JP5029922B2

JP5029922B2 - Wireless communication device

Info

Publication number: JP5029922B2
Application number: JP2009014161A
Authority: JP
Inventors: 太志鍵本; 和孝上村; 禎央松嶋; 清浜口
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; National Institute of Information and Communications Technology
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; National Institute of Information and Communications Technology
Priority date: 2009-01-26
Filing date: 2009-01-26
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2029-01-26
Also published as: JP2010171859A

Description

本発明は、超広帯域を利用して短距離通信を行うUWB（Ultra Wideband）の無線通信装置の技術分野に関するものである。 The present invention relates to the technical field of UWB (Ultra Wideband) wireless communication devices that perform short-range communication using ultra-wideband.

数百MHz以上の広い帯域で、単位周波数当りの電力を低減して近距離通信を行うUWBといわれる技術が、PAN（Personal Area Network）において普及し始めている。周辺装置との通信や車載レーダーなどにも使用されているが、特に、医療、福祉、健康用途の情報通信技術（医療ICT：Medical Information and Communication Technology）として、BAN（Body Area Network）と呼ばれる人体周辺領域で無線通信を行う近距離無線ネットワークへの適用が期待されている。 A technology called UWB, which performs near field communication by reducing power per unit frequency in a wide band of several hundred MHz or more, has begun to spread in PAN (Personal Area Network). It is also used for communication with peripheral devices and in-vehicle radars, but in particular, a human body called BAN (Body Area Network) as medical information and communication technology (Medical Information and Communication Technology) Application to short-range wireless networks that perform wireless communication in the peripheral area is expected.

BANで求められる性能の特徴として、近距離通信、低消費電力、高速、高信頼などが挙げられる。BANに最も適した無線通信方式の一つとして、広帯域インパルス無線通信（Ultra Wideband Impulse Radio : UWB-IR）が着目されている。特許文献１はUWB-IRの一例である。また、特許文献２は、医療用のセンサをUWB-IRを用いてネットワーク接続する技術について開示している。非特許文献１はUWB-IRを用いた測距技術が主題であるが、医療ICTへの応用についても言及されている。 The performance characteristics required for BAN include short-range communication, low power consumption, high speed, and high reliability. As one of the most suitable wireless communication systems for BAN, attention has been focused on wideband impulse radio communication (Ultra Wideband Impulse Radio: UWB-IR). Patent document 1 is an example of UWB-IR. Patent Document 2 discloses a technology for connecting medical sensors to a network using UWB-IR. Non-Patent Document 1 is the subject of ranging technology using UWB-IR, but mentions its application to medical ICT.

特開２００６−１８６７６１号公報JP 2006-186761 A 特開２００８−５０２４０４号公報JP 2008-502404 A

「ボディエリアネットワーク向けUWB無線通信技術と応用」、宮崎祐行、Microwave Workshops and Exhibition 2007、Microwave Workshop digest p.383-p.386 （2007年11月刊行）"UWB Wireless Communication Technology and Application for Body Area Networks", Yasuyuki Miyazaki, Microwave Workshops and Exhibition 2007, Microwave Workshop digest p.383-p.386 (published in November 2007)

従来のUWB-IRを用いた通信方式では、利用する周波数帯域が高々1GHz程度であった。これに対し、医療ICTに適用するには、他装置との干渉による誤作動を防止するために、単位周波数当りの電力(電力スペクトル密度)をさらに低減することが求められる。また、利用できる電波の周波数はすでに逼迫して新たに周波数を割り当てるのが困難になっており、既に規格化されている他方式の通信装置と干渉させないという観点からも、電力スペクトル密度の低減が必要となっている。電力スペクトル密度を低減させるには、パルスの間隔を広くすればよい。しかし、その分データ伝送速度が低下することになり、高速なデータ伝送が困難になる。また、医療ICTに適用する場合には、主に携帯端末としての使用が想定されるので、バッテリーの消耗を抑えるためにも、ある程度高速で短時間で通信を行えることが必要である。 In the conventional communication method using UWB-IR, the frequency band to be used is about 1 GHz at most. On the other hand, in order to apply to medical ICT, it is required to further reduce the power per unit frequency (power spectral density) in order to prevent malfunction due to interference with other devices. In addition, the frequency of available radio waves is already tight and it is difficult to assign new frequencies. From the standpoint of preventing interference with other standardized communication devices, the reduction in power spectral density is also possible. It is necessary. In order to reduce the power spectral density, the interval between pulses may be increased. However, the data transmission speed is reduced accordingly, and high-speed data transmission becomes difficult. In addition, when applied to medical ICT, it is assumed that it is mainly used as a mobile terminal. Therefore, in order to suppress battery consumption, it is necessary to be able to communicate at a relatively high speed in a short time.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡素な回路構成で、高いデータ伝送速度を維持しつつ、電力スペクトル密度を低減可能な超広帯域UWB(Super Wideband。以下、SWBという。)の無線通信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an ultra-wideband UWB (Super Wideband, hereinafter) that can reduce power spectral density while maintaining a high data transmission speed with a simple circuit configuration. It is an object to provide a wireless communication device called SWB.

上記課題を解決するため、本発明の無線通信装置は、周辺装置とのデータ入出力を行うユーザーインターフェースと、前記ユーザーインターフェースから入力したデータをパケットデータに変換するデータ/パケット変換部と、前記データ/パケット変換部から入力した前記パケットデータをパルス変調されたパルス信号に変換するパルス変換部と、前記パルス変換部から入力した前記パルス信号の各パルスを複数の広帯域インパルスからなる広帯域インパルス列に変換するインパルス変換部と、前記インパルス変換部から入力した前記広帯域インパルス列を高周波信号にアップコンバートする無線変調部と、前記高周波信号を通信相手に向けて無線信号として放射する送信アンテナと、前記通信相手からの無線信号を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナで受信した高周波信号をベースバンドのインパルス列に復調する無線復調部と、前記無線復調部から前記ベースバンドのインパルス列を入力して主に低周波帯域の成分を通過させる低域通過フィルタと、前記低域通過フィルタの出力信号を入力して所定の閾値と比較することによりパルスの有無を判定するパルス判定部と、前記パルス判定部でパルス有りと判定されると所定のパルス幅のパルスを復調し、該パルスからパケットデータを復元するパケット復元部と、前記パケット復元部から入力した前記パケットデータからデータを取り出し前記ユーザーインターフェースに出力するパケット/データ変換部と、前記データ/パケット変換部、前記パルス変換部、前記インパルス変換部、前記無線変調部、前記無線復調部、前記パルス判定部、前記パケット復元部、及び前記パケット/データ変換部を制御する制御部と、を有し、前記インパルス変換部は、前記パルス変換部から入力した前記パルス信号の各パルスに対し尖頭形の複数の広帯域パルスからなる広帯域パルス列を出力する広帯域パルス変換部と、前記尖頭形の複数の広帯域パルスと所定の閾値とを比較して前記尖頭形の広帯域パルスが前記所定の閾値を超える期間のみHIGH出力を出力することによりインパルス列を出力する高速コンパレータ部と、前記高速コンパレータ部から入力した前記インパルス列のスペクトルのうち低周波成分を抑制してスペクトルを平坦化することで前記広帯域インパルス列に変換するスペクトル調整部とを有する、ことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a wireless communication device of the present invention includes a user interface that performs data input / output with a peripheral device, a data / packet conversion unit that converts data input from the user interface into packet data, and the data A pulse converter that converts the packet data input from the packet converter into a pulse-modulated pulse signal, and each pulse of the pulse signal input from the pulse converter is converted into a wide-band impulse sequence composed of a plurality of wide-band impulses An impulse conversion unit, a radio modulation unit that up-converts the broadband impulse train input from the impulse conversion unit into a high-frequency signal, a transmission antenna that radiates the high-frequency signal to a communication partner as a radio signal, and the communication partner A receiving antenna for receiving radio signals from A radio demodulator that demodulates a high-frequency signal received by the receiving antenna into a baseband impulse train, and a low-pass that mainly passes a low-frequency band component by inputting the baseband impulse train from the radio demodulator A filter, a pulse determination unit for determining the presence or absence of a pulse by inputting an output signal of the low-pass filter and comparing it with a predetermined threshold, and a predetermined pulse width when the pulse determination unit determines that there is a pulse. A packet restoration unit that demodulates the pulse of the packet and restores the packet data from the pulse, a packet / data conversion unit that extracts data from the packet data input from the packet restoration unit and outputs the data to the user interface, and the data / packet Converter, pulse converter, impulse converter, radio modulator, radio demodulator, front Pulse determination unit, the packet restoration unit, and and a control unit for controlling the packet / data conversion unit, the impulse conversion unit, peak for each pulse of the pulse signal input from the pulse converter unit A wideband pulse converter for outputting a wideband pulse train composed of a plurality of wideband pulses, and comparing the plurality of peak-shaped wideband pulses with a predetermined threshold value so that the peak-shaped wideband pulse has the predetermined threshold value A high-speed comparator unit that outputs an impulse train by outputting a HIGH output only during a period exceeding, and the broadband by suppressing a low-frequency component in the spectrum of the impulse train input from the high-speed comparator unit and flattening the spectrum And a spectrum adjustment unit for converting the impulse train .

上記構成の本発明では、周辺装置から入力されたデータをパケット化し、これをパルス変調した後に各パルスを複数の広帯域インパルスからなる広帯域インパルス列に変換して送信している。また、受信側ではベースバンドのインパルス信号を復調後、低域通過フィルタを経て所定の閾値と比較することにより簡便にパルスの有無を判定することができる。このため、電力密度スペクトル密度の低減された超広帯域化された無線信号を用いて通信ができる。さらに、パルスの間隔を広げることなく通信ができるのでデータ伝送速度が低下しない。また、上記構成の本発明によれば、前記広帯域パルス変換部、前記高速コンパレータ部、前記スペクトル調整部という簡易な構成で、前記パルス変換部出力を広帯域インパルス列に変換することができる。 In the present invention having the above-described configuration, data input from the peripheral device is packetized, and after pulse-modulating the data, each pulse is converted into a wide-band impulse sequence including a plurality of wide-band impulses and transmitted. On the receiving side, after the baseband impulse signal is demodulated, the presence or absence of a pulse can be easily determined by comparing with a predetermined threshold value through a low-pass filter. For this reason, communication can be performed using a radio signal having an ultra-wideband with reduced power density and spectral density. Furthermore, since communication can be performed without increasing the pulse interval, the data transmission rate does not decrease. Further, according to the present invention having the above-described configuration, the pulse converter output can be converted into a wide-band impulse train with a simple configuration of the wide-band pulse converter, the high-speed comparator, and the spectrum adjuster.

また、本発明によれば、前記パルス変換部は、前記データ/パケット変換部から入力した前記パケットデータに対してパルス間隔変調を行い、前記パルス信号を出力することを特徴とする。上記構成によれば、パルス間隔にデータを変調させることができる。 According to the present invention, the pulse converter performs pulse interval modulation on the packet data input from the data / packet converter, and outputs the pulse signal. According to the above configuration, data can be modulated at pulse intervals.

また、本発明によれば、前記パケット復元部は、前記パルス判定部からパルス有りの判定結果を入力すると、前記パルス判定部で検出された前記パルスを所定の時間保持した保持パルスを出力するパルス検出部と、前記保持パルスのパルス間隔計測を行うパルス間隔計測部と、前記パルス間隔計測部で計測したパルス間隔の値からデータの復元を行うデータ復調部とを有することを特徴とする。
上記構成によれば、前記復調されたベースバンドのインパルス信号からパケットデータを復元するとともに、前記パルス間隔変調された信号を長期間に亘り高精度な同期を必要とせずに受信することができる。 Further , according to the present invention, the packet restoration unit outputs a holding pulse that holds the pulse detected by the pulse determination unit for a predetermined time when the determination result that there is a pulse is input from the pulse determination unit. It has a detection part, a pulse interval measurement part which measures the pulse interval of the holding pulse, and a data demodulation part which restores data from the value of the pulse interval measured by the pulse interval measurement part.
According to the above configuration, packet data can be restored from the demodulated baseband impulse signal, and the pulse interval modulated signal can be received over a long period of time without requiring highly accurate synchronization.

また、本発明によれば、前記無線復調部は、包絡線検波部を有することを特徴とする。上記構成によれば、前記包絡線検波部によって前記高周波信号をベースバンドのインパルス信号に復調することができる。 According to the present invention, the radio demodulator includes an envelope detector. According to the above configuration, the high frequency signal can be demodulated into a baseband impulse signal by the envelope detector.

また、本発明によれば、前記無線変調部は、連続波を出力する発振器と、前記広帯域インパルス列と前記連続波を入力して前記広帯域インパルス列を前記連続波の周波数帯域にアップコンバートするミキサーと、前記ミキサーからの出力を入力して増幅する高周波増幅器とを有し、前記制御部は前記広帯域インパルス列が前記無線変調部を通過する時間を含む所定の時間だけ前記高周波増幅器の電源をオンに制御することを特徴とする。
上記構成によれば、前記ミキサーにより高周波信号にアップコンバートされたインパルス列が通過する時間を含む所定の時間だけ前記高周波増幅器の電源をオンにするため、常に電源をオンとしておく場合よりも消費電力を低減することができる。 According to the present invention, the radio modulation unit includes an oscillator that outputs a continuous wave, and a mixer that inputs the broadband impulse train and the continuous wave and upconverts the broadband impulse train to the frequency band of the continuous wave. And a high-frequency amplifier that inputs and amplifies the output from the mixer, and the control unit turns on the power of the high-frequency amplifier for a predetermined time including a time during which the broadband impulse train passes through the wireless modulation unit. It is characterized by controlling to.
According to the above configuration, since the power of the high-frequency amplifier is turned on only for a predetermined time including the time for the impulse train up-converted to the high-frequency signal by the mixer to pass, the power consumption is higher than when the power is always turned on. Can be reduced.

また、本発明によれば、前記発振器と前記ミキサー間に前記連続波をオン／オフする高周波スイッチを有し、前記制御部は前記広帯域インパルス列が前記ミキサーに送信される時間を含む所定の時間だけ前記高周波スイッチをオンにすることを特徴とする。
上記構成によれば、前記発振器出力を前記高周波スイッチでオフにすることにより、前記広帯域インパルス列が送信されていない間のキャリアリークを低減でき、他システムへ干渉を与えないようにすることができる。 According to the present invention, there is provided a high-frequency switch for turning on / off the continuous wave between the oscillator and the mixer, and the control unit includes a predetermined time including a time during which the broadband impulse train is transmitted to the mixer. Only the high-frequency switch is turned on.
According to the above configuration, by turning off the oscillator output with the high-frequency switch, it is possible to reduce carrier leakage while the broadband impulse train is not transmitted, and to prevent interference with other systems. .

また、本発明によれば、前記制御部は、送信動作時は前記無線復調部、前記パルス判定部、前記パケット復元部、前記パケット/データ変換部からなる受信系の電源をオフとし、受信動作時は前記データ/パケット変換部、前記パルス変換部、前記インパルス変換部、前記無線変調部からなる送信系の電源をオフとすることを特徴とする。
上記構成によれば、送信中は使用しない前記受信系を、受信中は使用しない前記送信系をそれぞれ電源オフにすることによって、消費電力を低減することができる。 According to the present invention, the control unit turns off the power of the reception system including the radio demodulation unit, the pulse determination unit, the packet restoration unit, and the packet / data conversion unit during a transmission operation, and performs a reception operation. In some cases, the power of a transmission system including the data / packet conversion unit, the pulse conversion unit, the impulse conversion unit, and the wireless modulation unit is turned off.
According to the above configuration, power consumption can be reduced by turning off the reception system that is not used during transmission and the transmission system that is not used during reception.

また、本発明によれば、前記制御部は、前記インパルス変換部が前記パルス変換部から入力した前記パルス信号に対して前記尖頭形の複数の広帯域パルス列を出力するタイミングを制御信号でランダムに変更できることを特徴とする。
上記構成によれば、尖頭形パルスの時間的な位置をランダム化することで占有周波数帯の電力スペクトル密度を低減することができる。 Further , according to the present invention, the control unit randomly selects a timing at which the impulse conversion unit outputs the plurality of pointed broadband pulse trains with respect to the pulse signal input from the pulse conversion unit using a control signal. It can be changed.
According to the above configuration, the power spectral density in the occupied frequency band can be reduced by randomizing the temporal position of the peak pulse.

また、本発明によれば、前記送信アンテナと前記受信アンテナとは共通の無線アンテナであり、前記制御部からの制御信号で前記無線アンテナを前記無線変調部または前記無線復調部に切り替え接続する送受信切り替えスイッチを有することを特徴とする。
上記構成によれば、前記無線通信装置のアンテナを前記送受信アンテナ一つで構成できるため、前記無線通信装置を小型化・低コスト化することができる。 According to the present invention, the transmission antenna and the reception antenna are a common radio antenna, and transmission / reception is performed by switching the radio antenna to the radio modulation unit or the radio demodulation unit by a control signal from the control unit. It has a changeover switch.
According to the above configuration, since the antenna of the wireless communication device can be configured by the single transmission / reception antenna, the wireless communication device can be reduced in size and cost.

本発明によれば、簡素な回路構成で、高いデータ伝送速度を維持しつつ、電力スペクトル密度を低減可能なSWBの無線通信装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a SWB wireless communication apparatus capable of reducing the power spectrum density while maintaining a high data transmission speed with a simple circuit configuration.

本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless communication apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 送信データをパケットデータに変換する方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the method to convert transmission data into packet data. パケットデータをＰＩＭ変調する方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the method to PIM modulate packet data. パケットデータをＰＩＭ変調する別の方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating another method of PIM modulating packet data. インパルス変換部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an impulse converter. インパルス変換部において、パルス信号から広帯域インパルス列に変換されるまでの信号処理過程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the signal processing process until it converts into a broadband impulse train from a pulse signal in an impulse converter. インパルス変換部において形成される尖頭形パルスのスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the spectrum of the peak-shaped pulse formed in an impulse converter. 無線変調部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a radio | wireless modulation part. 広帯域インパルス列および制御部から出力される制御信号を示す図である。It is a figure which shows the control signal output from a wide band impulse train and a control part. 無線変調部から出力される高周波信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the high frequency signal output from a radio | wireless modulation part. 無線復調部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a radio | wireless demodulation part. 無線復調部、低域通過フィルタ及びパルス判定部から出力される信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the signal output from a radio | wireless demodulation part, a low-pass filter, and a pulse determination part. パケット復元部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a packet decompression | restoration part. 送信部及び受信部の各機器への電源供給のタイミングを示す図である。It is a figure which shows the timing of the power supply to each apparatus of a transmission part and a receiving part. 本発明の無線通信装置の使用例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the usage example of the radio | wireless communication apparatus of this invention. マスター装置とスレーブ装置との間の通信手順を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the communication procedure between a master apparatus and a slave apparatus.

（第１の実施形態）
本発明の好ましい実施の形態における無線通信装置について、図面を参照して詳細に説明する。同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。 (First embodiment)
A wireless communication apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Each component having the same function is denoted by the same reference numeral for simplification of illustration and description.

本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置の構成を、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態の無線通信装置１００の構成を示すブロック図である。無線通信装置１００は、周辺装置と接続して通信を行うためのユーザーインターフェース部１０１を備えており、これに送信部１０２と受信部１０３が接続されている。ユーザーインターフェース部１０１を介して周辺装置から入力した送信データ１０は、送信部１０２でSWBの高周波信号１４に変換されて送信アンテナから送信される。また、受信アンテナで受信されたSWBの受信信号２０は、受信部１０３で受信データ２５に変換され、ユーザーインターフェース部１０１を介して周辺装置に出力される。周辺装置として、例えば本実施形態の無線通信装置１００とは別の通信方式を用いている通信端末や記録媒体、医療用センサー等があり、ユーザーインターフェース部１０１は、これらの周辺装置とデータのやりとりを行う。 The configuration of the wireless communication apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless communication device 100 according to the present embodiment. The wireless communication device 100 includes a user interface unit 101 for performing communication by connecting to a peripheral device, to which a transmission unit 102 and a reception unit 103 are connected. The transmission data 10 input from the peripheral device via the user interface unit 101 is converted into the SWB high-frequency signal 14 by the transmission unit 102 and transmitted from the transmission antenna. The SWB received signal 20 received by the receiving antenna is converted into received data 25 by the receiving unit 103 and output to the peripheral device via the user interface unit 101. As the peripheral device, for example, there are a communication terminal, a recording medium, a medical sensor, etc. using a communication method different from the wireless communication device 100 of the present embodiment, and the user interface unit 101 exchanges data with these peripheral devices. I do.

送信部１０２は、送信データ１０を入力してパケットデータ１１に変換するデータ／パケット変換部１１０と、データ／パケット変換部１１０からパケットデータ１１を入力しSWB無線通信に好適なパルス変調を行ってパルス信号１２に変換するパルス変換部１２０と、パルス変換部１２０からパルス信号１２を入力してパルス毎に複数の広帯域インパルスからなる広帯域インパルス列１３に変換するインパルス変換部１３０と、インパルス変換部１３０から広帯域インパルス列１３を入力して高周波信号１４にアップコンバートする無線変調部１４０と、を備えている。無線変調部１４０から出力される高周波信号１４は、送信アンテナから通信相手に送信される。 The transmission unit 102 receives the transmission data 10 and converts it into packet data 11, and receives the packet data 11 from the data / packet conversion unit 110 and performs pulse modulation suitable for SWB wireless communication. A pulse conversion unit 120 that converts the pulse signal 12, an impulse conversion unit 130 that receives the pulse signal 12 from the pulse conversion unit 120 and converts the pulse signal 12 into a wideband impulse train 13 that includes a plurality of wideband impulses for each pulse, and an impulse conversion unit 130 And a radio modulation unit 140 that receives the wide-band impulse train 13 and up-converts it into a high-frequency signal 14. The high frequency signal 14 output from the wireless modulation unit 140 is transmitted from the transmission antenna to the communication partner.

また、受信部１０３は、受信アンテナで受信したSWBの受信信号２０を入力して高周波信号を検波し、これをベースバンドのインパルス列２１に復調する無線復調部１５０と、無線復調部１５０からインパルス列２１を入力して通過信号２２を出力する低域通過フィルタ１６０と、低域通過フィルタ１６０から通過信号２２を入力して所定の閾値と比較することによりパルスの有無を判定するパルス判定部１７０と、パルス有無の判定に基づきパルス判定部１７０から出力されるパルス信号２３を入力してパケットデータ２４を復元するパケット復元部１８０と、パケット復元部１８０で復元されたパケットデータ２４を入力して受信データ２５に変換するパケット／データ変換部１９０と、を備えている。パケット／データ変換部１９０から出力される受信データ２５は、ユーザーインターフェース１０１に出力され、さらに周辺装置に出力される。 The receiving unit 103 receives the SWB received signal 20 received by the receiving antenna, detects a high-frequency signal, demodulates the signal into a baseband impulse train 21, and receives an impulse from the wireless demodulating unit 150. A low-pass filter 160 that inputs the column 21 and outputs a pass signal 22, and a pulse determination unit 170 that determines the presence or absence of a pulse by inputting the pass signal 22 from the low-pass filter 160 and comparing it with a predetermined threshold value. And a packet restoration unit 180 that restores the packet data 24 by inputting the pulse signal 23 output from the pulse judgment unit 170 based on the determination of the presence or absence of a pulse, and the packet data 24 that is restored by the packet restoration unit 180 A packet / data converter 190 for converting the received data 25 into data. The reception data 25 output from the packet / data conversion unit 190 is output to the user interface 101 and further output to the peripheral device.

本実施形態の無線通信装置１００は、送信アンテナ及び受信アンテナとして、送受信共用の無線アンテナ１０４を備えており、無線アンテナ１０４を送信アンテナとして用いるときは無線変調部１４０に接続する一方、受信アンテナとして用いるときは無線復調部１５０に接続するための送受信切り替えスイッチ１０５を有している。無線アンテナ１０４は、SWBの高周波信号を通信相手に向けて放射するとともに、通信相手からSWBの高周波信号を受信するのに好適なアンテナである。送受信切り替えスイッチ１０５を送受信に対応して切り替える制御は、制御部１０６で行われる。制御部１０６は、送受信切り替えスイッチ１０５の制御に加えて、データ/パケット変換部１１０、パルス変換部１２０、インパルス変換部１３０、無線変調部１４０、無線復調部１５０、パルス判定部１７０、パケット復元部１８０、及びパケット/データ変換部１９０を制御している。 The wireless communication apparatus 100 of the present embodiment includes a wireless antenna 104 that is used for both transmission and reception as a transmission antenna and a reception antenna. When used, it has a transmission / reception selector switch 105 for connection to the radio demodulation unit 150. The wireless antenna 104 is a suitable antenna for radiating the SWB high-frequency signal toward the communication partner and receiving the SWB high-frequency signal from the communication partner. Control for switching the transmission / reception selector switch 105 corresponding to transmission / reception is performed by the control unit 106. In addition to controlling the transmission / reception changeover switch 105, the control unit 106 includes a data / packet conversion unit 110, a pulse conversion unit 120, an impulse conversion unit 130, a radio modulation unit 140, a radio demodulation unit 150, a pulse determination unit 170, and a packet restoration unit. 180 and the packet / data converter 190 are controlled.

次に、データ／パケット変換部１１０における処理を、図２を用いて説明する。図２は、送信データ１０をパケットデータ１１に変換する方法を説明するための説明図である。SWB無線通信では１Mbps以上の伝送速度で高速通信が行われるのに対し、ユーザーインターフェース１０１と周辺装置との間では、１Mbpsより遅い伝送速度でデータ送受信が行われるため、両者に大きな伝送速度差がある。そこで、データ／パケット変換部１１０では、上記の伝送速度差を利用して、ユーザーインターフェース部１０１から入力した送信データ１０を数ビットから数百ビット程度ごとにバッファし、これにヘッダ情報を付加してパケットデータ１１に変換している。図２において、１１ａがヘッダを示し、１１ｂがデータ部を示している。 Next, processing in the data / packet conversion unit 110 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a method of converting the transmission data 10 into the packet data 11. In SWB wireless communication, high-speed communication is performed at a transmission rate of 1 Mbps or more, whereas data transmission / reception is performed between the user interface 101 and peripheral devices at a transmission rate slower than 1 Mbps. is there. Therefore, the data / packet conversion unit 110 buffers the transmission data 10 input from the user interface unit 101 every several bits to several hundred bits using the above transmission rate difference, and adds header information thereto. To packet data 11. In FIG. 2, 11a indicates a header and 11b indicates a data portion.

以下では、一例として、ユーザーインターフェース１０１と周辺装置との間の伝送速度を１００kbpsとし、本実施形態の無線通信装置１００による無線通信を１Mbpsの伝送速度で行うものとする。図２において、送信データ１０を８ビット毎にバッファしてパケット化するとしたとき、８ビットの送信データ１０がデータ／パケット変換部１１０に入力されるのに８０μsecの時間がかかる。この８ビットのデータをパケット化したパケットデータ１１は、１Mbpsの伝送速度では８μsecで伝送される。そのため、無線通信装置１００では、８０μsecのうちの８μsecだけデータ送信に使われ、残りの時間は信号が出力されない無信号時間帯になる。但し、パケットデータ１１にヘッダ１１ａを付加する場合には、ヘッダ１１ａの送信時間（ヘッダ１１ａのビット数×１μsec）だけ無信号時間が短くなる。このように、無線通信装置１００では無線通信が間欠的に行われることになる。 Hereinafter, as an example, it is assumed that the transmission rate between the user interface 101 and the peripheral device is 100 kbps, and wireless communication by the wireless communication device 100 of this embodiment is performed at a transmission rate of 1 Mbps. In FIG. 2, when the transmission data 10 is buffered and packetized every 8 bits, it takes 80 μsec to input the 8-bit transmission data 10 to the data / packet conversion unit 110. The packet data 11 obtained by packetizing the 8-bit data is transmitted at 8 μsec at a transmission rate of 1 Mbps. Therefore, in wireless communication apparatus 100, 8 μsec out of 80 μsec is used for data transmission, and the remaining time is a no-signal time zone in which no signal is output. However, when the header 11a is added to the packet data 11, the no-signal time is shortened by the transmission time of the header 11a (the number of bits of the header 11a × 1 μsec). Thus, the wireless communication apparatus 100 performs wireless communication intermittently.

パルス変換部１２０は、上記のように、データ／パケット変換部１１０から８ビットのパケットデータ１１を間欠的に入力し、このパケットデータ１１に対して所定の信号変調の処理を行う。パルス変換部１２０による信号変調の方法を図３を用いて説明する。本実施形態では、パケットデータ１１に対しパルス間隔変調（ＰＩＭ：Pulse Interval Modulation)を行っており、図３は、パケットデータ１１をＰＩＭ変調する方法を説明するための説明図である。ＰＩＭ変調の一例として、基準となるパイロットパルス１２ａとデータに応じて発生位置が決定されるデータパルス１２ｂの２つのパルスからなるパルス信号１２を用いることができる。 As described above, the pulse converter 120 intermittently inputs the 8-bit packet data 11 from the data / packet converter 110 and performs predetermined signal modulation processing on the packet data 11. A method of signal modulation by the pulse converter 120 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, pulse interval modulation (PIM) is performed on the packet data 11, and FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a method of performing PIM modulation on the packet data 11. As an example of PIM modulation, a pulse signal 12 composed of two pulses of a pilot pulse 12a serving as a reference and a data pulse 12b whose generation position is determined according to data can be used.

まず、８ビットのパケットデータ１１を２ビットずつ４つのフレーム３１に分け、各フレーム３１をさらに５つのスロット３２に分割する。そして、各フレーム３１の５つのスロット３２のうち、先頭のスロット３１にパイロットパルス１２ａを配置し、２ビットのデータに基づいて残りの４つのスロット３２のいずれかにデータパルス１２ｂを配置する。一例として、２ビットのデータが「００」のときに２番目のスロット３２にデータパルス１２ｂを配置し、以下「０１」、「１０」、「１１」の順に３〜５番目のスロット３２にデータパルス１２ｂを配置するようにすることができる。但し、２番目のスロット３２にデータパルス１２ｂが配置された場合でも１番目のパイロットパルス１２ａと判別可能となるように、各パルスはＲＺ(Return to Zero)パルスとする。 First, the 8-bit packet data 11 is divided into four frames 31 by two bits, and each frame 31 is further divided into five slots 32. Of the five slots 32 of each frame 31, the pilot pulse 12a is arranged in the leading slot 31, and the data pulse 12b is arranged in any of the remaining four slots 32 based on 2-bit data. As an example, when the 2-bit data is “00”, the data pulse 12b is arranged in the second slot 32, and thereafter, data is placed in the third to fifth slots 32 in the order of “01”, “10”, and “11”. The pulse 12b can be arranged. However, each pulse is an RZ (Return to Zero) pulse so that it can be distinguished from the first pilot pulse 12a even when the data pulse 12b is arranged in the second slot 32.

このようにしてＰＩＭ変調されたパルス信号１２は、伝送速度１Mbpsで伝送されることから、２ビットからなる１フレーム３１は２μsecで伝送される。従って、１スロット３２あたりの時間長は０．４μsecとなり、パイロットパルス１２ａ及びデータパルス１２ｂが配置される時間幅も０．４μsecとなる。ＲＺパルスの場合、パルスが立っている時間はその半分の０．２μsecとなる。 Since the PIM-modulated pulse signal 12 is transmitted at a transmission rate of 1 Mbps, one frame 31 consisting of 2 bits is transmitted at 2 μsec. Therefore, the time length per slot 32 is 0.4 μsec, and the time width in which the pilot pulse 12a and the data pulse 12b are arranged is also 0.4 μsec. In the case of the RZ pulse, the pulse is standing for 0.2 μsec, which is half that time.

パルス変換部１２０において別の信号変調方法を用いる別の実施形態を、図４を用いて説明する。図４は、別の実施形態におけるＰＩＭ変調の方法を説明するための説明図である。ここでも、パケットデータ１１を２ビットずつ４つのフレームに分け、各フレーム毎にＰＩＭ変調を行っている。本実施形態では、１フレームあたり２μsecの前半の１μsecにＰＩＭ変調されたパルス１２ａ、１２ｂを配置し、後半の１μsecはパルスを配置しないガード時間３３としている。このようなパルスを配置しないガード時間３３を設けることで、混信やノイズの影響を低減することができる。また、データ復元時、ガード時間３３中にパルス信号が検出されてもこれを無効とすることで、エラーが発生したときに他のフレームにエラーが伝播するのを防止することが可能となる。本実施形態では、前半の１μsecの間に５つのスロットが伝送されることから、パイロットパルス１２ａ及びデータパルス１２ｂが配置される時間幅も０．２μsecとなる。 Another embodiment using another signal modulation method in the pulse converter 120 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a PIM modulation method according to another embodiment. Also here, the packet data 11 is divided into four frames of 2 bits, and PIM modulation is performed for each frame. In this embodiment, PIM-modulated pulses 12a and 12b are arranged in 1 μsec of the first half of 2 μsec per frame, and the guard time 33 in which pulses are not arranged in the latter 1 μsec. By providing the guard time 33 in which such a pulse is not arranged, the influence of interference and noise can be reduced. In addition, when data is restored, even if a pulse signal is detected during the guard time 33, it is invalidated to prevent the error from propagating to other frames when an error occurs. In the present embodiment, since five slots are transmitted in the first half of 1 μsec, the time width in which the pilot pulse 12a and the data pulse 12b are arranged is also 0.2 μsec.

なお、ＰＩＭ変調によるパルス信号化は、２ビットずつに限定するものではなくｎビットずつのフレームに分け、そのフレームに対してスロット数を（２ⁿ＋１）に増やしたＰＩＭ変調のパルス信号１２にすることも可能である。また、パイロットパルス１２ａに対してデータパルス１２ｂを１個に限定するものではなく、複数個のデータパルス１２ｂを配置するパルス符号変調(PCM：Pulse Code Modulation)も適用可能である。 The pulse signal generation by PIM modulation is not limited to 2 bits each, but is divided into n-bit frames, and the number of slots is increased to (2 ⁿ +1) with respect to the frame, to PIM modulation pulse signals 12. It is also possible to do. Further, the number of data pulses 12b is not limited to one for the pilot pulse 12a, and pulse code modulation (PCM) in which a plurality of data pulses 12b are arranged is also applicable.

インパルス変換部１３０は、パルス変換部１２０からＰＩＭ変調されたパルス信号１２を入力し、広帯域インパルス列１３に変換する。インパルス変換部１３０の構成を図５のブロック図に示す。インパルス変換部１３０は、広帯域パルス変換部１３１と高速コンパレータ部１３２とスペクトル調整部１３３とを備えている。インパルス変換部１３０において、パルス信号１２から広帯域インパルス列１３に変換されるまでの信号処理過程を、図６を用いて説明する。 The impulse converter 130 receives the PIM-modulated pulse signal 12 from the pulse converter 120 and converts the pulse signal 12 into a wideband impulse train 13. The configuration of the impulse converter 130 is shown in the block diagram of FIG. The impulse conversion unit 130 includes a broadband pulse conversion unit 131, a high-speed comparator unit 132, and a spectrum adjustment unit 133. A signal processing process from the pulse signal 12 to the wideband impulse train 13 in the impulse converter 130 will be described with reference to FIG.

パルス信号１２には、１パケット（８ビット）あたり８個のパルス（１フレームあたり２パルスで４フレーム）１２ａ、１２ｂが含まれているが、広帯域パルス変換部１３１では、各パルス１２ａ、１２ｂを複数個の尖頭形パルス１３ａからなる第１のインパルス列１３’に変換している。広帯域パルス変換部１３１で生成される第１のインパルス列１３’の一例を図６（ａ）に示す。尖頭形パルス１３ａは、１スロット３２あたりの時間幅に対し十分に短い１nsec以下のパルス幅に形成される。広帯域パルス変換部１３１は、このような尖頭形パルス１３ａを１つのパルス１２ａまたは１２ｂに対し複数生成している。但し、第１のインパルス列１３’が生成される時間帯は、１つのパルス１２ａまたは１２ｂの時間幅の一部だけとし、その前に図６（ａ）に示すような立上げ前時間ｔ１を設けるのがよい。すなわち、パルス１２ａ（または１２ｂ）を入力して直ちに第１のインパルス列１３’を生成するのでなく、そのタイミングを立上げ前時間ｔ１だけ遅らせる。この立上げ前時間ｔ１を１０nsec程度ランダムに変化させることにより、インパルス変換部１３０から出力する広帯域インパルス列１３の占有周波数帯における電力スペクトル密度を低減させることができる。 The pulse signal 12 includes 8 pulses (2 pulses per frame, 4 frames) 12a and 12b per packet (8 bits). The wideband pulse converter 131 converts each pulse 12a and 12b into 12 pulses. It is converted into a first impulse train 13 'composed of a plurality of pointed pulses 13a. An example of the first impulse train 13 ′ generated by the wideband pulse converter 131 is shown in FIG. The pointed pulse 13a is formed with a pulse width of 1 nsec or less, which is sufficiently short with respect to the time width per slot 32. The wideband pulse converter 131 generates a plurality of such pointed pulses 13a for one pulse 12a or 12b. However, the time period in which the first impulse train 13 ′ is generated is limited to a part of the time width of one pulse 12a or 12b, and before that, a pre-rise time t1 as shown in FIG. It is good to provide. That is, the first impulse train 13 'is not generated immediately after the pulse 12a (or 12b) is input, but the timing is delayed by the pre-start-up time t1. By changing the pre-start-up time t1 randomly by about 10 nsec, the power spectral density in the occupied frequency band of the wide-band impulse train 13 output from the impulse converter 130 can be reduced.

高速コンパレータ部１３２は、広帯域パルス変換部１３１から第１のインパルス列１３’を入力し、各尖頭形パルス１３ａを所定の閾値３４と比較して閾値３４を超える期間だけ、別の尖頭形パルス（HIGH出力）１３ｂを出力している。尖頭形パルス１３ａは、頂部に近いほど幅が狭くなることから、比較する閾値３４を高くするほど、高速コンパレータ部１３２から出力される別の尖頭形パルス１３ｂのパルス幅が狭くなる。図６（ｂ）は、閾値３４を調整することで、第１のインパルス列１３’の尖頭形パルス１３ａを、パルス幅２００psec以下の別の尖頭形パルス１３ｂに変換した第２のインパルス列１３’’を示している。なお、広帯域パルス変換部１３１で生成された第１のインパルス列１３’が、パルス幅が十分狭い尖頭形パルス１３ａを有している場合には、高速コンパレータ部１３２を設ける必要はない。 The high-speed comparator 132 receives the first impulse train 13 ′ from the wideband pulse converter 131, compares each peak pulse 13 a with a predetermined threshold value 34, and outputs another peak shape for a period exceeding the threshold value 34. The pulse (HIGH output) 13b is output. Since the peak-shaped pulse 13a becomes narrower as it approaches the top, the pulse width of another peak-shaped pulse 13b output from the high-speed comparator section 132 becomes narrower as the threshold value 34 to be compared is increased. 6B shows a second impulse train obtained by converting the peak pulse 13a of the first impulse train 13 ′ into another peak pulse 13b having a pulse width of 200 psec or less by adjusting the threshold value 34. FIG. 13 ″. Note that when the first impulse train 13 ′ generated by the wideband pulse converter 131 has a pointed pulse 13 a having a sufficiently narrow pulse width, it is not necessary to provide the high-speed comparator 132.

スペクトル調整部１３３は、高速コンパレータ部１３２から入力した第２のインパルス列１３’’に対し、スペクトルが周波数に対しできるだけ平坦になるように調整している。第２のインパルス列１３’’を構成する各尖頭形パルス１３ｂについて、そのスペクトルの一例を図７（ａ）に示す。尖頭形パルス１３ｂはパルス幅が２００psec以下に形成されており、そのスペクトル成分は５GHz以上にわたって分布している。そして、低周波成分ほど強度が大きくなっており、低周波成分と高周波成分との強度差は１０dBを超えている。スペクトル調整部１３３では、低周波成分と高周波成分とのゲイン差を１０dBより小さくするために、低周波成分を減衰させている。これにより、図７（ｂ）に示すようなより平坦なスペクトルを有し、図６（ｃ）に示すような直流成分がより小さい広帯域インパルス列１３を出力することができる。 The spectrum adjustment unit 133 adjusts the spectrum of the second impulse train 13 ″ input from the high-speed comparator unit 132 so that the spectrum is as flat as possible with respect to the frequency. FIG. 7 (a) shows an example of the spectrum of each peak-shaped pulse 13b constituting the second impulse train 13 ''. The peak-shaped pulse 13b is formed with a pulse width of 200 psec or less, and its spectral component is distributed over 5 GHz or more. And the intensity | strength is so large that a low frequency component is, and the intensity | strength difference of a low frequency component and a high frequency component has exceeded 10 dB. The spectrum adjustment unit 133 attenuates the low frequency component in order to make the gain difference between the low frequency component and the high frequency component smaller than 10 dB. As a result, it is possible to output a broadband impulse train 13 having a flatter spectrum as shown in FIG. 7B and a smaller DC component as shown in FIG. 6C.

無線変調部１４０は、インパルス変換部１３０から広帯域インパルス列１３を入力し、これを高周波の搬送波でアップコンバートして高周波信号１４を出力する。無線変調部１４０の構成を図８のブロック図に示す。無線変調部１４０は、発振器１４１、ミキサー１４２、高周波（ＲＦ）スイッチ１４３、及び高周波増幅器１４４を備えている。発振器１４１は、周波数（ｆｃとする）が１３GHz程度の搬送波を発生させている。ミキサー１４２は、インパルス変換部１３０から広帯域インパルス列１３を入力し、これを発振器１４１から入力した搬送波で高周波帯にアップコンバートする。高周波増幅器１４４は、ミキサー１４２からアップコンバートされた高周波信号を入力して増幅し、高周波信号１４を出力する。 The radio modulation unit 140 receives the wideband impulse train 13 from the impulse conversion unit 130, up-converts this with a high frequency carrier wave, and outputs a high frequency signal 14. The configuration of the wireless modulation unit 140 is shown in the block diagram of FIG. The wireless modulation unit 140 includes an oscillator 141, a mixer 142, a high frequency (RF) switch 143, and a high frequency amplifier 144. The oscillator 141 generates a carrier wave having a frequency (referred to as fc) of about 13 GHz. The mixer 142 receives the wide-band impulse train 13 from the impulse converter 130 and up-converts the wide-band impulse train 13 to a high frequency band using the carrier wave input from the oscillator 141. The high frequency amplifier 144 receives and amplifies the high frequency signal up-converted from the mixer 142 and outputs the high frequency signal 14.

発振器１４１とミキサー１４２との間にＲＦスイッチ１４３を設けており、広帯域インパルス列１３がミキサー１４２に入力される期間だけ発振器１４１から搬送波をミキサー１４２に入力するように、制御部１０６がＲＦスイッチ１４３をオン／オフに制御している。インパルス変換部１３０は数nsecの範囲に数本のインパルスが分布する広帯域インパルス列１３を出力するため、ＲＦスイッチ１４３は、広帯域インパルス列１３がミキサー１４２に入力される期間を含む所定の時間長だけオン状態であればよく、例えば１０nsecの間だけオンとなるように、制御部１０６から図９（ａ）に示すような制御信号３５で制御される。これにより、広帯域インパルス列１３を入力しない期間に発振器１４１からミキサー１４２の出力側に搬送波がリークするのを低減することができ、他システムへの干渉を低減して広帯域化されたスペクトルを有する高周波信号１４をそのまま利用することが可能となる。 An RF switch 143 is provided between the oscillator 141 and the mixer 142, and the controller 106 causes the RF switch 143 to input a carrier wave from the oscillator 141 to the mixer 142 only during a period when the broadband impulse train 13 is input to the mixer 142. Is controlled on / off. Since the impulse converter 130 outputs the wide-band impulse train 13 in which several impulses are distributed in a range of several nsec, the RF switch 143 has a predetermined time length including the period during which the wide-band impulse train 13 is input to the mixer 142. The control unit 106 is controlled by a control signal 35 as shown in FIG. 9A so as to be on only for 10 nsec. As a result, it is possible to reduce the leakage of the carrier wave from the oscillator 141 to the output side of the mixer 142 during the period when the wide-band impulse train 13 is not input, and to reduce the interference with other systems and to have a high-frequency spectrum having a broadened spectrum. The signal 14 can be used as it is.

また、高周波増幅器１４４についても、インパルス変換部１３０から広帯域インパルス列１３を入力する期間を含む所定の時間長だけその電源がオンとなるように、制御部１０６から図９（ｂ）に示すような制御信号３６で制御される。高周波増幅器１４４の電源をオン／オフするための図９（ｂ）に示す制御信号３６の時間幅は、高周波増幅器１４４の立ち上がり時間等を考慮して、例えば１００nsec程度とするのがよい。これにより、無線変調部１４０における消費電力を低減することができる。 Further, the high-frequency amplifier 144 is also turned on by the control unit 106 as shown in FIG. 9B so that the power supply is turned on for a predetermined time length including the period in which the broadband impulse train 13 is input from the impulse conversion unit 130. Controlled by a control signal 36. The time width of the control signal 36 shown in FIG. 9B for turning on / off the power of the high-frequency amplifier 144 is preferably about 100 nsec in consideration of the rise time of the high-frequency amplifier 144 and the like. Thereby, the power consumption in the wireless modulation unit 140 can be reduced.

無線変調部１４０でアップコンバートされて出力される高周波信号１４の一例を図１０に示す。図１０（ａ）は、高周波信号１４の時間波形を示し、（ｂ）はスペクトルを示す。高周波信号１４は、同図（ｂ）に示すように、中心周波数ｆｃを中心に１０GHz程度の広帯域のスペクトルを有しており、ＲＦスイッチ１４３を用いて搬送波のリークを低減したことにより、中心周波数ｆｃのピークを低減して各スペクトルがゲイン差１０ｄＢ程度の範囲に抑えられている。 An example of the high-frequency signal 14 that is up-converted and output by the wireless modulation unit 140 is shown in FIG. FIG. 10A shows the time waveform of the high-frequency signal 14, and FIG. 10B shows the spectrum. As shown in FIG. 4B, the high-frequency signal 14 has a broadband spectrum of about 10 GHz centered on the center frequency fc, and the center frequency is reduced by reducing the leakage of the carrier wave using the RF switch 143. The peak of fc is reduced, and each spectrum is suppressed to a range where the gain difference is about 10 dB.

送受信切り替えスイッチ１０５は、高周波（ＲＦ）スイッチで構成されており、制御部１０６からの制御信号に従って、無線アンテナ１０４を送信部１０２側の無線変調部１４０または受信部１０３側の無線復調部１５０に接続する。送信アンテナ及び受信アンテナをこのような構成とすることによって、一つの無線アンテナ１０４を送信用と受信用の両方に使用することができ、低コスト化・省スペース化を図ることが可能となる。 The transmission / reception changeover switch 105 is configured by a radio frequency (RF) switch, and the radio antenna 104 is connected to the radio modulation unit 140 on the transmission unit 102 side or the radio demodulation unit 150 on the reception unit 103 side according to a control signal from the control unit 106. Connecting. With such a configuration of the transmission antenna and the reception antenna, one radio antenna 104 can be used for both transmission and reception, and cost and space can be reduced.

無線アンテナ１０４は、所定の周波数帯において、１０GHz以上の周波数帯域に亘ってゲイン特性がフラットでかつ無指向性を有する高周波アンテナで構成される。このような高周波アンテナを用いることで、SWBの高周波信号１４を通信相手に向けて放射することができ、かつ通信相手から送信されたSWBの無線電波を受信することができる。 The radio antenna 104 is configured by a high-frequency antenna having a flat gain characteristic and non-directional characteristics over a frequency band of 10 GHz or more in a predetermined frequency band. By using such a high-frequency antenna, the SWB high-frequency signal 14 can be radiated toward the communication partner, and the SWB radio wave transmitted from the communication partner can be received.

次に、受信部１０３の構成について、以下に詳細に説明する。まず、無線復調部１５０の構成を、図１１に示すブロック図を用いて説明する。無線復調部１５０は、高周波増幅器１５１及び包絡線検波部１５２を備えている。無線復調部１５０では、無線アンテナ１０４から受信信号２０を入力すると、これを高周波増幅器１５１で増幅したのち、包絡線検波部１５２に入力する。包絡線検波部１５２は、変調された高周波信号を検波してベースバンドのインパルス列２１を得る。検波されたインパルス列２１の一例を、図１２（ａ）に示す。インパルス列２１の各インパルス２１ａのパルス幅は、送信波である高周波信号１４に対応したものとなっている。また、インパルス列２１の時間長は数nsecとなっている。 Next, the configuration of receiving section 103 will be described in detail below. First, the configuration of radio demodulation section 150 will be described using the block diagram shown in FIG. The radio demodulator 150 includes a high frequency amplifier 151 and an envelope detector 152. In radio demodulation section 150, when received signal 20 is input from radio antenna 104, it is amplified by high-frequency amplifier 151 and then input to envelope detection section 152. The envelope detector 152 detects the modulated high-frequency signal and obtains the baseband impulse train 21. An example of the detected impulse train 21 is shown in FIG. The pulse width of each impulse 21a of the impulse train 21 corresponds to the high-frequency signal 14 that is a transmission wave. The time length of the impulse train 21 is several nsec.

低域通過フィルタ１６０は、無線復調部１５０からベースバンドのインパルス列２１を入力し、インパルス列２１の各インパルス２１ａの裾を広げて一体につながったパルス状にする。低域通過フィルタ１６０から出力される通過信号２２の一例を図１２（ｂ）に示す。同図に示すように、複数のインパルス２１ａからなるインパルス列２１を、低域通過フィルタ１６０で一体につながったパルス状の通過信号２２にすることで、後段のパルス判定部１７０におけるパルス判別を容易にすることができる。 The low-pass filter 160 receives the baseband impulse train 21 from the radio demodulator 150 and widens the bottoms of the impulses 21a of the impulse train 21 so as to form a continuous pulse. An example of the pass signal 22 output from the low pass filter 160 is shown in FIG. As shown in the figure, by making the impulse train 21 composed of a plurality of impulses 21a into a pulse-like passage signal 22 connected together by a low-pass filter 160, pulse discrimination in the subsequent pulse judgment unit 170 is easy. Can be.

パルス判定部１７０は、コンパレータを用いて構成することができ、図１２（ｂ）に示すように、通過信号２２の複数のインパルスが一体につながっているレベル以下に閾値４１を調整することで、コンパレータでパルス信号の有無を判定することができる。パルス判定部１７０から出力されるパルス信号２３の一例を、図１２（ｃ）に示す。 The pulse determination unit 170 can be configured using a comparator, and as shown in FIG. 12B, by adjusting the threshold value 41 to a level below which a plurality of impulses of the passing signal 22 are connected together, The presence or absence of a pulse signal can be determined by a comparator. An example of the pulse signal 23 output from the pulse determination unit 170 is shown in FIG.

パケット復元部１８０は、パルス判定部１７０からパルス信号２３を入力し、これからパケットデータ２４を復元して出力する。パケット復元部１８０の構成を、図１３に示すブロック図を用いて説明する。パケット復元部１８０は、パルス検出部１８１、パルス間隔計測部１８２、及びデータ復調部１８３を備えている。パルス検出部１８１は、パルス判定部１７０から出力されるパルス信号２３を検出すると、これを例えば約１００nsec間保持することで、図３または図４に示したパルス信号１２のようなＰＩＭ変調されたパルス信号（保持パルス）を再生する。パルス間隔計測部１８２では、パルス検出部１８１からＰＩＭ変調されたパルス信号を入力し、連続する２つのパルス間の時間間隔をカウントし、そのカウント値をデータ復調部１８３に出力する。 The packet restoration unit 180 receives the pulse signal 23 from the pulse determination unit 170, and restores and outputs the packet data 24 therefrom. The configuration of the packet restoration unit 180 will be described with reference to the block diagram shown in FIG. The packet restoration unit 180 includes a pulse detection unit 181, a pulse interval measurement unit 182, and a data demodulation unit 183. When the pulse detection unit 181 detects the pulse signal 23 output from the pulse determination unit 170, the pulse detection unit 181 holds the pulse signal 23 for, for example, about 100 nsec, thereby performing PIM modulation like the pulse signal 12 illustrated in FIG. 3 or FIG. Regenerate the pulse signal (holding pulse). The pulse interval measurement unit 182 receives the PIM-modulated pulse signal from the pulse detection unit 181, counts the time interval between two consecutive pulses, and outputs the count value to the data demodulation unit 183.

データ復調部１８３は、パルス間隔計測部１８２から入力したカウント値をもとに、予め所定の記憶手段に保存された参照テーブルに従ってパケットデータ２４に復元する。上記の連続する２つのパルスは、パイロットパルスとデータパルスであり、両者の間隔はデータと対応させて参照テーブルに保存されている。これにより、パケット復元部１８０では、パイロットパルスとデータパルス間の相対的な時間間隔に相当するカウント値のみで、パケットデータ２４を復元することがが可能となる。基準となるパイロットパルスと、それとの時間間隔がデータに応じて変化するデータパルスとを対にして用いることで、同期の補正と同様の効果をパイロットパルスによって得られる。これにより、高精度な同期回路が不要で低周波ジッタなども考慮する必要がなく、簡素で低消費電力の受信回路を実現できる。 Based on the count value input from the pulse interval measurement unit 182, the data demodulation unit 183 restores the packet data 24 according to a reference table stored in a predetermined storage unit in advance. The two continuous pulses are a pilot pulse and a data pulse, and the interval between them is stored in a reference table in association with data. As a result, the packet restoration unit 180 can restore the packet data 24 using only the count value corresponding to the relative time interval between the pilot pulse and the data pulse. By using a pilot pulse as a reference and a data pulse whose time interval changes according to data as a pair, the same effect as the synchronization correction can be obtained by the pilot pulse. As a result, a high-accuracy synchronization circuit is not required, and it is not necessary to consider low-frequency jitter and the like, and a simple and low power consumption receiving circuit can be realized.

パケット／データ変換部１９０は、パケット復元部１８０で復元されたパケットからヘッダを切り離してデータに変換し、これをユーザーインターフェース１０１に出力する。 The packet / data conversion unit 190 separates the header from the packet restored by the packet restoration unit 180 and converts it into data, and outputs this to the user interface 101.

制御部１０６は、送信部１０２側のデータ／パケット変換部１１０と受信部１０３側のパケット／データ変換部１９０に対し、通信手順に係る制御を行っている。また、無線変調部１４０に対し、キャリアリーク低減のための搬送波のオン／オフを制御している。また、送信時または受信時に不要な機器への電源供給を停止させるために、電源制御部１０６ａを有している。電源制御部１０６ａは、送信時には受信部１０３の無線復調部１５０、パルス判定部１７０、パケット復元部１８０、及びパケット/データ変換部１９０の電源をオフにし、受信時は送信部１０３のデータ/パケット変換部１１０、パルス変換部１２０、インパルス変換部１３０、及び無線変調部１４０の電源をオフにする。 The control unit 106 controls the communication procedure for the data / packet conversion unit 110 on the transmission unit 102 side and the packet / data conversion unit 190 on the reception unit 103 side. In addition, the wireless modulation unit 140 is controlled to turn on / off the carrier wave to reduce carrier leakage. In addition, a power supply control unit 106a is provided to stop power supply to unnecessary devices during transmission or reception. The power supply control unit 106a turns off the power of the radio demodulation unit 150, the pulse determination unit 170, the packet restoration unit 180, and the packet / data conversion unit 190 of the reception unit 103 during transmission, and the data / packet of the transmission unit 103 during reception. The power sources of the conversion unit 110, the pulse conversion unit 120, the impulse conversion unit 130, and the radio modulation unit 140 are turned off.

さらに、データ／パケット変換部１１０で送信データ１０をパケット化したことにより、パケットデータ１１が出力されない時間帯を設けることができ、送信時であってもパケットデータ１１が出力されない時間帯は、パルス変換部１２０、インパルス変換部１３０及び無線変調部１４０の電源をオフにすることができる。電源制御部１０６ａによる電源制御の一例を図１４に示す。図１４は、送信部１０２及び受信部１０３の各機器への電源供給のタイミングを示す図である。 Further, since the transmission data 10 is packetized by the data / packet conversion unit 110, a time zone during which the packet data 11 is not output can be provided. The power of the conversion unit 120, the impulse conversion unit 130, and the wireless modulation unit 140 can be turned off. An example of power control by the power control unit 106a is shown in FIG. FIG. 14 is a diagram illustrating the timing of power supply to each device of the transmission unit 102 and the reception unit 103.

送信時は、データ／パケット変換部１１０の電源が常にオンにされて動作している。そして、データ／パケット変換部１１０からパケットデータ１１が出力される期間を含む所定の時間帯のみ、パルス変換部１２０、インパルス変換部１３０及び無線変調部１４０の電源がオンにされ、それ以外の時間帯は電源がオフにされる。また、送信時は、受信部１０３の電源がオフにされている。これに対し受信時は、送信部１０２の電源がすべてオフにされ、受信部１０３はすべての機器の電源がオンにされる。受信時は、受信信号２０がどのタイミングで受信されるかあらかじめ知ることができないため、受信部１０３のすべての機器を常に動作可能な状態にしておく必要がある。 At the time of transmission, the data / packet conversion unit 110 is always on and operating. Then, the pulse converter 120, the impulse converter 130, and the wireless modulator 140 are turned on only during a predetermined time period including the period in which the packet data 11 is output from the data / packet converter 110, and other times. The band is turned off. At the time of transmission, the power of the receiving unit 103 is turned off. On the other hand, at the time of reception, the power of the transmission unit 102 is all turned off, and the power of all the devices of the reception unit 103 is turned on. At the time of reception, since it is impossible to know in advance at which timing the reception signal 20 is received, it is necessary to keep all the devices of the reception unit 103 operable.

なお、上記の実施形態では、８ビットずつにパケット化されたパケットデータを２ビットずつＰＩＭ変調する例を示したが、本発明の無線通信装置はこれに限定されるものではなく、送信データ１０を任意の複数個のビット毎にパケット化してパケットデータ１１とし、これをｎビットずつｍ個のフレームに分けてＰＩＭ変調することができる（なお、ｎ、ｍは自然数とする。）。このとき、各フレームに対し（２ⁿ＋１）個のスロットを設けてＰＩＭ変調されたパルス信号を生成することができる。また、上記の実施形態では、１つのパイロットパルスに対し１つのデータパルスを設定していたが、これに限定されるものではなく、１つのパイロットパルスに複数個のデータパルスを配置するパルス符号変調（ＰＣＭ：Pulse Code Modulation）を適用することも可能である。 In the above embodiment, the example in which the packet data packetized by 8 bits is PIM-modulated by 2 bits is shown, but the wireless communication apparatus of the present invention is not limited to this, and the transmission data 10 Can be packetized into a plurality of arbitrary bits to form packet data 11, which can be divided into m frames of n bits and PIM-modulated (n and m are natural numbers). At this time, (2 ⁿ +1) slots are provided for each frame, and a PIM-modulated pulse signal can be generated. In the above embodiment, one data pulse is set for one pilot pulse. However, the present invention is not limited to this. Pulse code modulation in which a plurality of data pulses are arranged in one pilot pulse. (PCM: Pulse Code Modulation) can also be applied.

本発明に関わる無線通信装置の使用例を以下に説明する。図１５は、上記実施形態のSWBによる無線通信装置１００の使用例を示す説明図である。同図に示すように、無線通信装置１００は、ＢＡＮへの適用として、医療で使用される体温計、血圧計、万歩計（登録商標）などのセンサー２０１と接続して使用されるのに加えて、ＢＡＮよりも広いエリアで通信可能な他通信方式を用いた携帯電話などの通信端末２０２や記録媒体２０３などと接続して使用される。以下では、上記の他通信方式を用いた通信端末２０２や記録媒体２０３などと無線通信装置１００とを組み合わせたものをマスター装置２１０と称し、体温計、血圧計、万歩計（登録商標）などのセンサー２０１と無線通信装置１００とを組み合わせたものをスレーブ装置２２０と称する。 A usage example of the wireless communication apparatus according to the present invention will be described below. FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a usage example of the wireless communication device 100 using SWB according to the embodiment. As shown in the figure, the wireless communication device 100 is used in connection with a sensor 201 such as a thermometer, a blood pressure meter, and a pedometer (registered trademark) used in medicine as an application to BAN. Therefore, it is used by being connected to a communication terminal 202 such as a mobile phone using a different communication method capable of communicating in a wider area than BAN, a recording medium 203, and the like. Hereinafter, a combination of the wireless communication device 100 and the communication terminal 202 or the recording medium 203 using the other communication method described above is referred to as a master device 210, and includes a thermometer, a sphygmomanometer, a pedometer (registered trademark), and the like. A combination of the sensor 201 and the wireless communication device 100 is referred to as a slave device 220.

マスター装置２１０は、スレーブ装置２２０に制御信号を送信し、スレーブ装置２２０は制御信号に従ってセンサー２０１で取得したデータをマスター装置２１０に返信する。マスター装置２１０とスレーブ装置２２０との間は、それぞれの無線通信装置１００を用いてSWB無線で通信する。マスター装置２１０は、スレーブ装置２２０から送信されたデータを記録媒体２０３に記録したり、通信端末２０２から病院などに送信することができる。図１５に示す使用例では、一台のマスター装置２１０にスレーブ装置２２０を一台以上接続している。このように、複数台のスレーブ装置２２０を接続可能とするために、数ビットからなる識別アドレスを各スレーブ装置２２０に割り当てて各々を識別可能にしている。マスター装置２１０及びスレーブ装置２２０のそれぞれに内蔵されているSWBの無線通信装置１００の構成は、すべて同じものを用いることができる。 The master device 210 transmits a control signal to the slave device 220, and the slave device 220 returns data acquired by the sensor 201 to the master device 210 according to the control signal. The master device 210 and the slave device 220 communicate with each other by SWB wireless using the respective wireless communication devices 100. The master device 210 can record the data transmitted from the slave device 220 on the recording medium 203 or transmit it from the communication terminal 202 to a hospital or the like. In the usage example shown in FIG. 15, one or more slave devices 220 are connected to one master device 210. Thus, in order to connect a plurality of slave devices 220, an identification address consisting of several bits is assigned to each slave device 220 so that each slave device 220 can be identified. The same configuration can be used for the SWB wireless communication device 100 built in each of the master device 210 and the slave device 220.

図１５の使用例におけるSWB無線通信は、待機モードにあるマスター装置２１０から開始される。マスター装置２１０からのデータ送信を終了すると、その直後からスレーブ装置２２０が送信を開始し、スレーブ装置２２０がデータ送信を終了するとSWB無線通信を終了する。このように、マスター装置２１０から通信が開始されるとすれば、マスター装置２１０と複数のスレーブ装置２２０間の通信の制御は、マスター装置２１０が識別アドレスを用いることで容易に行える。 The SWB wireless communication in the usage example of FIG. 15 is started from the master device 210 in the standby mode. When the data transmission from the master device 210 is finished, the slave device 220 starts transmission immediately after that, and when the slave device 220 finishes the data transmission, the SWB wireless communication is finished. As described above, if communication is started from the master device 210, communication control between the master device 210 and the plurality of slave devices 220 can be easily performed by the master device 210 using the identification address.

図１５に示した無線通信装置１００の使用例において、マスター装置２１０とスレーブ装置２２０との間の通信手順の一例を図１６を用いて説明する。図１６は、マスター装置２１０とスレーブ装置２２０との間の通信手順を示す説明図である。同図において、マスター装置２１０及びスレーブ装置２２０の動作状態を、「Ｔ」、「Ｒ」、「Ｗ」で示しており、それぞれ送信モード、受信モード、待機モードを示している。マスター装置２１０は、送信を行うときの送信モードＴ、受信を行うときの受信モードＲ、及び送信も受信も行わないときの待機モードＷのいずれかの動作状態にある。また、スレーブ装置２２０は、送信モードＴまたは受信モードＲのいずれかの動作状態にある。 In the usage example of the wireless communication device 100 illustrated in FIG. 15, an example of a communication procedure between the master device 210 and the slave device 220 will be described with reference to FIG. 16. FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating a communication procedure between the master device 210 and the slave device 220. In the figure, the operation states of the master device 210 and the slave device 220 are indicated by “T”, “R”, and “W”, and indicate a transmission mode, a reception mode, and a standby mode, respectively. The master device 210 is in one of the operating states of a transmission mode T when performing transmission, a reception mode R when performing reception, and a standby mode W when neither transmission nor reception is performed. The slave device 220 is in an operation state of either the transmission mode T or the reception mode R.

非通信状態において、マスター装置２１０は通信要求があるまで待機モードＷで待機し、スレーブ装置２２０は受信モードＲでマスター装置２１０からの信号を待っている。マスター装置２１０が通信要求を受けると（Ｓ１）、マスター装置２１０は待機モードＷから送信モードＴに切り替わり、スレーブ装置２２０の識別アドレス情報を含んだM_Ready信号をスレーブ装置２２０に送信（Ｓ２）した後にデータを送信する（Ｓ３）。マスター装置２１０がデータ送信を終了すると、マスター装置２１０はスレーブ装置２２０にM_TX_END信号を送信（Ｓ４）した後に、受信モードＲに切り替わってスレーブ装置２２０からの信号を待つ。 In the non-communication state, the master device 210 waits in the standby mode W until a communication request is made, and the slave device 220 waits for a signal from the master device 210 in the reception mode R. When the master device 210 receives a communication request (S1), the master device 210 switches from the standby mode W to the transmission mode T, and transmits the M_Ready signal including the identification address information of the slave device 220 to the slave device 220 (S2). Data is transmitted (S3). When the master device 210 finishes data transmission, the master device 210 transmits an M_TX_END signal to the slave device 220 (S4), then switches to the reception mode R and waits for a signal from the slave device 220.

スレーブ装置２２０は、マスター装置２１０からM_Ready信号を受信すると、該信号内の識別アドレスが自身の識別アドレスと一致するか判定し、自身の識別アドレスと一致すると判定すると、マスター装置２１０からのデータを受信する。スレーブ装置２２０は、マスター装置２１０からデータ受信後M_TX_END信号を受信すると、それまでの受信モードＲから送信モードＴに切り替わる。なお、識別アドレスが一致しないスレーブ装置２２０は、それまでの受信モードＲを継続する。 When the slave device 220 receives the M_Ready signal from the master device 210, the slave device 220 determines whether the identification address in the signal matches its own identification address. If the slave device 220 determines that it matches the own identification address, the slave device 220 receives the data from the master device 210. Receive. When the slave device 220 receives the M_TX_END signal after receiving data from the master device 210, the slave device 220 switches from the previous reception mode R to the transmission mode T. Note that the slave device 220 whose identification addresses do not match continues the reception mode R so far.

スレーブ装置２２０は、送信モードＴに切り替わった後、S_Ready信号をマスター装置２１０に送信する（Ｓ５）。その後、データをマスター装置２１０に送信し（Ｓ６）、データ送信が終了するとS_TX_END信号をマスター装置２１０に送信する（Ｓ７）。スレーブ装置２２０は、マスター装置２１０にS_TX_END信号を送信した後は、直ちに受信モードＲに切り替わり、再びマスター装置２１０からのM_Ready信号を待つ。マスター装置２１０は、スレーブ装置２２０からS_TX_ENDを受信すると、待機モードＷに切り替わって通信を終了し（Ｓ８）、再び通信要求があるまで待機する。以上の通信手順を用いることで、簡易なデジタル制御部を備えたSWBの無線通信装置１００を提供することができる。 After switching to the transmission mode T, the slave device 220 transmits an S_Ready signal to the master device 210 (S5). Thereafter, the data is transmitted to the master device 210 (S6), and when the data transmission is completed, an S_TX_END signal is transmitted to the master device 210 (S7). After transmitting the S_TX_END signal to the master device 210, the slave device 220 immediately switches to the reception mode R and waits for the M_Ready signal from the master device 210 again. When the master device 210 receives S_TX_END from the slave device 220, the master device 210 switches to the standby mode W, ends the communication (S8), and waits until there is a communication request again. By using the above communication procedure, it is possible to provide the SWB wireless communication apparatus 100 including a simple digital control unit.

なお、本実施の形態における記述は、本発明に係るSWBの無線通信装置の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における無線通信装置の細部構成及び詳細な動作などに関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 The description in the present embodiment shows an example of the SWB wireless communication apparatus according to the present invention, and the present invention is not limited to this. The detailed configuration and detailed operation of the wireless communication apparatus in this embodiment can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

１０送信データ
１１、２４パケットデータ
１２、２３パルス信号
１３広帯域インパルス列
１４高周波信号
２０受信信号
２１インパルス列
２２通過信号
２５受信データ
１００無線通信装置
１０１ユーザーインターフェース部
１０２送信部
１０３受信部
１０４無線アンテナ
１０５送受信切り替えスイッチ
１０６制御部
１１０データ／パケット変換部
１２０パルス変換部
１３０インパルス変換部
１３１広帯域パルス変換部
１３２高速コンパレータ部
１３３スペクトル調整部
１４０無線変調部
１４１発振器
１４２ミキサー
１４３ＲＦスイッチ
１４４高周波増幅器
１５０無線復調部
１５１高周波増幅器
１５２包絡線検波部
１６０低域通過フィルタ
１７０パルス判定部
１８０パケット復元部
１８１パルス検出部
１８２パルス間隔計測部
１８３データ復調部
１９０パケット／データ変換部
２０１センサー
２０２通信端末
２０３記録媒体
２１０マスター装置
２２０スレーブ装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transmission data 11, 24 Packet data 12, 23 Pulse signal 13 Broadband impulse train 14 High frequency signal 20 Reception signal 21 Impulse train 22 Passing signal 25 Reception data 100 Wireless communication apparatus 101 User interface unit 102 Transmission unit 103 Reception unit 104 Wireless antenna 105 Transmission / reception selector switch 106 Control unit 110 Data / packet conversion unit 120 Pulse conversion unit 130 Impulse conversion unit 131 Broadband pulse conversion unit 132 High-speed comparator unit 133 Spectrum adjustment unit 140 Radio modulation unit 141 Oscillator 142 Mixer 143 RF switch 144 High frequency amplifier 150 Radio demodulation Unit 151 high-frequency amplifier 152 envelope detection unit 160 low-pass filter 170 pulse determination unit 180 packet restoration unit 181 pulse detection unit 182 pulse interval Measuring unit 183 data demodulation unit 190 packet / data conversion unit 201 sensor 202 communication terminal 203 recording medium 210 master device 220 slave device

Claims

A user interface for data input / output with peripheral devices;
A data / packet converter for converting data input from the user interface into packet data;
A pulse converter that converts the packet data input from the data / packet converter to a pulse-modulated pulse signal;
An impulse converter that converts each pulse of the pulse signal input from the pulse converter into a wide-band impulse train composed of a plurality of wide-band impulses;
A radio modulation unit that up-converts the broadband impulse train input from the impulse conversion unit into a high-frequency signal;
A transmitting antenna that radiates the high-frequency signal as a radio signal toward a communication partner;
A receiving antenna for receiving a radio signal from the communication partner;
A radio demodulation unit that demodulates a high-frequency signal received by the reception antenna into a baseband impulse sequence;
A low-pass filter that mainly inputs a low-frequency band component by inputting the baseband impulse train from the radio demodulation unit;
A pulse determination unit that determines the presence or absence of a pulse by inputting an output signal of the low-pass filter and comparing it with a predetermined threshold;
A packet restoring unit that demodulates a pulse having a predetermined pulse width when the pulse judging unit determines that there is a pulse, and restores packet data from the pulse;
A packet / data conversion unit that extracts data from the packet data input from the packet restoration unit and outputs the data to the user interface;
A control unit for controlling the data / packet conversion unit, the pulse conversion unit, the impulse conversion unit, the radio modulation unit, the radio demodulation unit, the pulse determination unit, the packet restoration unit, and the packet / data conversion unit; ,
Have
The impulse converter includes: a wideband pulse converter that outputs a wideband pulse train including a plurality of peak-shaped wideband pulses for each pulse of the pulse signal input from the pulse converter; and a plurality of the peak-shaped broadband A high-speed comparator unit that compares the pulse with a predetermined threshold and outputs an impulse train by outputting a HIGH output only during a period when the pointed broadband pulse exceeds the predetermined threshold, and input from the high-speed comparator unit A spectral adjustment unit that converts the broadband impulse sequence by suppressing a low-frequency component in the spectrum of the impulse sequence and flattening the spectrum;
A wireless communication apparatus.

The radio communication apparatus according to claim 1, wherein the pulse converter performs pulse interval modulation on the packet data input from the data / packet converter and outputs the pulse signal.

The packet restoration unit, when receiving a determination result that there is a pulse from the pulse determination unit, a pulse detection unit that outputs a holding pulse that holds the pulse detected by the pulse determination unit for a predetermined time; and The wireless communication apparatus according to claim 2, further comprising: a pulse interval measuring unit that performs pulse interval measurement; and a data demodulating unit that restores data from a value of the pulse interval measured by the pulse interval measuring unit.

The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the wireless demodulation unit includes an envelope detection unit.

The wireless modulation unit includes an oscillator that outputs a continuous wave, a mixer that inputs the wideband impulse train and the continuous wave, and upconverts the wideband impulse train to the frequency band of the continuous wave, and an output from the mixer. A high-frequency amplifier that inputs and amplifies, and the control unit controls the power supply of the high-frequency amplifier to be turned on for a predetermined time including a time during which the broadband impulse train passes through the wireless modulation unit. The wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 4.

A high frequency switch for turning on and off the continuous wave is provided between the oscillator and the mixer, and the control unit turns on the high frequency switch for a predetermined time including a time during which the broadband impulse train is transmitted to the mixer. The wireless communication apparatus according to claim 5.

The control unit turns off the power of a reception system including the radio demodulation unit, the pulse determination unit, the packet restoration unit, and the packet / data conversion unit during a transmission operation, and the data / packet conversion unit during a reception operation The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein a power source of a transmission system including the pulse conversion unit, the impulse conversion unit, and the wireless modulation unit is turned off.

The control unit can randomly change the timing at which the impulse conversion unit outputs the plurality of peak-shaped broadband pulse trains with respect to the pulse signal input from the pulse conversion unit using a control signal. The wireless communication device according to any one of 1 to 7.

The transmission antenna and the reception antenna are a common radio antenna, and have a transmission / reception changeover switch that switches and connects the radio antenna to the radio modulation unit or the radio demodulation unit by a control signal from the control unit. The wireless communication device according to any one of claims 1 to 8.