KR100965680B1

KR100965680B1 - 무선 수신 장치 및 무선 수신 방법

Info

Publication number: KR100965680B1
Application number: KR20087008190A
Authority: KR
Inventors: 아츠시 오키타; 사토시 스기노; 마사노리 하야시
Original assignee: 파나소닉 전공 주식회사
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2010-06-24
Also published as: JP2007089053A; EP1940036A1; US20090154526A1; US7940863B2; KR20080065608A; WO2007034956A1; EP1940036A4; EP1940036B1

Abstract

본 발명의 수신 무선 장치(1)는, 소정의 주기로 펄스 형상의 신호를 갖는 무선 신호를 수신하는 무선 수신 장치(1)로서, 무선 신호가 수신되어 있지 않은 상태에 있어서 수신된, 상기 주기를 복수의 구간으로 분할한 구간마다의 신호 레벨에 기초하여, 통신 중에 수신된 구간마다의 신호 레벨을 각각 보정한다. 이 보정에 의해서, 본 발명의 수신 무선 장치(1)는, 주기성을 갖는 노이즈의 영향을 저감할 수 있고, 통신의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

무선 수신 장치 및 무선 수신 방법{RADIO RECEIVING APPARATUS AND RADIO RECEIVING METHOD}

본 발명은, 울트라 와이드 밴드 통신의 무선 신호를 수신하는 무선 수신 장치 및 무선 수신 방법에 관한 것이다.

최근, 고속 무선 전송 방식의 하나로서, 울트라 와이드 밴드(UWB：Ultra Wide Band) 통신 방식이 주목받고 있다. 이 UWB 통신 방식은, 소정의 주기 타이밍으로 동기한 펄스 신호로 이루어지는 펄스열을 이용해 초광대역인 통신을 행하는 것이다. UWB 통신의 한 종류로서, 반송파를 이용하지 않고, 예를 들면 펄스폭이 1nsec 이하 등의 매우 미세한 펄스 신호로 이루어지는 펄스열을 이용해 통신을 행하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2 참조.).

도 18은, 배경 기술에 관한 UWB 통신의 무선 수신 장치(1000)를 나타낸 블록도이다. 도 18에 나타낸 무선 수신 장치(1000)는, UWB 통신에 의한 무선 송신 장치로부터 보내져 온 UWB 통신 신호를 수신하는 안테나(1001)와, 안테나(1001)에서 수신된 UWB 통신 신호를 증폭하는 앰프(1002)와, 제어부(1005)로부터 출력된 시계열상의 소정의 타이밍을 나타내는 템플릿 신호(Sx)에 기초해 앰프(1002)로 증폭된 신호(Sy)를 적분함으로써, 템플릿 신호(Sx)와, 신호(Sy)의 상관을 나타내는 적분 전압(Sz)을 생성하는 적분 회로(1003)와 그 적분 전압(Sz)을 디지털값으로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(이하, 「AD변환기」라고 약기한다.)(1004)와, AD변환기(1004)에서 얻어진 상관값에 기초하여 템플릿 신호(Sx)를 UWB 통신 신호와 동기 시켜 적분 회로(1003)에 출력함과 더불어, AD변환기(1004)에서 얻어진 상관값으로부터 데이터를 복조하는 제어부(1005)를 구비하고 있다.

이와 같이 구성된 무선 수신 장치(1000)는, UWB 통신의 펄스 신호와 동기해 템플릿 신호(Sx)를 주기적으로 생성하고, 템플릿 신호(Sx)에 의해서 나타나는 소정의 기간, 예를 들면 10nsec의 윈도우 기간에 있어서만 UWB 통신의 펄스 신호를 수신함으로써, UWB 통신의 펄스 신호와 같이 일정한 주기를 갖지 않는 배경 노이즈를 배제하여, 의미 있는 UWB 통신의 펄스 신호를 수신한다.

그런데, UWB 통신은, 반송파를 이용하지 않고, 예를 들면 펄스폭이 1nsec 이하 등의 매우 짧은 펄스 신호를 이용하기 때문에, 다른 무선 통신 방식과 비교해 송신 전력의 스펙트럼 밀도가 매우 낮기 때문에, 앰프(1002)를 비롯해 적분 회로(1003), AD변환기(1004)및 제어부(1005) 등의 내부 회로가 고감도로 구성되어 있고, 이들 내부 회로에 의해서 생긴 노이즈를 신호로서 받아들이는 경우가 있다. 특히, 이들 내부 회로에 있어서 이용되고 있는 클록 신호, 예를 들면, 제어부(1005)에 있어서 템플릿 신호(Sx)를 생성하기 위해서 이용되는 기준 클록 신호에 기인하는 노이즈는, 주기성을 갖기 때문에, 이들 주기성을 갖는 노이즈가 템플릿 신호(Sx)에 의해서 나타나는 윈도우 기간과 동기하면, 노이즈를 수신 펄스라고 오인하는 경우가 있기 때문에, 통신의 신뢰성이 저하된다는 결함이 있었다.

또, 펄스열의 펄스 신호에 무선 수신 장치의 수신 타이밍을 동기시킬 때에, 특허 문헌 3에는, 수신 신호의 패턴(펄스열)이 항상 0인 경우는 앰프의 게인이 너무 낮은 것으로서 게인을 업시키고, 수신 신호의 패턴이 항상 1인 경우는 앰프의 게인이 너무 높은 것으로서 게인을 다운시킴으로써, 동기 신호 패턴을 탐색하고, 동기를 얻는 것이 나타나 있다.

특허 문헌 3의 종래 기술은, 앰프의 게인으로 대응하고 있고, 수신 신호 레벨에 대해서, 무선 수신 장치의 열잡음 등에 의한 노이즈 플로어 레벨을 최적화하고, 상기 펄스열을 추출하는데 적합하다. 그러나, 수신 대역 내에 방해파가 있고, 특히 그 방해파의 파워가 클 때에는, 수신 불능이 되어 버린다.

[특허 문헌 1：일본국 특허공개 2005-217899호 공보]

[특허 문헌 2：일본국 특허공표 평10-508725호 공보]

[특허 문헌 3：일본국 특허공개 2006-94169호 공보]

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 발명이며, 통신의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 무선 수신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 형태에 관한 무선 수신 장치는, 소정의 주기로 펄스 형상의 신호를 갖는 무선 신호를 수신하는 무선 수신 장치로서, 무선 신호가 수신되어 있지 않은 상태에 있어서 수신된, 상기 주기를 복수의 구간으로 분할한 구간마다의 신호 레벨에 기초하여, 통신 중에 수신된 구간마다의 신호 레벨을 각각 보정한다. 이 보정에 의해서, 본 발명의 일 형태에 관한 무선 수신 장치는, 노이즈의 영향을 저감할 수 있고, 통신의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 무선 수신 장치의 구성의 일례를 나타낸 블록도.

도 2는 도 1에 나타낸 무선 수신 장치의 동작을 설명하기 위한 신호 파형도.

도 3은 도 1에 나타낸 구간 레벨 취득부의 동작을 설명하기 위한 신호 파형도.

도 4는 도 1에 나타낸 보정부에 의해 얻어진 보정 신호의 일례를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 다른 일 형태에 관한 무선 수신 장치의 구성을 나타낸 블록도.

도 6은 UWB 통신에 이용되는 무선 신호의 파형도.

도 7은 UWB 통신의 무선 신호에 대한 수신 타이밍을 설명하기 위한 파형도.

도 8은 UWB 통신의 무선 신호의 복조 방법을 설명하기 위한 파형도.

도 9는 필터부의 구성의 일례를 나타낸 블록도.

도 10은 UWB 통신의 무선 신호에 대한 필터의 통과 특성의 일례를 나타낸 그래프.

도 11은 필터부의 통과 주파수 대역의 조정 동작을 설명하기 위한 도면.

도 12는 송신 신호 및 방해파에 대한 필터의 통과 특성을 설명하기 위한 파형도.

도 13은 송신 신호 및 방해파에 대한 필터의 통과 특성을 설명하기 위한 그래프.

도 14는 방해파가 필터로 감쇠할 수 없는 경우의 복조 신호를 설명하기 위한 파형도.

도 15는 방해파를 필터로 감쇠할 수 있던 경우의 복조 신호를 설명하기 위한 파형도.

도 16은 방해파에 대한 증폭기의 게인 조정을 설명하기 위한 파형도.

도 17은 본 발명의 다른 일 형태에 관한 무선 수신 장치의 구성을 나타낸 블록도.

도 18은 배경 기술에 관한 UWB 통신의 무선 수신 장치를 나타낸 블록도.

이하, 본 발명에 관한 실시 형태를 도면에 기초해 설명한다. 또한, 각 도에 있어서 동일한 부호를 교부한 구성은, 동일한 구성인 것을 나타내고, 그 설명을 생략한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 무선 수신 장치(1)의 구성의 일례를 나타낸 블록도이다. 도 1에 나타낸 무선 수신 장치(1)는, 안테나(2)와, 펄스 복조부(3)와, 적분기(4)와, AD변환기(5)와, 신호 처리부(6)와, 기준 클록 생성부(7)와, 위상 제어부(8)를 구비하고 있다.

안테나(2)는, UWB 통신에 의한 무선 신호(RF)를 수신한다. 펄스 복조부(3)는, 안테나(2)에서 수신된 무선 신호(RF)를 펄스에 복조하는 회로이다. 펄스 복조 부(3)는, 예를 들면, 안테나(2)에서 수신된 신호를 증폭하는 앰프(31)와 앰프(31)로 증폭된 신호를 여파(濾波)하는 대역 필터인 필터(32)와, 필터(32)로 여파된 신호를 포락선 검파 혹은 피크 검파함으로써 검파 신호(S1)로서 적분기(4)에 출력하는 검파기(33)를 구비한다. 그리고, 펄스 복조부(3)는, 안테나(2)에서 수신된, 예를 들면 3.2㎓의 대역의 신호를 검파함으로써, 약 500㎒ 정도의 주파수로 주파수 변환을 행하다.

적분기(4)는, 펄스 복조부(3)에 의해서 주파수 변환된 검파 신호(S1)를 적분 하고, 그 적분값을 AD변환기(5)에 출력한다. AD변환기(5)는, 예를 들면 8비트(255단)의 AD변환기에서, 펄스 복조부(3)에서 주파수 변환된 신호를 디지털 신호로 변환하고, 신호 레벨값(AD)으로서 신호 처리부(6)에 출력한다.

신호 처리부(6)는, 예를 들면, 소정의 연산 처리를 실행하는 CPU(Central Processing Unit)와, 소정의 제어 프로그램이 기억된 ROM(Read Only Memory)과, 데이터를 일시적으로 기억하거나 구간 레벨 기억부(61)로서 이용되거나 하는 RAM( Random Access Memory)과, 이들 주변 회로 등을 구비하여 구성된다. 신호 처리부(6)는, ROM에 기억된 제어 프로그램을 실행함으로써, 펄스 신호의 주기를 복수의 구간으로 분할한 각 구간마다, 신호 레벨값(AD)을 취득함과 더불어 안테나(2)에 의해 무선 신호(RF)가 수신되어 있지 않은 상태에 있어서 취득한 구간마다의 신호 레벨을 구간 레벨 기억부(61)에 구간마다 기억시키는 구간 레벨 취득부(62)와, 안테나(2)에 의해 수신된 구간마다의 신호 레벨을, 구간 레벨 기억부(61)에 기억되어 있는 구간마다의 신호 레벨에 기초하여, 각각 보정하는 보정부(63)와, 보정부(63) 에 의해서 보정된 각 구간마다의 신호 레벨에 따라 무선 신호(RF)의 복조를 행하고, 수신 데이터(RD)로서 외부에 출력하는 복조부(64)로서 기능한다.

기준 클록 생성부(7)는, 예를 들면, 수정발진기를 이용해 구성되어 있고, UWB 통신에 있어서의 펄스 신호의 주기와 같은 주기의 클록 신호를 생성하고, 위상 제어부(8)에 출력한다.

위상 제어부(8)는, 기준 클록 생성부(7)로부터 출력된 클록 신호에 기초하여, 펄스 복조부(3)의 동작 타이밍을 제어하는 게이트 신호(GT)를 앰프(31) 및 적분기(4)로 출력한다. 보다 구체적으로는, 위상 제어부(8)는, UWB 통신에 있어서의 펄스 신호의 펄스폭과 동일한 정도 혹은 약간 펄스폭이 큰, 예를 들면 10nsec로 된 펄스 신호를, 윈도우 기간을 나타내는 신호로서, UWB 통신에 있어서의 펄스 신호의 주기, 예를 들면 50nsec 주기로 게이트 신호(GT)로서 앰프(31) 및 적분기(4)로 출력한다. 또, 위상 제어부(8)는, 신호 처리부(6)로부터의 제어 신호에 따라 게이트 신호(GT)에 있어서의 윈도우 기간을 나타내는 펄스 신호의 타이밍을 변화시키게 되어 있다.

앰프(31) 및 적분기(4)는, 게이트 신호(GT)에 있어서의 펄스 신호의 타이밍과 동기해 신호의 증폭 및 적분을 실행하고, 다른 타이밍으로는 신호 증폭 및 적분을 행하지 않는다 . 이로 인해, 펄스 복조부(3)에 의해서, 게이트 신호(GT)에 있어서의 펄스 신호의 타이밍, 즉 윈도우 기간에 있어서 안테나(2)에서 수신된 무선 신호(RF)가 검파되고, 적분기(4)로 적분되고, 또한 그 적분값이 AD변환기(5)에 의해서 신호 레벨값(AD)으로 변환되어, 신호 처리부(6)로 출력되도록 되어 있다.

다음에, 상술한 바와 같이 구성된 무선 수신 장치(1)의 동작에 대해 설명한다.

도 2는, 도 1에 나타낸 무선 수신 장치(1)의 동작을 설명하기 위한 신호 파형도이다. 도 2(a)는, 노이즈의 영향을 받지 않는 이상적인 환경하에 있어서의 신호 파형의 일례를 나타내고, 도 2(b)는, 주기적인 회로 노이즈가 수신 신호에 중첩 된 경우의 신호 파형의 일례를 나타내고 있다. 도 2(a) 및 도 2(b)에는, 검파 신호(S1), 게이트 신호(GT) 및 적분기(4)의 출력 신호의 각 신호 파형이 위로부터 순차적으로 나타나 있다.

도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 노이즈의 영향을 받지 않는 이상적인 환경하에서는, 펄스 복조부(3)에 의해서, 안테나(2)에서 수신된 무선 신호(RF)가 펄스에 복조되고, 펄스 복조부(3)로부터 적분기(4)로, 검파 신호(S1)로서 복조 펄스(P1)가 출력된다. 그리고, 위상 제어부(8)로부터 출력된 게이트 신호(GT)에 있어서의 펄스 신호의 타이밍, 즉 윈도우 기간(T1)에 있어서, 적분기(4)에 의해서 복조 펄스(P1)가 적분되고, AD변환기(5)로 출력된다.

한편, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 주기적인 회로 노이즈가 수신 신호에 중첩된 경우에는, 펄스 복조부(3)의 검파 신호(S1)에는, 복조 펄스(P1) 이외에 노이즈가 주기적으로 중첩되고, 노이즈의 평균값 레벨이 상승한다. 이 경우, 복조 펄스(P1)의 파고(波高)값은, 노이즈의 평균값 레벨로부터 복조 펄스(P1)의 피크까지의 값이 되므로, 노이즈의 평균값 레벨이 상승함으로써 복조 펄스(P1)의 파고값이 감소한다. 이 때문에, 복조 펄스(P1)의 에너지가 감소하는 결과, 복조 펄스(P1)가 적분기(4)에 의해 적분되어 얻어지는 적분값이 저하하고, AD변환기(5)에 의해서 얻어지는 신호 레벨값(AD)도 저하한다.

또, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 복조 펄스(P1)의 파고값과 노이즈의 파고값의 차이가 작아지므로, 게이트 신호(GT)에 있어서의 윈도우 기간(T1)이 노이즈와 동기하여 노이즈를 수신 펄스라고 오인할 우려가 있다.

그래서, 무선 수신 장치(1)에서는, 우선, 도시를 생략한 UWB 무선 송신 장치로부터 무선 신호(RF)가 송신되어 있지 않고, 따라서 안테나(2)에 의해 무선 신호(RF)가 수신되어 있지 않은 상태에 있어서의 AD변환기(5)의 신호 레벨값(AD), 즉 내부 회로에 있어서의 주기 노이즈에 기인하는 각 윈도우 기간 마다의 신호 레벨값(AD)이 구간 레벨 취득부(62)에 의해서 취득된다.

도 3은, 도 1에 나타낸 구간 레벨 취득부(62)의 동작을 설명하기 위한 신호 파형도이다. 도 3에서는, 검파 신호(S1) 및 게이트 신호(GT)의 각 신호 파형이 위로부터 순차적으로 나타나 있다.

우선, 안테나(2)에 의해 무선 신호(RF)가 수신되어 있지 않은 상태에서는, 펄스 복조부(3)로부터의 검파 신호(S1)에는, 복조 펄스(P1)는 포함되어 있지 않고, 따라서, 펄스 복조부(3)로부터는, 노이즈에 기인하는 검파 신호(S1)가 적분기(4)로 출력된다.

그리고, 우선, 구간 레벨 취득부(62)로부터의 제어 신호에 따라서, 위상 제어부(8)로부터 윈도우 기간(T1)의 위상으로 게이트 신호(GT)가 앰프(31)와 적분기(4)로 출력되고, 적분기(4)에 의해서, 윈도우 기간(T1)의 타이밍으로 검파 신 호(S1)가 적분되고, 그 적분값에 따른 신호 레벨값(AD)이, AD변환기(5)로부터 구간 레벨 취득부(62)로 출력된다. 구간 레벨 취득부(62)는, 미리 설정된 소정 시간, 예를 들면 8μsec 동안, 위상 제어부(8)로부터 윈도우 기간(T1)의 위상으로 게이트 신호(GT)를 출력시킨다. 그리고, 구간 레벨 취득부(62)는, 8μsec 동안에 얻어진 윈도우 기간(T1)에 있어서의 신호 레벨값(AD)을 평균하고, 그 평균값을 윈도우 기간(T1)에 있어서의 평균 레벨값(AVT1)으로서 구간 레벨 기억부(61)에 기억시킨다.

다음에, 구간 레벨 취득부(62)는, 위상 제어부(8)로부터 윈도우 기간(T1)과는, 위상이 어긋난 타이밍, 예를 들면 윈도우 기간(T1)보다 1nsec 늦은 윈도우 기간(T2)의 위상으로 게이트 신호(GT)를 소정 시간, 예를 들면 8μsec 동안 출력시킨다. 그리고, 구간 레벨 취득부(62)에 의해서, 8μsec 동안 복수 주기에 걸쳐 얻어진 윈도우 기간(T2)에 있어서의 신호 레벨값(AD)이 평균되고, 그 평균값이 윈도우 기간(T2)에 있어서의 평균 레벨값(AVT2)으로서 구간 레벨 기억부(61)에 기억된다.

이와 같이 하여, 구간 레벨 취득부(62)에 의해서, 윈도우 기간이 1nsec씩 순서대로 어긋나고, 복조 펄스(P1)의 주기인 50nsec 내에 설치된 50개의 각 윈도우 기간마다 얻어진 평균 레벨값(AVT1~AVT50), 즉 내부 회로에 있어서의 주기 노이즈에 기인하는 각 윈도우 기간 마다의 신호 레벨값이, 구간 레벨 기억부(61)에 기억된다. 이 경우, 윈도우 기간(T1~T50)이, 청구항에 있어서의 복수의 구간의 일례에 상당하고 있다.

또한, 구간 레벨 취득부(62)는, 구간 레벨 기억부(61)의 어드레스에 각 윈도우 기간(구간)을 대응시켜, 각 윈도우 기간 마다의 평균 레벨값(AVT1~AVT50)을 기 억시켜도 되고, 각 윈도우 기간을 나타내는 식별 데이터와 평균 레벨값(AVT1~AVT50)을 대응시켜 구간 레벨 기억부(61)에 기억시켜도 된다.

다음에, 안테나(2)에 의해서 수신된 무선 신호(RF)가, 펄스 복조부(3)로 펄스 복조되고, 적분기(4)로 적분되고, AD변환기(5)에서 신호 레벨값(AD)으로서 보정부(63)로 출력된다. 그리고, 보정부(63)에 의해서, 각 윈도우 기간(T1~T50)에 있어서의 신호 레벨값(AD)으로부터 구간 레벨 기억부(61)에 기억되어 있는 평균 레벨값(AVT1~AVT50), 즉 내부 회로에 있어서의 주기 노이즈에 기인하는 각 윈도우 기간 마다의 신호 레벨값이 각각 감산됨으로써 보정되고, 그 보정 후의 보정 신호(S2)가 복조부(64)에서 복조되어 수신 데이터(RD)로서 외부로 출력된다.

이로 인해, AD변환기(5)로부터 출력되는 신호 레벨값(AD)에, 내부 회로에서 생긴 주기성을 갖는 노이즈가 중첩되어 있는 경우라도, 보정부(63)에 의해서, 구간 레벨 기억부(61)에 기억된 평균 레벨값(AVT1~AVT50), 즉 내부 회로에 있어서의 주기 노이즈에 기인하는 각 윈도우 기간 마다의 신호 레벨값이, 신호 레벨값(AD)으로부터 감산되어 보정되고, 주기성을 갖는 노이즈의 영향이 저감되므로, 통신의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 구간 레벨 취득부(62)는, 평균 레벨값(AVT1~AVT50)을 구간 레벨 기억부(61)에 기억시키는 예에 한정되지 않고, 윈도우 기간(T1~T50)에 있어서의 신호 레벨값(AD)을 그대로 구간 레벨 기억부(61)에 기억시키고, 보정부(63)가 윈도우 기간(T1~T50)에 있어서의 신호 레벨값(AD)을 이용해 수신 신호의 보정을 행해도 되지만, 보정부(63)가 평균 레벨값(AVT1~AVT50)을 이용함으로써, 내부 회로에 있어서의 주기 노이즈에 기인하는 각 윈도우 기간마다에 있어서의 신호 레벨값의 측정 정밀도가 향상되고, 이로 인해 통신의 신뢰성이 향상 가능해진다.

또, 보정부(63)는, 미리 설정된 기준값(REF)과 구간 레벨 기억부(61)에 기억되어 있는 평균 레벨값(AVT1~AVT50)의 차분을, 각 윈도우 기간(T1~T50)에 있어서의 신호 레벨값(AD)에 각각 가산함으로써 보정 신호(S2)를 생성하도록 구성되어도 된다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 각 윈도우 기간(T1~T50)에 있어서의 신호 레벨값(AD)을 AD1~AD50으로서 나타내면, 보정부(63)는, 이하의 식(1)에 기초하여, 보정 신호(S2)를 생성해도 된다.

S2=ADn+(REF-AVTn) …(1).

(단, n=1, 2, 3,…, 50)

이 경우, 기준값(REF)을 예를 들면 「240」으로 하면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 무선 신호(RF)가 수신되어 있지 않은 상태에 있어서의 보정 신호(S2)는, 대략 기준값(REF)과 동일하게 「240」이 된다. 그러면, 예를 들면, 복조 펄스(P1)가 음의 값을 취하는 경우라도 보정 신호(S2)는, 양의 값이 되므로, 신호 처리부(6)는, 음의 값을 처리할 필요가 없고, 신호 처리가 용이해진다.

또, 구간 레벨 취득부(62)는, 이하의 식(2)에서 나타낸 바와 같이, 미리 설정된 기준값(REF)과 평균 레벨값(AVT1~AVT50)의 차분을, 각 윈도우 기간(T1~T50)에 있어서의 보정값(C1~C50)으로서 구간 레벨 기억부(61)에 기억시켜도 된다.

Cn=REF-AVTn …(2)

(단, n=1, 2, 3,…, 50)

그리고, 보정부(63)는, 이하의 식(3)에서 나타낸 바와 같이, 구간 레벨 기억부(61)에 기억되어 있는 각 윈도우 기간 마다의 보정값(C1~C50)을, 각 윈도우 기간(T1~T50)에 있어서의 신호 레벨값(AD1~AD50)에 각각 가산함으로써 보정 신호(S2)를 생성하도록 구성되어도 된다.

S2=ADn+Cn …(3)

(단, n=1, 2, 3,…, 50)

이로 인해, 보정부(63)는, 무선 신호(RF)를 보정할 때에, 식(3)의 연산 처리를 실행하면 되므로, 식(1)의 연산 처리를 실행하는 경우보다 무선 신호(RF)의 수신 동작시에 있어서의 보정부(63)의 연산 처리 부하가 경감 가능해진다.

또한, 무선 신호(RF)에 있어서의 펄스 주기에 있어서, 50개의 윈도우 기간(구간)을 설치하는 예를 나타냈지만, 윈도우 기간의 수(위상차)는, 적절히 설정하면 된다. 각 윈도우 기간의 위상차를 축소해 윈도우 기간의 수가 증가할수록, 보정 정밀도가 향상되므로, 통신의 신뢰성이 향상된다.

또, 인접하는 윈도우 기간을 중복시키는 예를 나타냈지만, 인접하는 윈도우 기간이 중복되지 않고, 연속하도록 설정되어도 된다. 이 경우, 무선 신호(RF)의 펄스 주기에 있어서의 윈도우 기간의 수가 감소 가능해진다.

또, 윈도우 기간을, UWB 통신에 있어서의 펄스 신호의 펄스폭과 동일한 정도 혹은 약간 펄스폭이 큰 10nsec로 설정하는 예를 나타냈지만, 윈도우 기간을 증대시킴으로써, 무선 신호(RF)의 펄스 주기에 있어서의 윈도우 기간의 수가 감소 가능해진다. 이 경우, 윈도우 기간을 증대시키면 노이즈 성분이 적분되는 시간도 증대하 고, S/N비(신호대 노이즈비)가 저하하므로, 윈도우 기간의 수를 증대시키는 것에 의한 회로 부하의 증대와, 윈도우 기간을 증대시키는 것에 의한 S/N비의 저하와의 밸런스에 의해서, 적절히 윈도우 기간이 설정된다.

또한, 상술의 실시 형태에 있어서, UWB 통신에 있어서의 펄스 신호가 광대역인 것을 이용하여, 무선 신호(RF)에서 사용되는 주파수 대역의 적어도 일부분의 성분을 추출할 수 있는 필터부를 이용함으로써, 노이즈의 영향을 저감하고, 통신의 신뢰성을 더 향상시키도록, 무선 수신 장치(1)가 구성되어도 된다.

도 5는, 본 발명의 다른 일 형태에 관한 무선 수신 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 5에 있어서, 이 무선 수신 장치(10)는, 안테나(2)와, 펄스 복조부(11)와, 적분기(4)와, AD변환기(5)와, 신호 처리부(12)와, 기준 클록 생성부(7)와, 위상 제어부(8)와, 감도 제어부(13)을 구비하여 구성된다. 즉, 도 5에 나타낸 무선 수신 장치(10)는, 도 1에 나타낸 무선 수신 장치(1)와 비교하면, 도 1에 나타낸 무선 수신 장치(1)에 있어서의 펄스 복조부(3) 대신에 펄스 복조부(11)를 구비하고, 도 1에 나타낸 무선 수신 장치(1)에 있어서의 신호 처리부(6) 대신에 신호 처리부(12)를 구비하고, 그리고, 감도 제어부(104)를 더 구비하는 점에서, 도 1에 나타낸 무선 수신 장치(1)와 상위하고, 다른 점에서는 같다.

또, 펄스 복조부(11)는, 앰프(31)와, 필터부(101)와, 앰프(102)와, 검파기(33)를 구비하여 구성된다. 즉, 펄스 복조부(11)는, 도 1에 나타낸 펄스 복조부(3)와 비교하면, 도 1에 나타낸 펄스 복조부(3)의 필터(32) 대신에 필터부(101)를 구비하고, 필터부(101)와 검파기(33) 사이에 개재되는 앰프(102)를 더 구비하는 점에서, 도 1에 나타낸 무선 수신 장치(1)와 상위하고, 다른 점에서는 같다.

그리고, 신호 처리부(12)는, 구간 레벨 기억부(61)와, 구간 레벨 취득부(62)와, 보정부(63)와, 복조부(121)를 구비하여 구성된다. 즉, 신호 처리부(12)는, 도 1에 나타낸 신호 처리부(6)와 비교하면, 도 1에 나타낸 복조부(64) 대신에 복조부(121)를 구비하는 점에서, 도 1에 나타낸 무선 수신 장치(1)와 상위하고, 다른 점에서는 같다.

이 때문에, 무선 수신 장치(10)에 있어서의 무선 수신 장치(1)와 같은 여러 가지 점은, 동일한 부호를 붙임으로써 그 설명을 생략한다.

도 6은, UWB 통신에 이용되는 무선 신호의 파형도이다. 도 6(a)는, 무선 신호를 나타내고, 도 6(b)는, 무선 신호의 펄스를 나타낸다. 도 7은, UWB 통신의 무선 신호에 대한 수신 타이밍을 설명하기 위한 파형도이다. 도 7(a)는, 무선 송신 장치의 출력(무선 신호의 펄스)을 나타내고, 도 7(b)는, 검파기의 출력을 나타내고, 도 7(c)는, 적분 제어 신호(Tint)를 나타낸다. 도 8은, UWB 통신의 무선 신호의 복조 방법을 설명하기 위한 파형도이다. 도 8(a)는, 무선 신호(송신 신호)를 나타내고, 도 8(b)는, AD변환기(5)에서 AD변환된 값(AD)을 나타내고, 도 8(c)는, 복조 신호를 나타낸다.

도시하지 않은 무선 송신 장치로부터 송신되는 무선 신호(RF)는, 도 6(a)에 나타낸 바와 같이 펄스상의 신호이며, 무선 수신 장치(10)가 그 펄스에 동기하기 위한 동기용 펄스열과, 송신해야 할 데이터(베이스 밴드 신호)에 대응한 펄스열을 구비하여 구성된다. 동기용 펄스열은, 도 6(b)에 나타낸 바와 같이, UWB 통신의 펄스가 소정 주기(Trep)로 반복되는 신호이다. 펄스의 반복 회수는, 무선 수신 장치(10)측에서 펄스 위치가 검출 가능해지도록 설정되어 있다. 그리고, 동기용 펄스열은, 그 후에, 펄스 동기의 마지막을 나타내는 펄스열의 유무가 추가된 구성으로 되어 있다. 또, 송신 데이터는, 이 도 6의 예에서는, 데이터값이 「1」인 경우는 UWB 통신의 펄스를 상기 주기(Trep)로 N회 반복하고, 데이터값이 「0」인 경우는 아무것도 출력되지 않는 시간이 Trep×N의 기간(TD)만큼 계속되는 구성으로 되어 있다. 이 기간(TD)은, 상기 송신해야 할 데이터(베이스 밴드 신호)의 1비트 기간이다. 상술의 예에서는, 송신해야 할 데이터는, 온 오프 키잉(on off keying)으로 나타나 있지만, 바이페이즈 변조 등의 다른 변조 방식으로 표현되어도 된다.

상기 무선 송신 장치로부터의 무선 신호(RF)는, 광대역인 안테나(2)에서 수신되고, 필터부(101)에 있어서 무선 신호(RF)로 사용되는 주파수 대역의 성분이 추출되고, 검파기(33)에 있어서 포락선 검파 혹은 피크 검파된 후, 적분기(4)에 입력된다. 적분기(4)는, 신호 처리부(12)의 복조부(121)로부터 출력되고, 상기 주기(Trep) 내에서의 적분 기간의 타이밍을 제어하는 적분 제어 신호(Tint)에 응답하고, 해당 적분 제어 신호(Tint)가 액티브의 하이 레벨일 때, 검파기(33)의 검파 출력을 적산하는 동작을, 적분 제어 신호(Tint)에 의해서 N회 행한다.

그 적산값은, AD변환기(5)에 있어서 아날로그-디지털 변환되고, 복조부(121) 의 펄스 판정부(121a)가 그 AD변환된 값을 미리 설정되어 있는 소정의 임계값과 비교함으로써, 상기 「1」 또는 「0」의 데이터로서 판정된다. 복조부(121)의 펄스 판정부(121a)는, 또한 얻어진 상기 「1」 또는 「0」의 데이터로부터 상기 베이스 밴드 신호의 복조를 행함과 더불어, 상기 동기용 펄스열이 검출되지 않는 기간은, 그 동기용 펄스열이 검출되도록 상기 적분 기간의 타이밍을 제어한다.

보다 자세히는, 상기 무선 송신 장치로부터 송신되는 UWB 통신의 펄스는, 도 7(a)에 나타낸 바와 같이, 상기 주기(Trep)마다 반복하는, 예를 들어 2~3nsec 정도의 펄스이다. 또, 이 UWB 통신의 펄스의 발생 타이밍(타임즈 로트=윈도우 위상)은, 도 7(c)에서 나타낸 바와 같이, 상기 주기(Trep) 내에서, 상기 2~3nsec보다 긴 소정 기간(Ton)씩 어긋난 φ1,φ2,…,φm(예를 들어 m=50)의 위상으로 설정되어 있다.

그래서, 복조부(121)는, 상기 적분 제어 신호(Tint)에 의해서 적분기(4)의 적분 기간을 제어하고, 도 7(b)에서 나타낸 검파기(33)로부터의 검파 출력을, 위상(φ1~φm)마다, 상기 기간(TD)에 걸쳐, 즉 상기 N회 적산시키고, 적산값을 구하게 한다. 그 적산값의 AD 변환된 값이 도 8(b)에서 나타낸 바와 같이 소정의 임계값(TH) 이상인 경우에는, 복조부(121)는, 상기 「1」의 데이터로서 판정하고, 그 값이 상기 임계값(TH) 미만인 경우에는, 복조부(121)는, 「0」의 데이터로서 판정한다. 이로 인해 복조부(121)는, 도 8(a)에서 나타낸 무선 신호(RF)(송신 신호)에 대응한, 도 8(c)에서 나타낸 복조 신호를 얻는다.

또한, 펄스 판정부(121a)가, 동기용 펄스열의 사이에 상기 타임즈 로트를 기간(Ton)씩 어긋나게 하여 적산을 행하고, 동기 타이밍을 탐색할 때에, 자체 기기에 대응한 타임즈 로트(도 7에 나타낸 예에서는 φ3의 위상)가 검출되면, 이후의 탐색은, 중지된다(도면에 나타낸 예 7에서는, φ4의 위상까지 탐색하여, φ3의 위상에 서의 AD변환된 값의 쪽이 크고, 그 위상을 동기 슬롯으로 판정하고 있다). 이로 인해, 동기 타이밍을 탐색하기 위한 소비 전력이 삭감 가능해진다.

상술한 바와 같이 구성되는 UWB 통신의 무선 수신 장치(10)에 있어서, 주목해야 할 것은, 상기 필터부(101)가 무선 신호(RF)로 사용되는 주파수 대역의 적어도 일부분의 성분을 추출할 수 있도록 구성됨과 더불어, 상기 감도 제어부(13)가 설치되어 있는 것이다.

도 9는, 필터부의 구성의 일례를 나타낸 블록도이다. 도 10은, UWB 통신의 무선 신호에 대한 필터의 통과 특성의 일례를 나타낸 그래프이다. 도 10(a)는, UWB 통신의 무선 신호에 있어서의 송신 전력의 주파수 특성을 나타내고, 그 가로축은 주파수이며, 그 세로축은 전력이다. 도 10(b)은, 필터의 주파수 특성을 나타내고, 그 가로축은 주파수이다.

이 도 9의 예에서는, 필터부(101)는, 서로 병렬로 설치되는 2개의 필터(101a, 101b)의 전후에, 그들 필터(101a, 101b) 중 어느 한쪽에 신호 경로를 전환하는 스위치 소자(101c, 101d)가 설치되어 구성된다. 스위치 소자(101c, 101d)는, 감도 제어부(13)로부터의 필터 전환 신호(SEL)에 의해서 서로 연동해 전환 제어된다.

상기 무선 송신 장치로부터의 송신 신호(무선 신호(RF))는, 예를 들면 도 10(a)에서 나타낸 3~5㎓의 광대역을 갖는 임펄스 신호이다. 이에 따라서, 상기 필터(101a, 101b)의 특성으로서는, 예를 들면 도 10(b)에 나타낸 바와 같이, 필터(101a)가 저역측의 성분을 통과시키고, 필터(101b)가 고역측의 성분을 통과시킨 다.

또, 필터부(101)로서는, 예를 들면 필터(101a)가 도 10(a)에서 나타낸 전대역을 통과시키고, 필터(101b)가, 저역측 또는 고역측 중, 방해파의 발생의 가능성이 낮은 쪽의 성분을 통과시키도록 구성되어도 된다. 또한, 필터부(101)로서는, 전대역을 통과시키는 필터에 저역측과 고역측의 각각을 통과시키는 필터의, 3개의 필터가 설치되고, 그것들을 전환하도록 구성되어도 된다. 즉, 필터부(101)로서는, 상술한 바와 같이 무선 신호(RF)로 사용되는 주파수 대역의 적어도 일부분의 성분을 추출할 수 있게 되어 있으면 된다. 또한, 필터부(101)는, 상기 필터(101a, 101b)가 서로 직렬로 설치되고, 상기 스위치 소자(101c, 101d)가 그들 필터(101a, 101b)를 각각 바이패스하도록 구성되어도 된다.

감도 제어부(13)는, 우선, 펄스 판정부(121a)로부터 입력되고, 해당 펄스 판정부(121a)가, 수신 펄스를 동기하고 있는지의 여부를 나타낸 펄스 검출 신호(SEN)에 응답하여, 펄스가 검출되지 않는 동안에 있어서, AD변환기(5)에서의 AD변환된 값의 분산값을 구한다. 그리고, 감도 제어부(13)는, 그 구한 분산값에 따라 필터 전환 신호(SEL)를 출력하고, 필터부(101)의 통과 주파수 대역을 조정한다.

도 11~도 15는, 그 조정 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 13(a)은, 송신 신호의 주파수 스펙트럼과 방해파의 주파수 스펙트럼의 관계를 나타내고, 그 가로축은 주파수이며, 그 세로축은 전력이다. 도 13(b)은, 필터의 주파수 특성을 나타내고, 그 가로축은 주파수이다. 도 14(a) 및 도 15(a)는, 송신 신호를 나타내고, 도 14(b) 및 도 15(b)는, 수신 신호를 나타내고, 도 14(c) 및 도 15(c)는, AD변환 된 값을 나타내고, 그리고, 도 14(d) 및 도 15(d)는, 복조 신호를 나타낸다.

이 조정 동작에 대해 설명한다. 예를 들면, 도 11에서 나타낸 바와 같이, 상기 무선 송신 장치의 송신 안테나(201)로부터의 송신 신호(무선 신호(RF))에, 방해파 발생원(202)으로부터, 필터(101a) 내에서는 CW파가 되는 방해파(노이즈)가 발생된다고 한다. 이 경우의 수신 안테나(2)에 도달하는 송신 신호 및 방해파의 각 신호 파형은, 위로부터 순차적으로 각각 도 12(a)에서 나타낸 바와 같이 되고, 그 주파수 스펙트럼은, 도 13(a)에서 나타낸 바와 같이 된다.

따라서, 상술의 도 10(b)와 같이, 필터부(101)가, 도 13(b)에서 나타낸 바와 같이 저역측의 필터(101a)와 고역측의 필터(101b)에 의해서 구성되어 있는 경우, 저역측의 필터(101a)에서는, 도 12(b)에서 나타낸 송신 신호와 방해파의 합성파가 통과하게 되고, 송신 신호보다 방해파 쪽이 전계 강도가 높은 경우에는, 송신 신호가 방해파에 묻혀 버리게 된다. 따라서, 전계 강도의 관계가, 방해파》송신 신호인 경우에는, 방해파 밖에 출력되지 않게 된다. 이 경우, 도 14(a)에서 나타낸 송신 신호에 대해서, 필터부(101)의 필터(101a)를 통과하여, 앰프(102)로부터 출력되는 신호는, 도 14(b)에 나타나게 된다. 이 때문에, 이 도 14(b)에 나타낸 신호가 검파기(33)에서 검파되고, 적분기(4)에서 N회 적분되고, 또 AD변환기(5)에서 변환된 AD값은, 도 14(c)에서 나타낸 바와 같이, 그 대부분이 상기 임계값(TH) 이상이 된다. 이 결과, 복조부(121)의 펄스 판정부(121a)는, 동기도 포착하지 못하고, 도 14(d)에서 나타낸 바와 같이, 복조 신호를 얻을 수 없다.

이에 대해서, 고역측의 필터(101b)에서는, 도 12(c)에서 나타낸 바와 같이 방해파가 감쇠하게 되고, 그 대역에서, 전계 강도의 관계가, 송신 신호》방해파인 경우에는, 송신 신호만을 추출하는 것이 가능하게 된다. 이 경우, 도 15(a)에서 나타낸 송신 신호에 대해서, 필터부(101)의 필터(101b)를 통과하여, 앰프(102)로부터 출력되는 신호는, 도 15(b)에서 나타낸 바와 같이 된다. 이 때문에, 이 도 15(b)에 나타낸 신호가 검파기(33)로 검파되고, 적분기(4)로 N회 적분되고, 또한 AD변환기(5)에서 변환된 AD값은, 도 15(c)에서 나타낸 바와 같이, 먼저 상기 위상(φ3)으로의 성분이 상기 임계값(TH) 이상이 된다. 이 결과, 복조부(121)의 펄스 판정부(121a)는, 동기를 포착하고, 그 후의 송신 데이터열로부터, 도 15(d)에서 나타낸 바와 같이, 송신 신호에 대응한 복조 신호를 얻을 수 있다.

감도 제어부(13)는, 필터(101a, 101b)를 정기적으로 소정 시간씩 선택하고, 각각의 대역에서의 방해파의 상황을 탐색하여, 방해파가 적은 쪽으로 전환하여 수신을 행하도록 구성되어도 되고, 또 감도 제어부(13)는, 현재 전환되어 있는 쪽의 필터로 동기 포착을 할 수 없게 되면, 다른 쪽의 필터로 전환하도록 구성되어도 된다.

이와 같이 구성됨으로써, 방해파의 레벨이 크고, 송신 신호가 묻혀 버리는 경우에서도, 무선 수신 장치(10)는, 광대역의 무선 신호에 있어서, 방해파에 묻히지 않은 대역의 성분으로부터 송신 신호의 베이스 밴드 성분을 복조할 수 있다. 이로 인해, 무선 신호(RF)에서 사용되는 주파수 대역 내에 방해파가 있는 경우에, 그 방해파의 대역을 피함으로써, 수신 감도를 떨어뜨리는 일 없이, 방해파에 대한 내성을 높일 수 있다. 이 때문에, 노이즈의 영향이 저감되고, 통신의 신뢰성을 더 향상시킬 수 있다.

또, 앰프(102)는, 가변 게인 앰프여도 되고, 감도 제어부(13)로부터의 증폭률 전환 신호(CTL)에 의해서, 그 게인이 조정된다. 감도 제어부(13)는, 상술과 같이 2개의 필터(101a, 101b)를 전환해 보고, 각각의 경우의 AD변환된 값의 분산값, 즉 움직임의 폭이 모두 소정 레벨 이상이며, 양쪽 모두에 방해파가 있다고 판정되는 경우, 방해파의 전력이 적은, 즉 분산값이 작아지는 쪽을 선택한 다음, 또한 이 증폭률 전환 신호(CTL)에 의해서, 이 분산값이 커질수록, 앰프(102)의 게인을 작게 전환한다.

여기서, 안테나(2)가 수신하는 신호가 없는 경우는, 수신 전력은, 열(熱)잡음이지만, 앰프(102)가 발생하는 잡음은, 이것보다 커진다. 이 때문에, 상기 AD변환된 값은, 도 16에 나타낸 바와 같이, 앰프(102)의 자기 잡음에 의해서 시간적으로 변동하고, 그 변동량은, 가우스 분포가 된다.

한편, 초기값으로서 안테나(2)가 수신하는 전력이 없는 경우에 있어서의 단위 시간 W1의 AD값의 분산값이 미리 주어져 있는 것으로 한다. 이 상태로 방해파가 발생하면, 도 16에 있어서, 시간 W2로 나타낸 바와 같이, 상기 분산값은, 그 방해파의 전력 레벨에 따라 증가하게 된다. 그러나, 그 증가한 분산값에 따라, 상술한 바와 같이, 필터(101a, 101b)를 간섭파 전력이 작은 쪽(감도가 잘 나오는 주파수측)으로 전환한 뒤, 앰프(102)의 증폭률을 저하시키므로, 복조부(121)에서는, AD값의 분산값은, 시간 W1으로 나타낸 초기 설정값과 같아진다. 이로 인해, 방해파의 전력에 의해서 수신 감도는 저하하지만, 방해파를 피할 수 없는 경우에, 방해파 의 전력 이상의 송신 신호가 수신되면, 동기 포착 및 신호 복조가 가능해지고, UWB 통신의 무선 수신 장치(10)는, 안정되게 수신 동작을 행할 수 있다. 또, 무선 수신 장치(10)는, 상기 수신 감도의 저하 레벨을 상기 방해파의 전력에 따른 최소한의 레벨로 억제할 수 있다.

또한, 감도 제어부(13)는, 상술한 바와 같이 펄스 판정부(121a)로부터의 펄스 검출 신호(SEN)에 응답하여, 펄스가 검출되지 않는 동안에 있어서 상기 분산값을 구하므로, 송신 펄스 발생 상태시에 AD값이 변동하는(도 8의 φ3 구간) 것에 의한 분산값의 변동을 없앨 수 있고, 수신 신호가 존재하지 않는 기간에 있어서의 열잡음이나 방해파 등의 노이즈 성분의 분산값을 정확하게 구할 수 있다. 이로 인해, 필터부(101)의 통과 주파수 대역 조정이나 앰프(102)의 게인 조정을 적정하게 행할 수 있다.

도 17은, 본 발명의 다른 일 형태에 관한 무선 수신 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

또한, 상술의 변형 형태에서는, 무선 수신 장치(1)에 필터부(101) 등을 구비한 무선 수신 장치(10)에 대해 설명했지만, 무선 수신 장치(10)는, 도 17에 나타낸 바와 같이, 소정 주기의 펄스 형상의 무선 신호를 당해 주기와 동기한 타이밍에 수신하고, 그 펄스열로부터 베이스 밴드 신호를 복조하는 무선 수신 장치(10A)로서, 수신 신호가 입력되고, 상기 무선 신호에서 사용되는 주파수 대역의 적어도 일부분의 성분을 추출할 수 있는 필터부(101)와, 상기 필터부(101)로부터의 출력의 포락선 혹은 피크를 검출하는 검파기(33)와, 상기 검파기(33)의 출력을 소정의 적분 기 간에 걸쳐 적산하는 적분기(4)와, 상기 적분기(4)의 출력 전압을 아날로그-디지털 변환하는 AD변환기(5)와, 상기 AD변환기에서 AD변환된 값에 기초하여, 상기 적분기(33)의 상기 적분 기간을 조정함과 더불어, 상기 베이스 밴드 신호의 복조를 행하는 신호 복조부(121)와, 상기 AD변환기(5)에서 AD변환된 값의 분산값에 따라, 상기 필터부(101)의 통과 주파수 대역을 조정하는 감도 제어부(13)를 포함하는 무선 수신 장치(10A)로서 구성되어도 된다. 그리고, 또한, 필터부(101)와 검파기(33)의 사이에 개재되는 앰프(102)를 더 구비하고, 해당 앰프(102)가 감도 제어부(13)로부터의 신호에 따라서 게인 조정되도록 무선 수신 장치(10A)는 구성되어도 된다. 이와 같이 구성되어도 무선 수신 장치(10A)는, 방해파의 대역을 피함으로써, 수신 감도를 떨어뜨리는 일 없이, 방해파에 대한 내성을 높일 수 있다. 이 때문에, 노이즈의 영향이 저감되고, 통신의 신뢰성을 더 향상시킬 수 있다.

본 명세서는, 상기와 같이 여러 가지 발명을 개시하고 있지만, 그 중 주된 발명을 이하에 정리한다.

제1 형태에 관한 무선 수신 장치는, 소정의 주기로 펄스 형상의 신호를 갖는 무선 신호를 수신하는 무선 수신 장치로서, 상기 무선 신호를 수신하는 수신부와, 상기 주기를 복수의 구간으로 분할한 각 구간마다, 상기 수신부에 의해 얻어진 신호 레벨을 취득하는 구간 레벨 취득부와, 상기 수신부에 의해 상기 무선 신호가 수신되어 있지 않은 상태에 있어서 상기 구간 레벨 취득부에 의해 취득된 상기 구간마다의 신호 레벨을 상기 구간마다 기억하는 구간 레벨 기억부와, 상기 수신부에 의해 수신된 상기 구간마다의 신호 레벨을, 상기 구간 레벨 기억부에 기억되어 있 는 상기 구간마다의 신호 레벨에 기초해 각각 보정하는 보정부와, 상기 보정부에 의해 보정된 각 구간마다의 신호 레벨에 따라 상기 무선 신호의 복조를 행하는 복조부를 구비한다.

이 구성에 의하면, 수신부에 의해 소정의 주기로 펄스 형상의 신호를 갖는 무선 신호가 수신되고, 펄스의 주기를 복수의 구간으로 분할한 각 구간마다, 수신부에서 얻어진 무선 신호의 신호 레벨이 취득된다. 그리고, 무선 신호가 수신되어 있지 않은 상태에 있어서 취득된 구간마다의 신호 레벨이 구간마다 구간 레벨 기억부에 기억된다. 또한, 수신부에 의해 수신된 구간마다의 신호 레벨이, 구간 레벨 기억부에 기억되어 있는 구간마다의 신호 레벨에 기초해 각각 보정되고, 보정된 각 구간마다의 신호 레벨에 따라 무선 신호가 복조된다. 이 때문에, 보정에 의해 주기성을 갖는 노이즈의 영향이 저감되고, 통신의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

제2 형태에 관한 무선 수신 장치는, 상술의 제1 형태에 관한 무선 수신 장치로서, 상기 구간 레벨 취득부는, 상기 신호 레벨을 취득하는 구간을 순차적으로 어긋나게 하면서 상기 복수의 구간에 있어서의 상기 신호 레벨을 취득하는 것이다.

이 구성에 의하면, 신호 레벨을 취득하는 구간을 순차적으로 어긋나게 하면서 복수의 구간에 있어서의 신호 레벨을 취득하는 구간 레벨 취득부를 구비하고, 주기성을 갖는 노이즈의 영향을 저감하고, 통신의 신뢰성을 향상하는 무선 수신 장치가 제공된다.

제3 형태에 관한 무선 수신 장치는, 상술의 제1 또는 제2 형태에 관한 무선 수신 장치로서, 상기 구간 레벨 취득부는, 상기 각 구간마다의 신호 레벨을 복수의 상기 주기에 걸쳐 취득하고, 상기 복수의 주기에 있어서의 상기 각 구간에 대응하는 구간마다, 당해 취득한 신호 레벨의 평균값을 산출하고, 당해 산출한 구간마다의 평균값을 상기 구간마다의 신호 레벨로서 상기 구간 레벨 기억부에 기억시키는 것이다.

이 구성에 의하면, 구간마다의 평균값이 구간마다의 신호 레벨이 되므로, 내부 회로에 있어서의 주기 노이즈에 기인하는 각 윈도우 기간마다에 있어서의 신호 레벨값의 측정 정밀도가 향상된다. 이 때문에, 통신의 신뢰성이 향상한다.

제4 형태에 관한 무선 수신 장치는, 상술의 제1 내지 제3 중 어느 한쪽의 형태에 관한 무선 수신 장치로서, 상기 보정부는, 상기 수신부에 의해 수신된 상기 구간마다의 신호 레벨로부터, 상기 구간 레벨 기억부에 기억되어 있는 상기 구간마다의 신호 레벨을 각각 감산함으로써 상기 보정을 행하는 것이다.

이 구성에 의하면, 수신부에 의해 수신된 구간마다의 신호 레벨로부터, 구간 레벨 기억부에 기억되어 있는 구간마다의 신호 레벨을 각각 감산함으로써 보정을 행하는 보정부를 구비하여, 주기성을 갖는 노이즈의 영향을 저감하고, 통신의 신뢰성을 향상하는 무선 수신 장치가 제공된다.

제5 형태에 관한 무선 수신 장치는, 상술의 제1 내지 제3 중 어느 하나의 형태에 관한 무선 수신 장치로서, 상기 보정부는, 미리 설정된 기준값과 상기 구간 레벨 기억부에 기억되어 있는 상기 구간마다의 신호 레벨의 차분을, 상기 수신부에 의해 수신된 상기 구간마다의 신호 레벨에 각각 가산함으로써 상기 보정을 행하는 것이다.

이 구성에 의하면, 무선 신호가 수신되어 있지 않은 상태에 있어서의 보정된 신호는, 대략 기준값과 동일해진다. 이 때문에, 예를 들면, 복조 펄스가 음의 값을 취하는 경우라도 보정된 신호는, 양의 값이 되므로, 음의 값을 처리할 필요가 없기 때문에, 신호 처리가 용이해진다.

제6 형태에 관한 무선 수신 장치는, 상술의 제1 형태에 관한 무선 수신 장치로서, 상기 구간 레벨 취득부는, 미리 설정된 기준값과, 상기 각 구간마다 취득한 신호 레벨의 차분을, 상기 구간마다의 신호 레벨로서 상기 구간 레벨 기억부에 기억시키고, 상기 보정부는, 상기 구간 레벨 기억부에 기억되어 있는 상기 구간마다의 신호 레벨을, 상기 수신부에 의해 수신된 상기 구간마다의 신호 레벨에 각각 가산함으로써 상기 보정을 행하는 것이다.

이 구성에 의하면, 구간 레벨 취득부는, 미리 설정된 기준값과, 각 구간마다 취득한 신호 레벨의 차분을, 구간 마다의 신호 레벨로서 구간 레벨 기억부에 기억시키므로, 무선 신호의 수신 동작시에 있어서의 보정부의 연산 처리 부하가 경감될 수 있다.

제7 형태에 관한 무선 수신 장치는, 상술의 제1 내지 제6 형태에 관한 무선 수신 장치로서, 상기 수신부는, 상기 무선 신호를 수신하여 수신 신호를 출력하는 안테나부와, 상기 수신 신호가 입력되고, 상기 무선 신호에서 사용되는 주파수 대역의 적어도 일부분의 성분을 추출할 수 있는 필터부와, 상기 필터부로부터의 출력의 포락선 혹은 피크를 검출하는 검파부(檢波部)와, 상기 검파부의 출력을 소정의 적분 기간에 걸쳐 적산하는 적분부와, 상기 적분부의 출력 전압을 아날로그-디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환부를 구비하고, 상기 복조부는, 또한, 상기 아날로그-디지털 변환부에서의 AD변환값에 기초하여, 상기 적분부의 상기 적분 기간을 조정하고, 상기 아날로그-디지털 변환부에서의 AD변환값의 분산값에 따라, 상기 필터부의 통과 주파수 대역을 조정하는 감도 제어부를 더 구비하는 것이다.

이 구성에 의하면, 예를 들면 광대역인 안테나에서 수신된 신호 성분은, 필터부에 있어서 무선 신호에서 사용되는 주파수 대역의 성분이 추출되고, 검파부에 있어 포락선 검파 혹은 피크 검파된다. 그 후, 검파부의 출력은, 적분부에 있어서 소정의 적분 기간에 걸쳐 적산되고, 아날로그-디지털 변환부에 있어서 아날로그-디지털 변환된다. 복조부에 있어서 아날로그-디지털 변환부의 AD변환된 값을 소정의 임계값과 비교하면, 「1」또는 「0」의 데이터로서 판정하는 것이 가능해진다. 복조부는, 얻어진 「1」 또는 「0」데이터로부터, 베이스 밴드 신호의 복조를 행함과 더불어, 동기용의 펄스열이 검출되어 있지 않은 경우에는, 그 동기용 펄스열이 검출되도록 상기 적분 기간의 타이밍을 제어한다.

그리고, 필터부는, 무선 신호에서 사용되는 주파수 대역의 적어도 일부분의 성분을 추출할 수 있도록 구성됨과 더불어, 감도 제어부를 설치하고, 이 감도 제어부가 아날로그-디지털 변환부에서의 AD변환된 값의 분산값에 따라서, 필터부의 통과 주파수 대역을 조정한다. 예를 들면, 필터부가, 무선 신호에서 사용되는 주파수 대역의 저역측의 성분을 통과시키는 필터와, 고역측의 성분을 통과시키는 필터를 구비하여 구성되는 경우, 저역측의 성분을 통과시키는 필터를 선택하고 있고, 방해파에 의해서 AD변환값의 분산값, 즉 움직임의 폭이 커지고, 본래의 동기 타이 밍 이외에도 펄스가 검출되게 되어 버리면, 고역측의 성분을 통과시키는 필터로 전환한다. 혹은, 필터부가, 무선 신호에서 사용되는 주파수 대역의 전대역을 통과시키는 필터와, 저역측 또는 고역측의 성분을 통과시키는 필터를 구비하여 구성되는 경우, 전대역을 통과시키는 필터를 선택하고 있어, 방해파에 의해서 AD변환값의 분산값이 커지고, 본래의 동기 타이밍 이외에도 펄스가 검출되게 되어 버리면, 저역측 또는 고역측의 성분을 통과시키는 필터로 전환하는 등이다.

따라서, 방해파의 레벨이 크고, 송신 신호가 묻혀 버리는 경우라도, 광대역의 무선 신호에 있어서, 방해파에 묻히지 않은 대역의 성분으로부터 송신 신호의 베이스 밴드 성분을 복조할 수 있다. 이렇게 하여, 무선 신호에서 사용되는 주파수대역 내에 방해파가 있는 경우에, 그 방해파의 대역을 피함으로써, 수신 감도를 떨어뜨리는 일 없이, 방해파에 대한 내성을 높일 수 있다. 이 때문에, 노이즈의 영향이 저감하고, 통신의 신뢰성을 더 향상시킬 수 있다.

제8 형태에 관한 무선 수신 장치는, 상술의 제7 형태에 관한 무선 수신 장치로서, 상기 수신부는, 상기 필터부와 검파부의 사이에 개재되는 증폭부를 더 구비하고, 상기 증폭부는, 상기 감도 제어부로부터의 신호에 의해서, 게인 조정되는 것이다.

이 구성에 의하면, 방해파에 의해서 AD변환값의 분산값이 커지면, 바람직하게는 필터부의 통과 주파수 대역이 조정된 후에 증폭부의 게인이 저하되고, 분산값이 대략 일정해지도록 제어된다. 이로 인해, 수신 감도는, 저하하지만, 방해파보다 큰 레벨의 수신 신호가 입력되면, 그것을 복조할 수 있다. 따라서, 방해파를 피할 수 없는 경우에, 그 방해파의 파워를 넘는 수신 신호이면, 무선 수신 장치는, 무선 신호를 수신할 수 있게 된다.

제9 형태에 관한 무선 수신 장치는, 상술의 제7 또는 제8 형태에 관한 무선 수신 장치로서, 상기 감도 제어부는, 상기 아날로그-디지털 변환부에서의 AD변환값의 분산값으로부터 수신 신호의 유무를 판정하고, 수신 신호가 있는 적분 기간에서의 분산값의 취득을 제한하는 것이다.

이 구성에 의하면, 상술한 바와 같이 AD변환된 값의 분산값이 커지면 방해파가 발생하고 있는 것으로 판정해 필터부의 통과 주파수 대역을 조정할 때에, 분산값으로부터 수신 신호의 유무가 판정되고, 수신 신호가 있는 적분 기간에서의 분산값의 취득을 제한함으로써, 수신 신호가 존재하지 않는 기간에 있어서의 열잡음이나 방해파 등의 노이즈 성분의 분산값이 정확하게 구해지고, 필터부의 통과 주파수 대역 조정이나 증폭부의 게인 조정이 적정하게 행해진다.

그리고, 제10 형태에 관한 무선 수신 방법은, 소정의 주기로 펄스 형상의 신호를 갖는 무선 신호를 수신하는 무선 수신 방법으로서, 상기 무선 신호를 수신부에 의해 수신하는 공정과, 상기 주기를 복수의 구간으로 분할한 각 구간마다, 상기 수신부에 의해 얻어진 신호 레벨을 취득하는 공정과, 상기 수신부에 의해 무선 신호가 수신되어 있지 않은 상태에 있어서 상기 취득된 상기 구간마다의 신호 레벨을 상기 구간마다 구간 레벨 기억부에 기억시키는 공정과, 상기 수신된 상기 구간마다의 신호 레벨을, 상기 구간 레벨 기억부에 기억되어 있는 상기 구간마다의 신호 레벨에 기초해 각각 보정하는 공정과, 상기 보정된 각 구간마다의 신호 레벨에 따라 상기 무선 신호의 복조를 행하는 공정을 구비한다.

본 발명을 표현하기 위해서, 상술에 있어서 도면을 참조하면서 실시 형태를 통해서 본원 발명을 적절하고 충분하게 설명했지만, 당업자라면 상술의 실시 형태를 변경 및/또는 개량하는 것은, 용이하게 행할 수 있는 것이라고 인식해야 한다. 따라서, 당업자가 실시하는 변경 형태 또는 개량 형태가, 청구의 범위에 기재된 청구항의 권리 범위를 이탈하는 범위가 아닌 한, 당해 변경 형태 또는 당해 개량 형태는, 당해 청구항의 권리 범위에 포괄된다고 해석된다.

본 발명에 의하면, 울트라 와이드 밴드 통신의 무선 신호를 수신하는 무선 수신 장치 및 해당 방법에 관해서, 통신의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 무선 수신 장치 및 해당 방법을 제공할 수 있다.

Claims

소정의 주기로 펄스 형상의 신호를 갖는 무선 신호를 수신하는 무선 수신 장치로서,

상기 무선 신호를 수신하는 수신부와,

상기 주기를 복수의 구간으로 분할한 각 구간마다, 상기 수신부에 의해 얻어진 신호 레벨을 취득하는 구간 레벨 취득부와,

상기 수신부에 의해 상기 무선 신호가 수신되어 있지 않은 상태에 있어서 상기 구간 레벨 취득부에 의해 취득된 상기 구간마다의 신호 레벨을 상기 구간마다 기억하는 구간 레벨 기억부와,

상기 수신부에 의해 수신된 상기 구간마다의 신호 레벨을, 상기 구간 레벨 기억부에 기억되어 있는 상기 구간마다의 신호 레벨에 기초하여 각각 보정하는 보정부와,

상기 보정부에 의해 보정된 각 구간마다의 신호 레벨에 따라 상기 무선 신호의 복조를 행하는 복조부를 구비하고,

상기 수신부는, 상기 무선 신호를 수신하여 수신 신호를 출력하는 안테나부와, 상기 수신 신호가 입력되고, 상기 무선 신호에서 사용되는 주파수 대역의 적어도 일부분의 성분을 추출할 수 있는 필터부와, 상기 필터부로부터의 출력의 포락선 혹은 피크를 검출하는 검파부(檢波部)와, 상기 검파부의 출력을 소정의 적분 기간에 걸쳐 적산하는 적분부와, 상기 적분부의 출력 전압을 아날로그-디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환부를 구비하고,

상기 복조부는, 또한, 상기 아날로그-디지털 변환부에서의 AD변환값에 기초하여, 상기 적분부의 상기 적분 기간을 조정하고,

상기 아날로그-디지털 변환부에서의 AD 변환값의 분산값에 따라, 상기 필터부의 통과 주파수 대역을 조정하는 감도 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 수신 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 구간 레벨 취득부는, 상기 신호 레벨을 취득하는 구간을 순차적으로 어긋나게 하면서 상기 복수의 구간에 있어서의 상기 신호 레벨을 취득하는 것을 특징으로 하는 무선 수신 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 구간 레벨 취득부는, 상기 각 구간마다의 신호 레벨을 복수의 상기 주기에 걸쳐 취득하고, 상기 복수의 주기에 있어서의 상기 각 구간에 대응하는 구간마다, 당해 취득한 신호 레벨의 평균값을 산출하고, 당해 산출한 구간마다의 평균값을 상기 구간마다의 신호 레벨로서 상기 구간 레벨 기억부에 기억시키는 것을 특징으로 하는 무선 수신 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 보정부는, 상기 수신부에 의해 수신된 상기 구간마다의 신호 레벨로부터, 상기 구간 레벨 기억부에 기억되어 있는 상기 구간마다의 신호 레벨을 각각 감산함으로써 상기 보정을 행하는 것을 특징으로 하는 무선 수신 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 보정부는, 미리 설정된 기준값와 상기 구간 레벨 기억부에 기억되어 있는 상기 구간마다의 신호 레벨의 차분을, 상기 수신부에 의해 수신된 상기 구간마다의 신호 레벨에 각각 가산함으로써 상기 보정을 행하는 것을 특징으로 하는 무선 수신 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 구간 레벨 취득부는, 미리 설정된 기준값과 상기 각 구간마다 취득한 신호 레벨의 차분을, 상기 구간마다의 신호 레벨로서 상기 구간 레벨 기억부에 기억시키고,

상기 보정부는, 상기 구간 레벨 기억부에 기억되어 있는 상기 구간마다의 신호 레벨을, 상기 수신부에 의해 수신된 상기 구간마다의 신호 레벨에 각각 가산함으로써 상기 보정을 행하는 것을 특징으로 하는 무선 수신 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 수신부는, 상기 필터부와 검파부의 사이에 개재되는 증폭부를 더 구비하고, 상기 증폭부는, 상기 감도 제어부로부터의 신호에 의해서, 게인 조정되는 것을 특징으로 하는 무선 수신 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 감도 제어부는, 상기 아날로그-디지털 변환부에서의 AD 변환값의 분산값으로부터 수신 신호의 유무를 판정하고, 수신 신호가 있는 적분 기간에서의 분산값의 취득을 제한하는 것을 특징으로 하는 무선 수신 장치.
소정의 주기로 펄스 형상의 신호를 갖는 무선 신호를 수신하는 무선 수신 방법으로서,

상기 무선 신호를 수신부에 의해 수신하는 수신 공정과,

상기 주기를 복수의 구간으로 분할한 각 구간마다, 상기 수신부에 의해 얻어진 신호 레벨을 취득하는 신호 레벨 취득 공정과,

상기 수신부에 의해 무선 신호가 수신되어 있지 않은 상태에 있어서 상기 취득된 상기 구간마다의 신호 레벨을 상기 구간마다 구간 레벨 기억부에 기억시키는 기억 공정과,

상기 수신된 상기 구간마다의 신호 레벨을, 상기 구간 레벨 기억부에 기억되어 있는 상기 구간마다의 신호 레벨에 기초하여 각각 보정하는 보정 공정과,

상기 보정된 각 구간마다의 신호 레벨에 따라 상기 무선 신호의 복조를 행하는 복조 공정을 구비하고,

상기 수신 공정은, 상기 무선 신호를 안테나부로 수신한 수신 신호가 입력되는 필터부로, 상기 무선 신호에서 사용되는 주파수 대역의 적어도 일부분의 성분을 추출하고, 상기 필터부로부터의 출력의 포락선 혹은 피크를 검파부로 검출하고, 상기 검파부의 출력을 소정의 적분 기간에 걸쳐 적분부로 적산하고, 상기 적분부의 출력 전압을 아날로그-디지털 변환부로 아날로그-디지털 변환하고,

상기 복조 공정은, 또한, 상기 아날로그-디지털 변환부에서의 AD변환값에 기초하여, 상기 적분부의 상기 적분 기간을 조정하고,

상기 아날로그-디지털 변환부에서의 AD 변환값의 분산값에 따라, 상기 필터부의 통과 주파수 대역을 감도 제어부로 조정하는 것을 특징으로 하는 무선 수신 방법.