の場合には、最大ＰＲＦは２．９ＭＨｚとなり、さらに、パルス周波数源２０ａによる１チップ時間が３５ｎｓになり、このとき、通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１の最大通信距離は２１．２ｍになる。

また、ＡＴＴ２５ａの電力減衰量が“−１５ｄＢ”の場合には、最大ＰＲＦは４．１ＭＨｚとなり、さらに、パルス周波数源２０ａによる１チップ時間が２５ｎｓになり、このとき、通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１の最大通信距離は１５ｍになる。
さらに、ＡＴＴ２５ａの電力減衰量が“−１８ｄＢ”の場合には、最大ＰＲＦは６．０ＭＨｚとなり、さらに、パルス周波数源２０ａによる１チップ時間が１７ｎｓになり、このとき、通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１の最大通信距離は１０．６ｍになる。

また、ＡＴＴ２５ａの電力減衰量が“−２１ｄＢ”の場合には、最大ＰＲＦは８．８ＭＨｚとなり、さらに、パルス周波数源２０ａによる１チップ時間が１２ｎｓになり、このとき、通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１の最大通信距離は７．５ｍになる。
さらに、ＡＴＴ２５ａの電力減衰量が“−２４ｄＢ”の場合には、最大ＰＲＦは１３．５ＭＨｚとなり、さらに、パルス周波数源２０ａによる１チップ時間が８ｎｓになり、このとき、通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１の最大通信距離は５．３ｍになる。

ここで、パルス決定部３４−１によるテーブル３５−１を用いた具体的なインパルスの振幅及び繰り返し周波数の決定方法について説明すると、例えば、距離計算部３３ａによって測定された通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１間の距離が６０ｍ以上であった場合、パルス決定部３４−１は、テーブル３５−１に基づいて、インパルスの振幅としてＡＴＴ２５ａの電力減衰量を“＋０ｄＢ”とし、パルス繰り返し周波数を０．６８ＭＨｚ以下に設定する。具体的には、パルス周期は、１／０．６８ＭＨｚ＝１．４７μｓであるので、このパルス繰り返し周波数０．６８ＭＨｚに対応する、パルス周波数源２０ａが発生するクロックによる１チップの時間を、１４８ｎｓに設定する。これにより、１パルス区間は１．４８μｓとなり、ＰＲＦは１／１．４８μｓ＝０．６８Ｍｈｚになるのである。

これと同様に、距離計算部３３ａによって計算された距離が４２．４ｍ以上であれば、パルス決定部３４−１は、テーブル３５−１に基づいて、インパルスの振幅としてＡＴＴ２５ａの電力減衰量を“−３ｄＢ”とする。さらに、パルス決定部３４−１は、パルス繰り返し周波数を１．０４ＭＨｚ以下にするために、パルス周波数源２０ａが発生するクロックに基づく１チップの時間を１００ｎｓにする。

また、距離計算部３３ａによって計算された距離が７．５ｍよりも近い場合には、パルス決定部３４−１は、テーブル３５−１に基づいて、インパルスの振幅としてＡＴＴ２５ａの電力減衰量を“−２４ｄＢ”とするとともに、１チップの時間を８ｎｓに設定する。
なお、本発明において、図５に示すテーブル３５−１の値は限定されるものではなく、例えば、テーブル３５−１における最大ＰＲＦは、あくまでＰＲＦの最大値を示しているので、パルス周波数源２０ａがチップ時間を５ｎｓ単位でしか変化することができない場合には、最大ＰＲＦが０．６８ＭＨｚのときの１チップ時間を１４８ｎｓから１５０ｎｓに変更し、以下同様に、１チップ時間を、１００ｎｓ，７０ｎｓ，５０ｎｓ，３５ｎｓ，２５ｎｓ，２０ｎｓ，１５ｎｓ，１０ｎｓに変更してもよい。

このように、本無線通信システム１では、テーブル３５−１に基づいて、インパルスの振幅と繰り返し周波数を設定することによって、最長８４．９ｍの通信距離を実現するとともに、最大１３．５ＭＨｚの高速通信を実現する。
また、図４に示すように、パルス制御部３６ａ−１は、パルス決定部３４−１によって決定されたインパルスの振幅（ここではＡＴＴ２５ａの設定値）に基づいて、ＡＴＴ２５ａの減衰量を設定する。

さらに、パルス制御部３６ａ−１は、パルス決定部３４−１によって決定されたインパルスの繰り返し周波数に基づいて、当該繰り返し周波数となるように、パルス周波数源２０ａにおけるＰＲＦを設定する。
つまり、パルス制御部３６ａ−１は、パルス決定部３４−１によって決定されたインパルスの振幅及び繰り返し周波数が発信されるように、パルス周波数源２０ａ及びＡＴＴ２５ａを制御する。

このように、通信装置１０ａ−１では、パルス決定部３４−１，パルス制御部３６ａ−１，パルス周波数源２０ａ，及びＡＴＴ２５ａが、第１インパルス調整部１５ａ−１として機能する。
次に、図７に示すブロック図を参照しながら、本無線通信システム１の通信装置１０ｂ−１のより詳細な構成について説明する。なお、図７において既述の符号と同一の符号は、同一の部分もしくは略同一の部分を示している。

さらに、図７に示す各構成要素の左側２桁の数字の符号が、上記図４に示す通信装置１０ａ−１の構成要素の符号と同一のものは、同一の機能もしくは略同一の機能を有する構成要素を示している。
この図７に示すように、通信装置１０ｂ−１は、図１に示すＰＡ１２ｂ，アンテナ１３ｂ，ＬＮＡ１６ｂ，及びパルス検出部１７ｂをそなえるとともに、パルス周波数源２０ｂ，ＰＮ系列発生部２１ｂ，ＰＰＭデータ変調部２２ｂ，インパルス生成部２３ｂ，ＢＰＦ２４ｂ， ＡＴＴ２５ｂ，相関器２６ｂ，ＰＰＭデータ復調部２７ｂ，時計３０ｂ，送信時刻保持部３１ｂ，受信時刻保持部３２ｂ，及びパルス制御部３６ｂ−１をそなえて構成されている。

なお、通信装置１０ｂ−１は、通信装置１０ａ−１の距離計算部３３ａ及びパルス決定部３４−１に相当するものはそなえていない。
また、パルス周波数源２０ｂ，ＰＮ系列発生部２１ｂ，ＰＰＭデータ変調部２２ｂ，インパルス生成部２３ｂ，ＢＰＦ２４ｂ， ＡＴＴ２５ｂ，相関器２６ｂ，ＰＰＭデータ復調部２７ｂ，及び時計３０ｂのそれぞれは、順に、上述した通信装置１０ａ−１のパルス周波数源２０ａ，ＰＮ系列発生部２１ａ，ＰＰＭデータ変調部２２ａ，インパルス生成部２３ａ，ＢＰＦ２４ａ， ＡＴＴ２５ａ，相関器２６ａ，ＰＰＭデータ復調部２７ａ，及び時計３０ａと同様の機能を有するものであるので、その詳細な説明は省略する。

ここでは、通信装置１０ｂ−１において、上述した通信装置１０ａ−１とは異なる動作を実行する構成要素（送信時刻保持部３１ｂ，受信時刻保持部３２ｂ，及びパルス制御部３６ｂ−１）について説明する。
通信装置１０ｂ−１では、初期設定時に、通信装置１０ａ−１から送信された距離測定コマンドを受信すると、その受信データのデータ部の最初のパルスをパルス検出部１７ｂが検出した時刻を、受信時刻保持部３２ｂが時計３０ｂに基づいて保持する。

さらに、通信装置１０ｂ−１では、かかる受信データ（距離測定コマンド）を受け取ったことを示す応答を通信装置１０ａ−１に返信する際に、当該応答としての送信データのデータ部の最初のパルスをＰＮ系列発生部２１ｂが発生した時刻を、送信時刻保持部３１ｂが時計３０ｂに基づいて保持する。
このように、通信装置１０ｂ−１では、時計３０ｂ，送信時刻保持部３１ｂ，及び受信時刻保持部３２ｂが、第２距離検出部１４ｂ−１として機能する。

また、通信装置１０ｂ−１は、送信時刻保持部３１ｂに保持された時刻と、受信時刻保持部３２ｂに保持された時刻、もしくは、これらの時刻の差を算出して送信データとして、通信装置１０ａ−１に送信する。
なお、通信装置１０ｂ−１のパルス制御部３６ｂ−１は、通信装置１０ａ−１から受信データとして受信した、通信装置１０ａ−１のパルス決定部３４−１によって決定されたインパルスの振幅及び繰り返し周波数に基づいて、パルス周波数源２０ｂとＡＴＴ２５ｂとを制御する。

このように、通信装置１０ｂ−１では、パルス周波数源２０ｂ，ＡＴＴ２５ｂ，及びパルス制御部３６ｂ−１が、第２インパルス調整部１５ｂ−１として機能する。
次に、図８を参照しながら、本無線通信システム１の処理手順（つまり、通信装置１０ａ−１と通信装置１０ｂ−１との通信手順）について説明する。
通信装置１０ａ−１と通信装置１０ｂ−１とが通信を開始する際、まず、互いの無線通信に用いるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を決定する初期設定動作（図８の（ａ）〜（ｏ）参照）を実行する。

まず、通信装置１０ａ−１は、初期設定時に用いるインパルスの振幅を最大振幅に設定するとともに、インパルスの繰り返し周波数を最小値に設定する（図８の（ａ）参照）。つまり、パルス制御部３６ａ−１が、ＡＴＴ２５ａを制御して、ＡＴＴ２５ａの電力減衰量を“＋０ｄＢ”に設定することによって、通信装置１０ａ−１が発生しうる最大のパルス振幅を実現する。さらに、パルス制御部３６ａ−１が、パルス周波数源２０ａを制御してパルス周波数源２０ａが発生しうる最小の繰り返し周波数（ここでは、１チップ１４８ｎｓ）を実現する。

次いで、通信装置１０ａ−１は、この最大振幅及び最小繰り返し周波数のインパルスを用いて、通信相手である通信装置１０ｂ−１との距離を測定するための距離測定コマンドを、通信装置１０ｂ−１に対して送信する（図８の（ｂ）参照）。
このとき、通信装置１０ａ−１の送信時刻保持部３１ａが、距離測定コマンドのプリアンブル部後の最初のパルス（すなわち、データ部の最初のパルス）をＰＮ系列発生部２１ａが発生した時刻（Ｔａｔ）を時計３０ａに基づいて保持する（図８の（ｃ）参照）。

そして、この距離測定コマンドを通信装置１０ｂ−１が受信すると、通信装置１０ｂ−１の受信時刻保持部３２ｂが、この距離測定コマンドにおけるプリアンブル部後の最初のパルスをパルス検出部１７ｂが検出した時刻（距離測定コマンドの到着時刻；Ｔｂｒ）を、時計３０ｂに基づいて保持する（図８の（ｄ）参照）。
次いで、通信装置１０ｂ−１のパルス制御部３６ｂ−１が、通信装置１０ａ−１の処理（ａ）と同様に、インパルスの振幅を最大振幅（ＡＴＴ２５ｂを“＋０ｄＢ”）に設定するとともに、パルス周波数源２０ｂを制御することによりインパルスの繰り返し周波数を最小値（１チップ１４８ｎｓ）に設定する（図８の（ｅ）参照）。

その後、通信装置１０ｂ−１は、距離測定コマンドに対する応答（距離測定コマンド応答）を通信装置１０ａ−１に送信する（図８の（ｆ）参照）。
このとき、通信装置１０ｂ−１の送信時刻保持部３１ｂが、距離測定コマンド応答のプリアンブル部後の最初のパルス（すなわち、データ部の最初のパルス）をＰＮ系列発生部２１ｂが発生した時刻（Ｔｂｔ）を、時計３０ｂに基づいて保持する（図８の（ｇ）参照）。

そして、通信装置１０ａ−１が通信装置１０ｂ−１からの距離測定コマンド応答を受信データとして受信すると、通信装置１０ａ−１の受信時刻保持部３２ａが、この距離測定コマンド応答におけるプリアンブル部後の最初のパルスをパルス検出部１７ａが検出した時刻（距離測定コマンド応答の到着時刻；Ｔａｒ）を、時計３０ａに基づいて保持する（図８の（ｈ）参照）。

この処理（ｈ）に並行して、通信装置１０ｂ−１では、演算部（図示略）が、送信時刻保持部３１ｂに保持されたＴｂｔから受信時刻保持部３２ｂに保持さえたＴｂｒを差し引くことによって、差Ｔｂを算出する（図８の（ｉ）参照）。
その後、通信装置１０ｂ−１は、この差Ｔｂを、通信装置１０ａ−１へ送信する（図８の（ｊ）参照）。

そして、通信装置１０ａ−１が通信装置１０ｂ−１から差Ｔｂを受信すると、距離計算部３３ａが通信装置１０ａ−１と通信装置１０ｂ−１との距離を計算する（図８の（ｋ）参照）。
距離計算部３３ａは、ＴＷＲ（Two Way Ranging）方式で通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１間の距離を測定する。ここで、図９を参照しながら、距離計算部３３ａによる具体的な距離計算方法について説明すると、まず、前提条件として、通信装置１０ａ−１の保持する時計３０ａと、通信装置１０ｂ−１の時計３０ｂとは、時刻がｔｏずれているとする。

これは、時計３０ａ，３０ｂを完全に同期させるには、これら時計３０ａ，３０ｂが、例えば超高精度な原子時計で構成される必要があり、時計３０ａ，３０ｂが完全に同期することは現実的に困難だからである。
ここで、インパルス（電波）の伝搬時間をｔｐとすると、通信装置１０ａ−１が距離測定コマンドを送信した時刻Ｔａｔ（つまり、送信時刻保持部３１ａが保持する時刻）と、この距離測定コマンドを通信装置１０ｂ−１が受信した時刻Ｔｂｒ（つまり、受信時刻保持部３２ｂが保持する時刻）と、通信装置１０ｂ−１が距離測定コマンド応答を送信した時刻Ｔｂｔ（つまり、送信時刻保持部３１ｂが保持する時刻）と、この距離測定コマンド応答を通信装置１０ａ−１が受信した時刻Ｔａｒ（つまり、受信時刻保持部３２ａが保持する時刻）とに基づいて、下記式（１），（２）が成立する。

Ｔｂｒ＝Ｔａｔ＋ｔｏ＋ｔｐ ・・・（１）
Ｔａｔ＝Ｔｂｒ＋ｔｏ−ｔｐ ・・・（２）
これらの式（１），（２）をｔｐについて解くと、下記式（３）が得られる。
ｔｐ＝｛（Ｔａｒ−Ｔａｔ）−（Ｔｂｔ−Ｔｂｒ）｝／２＝（Ｔａ−Ｔｂ）／２ ・・・（３）
なお、上記式（３）において、Ｔａ＝Ｔａｒ−Ｔａｔ及びＴｂ＝Ｔｂｔ−Ｔｂｒとする。

したがって、距離計算部３３ａは、受信時刻保持部３２ａに保持されたＴａｒと送信時刻保持部３１ａに保持されたＴａｔとの差であるＴａと、通信装置１０ｂ−１から受信したＴｂとに基づいて、式（３）から通信装置１０ａ−１と通信装置１０ｂ−１との間のインパルスの伝搬時間ｔｐを算出し、さらに、下記式（４）に基づいて、通信装置１０ａ−１と通信装置１０ｂ−１との距離Ｌａｂを算出する。

Ｌａｂ＝ｃ・ｔｐ ・・・（４）
ただし、ｃは光速とする。
そして、距離計算部３３ａが距離を計算すると、図８に示すごとく、パルス決定部３４−１が、距離計算部３３ａによって計算された距離に応じたインパルスの振幅と繰り返し周波数とをテーブル３５−１に基づいて決定する（図８の（ｌ）参照）。

ここでは、パルス決定部３４−１は、テーブル３５−１に基づいて、インパルスの振幅としてＡＴＴ２５ａの電力減衰量を決定するとともに、インパルスの繰り返し周波数として最大ＰＲＦからパルス周波数源２０ａによる１チップの時間を決定する。
次いで、通信装置１０ａ−１は、決定したインパルスの振幅及び繰り返し周波数を、送信データとして、通信装置１０ｂ−１に送信する（図８の（ｍ）参照）とともに、パルス制御部３６ａ−１が、ＡＴＴ２５ａ及びパルス周波数源２０ａを制御して、当該インパルスの振幅及び繰り返し周波数を設定する（図８の（ｎ）参照）。

そして、通信装置１０ｂ−１が、通信装置１０ａ−１からインパルスの振幅及び繰り返し周波数を受け取ると、パルス制御部３６ｂ−１が、ＡＴＴ２５ｂ及びパルス周波数源２０ｂを制御することにより、受信したインパルスの振幅及び繰り返し周波数を設定し（図８の（ｏ）参照）、これによって初期設定を終了する。
そして、通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１は、初期設定で設定した振幅及び繰り返し周波数のインパルスを用いて、互いにデータの送受信を実行する（図８の（ｐ），（ｑ）参照）。

その後、データの送受信が完了すると、通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１のパルス制御部３６ａ−１，３６ｂ−１は、それぞれ、次のデータの送受信処理のための初期設定にそなえてインパルスの振幅を最大に設定するとともに、インパルスの繰り返し周波数を最小に設定する（図８の（ｒ），（ｓ）参照）。
このように、本発明の第１実施形態としての無線通信システム１（通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１）によれば、距離検出部１０ｄによって検出された通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１の距離に応じて、インパルス調整部１５−１が、無線通信に用いるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するので、通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１間が遠距離である場合で、受信方式がノンコヒーレント方式であるために、インパルスの振幅を増大する場合であっても、インパルスの繰り返し周波数も調整することによって、例えばＦＣＣマスクのような規定値を厳守しながら、遠距離通信を確実に実行することができる。

また、通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１間が近距離である場合には、インパルス調整部１５−１が、インパルスの振幅を低減させるとともに、インパルスの繰り返し周波数を増加させることによって、高速通信を実現することができる。
なお、インパルス調整部１５−１のパルス決定部３４−１が、テーブル３５−１に基づいて通信に利用するインパルスの振幅及び繰り返し周波数を決定するので、テーブル３５−１を、ピーク放射電力や平均放射電力などの規定値を考慮して設定することによって、インパルス調整部１５−１は、ピーク放射電力が所定値以下となるようにインパルスの振幅を調整することができるとともに、平均放射電力が所定値以下となるようにインパルスの繰り返し周波数を設定することができる。

また、距離検出部１４の距離計算部３３ａが、２つの通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１間を往復するのに要した伝搬時間に基づいて、距離を検出するので、通信装置１０ａ−１の時計３０ａと通信装置１０ｂ−１の時計３０ｂとが完全に同期していなくても、通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１間の距離を確実に計算することができる。
さらに、本無線通信システム１では、初期設定時に、距離検出部１４が距離を検出するのに用いるインパルスとして、最大振幅及び最小繰り返し周波数のインパルスを用いるので、通信装置１０ａ−１，１０ｂ−１間の距離が、本無線通信システム１が対応しうる最長距離であっても、確実に初期設定を実行してインパルスの振幅及び繰り返し周波数を適切に設定することができる。

〔２〕本発明の第２実施形態について
次に、図１０に示すブロック図を参照しながら、本発明の第２実施形態としての無線通信システムの構成について説明する。なお、図１０において既述の符号と同一の符号は同一の部分もしくは略同一の部分を示すので、ここではその詳細な説明は省略する。
図１０に示すように、本無線通信システム２は、複数（ここでは２つ）の通信装置１０ａ−２，１０ｂ−２からなり、距離検出部１４ｂ−２及びインパルス調整部１５−２を除いては、上述した第１実施形態の無線通信システム１と同様に構成されている。なお、上述した第１実施形態の無線通信システム１では、距離検出部１４が通信装置１０ａ−１の第１距離検出部１４ａと通信装置１０ｂ−１の第２距離検出部１４ｂ−１とから構成されていたが、本無線通信システム２では、通信装置１０ｂ−２に距離検出部１４ｂ−２がそなえられている。

また、本無線通信システム２では、インパルス調整部１５−２は、通信装置１０ａ−２の第１インパルス調整部１５ａ−２と、通信装置１０ｂ−２の第２インパルス調整部１５ｂ−２とから構成されている。
以下、距離検出部１４ｂ−２及びインパルス調整部１５−２について詳細に説明する。
つまり、本無線通信システム２の距離検出部１４ｂ−２は、ＲＳＳ（Receive Single Strength）方式で通信装置１０ａ−２，１０ｂ−２間の距離を測定する。具体的には、２つの通信装置のうちの一方の通信装置１０ａ−２から発信され、他方の通信装置１０ｂ−２で受信されたインパルスの電力に基づいて、通信装置１０ａ−２，１０ｂ−２間の距離を検出する。

ここで、図１１に示すブロック図を参照しながら、本無線通信システム２の通信装置１０ａ−２の構成について説明するとともに、図１２に示すブロック図を参照しながら本無線通信システム２の通信装置１０ｂ−２の構成について説明する。なお、図１１，図１２において既述の符号と同一の符号は同一の部分もしくは略同一の部分を示しているので、ここではその詳細な説明を省略する。

図１１に示すように、通信装置１０ａ−２は、ＰＡ１２ａ，アンテナ１３ａ，ＬＮＡ１６ａ，パルス検出部１７ａ，パルス周波数源２０ａ，ＰＮ系列発生部２１ａ，ＰＰＭデータ変調部２２ａ，インパルス生成部２３ａ，ＢＰＦ２４ａ， ＡＴＴ２５ａ，相関器２６ａ，ＰＰＭデータ復調部２７ａ，及びパルス制御部３６ａ−２をそなえて構成されている。

パルス制御部３６ａ−２は、通信装置１０ｂ−２から受信した、無線通信に用いるインパルスの振幅及び繰り返し周波数に基づいて、これら振幅及び繰り返し周波数のインパルスを発信すべく、パルス周波数源２０ａ及びＡＴＴ２５ａを制御するものである。ここで、パルス制御部３６ａ−２，パルス周波数源２０ａ，及びＡＴＴ２５ａが第１インパルス調整部１５ａ−２として機能する。

また、図１２に示すように、通信装置１０ｂ−２は、ＰＡ１２ｂ，アンテナ１３ｂ，ＬＮＡ１６ｂ，パルス検出部１７ｂ，パルス周波数源２０ｂ，ＰＮ系列発生部２１ｂ，ＰＰＭデータ変調部２２ｂ，インパルス生成部２３ｂ，ＢＰＦ２４ｂ， ＡＴＴ２５ｂ，相関器２６ｂ，ＰＰＭデータ復調部２７ｂ，受信パワー検出部（電力検出部）３７，距離計算部３３ｂ，テーブル３５−２，パルス決定部３４−２，及びパルス制御部３６ｂ−２をそなえて構成されている。

受信パワー検出部３７は、通信装置１０ａ−２から発信されたインパルス（ここでは距離測定コマンド）の電力を検出するものであり、相関器２６ｂによって通信装置１０ａ−２から受信したデータのプリアンブル部が検出された時の受信電力を検出する。
ここでは、受信パワー検出部３７は、ＬＮＡ１６ｂを通過した後のインパルスの電力を受信電力として検出する。

そして、距離計算部３３ｂは、受信パワー検出部３７によって検出された電力に応じた通信装置１０ａ−２と通信装置１０ｂ−２との距離を、図１３に示すごとく構成されたテーブル３５−２に基づいて検出する。なお、図１３に示すように、テーブル３５−２は、９段階の受信電力（“−８５”，“−８２”，“−７９”，“−７６”，“−７３”，“−７０”，“−６７”，“−６４”，“−６１”ｄＢｍ）のそれぞれに対応する、９段階の距離（“８４．９”，“６０”，“４２．４”，“３０”，“２１．２”，“１５”，“１０．６”，“７．５”，“５．３”ｍ）を保持している。

さらに、テーブル３５−２は、上述した第１実施形態のテーブル３４−１と同様に、各距離に対応するＡＴＴ２５ａの電力減衰量，最大ＰＲＦ及び１チップの時間を保持している。
ここで、受信パワー検出部３７によって検出された受信電力が、−６１ｄＢｍよりも大きい場合には、距離計算部３３ｂは、テーブル３５−２に基づいて、通信装置１０ａ−２，１０ｂ−２間の距離が５．３ｍよりも短いと判断する。

そして、パルス決定部３４−２は、距離計算部３３ｂによって通信装置１０ａ−２，１０ｂ−２間の距離が５．３ｍよりも短いことが検出されると、テーブル３５−２に基づいてインパルスの振幅及び繰り返し周波数を決定する。この場合、パルス決定部３４−２は、インパルスの振幅としてＡＴＴ２５ｂの電力減衰量を−２４ｄＢに設定するとともに、インパルスの繰り返し周波数として最大ＰＲＦを１３．５ＭＨｚとしてパルス周波数源２０ｂによる１チップの時間を８ｎｓに設定する。

なお、受信パワー検出部３７によって検出された電力が−６１ｄＢｍ以下で−６４ｄＢｍよりも大きければ、距離計算部３３ｂは、テーブル３５−２に基づいて、距離を７．５ｍとする。そして、パルス決定部３４−２が、距離７．５ｍに対応するインパルスの振幅（ＡＴＴ２５ｂが−２１ｄＢ）と、インパルスの繰り返し周波数（最大ＰＲＦが８．８ＭＨｚ；パルス周波数源２０ｂの１チップ時間が１２ｎｓ）とを決定する。

このように、通信装置１０ｂ−２では、受信パワー検出部３７及び距離計算部３３ｂが距離検出部１４ｂ−２として機能するとともに、パルス決定部３４−２，パルス制御部３６ｂ−２，パルス周波数源２０ｂ，及びＡＴＴ２５ｂが、第２インパルス調整部１５ｂ−２として機能する。
次に、図１４を参照しながら、本無線通信システム２の処理手順（つまり、通信装置１０ａ−２と通信装置１０ｂ−２との通信手順）について説明する。

まず、通信装置１０ａ−２は、初期設定時に用いるインパルスの振幅を最大振幅に設定するとともに、インパルスの繰り返し周波数を最小値に設定する（図１４の（ａ）参照）。
次いで、通信装置１０ａ−２は、この最大振幅及び最小繰り返し周波数のインパルスを用いて、通信相手である通信装置１０ｂ−２との距離を測定するための距離測定コマンドを、通信装置１０ｂ−２に対して送信する（図１４の（ｂ）参照）。

そして、この距離測定コマンドを通信装置１０ｂ−２が受信すると、受信パワー検出部３７が、受信したインパルスの電力を検出する（図１４の（ｃ）参照）。具体的には、相関器２６ｂによって距離測定コマンドのプリアンブル部が検出されたときの受信電力を検出する。
次に、距離計算部３３ｂが、受信パワー検出部３７が検出した受信電力に応じた距離をテーブル３５−２に基づいて検出し（図１４の（ｄ）参照）、さらに、パルス決定部３４−２が、このテーブル３５−２に基づいて、距離計算部３３ｂによって検出された距離に対応するインパルスの振幅としてのＡＴＴ２５ｂの電力減衰量及びインパルスの繰り返し周波数としてのパルス周波数源２０ｂによる１チップの時間を決定する（図１４の（ｅ）参照）。

そして、通信装置１０ｂ−２は、通信装置１０ａ−２と同様にインパルスの振幅を最大振幅に設定するとともに、インパルスの繰り返し周波数を最小値に設定し（図１４の（ｆ）参照）、パルス決定部３４−２によって決定されたＡＴＴ２５ａの電力減衰量及びパルス周波数源の１チップ時間を通信装置１０ａ−２に送信する（図１４の（ｇ）参照）。
このとき、通信装置１０ｂ−２では、パルス制御部３６ｂ−２が、ＡＴＴ２５ｂ及びパルス周波数源２０ｂを制御して、パルス決定部３４−２によって決定されたインパルスの振幅及び繰り返し周波数を設定する（図１４の（ｈ）参照）。

そして、通信装置１０ａ−２が、通信装置１０ｂ−２からインパルスの振幅及び繰り返し周波数を受け取ると、パルス制御部３５−２が、ＡＴＴ２５ａ及びパルス周波数源２０ａを制御することにより、受信したインパルスの振幅及び繰り返し周波数を設定し（図１４の（ｉ）参照）、これによって初期設定を終了する。
そして、通信装置１０ａ−２，１０ｂ−２は、初期設定で設定した振幅及び繰り返し周波数のインパルスを用いて、互いにデータの送受信を実行する（図１４の（ｊ），（ｋ）参照）。

その後、データの送受信が完了すると、通信装置１０ａ−２，１０ｂ−２のパルス制御部３５，３５ｂ−２は、それぞれ、インパルスを初期設定時に戻すべく、インパルスの振幅を最大に設定するとともに、インパルスの繰り返し周波数を最小に設定する（図１４の（ｌ），（ｍ）参照）。
このように、本発明の第２実施形態としての無線通信システム２によれば、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、受信パワー検出部３７によって検出する受信電力は、マルチパスや遮蔽などの環境によって電波強度が変化することにより、正しく測定できない場合もあるが、その環境も含めてパルス決定部３４−２がインパルスの振幅及び繰り返し周波数を設定することになり、かかる環境に則したインパルスの振幅及び繰り返し周波数を設定することができる。その結果、通信装置１０ａ−２，１０ｂ−２間の通信をより確実に実現することができる。

さらに、本無線通信システム２によれば、通信装置１０ａ−２から送信された距離測定コマンドとしてのインパルスを通信装置１０ｂ−２が受信すると、当該インパルスの受信電力に基づいて、通信装置１０ｂ−２が無線通信に用いるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を決定するので、初期設定にかかる処理工程を上述した第１実施形態の無線通信システム１よりも削減することができ、初期設定にかかる処理時間を短縮することができる。

〔３〕本発明の第３実施形態について
次に、本発明の第３実施形態としての無線通信システムについて説明すると、図１５に示すように、本無線通信システム３は、通信装置１０ａ−２，１０ｂ−３からなり、受信パワー検出部（電力検出部）３７及びインパルス調整部１５−３を除いては、上述した第２実施形態の無線通信システム２と同様に構成されている。なお、図１５において既述の符号と同一の符号は同一の部分もしくは略同一の部分を示している。

つまり、上述した第２実施形態の無線通信システム２では、距離検出部１４ｂ−２が、受信電力に基づいて通信装置１０ａ−２，１０ｂ−２間の距離を検出し、検出した距離に基づいてインパルス調整部１５−２がインパルスの振幅及び繰り返し周波数を決定するように構成したが、本無線通信システム３では、通信装置１０ｂ−３が、通信装置１０ａ−２，１０ｂ−３間の距離を検出せずに、インパルス調整部１５−３が、受信パワー検出部３７によって検出された電力に応じて、通信装置１０ａ−２，１０ｂ−３間の無線通信に用いられるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を直接決定して制御（調整）するように構成されている。

なお、インパルス調整部１５−３は、通信装置１０ａ−２の第１インパルス調整部１５ａ−２と、通信装置１０ｂ−３おｎ第２インパルス調整部１５ｂ−３とから構成される。
また、本無線通信システム３において、通信装置１０ａ−２は、上記図１１に示す第２実施形態の通信装置１０ａ−２と同様に構成されているので、ここではその詳細な説明は省略する。

ここで、図１６に示すブロック図を参照しながら、本無線通信システム３の通信装置１０ｂ−３について説明すると、この図１６に示すごとく、通信装置１０ｂ−３は、受信パワー検出部３７が、相関器２６ｂによって通信装置１０ａ−２から受信したデータのプリアンブル部が検出された時の受信電力を、インパルスの電力として検出する。
そして、パルス決定部３４−３は、受信パワー検出部３７によって検出された受信電力に応じたインパルスの振幅及び繰り返し周波数を、図１７に示すごとく構成されたテーブル３５−３に基づいて決定する。

ここで、図１７に示すテーブル３５−３は、上記図１３に示す第２実施形態の通信装置１０ｂ−２が保持するテーブル３５−２に対して、距離の項目をそなえておらず、この点を除いてはテーブル３５−２と同様に構成されており、したがって、上述したテーブル３５−２と同様の方法で使用される。
そして、通信装置１０ｂ−３では、パルス制御部３６ｂ−３が、パルス決定部３５−３によって決定されたインパルスの振幅及び繰り返し周波数となるように、パルス周波数源２０ｂ及びＡＴＴ２５ｂを制御する。

このように、通信装置１０ｂ−３では、パルス周波数源２０ｂ，ＡＴＴ２５ｂ，パルス決定部３４−３，及びパルス制御部３６ｂ−３が、第２インパルス調整部１５ｂ−３として機能する。
したがって、図１８に示すごとく、本無線通信システム３の処理手順（つまり、通信装置１０ａ−２と通信装置１０ｂ−３との通信手順）では、上記図１４に示す通信装置１０ａ−２，１０ｂ−２間の距離を検出する処理（図１４の（ｄ）参照）が含まれておらず、受信パワー検出部３７が、初期設定時に、通信装置１０ａ−２からの電力測定コマンドとしてのインパルスの電力を検出すると（図１８の（ｃ）参照）、パルス決定部３４−３は、検出されたインパルスの電力に応じたインパルスの振幅及び繰り返し周波数を、テーブル３５−３に基づいて、直接決定する（図１８の（ｅ）参照）。

このように、本発明の第３実施形態として無線通信システム３によれば、上述した第２実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、上述した第２実施形態に対して、通信装置１０ａ−２，１０ｂ−３間の距離を検出するという処理を除くことができ、初期動作の効率化を図ることができる。

〔４〕本発明の第４実施形態について
次に、本発明の第４実施形態としての無線通信システムについて説明すると、図１９に示すように、本無線通信システム４は通信装置１０ａ−４，１０ｂ−４からなり、インパルス調整部１５−４及び最小振幅検出部１８を除いては、上述した第１実施形態の無線通信システム１と同様に構成されている。なお、図１９において既述の符号と同一の符号は同一の部分もしくは略同一の部分を示しているので、ここではその詳細な説明を省略する。

以下、最小振幅検出部１８及びインパルス調整部１５−４について詳細に説明する。
最小振幅検出部１８は、通信装置１０ａ−４の第１最小振幅検出部１８ａと、通信装置１０ｂ−４の第２最小振幅検出部１８ｂとからなり、通信装置１０ａ−４，１０ｂ−４のうちの一方（ここでは通信装置１０ａ−４）から発信されたインパルスを、他方（ここでは通信装置１０ｂ−４）が受信しうるインパルスの最小振幅を検出するものである。

具体的には、最小振幅検出部１８は、通信装置１０ａ−４から発信されるインパルスの振幅レベル（電波強度）を段階的に減衰させ、通信装置１０ｂ−４がかかるインパルスを正しく受信できなくなる直前に通信装置１０ａ−４から発信されたインパルスの振幅を最小振幅として検出する。
インパルス調整部１５−４は、通信装置１０ａ−４の第１インパルス調整部１５ａ−４と、通信装置１０ｂ−４の第２インパルス調整部１５ｂ−４とからなり、最小振幅検出部１８によって検出されたインパルスの最小振幅に応じて、通信装置１０ａ−４，１０ｂ−４間の無線通信に用いられるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するものである。

具体的には、インパルス調整部１５−４は、通信に用いるインパルスの振幅を、最小振幅検出部が検出した最小振幅よりも大きい振幅（最小振幅検出部１８が振幅レベルを段階的に減衰させる場合には、最小振幅として検出した振幅よりも１段階以上大きい振幅）に設定するとともに、設定した振幅に対応する繰り返し周波数を設定する。
ここで、図２０を参照しながら本無線通信システム４の通信装置１０ａ−４の構成について説明する。なお、図２０において既述の符号と同一の符号は同一の部分もしくは略同一の部分を示しているので、ここではその詳細な説明は省略する。

図２０に示すように、通信装置１０ａ−４は、ＰＡ１２ａ，アンテナ１３ａ，ＬＮＡ１６ａ，パルス検出部１７ａ，パルス周波数源２０ａ，ＰＮ系列発生部２１ａ，ＰＰＭデータ変調部２２ａ，インパルス生成部２３ａ，ＢＰＦ２４ａ， ＡＴＴ２５ａ，相関器２６ａ，ＰＰＭデータ復調部２７ａ，判断部３８，パルス決定部３４−４，及びパルス制御部３６ａ−４をそなえて構成されている。

判断部３８は、初期設定時において、通信装置１０ａ−４から発信した、受信を確認するための受信確認コマンドを、通信装置１０ｂ−４が正しく受け取ったか否かを判断するものであり、タイマ３９をそなえて構成されている。
タイマ３９は、通信装置１０ａ−４が通信装置１０ｂ−４に対して受信確認コマンドを送信してから所定時間経過したことを検出するものである。

ここで、判断部３８による具体的な判断方法について説明すると、判断部３８は、受信確認コマンドを通信装置１０ｂ−４に送信した後に、タイマ３９が所定時間の経過を検出する前に、通信装置１０ｂ−４から当該受信確認コマンドを受け取ったことを示す受信確認コマンド応答（成功応答）を受け取った場合には、かかる受信確認コマンドを通信装置１０ｂ−４が正しく受信したと判断する。なお、通信装置１０ｂ−４から成功応答を受信した場合には、判断部３８はタイマ３９をリセットする。

一方、受信確認コマンドを送信した後に、タイマ３９が所定時間の経過を検出すると（すなわち、受信確認コマンド送信後、所定時間内に受信確認コマンド応答を通信装置１０ｂ−４から受信しなければ）、当該受信確認コマンドを通信装置１０ｂ−４が正しく受信できなかったと判断する。
このように判断部３８が判断を行なうので、タイマ３９が計測する所定時間は、通信装置１０ｂ−４が受信確認コマンドを受け取ってから成功応答を生成して通信装置１０ａ−４に送信するまでの時間と、その成功応答が通信装置１０ａ−４に到着するまでの時間とを考慮して、十分長い時間に設定する。

なお、通信装置１０ｂ−４が受信確認コマンドを正しく受信できない場合とは、通信装置１０ｂ−４が受信確認コマンドの一部しか受信できなかったり、あるいは、エラーレートが予め設定された所定値よりも大きくなったり、もしくは、受信確認コマンドを全く受信できずに相関器２６ｂ（図２２参照）で同期がかからなかったりする場合である。
パルス決定部３４−４は、判断部３８が、通信装置１０ｂ−４が受信確認コマンドを正しく受信したと判断している間は、当該判断が下される毎に、受信確認コマンドとしてのインパルスの振幅レベルが段階的に減衰するように、受信確認コマンドとしてのインパルスの振幅レベルを決定する。

つまり、パルス決定部３４−４は、判断部３８よって通信装置１０ｂ−４が受信確認コマンドを正しく受信したと判断された場合には、当該受信確認コマンドとしてのインパルスの振幅レベルよりも小さい振幅レベルを、次に発信する受信確認コマンドの振幅レベルに設定する。
より具体的には、パルス決定部３４−４は、図２１に示すようなテーブル３５−４をそなえて構成されており、初期設定時の最初の受信確認コマンドとしてのインパルスは、最大振幅（つまり、ＡＴＴ２５ａの電力減衰量を“０ｄＢ”）且つ最小繰り返し周波数（つまり、最大ＰＲＦを“０．６８ＭＨｚ”）に設定し、その後、判断部３８によって受信確認コマンドが正しく受信されたと判断される度に、次に発信する受信応答コマンドとしてのインパルスの振幅レベルを、テーブル３５−４に基づいて、段階的に１段ずつ（ここではＡＴＴ２５ａの電力減衰量を−３ｄＢずつ）減衰させる。

そして、パルス決定部３４−４は、判断部３８によって通信装置１０ｂ−４が受信確認コマンドを正しく受信できなかったと判断された場合には、当該受信確認コマンドの直前に通信装置１０ｂ−４に発信した受信確認コマンドの振幅レベル（ここでは、当該受信確認コマンドよりも１段階大きい振幅レベル）を、通信装置１０ｂ−４が正しく受信することができる最小振幅として検出する。

つまり、ここでは、パルス決定部３４−４は、インパルスの最小振幅として、ＡＴＴ２５ａの９段階の設定値のいずれかを検出する。
さらに、パルス決定部３４−４は、検出した最小振幅、もしくは、当該最小振幅よりもさらに大きい振幅（例えば、テーブル３５−４において１段以上大きい振幅レベル）を、無線通信に用いるインパルスの振幅として決定する。

例えば、検出された最小振幅がＡＴＴ２５ａの電力減衰量“−１２ｄＢ”であった場合、パルス決定部３４−４は、ＡＴＴ２５ａの電力減衰量 “−１２ｄＢ”あるいは、“−９ｄＢ”、もしくは、“−６ｄＢ”、さらには、“−３ｄＢ”を、無線通信に用いるインパルスの振幅として決定する。このように、インパルスの振幅を、最小振幅よりも大きい振幅に設定する（マージンを持たせる）ことによって、通信装置１０ａ−４，１０ｂ−４間の通信をより確実に実行できるようにする。

そして、パルス決定部３４−４は、テーブル３５−４に基づいて、決定した振幅（ここではＡＴＴ２５ａの電力減衰量）に対応するインパルスの繰り返し周波数（ここでは最大ＰＲＦに対応するパルス周波数源２０ａによる１チップの時間）を決定する。
パルス制御部３６ａ−４は、パルス決定部３４−４によって決定されたＡＴＴ２５ａの電力減衰量及び最大ＰＲＦ（１チップの時間）に基づいて、パルス周波数源２０ａ及びＡＴＴ２５ａを制御する。

また、パルス制御部３６ａ−４は、初期設定時には、パルス決定部３４−４によって決定された振幅レベルで受信確認コマンドとしてのインパルスを制御する。
このように、通信装置１０ａ−４では、判断部３８，パルス決定部３４−４，パルス制御部３６ａ−４，パルス周波数源２０ａ，及びＡＴＴ２５ａが、第１最小振幅検出部１８ａとして機能し、さらに、パルス決定部３４−４，パルス制御部３６ａ−４，パルス周波数源２０ａ，及びＡＴＴ２５ａは、第１インパルス調整部１５ａ−４としても機能する。

次に、図２２を参照しながら本無線通信システム４の通信装置１０ｂ−４の構成について説明する。なお、図２２において既述の符号と同一の符号は同一の部分もしくは略同一の部分を示しているので、ここではその詳細な説明は省略する。
図２２に示すように、通信装置１０ｂ−４は、ＰＡ１２ｂ，アンテナ１３ｂ，ＬＮＡ１６ｂ，パルス検出部１７ｂ，パルス周波数源２０ｂ，ＰＮ系列発生部２１ｂ，ＰＰＭデータ変調部２２ｂ，インパルス生成部２３ｂ，ＢＰＦ２４ｂ， ＡＴＴ２５ｂ，相関器２６ｂ，ＰＰＭデータ復調部２７ｂ，及びパルス制御部３６ｂ−４をそなえて構成されている。

パルス制御部３６ｂ−４は、通信装置１０ａ−４から受信データとして受信した、通信装置１０ａ−４のパルス決定部３４−４によって決定されたインパルスの振幅及び繰り返し周波数に基づいて、パルス周波数源２０ｂとＡＴＴ２５ｂとを制御する。
したがって、通信装置１０ｂ−４では、パルス制御部３６ｂ−４が、第２最小振幅検出部１８ｂとして機能するとともに、パルス制御部３６ｂ−４，パルス周波数源２０ｂ及びＡＴＴ２５ｂが、第２インパルス調整部１５ｂ−４として機能する。

なお、通信装置１０ｂ−４は、初期設定時に、通信装置１０ａ−４から受信確認コマンドを受信すると、この受信確認コマンドに対する受信確認コマンド応答を、通信装置１０ａ−４に対して送信する。
次に、図２３を参照しながら、本無線通信システム４の処理手順（つまり、通信装置１０ａ−４と通信装置１０ｂ−４との通信手順）について説明する。

まず、通信装置１０ａ−４のパルス制御部３６ａ−４は、初期設定に用いるインパルスの振幅を最大振幅に設定するとともに、インパルスの繰り返し周波数を最小値に設定する（図２３の（ａ）参照）。
次いで、通信装置１０ａ−４は、この最大振幅及び最小繰り返し周波数のインパルスを用いて、通信装置１０ｂ−４に受信を確認するための受信確認コマンド送信する（図２３の（ｂ）参照）。なお、このとき、判断部３８のタイマ３９が所定時間の経過を計り始める。

そして、通信装置１０ａ−４から発信された受信確認コマンド（インパルス）に十分な電波強度（振幅）があるために、通信装置１０ｂ−４が当該受信確認コマンドを正常に受信することができる（つまり、相関器２６ｂによって相関が取ることができる）と（図２３の（ｃ）参照）、通信装置２０のパルス制御部３６ｂ−４が、通信装置１０ａ−４の処理（ａ）と同様に、インパルスの振幅を最大振幅（ＡＴＴ２５ｂを“＋０ｄＢ”）に設定するとともに、パルス周波数源２０ｂを制御することによりインパルスの繰り返し周波数を最小値（１チップ１４８ｎｓ）に設定する（図２３の（ｄ）参照）。

その後、通信装置１０ｂ−４は、受信確認コマンドに対する成功応答（受信確認コマンド応答）を通信装置１０ａ−４に送信する（図２３の（ｅ）参照）。
そして、通信装置１０ａ−４が、タイマ３９が所定時間の経過を検出する前に、通信装置１０ｂ−４から成功応答を受信すると、判断部３８は、受信確認コマンドを通信装置１０ｂ−４が正しく受信したと判断して、タイマ３９をリセットするとともに、パルス決定部３４−４が、テーブル３５−４に基づいてインパルスの振幅レベル（ＡＴＴ２５ａの電力減衰量）を１段階減衰する（振幅レベルダウン；図２３の（ｆ）参照）。なお、このときのインパルスの繰り返し周波数は上記処理（ａ）で設定した最小繰り返し周波数のままであり、初期設定中には繰り返し周波数は変更しない。

次に、通信装置１０ａ−４は、処理（ｆ）で設定したインパルスの振幅レベルで再度受信確認コマンドを通信装置１０ｂ−４に発信する（図２３の（ｇ）参照）。
そして、上記処理（ｂ），（ｃ），（ｅ），（ｆ）に該当する処理を繰り返し実行する（図２３の（ｈ），（ｉ），（ｊ），（ｋ）参照）。
ここで、通信装置１０ａ−４からの受信確認コマンドとしてのインパルスの振幅レベルを下げ過ぎて、通信装置１０ｂ−４が当該受信確認コマンドを正しく受信することができなくなり（図２３の（ｌ）参照）、判断部３８のタイマ３９が当該受信確認コマンドを発信してから所定時間の経過を検出すると（応答待ちタイムアウトすると；図２３の（ｍ）参照）、判断部３８は、当該受信確認コマンドを通信装置１０ｂ−４が正しく受信することができなかったと判断する。

そして、パルス決定部３４−４が、当該受信確認コマンドの直前に発信した受信確認コマンドの振幅レベル（ここでは、テーブル３５−４に示すＡＴＴ２５ａの電力減衰量のいずれか）を、最小振幅として検出するとともに、パルス決定部３４−４は、検出した最小振幅よりも１段階以上大きいＡＴＴ２５ａの電力減衰量を通信装置１０ａ−４，１０ｂ−４間の無線通信に用いるインパルスの振幅レベルとして決定する。

さらに、パルス決定部３４−４は、テーブル３５−４に基づいて、決定した振幅レベル（ＡＴＴ２５ａの電力減衰量）に対応する、インパルスの繰り返し周波数（ＰＲＦに対応する１チップの単位時間）を決定する（図２３の（ｎ）参照）。
そして、パルス制御部３６ａ−４が、ＡＴＴ２５ａの電力減衰量を、パルス決定部３４−４によって決定された減衰量に設定し（図２３の（ｏ）参照）、さらに、通信装置１０ａ−４は、パルス決定部３４−４が決定したパルスの振幅及び繰り返し周波数を通信装置１０ｂ−４に送信する（図２３の（ｐ）参照）。

このとき、通信装置１０ａ−４では、パルス制御部３６ａ−４が、パルス周波数源２０ａを制御して決定した繰り返し周波数（１チップの単位時間）を設定する（図２３の（ｑ）参照）。
そして、通信装置１０ｂ−４が、通信装置１０ａ−４からインパルスの振幅及び繰り返し周波数を受け取ると、パルス制御部３６ｂ−４が、ＡＴＴ２５ｂ及びパルス周波数源２０ｂを制御することにより、受信したインパルスの振幅及び繰り返し周波数を設定し（図２３の（ｒ）参照）、これによって初期設定を終了する。

そして、通信装置１０ａ−４，１０ｂ−４は、初期設定で設定した振幅及び繰り返し周波数のインパルスを用いて、互いにデータの送受信を実行する（図２３の（ｓ），（ｔ）参照）。
その後、データの送受信が完了すると、通信装置１０ａ−４，１０ｂ−４のパルス制御部３６ａ−４，３６ｂ−４は、それぞれ、次のデータの送受信のための初期設定にそなえてインパルスの振幅を最大に設定するとともに、インパルスの繰り返し周波数を最小に設定する（図２３の（ｕ），（ｖ）参照）。

このように、本発明の第４実施形態としての無線通信システム４によれば、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、上述した第１実施形態の無線通信システム１や上述した第２実施形態の無線通信システム２よりも簡素な構成で本無線通信システム４を実現することができる。
さらに、上述した第２実施形態と同様に、実際に通信装置１０ａ−４から通信装置１０ｂ−４へインパルスを送信しながら、最終的に使用するインパルスの振幅及び繰り返し周波数を決定するので、マルチパスや遮蔽などの通信環境を考慮したインパルスの振幅及び繰り返し周波数を設定することができる。

〔５〕その他
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述した実施形態では、無線通信システムを構成する２つの通信装置が異なる構成である場合を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、上述した第１実施形態の無線通信システム１では、通信装置１０ｂ−１が通信装置１０ａ−１と同様に構成されていてもよいし、上述した第２実施形態の無線通信システム２では、通信装置１０ａ−２が通信装置１０ｂ−２と同様に構成されていてもよいし、上述した第３実施形態の無線通信システム３では、通信装置１０ａ−２が通信装置１０ｂ−３と同様に構成されていてもよいし、上述した第４実施形態の無線通信システム４では、通信装置１０ｂ−４が通信装置１０ａ−４と同様に構成されていてもよい。

また、上述した第１，第２実施形態では、インパルス調整部１５−１，１５−２が、テーブル３５−１，３５−２に基づいて、インパルスの振幅を調整する例をあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、インパルス調整部１５−１，１５−２が、インパルスの振幅を、距離検出部１４，１４ｂ−２によって検出された距離の平方根に逆比例させた値に調整するように構成してもよく、これによっても上述した第１，第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、上述した第２実施形態では、通信装置１０ｂ−２の距離計算部３３ｂとパルス決定部３４−２とが、テーブル３５−２を共用するように構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、テーブル３５−２を分割して、距離計算部３３ｂが受信電力と距離との対応だけを示すテーブルに基づいて処理を実行するように構成するとともに、パルス決定部３４−２が上記図５に示す第１実施形態のテーブル３５−１と同様のテーブルを用いて処理を実行するように構成してもよい。

また、上述した第４実施形態の無線通信システム４では、最小振幅検出部１８としてのパルス決定部３４−４が、テーブル３５−４に基づいて、受信確認コマンドの振幅を段階的に減衰させる例をあげて説明したが、本発明において、初期設定時（つまり、最小振幅検出時）における、受信確認コマンドとしてのインパルスの振幅の変更方法はこれに限定されるものではなく、例えば、２分検索等によって振幅を変更して効率的に最小振幅を検出するようにしてもよい。

〔６〕付記
（付記１）
複数の通信装置が、インパルス方式のＵＷＢ（Ultra WideBand）無線通信方式によって互いに無線通信可能に接続される無線通信システムであって、
前記複数の通信装置のうちの無線通信可能に接続されるべき２つの通信装置の距離を検出する距離検出部と、
該距離検出部によって検出された距離に応じて、前記２つの通信装置の無線通信に用いられるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するインパルス調整部とをそなえて構成されていることを特徴とする、無線通信システム。

（付記２）
前記インパルス調整部は、前記距離に応じてインパルスの振幅を増大させる場合には当該インパルスの繰り返し周波数を減少させる一方、前記距離に応じてインパルスの振幅を低減させる場合には当該インパルスの繰り返し周波数を増加させることを特徴とする、付記１記載の無線通信システム。

（付記３）
２つの通信装置の距離と、前記インパルスの振幅及び繰り返し周波数の組み合わせとの対応を示すテーブルをそなえ、
前記インパルス調整部が、前記テーブルに基づいて前記インパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整することを特徴とする、付記１または付記２記載の無線通信システム。

（付記４）
前記インパルス調整部が、前記インパルスの振幅を、前記距離検出部によって検出された距離の平方根に逆比例させた値に調整することを特徴とする、付記１または付記２記載の無線通信システム。
（付記５）
前記インパルス調整部が、ピーク放射電力が所定値以下となるように、前記インパルスの振幅を調整することを特徴とする、付記１〜付記４のいずれか１項に記載の無線通信システム。

（付記６）
前記インパルス調整部が、平均放射電力が所定値以下となるように、前記インパルスの繰り返し周波数を調整することを特徴とする、付記１〜付記５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
（付記７）
前記距離検出部が、前記インパルスが、前記２つの通信装置間を往復するのに要した伝搬時間に基づいて、前記距離を検出することを特徴とする、付記１〜付記６のいずれか１項に記載の無線通信システム。

（付記８）
前記距離検出部が、前記２つの通信装置のうちの一方の通信装置から発信され、他方の通信装置で受信された前記インパルスの電力に基づいて、前記距離を検出することを特徴とする、付記１〜付記６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
（付記９）
前記距離検出部が、前記通信装置から発信できる最大振幅且つ最小繰り返し周波数のインパルスを用いて、前記距離の検出を実行することを特徴とする、付記７または付記８記載の無線通信システム。

（付記１０）
複数の通信装置が、インパルス方式のＵＷＢ（Ultra WideBand）無線通信方式によって互いに無線通信可能に接続される無線通信システムであって、
前記複数の通信装置のうちの無線通信可能に接続されるべき２つの通信装置のうちの一方の通信装置から発信され他方の通信装置で受信されたインパルスの電力を検出する電力検出部と、
該電力検出部によって検出された前記電力に応じて、前記２つの通信装置間の無線通信に用いられるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するインパルス調整部とをそなえて構成されていることを特徴とする、無線通信システム。

（付記１１）
前記インパルス調整部が、前記電力に応じてインパルスの振幅を増大させる場合には当該インパルスの繰り返し周波数を減少させる一方、前記距離に応じてインパルスの振幅を低減させる場合には当該インパルスの繰り返し周波数を増加させることを特徴とする、付記１０記載の無線通信システム。

（付記１２）
前記電力検出部が、前記一方の通信装置によって発信された、当該通信装置が発信できる最大振幅且つ最小繰り返し周波数のインパルスの電力を検出することを特徴とする、付記１０記載の無線通信システム。
（付記１３）
複数の通信装置が、インパルス方式のＵＷＢ（Ultra WideBand）無線通信方式によって互いに無線通信可能に接続される無線通信システムであって、
前記複数の通信装置のうちの無線通信可能に接続されるべき２つの通信装置のうちの一方の通信装置から発信されたインパルスを、他方の通信装置が受信しうるインパルスの最小振幅を検出する最小振幅検出部と、
該最小振幅検出部によって検出されたインパルスの最小振幅に応じて、前記２つの通信装置間の無線通信に用いられるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するインパルス調整部とをそなえて構成されていることを特徴とする、無線通信システム。

（付記１４）
前記インパルス調整部が、前記２つの通信装置間の無線通信に用いられるインパルスの振幅を、前記最小振幅検出部が検出した最小振幅よりも大きく設定することを特徴とする、付記１３記載の無線通信システム。
（付記１５）
前記最小振幅検出部が、前記一方の通信装置から発信されるインパルスの振幅レベルを段階的に減衰させ、前記他方の通信装置が前記一方の通信装置から発信されたインパルスを正しく受信できなくなる直前に前記一方の通信装置から発信されたインパルスの振幅を前記最小振幅として検出することを特徴とする、付記１３または付記１４記載の無線通信システム。

（付記１６）
前記インパルス調整部が、前記２つの通信装置間の無線通信に用いられるインパルスの振幅を、前記最小振幅検出部が前記最小振幅として検出したインパルスの振幅よりも１段階以上大きい振幅に設定することを特徴とする、付記１５記載の無線通信システム。
（付記１７）
前記最小振幅検出部が、前記一方の通信装置から最初に発信させるインパルスとして、当該一方の通信装置が発信できる最大振幅且つ最小繰り返し周波数のインパルスを用いることを特徴とする、付記１５または付記１６記載の無線通信システム。

（付記１８）
インパルス方式のＵＷＢ（Ultra WideBand）無線通信方式によって通信を行なう無線通信システムに用いられる通信装置であって、
通信相手の通信装置との距離を検出する距離検出部と、
該距離検出部によって検出された距離に応じて、前記通信相手の通信装置との無線通信に用いられるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するインパルス調整部とをそなえて構成されていることを特徴とする、通信装置。

（付記１９）
インパルス方式のＵＷＢ（Ultra WideBand）無線通信方式によって通信を行なう無線通信システムに用いられる通信装置であって、
通信相手の通信装置から発信されたインパルスの電力を検出する電力検出部と、
該電力検出部によって検出された前記電力に応じて、前記通信相手の通信装置との無線通信に用いられるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整する調整部とをそなえて構成されていることを特徴とする、通信装置。

（付記２０）
インパルス方式のＵＷＢ（Ultra WideBand）無線通信方式によって通信を行なう無線通信システムに用いられる通信装置であって、
通信相手の通信装置が受信しうるインパルスの最小振幅を検出する最小振幅検出部と、
該最小振幅検出部によって検出された最小振幅に応じて、前記通信相手の通信装置との無線通信に用いられるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するインパルス調整部とをそなえて構成されていることを特徴とする、通信装置。

本発明の第１実施形態としての無線通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態としての無線通信システムのインパルス調整部による通信距離に応じたインパルスの振幅及び繰り返し周波数の調整処理を説明するための図であり、（ａ）は遠距離の場合の調整処理を示し、（ｂ）は中距離の場合の調整処理を示し、（ｃ）は近距離の場合の調整処理を示している。 本発明の第１実施形態としての無線通信システムにおけるインパルス信号を用いた通信処理を説明するための図である。 本発明の第１実施形態としての無線通信システムの２つの通信装置のうちの一方の通信装置の構成を示すブロック図である。 図４に示す通信装置のパルス決定部が保持するテーブルを示す図である。 本発明に用いるインパルス信号の繰り返し周波数と放射電力との関係を説明するための図である。 本発明の第１実施形態としての無線通信システムの２つの通信装置のうちの他方の通信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態としての無線通信システムの処理手順を説明するための図である。 本発明の第１実施形態としての無線通信システムの距離検出部としての距離計算部による距離計算方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態としての無線通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態としての無線通信システムの２つの通信装置のうちの一方の通信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態としての無線通信システムの２つの通信装置のうちの他方の通信装置の構成を示すブロック図である。 図１２に示す通信装置が保持するテーブルを示す図である。 本発明の第２実施形態としての無線通信システムの処理手順を説明するための図である。 本発明の第３実施形態としての無線通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態としての無線通信システムの２つの通信装置のうちの一方の通信装置の構成を示すブロック図である。 図１６に示す通信装置が保持するテーブルを示す図である。 本発明の第３実施形態としての無線通信システムの処理手順を説明するための図である。 本発明の第４実施形態としての無線通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態としての無線通信システムの２つの通信装置のうちの一方の通信装置の構成を示すブロック図である。 図２０に示す通信装置のパルス決定部が保持するテーブルを示す図である。 本発明の第４実施形態としての無線通信システムの２つの通信装置のうちの他方の通信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態としての無線通信システムの処理手順を説明するための図である。 従来のコヒーレント方式を採用した受信装置の構成を示すブロック図である。 従来のノンコヒーレント方式を採用した受信装置の構成を示すブロック図である。 米国連邦通信委員会（ＦＣＣ：Federal Communications Commission）による、ＵＷＢ（Ultra WideBand）におけるインパルスの平均放射電力及びピーク放射電力の規定（ＦＣＣマスク）を説明するための図である。

符号の説明

１〜４ 無線通信システム
１０ａ−１，１０ａ−２，１０ａ−４，１０ｂ−１〜１０ｂ−４ 通信装置
１１ａ，１１ｂ パルス発生器
１２ａ，１２ｂ ＰＡ（Power Amplifier）
１３ａ，１３ｂ，１０１ アンテナ
１４，１４ｂ−２ 距離検出部
１４ａ 第１距離検出部
１４ｂ−１ 第２距離検出部
１５−１〜１５−４ インパルス調整部
１５ａ−１，１５ａ−２，１５ａ−４ 第１インパルス調整部
１５ｂ−１〜１５ｂ−４ 第２インパルス調整部
１６ａ，１６ｂ，１０３ ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）
１７ａ，１７ｂ パルス検出部
１８ 最小振幅検出部
２０ａ，２０ｂ パルス周波数源
２１ａ，２１ｂ ＰＮ（Pseudo Noise）系列発生部
２２ａ，２２ｂ ＰＰＭ（Pulse Position Modulation）データ変調部
２３ａ，２３ｂ インパルス生成部
２４ａ，２４ｂ，１０２ ＢＰＦ（Band Pass Filter）
２５ａ，２５ｂ ＡＴＴ（attenuater）
２６ａ，２６ｂ 相関器
２７ａ，２７ｂ ＰＰＭデータ復調部
３０ａ，３０ｂ 時計
３１ａ，３１ｂ 送信時刻保持部
３２ａ，３２ｂ 受信時刻保持部
３３ａ，３３ｂ 距離計算部
３４−１〜３４−４ パルス決定部
３５−１〜３５−４ テーブル
３６ａ−１，３６ａ−２，３６ａ−４，３６ｂ−１〜３６ｂ−４ パルス制御部
３７ 受信パワー検出部（電力検出部）
３８ 判断部
３９ タイマ
１００，１１０ 受信装置
１０４ ミキサ
１０５ 積分器
１０６ コンパレータ
１０７ ベースバンド
１０８ ＰＧ（Pulse Generator）
１１１ 演算部
１１２ ＬＰＦ（Low Pass Filter）

Claims (5)

1. 複数の通信装置が、インパルス方式のＵＷＢ（Ultra WideBand）無線通信方式によって互いに無線通信可能に接続される無線通信システムであって、
   前記複数の通信装置のうちの無線通信可能に接続されるべき２つの通信装置の距離を検出する距離検出部と、
   該距離検出部によって検出された距離に応じて、前記２つの通信装置の無線通信に用いられるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するインパルス調整部とをそなえて構成されていることを特徴とする、無線通信システム。
2. 前記インパルス調整部は、前記距離に応じてインパルスの振幅を増大させる場合には当該インパルスの繰り返し周波数を減少させる一方、前記距離に応じてインパルスの振幅を低減させる場合には当該インパルスの繰り返し周波数を増加させることを特徴とする、請求項１記載の無線通信システム。
3. 複数の通信装置が、インパルス方式のＵＷＢ（Ultra WideBand）無線通信方式によって互いに無線通信可能に接続される無線通信システムであって、
   前記複数の通信装置のうちの無線通信可能に接続されるべき２つの通信装置のうちの一方の通信装置から発信され他方の通信装置で受信されたインパルスの電力を検出する電力検出部と、
   該電力検出部によって検出された前記電力に応じて、前記２つの通信装置間の無線通信に用いられるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するインパルス調整部とをそなえて構成されていることを特徴とする、無線通信システム。
4. 複数の通信装置が、インパルス方式のＵＷＢ（Ultra WideBand）無線通信方式によって互いに無線通信可能に接続される無線通信システムであって、
   前記複数の通信装置のうちの無線通信可能に接続されるべき２つの通信装置のうちの一方の通信装置から発信されたインパルスを、他方の通信装置が受信しうるインパルスの最小振幅を検出する最小振幅検出部と、
   該最小振幅検出部によって検出されたインパルスの最小振幅に応じて、前記２つの通信装置間の無線通信に用いられるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するインパルス調整部とをそなえて構成されていることを特徴とする、無線通信システム。
5. インパルス方式のＵＷＢ（Ultra WideBand）無線通信方式によって通信を行なう無線通信システムに用いられる通信装置であって、
   通信相手の通信装置との距離を検出する距離検出部と、
   該距離検出部によって検出された距離に応じて、前記通信相手の通信装置との無線通信に用いられるインパルスの振幅及び繰り返し周波数を調整するインパルス調整部とをそなえて構成されていることを特徴とする、通信装置。

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