JP4239859B2 - Ｐｐｍ信号復調装置 - Google Patents

Description

本発明は、超広帯域を利用して無線通信を行う超広帯域無線通信方式において、パルス位置変調(PPM)にて送信されたPPM信号を受信して復調するPPM信号復調装置に関するものである。

近年、超広帯域(UWB:Ultra Wide Bandwidth)を利用する無線通信システムが提案されている。たとえば従来文献１に記載されているように、UWB無線通信方式は、データをたとえば２〜６GHzの超広帯域に拡散してパルス通信を行う。

従来の無線送受信方式では、送信側で搬送波周波数に変調成分を掛け合わせて送信出力とし、受信側で送信側の搬送波周波数と同じ周波数により受信入力を掛け合わせて変調成分を抽出することができる。受信装置は、搬送波周波数と同等の周波数による掛け合わせてベースバンド信号に変換するミキサ回路と、信号を判定するための高分解能なサンプリングを行う処理回路と、マルチパスによる到来波の遅延時間を吸収するレイク受信回路とを備えて復調するように構成されていた。

また、このような搬送波信号とは異なって、パルス信号を送受信するパルス通信装置（たとえば従来文献２）があった。パルス通信を行うための、たとえばPPM(Pulse Position Modulation)方式は、送信出力波形をパルス状のものとし、送信出力波形の出力する時間位置に変調情報を乗せることにより、送信電力を確保し、また通信帯域を有効に利用することができる。

特開２００３−２３４６９１号公報 特開平５−２８４１２９号公報

しかしながら、UWB無線通信を行う通信システムに従来の受信方式を適用すると、ミキサ回路、高分解能なサンプリングを行うサンプリング回路およびレイク受信回路による復調判定を行う構成では、広帯域化に伴って回路規模が増大するという問題があった。

そこで、本出願人による特許出願、特願2003-408836号では、超広帯域無線通信におけるパルス変調器およびPPM復調判定回路が提案された。このPPM復調判定回路では、送信出力パルスを電力として捉えてその受信信号を絶対値変換し、個別の積分時間について積分し、その個別の積分時間の積分値を比較して、何れの位置にパルス信号があるかを判定することにより復調判定する構成により、上述のようなミキサ回路、サンプリング回路およびレイク受信回路等の構成が不用とされる。

ここで、上記特許出願による明細書には、個別の積分時間にて積分する構成が示されていた。しかし、さらに最適な受信特性を得るために、その積分時間長を決定する構成をさらに検討することが必要となった。つまり、ミキサ回路、サンプリング回路およびレイク受信回路等の従来構成を不用としながら、受信特性が良好になるように処理を最適化して受信制御を行うことができるPPM信号の復調装置が求められた。

本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、超広帯域無線通信を行うために、回路構成が増大せずに、受信信号を良好に復調することができるPPM信号復調装置を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するために、超広帯域を利用して無線通信を行う超広帯域無線通信方式にてパルス位置変調(PPM)されたPPM信号を受信して復調するPPM信号復調装置において、この装置は、PPM信号を受信して整流し、絶対値信号に変換する整流手段と、絶対値信号を第１、第２および第３の積分時間ごとに積分し、積分した積分時間ごとの積分値をそれぞれ積分比較する第１、第２および第３の積分比較手段と、第２の積分比較手段の出力に接続され、第２の積分比較手段における積分比較の結果に基づいて、PPM信号を判定して復調データを出力する判定手段と、第１、第２および第３の積分時間を制御するための第１、第２および第３の積分区間制御信号を、第１、第２および第３の積分比較手段におけるそれぞれの積分比較の結果に基づいてそれぞれ生成する制御手段とを含み、第１、第２および第３の積分比較手段は、第１、第２および第３の積分区間制御信号に応じた第１、第２および第３の積分時間長にてそれぞれ絶対値信号を積分することを特徴とする。

この場合、第１、第２および第３の積分比較手段は、それぞれ、絶対値信号を第１の積分区間にて積分して第１の積分値を生成する第１の積分回路と、絶対値信号を第２の積分区間にて積分して第２の積分値を生成する第２の積分回路と、第１の積分値と前記第２の積分値とを積分比較して、積分比較の結果を出力する比較回路とを含むとよい。また、制御手段は、２のｎ乗の倍数の関係となる第１、第２および第３の積分時間長を設定するとよい。

さらにこの装置は、第１、第２および第３の積分比較手段のそれぞれの積分比較の結果を絶対値に変換してそれぞれ出力する第１、第２および第３の絶対値変換手段を含み、制御手段は、第１、第２および第３の絶対値変換手段の出力を前記第１、第２および第３の積分比較手段におけるそれぞれの積分比較の結果として入力するとよく、この場合、さらにこの装置は、第１、第２および第３の絶対値変換手段の出力にそれぞれ接続され、それぞれ出力される絶対値の平均値を算出する第１、第２および第３の平均算出手段を含み、制御手段は、第１、第２および第３の平均算出手段の出力を前記第１、第２および第３の積分比較手段におけるそれぞれの積分比較の結果として入力するとよい。

また、制御手段は、第１の積分時間長による積分比較の結果に第１の係数を掛け合わせた第１の演算結果と、第１の積分時間長よりも短い第２の積分時間長による積分比較の結果に第２の係数を掛け合わせた第２の演算結果とに基づいて、積分時間長を変更するとよい。

また、本発明は上述の課題を解決するために、超広帯域を利用して無線通信を行う超広帯域無線通信方式にてパルス位置変調(PPM)されたPPM信号を受信して復調するPPM信号復調装置において、この装置は、PPM信号を受信して整流し、絶対値信号に変換する整流手段と、絶対値信号を第１の積分時間ごとに積分し、積分した積分時間ごとの積分値をそれぞれ積分比較する第１の積分比較手段と、絶対値信号を時分割にて第２および第３の積分時間ごとに積分し、積分した積分時間ごとの積分値をそれぞれ積分比較する第２の積分比較手段と、第１の積分比較手段の出力に接続され、第１の積分比較手段における積分比較の結果に基づいて、PPM信号を判定して復調データを出力する判定手段と、第１、第２および第３の積分時間を制御するための第１、第２および第３の積分区間制御信号を、第１および第２の積分比較手段におけるそれぞれの積分比較の結果に基づいてそれぞれ生成する制御手段と、制御手段にて生成される第２および第３の積分区間制御信号のいずれかを第２の積分比較手段に切り替えて供給する第１の切替手段とを含み、第１の積分比較手段は、第１の積分区間制御信号に応じた第１の積分時間長にて絶対値信号を積分し、第２の積分比較手段は、切替手段から供給される第２または第３の積分区間制御信号に応じた第２または第３の積分時間長にて絶対値信号を積分することを特徴とする。

この場合、この装置は、第１および第２の積分比較手段のそれぞれの積分比較の結果を絶対値に変換してそれぞれ出力する第１および第２の絶対値変換手段を含み、制御手段は、第１および第２の絶対値変換手段の出力を第１および第２の積分比較手段におけるそれぞれの積分比較の結果として入力するとよく、この場合さらにこの装置は、第１の絶対値変換手段の出力に接続され、出力される絶対値の平均値を算出する第１の平均算出手段と、第２の絶対値変換手段の絶対値出力を第１または第２の出力に切り替えて出力する第２の切替手段と、第２の切替手段の第１の出力に接続され、第２の積分時間長にて積分比較し、絶対値変換された絶対値の平均を算出する第２の平均算出手段と、第２の切替手段の第２の出力に接続され、第３の積分時間長にて積分比較し、絶対値変換された絶対値の平均を算出する第３の平均算出手段とを含み、制御手段は、第１、第２および第３の平均算出手段の出力を第１および第３の積分比較手段におけるそれぞれの積分比較の結果として入力するとよい。さらにこの場合、制御手段は、第１の積分時間長による積分比較の結果に第１の係数を掛け合わせた第１の演算結果と、第１の積分時間長よりも短い第２の積分時間長による積分比較の結果に第２の係数を掛け合わせた第２の演算結果とに基づいて、積分時間長を変更するとよい。

さらに本発明は上述の課題を解決するために、超広帯域を利用して無線通信を行う超広帯域無線通信方式にてパルス位置変調(PPM)されたPPM信号を受信して復調するPPM信号復調装置において、この装置は、PPM信号を受信して整流し、絶対値信号に変換する整流手段と、絶対値信号を第１の積分時間ごとに積分し、積分した積分時間ごとの積分値をそれぞれ積分比較する第１の積分比較手段と、絶対値信号を時分割にて第２および第３の積分時間ごとに積分し、積分した積分時間ごとの積分値をそれぞれ積分比較する第２の積分比較手段と、第１の積分比較手段の出力に接続され、第１の積分比較手段における積分比較の結果に基づいて、PPM信号を判定して復調データを出力する判定手段と、第１、第２および第３の積分時間を制御するための第１、第２および第３の積分区間制御信号を、第１および第２の積分比較手段におけるそれぞれの積分比較の結果に基づいてそれぞれ生成する制御手段と、制御手段にて生成される第２および第３の積分区間制御信号のいずれかを第２の積分比較手段に切り替えて供給する第１の切替手段とを含み、第１の積分比較手段は、第１の積分区間制御信号に応じた第１の積分時間長にて前記絶対値信号を積分し、第２の積分比較手段は、切替手段から供給される第２または第３の積分区間制御信号に応じた第２または第３の積分時間長にて絶対値信号を積分し、この装置はさらに、第１および第２の積分比較手段の出力のいずれかを切り替えて出力する第２の切替手段と、第２の切替手段の出力をディジタル値に変換して制御手段に供給する変換手段とを含み、制御手段は、変換手段から供給されるディジタル値に基づいて、第１、第２および第３の積分区間制御信号をそれぞれ生成することを特徴とする。

本発明によれば、ミキサ回路、サンプリング回路およびレイク受信回路等の従来構成を不用として回路構成の増大を防止しながら、受信信号が良好になるように受信制御を自動的に最適化することができ、とくに積算時間長を自動的に選定して受信信号を復調判定することができるPPM信号復調装置が提供される。

次に添付図面を参照して本発明によるPPM信号復調装置の実施例を詳細に説明する。図１を参照すると、本発明が適用されたPPM信号復調判定回路の一実施例が示されている。本実施例におけるPPM信号復調判定回路10は、たとえば超広帯域の通信帯域(UWB)を利用し送電電力を確保するために送信出力波形をパルス状のものとし、変調情報を送信出力波形の出力する時間位置に載せるPPM(Pulse Position Modulation)方式を採用し、UWBにおいて送信されたPPM信号を受信して復調判定する復調装置である。PPM信号復調判定回路10は、PPM方式において送信出力であるパルスを電力として捉えて、その電力が所望の位置にあるか否かを判定することにより復調判定を行う。このため受信信号を絶対値変換（もしくは全波整流または半波整流）して、その絶対値出力を積分する構成を採用し、その際、最適な受信特性を得るために、特性が最もよくなる積分時間長を決定して積分時間長を制御する構成が主要な特徴点である。以下、各部の構成を詳細に説明する。

図示するようにPPM復調判定回路10は、PPM（Pulse Position Modulation：パルス位置変調）にて変調されて送信された信号を受信し、入力12に入力した受信信号を復調して最終的に復調データとして出力する受信復調装置である。なお、以下の説明において本発明に直接関係のない部分は、図示およびその説明を省略し、また、信号の参照符号はその現われる接続線の参照番号で表わす。

本実施例におけるPPM復調判定回路10は、受信信号を入力12に入力する整流回路14を有し、整流回路14は、受信信号12を整流して出力16に出力する検波回路である。整流回路14は、たとえば、受信信号12をたとえば全波整流等の絶対値変換して、その変換結果を出力するように構成されてよく、また受信信号を半波整流するように構成されていてもよい。整流回路14の出力16は、積分比較部20,22,24にそれぞれ接続されている。

積分比較部20,22,24は、それぞれ入力16に入力する入力信号を所定の期間ごとに積分するとともに、複数のPPM変調位相に相当する各積分値をそれぞれ比較し、その比較の結果に応じた出力をそれぞれ出力26,28,30に出力する処理部である。積分比較部20,22,24のそれぞれは同様の構成でよく、各積分比較部20,22,24は、それぞれ入力32,34,36に入力される積分区間制御信号によりその積分時間が制御可能に形成され、各積分比較部20,22,24は、供給される積分区間制御信号20,22,24にそれぞれ応じた積分期間およびタイミングにて入力信号16を積分する。

積分比較部20,22,24の内部構成例を図２に示す。同図には積分比較部20を例示している。他の積分比較部22,24は同様の構成でよい。積分比較部20は、入力16に接続された一組の積分回路200,210を備えている。積分回路200,210は、制御入力32にそれぞれ供給される積分区間制御信号32に応じたタイミングおよび期間にて入力信号16を積分する演算回路であり、個別の積分時間にて算出した積分値をそれぞれ出力220,230に出力する。これら出力220,230は比較回路240に接続され、比較回路240は入力220,230に入力する入力信号の振幅を比較する回路であり、積分区間制御信号32により制御される積分時間における積分が完了してから、所定の放電タイミングにて積分値の放電が開始されるまでの区間の入力信号220,230のレベルを比較することにより、どちらの積分区間にパルス位置変調(PPM)された信号が存在するか否かを判定し、その判定結果を出力26に出力する。図示の例では積分回路200,210の２つの回路が備えられているが、積分比較部20内に、別の積分回路をさらに備えて、それら複数の積分回路からの出力比較回路240にて比較するように構成してもよい。また、所定の放電タイミングは、積分回路200,210にそれぞれ与えられる放電制御信号250,260により制御される。この放電制御信号250,260は、たとえば制御部40から供給されるとよい。

図１に戻って、積分比較部20,22,24には、それぞれ制御部40から出力される積分期間制御信号32,34,36が入力されて、積分比較部20,22,24は、それぞれ入力される積分期間制御信号32,34,36に対応する積分時間にて入力信号を積分する。ここで、各積分期間制御信号32,34,36と受信信号の整流出力の状態例を図３に示すと、図示するように、本実施例における積分区間制御信号32は、第１の区間(S11)と第２の区間(S12)との２つの区間をそれぞれ制御する制御信号であり、第１の区間(S11)を制御する制御信号(S11)は積分回路200（図２）に供給され、第２の区間(S12)を制御する制御信号(S12)は積分回路210（図２）に供給される。

次に、積分区間制御信号34は、同様に第１の区間(S21)と第２の区間(S22)との２つの区間をそれぞれ制御する制御信号であり、これら積分区間制御信号34の第１の区間(S21)と第２の区間(S22)は、それぞれ積分区間制御信号32における第１の区間(S11)と第２の区間(S12)とのそれぞれ２倍の区間長に決定されている。さらに積分区間制御信号36は、第１の区間(S31)と第２の区間(S32)との２つの区間をそれぞれ制御する制御信号であり、これら積分区間制御信号36の第１の区間(S31)と第２の区間(S32)は、それぞれ積分区間制御信号34における第１の区間(S21)と第２の区間(S22)とのそれぞれ２倍の区間長に決定されている。このように、各積分区間信号による積分時間長は２のｎ乗にあたる関係を有するように設定されている。

図１に戻って、各積分比較部20,22,24では、これら積分区間制御信号32,34,36にて制御される期間について、整流回路16から共通に出力される整流出力を積分し、それぞれ、第１の区間または第２の区間の整流出力を比較し、これらのうち振幅の大きい整流出力(S1,S2,S3)をそれぞれ出力26,28,30に出力する。

積分比較部20,22,24の出力26,28,30は、それぞれ絶対値変換部42,44,46に接続され、各絶対値変換部42,44,46は、積分比較部20,22,24の出力を絶対値変換する処理部である。この絶対値変換部42,44,46における処理により、PPMの位相成分の状況にかかわらず、絶対的な値を安定して得ることができる。各絶対値変換部42,44,46の各出力48,50,52は、それぞれ移動平均算出部54,56,58に接続されている。

移動平均算出部54,56,58は、各絶対値変換部42,44,46の各出力値(S1,S2,S3)48,50,52をそれぞれ移動平均化した移動平均値(D1,D2,D3)に変換する処理回路であり、その算出した移動平均値(D1,D2,D3)をそれぞれ出力60,62,64に出力する。移動平均算出部54,56,58は、複数の積分時間長にて積分し、絶対値変換した値を移動平均化することにより、決定される積分時間長が雑音等の影響によって不安定に変動しないようにすることができる。移動平均算出部54,56,58の各出力60,62,64は、制御部40に接続されている。

制御部40は、移動平均算出部54,56,58からそれぞれ与えられる移動平均値(D1,D2,D3)60,62,64に基づいて、積分比較部に与える積分時間長(S1,S2,S3)を決定する処理部である。制御部40は、決定した積分時間長を、各積分区間制御信号に反映させてそれぞれ出力32,34,36に出力し、各積分比較部20,22,24に供給する。

積分時間長(S1,S2,S3)は、次式(1)の関係が成立する任意の値とする。
S1＝(S2/2)＝(S3/4) ・・・(1)
この積分時間長により積分を行って複数のPPM変調位相に相当する各積分値を比較をした結果を出力し、この結果を各積分比較部20,22,24から各絶対値変換部42,44,46にそれぞれ入力してこれらを絶対値変換し、さらに移動平均算出部54.56.58にて移動平均化した移動平均値(D1,D2,D3) 60,62,64を得る。制御部40は、これら値を次式(2)および式(3)に基づいて次のように判断する。ここでα１およびα２は比較のための所望の値であり、"1"以下の値となる。
D1＜α１×D2 ・・・(2)
D2＞α２×D3 ・・・(3)
制御部40は、式(2)および式(3)がともに満す場合には、積分時間長(S1,S2,S3)をそのままの値とする。逆に式(2)および式(3)が満さなかった場合で次式(4)を満たす場合にはS1にS2の値を代入する。
D1＞α１×D2 ・・・(4)
この場合、値S2および値S3は、上記代入後のS1との関係が式(1)に従う値に変更される。

また、式(4)も満たさなかった場合で、次式(5)を満たす場合には、S3にS2の値を代入し、値S1および値S2は代入後の値S3との関係が式(1)に従う値に変更される。
D2＜α２×D3 ・・・(5)
さらに、式(5)も満たさなかった場合には、積分時間長(S1,S2,S3)をそのままの値で使用する。

制御部40は、これら演算処理及び判断処理により、積分比較部20,22,24に与える積分時間長(S1,S2,S3)をそれぞれ積分区間制御信号32,34,36に反映させてそれぞれ出力する。復調結果を求めるための積分比較値は、積分時間長S2により積分された値を採用する。つまり、制御部40は、最終的にS2とされた時間長で積分を制御するための積分区間信号34を積分比較部22に供給して積分時間を制御する。これにより、整流出力されたPPM信号に対する積分時間長を自動的に変更しながら積分した結果に基づいて復調することができる。

なお、移動平均算出部54,56,58による平滑化が強い場合には、積分時間長(S1,S2,S3)の値が変更になった直後に各移動平均算出部54,56,58内の保持値を初期化する必要がある場合があり、この場合、積分時間長(S1,S2,S3)の値変更に伴って移動平均算出部54,56,58の初期化を行う。

以上の構成で、PPM復調判定回路10における積分時間の制御動作を図４を参照しながら説明する。まずステップS400において、積分時間長(S2)による積分比較部22の出力を採用して復調判定が行われる。次にステップS410に進み、式(2) (D1＜α１×D2)および式(3)(D2＞α２×D3)を演算して、これらが、ともに成立するか否かが判定される。式(2)および式(3)がともに成立する場合にはステップS400に戻り、逆に成立しなかった場合にはステップS420に進む。

ステップS420に進むと、式(4) (D1＞α１×D2)が成立するか否かが判定される。式(4)が成立する場合にはステップS430に進み、逆に成立しなかった場合にはステップS440に進む。ステップS430では、S1にS2を代入する代入処理が行われて、S1がS2の値となる。この代入処理の後、代入結果のS1の値に応じて、新たなS2およびS3の値が式(1)にて示した条件に従ってそれぞれ求められる。その後ステップS400に戻る。

ステップS440に進むと、さらに式(5)(D2＜α２×D3)が成立するか否かが判定されて、式(5)が成立する場合にはステップS450に進み、逆に成立しなかった場合にはステップS400に戻る。ステップS450に進むと、S3にS2を代入する代入処理が行われてS3がS2の値となる。この代入処理の後、代入結果のS3の値に応じて、新たなS1およびS2の値が式(1)にて示した条件に従ってそれぞれ求められる。その後ステップS400に戻る。

このようにして、積分区間制御信号(S1,S2,S3)が決定されると、各積分比較部20,22,24では、それぞれ供給される積分区間制御信号32,24,36に従って絶対値信号16をそれぞれ積分し、所定の期間ごとの積分値の比較結果に応じた比較結果26,28,30がそれぞれ出力される。

図３に示したように、積分区間制御信号34の第１の区間(S21)と第２の区間(S22)とにおける各積分値が積分比較部22内にて比較される。とくに積分比較部22の出力28は判定処理部70に接続されて、判定処理部70は、第１の区間(S21)と第２の区間(S22)との比較結果に基づいて、どちらの積分時間にパルス信号が存在したかを判定および認識して、パルス位置に応じた復調データを出力72に出力する。

次に、図５を参照して、PPM復調判定回路の他の実施例を説明する。同図に示すように本実施例におけるPPM復調判定回路500は、受信信号12を整流して出力16に出力する整流回路14と、整流回路14の出力16を積分比較する積分比較部20,22と、積分比較部の出力26に接続された絶対値回路42と、絶対値回路24の出力48に接続された移動平均算出部54とを含み、これらは図１に示した同じ参照符号にて表される構成と同様の構成でよい。本実施例における積分比較部20は、制御部502から供給される積分区間制御信号32に従って積分動作および比較動作を行う。

整流回路14の出力16は、積分比較部22にも接続されて、本実施例における積分比較部22は、切替回路506を介して供給される積分区間制御信号506にて指示される積分時間長にて入力信号16を積分するとともに、複数のPPM変調位相に相当する各積分値をそれぞれ比較し、その比較結果を出力514に出力する。切替回路504は、制御部502から与えられる積分区間制御信号34,36のいずれかを制御入力512に入力される制御部502からの切替信号512に従って出力506に出力するスイッチであり、制御部502の切替制御を積分比較部22に伝達して、積分比較回路22にて処理する積分時間長を切り替える機能を有する。積分比較部22の出力514は、絶対値変換部516に接続されている。

絶対値変換部516は、絶対値変換部42と同様に、積分比較部22の出力を絶対値変換する処理部であり、この絶対値変換処理により、PPMの位相成分の状況にかかわらず、絶対的な値を安定して得る。各絶対値変換部516の出力518は、切替回路520に接続されている。切替回路520は、絶対値変換部516の出力518を、制御部502から与えられる切替信号522に従って、出力524および出力526のいずれかに出力するスイッチである。切替回路520の一方の出力524は移動平均算出部56に接続され、他方の出力526は移動平均算出部58に接続されている。

移動平均算出部56,58はそれぞれ、切替回路520を介して与えられる絶対値出力518を移動平均化した移動平均値に変換する処理回路であり、算出した移動平均値をそれぞれ出力62,64に接続された制御部502に出力する。移動平均算出部54,56,58は、複数の積分時間長にて積分し、絶対値変換した値を移動平均化することにより、決定される積分時間長が雑音等の影響によって不安定に変動しないようにすることができる。

制御部502は、図１に示した制御部10と同様に、移動平均算出部54,56,58から供給される移動平均値(D1,D2,D3)に基づいて、積分区間制御信号32,34,36を生成して、積分比較部20,22における積分時間長を制御する機能を有する。本実施例における制御部502は、積分区間制御信号34,36のいずれかを選択させる切替信号512を生成して切替回路504に出力する。積分区間制御信号34を選択する場合に制御部502は、移動平均算出部56を選択する切替信号522を切替回路520に出力し、積分区間制御信号36を選択する場合には、移動平均算出部58を選択する切替信号522を切替回路520に出力する。このような構成により、積分比較部22を時分割にて利用し、それぞれ異なる各積分時間長で積分比較部22にて共用して積分比較処理を行うことができる。

本構成例では、制御部502は、次式(6)および式(7)の判断処理を行う。
D1＜α１×D2 ・・・(6)
D2＞α２×D3 ・・・(7)
制御部502は、式(6)および式(7)の判断処理を移動平均算出部54の出力(D1) 60の値が更新されたときと、移動平均算出部58の出力(D3) 64の値が更新されたときに行う。これにより比較回数を減少させて、消費電力を低減することができる。このように積分比較部22内の各積分回路に与える複数の積分時間長を周期的に入れ替えて積分回路が時分割にて使用される。

次に、図６を参照して、PPM復調判定回路の他の実施例を説明する。同図に示すように本実施例におけるPPM復調判定回路600は、積分比較部20の出力26と、積分比較部22の出力514とのいずれかを切替回路610にて切り替え、切替回路610の出力612をA/Dコンバータ614に接続して、A/Dコンバータ614の出力616を制御部620に接続した点で、図５に示した実施例とは異なり、他の構成は図５に示した同一の参照符号にて示す構成と同様の構成でよい。

制御部620は、図５に示した制御部502と同様に、積分区間制御信号32,34,36を生成してそれぞれ出力すると共に切替回路504に供給する切替信号512を生成する。本実施例における制御部620は、切替回路610に供給する切替信号を生成して出力630に出力する。切替回路610は、切替信号630に従って、入力26または入力514に現れる比較結果を周期的に入れ替えるようにして選択して出力612に出力し、A/Dコンバータ614はこれをディジタル値に変換し、変換したディジタル信号を制御部620に供給する。

制御部620には、入力616に入力されるディジタル信号に基づいて、絶対値変換および移動平均値の算出処理を各積分時間長ごとに行うディジタル演算処理機能を有している。制御部620は、図５に示した実施例と同様に、算出した移動平均値に基づいて、前述した式(6)および式(7) の判断処理を実行し、積分比較部2022に与える積分時間長を決定する。制御部620は、決定した各積分時間長を積分区間制御信号32,34,36に反映させてそれぞれ出力する。これにより、PPM復調の積分時間長が自動的に選出される。

以上説明したように、上記各実施例におけるPPM復調判定回路にて、各積分比較部における異なる複数の積分時間長から、積分比較結果に応じた積分時間長が自動的に選出される。

本発明が適用されたPPM復調判定回路の一実施例を示すブロック図である。 積分比較部の内部構成例を示すブロック図である。 受信信号整流出力例と各積分区間制御信号とを示すタイミングチャートである。 制御部における判断処理を示すフローチャートである。 PPM復調判定回路の他の実施例を示すブロック図である。 PPM復調判定回路のさらに他の実施例を示すブロック図である。

符号の説明

10 PPM復調判定回路
14 整流回路
20,22,24 積分比較部
40 制御部
42,44,46 絶対値変換部
54,56,58 移動平均算出部
70 判定回路

Claims (11)

1. 超広帯域を利用して無線通信を行う超広帯域無線通信方式にてパルス位置変調(PPM)されたPPM信号を受信して復調するPPM信号復調装置において、該装置は、
   前記PPM信号を受信して整流し、絶対値信号に変換する整流手段と、
   それぞれ所定の第１、第２および第３の積分時間ごとに積分するための第１、第２および第３の積分区間制御信号に応じて前記絶対値信号を積分し、該積分した積分時間ごとの積分値をそれぞれ比較する第１、第２および第３の積分比較手段と、
   前記第２の積分比較手段の出力に接続され、該第２の積分比較手段における比較の結果に基づいて、前記PPM信号を判定して復調データを出力する判定手段と、
   前記第１、第２および第３の積分区間制御信号を、前記第１、第２および第３の積分比較手段におけるそれぞれの比較の結果を演算した積分時間長に基づいてそれぞれ生成する制御手段とを含み、
   前記第１、第２および第３の積分比較手段は、前記第１、第２および第３の積分区間制御信号に応じたタイミングおよび前記第１、第２および第３の積分時間長にてそれぞれ前記絶対値信号を積分することを特徴とするPPM信号復調装置。
2. 請求項１に記載のPPM信号復調装置において、前記第１、第２および第３の積分比較手段は、それぞれ、前記絶対値信号を第１の積分区間にて積分して第１の積分値を生成する第１の積分回路と、前記絶対値信号を第２の積分区間にて積分して第２の積分値を生成する第２の積分回路と、前記第１の積分値と前記第２の積分値とを比較して、該比較の結果を出力する比較回路とを含むことを特徴とするPPN信号復調装置。
3. 請求項１に記載のPPM信号復調装置において、前記制御手段は、２のｎ乗の倍数の関係となる前記第１、第２および第３の積分時間長を設定することを特徴とするPPM信号復調装置。
4. 請求項１に記載のPPM信号復調装置において、該装置は、前記第１、第２および第３の積分比較手段のそれぞれの比較の結果を絶対値に変換してそれぞれ出力する第１、第２および第３の絶対値変換手段を含み、
   前記制御手段は、第１、第２および第３の絶対値変換手段の出力を前記第１、第２および第３の積分比較手段におけるそれぞれの比較の結果として入力することを特徴とするPPM信号復調装置。
5. 請求項４に記載のPPM信号復調装置において、該装置は、前記第１、第２および第３の絶対値変換手段の出力にそれぞれ接続され、それぞれ出力される絶対値の平均値を算出する第１、第２および第３の平均算出手段を含み、
   前記制御手段は、第１、第２および第３の平均算出手段の出力を前記第１、第２および第３の積分比較手段におけるそれぞれの比較の結果として入力することを特徴とするPPM信号復調装置。
6. 請求項１に記載のPPM信号復調装置において、前記制御手段は、第１の積分時間長による比較の結果に第１の係数を掛け合わせた第１の演算結果と、第１の積分時間長よりも短い第２の積分時間長による比較の結果に第２の係数を掛け合わせた第２の演算結果とに基づいて、前記積分時間長を変更することを特徴とするPPM信号復調装置。
7. 超広帯域を利用して無線通信を行う超広帯域無線通信方式にてパルス位置変調(PPM)されたPPM信号を受信して復調するPPM信号復調装置において、該装置は、
   前記PPM信号を受信して整流し、絶対値信号に変換する整流手段と、
   前記絶対値信号を所定の第１の積分時間ごとに積分し、該積分した積分時間ごとの積分値をそれぞれ比較する第１の積分比較手段と、
   前記絶対値信号を時分割にてそれぞれ所定の第２および第３の積分時間ごとに積分し、該積分した積分時間ごとの積分値をそれぞれ比較する第２の積分比較手段と、
   前記第１の積分比較手段の出力に接続され、該第１の積分比較手段における比較の結果に基づいて、前記PPM信号を判定して復調データを出力する判定手段と、
   前記第１、第２および第３の積分時間を制御するための第１、第２および第３の積分区間制御信号を、前記第１および第２の積分比較手段におけるそれぞれの比較の結果に基づいてそれぞれ生成する制御手段と、
   前記制御手段にて生成される第２および第３の積分区間制御信号のいずれかを前記第２の積分比較手段に切り替えて供給する第１の切替手段とを含み、
   前記第１の積分比較手段は、前記第１の積分区間制御信号に応じたタイミングと前記第１の積分時間長とにて前記絶対値信号を積分し、
   前記第２の積分比較手段は、前記切替手段から供給される第２または第３の積分区間制御信号に応じたタイミングと前記第２または第３の積分時間長とにて前記絶対値信号を積分することを特徴とするPPM信号復調装置。
8. 請求項７に記載のPPM信号復調装置において、該装置は、前記第１および第２の積分比較手段のそれぞれの比較の結果を絶対値に変換してそれぞれ出力する第１および第２の絶対値変換手段を含み、
   前記制御手段は、第１および第２の絶対値変換手段の出力を前記第１および第２の積分比較手段におけるそれぞれの比較の結果として入力することを特徴とするPPM信号復調装置。
9. 請求項８に記載のPPM信号復調装置において、該装置は、前記第１の絶対値変換手段の出力に接続され、出力される絶対値の平均値を算出する第１の平均算出手段と、
   前記第２の絶対値変換手段の絶対値出力を第１または第２の出力に切り替えて出力する第２の切替手段と、
   前記第２の切替手段の第１の出力に接続され、前記第２の積分時間長にて比較し、絶対値変換された絶対値の平均を算出する第２の平均算出手段と、
   前記第２の切替手段の第２の出力に接続され、前記第３の積分時間長にて比較し、絶対値変換された絶対値の平均を算出する第３の平均算出手段とを含み、
   前記制御手段は、第１、第２および第３の平均算出手段の出力を第１および第３の積分比較手段におけるそれぞれの比較の結果として入力することを特徴とするPPM信号復調装置。
10. 請求項９に記載のPPM信号復調装置において、前記制御手段は、第１の積分時間長による比較の結果に第１の係数を掛け合わせた第１の演算結果と、第１の積分時間長よりも短い第２の積分時間長による比較の結果に第２の係数を掛け合わせた第２の演算結果とに基づいて、前記積分時間長を変更することを特徴とするPPM信号復調装置。
11. 超広帯域を利用して無線通信を行う超広帯域無線通信方式にてパルス位置変調(PPM)されたPPM信号を受信して復調するPPM信号復調装置において、該装置は、
    前記PPM信号を受信して整流し、絶対値信号に変換する整流手段と、
    前記絶対値信号を所定の第１の積分時間ごとに積分し、該積分した積分時間ごとの積分値をそれぞれ比較する第１の積分比較手段と、
    前記絶対値信号を時分割にてそれぞれ所定の第２および第３の積分時間ごとに積分し、該積分した積分時間ごとの積分値をそれぞれ比較する第２の積分比較手段と、
    前記第１の積分比較手段の出力に接続され、該第１の積分比較手段における比較の結果に基づいて、前記PPM信号を判定して復調データを出力する判定手段と、
    前記第１、第２および第３の積分時間を制御するための第１、第２および第３の積分区間制御信号を、前記第１および第２の積分比較手段におけるそれぞれの比較の結果に基づいてそれぞれ生成する制御手段と、
    前記制御手段にて生成される第２および第３の積分区間制御信号のいずれかを前記第２の積分比較手段に切り替えて供給する第１の切替手段とを含み、
    前記第１の積分比較手段は、前記第１の積分区間制御信号に応じたタイミングと前記第１の積分時間長とにて前記絶対値信号を積分し、
    前記第２の積分比較手段は、前記切替手段から供給される第２または第３の積分区間制御信号に応じたタイミングと前記第２または第３の積分時間長とにて前記絶対値信号を積分し、該装置はさらに、
    前記第１および第２の積分比較手段の出力のいずれかを切り替えて出力する第２の切替手段と、
    該第２の切替手段の出力をディジタル値に変換して前記制御手段に供給する変換手段とを含み、
    前記制御手段は、前記変換手段から供給されるディジタル値に基づいて、前記第１、第２および第３の積分区間制御信号をそれぞれ生成することを特徴とするPPN信号復調装置。

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