JP6003714B2 - インパルス無線伝送装置及び伝送信号の生成方法 - Google Patents

Description

開示する技術は、インパルス無線伝送装置及び伝送信号の生成方法に関する。

広い周波数帯域を確保し易い所謂ミリ波の周波数帯は、１０Ｇbps以上の大容量無線伝送に適している。ミリ波の周波数帯を用いてデータ通信を行う無線通信装置としては、インパルス方式の無線通信装置がある。インパルス方式の無線通信装置に用いられる伝送装置は、搬送波方式と比較し、搬送波方式で用いられる局部発振器、搬送波用のミキサなどを省くことができ、無線伝送部の簡素化、低コスト化が可能となるという特徴を有する。

一方、パルス状信号を用いる伝送装置としては、例えば、入力データを直並列変換することにより複数の２値信号群に分解する通信装置が提案されている。この通信装置では、パルス発生器を用いて、同一符号長内で１又は２のパルス状信号が存在する互いに異なる波形に変換し、得られた信号波形を重畳することにより送信信号を生成している。これにより、この通信装置では、符号長及びパルス幅を短縮することなく、通信容量の大幅な増加を可能としている。

また、アナログ波形の１パルスを複数の短いパルスに分割して得られるウェーブレットを用いることで、通信速度の向上を図る送信装置が提案されている。この送信装置では、遅延部を設けることによりウェーブレットに対する位置又は位相を変えるＰＰＭ、Bi−Phase変調を行っている。また、この送信装置では、微分回路及び逓倍回路を設けることで、所望のサイクル数のウェーブレットを生成している。

ところで、データ伝送を行う場合、送信する信号を、伝送容量に応じた周波数帯域幅に制限する必要がある。一般に、周波数帯域幅の制限には、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ：Band Pass Filter）が用いられる。大容量伝送を行う場合、広い周波数帯域幅を必要とするので、伝送周波数としてミリ波帯の周波数を適用する伝送装置では、ＢＰＦのＱ値（quality factor）を高くすることが比較的容易となっている。

特開２００４−２５４２０５号公報 特開２００６−３１１４８６号公報

一方、データ伝送においては、１０Ｇbpsなどの大容量伝送に限らず、例えば、２Ｇbpsなどの小容量伝送を行うこともある。特に、ミリ波の周波数帯を用いたデータ伝送の商用化を考慮した場合、小容量伝送が要求される。小容量伝送を行う場合、伝送装置に設けるＢＰＦの周波数帯域幅を狭くする必要がある。

しかしながら、ミリ波帯の周波数に対して周波数帯域幅を狭くすることは、比帯域幅が小さくＱ値の高い特殊な共振器を必要とし、伝送装置の大きさ、コスト、製造性などに不利益をもたらす、という問題を有する。

開示の技術は、一つの側面として、ミリ波の周波数帯域においてデータの小容量伝送を行う際に、送信周波数に対して周波数帯域幅が狭くＱ値の高いバンドパスフィルタを不要として、装置の簡易化及び低コスト化を図るものである。

開示の技術は、直並列変換部が、伝送するデータのデータ信号を複数列の並列データ信号に変換する。低周波波束発生部は、前記並列データ信号の各々について、短パルスから所定の周波数及び周波数帯域幅で抽出したパルス波形の低周波波束を生成する。また、周波数逓倍部は、前記並列データ信号の各々に対して前記低周波波束を所定の逓倍数で周波数逓倍することにより、前記周波数を伝送周波数に変換した波束を生成する。合成部は、前記伝送周波数の波束に変換された前記並列データ信号の各々を合成して、前記データ信号に基づいた伝送信号を生成する。

開示の技術は、一つの側面として、逓倍前の周波数に対するバンドパスフィルタや周波数逓倍した信号から所望の周波数を選択し得る程度の特性のバンドパスフィルタを用いればよい。これにより、ミリ波の高周波数帯域において小容量伝送を行う場合でも、比帯域幅が小さくＱ値の高い特性のバンドパスフィルタを不要とすることができる、という効果を有する。

本実施形態に係るインパルス無線伝送装置の概略構成図である。 第１の実施形態に係る伝送装置の一例を示す機能ブロック図である。 データ信号及び直並列変換部から出力される並列データ信号の一例を示す線図である。 第１の実施形態に係る伝送信号生成部の一例を示す機能ブロック図である。 短パルスの周波数に対するエネルギーの概略を示す線図である。 （Ａ）は短パルス発生器に入力される並列データ信号の一例を示す線図、（Ｂ）はＢＰＦから出力される低周波波束の一例を示す線図である。 逓倍前のガウシアンパルスの波形及び４逓倍したガウシアンパルスの波形を示す線図である。 （Ａ）はデータ信号の一例を示す線図、（Ｂ）は並列データ信号ごとの伝送信号の一例を示す線図、（Ｃ）は合成された伝送信号の一例を示す線図である。 第２の実施形態に係る伝送装置の一例を示す機能ブロック図である。 第２の実施形態に係る伝送信号生成部の一例を示す機能ブロック図である。 第３の実施形態に係る伝送信号生成部の一例を示す機能ブロック図である。 第４の実施形態に係る伝送装置の一例を示す機能ブロック図である。 第５の実施形態に係る伝送信号生成部の一例を示す機能ブロック図である。

〔第１の実施形態〕
以下、図面を参照して開示する技術の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１には、第１の実施形態に係るインパルス無線通信装置１０の一例を示す。インパルス無線通信装置１０は、インパルス無線伝送装置（以下、伝送装置１２という）及びインパルス無線受信装置（以下、受信装置１４という）を含む。インパルス無線通信装置１０は、伝送装置１２と受信装置１４とが一体であっても良く、また、別体であっても良い。伝送装置１２は、開示の技術におけるインパルス無線伝送装置の一例として機能する。

伝送装置１２は、伝送信号生成部１６、電力増幅部１８、及びアンテナ２０を含む。受信装置１４は、アンテナ２２、受信増幅部２４、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ２６）、検波部２８を含む。

伝送装置１２は、伝送用のデータのデータ信号Ｄｉｎが、バースバンド部等から伝送信号生成部１６に入力される。伝送信号生成部１６は、データ信号Ｄｉｎに応じた伝送信号Ｄｐｍを出力する。この時、伝送信号生成部１６は、伝送に使用する周波数（以下、伝送周波数Ｆとする）の伝送信号Ｄｐｍを出力する。また、伝送信号生成部１６は、出力する伝送信号Ｄｐｍに、伝送周波数Ｆを中心周波数とし、データ信号Ｄｉｎの伝送容量（伝送速度Ｔｒ）に応じた周波数帯域幅（以下、帯域幅Ｂとする）の周波数成分を含むパルス信号の波束３０を含む。

電力増幅部１８は、第１の実施形態おいて電力増幅部の一例として機能する。電力増幅部１８には、例えば、固体素子増幅器（ＳＳＰＡ：Solid State Power Amplifier）などを用いたＨＰＡ（High Power Amplifier）が適用される。電力増幅部１８は、伝送信号Ｄｐｍを伝送に必要な電力まで増幅する。伝送装置１２は、電力増幅部１８で電力増幅した送信信号ＤｐをＡＮＴ２０から送出する。

受信装置１４は、アンテナ２２により受信された受信信号を受信増幅部２４において増幅する。ＢＰＦ２６は、増幅した受信信号に含まれる伝送周波数Ｆの送信信号Ｄｐから波束３０を含む信号を抽出する。検波部２８は、波束３０を含む信号に対し、例えば包絡線検波を行う。これにより、受信装置１４は、伝送装置１２から送信された送信信号Ｄｐに含まれるデータ信号Ｄｉｎを復調して出力する。なお、受信装置１４としては、波束３０を含む送信信号Ｄｐを受信して復調し得る一般的機能を含むものであれば良い。

インパルス無線通信装置１０は、伝送周波数Ｆとして、マイクロ波（０．３ＧHz〜３ＧHz）、準ミリ波（３ＧHz〜３０ＧHz）、ミリ波（３０ＧHz〜３００ＧHz）などと呼ばれる帯域の周波数が用いられる。本実施形態では、伝送周波数Ｆの一例として、ミリ波の帯域の周波数（例えば、６０ＧHz）を用いて説明する。

インパルス無線通信装置１０は、データ信号Ｄｉｎの伝送容量（伝送速度Ｔｒ）として、例えば１０Ｇbpsなどの任意の伝送速度Ｔｒが適用される。本実施形態では、データ信号Ｄｉｎの伝送速度Ｔｒの一例として、１０Ｇbpsに比べて小容量となる２Ｇbps（Ｔｒ＝２Ｇbps）として説明する。

図２に示すように、伝送装置１２の伝送信号生成部１６は、直並列変換部３２、低周波パルス発生部３４、周波数逓倍部３６、及びパルス合成部３８を含む。直並列変換部３２は、第１の実施形態において、直並列変換部の一例として機能し、低周波パルス発生部３４は、本実施形態において、低周波波束生成部の一例として機能する。また、周波数逓倍部３６は、本実施形態において、周波数逓倍部の一例として機能し、パルス合成部３８は、本実施形態において、合成部の一例として機能する。

伝送装置１２は、データ信号Ｄｉｎとしてデータがシリアルに連続するシリアルデータが用いられ、データ信号Ｄｉｎが直並列変換部３２に入力される。直並列変換部３２は、入力されたデータ信号Ｄｉｎに対してシリアル−パラレル変換を行うことにより、ｎ列のデータ信号（並列データ信号）を生成する。ｎは、２以上の整数となるようにしており、以下では、並列データ信号の列を特定しない場合、並列データ信号Ｄｊ（ｊは、１≦ｊ≦ｎ）とする。

第１の実施形態に係る低周波パルス発生部３４は、各列の並列データ信号Ｄｊのデータ値に基づいて短パルスを生成し、この短パルスから周波数ｆｃの低周波波束４０を含むｎ列の低周波信号Ｄｊ−ｐを生成して出力する。

周波数逓倍部３６は、ｎ列の低周波信号Ｄｊ−ｐの各々に対し、周波数逓倍を行うことにより周波数ｆｃの低周波波束４０を伝送周波数Ｆの波束３０に変換し、波束３０を含む伝送信号Ｄｊ−ｐｍを出力する。パルス合成部３８は、各列の伝送信号Ｄｊ−ｐｍを合成することにより、伝送周波数Ｆの伝送信号Ｄｐｍを生成する。

伝送装置１２では、直並列変換部３２における並列数ｎに基づいて周波数逓倍部３６における逓倍数ｍを設定している。また、伝送装置１２は、伝送周波数Ｆ及び逓倍数ｍに基づいて、低周波波束４０の周波数ｆｃを設定している。伝送装置１２は、この周波数ｆｃの低周波波束４０に対して帯域制限を行う。伝送装置１２は、データ信号Ｄｉｎの伝送速度Ｔｒが低い場合でも、伝送周波数Ｆにおける比帯域幅が小さくＱ値の高いＢＰＦを用いることなく、データ信号Ｄｉｎの伝送速度Ｔｒに応じた周波数帯域に制限した伝送信号Ｄｐｍ（送信信号Ｄｐ）を得る。

以下に、伝送装置１２を具体的に説明する。伝送装置１２に設けられる直並列変換部３２は、一例として、１列のデータ信号Ｄinを４列（ｎ＝４）の並列データ信号Ｄｊに変換する。なお、以下では、４列に変換した並列データ信号Ｄｊを個別に指す場合、第１列目（ｊ＝１）の並列データ信号Ｄｊは、並列データ信号Ｄａと表記し、第２列目（ｊ＝２）の並列データ信号Ｄｊは、並列データ信号Ｄｂと表記する。また、以下では、第３列目（ｊ＝３）の並列データ信号Ｄｊは、並列データ信号Ｄｃと表記し、第４列目（ｊ＝４）の並列データ信号Ｄｊは、並列データ信号Ｄｄと表記する。

直並列変換部３２は、例えば、並列数ｎに応じた１サイクル分のデータ（ｎ＝４ビットのデータ）をパラレルに出力することを繰り返すことで、並列データ信号Ｄｊ（Ｄａ〜Ｄｄ）を出力する。これにより、図３に示すように、データ信号Ｄｉｎが、Ｄｉｎ＝Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、・・・である場合、直並列変換部３２から出力される並列データ信号Ｄａは、Ｄａ＝Ｄ１、Ｄ５、Ｄ９、・・・となる。また、直並列変換部３２から出力される並列データ信号Ｄｂは、Ｄｂ＝Ｄ２、Ｄ６、Ｄ１０、・・・となり、並列データ信号Ｄｃは、Ｄｃ＝Ｄ３、Ｄ７、Ｄ１１、・・・となる。さらに、並列データ信号Ｄｄは、Ｄｄ＝Ｄ４、Ｄ８、Ｄ１２、・・・となる。なお、データＤ１、Ｄ２、・・は、個々のデータ値を示す。

直並列変換部３２は、例えば、１サイクル分のデータ信号ＤｉｎのデータＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を格納すると、格納したデータを並列データ信号Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄとして出力する。データ信号Ｄｉｎの直並列変換を行う１サイクル分の時間Ｔｃは、並列データ信号Ｄｊ（Ｄａ〜Ｄｄ）の各々のシンボル時間Ｔｓとなる。

並列データ信号Ｄａ〜Ｄｄのシンボル時間Ｔｓは、データ信号Ｄｉｎのシンボル時間Ｔｓｏのｎ（ｎ＝４）倍となる。また、シンボル時間Ｔｓは、並列数ｎ及びデータ信号Ｄｉｎの伝送速度Ｔｒにより定まり、シンボル時間Ｔｓは、Ｔｓ＝ｎ／Ｔｒとなる。従って、並列数ｎ＝４、伝送速度Ｔｒ＝２Ｇbpsである場合、シンボル時間Ｔｓは、Ｔｓ＝Ｔｃ＝ｎ／Ｔｒ＝２ｎsecとなる。

また、直並列変換部３２から出力される並列データ信号Ｄｊの伝送速度Ｔｒｎは、データ信号Ｄｉｎの伝送速度Ｔｒに対してＴｒｎ＝Ｔｒ／ｎとなっている。従って、データ信号Ｄｉｎの伝送速度Ｔｒ＝２Ｇbpsである場合、並列データ信号Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄの各々の伝送速度Ｔｒｎは、Ｔｒｎ＝０．５Ｇbpsとなる。

図２に示すように、伝送信号生成部１６は、並列データ信号Ｄａ〜Ｄｄの各々に対応してｎ台の低周波パルス発生部３４及びｎ台の周波数逓倍部３６を含む。低周波パルス発生部３４は、並列データ信号Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄの各々に対応する低周波パルス発生部３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄを含む。また、周波数逓倍部３６は、並列データ信号Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄの各々に対応する周波数逓倍部３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄを含む。低周波パルス発生部３４Ａ〜３４Ｄは、基本的構成が同じであり、第１の実施形態では、低周波パルス発生部３４Ａ〜３４Ｄを区別しない場合、低周波パルス発生部３４として説明する。また、周波数逓倍部３６Ａ〜３６Ｄは、基本的構成が同じであり、第１の実施形態では、周波数逓倍部３６Ａ〜３６Ｄを区別しない場合、周波数逓倍部３６として説明する。

図４に示すように、低周波パルス発生部３４は、遅延回路４２、短パルス発生器４４、及びバンドパスフィルタ（ＢＰＦ：Band Pass Filter）４６を含む。直並列変換部３２から出力された並列データ信号Ｄｊ（Ｄａ〜Ｄｄ）は、低周波パルス発生部３４（３４Ａ〜３４Ｄ）に設けた遅延回路４２に入力される。遅延回路４２は、第１の実施形態において、遅延部の一例として機能する。

遅延回路４２は、入力された並列データ信号Ｄｊを所定のタイミングで短パルス発生器４４へ出力する。短パルス発生器４４は、第１の実施形態においてパルス発生器の一例として機能する。短パルス発生器４４は、遅延回路４２から入力された並列データ信号Ｄｊのデータ値に応じて、短パルス４８を発生する。短パルス４８は、第１の実施形態において複数の周波数成分を含むパルスの一例として機能する。短パルス発生器４４は、例えば、入力される並列データ信号Ｄｊのデータ値が０、１のうちの１の場合に、当該データが入力されたタイミングに合わせて短パルス４８を出力する。

短パルス発生器４４で生成する短パルス４８は、所謂インパルスと呼ばれ、半値幅の極めて小さい信号となっている。インパルス無線通信装置１０は、短パルス４８に基づいて生成した伝送信号Ｄｐｍを用いてデータ信号Ｄｉｎの伝送を行う。

ＢＰＦ４６は、中心周波数ｆｃ、及び周波数帯域幅（以下、帯域幅Ｂｗとする）が予め設定されている。ＢＰＦ４６は、短パルス４８が入力されることにより、中心周波数ｆｃ及び帯域幅Ｂｗに応じた周波数成分のパルスを抽出して出力する。

図５に示すように、短パルス４８は、低周波数域から高周波数域の全周波数域に亘る周波数成分（スペクトル）を有する。また、短パルス４８は、低周波数域から高周波数域の全周波数域に亘るスペクトルエネルギーを有する。短パルス４８は、少なくともＢＰＦ４６の帯域幅Ｂｗを超える周波数成分を含むものであれば良い。また、短パルス発生器４４は、並列データ信号Ｄｊのシンボル時間Ｔｓの時間幅で短パルス４８を発生する。

ＢＰＦ４６は、短パルス４８から中心周波数ｆｃ及び帯域幅Ｂｗに応じた周波数成分のパルスを抽出し、抽出したパルス波形の信号を低周波波束４０として出力する。ＢＰＦ４６から出力される低周波波束４０は、中心周波数ｆｃの近傍で振幅する波形（パルス波形）の信号となる。低周波波束４０に含まれるパルスは、周波数が、ＢＰＦ４６の中心周波数ｆｃを中心としＢＰＦ４６の通過帯域である周波数ｆ１〜ｆ２（ｆ１＜ｆｃ＜ｆ２、ｆ２−ｆ１＝Ｂｗ）の範囲となる。なお、以下では、ＢＰＦ４６の中心周波数ｆｃを低周波波束４０の周波数ｆｃともいう。

短パルス４８は、開示の技術において、複数の周波数成分を含むパルスの一例として機能する。開示の技術において、パルスに含まれる複数の周波数成分は、波束４０の周波数帯域より低い周波数域から、波束４０の周波数帯域よりも高い周波数域までの範囲の周波数成分を含む。

これにより、並列データ信号Ｄｊは、データ値に応じた低周波波束４０を含む低周波信号Ｄｊ-ｐ（Ｄａ−ｐｍ、Ｄｂ−ｐｍ、Ｄｃ−ｐｍ、Ｄｄ−ｐｍ）としてＢＰＦ４６から出力される。図６（Ｂ）に示すように、並列データ信号Ｄａは、データ信号ＤｉｎのデータＤ１、Ｄ５、Ｄ９、・・・に基づいて生成された信号Ｄ１−ｐ、Ｄ５−ｐ、Ｄ９−ｐ、・・・を含む低周波信号Ｄａ−ｐに変換される。並列データ信号Ｄｂは、データ信号ＤｉｎのデータＤ２、Ｄ６、・・・に基づいて生成された信号Ｄ２−ｐ、Ｄ６−ｐ、・・・を含む低周波信号Ｄａ−ｐに変換される。また、並列データ信号Ｄｃは、データ信号ＤｉｎのデータＤ３、Ｄ７、・・・に基づいて生成された信号Ｄ３−ｐ、Ｄ７−ｐ、・・・を含む低周波信号Ｄｃ−ｐに変換される。さらに、並列データ信号Ｄｄは、データ信号ＤｉｎのデータＤ４、Ｄ８、・・・に基づいて生成された信号Ｄ４−ｐ、Ｄ８−ｐ、・・・を含む低周波信号Ｄｃ−ｐに変換される。なお、データＤ５、Ｄ８は、データ値が０であることで、インパルス４６が出力されないため、図６（Ｂ）では、信号Ｄ５−ｐ、Ｄ８−ｐの位置を二点鎖線で示している。

図３に示すように、並列データ信号Ｄａ〜Ｄｄは、直並列変換部３２から並行して出力される。図４に示す遅延回路４２は、入力された並列データ信号Ｄｊを、所定の遅延時間τｊだけずらしたタイミングで短パルス発生器４４へ出力する。低周波パルス発生部３４Ａ〜３４Ｄの間では、遅延回路４２に設定されている遅延時間τｊが異なっている。なお、以下では、並列データ信号Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄの各々に対する遅延回路４２を、遅延回路４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄとして説明する。また、以下では、遅延回路４２Ａの遅延時間τｊ（ｊ＝１）を遅延時間τａ、遅延回路４２Ｂの遅延時間τｊ（ｊ＝２）を遅延時間τｂとして説明する。さらに、以下では、遅延回路４２Ｃの遅延時間τｊ（ｊ＝３）を遅延時間τｃ、及び遅延回路４２Ｄの遅延時間τｊ（ｊ＝４）を遅延時間τｄとして説明する。

図６（Ａ）に示すように、第１列目の並列データ信号Ｄａは、遅延回路４２Ａに入力された時間に対して遅延時間τａだけ遅れて短パルス発生器４４へ出力される。これに対して、第２列目の並列データ信号Ｄｂは、並列データ信号Ｄａに対して、時間τｓだけ遅れて短パルス発生器４４へ出力されるように遅延時間τｂが設定されている。また、第３列目の並列データ信号Ｄｃは、並列データ信号Ｄｂに対して、時間τｓだけ遅れて短パルス発生器４４へ出力されるように遅延時間τｃが設定されている。さらに、第４列目の並列データ信号Ｄｄは、並列データ信号Ｄｃに対して、時間τｓだけ遅れて短パルス発生器４４へ出力されるように遅延時間τｄが設定されている。

これにより、図６（Ｂ）に示すように、低周波信号Ｄｂ−ｐは、低周波信号Ｄａ−ｐに対して、時間τｓだけ遅れてＢＰＦ４６から出力される。また、低周波信号Ｄｃ−ｐは、低周波信号Ｄｂ−ｐに対して、時間τｓだけ遅れてＢＰＦ４６から出力され、低周波信号Ｄｄ−ｐは、低周波信号Ｄｃ−ｐに対して、時間τｓだけ遅れてＢＰＦ４６から出力される。すなわち、遅延回路４２Ａ〜４２Ｄの遅延時間τａ〜τｄは、並列データ信号Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄの間で、時間τｓずつ順にずれが生じるように設定されている。

時間τｓは、データ信号Ｄｉｎのシンボル時間Ｔｓｏに基づいて設定され、伝送信号Ｄｐｍのシンボル時間となる。また、時間τｓは、並列データ信号Ｄｊの並列数ｎ、伝送速度Ｔｒｎ、及び並列データ信号Ｄｊのシンボル時間Ｔｓに基づいて設定される。時間τｓは、並列データ信号Ｄｊの並列数ｎ及びシンボル時間Ｔｓから、τｓ＝Ｔｓ／ｎ＝１／（ｎ・Ｔｒｎ）として設定される。すなわち、並列データ信号Ｄｊの遅延時間τｊ（１≦ｊ≦ｎ）は、τｊ＝（ｊ−１）・Ｔｓ／ｎに設定される。

また、並列データ信号Ｄｊのシンボル時間Ｔｓを、低周波信号Ｄｊ−ｐの１サイクルとすると、遅延時間τｊは、並列データ信号Ｄａ〜Ｄｄの位相として表すことができる。この場合、並列データ信号Ｄａ〜Ｄｄの間には、２π／ｎの位相差Δθを設けるように並列データ信号Ｄａ〜Ｄｄの位相を設定する。これにより、並列データ信号Ｄａの位相θａ＝０に対して、並列データ信号Ｄｂの位相θｂ＝π／２、並列データ信号Ｄｃの位相θｃ＝π、並列データ信号Ｄｄの位相θｄ＝３・π／２となる。すなわち、並列データ信号Ｄｊの位相θｊは、θｊ＝（ｊ−１）・２π／ｎに設定されれば良い。

図２及び図４に示すように、低周波パルス発生部３４（３４Ａ〜３４Ｄ）で生成された低周波信号Ｄｊ−ｐ（Ｄａ−ｐ〜Ｄｄ−ｐ）は、周波数逓倍部３６（３６Ａ〜３６Ｄ）に入力される。周波数逓倍部３６における逓倍数ｍは、低周波波束４０の周波数ｆｃを、伝送周波数Ｆとするように設定されている。すなわち、伝送装置１２の伝送信号生成部１６は、伝送周波数Ｆ及び直並列変換部３２における並列数ｎから、周波数逓倍部３６における逓倍数ｍが設定されている。また、周波数逓倍部３６は、並列数ｎ＝４から、逓倍数ｍが、ｍ＝ｎ^２＝１６として設定される。開示の技術においては、逓倍数ｍを、データ信号Ｄｉｎを直並列変換する際の並列数ｎ（ｎは、２以上の整数）に基づいて設定することを含む。また、開示の技術においては、逓倍数ｍを、ｍ＝ｎ^２として設定することを含む。

図４に示すように、周波数逓倍部３６は、逓倍器５０及び逓倍器５２を含む。前段の逓倍器５０は、ＢＰＦ４６を通過した低周波波束４０の周波数ｆｃを４逓倍して、周波数ｆｃ_４（ｆｃ_４＝ｆｃ×４）の信号を出力する。また、後段の逓倍器５２は、逓倍器５０から出力する周波数ｆｃ_４の信号を４逓倍する。これにより、周波数逓倍部３６は、低周波波束４０の周波数ｆｃを１６（４×４）逓倍して、伝送周波数Ｆの波束３０を生成して出力する。

逓倍器５０は、逓倍回路５０Ａ、ＢＰＦ５０Ｂを含み、逓倍器５２は、逓倍回路５２Ａ、ＢＰＦ５０Ｂを含む。逓倍回路５０Ａは、低周波波束４０の周波数ｆｃに対して高次数の周波数の信号を出力し、ＢＰＦ５０Ｂは、各次数の周波数の信号から４次の周波数ｆｃ_４の信号を抽出して出力する一般的機能を備える。逓倍回路５２Ａは、周波数ｆｃ_４に対して高次数の周波数の信号を出力し、ＢＰＦ５２Ｂは、各次数の周波数の信号から４次の周波数ｆｃ_１６（ｆｃ_１６＝ｆｃ_４×４＝ｆｃ×１６）の信号を抽出して出力する一般的機能を備える。

本実施形態では、一例として逓倍器５０、５２の各々で４逓倍して周波数Ｆの波束３０を生成する周波数逓倍部３６を設けているが、周波数逓倍部３６の逓倍器の数及び各逓倍器の次数はこれに限るものではない。例えば、周波数逓倍部３６は、一つの逓倍器によって１６逓倍するものであっても良く、また、２つの逓倍器によって２逓倍ずつ行った後、一つの逓倍器により４逓倍するものであっても良い。さらに、周波数逓倍部３６は、４つの逓倍器をシリアルに接続し、各々の逓倍器で２逓倍ずつ周波数逓倍を行うものであっても良い。

並列数ｎは、２以上の整数であり、並列数ｎが素数である場合、周波数逓倍部３６は、２台のｎ逓倍器を用いて形成することができる。また、並列数ｎが非素数である場合、ｎ＝ｐ１・ｋ１・ｐ２・ｋ２・…・ｐｑ・ｋｑ（ただし、ｐ１、ｐ２、…ｐｑは素数、ｋ１、ｋ２・…・ｋｑは正の整数）に素因数分解できる。従って、周波数逓倍部３６は、並列数ｎが非素数である場合、ｐｉ逓倍器をｋi×２（ただしｉ＝１〜ｑ）段ずつ直列接続して形成することができる。

図２に示すように、パルス合成部３８には、周波数逓倍部３６Ａが出力する伝送信号Ｄａ−ｐｍ、及び周波数逓倍部３６Ｂが出力する伝送信号Ｄｂ−ｐｍが入力される。また、パルス合成部３８には、周波数逓倍部３６Ｃが出力する伝送信号Ｄｃ−ｐｍ、及び周波数逓倍部３６Ｄが出力する伝送信号Ｄｄ−ｐｍが入力される。パルス合成部３８は、伝送信号Ｄａ−ｐｍ、Ｄｂ−ｐｍ、Ｄｃ−ｐｍ、Ｄｄ−ｐｍが入力されることにより、例えば一般的電流合成により伝送信号Ｄａ−ｐｍ、Ｄｂ−ｐｍ、Ｄｃ−ｐｍ、Ｄｄ−ｐｍを合成した伝送信号Ｄｐｍを出力する。これにより、伝送装置１２は、データ信号Ｄｉｎに基づいて伝送信号Ｄｐｍが生成され、生成された伝送信号Ｄｐｍを電力増幅した送信信号Ｄｐがアンテナ２０から送出される。

ところで、ＢＰＦ４６を通過した低周波波束４０は、ガウシアンパルスとなっている。図７には、時間に対するガウシアンパルスの波形（時間波形）を示している。低周波波束４０の時間軸上の幅（以下、パルス幅Ｔｗとする）は、ＢＰＦ４６の帯域幅Ｂｗに応じて定まる。ガウシアンパルスの波形は、パルス幅Ｔｗに対応する時間内で変化する。また、パルス幅Ｔｗは、ＢＰＦ４６の帯域幅Ｂｗの変化に反比例して変化する（Ｂｆ∝１／Ｔｗ）。なお、図７では、パルス幅Ｔｗに対応する時間幅を示しており、時間幅は、周波数上の低周波波束４０の半値幅に対応する。

短パルス発生器４４は、並列データ信号Ｄｊのシンボル時間Ｔｓ内で短パルス４８を発生する。伝送速度Ｔｒｎが０．５Ｇbpsであると、ＢＰＦ４６を通過した低周波波束４０のパルス幅Ｔｗは、Ｔｗ＝Ｔｓ＝２ｎsecとなる。

本実施形態では、伝送周波数Ｆ及び並列数ｎに基づいて、ＢＰＦ４６の中心周波数ｆｃを設定している。伝送周波数Ｆに対して、ＢＰＦ４６の中心周波数ｆｃを、ｆｃ=Ｆ／ｎ^２としている。これにより、伝送周波数Ｆ＝６０ＧHz、並列数ｎ＝４から、中心周波数ｆｃ＝３．７５ＧHzとなっている。また、ＢＰＦ４６の帯域幅Ｂｗは、中心周波数ｆｃ＝３．７５ＧHz、伝送速度Ｔｒｎ＝０．５Ｇbpsから、Ｂｗ＝０．５ＧHz（ｆ１＝３．５０ＧHz、ｆ２＝４．０ＧHz）となっている。

一般に、ガウシアンパルス（ｈ_Ｇ（ｔ））は、帯域幅Ｂｏ、中心の周波数ｆｏとすると（１）式で表される。なお、ｔは時間、Ａ_Ｇはピーク振幅、ｋは予め設定される係数としている。

逓倍の際に非線形項のうち２乗特性を利用する場合、例えば、２逓倍されたガウシアンパルス（ｈ_２Ｇ（ｔ））は、（２）式で表される。なお、（２）式においてＡ_２Ｇはピーク振幅を示す。

また、帯域幅Ｂｏとガウシアンパルスのパルス幅Ｔｗとは、反比例関係にあり（Ｂｏ∝１／Ｔｗ）、ガウシアンパルスの周波数ｆｏを２逓倍（２倍）した場合、帯域幅Ｂｏは（√２）倍となり、パルス幅Ｔｗは、１／（√２）となる。また、図７に示すように、ガウシアンパルスは、周波数ｆｏが４逓倍されると、帯域幅Ｂｏが２倍となり、これに伴い、パルス幅Ｔｗが１／２となる。なお、（√２）は、２の平方根を示す。

また、例えば、ｎ＝３の場合などにおいては３逓倍を含むが、３逓倍の場合、逓倍器の非線形特性のうちの３乗特性が利用される。これにより、ガウシアンパルスの周波数ｆｏを３逓倍（３倍）した場合、帯域幅Ｂｏは、（√３）倍となり、パルス幅Ｔｗは、１／（√３）となり、３逓倍器を２段通過することで、帯域幅Ｂｏは３倍となり、パルス幅Ｔｗは、１／３となる。

すなわち、ガウシアンパルスは、周波数逓倍した後も形状が保持されるが、パルス幅Ｔｗの圧縮が生じ、周波数逓倍後の波形が、周波数逓倍前の波形に対してパルス幅Ｔｗを狭めた形状となる。

ここから、低周波波束４０をｍ逓倍した場合（ｍは、２以上の整数）、帯域幅Ｂｗ、周波数ｆｃの低周波波束４０に対応するガウシアンパルス（ｈ_ｍＧ（ｔ））は、（３）式で示すことができる。なお、（３）式において、Ａ_ｍＧはピーク振幅を示す。

従って、低周波波束４０は、ｍ逓倍されることにより、パルス幅Ｔｗが１／（√ｍ）倍に減少し、帯域幅Ｂｗが（√ｍ）倍となる。例えば、低周波波束４０の周波数ｆｃを４逓倍した場合、パルス幅Ｔｗが１／２となり、帯域幅Ｂｗが２倍となる。また、低周波波束４０は、周波数ｆｃが１６逓倍（４逓倍×４逓倍）されることにより、パルス幅Ｔｗが１／４となり、帯域幅Ｂｗが４倍となる。

開示の技術においては、短パルス（インパルス）をｍ逓倍することにより、帯域幅Ｂを（√ｍ）倍に広げ、パルス幅Ｔｗを１／（√ｍ）倍に減少させることを含む。

図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、低周波信号Ｄａ−ｐは、周波数逓倍部３６Ａにより、データＤ１、Ｄ５、Ｄ９、・・・に基づく波束３０を含む伝送信号Ｄａ−ｐｍに変換される。低周波信号Ｄｂ−ｐは、周波数逓倍部３６Ｂにより、データＤ２、Ｄ６、・・・に基づく波束３０を含む伝送信号Ｄｂ−ｐｍに変換される。また、低周波信号Ｄｃ−ｐは、周波数逓倍部３６Ｃにより、データＤ３、Ｄ７、・・・に基づく波束３０を含む伝送信号Ｄｃ−ｐｍに変換される。さらに、低周波信号Ｄｄ−ｐは、周波数逓倍部３６Ｄにより、データＤ４、Ｄ８、・・・に基づく波束３０を含む伝送信号Ｄｄ−ｐｍに変換される。

また、図６（Ｂ）に示すように、低周波信号Ｄａ−ｐ〜Ｄｄ−ｐの間には、時間τｓの時間差が設けられている。これにより、図８（Ｂ）に示すように、低周波信号Ｄａ−ｐ〜Ｄｄ−ｐを周波数逓倍した伝送信号Ｄａ−ｐｍ〜Ｄｄ−ｐｍの間にも、時間τｓの時間差が生じている。従って、図８（Ｃ）に示すように、伝送信号Ｄｐｍは、伝送信号Ｄａ−ｐｍ〜Ｄｄ−ｐｍが、時間τｓずつずれて合成される。

伝送信号Ｄｐｍのシンボル時間Ｔｓｏは、時間τｓとなっている。時間τｓは、データ信号Ｄinのシンボル時間ｔｓに対応しており、伝送信号Ｄｐｍでは、シンボル時間Ｔｓｏ＝１／Ｔｒ＝０．５ｎsecとなる。

低周波波束４０を１６逓倍することにより得られる波束３０は、周波数ｆｃを１６倍した伝送周波数Ｆとなり、帯域幅Ｂが低周波波束４０の帯域幅Ｂｗの４倍（Ｂ＝４・Ｂｗ）となっている。低周波波束４０の帯域幅ＢｗがＢｗ＝０．５ＧHzであることから、波束３０の帯域幅Ｂは、Ｂ＝４・Ｂｗ＝２．０（ＧHz）となっている。

また、低周波波束４０は、１６逓倍されることによりパルス幅Ｔｗ（波束３０のパルス幅）が、Ｔｗ＝０．５ｎsecとなる。低周波波束４０を１６逓倍した場合のパルス幅Ｔｗは、データ信号Ｄｉｎのシンボル時間Ｔｓｏに応じた時間となる。

従って、伝送信号Ｄａ−ｐｍ〜Ｄｄ−ｐｍを合成した伝送信号Ｄｐｍでは、隣接する波束３０に重なりが生じることがなく、遅延時間τａ〜τｄにより、データの順序が変化することもない。また、伝送信号Ｄｐｍの帯域幅Ｂは、２．０ＧHzとなる。

ここで、伝送速度Ｔｒ＝２Ｇbpsのデータ信号Ｄｉｎを、伝送周波数Ｆで伝送する場合、伝送信号Ｄｐｍの帯域幅Ｂを２ＧHzとする必要がある。伝送周波数Ｆ＝６０ＧHzにおいて、帯域幅Ｂ＝２ＧHzのＢＰＦは、比帯域幅Ｂｒを、Ｂｒ＝３．３％とする必要がある。

このような比帯域幅ＢｒのＢＰＦは、Ｑ値を高くする必要があり、低コスト化を図ることは困難となる。また、ミリ波の周波数帯におけるＢＰＦとしては、導波管があるが、導波管を用いることは伝送装置１２の小型化の妨げとなる。

これに対して、伝送装置１２は、伝送周波数Ｆより低い周波数ｆｃにおいて、ＢＰＦ４６を用いている。このＢＰＦ４６は、周波数ｆｃ＝３．７５ＧＢ、帯域幅Ｂｗ＝０．５ＧHzであることから、比帯域幅ＢｒｎがＢｒｎ＝１３．３％となる。すなわち、伝送装置１２に用いるＢＰＦ４６は、比帯域幅Ｂｒの４倍の比帯域幅Ｂｒｎを有するものであれば良く、中心周波数ｆｃが伝送周波数Ｆよりも低いことから、容易にかつ低コストで製造することができる。

また、伝送装置１２は、データ信号Ｄｉｎに対して直並列変換を行って生成した並列データ信号Ｄｊの各々に対して、周波数ｆｃの低周波波束４０を周波数逓倍した後に合成して伝送信号Ｄｐを生成している。これにより、伝送周波数Ｆの伝送信号Ｄｐは、データ信号Ｄｉｎの伝送速度Ｔｒが保持され、かつ、帯域幅Ｂが、伝送速度Ｔｒに応じた２．０ＧHzとなっている。

従って、伝送装置１２は、伝送周波数Ｆの信号に対してＢＰＦを用いたのと同等の帯域幅が確保されている。また、伝送装置１２は、伝送周波数Ｆの信号に対して帯域制限を加えるＢＰＦを設ける必要がないため、装置の低コスト化、小型化が可能となり、また、製造の容易性が得られる。

ミリ波などの周波数帯の信号処理回路が形成される半導体集積回路には、モノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ：monolithic microwave integrated circuit）がある。モノリシックマイクロ波集積回路には、各機能素子を半導体基板上に配置したマイクロ波集積回路（ＭＩＣ：microwave integrated circuit）がある。また、モノリシックマイクロ波集積回路には、アルミナなどの誘電体基板を用いた混成マイクロ波集積回路（ＨＭＩＣ：hybrid microwave integrated circuit）がある。伝送装置１２は、導波管等を用いる必要がなくなるため、モノリシックマイクロ波集積回路などの半導体集積回路を用いて形成することができる。

例えば、微細ＣＭＯＳ技術には、１３０ｎｍＣＭＯＳプロセスなどの安価で製造性の高い技術がある。伝送装置１２は、２Ｇbpsのデータ信号Ｄｉｎに対して０．５ＧHzの並列データ信号Ｄｊを生成する。２Ｇbpsのデータ信号Ｄｉｎから０．５ＧHzの並列データ信号Ｄｊを生成する直並列変換には、１３０ｎｍＣＭＯＳプロセスを用いたデコーダ回路などを適用することできる。従って、伝送装置１２は、１３０ｎｍＣＭＯＳという安価で製造性の高い技術を用いて形成することが可能となる。

また、伝送装置１２は、周波数逓倍を行うことで、半値幅の広い短パルス４８を用いることができる。例えば、周波数逓倍を行わずに６０ＧHzの波束３０を形成するためには、短パルス４８に６０ＧHzの周波数成分を含む必要がある。６０ＧHzの周波数成分を含むためには、短パルス４８として、パルス幅Ｔｗ（半値幅）が１６．７ｐsec（＝１／６０ＧHz）の超短パルスを発生させる必要がある。

これに対して、伝送装置１２は、短パルス４８により周波数ｆｃ＝Ｆ／ｍ（例えば、ｆｃ＝３．７５ＧHz）の低周波波束４０を生成すれば良い。このために、伝送装置１２は、パルス幅Ｔｗ（半値幅）として１００ｐsecが得られる短パルス４８を発生すれば良い。

従って、伝送装置１２は、超短パルスを必要とするミリ波の周波数帯の伝送信号を用いる場合でも、短パルス４８を発生させるデバイスとして、超短パルスを発生するデバイスよりも製造性に有利なデバイスを使用することができる。伝送装置１２は、短パルスを発生する回路においても、製造の容易化、製造コストの低減を図ることができる。

第１の実施形態では、遅延部として、短パルス発生器４４の前段に遅延回路４２を設け、直並列変換されたｎ個の並列データ信号Ｄｊの間に時間τｓの時間差を生じるようにしたが、遅延回路４２の位置はこれに限るものではない。遅延回路４２は、少なくともパルス合成部３８に入力される伝送信号Ｄｊ−ｐｍに、データ信号Ｄｉｎのシンボル時間Ｔｓｏに対応する時間τｓの時間差を生じさせるものであれば良い。ここから、遅延回路４２は、短パルス発生器４４とＢＰＦ４６との間に設けても良く、また、ＢＰＦ４６と周波数逓倍部３６との間に設けても良い。さらに、遅延回路４２は、周波数逓倍部３６の出力側に設けても良い。

〔第２の実施形態〕
次に第２の実施形態を説明する。なお、第２の実施形態の基本的構成は、第１の実施形態と同じであり、第２の実施形態において第１の実施形態と同等の機能部品については、同一の符号を付与してその説明を省略する。

図９には、第２の実施形態に係る伝送装置６０を示す。伝送装置６０は、伝送装置１２に替えてインパルス無線通信装置１０に用いられる。伝送装置６０は、伝送装置１２の伝送信号生成部１６に替えて伝送信号生成部１６Ａが設けられている。

伝送信号生成部１６Ａは、直並列変換部３２、周波数逓倍部３６（３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄ）、及びパルス合成部３８を含む。また、伝送信号生成部１６Ａは、低周波パルス発生部３４に替えて、低周波パルス発生部６２を含む。低周波パルス発生部６２は、並列データ信号Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄに各々に対応する波束発生部６４（波束発生部６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄ）を含む。波束発生部６４は、第２の実施形態において波形生成部の一例として機能する。波束発生部６４Ａ〜６４Ｄの各々は、並列データ信号Ｄａ〜Ｄｄに基づき、低周波波束４０を含む低周波信号Ｄａ−ｐ〜Ｄｄ−ｐを生成して出力する。なお、波束発生部６４Ａ〜６４Ｄは、基本的機能は同じであり、以下では、特に区別しない場合、並列データ信号Ｄｊに対応する波束発生部６４として説明する。

低周波パルス発生部６２は、データメモリ６６及び周波数シンセサイザ６８を含む。データメモリ６６は、第２の実施形態において記憶部の一例として機能する。データメモリ６６は、ＲＯＭ（read only memory）などの不揮発性メモリが用いられ、予め設定された波形データＷｄａｔａが記憶される。データメモリ６６に格納された波形データＷｄａｔａは、波束発生部６４（６４Ａ〜６４Ｄ）の各々に読み出される。

周波数シンセサイザ６８は、例えば、ＰＬＬ（phase-locked−loop）方式などを用いて予め設定された周波数ｆｃの信号（デジタル信号）を発生する。周波数シンセサイザ６８が発生した周波数ｆｃの信号は、波束発生部６４Ａ〜６４Ｄの各々に入力される。周波数シンセサイザ６８は、第２の実施形態において、発振部の一例として機能する。なお、発振部は、ＰＬＬ方式を用いた周波数シンセサイザ６８に限らず、予め設定した周波数ｆｃのデジタル信号を発生し得る機能を有するものであればよい。

伝送装置６０では、直並列変換部３２が、データ信号Ｄｉｎをｎ列（ｎ＝４）の並列データ信号Ｄｊ（Ｄａ〜Ｄｄ）に直並列変換する。また、伝送装置６０は、周波数逓倍部３６において、低周波信号Ｄｊ−ｐをｍ逓倍（ｍ＝１６）して伝送周波数Ｆ（Ｆ＝６０ＧHz）を発生する。ここから、伝送装置６０は、周波数シンセサイザ６８の周波数ｆｃを、ｆｃ＝Ｆ／ｍ＝３．７５ＧHzとしている。

図１０に示すように、波束発生部６４は、コントローラ７０、ＤＤＳ（direct digital synthesis）７２、及びＬＰＦ（Low‐pass filter）７４を含む。また、ＤＤＳ７２は、位相アキュムレータ７６、データ読出部７８、ＤＡＣ（digital‐to‐analog converter）８０を含む。

伝送装置６０は、データメモリ６６に低周波波束４０の波形データＷｄａｔａが格納されている。低周波波束４０の波形データＷｄａｔａは、例えば、第１の実施形態において、短パルス発生器４４で発生させた短パルス４８がＢＰＦ４６を通過することにより得られる低周波波束４０における各位相（時間）に対するデータ値が用いられる。ＤＤＳ７２は、波形データＷｄａｔａに基づいた波形の信号を発生して出力する機能を備える。波束発生部６４は、ＤＤＳ７２を用いることで周波数ｆｃの低周波波束４０を生成する。

ＤＤＳ７２は、データメモリ６６を例えばルックアップテーブルとして用い、データメモリ６６に格納されている波形データＷｄａｔａのデータ値を順に読み出して出力する。なお、波束発生部６４は、ＤＤＳ７２のデータ読出部７８に替えてデータメモリ６６を用いても良い。

位相アキュムレータ７２は、例えば、データメモリ６６に格納されている波形の位相を順に指定し、対応する位相のデータ値をデータ読出部７８で読み出してＤＡＣ８０へ出力させる。ＤＡＣ８０は、データ読出部７８から出力されるデータ値に対して順にＤ−Ａ変換を行うことにより波形データＷｄａｔａのデータ値に応じたアナログ信号を生成して出力する。ＬＰＦ７４は、ＤＡＣ８０から出力されるアナログ信号の波形から高調波成分を除去することで波形整形を行う。

コントローラ７０には、直並列変換部３２から出力される並列データ信号Ｄｊ、及び周波数シンセサイザ６８から出力される周波数ｆｃの信号が入力される。コントローラ７０は、並列データ信号Ｄｊのデータ値及び周波数ｆｃに基づき、位相アキュムレータ７６を制御する。このとき、コントローラ７０は、並列データ信号Ｄｊのデータ値が１となるときに低周波波束４０を発生させる。また、コントローラ７０は、低周波波束４０の周波数（中心周波数）が周波数ｆｃとなるように位相アキュムレータ７６によるデータの位相変化を制御する。さらに、コントローラ７０は、低周波波束４０のパルス幅Ｔｗに対応する時間が、並列データ信号Ｄｊのシンボル時間Ｔｓとなるように位相アキュムレータ７６によるデータの位相変化を制御する。

これにより、波束発生部６４は、周波数ｆｃ、パルス幅Ｔｗの低周波波束４０を含み、並列データ信号Ｄｊに応じた伝送信号Ｄｊ―Ｐｍを、並列データ信号Ｄｊの伝送速度Ｔｒｎで出力する。

また、コントローラ７０は、第２の実施形態において、遅延部の一例として機能する。コントローラ７０は、低周波信号Ｄａ−ｐ〜Ｄｄ−ｐに対して設定された遅延時間τａ〜τｄに基づいて、低周波信号Ｄａ−ｐ〜Ｄｄ−ｐの出力タイミングを制御する。すなわち、波形発生部６４Ｂのコントローラ７０は、波束発生部６４Ａから出力する低周波信号Ｄａ−ｐに対して、波束発生部６４Ｂから出力する低周波信号Ｄｂ−ｐを時間τｓだけ遅らせる。また、波形発生部６４Ｃのコントローラ７０は、波束発生部６４Ｂから出力する低周波信号Ｄｂ−ｐに対して、波束発生部６４Ｃから出力する低周波信号Ｄｃ−ｐを時間τｓだけ遅らせる。さらに、波形発生部６４Ｄのコントローラ７０は、波束発生部６４Ｃから出力する低周波信号Ｄｃ−ｐに対して、波束発生部６４Ｄから出力する低周波信号Ｄｄ−ｐを時間τｓだけ遅らせる。

伝送装置６０は、波束発生部６４、周波数逓倍部３６及びパルス合成部３８を用いることで、データ信号Ｄｉｎに基づいた伝送周波数Ｆの波束３０を含む送信信号Ｄｐを生成して送出する。このとき、伝送装置６０では、伝送速度Ｔｒに応じて帯域幅Ｂを制限した伝送周波数Ｆの伝送信号Ｄｐｍを発生させる。

伝送装置６０は、ＤＤＳ機能を用いて周波数ｆｃの低周波波束４０を生成することで、短パルス４８を発生する必要がない。また、伝送装置６０は、ＤＤＳ機能を用いることで、周波数ｆｃに対するＢＰＦ４６が不要となっている。このような伝送装置６０は、低周波パルス発生部６２を、データ信号Ｄｉｎを出力するベースバンド部と一体で形成することができる。

〔第３の実施形態〕
次に第３の実施形態を説明する。なお、第３の実施形態の基本的構成は、第２の実施形態と同じとなっており、第３の実施形態において第１又は第２の実施形態と同一の機能部品については、第１又は第２の実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図１１には、第３の実施形態に係る低周波パルス発生部６２Ａに設けられる波束発生部８２を示す。低周波パルス発生部６２Ａは、第２の実施形態に係る低周波パルス発生部６２に替えて設けられる。波束発生部８２は、第２の実施形態の波束発生部６４に替えて用いられる。なお、波束発生部８２は、並列データ信号Ｄｊ（Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ）の各々に対して設けられる。すなわち、低周波パルス発生部６２Ａは、並列データ信号Ｄａに対する波束発生部８２Ａ、並列データ信号Ｄｂに対する波束発生部８２Ｂ、並列データ信号Ｄｃに対する波束発生部８２Ｃ、及び並列データ信号Ｄｄに対する波束発生部８２Ｄを含む。

波束発生部８２（８２Ａ〜８２Ｄ）は、ＤＤＳ７２、ＬＰＦ７４、位相アキュムレータ７６、データ読出部７８、ＤＡＣ８０を含む。また、波束発生部８２は、バッファ部８４及びコントローラ８６を含む。バッファ部８４は、メモリ機能を備え、直並列変換部３２から入力される並列データ信号Ｄｊをバッファリングする。また、バッファ部８４は、コントローラ８６から要求されるタイミングで、並列データ信号Ｄｊを出力する。

コントローラ８６は、第２の実施形態におけるコントローラ７０に替えて用いられる。コントローラ８６は、周波数シンセサイザ６８から入力される周波数ｆｃの信号に基づき、周波数ｆｃの低周波波束４０を生成するように制御する。

低周波パルス発生部６２Ａは、伝送信号Ｄｐｍの伝送速度Ｔｒを可変する。低周波パルス発生部６２Ａは、伝送信号Ｄｐの伝送速度Ｔｒを指定する伝送速度データＴｄが、波束発生部８２のコントローラ８６に入力される。コントローラ８６は、並列数ｎ、逓倍数ｍ、周波数ｆｃ、及び伝送速度データＴｄに基づき、バッファ部８４から並列データ信号Ｄｊを読み出す際の遅延時間τｊ、低周波波束４０のパルス幅Ｔｗを設定する。

コントローラ８６は、伝送速度データＴｄにより伝送信号Ｄｐｍの伝送速度Ｔｒが指定されると、伝送速度データＴｄにより特定される伝送速度Ｔｒと並列数ｎに基づいて、並列データ信号Ｄｊのシンボル時間Ｔｓを設定する。伝送信号Ｄｐｍの伝送速度Ｔｒとするための並列データ信号Ｄｊの伝送速度Ｔｒｎは、Ｔｒｎ＝Ｔｒ／ｎであり。シンボル時間Ｔｓは、Ｔｓ＝１／Ｔｒｎ＝ｎ／Ｔｒにより設定される。

また、コントローラ８６は、並列データ信号Ｄｊのシンボル時間Ｔｓに基づき、並列データ信号Ｄｊの間の時間差となる時間τｓを設定する。また、波束発生部８２Ａ〜８２Ｄの間では、各々のコントローラ８６が、時間τｓに基づき、遅延時間τｊ（τａ、τｂ、τｃ、τｄ）を設定する。時間τｓは、τｓ＝Ｔｓ／ｎとして設定される。従って、各並列データ信号Ｄｊの遅延時間τｊ（１≦ｊ≦ｎ）は、τｊ＝（ｊ‐１）・Ｔｓ／ｎとして設定される。この遅延時間τｊは、第１列目の並列データ信号Ｄａの遅延時間τａ（ｊ＝１）を基準とすると、第２列目の並列データ信号Ｄｂの遅延時間τｂ（ｊ＝２）がτｂ＝τｓに設定されることを示す。また、第３列目の並列データ信号Ｄｃの遅延時間τｃ（ｊ＝３）は、τｃ＝２・τｓ、第４列目の並列データ信号Ｄｄの遅延時間τｄ（ｊ＝４）は、τｄ＝３・τｓに設定されることを示す。

コントローラ８６は、設定した遅延時間τｊ及びシンボル時間Ｔｓに基づき、バッファ部８４にバッファリングされた並列データ信号Ｄｊのデータ値を順に読み込む。また、コントローラ８６は、シンボル時間Ｔｓに基づき低周波波束４０のパルス幅Ｔｗを設定し、ＤＡＣ８０から出力される低周波波束４０がパルス幅Ｔｗとなるように制御する。すなわち、コントローラ８６は、シンボル時間Ｔｓ内に一つの低周波波束４０が生成されるように制御する。

これにより、例えば、伝送速度ＴｒがＴｒ＝２Ｇbpsのデータ信号Ｄｉｎを、並列数ｎ＝４で直並列変換して生成した伝送信号Ｄｐｍを、伝送速度Ｔｒ＝１Ｇbpsで伝送する場合、並列データ信号Ｄｊの伝送速度Ｔｒｎは、Ｔｒｎ＝Ｔｒ／ｎ＝０．２５Ｇbpsとなる。また、並列データ信号Ｄｊのシンボル時間Ｔｓは、Ｔｓ＝１／Ｔｒｎ＝４ｎsecとなり、時間τsは、τs＝１ｎsecとなる。

また、低周波波束４０の帯域幅Ｂｗは、Ｂｗ＝０．２５ＧHzとなり、この帯域幅Ｂｗの低周波波束４０が１６逓倍される。これにより、伝送信号Ｄｐｍの帯域幅Ｂは、Ｂ＝Ｂｗ・（√１６）＝１ＧHzとなる。また、伝送信号Ｄｐｍは、伝送速度Ｔｒが、Ｔｒ＝１Ｇbpsとなる。

このように、波束発生部８２は、波形データＷｄａｔａに基づいて低周波波形４０を生成するので、伝送信号Ｄｐｍの伝送速度Ｔｒを可変することができる。この時、伝送信号Ｄｐｍは、伝送速度データＴｄに基づく伝送速度Ｔｒに応じた帯域幅Ｂとなる。

〔第４の実施形態〕
次に第４の実施形態を説明する。なお、第４の実施形態の基本的構成は、第２の実施形態と同じとなっており、第４の実施形態において第１又は第２の実施形態と同一の機能部品については、第１又は第２の実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図１２には、第４の実施形態に係る伝送装置９０を示す。伝送装置９０は、伝送装置１２又は伝送装置６０に替えてインパルス無線通信装置１０に用いられる。伝送装置９０は、伝送装置６０の低周波パルス発生部６２に替えて、低周波パルス発生部９２が設けられている。

低周波パルス発生部９２は、直並列変換部３２、ＤＤＳ７２を用いた波束発生部６４（６４Ａ〜６４Ｄ）、周波数逓倍部３６（３６Ａ〜３６Ｄ）、データメモリ６６、及びパルス合成部３８を含む。また、低周波パルス発生部９２は、周波数シンセサイザ６８に替えてチャネル切替部９４が設けられている。伝送装置９０は、チャネル切替部９４から出力される周波数ｆｃに基づいて低周波波束４０を発生させる。

チャネル切替部９４は、第４の実施形態において発振部の一例として機能する。チャネル切替部９４は、周波数選択部９６及び複数の周波数シンセサイザ９８を備える。周波数シンセサイザ９８は、第４の実施形態において、発振器の一例として機能する。周波数シンセサイザ９８は、例えば、ＰＬＬ方式により所定の周波数の信号を発生する。周波数選択部９６は、複数の周波数シンセサイザ９８の何れかを選択し、選択した周波数シンセサイザ９８が発生する周波数の信号を、周波数ｆｃの信号として、波束発生部６４Ａ〜６４Ｄの各々に出力する。

ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers，Inc.）には、無線ＰＡＮ（Personal Area Network）／ＷＰＡＮ（Wireless Personal Area Network）に関する標準規格としてIEEE802.15.3cがある。IEEE802.15.3cでは、例えば、６０ＧHz帯について、５８．３２ＧHz、６０．４８ＧHz、６２．６４ＧHz、６４．８ＧHzの４つを含むサブバンドが規定されている。伝送装置９０のチャネル切替部９４は、一例として、４台の周波数シンセサイザ９８Ａ、９８Ｂ、９８Ｃ、９８Ｄを用い、４つのサブバンドに対応する周波数の信号を発生する。

チャネル切替部９４は、例えば、周波数シンセサイザ９８Ａが５８．３２ＧHzのサブバンドに対応する周波数ｆｃ１を発生し、周波数シンセサイザ９８Ｂが、６０．４８ＧHzのサブバンドに対応する周波数ｆｃ２を発生する。また、チャネル切替部９４は、周波数シンセサイザ９８Ｃが、６２．６４ＧHzのサブバンドに対応する周波数ｆｃ３を発生し、周波数シンセサイザ９８Ｄが、６４．８ＧHzのサブバンドに対応する周波数ｆｃ４を発生する。

伝送装置９０は、データ信号Ｄｉｎを直並列変換する際の並列数ｎを４（ｎ＝４）とし、周波数逓倍部３６において周波数逓倍を行う際の逓倍数ｍを１６（ｍ＝１６）としている。ここから、チャネル切替部９４では、周波数シンセサイザ９８Ａの周波数ｆｃ１が、ｆｃ１＝３.０６４５ＧHzに設定され、周波数シンセサイザ９８Ｂの周波数ｆｃ２が、ｆｃ２＝３.７８ＧHzに設定されている。また、チャネル切替部９４では、周波数シンセサイザ９８Ｃの周波数ｆｃ３が、ｆｃ３＝３.９１５ＧHzに設定され、周波数シンセサイザ９８Ｄの周波数ｆｃ４が、ｆｃ４＝４.０３ＧHzに設定されている。

また、伝送装置９０では、チャネル切替部９４の周波数選択部９６に、伝送周波数Ｆのチャネルを指定するチャネル指定信号Ｃｓが入力される。周波数選択部９６は、チャネル指定信号Ｃｓが入力されることで、チャネル指定信号Ｃｓで指定されたチャネルの周波数を発生する周波数シンセサイザ９８を選択する。チャネル切替部９４は、周波数選択部９６が選択した周波数シンセサイザ９８により発生させる周波数（周波数ｆｃ１〜ｆｃ４）の信号を、周波数ｆｃの信号として出力する。

ここで、伝送周波数Ｆの波束３０又は周波数ｆｃの低周波波束４０を生成する際に、ＢＰＦ４６などを用いる場合、伝送周波数Ｆの切り替えに合わせてＢＰＦ４６の中心周波数、帯域幅等を切り替える必要がある。

伝送装置９０は、ＤＤＳ機能を用いて周波数ｆｃの低周波波束４０を生成する際、周波数ｆｃに対するＢＰＦ４６が不要となっている。これにより、伝送装置９０は、周波数ｆｃを切り替えるのみで、伝送周波数Ｆ（伝送周波数のチャネル）を切り替えることができる。伝送装置９０は、複数のサブチャネルの伝送周波数Ｆの何れかを用いてデータ信号Ｄｉｎを伝送するときに、装置の小型化、低コスト化が図られる。また、サブチャネルを監視し、空きチャネルに基づいてチャネル選択信号Ｃｓが入力されるようにすれば、効率的なデータ伝送が可能となる。

また、伝送装置９０は、短パルス発生器４４、ＢＰＦ４６等を用いていないため、伝送周波数Ｆ（チャネル）の切り替に時間を要しない。従って、伝送装置９０は、例えば、データ信号Ｄｉｎごとに伝送周波数Ｆを切り替えることができる。また、伝送装置９０は、一群のデータ信号Ｄｉｎの伝送中に、伝送周波数Ｆを切り替えることができる。

なお、第４の実施形態に係る伝送装置９０は、波形発生部６４に替えて、第３の実施形態に適用した波形発生部８２を用いても良い。これにより、伝送装置９０は、伝送周波数Ｆの切り替えに加え、伝送速度Ｔｒを可変することができる。

〔第５の実施形態〕
次に第５の実施形態を説明する。なお、第５の実施形態の基本的構成は、第３の実施形態と同じとなっている。また、第５の実施形態において第１から第４の実施形態と同一の機能部品については、第１から第４の実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図１３には、第５の実施形態に係る低周波パルス発生部１００を示す。低周波パルス発生部１００は、第３の実施形態に係る低周波パルス発生部６２Ａに替えて用いられる。低周波パルス発生部１００は、ｎ列の並列データ信号Ｄｊ（Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ）の各々に対応する波束発生部１０２を含む。波束発生部１０２は、第５の実施形態において波形生成部の一例として機能する。波束発生部１０２は、並列データ信号Ｄａに対応する波束発生部１０２Ａ、並列データ信号Ｄｂに対応する波束発生部１０２Ｂ、並列データ信号Ｄｃに対応する波束発生部１０２Ｃ、及び並列データ信号Ｄｄに対応する波束発生部１０２Ｄを含む。なお、波束発生部１０２Ａ〜１０２Ｄの基本的構成が同じであり、以下では、特に区別しない場合、波束発生部１０２として説明する。

波束発生部１０２（１０２Ａ〜１０２Ｄ）は、ＤＤＳ７２、ＬＰＦ７４、位相アキュムレータ７６、データ読出部７８、ＤＡＣ８０を含む。また、低周波パルス発生部１００は、データメモリ６６及びチャネル切替部１０４を含む。チャネル切替部１０４は、第５の実施形態において発振部の一例として機能する。

データメモリ６６及びチャネル切替部１０４は、波束発生部１０２Ａ〜１０２Ｄの各々に接続され、チャネル切替部１０４は、波束発生部１０２へ周波数ｆｃの信号を出力する。波束発生部１０２（１０２Ａ〜１０２Ｄ）は、並列データ信号Ｄｊ（Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ）に基づき、中心周波数が周波数ｆｃの低周波波束４０を含む低周波信号Ｄｊ−ｐ（Ｄａ−ｐ、Ｄｂ−ｐ、Ｄｃ−ｐ、Ｄｄ−ｐ）を生成して出力する。

周波数逓倍部３６（３６Ａ〜３６Ｄ）は、波束発生部１０２から入力される低周波信号Ｄｊ−ｐをｍ逓倍して出力する。これにより、低周波信号Ｄｊ−ｍは、周波数ｆｃの低周波波束４０が伝送周波数Ｆの波束３０に変換され、伝送信号Ｄｊ−ｐｍとして出力される。伝送信号Ｄｊ−ｐｍは、パルス合成部３８へ入力されることにより、伝送周波数Ｆの伝送信号Ｄｐｍとして出力され、伝送信号Ｄｐｍは、電力増幅されることで、送信信号ＤｐとしてＡＮＴ２０から送出される。

第５の実施形態に係る波束発生部１０２は、コントローラ１０６を含む。コントローラ１０６は、第３の実施形態に係るコントローラ８６に替えて設けられる。コントローラ１０６は、チャネル切替部１０４から入力される周波数ｆｃの信号に基づき、周波数ｆｃの低周波波束４０が生成されるように位相アキュムレータ７４を制御する。

また、低周波パルス発生部１００では、各波束発生部１０２のコントローラ１０６にデータ信号Ｄｉｎ（送信信号Ｄｐ）の伝送速度Ｔｒを指定する伝送速度データＴｄが入力される。伝送速度データＴｄは、データ信号Ｄｉｎの伝送速度Ｔｒ（伝送容量）に基づいて設定される。なお、伝送速度データＴｄは、第３の実施形態に示すように、データ信号Ｄｉｎの伝送速度と異なるものであっても良い。

コントローラ１０６は、伝送速度データＴｄに基づいて、低周波波束４０のパルス幅Ｔｗ、及び並列データ信号Ｄｊに対応する遅延時間τｊを設定する。送信信号Ｄｐの伝送速度Ｔｒは、伝送速度データＴｄにより定まり、低周波信号Ｄｊ−ｐの伝送速度Ｔｒｎは、並列数ｎと伝送速度Ｔｒから得られる。また、低周波信号Ｄｊ−ｐのシンボル時間Ｔｓは、伝送速度Ｔｒｎから得られ、並列データ信号Ｄｊの間の時間差である時間τｓは、シンボル時間Ｔｓから得られる。コントローラ１０６は、時間τｓに基づき、並列データ信号Ｄｊ（Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ）ごとの遅延時間τｊ（τａ、τｂ、τｃ、τｄ）を設定する。

コントローラ１０６は、シンボル時間Ｔｓ及び遅延時間τｊに基づいて位相アキュムレータ７４を制御することで、並列数ｎ及び伝送速度データＴｄに応じたパルス幅Ｔｗの低周波波束４０を生成する。

チャネル切替部１０４は、周波数選択部１０８及び複数の周波数シンセサイザ９８を含む。第５の実施形態において、周波数シンセサイザ９８の各々は、発振器の一例として機能する。第５の実施形態では、一例として、チャネル切替部１０４が、６０ＧHz帯において予め設定されたサブチャネルの周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４に対応する周波数ｆｃ１〜ｆｃ４の信号を発生する周波数シンセサイザ９８Ａ〜９８Ｄを含む。また、第５の実施形態では、周波数Ｆ１〜Ｆ４のサブチャネルに加え、周波数Ｆ１と周波数Ｆ２の中間の周波数Ｆ５、周波数Ｆ２と周波数Ｆ３の中間の周波数Ｆ６、及び周波数Ｆ３と周波数Ｆ４の中間の周波数Ｆ７を、サブチャネルとして設定している。

チャネル切替部１０４は、各サブチャネルの中間の周波数Ｆ５〜Ｆ７に対応する周波数ｆｃ５〜ｆｃ７の信号を発生する周波数シンセサイザ９８Ｅ〜９８Ｇを含む。周波数シンセサイザ９８Ｅは、周波数ｆｃ１と周波数ｆｃ２との中間の周波数ｆｃ５の信号を発生し、周波数シンセサイザ９８Ｆは、周波数ｆｃ２と周波数ｆｃ３との中間の周波数ｆｃ６の信号を発生する。周波数シンセサイザ９８Ｇは、周波数ｆｃ３と周波数ｆｃ４との中間の周波数ｆｃ７の信号を発生する。

例えば、サブチャネルを周波数Ｆ１＝５８．３２ＧHz、周波数Ｆ２＝６０．４８ＧHz、周波数Ｆ３＝６２．６４ＧHz、周波数Ｆ４＝６４．８ＧHzとする。周波数シンセサイザ９８Ｅは、周波数Ｆ５＝５９．４ＧHzに対応する周波数ｆｃ５（ｆｃ５＝３．７１２５ＧHz）の信号を発生する。また、周波数シンセサイザ９８Ｆは、周波数Ｆ６＝６１．５６ＧHzに対応する周波数ｆｃ６（ｆｃ６＝３．８４５７ＧHz）の信号を発生し、周波数シンセサイザ９８Ｇは、周波数Ｆ７＝６３．７２ＧHzに対応する周波数ｆｃ７（ｆｃ７＝３．９８２５ＧHz）の信号を発生する。なお、チャネル切替部１０４に設ける周波数シンセサイザ９８の数、及び各々の周波数シンセサイザ９８が発生する周波数は、一例を示すものであり、周波数シンセサイザ９８の数及び各周波数シンセサイザが発生する周波数は、任意に設定することができる。また、第５の実施形態では、各々が予め設定された周波数の信号を発生する周波数シンセサイザ９８を用いているが、発振周波数を可変とする発振器を用いても良い。

一般に、使用する周波数帯域を制限（以下、許容帯域幅Ｂｐとする）することにより、伝送信号の干渉が防止される。ここから、周波数Ｆ１〜Ｆ４のサブチャネルに対しては、許容帯域幅Ｂｐが設定されており、送信信号Ｄｐの帯域幅Ｂを許容帯域幅Ｂｐ以下（Ｂ≦Ｂｐ）とする必要がある。

隣接する２つのサブチャネルを用いることで、２つのサブチャネルに設定されている許容帯域幅Ｂｐを用いることが許容される。例えば、周波数Ｆ１、Ｆ２のサブチャネルに対する許容帯域幅Ｂｐが２ＧHzであると、伝送周波数Ｆを周波数Ｆ１と周波数Ｆ２の中間の周波数Ｆ５のサブチャネルを設定する。この周波数Ｆ５のサブチャネルの許容帯域幅Ｂｐは、周波数Ｆ１及び周波数Ｆ２のサブチャネルの許容帯域幅Ｂｐの２倍の４ＧHzとなる。

サブチャネルの周波数Ｆ１〜Ｆ４の何れか一つのサブチャネルを用いる場合、帯域幅Ｂが２ＧHz以下となり、伝送速度Ｔｒが２ＧHz以下となる。これに対して、周波数Ｆ１〜Ｆ４のサブチャネルの帯域内で周波数Ｆ５〜Ｆ７のサブチャネルを設定し、隣接する周波数Ｆ１〜Ｆ４のうちの連続する２つのサブチャネルを用いることで、帯域幅Ｂが４ＧHzまで広げ、伝送速度Ｔｒを４ＧHz（２・Ｂｐ）まで高めることができる。

コントローラ１０６は、データ信号Ｄｉｎの伝送速度データＴｄが入力されることで、伝送速度データＴｄに応じて、周波数ｆｃを設定する。例えば、コントローラ１０６は、伝送速度データＴｄに基づいて、データ信号Ｄｉｎの伝送に必要な帯域幅Ｂを設定する。また、コントローラ１０６は、設定した帯域幅Ｂが周波数Ｆ１〜Ｆ４のサブチャネルに設定されている許容帯域幅Ｂｐ以下（Ｂ≦Ｂｐ）であれば、周波数ｆｃとして周波数ｆｃ１〜ｆｃ４の何れかに設定する。コントローラ１０６は、設定した帯域幅Ｂが周波数Ｆ１〜Ｆ４のサブチャネルに設定されている許容帯域幅Ｂｐを超え、かつ許容帯域幅Ｂｐの２倍（２・Ｂｐ）以下（Ｂｐ＜Ｂ≦２・Ｂｐ）であれば、周波数ｆｃとして周波数ｆｃ５〜ｆｃ７の何れかに設定する。

なお、周波数ｆｃ１〜ｆｃ４、又は周波数ｆｃ５〜ｆｃ７の間での周波数ｆｃの設定は、予め優先順位を設定しておいて、優先順位に基づいて設定しても良く、予め設定した順番で順に設定するなどの任意の設定方法を適用することができる。また、周波数Ｆ１〜Ｆ４のサブチャネルの使用状況を監視するなどし、周波数Ｆ１〜Ｆ４のサブチャネルから使用されていないサブチャネル（空きチャネル）を用いるように、周波数ｆｃ１〜ｆｃ４又は周波数ｆｃ５〜ｆｃ７を設定するようにしても良い。

コントローラ１０６は、周波数ｆｃを設定すると、設定した周波数ｆｃに対応するチャネル指定信号Ｃｓを設定する。また、コントローラ１０６は、設定したチャネル指定信号Ｃｓを、チャネル切替部１０４へ出力する。チャネル切替部１０４は、チャネル指定信号Ｃｓが入力されることで、周波数選択部１０８が、チャネル指定信号Ｃｓで指定された周波数を発生する周波数シンセサイザ９８を選択する。チャネル切替部１０４は、周波数選択部１０８が選択した周波数シンセサイザ９８により発生される周波数（周波数ｆｃ１〜ｆｃ７）の信号を、周波数ｆｃの信号として、低周波パルス発生部１０２へ出力する。

これにより、低周波パルス発生部１００は、データ信号Ｄｉｎの伝送速度Ｔｒに応じた帯域幅Ｂの送信信号Ｄｐを生成するための低周波信号Ｄｊ−ｐを生成することができる。この低周波信号Ｄｊ−ｐに対して周波数逓倍、パルス合成及び電力増幅を行うことで、適切な帯域制限を施した送信信号Ｄｐが得られ、データ信号Ｄｉｎを効率的に伝送することができる。

したがって、低周波パルス発生部１００は、データ信号Ｄｉｎの伝送速度Ｔｒに応じた伝送周波数Ｆ及び帯域幅Ｂの送信信号Ｄｐが得られる低周波波束４０を生成することができ、伝送速度Ｔｒに応じたデータ信号Ｄｉｎの効率的な伝送が可能となる。また、低周波パルス発生部１００は、ＤＤＳ機能を用いて低周波波束４０を発生するので、ＢＰＦが不要となり、周波数ｆｃの切り替えが容易となる。

なお、コントローラ１０６は、帯域幅Ｂがサブチャネルに設定されている許容帯域幅Ｂｐの２倍（２・Ｂｐ）を超え、かつ、３倍（３・Ｂｐ）以下（２・Ｂｐ＜Ｂ≦３・Ｂｐ）であれば、周波数ｆｃとして周波数ｆｃ２又は周波数ｆｃ３に設定しても良い。これにより、周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３に対応するサブチャネル、又は周波数Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４に対応するサブチャネルを用いたデータ信号Ｄｉｎの伝送を行うことができる。また、コントローラ１０６は、帯域幅Ｂがサブチャネルに設定されている許容帯域幅Ｂｐの３倍（３・Ｂｐ）を超え、かつ、４倍（４・Ｂｐ）以下（３・Ｂｐ＜Ｂ≦４・Ｂｐ）であれば、周波数ｆｃとして周波数ｆｃ６に設定しても良い。これにより、周波数Ｆ１〜Ｆ４の４つのサブチャネルを用いたデータ信号Ｄｉｎの伝送を行うことができる。

開示の技術は、上記実施の形態に記載に限らず、各部分が目的とする機能を含む形態であれば良い。また、本明細書に記載された全ての特許出願及び特許出願に開示される技術文献は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に、参照により取り込まれる。

開示の技術は、以下の付記を含む。

（付記１）
直列に伝送する直列データ信号を複数列の並列データ信号に変換する直並列変換部と、
前記並列データ信号の各々について、複数の周波数成分を含むパルスから所定の周波数及び周波数帯域幅で抽出したパルス波形の低周波波束を生成する低周波波束生成部と、
前記並列データ信号の各々に対して前記低周波波束を所定の逓倍数で周波数逓倍することにより、前記周波数を伝送周波数に変換した波束を生成する周波数逓倍部と、
前記伝送周波数の波束に変換された前記並列データ信号の各々を合成して、前記直列データ信号に基づいた伝送信号を生成する合成部と、
を含むインパルス無線伝送装置。

（付記２）
前記伝送信号に対して無線伝送に必要な電力に増幅する電力増幅部を含む付記１記載のインパルス無線伝送装置。

（付記３）
前記直並列変換部が、並列数ｎ（ｎは２以上の整数）の並列データ信号に変換し、
前記周波数逓倍部が、前記並列数ｎに基づいて設定した逓倍数ｍで逓倍する、付記１又は付記２記載のインパルス無線伝送装置。

（付記４）
前記並列数ｎに対して、前記逓倍数ｍをｍ＝ｎ^２としている、付記３記載のインパルス無線伝送装置。

（付記５）
前記直並列変換部が、並列数ｎ（ｎは２以上の整数）の並列データ信号に変換し、
前記周波数逓倍部が、前記並列数ｎに基づいてｍ＝ｎ^２として設定された逓倍数ｍで逓倍する、付記１又は付記２記載のインパルス無線伝送装置。

（付記６）
前記合成部による合成に先立って、前記並列データ信号の各々の間に所定の時間差が生じるように遅延させる遅延部を含む、
付記１から付記５の何れかに記載のインパルス無線伝送装置。

（付記７）
前記遅延部は、前記伝送信号の伝送速度Ｔｒ（bps）、及び前記並列数ｎに基づき、ｊ列目（ただし、ｊは、１≦ｊ≦ｎ）の前記並列データ信号に対する遅延時間τｊ（sec）を、
τｋ＝（ｋ−１）／（ｎ×（１／Ｔｒ））
とする、付記６記載のインパルス無線伝送装置。

（付記８）
前記低周波波束生成部は、
前記並列データ信号のデータ値に基づいて前記パルスを発生するパルス発生器と、
前記周波数及び周波数帯域幅が、前記伝送周波数、及び前記周波数逓倍部の前記逓倍数に基づいて設定され、前記パルスが通過することで前記低周波波束を生成するバンドパスフィルタと、
を含む付記１から付記７の何れかに記載のインパルス無線伝送装置。

（付記９）
前記低周波波束生成部は、
前記低周波波束に対応する波形データを記憶する記憶部と、
前記周波数の信号を発生する発振部と、
前記並列データ信号の各々について、前記発振部が発生する前記周波数及び前記波形データに基づき前記低周波波束を生成する波形生成部と、
を含む付記１から付記７の何れかに記載のインパルス無線伝送装置。

（付記１０）
前記伝送信号の伝送速度を設定する設定部を含み、前記波形生成部が前記設定部で設定された前記伝送速度に応じた前記周波数帯域幅の前記低周波波束を生成する、付記９記載のインパルス無線伝送装置。

（付記１１）
前記発振部が、
互いに異なる周波数の信号を発生する複数の発振器と、
前記異なる周波数から何れか一つの周波数を選択して出力する周波数選択部と、
を含む付記１０記載のインパルス無線伝送装置。

（付記１２）
複数の前記周波数の各々に対応する前記伝送周波数に設定された許容帯域幅、及び前記直列データ信号の伝送速度に基づいて前記周波数を設定する周波数設定部を含み、
前記周波数選択部が前記周波数設定部で設定された前記周波数の信号を出力する、付記１１記載のインパルス伝送装置。

（付記１３）
前記低周波波束が、ガウシアンパルスである付記１から付記１２の何れかに記載のインパルス無線伝送装置。

（付記１４）
直列に伝送する直列データ信号を複数列の並列データ信号に変換し、変換した前記並列データ信号の各々について、複数の周波数成分を含むパルスから所定の周波数及び周波数帯域幅で抽出したパルス波形の低周波波束を生成し、
前記並列データ信号の各々に対して前記低周波波束を所定の逓倍数で周波数逓倍することにより、前記周波数を伝送周波数に変換した波束を生成し、
前記伝送周波数の波束に変換された前記並列データ信号の各々を合成して、前記直列データ信号に基づいた伝送信号を生成する、
ことを含む伝送信号の生成方法。

（付記１５）
前記データ信号を並列数ｎの前記並列データ信号に変換し、
前記並列数ｎに基づいてｍ＝ｎ^２として設定された逓倍数ｍで逓倍する、
ことを含む付記１４記載の伝送信号の生成方法。

（付記１６）
前記並列データ信号のデータ値に基づいて前記パルスを発生し、
前記周波数及び周波数帯域幅が、前記伝送周波数、及び前記周波数逓倍部の前記逓倍数に基づいて設定したバンドパスフィルタを用いて前記パルスから前記低周波波束を生成する、
ことを含む付記１４又は付記１５記載の伝送信号の生成方法。

（付記１７）
発振部により発振した周波数、及び予め記憶された前記低周波波束に対応する波形データを用い、デジタル波形生成により前記並列データ信号の各々について前記低周波波束を生成する、
ことを含む付記１４又は付記１５記載の伝送信号の生成方法。

（付記１８）
前記発振部により異なる複数の周波数を発生し、
前記異なる周波数から選択した周波数に基づいて前記低周波波束を生成する、
ことを含む付記１７記載の伝送信号の生成方法。

（付記１９）
複数の前記周波数の各々に対応する前記伝送周波数に設定された許容帯域幅、及び前記直列データ信号の伝送速度に基づいて選択する前記周波数を設定し、
前記設定された前記周波数に基づいて前記低周波波束を生成する、
ことを含む付記１８記載の伝送信号の生成方法。

１０ インパルス無線通信装置
１２、６０、９０ 伝送装置
１４ 受信装置
１６、１６Ａ 伝送信号生成部
３０ 波束
３２ 直並列変換部
３４（３４Ａ〜３４Ｄ） 低周波パルス発生部
３６（３６Ａ〜３６Ｄ） 周波数逓倍部
３８ パルス合成部
４０ 低周波波束
４２（４２Ａ〜４２Ｄ） 遅延回路
４４ 短パルス発生器
４６ ＢＰＦ
４８ 短パルス
６２、６２Ａ、９２、１００ 低周波パルス発生部
６４（６４Ａ〜６４Ｄ）、８２（８２Ａ〜８２Ｄ）、１０２（１０２Ａ〜１０２Ｄ） 波束発生部
６６ データメモリ
６８、９８（９８Ａ〜９８Ｇ） 周波数シンセサイザ
７０、８６、１０６ コントローラ
７２ ＤＤＳ
８４ バッファ部
９４、１０４ チャネル切替部
９６、１０８ 周波数選択部

Claims (15)

1. 直列に伝送する直列データ信号を複数列の並列データ信号に変換する直並列変換部と、
   前記並列データ信号の各々について、複数の周波数成分を含むパルスから所定の周波数及び周波数帯域幅で抽出したパルス波形の低周波波束を生成する低周波波束生成部と、
   前記並列データ信号の各々に対して前記低周波波束を所定の逓倍数で周波数逓倍することにより、前記周波数を伝送周波数に変換した波束を生成する周波数逓倍部と、
   前記伝送周波数の波束に変換された前記並列データ信号の各々を合成して、前記直列データ信号に基づいた伝送信号を生成する合成部と、
   を含むインパルス無線伝送装置。
2. 前記伝送信号に対して無線伝送に必要な電力に増幅する電力増幅部を含む請求項１記載のインパルス無線伝送装置。
3. 前記直並列変換部が、並列数ｎ（ｎは２以上の整数）の前記並列データ信号に変換し、
   前記周波数逓倍部が、前記並列数ｎに基づいて設定した逓倍数ｍで逓倍する、請求項１又は請求項２記載のインパルス無線伝送装置。
4. 前記並列数ｎに対して、前記逓倍数ｍを、ｍ＝ｎ^２としている、請求項３記載のインパルス無線伝送装置。
5. 前記合成部による合成に先立って、前記並列データ信号の各々の間に所定の時間差が生じるように遅延させる遅延部を含む、
   請求項１から請求項４の何れか１項記載のインパルス無線伝送装置。
6. 前記低周波波束生成部は、
   前記並列データ信号のデータ値に基づいて前記パルスを発生するパルス発生器と、
   前記周波数及び周波数帯域幅が、前記伝送周波数、及び前記周波数逓倍部の前記逓倍数に基づいて設定され、前記パルスが通過することで前記低周波波束を生成するバンドパスフィルタと、
   を含む請求項１から請求項５の何れか１項記載のインパルス無線伝送装置。
7. 前記低周波波束生成部は、
   前記低周波波束に対応する波形データを記憶する記憶部と、
   前記周波数の信号を発生する発振部と、
   前記並列データ信号の各々について、前記発振部が発生する前記周波数及び前記波形データに基づき前記低周波波束を生成する波形生成部と、
   を含む請求項１から請求項５の何れか１項記載のインパルス無線伝送装置。
8. 前記発振部が、
   互いに異なる周波数の信号を発生する複数の発振器と、
   前記異なる周波数から何れか一つの周波数を選択して出力する周波数選択部と、
   を含む請求項７記載のインパルス無線伝送装置。
9. 複数の前記周波数の各々に対応する前記伝送周波数に設定された許容帯域幅、及び前記直列データ信号の伝送速度に基づいて前記周波数を設定する周波数設定部を含み、
   前記周波数選択部が前記周波数設定部で設定された前記周波数の信号を出力する、
   請求項８記載のインパルス伝送装置。
10. 直列に伝送する直列データ信号を複数列の並列データ信号に変換し、変換した前記並列データ信号の各々について、複数の周波数成分を含むパルスから所定の周波数及び周波数帯域幅で抽出したパルス波形の低周波波束を生成し、
    前記並列データ信号の各々に対して前記低周波波束を所定の逓倍数で周波数逓倍することにより、前記周波数を伝送周波数に変換した波束を生成し、
    前記伝送周波数の波束に変換された前記並列データ信号の各々を合成して、前記直列データ信号に基づいた伝送信号を生成する、
    ことを含む伝送信号の生成方法。
11. 前記データ信号を並列数ｎの前記並列データ信号に変換し、
    前記並列数ｎに基づいてｍ＝ｎ^２として設定された逓倍数ｍで逓倍する、
    ことを含む請求項１０記載の伝送信号の生成方法。
12. 前記並列データ信号のデータ値に基づいて前記パルスを発生し、
    前記周波数及び周波数帯域幅が、前記伝送周波数、及び前記周波数逓倍部の前記逓倍数に基づいて設定したバンドパスフィルタを用いて前記パルスから前記低周波波束を生成する、
    ことを含む請求項１０又は請求項１１記載の伝送信号の生成方法。
13. 発振部により発振した周波数、及び予め記憶された前記低周波波束に対応する波形データを用い、デジタル波形生成により前記並列データ信号の各々について前記低周波波束を生成する、
    ことを含む請求項１０又は請求項１１記載の伝送信号の生成方法。
14. 前記発振部により異なる複数の周波数を発生し、
    前記複数の周波数から選択した周波数に基づいて前記低周波波束を生成する、
    ことを含む請求項１３記載の伝送信号の生成方法。
15. 複数の前記周波数の各々に対応する前記伝送周波数に設定された許容帯域幅、及び前記直列データ信号の伝送速度に基づいて選択する前記周波数を設定し、
    前記設定された前記周波数に基づいて前記低周波波束を生成する、
    ことを含む請求項１４記載の伝送信号の生成方法。
    

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