JPH01503188A - パルス通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 パルス中継器を使用した多重周波数 ！！！線システム 技術分野 本発明は、一般にパルス中継器を採用した無線システムに関し、ざらに詳しくは 、２つ以上の周波数で動作する能力を有するパルス中継器を利用した多重周波数 無線システムに関する。

背景技術 パルス中継器を採用した無線システムは、本発明の発明者に対して付与された米 国特許第３，８２５，８２９＠に゛開示されている。この従来の発明は、パルス 中継器のフィールドを通してパルスを伝達するシステムを開示している。

パルスを伝達した後、各中継器は、ある時間間隔空白になり、その間に別のパル スを繰り返すことができないことによって、システムの持続的な自己発撮を防止 する。従来技術のシステムで有効となるビット・レートはこの空白間隔で制限さ れ、この間隔は、どの特定のシステムを実行する場合においてもその最大伝達遅 延によって決定される。

発明の開示 パルス中継器を採用したこの無線システムは、複数の周波数においてパルスを繰 り返す能力を有し、それによって単一周波数のシステムと比較して、動作のビッ ト・レートおよびシステムの処理能力を高める。

パルス通信システムは、複数のパルス中継器を有し、連鎖反応的にパルス信号を 送受信する。各中継器は、周波数制御手段を有し、送信周波数および受信周波数 のシーケンスの１つを選択する。周波数制御手段は、１つのパルスを受信した後 、別の周波数で次のパルスを受信および送信するため、送信周波数および受信周 波数の１つを変更する。

本発明の１つの面として、パルス中継器はパルス信号を号の存在を検出するため 、受信手段に接続される。送信手段は検波手段に応答し、パルス信号の検出にも とづいてパルス信号を送信する。周波数制御手段は、一連の動作周波数の中の１ つを選択し、その結果、各パルスは、前のパルスと異なった周波数で受信および 送信される。

本発明の別の面として、パルス送受信機が、パルス信号を受信および送信するた めに設けられる。周波数制御手段は、各パルスを送信した後、送信周波数を変更 し、各パルスを受信した後、受信周波数を変更する。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明によるシステムに使用される中継器の機能ブロック図である。

第２図は、第１図に示す２つの周波数で動作する中継器において使用する周波数 制御器の概略電気図である。

第３図は、第１図で示したパルス中継器において多重周波数の動作で使用する周 波数制御器の概略電気図である。

第４図は、本発明による通信システムで使用する送受信機のブロック図である。

第５図は、第４図で示した中継器において２つの周波数の動作で使用する周波数 制御器の概略電気図である。

第６図は、多重周波数の動作で使用するために第４図で示した送受信機において 使用する周波数制御器の概略電気図である。

第７八図ないし第７Ｇ図は、２つの周波数の動作で使用するために、第１図で示 した中継器において使用する種々のタイミング・チャートを示す。

第８図は、本発明による代表的な無線システムのブロック図である。

発明を実施するための最良の形態 中継器および可搬機器（送受信機）の動作を含むパルス中継器を利用した無線シ ステムの基本的な動作は、米国特許第３．８２５，８２９号に述べられており、 その開示内容は、その全体が明らかになるような形で、参考として本明細書に含 まれている。複数の周波数でパルスを繰り返す本発明のシステムの動作は以下で 説明されるが、このシステムのビット・レートおよび処理能力を高めるため、上 記のパルスは一連のまたは連続するパルスによって構成される。

図面を参照し、なお先ず第１図を参照して、中継器１゜はアンテナ１１を有し、 このアンテナ１１は、中継器の受信機部および送信機部間でアンテナを切り替え るための送受信スイッチとして機能するＲＦスイッチ１２に接続されていること が理解できる。ＲＦスイッチ１２の受信出力は、受信手段によって構成されるパ ルス受信機１３に接続されて、これは一連の局部発振器すなわちそれぞれ１４． １５および１６として示されるり、０．害１．　Ｌ、０．１２＃ヨヒＬ、０．＃ １ｌＩｋ：よって選択的に制御される周波数を有する。各局部発振器１４〜１６ は、受信周波数を選択するため、パルス受信機１３に異なる周波数を供給する。

使用される局部発振器の数は、中継器１０の動作周波数の数によって決まり、そ して少なくとも２つの周波数で動作する、ため、少なくとも２つの局部発振器が 含まれる。個々の局部発振器を使用ことなく、局部発振器の信号を供給する別の 手段として、技術上周知の周波数シンセサイザを使用することもできる。

パルス受信機１３の出力は、検波手段によって構成される決定アンプ２０に加え られ、これは何時パルスが受信されたかを決定するために使用される。決定アン プ２０は、第７Ａ図の高レベルの信号として示されるパルスが受信されると、遅 延発振器２１、周波数制御器２２、パルス発生器２３およびキー入力回路２４を 動作させるため、出力パルスを供給する。遅延発振器２１は、パルスが送信され ている間、第７Ｄ図に示されるように、パルス受信機１３に空白を与えるための 出力信号を供給する。周波数制御手段によって構成される周波数制御器２２は、 中継器の受信周波数を決定する局部発振比１４〜１６を選択するために使用され る。パルス発生器２３は、送信のために第７Ｅ図に示すパルス信号を供給する。

キー入力回路２４は、中継器１０の送信部にアンテナ１１を切替えるＲＦスイッ チ１２を動作させるため、および送信手段によって構成されるパテナ１１にパル スを送信するために使用される。

パルス発生器２３のパルス出力は、パルスの立下り端で周波数制御器を動作させ るため、周波数制御器２２に接続されているインバータ２６へも供給される。送 信発振器Ｔ、０．＄１．丁、０．ｆｉ２．およびＴ、　０．　：３．３０〜３２ は、周波数制御器２２およびパルス送信機２５にそれぞれ接続される。

送信発振器３０〜３２は、送信器パルスの送信周波数を決定するのに使用される 。送信発振器３０〜３２は、局部発振器１４〜１６で決定された受信周波数に相 当する送信周波数を供給する。送信発振器の数は、中継器１０の動作周波数の数 で決定される。もし希望するならば、周波数シンセサイザまたは他の従来の手段 を用いて送信発振器周波数を発振してもよい。

次に第２図を参照して、中継器１０が２つの周波数で動作する場合の周波数制御 器２２の回路が示されている。２つの動作周波数に対して、局部発振器１４と１ ５および送信発振器３０と３１のみが使用されることが理解できる。

決定アンプ２０の出力は、Ｄフリップ・フロップ３５のＣ入力（クロック）に接 続され、このフリップ・フロップはトグル動作を行なうためにＣ出力に接続され たＤ入力を有する。フリップ・フロップ３５のＱ出力は、局部発振器１４に接続 され、Ｃ出力は、局部発振器１５に接続される。

フリップ・７０ツブ３５のＱおよびＱ出力は、それぞれ第７Ｂ図および第７Ｃ図 の波形によって示される。これらの波形は、２つの局部発振器１４および１５の 動作状態もまた示す。フリップ・フロップ３５の高レベルの出力に連動する局部 発振器１４または１５は、パルス受信機１３の受信周波数を決定するために動作 させられる。

フリップ・フロップ３５のＱ出力は、第２・Ｄフリップ・７０ツブ３６のＤ入力 にも接続され、このＤフリップ・フロップ３６は、送信発振器３０に接続された Ｑ出力および送信発振器３１に接続されたＱ出力を有する。このＤフリップ・フ ロップ３６のクロック入力は、インバータ２６を経由してパルス発生器２３の出 力に接続される。フリップ・フロップ３６のＱａよびＱ出力の波形は、それぞれ 、第７Ｆ図および第７Ｇ図に示される。これらの波形は、また２つの送信発振器 ３０および３１の動作状態も示している。

決定アンプ２０からの出力パルスによって示されるように、パルス受信機１３に よってパルスが受信されるまでフリップ・７０ツブ３５および３６の出力は同じ であることが理解できる。すなわち、両方のＱ出力が同じであり、両方のＱ出力 が同じであるから、その結果、パルス受信機１３およびパルス送信機２５は同じ 周波数である。パルスが受信されると、決定アンプ２０からの出力パルスはフリ ッ、プ・フロップ３５のＣ入力に加えられ、フリップ・フロップ３５をトグルす る、すなわち、その出力を反転させる。

フリップ・フロップ３６はこの時クロックを与えられていないので影響を受けな い。パルス発生器２３は、送信するパルスを最初に発振する。パルス発生器２３ からのパルスの立下り端は、インバータ２６からの立上り端として現れ、フリッ プ・フロップ３６をクロックし、その出力を７リツプ・フロップ３５の出力と同 じ状態に設定する。

第２図の周波数制御回路は２つの周波数パルスを有する中継器に特に有効である のに対し、３つ以上の動作周波数には、第３図に図示したような異なった装置を 利用しなくてはならない。第３図の周波数制御器は、中継器１０の動作周波数の 数に対応するＮに等しい数の出力を有するシフト・レジスタ４０を有する。単一 の高レベルとの出力は、シフト・レジスタを通して出力から出力ヘシフトされ、 その結果、決定アンプ２０からの各クロック・パルスに対して連続する次の出力 は高レベルとなる。シフト・レジスタ４０の第１出力は、局部発振器１４に接続 され、第２出力は局部発振器２に接続され、そしてＮ番目迄連続する出力は、局 部発振器１６のような関連する局部発振器に接続される。

シフト・レジスタ４０の各出力は、また関連するＤフリップ・フロップのＤ入力 に接続される。この場合、フリップ・フロップ４１は出力１に接続され、フリッ プ・７０ツブ４２は出力２に接続され、フリップ・７０ツブ４３は出力Ｎに接続 される。フリップ・フロップ４１〜４３のＱ出　。

力は、それぞれ関連する送信発振器３０〜３２に接続される。フリップ・フロッ プ４１〜４３のクロック入力は、−緒に結合され、インバータ２６の出力に接続 される。

パルスが受信されると、決定アンプ２０の出力は高しベを変更し、したがって、 受信周波数を変更する。選択された送信発振器は、送信機パルスが送られた後ま で変更されないが、これは、Ｄフリップ・フロップ４１〜４３のクロック入力が 全てインバータ２６を介してパルス発振器２３の出力で制御されているからであ る。一度フリップ・フロツブ４１〜４３がクロックされると、関連する一組の局 部および送信発振器は再び選択され、これによって中継器１０に対して同じ受信 および送信周波数を選択する。

パルス送受信器５０は、第４図に図示されている。パルス送受信器５０は、パル ス中継器１０の部品と同等または全く同一の多数の部品を含む。アンテナ５１は 、ＲＦスイッチ５２を経由して送受信機５０の送信機部および受信機部間を選択 的に切り替えられる。アンテナ５１から受信された信号は、受信手段として構成 されるパルス受信機５３に供給され、その出力は検波手段として構成される決定 アンプ５４に接続される。決定アンプ５４の出力は、周波数制御手段として構成 される周波数制御器５５および復調器５９に接続される。クロック回復回路５３ の入力はパルス受信機５３の出力に接続され、また出力は復調器５９に接゛続さ れる。

復調器５９の出力は、アンプ５７、選択的に呼び出されるスケルチ回路６０およ びＡＮＤゲート６１に供給される。

ＡＮＤゲート６１の他方の入力は、選択的に呼び出されるスケルチ回路６０の出 力に接続される。ＡＮＤゲート６１の出力６２は、送受信機５０のデータ出力線 である。送受信機５０の音声出力は、音声増幅器５７に接続されたスピーカ５８ によって供給される。

送受信機５０で送信されるデータは、データ・ソース６５または変調器６７を経 由してマイクロホン６６からパルス発生器７０に供給することができる。パルス 発生器７０の出力は、送信手段として構成されるパルス送信機７１に接続され、 パルス送信機７１はＲＦスイッチ５２に接続される。キー入力回路７３は、送話 押しボタン・スイッチ（図示されていない）によって動作される。キー入力回路 ７３は、ＲＦスイッチ５２、パルス送信機７１、クロック回路７４を動作させる 。クロック７４の出力は、変調器６７に供給されマイクロホン６６からの音声を パルス信号に変換するのに使用される。

パルス発生器７０の出力はまた、インバータ８０を介して周波数制御器５５にも 供給される。中継器１０と同様に、周波数制御器５５の出力も局部発振器１．２ 、みよびＮ、８１〜８３にそれぞれに接続され、送信発振器番号１．２、および Ｎ、８４〜８６にそれぞれ接続される。周波数制御器５５は、送受信機の受信お よび送信周波数を制御するため、受信器発振器および送信器発振器両方の選択を 制御する。

第５図は、２つの周波数での動作のための周波数制御器５５の回路を示している 。この周波数制御器は、１つのＯＲゲート９０を有し、このゲートは、決定アン プ５４の出力に接続された１つの入力を有する。インバータ８０の出力は、ワン ・ショット回路９１に接続され、その入力に供給される各立上りパルスに対して 単一のパルスを出力する。

その出力は、ＯＲゲート９０の他方の入力に接続される。

ＯＲゲート９０の出力は、Ｄフリップ・フロップ９２のＣ入力に接続される。こ のＤフリップ・フロップは、そのＱ出力を自分のＤ入力に戻し、トグル動作を行 うように構成される。フリップ・７０ツブ９２のＱ出力は、局部発振器８１およ び送信発振器８４の両方を動作させる。フリップ・フロップ９２のＱ出力は、局 部発振器８２および送信発振器８５の両方を動作させる。

受信期間中、パルスを受信すると、決定アンプ５４はＯＲゲート９０にパルスを 供給し、これによって７リツプ・フロップ９２にクロックを与えトグル動作を行 わせ、受信周波数を切り替えるためにその出力を切り替える。送信期間中、パル ス発生器７０からの各パルスの立下がり端において、インバータ８０が、ワン・ ショット９１に立上がり端を供給すると、ワンショット９１はＯＲゲート９０に パルスを供給し、フリップ・７０ツブ９２をクロックして送受信機の動作周波数 を変更する。

３つ以上の周波数での動作の場合、周波数制御器５５は異なった回路を利用しな くてはならない。第６図は、多重すなわちＮ周波数で動作可能な回路を示し、こ こでＮは２以上の整数である。図示したように、決定アンプ５４からの出力は、 ＯＲゲートの入力の一方に供給される。インバータ８０の出力は、ワンショト回 路９４を経由してＯＲゲート９３の他方の入力に接続される。ＯＲゲート９３の 出力は、シフト・レジスタ９５のクロック人力Ｃに供給される。中継器１０のシ フト・レジスタ４０と同様に、シフト・レジスタ９５はＮ台の送信発振器および Ｎ台の受信発搬器を制！！Ｉするため、単一の高レベルの出力を伝達するのに利 用される。その第１出力は、局部発振器８１および送信発振器８４に接続され、 その第２出力は、局部発振器８２および送信発振器８５に接続され、Ｎ番目の出 力は、局部発振器８３および送信発振器８６に接続される。

動作中、シフト・レジスタ９５の第１出力が高レベルであり、かつクロックパル スが受信されると、第１出力は低レベルになり、第２出力は高レベルになる。シ フト・レジスタ９５の高レベルの出力は、受信された連続する各クロックパルス および全ての送信されるパルスの立下がり端に対して、１つの位置だけシフトす る。シフト・レジスタ９５のＮ出力は、シフト・レジスタを介して単一の高レベ ルの出力を再循環させるため、その入力に戻される。送受信１５０の動作周波数 は、各パルスが送信された後または各パルスが受信された後でシフトされる。

第８図を参照して、ここには、パルス中継器１０およびパルス送受信機５０の代 表的な応用例が図示しである。図示したように、システムのサービス区域をカバ ーするために複数のパルス中継器１０を分散配置している。個々の送受信機５０ は、システム内で情報を送信および受信することができるように所望の場所に位 置される。

動作中、送受信機５０の１つは最初の周波数に対してシステムにパルスを導入す る。このパルスは、最奇りの一つ以上の中継器１０で拾われ、中継器１０のフィ ールドを通って伝達するために同じ周波数のものが中継器１０によって再送信さ れる。送受信１５０がパルスに対して送信を行った後、送受信機５０はパルスを 繰り返した後、各中継器１０が行うように、次の周波数に切り替わる。最初のパ ルスが送受信機５０から離れた位置にある他の中継器１０を介してまだ繰り返さ れている間に、送受信機５０は、第２周波数に対して第２パルスをシステムに導 入することができる。多重周波数の利用は、システムにおいて同時に複数のパル スを伝達することを可能にする点で評価されるであろう。例えば、仮に３つの周 波数を利用すると、最初の送受信１１５０から最も遠くに位置する中継器は、中 間に位置する中継器が第２周波数でパルスを繰り返している間に、第１周波数に 対して第１パルスを繰り返すことができ、そして送信機５０およびその近くの中 継器１０は、第３周波数で動作することができる。このように、本システムは、 単一の周波数を利用したシステムに対し処理能力に関して実質的に有利である。

本実施例では無線システムとして構成されているが、超音波、赤外線または光の パルスを用いることも可能である。

国際調査報告 ＡＮＮＤＣτＯＴＥＸ　Ｉｈ”１ＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲごＩｆ　ＦＪＣ ＰＯＲＴ　ＯＮ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．パルス通信システムにおいて、前記のシステムは：パルス信号を受信および 送信するための複数のパルス中継器によって構成され、前記中継器の各々は、前 記中継器の送信周波数および受信周波数のシーケンスの１つを選択する周波数制 御手段を有し、前記周波数制御手段は、別の周波数で次のパルスを受信および送 信するため、全てのパルスを受信した後に、送信周波数および受信周波数を変更 することを特徴とするパルス通信システム。
2. ２．パルス信号を受信する受信手段； 前記受信手段に接続され、パルス信号の存在を検出する検波手段； 前記検波手段に接続されてこれに応答し、前記パルス信号の検出によって、パル ス信号を送信する送信手段：および 前記受信手段および前記送信手段の動作周波数のシーケンスの１つを動作上選択 する周波数制御手段であって、受信された周波数で各受信パルスを送信するため 、前記送信手段の動作周波数を選択すると共に、各パルスを受信した後、異なっ た受信周波数を選択する上記の周波数制御手段；によって構成されることを特徴 とするパルス中継器。
3. ３．パルス信号を受信する受信手段： パルス信号を送信する送信手段：および前記受信手段および前記送信手段の動作 周波数を選択する周波数制御手段であって、各パルスを受信した後、前記受信手 段の動作周波数を変更し、各パルスを送信した後、前記送信手段の動作周波数を 変更する前記周波数制御手段；によって構成されることを特徴とするパルス送受 信機。
4. ４．パルス信号を受信する受信手段： パルス信号を送信する送信手段；および前記受信手段および前記送信手段の動作 周波数を選択する周波数制御手段であって、各パルスを受信した後、および各パ ルスを送信した後、前記送信手段および前記受信手段の動作周波数を変更する前 記周波数制御手段：によって構成されることを特徴とするパルス送受信機。