WO2007102398A1 - パルス無線受信装置 - Google Patents

Abstract

　受信同期での閾値の再設定を不要とし、信号強度に変化がある場合でも同期の調整方向および量を判定し、同期位置への引込み時間を短縮するパルス無線受信装置。この装置は、検波信号（１０５）を生成する検波部（１０４）と、基準波形信号（１１１）を発生する同期用波形発生部（１６０）と、異なる遅延量で基準波形信号（１１１）を遅延させた複数の遅延波形信号を発生する遅延部（１６１）と、検波信号（１０５）と、基準波形信号（１１１）および複数の遅延波形信号との相関値を示す相関値信号を並列に生成する相関算出部（１６２）と、相関値信号の示す相関値の組合せに応じた大小関係から、位相ずれの方向および量を示す差分検出信号（１４１）を生成する判定部（１６３）と、差分検出信号（１４１）に基づいて、基準波形信号（１１１）の位相を制御する制御信号（１４３）を生成し、同期用波形発生部（１６０）へ出力する同期制御部（１４２）とを備える。

Description

明 細 書

パルス無線受信装置

技術分野

[0001] 本発明は、パルス状の変調信号を受信するパルス無線受信装置に関する。

背景技術

[0002] UWB (Ultra Wide Band)に代表されるインパルス通信方式を用いる高速無線 通信技術は、送受信回路素子に直線性を必ずしも必要としないため、 CMOS (Com plementary Metal Oxide Semiconductor)化に適しており、小型化を実現で きる。また、高精度のローカル信号源等の RF回路が不要であるため、低消費電力で ある。さらに、広帯域の利用により高速な通信が可能であるなどの利点を有している。

[0003] パルス無線受信装置での受信パルス信号を同期する従来方法として、基準時間と 前後する遅延処理を施した各信号との相関により、同期をトラッキングする方法が知 られている (例えば特許文献 1参照)。以下に、図面を用いて従来の技術を説明する

[0004] 図 1は、特許文献 1に記載されて 、る従来のパルス無線受信装置の構成を示すブ ロック図である。図 1において、従来のパルス無線受信装置 10は、受信信号 21を AS K (Amplitude Shift Keying :振幅偏移変調方式)検波器 11で検波する。次に、 増幅器 12が、信号の直流成分と交流成分の両方を増幅して、 AZD変換器 13にて アナログ信号カゝらディジタル信号へ変換し、ディジタル信号 22を生成する。 DSP14 は、このディジタル信号 22の所定期間における極大値と極小値、およびそれらの移 動平均を求め、次のように、同期タイミングをトラッキングする。

[0005] まず、極値検出部 15は、入力されたディジタル信号 22について、複数の所定の期 間における極小値と極大値を検出し、移動平均部 16へ出力する。続いて、移動平均 部 16は、複数の所定の期間における複数の極小値と極大値を、それぞれ平均して 求め、平均部 17へ出力する。さらに、平均部 17は、移動平均部 16から入力された極 小値と極大値、および、それぞれの移動平均値をさらに平均して求め、 2値化演算部 18へ出力する。そして、 2値ィ匕演算部 18は、平均部 17から入力された値を閾値とし て、 AZD変翻 13から入力されたディジタル信号 22を、 2値ィ匕する。この 2値ィ匕した データを、 NRZ (Non Return to Zero)データ系列 23として信号処理回路 19に 出力する。

特許文献 1 :特開 2000— 78211号公報（17頁、図 3)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 上記従来のパルス無線受信装置では、パルス状の変調信号を受信同期する際に、 事前にトレーニングシンボルを用いて閾値を設定する期間を必要とし、同期引込み に時間を要するという課題がある。さらに、受信信号とノイズの比（SZN比： Signal t o Noise ratio)に変動がある場合には、受信信号の強度に対応した閾値の制御、 あるいは自動利得制御装置（AGC : Automatic Gain Control)などの振幅制御 を必要とするという課題がある。

[0007] 本発明の目的は、受信信号を同期する際に、ベースバンド信号の閾値を設けること 無く受信同期を可能にし、さらに受信同期後に SZN比に変動がある場合であっても 、適応制御機構による閾値の再設定を不要とし、結果として同期引込みに要する時 間を短縮するパルス無線受信装置を提供することである。

課題を解決するための手段

[0008] 上記の課題を解決するために、本発明のノ ルス無線受信装置の一つの態様は、 基準波形信号を生成する基準波形生成部と、異なる遅延量で前記基準波形信号を 遅延させた複数の遅延波形信号を発生する遅延部と、受信信号と、前記基準波形 信号及び前記遅延波形信号との相関値を示す複数の相関値信号を生成する相関 算出部と、前記複数の相関値信号を、所定の組み合わせで比較し、比較結果に応じ て、前記受信信号と前記基準波形信号との位相ずれの方向及び量を示す差分検出 信号を生成する判定部と、前記差分検出信号に基づいて、前記基準波形生成部に より生成される前記基準波形信号の位相を制御する同期制御部と、を具備する構成 を採る。

[0009] この構成によれば、受信信号と基準波形信号との位相が異なる複数の相関値を生 成し、これら相関値の組み合わせにおける大小を比較することで、同期の位相の調 整方向及び調整量を判定することができるので、受信信号の SZN比が変動する場 合であっても、受信信号の受信レベルの変動に基づいて閾値を調整して設定する必 要がなぐ最適な閾値を設定するために必要なトレーニング期間を不要とし、同期獲 得に要する時間を短縮することができる。

[0010] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、基準波形信号を生成する基準波 形生成部と、異なる遅延量で受信信号を遅延させた複数の遅延波形信号を発生す る遅延部と、前記基準波形信号と、前記遅延部により遅延された前記複数の受信信 号との相関値を示す複数の相関値信号を生成する相関算出部と、前記複数の相関 値信号を、所定の組み合わせで比較し、比較結果に応じて、前記受信信号と前記基 準波形信号との位相ずれの方向及び量を示す差分検出信号を生成する判定部と、 前記差分検出信号に基づいて、前記基準波形生成部により生成される前記基準波 形信号の位相を制御する同期制御部と、を具備する構成を採る。

[0011] この構成によれば、受信信号と基準波形信号との位相が異なる複数の相関値を生 成し、これら相関値の組み合わせにおける大小を比較することで、同期の位相の調 整方向及び調整量を判定することができるので、受信信号の SZN比が変動する場 合であっても、受信信号の受信レベルの変動に基づいて閾値を調整して設定する必 要がなぐ最適な閾値を設定するために必要なトレーニング期間を不要とし、同期獲 得に要する時間を短縮することができる。また、分岐入力側にクロック信号を用いて 相関値信号を生成することができるようになるので、受信信号にノイズが多く含まれる ような場合であっても、より正確に位相の調整方向及び調整量を判定することができ る。

[0012] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記遅延部は、前記遅延波形信 号の最大遅延量を、前記受信信号のシンボル長以下に設定する構成を採る。

[0013] この構成によれば、受信信号をエンベロープ検波して得られたエンベロープ信号の 同期引き込みが完了した場合に、エンベロープ信号のピークを捕らえたシンボル長 の範囲内に、複数の相関値信号を得ることができるので、同期追従時の位相の調整 方向及び調整量を判定することができる。

[0014] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記遅延部は、前記遅延波形信 号の遅延間隔を前記受信信号のシンボル長の 1Z2以下に設定する構成を採る。

[0015] この構成によれば、受信信号をエンベロープ検波して得られたエンベロープ信号の 同期引き込みが完了した場合に、エンベロープ信号のピークを捕らえたシンボル長 の 1Z2の範囲内に、少なくとも 3つの相関値信号を得ることができるので、受信信号 をエンベロープ検波した場合に、同期追従時の位相の調整方向及び調整量をより正 確に判定することができる。

[0016] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記遅延部は、前記遅延波形信 号を少なくとも 3つ発生し、かつ、前記遅延波形信号の最大遅延量を、前記受信信 号のシンボル長の 1Z2以下に設定する構成を採る。

[0017] この構成によれば、受信信号をエンベロープ検波して得られたエンベロープ信号の 同期引き込みが完了した場合に、エンベロープ信号のピークを捕らえたシンボル長 の 1Z2の範囲内に、少なくとも 4つの相関値信号を得ることができるので、受信信号 をエンベロープ検波した場合に、同期追従時の位相の調整方向及び調整量をより正 確に判定することができる。

[0018] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記遅延部は、前記遅延波形信 号の最大遅延量を、前記受信信号の搬送波周波数周期以下に設定する構成を採る

[0019] この構成によれば、受信信号の同期引き込みが完了した場合に、コヒーレント信号 のピークを捕らえた搬送波周波数周期の範囲内に、複数の相関値信号を得ることが できるので、同期追従時の位相の調整方向及び調整量を判定することができる。

[0020] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記遅延部は、前記遅延波形信 号の遅延間隔を前記受信信号の搬送波周波数周期の 1Z2以下に設定する構成を 採る。

[0021] この構成によれば、受信信号の同期引き込みが完了した場合に、コヒーレント信号 のピークを捕らえた搬送波周波数周期の 1Z2の範囲内に、少なくとも 3つの相関値 信号を得ることができるので、同期追従時の位相の調整方向及び調整量をより正確 に判定することができる。

[0022] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記遅延部は、前記遅延波形信 号を少なくとも 3つ発生し、かつ、前記遅延波形信号の最大遅延量を、前記受信信 号の搬送波周波数周期の 1Z2以下に設定する構成を採る。

[0023] この構成によれば、受信信号の同期引き込みが完了した場合に、コヒーレント信号 のピークを捕らえた搬送波周波数周期の 1Z2の範囲内に、少なくとも 4つの相関値 信号を得ることができるので、同期追従時の位相の調整方向及び調整量をより正確 に判定することができる。

[0024] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記判定部は、前記所定の相関 値の組み合わせとして、互いに隣り合わな 、時間での前記相関値信号から成る組み 合わせを、少なくとも 1つ含む構成を採る。

[0025] この構成によれば、位相の調整方向及び調整量の判定において、時間的に離れて

V、る相関値信号同士の組み合わせが少なくとも 1つは用いられるようになるので、位 相の調整方向を誤って判定するのを低減することができる。

[0026] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記判定部は、前記所定の相関 値の組み合わせを適宜変更する構成を採る。

[0027] この構成によれば、例えば、シンボル長又は搬送波周波数周期が変動する場合に

、シンボル長又は搬送波周波数周期に応じて、最適な組み合わせを用いることがで きるので、位相の調整方向及び調整量を正確に判定することができる。

[0028] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記基準波形信号をタイミング信 号として、前記受信信号から信号データを復調する復調部を、さらに備える構成を採 る。

[0029] この構成によれば、受信信号を復調するために必要なタイミング信号を、同期追従 を行うために用いた基準波形信号から生成すればよ!、ので、新たにタイミング信号を 生成する必要がなぐタイミング信号生成に要する処理を簡略化することができると共 に、受信信号に同期したタイミング信号を用いて復調を行うことができるので、復調精 度を向上することができる。

[0030] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記復調部は、前記受信信号と 前記基準波形信号との相関値を示す前記相関値信号を復調する構成を採る。

[0031] この構成によれば、同期追従した状態で復調処理が行われるので、復調精度を向 上することができる。

[0032] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記受信信号を包絡線検波する 検波器を、さらに備え、前記相関値算出部は、前記検波器により包絡線検波された 前記受信信号と、前記基準波形信号及び前記遅延波形信号との相関値を示す複数 の相関値信号を生成し、前記判定部は、前記検波器により包絡線検波された前記受 信信号と前記基準波形信号との位相ずれの方向及び量を示す差分検出信号を生 成し、前記復調部は、前記検波器により包絡線検波された前記受信信号を復調する 構成を採る。

[0033] この構成によれば、受信信号を包絡線検波した包絡線信号を復調に用いるので、 受信信号がオンオフキーイング変調信号の場合に、搬送波位相を利用して復調する 場合に比べ、判定処理及び復調処理に要する演算処理を削減し、同期獲得までの 時間を短縮できる。

[0034] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記判定部は、前記相関値の組 合せとして、第 1の組合せは、前記基準波形信号を用いて算出された第 1の相関値、 および、前記複数の遅延波形信号のうち、遅延量が最も遅延する信号以外の一つの 前記遅延波形信号を用いて算出された第 3の相関値とし、第 2の組合せは、遅延量 が最も遅延する前記遅延波形信号を用いて算出された第 2の相関値、および、前記 複数の遅延波形信号のうち、遅延量が最も遅延する信号以外の一つの遅延波形信 号を用いて算出された第 4の相関値とし、前記第 1の組合せである、前記第 3の相関 値力 前記第 1の相関値を減じた第 1の評価値と、前記第 2の組合せである、前記第 4の相関値力 前記第 2の相関値を減じた第 2の評価値との大小関係に基づいて、 前記差分検出信号を生成する構成を採る。

[0035] この構成によれば、 4つの相関値信号を用い、かつ、 4つの相関値信号のうち、時 間方向に最も離れて 、る相関値信号同士を異なる組み合わせとし、時間方向に最も 離れている相関値信号同士が同じ組み合わせとなるのを避けると共に、時間方向に 最も離れている相関値信号以外の相関値信号同士が同じ組み合わせとなるのを避 けることができるので、各組み合わせにおける大小関係から、位相の調整方向を正し く判定することができる。 [0036] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記第 3の相関値、および、前記 第 4の相関値は、ともに、遅延量が最も遅延する前記遅延波形信号の遅延量の 1Z2 である前記遅延波形信号を用 ヽて算出された相関値である構成を採る。

[0037] この構成によれば、 3つの相関値信号を用いて位相の調整方向及び調整方法を判 定することができるので、構成を簡素化でき、消費電力を削減できる。

[0038] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記第 3の相関値は、遅延量が 最も遅延する前記遅延波形信号の遅延量の、 1Z2以上でかつ最も 1Z2に近い、前 記遅延波形信号を用いて算出された相関値であり、前記第 4の相関値は、遅延量が 最も遅延する前記遅延波形信号の遅延量の、 1Z2以下でかつ最も 1Z2に近い、前 記遅延波形信号を用いて算出された相関値である構成を採る。

[0039] この構成によれば、各相関値信号は、時間方向で互いにクロスされるように組み合 わせられるので、相関値信号数が偶数の場合であっても、確実に位相の調整方向を 半 U定することができる。

[0040] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記判定部は、前記相関値の組 合せとして、前記第 3の組合せは、前記基準波形信号を用いて算出された前記第 1 の相関値と、前記複数の遅延波形信号のうち遅延量が最も遅延する信号以外の一 つの遅延波形信号と、を用いて算出された前記第 3の相関値とし、前記第 4の組合せ は、遅延量が最も遅延する前記遅延波形信号を用いて算出された前記第 2の相関 値と、前記複数の遅延波形信号のうち、遅延量が最も遅延する信号以外の一つの遅 延波形信号と、を用いて算出された前記第 4の相関値とし、第 5の組合せは、前記第 1の相関値と、前記複数の遅延波形信号のうち遅延量が最も遅延する信号以外で、 かつ前記第 3の相関値、ある ヽは前記第 4の相関値の算出に用 、た前記遅延波形 信号とは異なる一つの遅延波形信号と、を用いて算出された第 5の相関値とし、第 6 の組合せは、前記第 2の相関値および、前記第 5の相関値とし、前記第 6の組合せで ある前記第 5の相関値力 前記第 2の相関値を減じた値から、前記第 3の組合せであ る前記第 3の相関値力 前記第 1の相関値を減じた値を減じて、第 3の評価値を算出 し、前記第 5の組合せである前記第 5の相関値力 前記第 1の相関値を減じた値から 、前記第 4の組合せである前記第 4の相関値力 前記第 2の相関値を減じた値を減じ て、第 4の評価値を算出し、さらに、前記第 3の評価値と前記第 4の評価値との大小 関係に基づいて、前記差分検出信号を生成する構成を採る。

[0041] この構成によれば、 5つの相関値信号を用い、かつ、 5つの相関値信号のうち、時 間方向に最も離れて 、る相関値信号同士を異なる組み合わせとし、時間方向に最も 離れている相関値信号同士が同じ組み合わせとなるのを避けると共に、時間方向に 最も離れている相関値信号以外の相関値信号同士が同じ組み合わせとなるのを避 けることができるので、各組み合わせにおける大小関係から、位相の調整方向を正し く判定することができる。

[0042] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記第 3の相関値は、遅延量が 最も遅延する前記遅延波形信号の遅延量の、 1Z2以上で、かつ、最も 1Z2に近い 、前記遅延波形信号を用いて算出された相関値であり、前記第 4の相関値は、遅延 量が最も遅延する前記遅延波形信号の遅延量の、 1Z2以下で、かつ、最も 1Z2に 近い、前記遅延波形信号を用いて算出された相関値であり、前記第 5の相関値は、 遅延量が最も遅延する前記遅延波形信号の 1Z2の前記遅延波形信号を用いて算 出された相関値である構成を採る。

[0043] この構成によれば、各相関値信号は、時間方向で互いにクロスされるように組み合 わせられるとともに、同期獲得時の最大相関値に最も近い相関値信号を用いて差分 検出信号が生成されるので、相関値信号が奇数の場合に、確実に位相の調整方向 を判定することができる。

[0044] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記判定部は、前記複数の相関 値信号を、それぞれ前記相関値信号ごとに平準化し、平準化後の前記相関値信号 を所定の組合せで加算合成して、前記差分検出信号を生成する構成を採る。

[0045] この構成によれば、判定処理を行う回路の動作周波数を低くできるので、簡易な構 成で位相の調整方向及び調整量を判定することができる。

[0046] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記判定部は、前記相関値信号 の各クロック期間における最大値をサンプルホールドし、さらにクロックタイミングによ りデイスチャージ処理して、前記複数の相関値信号を、それぞれ前記相関値信号ご とに平準化する構成を採る。 [0047] この構成によれば、単位時間区間内における最大値を正確に出力できるようになり

、位相の調整量をより正確に判定することができる。

[0048] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記判定部は、前記相関値信号 を所定の組合せで合成して複数の合成信号を生成し、前記合成信号を、それぞれ 前記合成信号ごとに平準化し、平準化後の前記合成信号を加算合成して、差分検 出信号を生成する構成を採る。

[0049] この構成によれば、積分回路数を少なく構成できるようになり、より簡素な構成で実 現することができる。

[0050] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記判定部は、前記相関算出部 により生成される前記相関値信号を合成して前記合成信号を生成し、前記判定部に より生成された前記合成信号を加算、または、混合して復調対象信号を生成し、遅延 部は、前記基準波形信号と前記復調対象信号との遅延量と同一の遅延量だけ、前 記基準波形信号を遅延させたタイミング信号を生成し、前記復調対象信号と前記タ イミング信号とから信号データを復調する復調部を、さらに具備する構成を採る。

[0051] この構成によれば、復調対象とする信号として基準波形信号と無相関で不要な信 号を除去した信号を生成できるようになり、より誤りの少ない復調処理をすることがで きる。

[0052] 本発明のパルス無線受信装置の一つの態様は、前記判定部は、前記相関値信号 が示す前記相関値の組合せに応じた大小関係から、前記受信信号を捕らえている か否かを示すパルス相関検出信号をさらに生成し、前記同期制御部は、前記パルス 相関検出信号及び前記差分検出信号に応じて、前記基準波形信号の位相を制御 する構成を採る。

[0053] この構成によれば、差分検出信号の有効性を同時に判定できるようになり、同期状 態に応じて、基準波形信号の位相を適切に制御することができ、位相の調整方向を より正しく判定することができる。

発明の効果

[0054] 本発明のパルス無線受信装置によれば、トレーニングシンボルによる閾値設定期 間を不要とし、さらに、受信同期後に SZN比の変動がある場合であっても、閾値を 再設定する機構を不要とし、結果として、正確な同期獲得に要する時間を短縮する。 図面の簡単な説明

圆 1]従来のパルス無線受信装置の構成を示す図

圆 2]本発明の実施の形態 1にかかるパルス無線受信装置の構成を示す図

[図 3]実施の形態 1にかかる検波部の構成を示す図

圆 4]実施の形態 1にかかる検波部の動作を説明する図

圆 5]実施の形態 1にかかる基準波形発生部の構成を示す図

圆 6]実施の形態 1にかかる積分部の構成を示す図

圆 7]実施の形態 1にかかる同期制御部の構成を示す図

圆 8]実施の形態 1にかかるパルス無線受信装置の動作を説明する図

圆 9]実施の形態 1にかかる相関算出部の動作及び位相差と相関値の関係を説明す る波形図

圆 10]実施の形態 1にかかる判定部の動作を説明する図

圆 11]実施の形態 1にかかるパルス無線受信装置の別の構成を示す図

圆 12]実施の形態 1にかかるパルス無線受信装置の別の構成を示す図

圆 13]実施の形態 1にかかるパルス無線受信装置の別の構成を示す図

圆 14]実施の形態 1にかかる復調部の動作を説明する波形図

圆 15]実施の形態 1にかかるパルス無線受信装置の別の構成を示す図

圆 16]実施の形態 1にかかる判定部の動作を説明する図

[図 17]実施の形態 1にかかるパルス無線受信装置の別の構成の一部を示す図

[図 18]実施の形態 1にかかる検波部の別の構成を示す図

圆 19]実施の形態 1にかかる判定部の動作を説明する図

圆 20]本発明の実施の形態 2にかかるパルス無線受信装置の構成を示す図 圆 21]実施の形態 2にかかる判定部の動作を説明する図

圆 22]実施の形態 2にかかるパルス無線受信装置の別の構成を示す図

圆 23]実施の形態 2にかかるパルス無線受信装置の別の構成を示す図

圆 24]本発明の実施の形態 3にかかるパルス無線受信装置の構成を示す図 圆 25]実施の形態 3にかかる判定部の動作を説明する図 [図 26]実施の形態 3にかかるパルス無線受信装置の別の構成を示す図 [図 27]実施の形態 3にかかるパルス無線受信装置の別の構成を示す図

発明を実施するための最良の形態

[0056] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

[0057] (実施の形態 1)

本実施の形態に力かるパルス無線受信装置は、受信信号と、位相の相異なる複数 の基準信号との相関値を相対比較して、同期のための位相の調整方向と量を正しく 判定し、結果として、同期引込みに要する時間を短縮する。

[0058] (全体構成）

図 1は本発明の実施の形態 1にかかるパルス無線受信装置の構成を示す図である 。図 1において、パルス無線受信装置 100は、検波部 104と、同期用波形発生部 16 0と、遅延部 161と、相関算出部 162と、判定部 163と、同期制御部 142とで構成され 、受信アンテナ 102に接続されている。さらに、上記パルス無線受信装置 100は、検 波信号 105と基準波形信号 111とから信号データ 153を復調する復調部 152を備え ている。

[0059] なお、本実施の形態では、パルス無線受信装置 100が、オンオフキーイング (On Off Keying : OOK)変調方式によりパルス変調された無線信号 101を受信し、同 期パルスを生成して信号データ 153に復調する実施例について説明する。

[0060] (検波部）

検波部 104は、受信信号 103を全波整流により包絡線検波して、検波信号 105を 出力する。図 3Αは、本実施の形態に力かる検波部の構成を示す図である。図 3Αに おいて、検波部 104は、全波整流回路 201により実現している。受信信号 103は、一 般的に正負の振幅を持つインパルス波形であり、第 1〜第 4のミキサの前段に正負値 による相殺を防ぎ、基準波形信号 111との相関を効果的に検出するために、検波部 104を設けている。

[0061] 図 4は、本実施の形態に力かる検波部の動作を説明する図である。図 4において、 受信信号 103は、正および負値を持つインパルス波形をしている。この受信信号 10 3を検波部 104により包絡線検波し、負値を持たない波形の検波信号 105に整形す る。また、本実施の形態では、全波整流回路 201により構成したが、別の回路構成と することもできる。図 3Bは、本実施の形態に力かる検波部の別の構成を示す図であ る。図 3Bにおいて、検波部 104bは、自乗回路 202により検波信号 105を生成してい る。なお、受信信号 103が負値を持たないようなインパルス波形の場合には、検波部 104は、受信信号 103をそのまま検波信号 105として出力する構成としても、同様の 効果を得ることができる。

[0062] (同期用波形発生部）

同期用波形発生部 160は、クロック信号発生部 106と、可変信号遅延部 108と、基 準波形発生部 110とを備え、クロック信号発生部 106の発生するクロック信号 107を 可変信号遅延部 108により所定の時間遅延し、基準波形発生部 110にて波形を整 形し、同期タイミング信号 109のパルスタイミングで基準波形信号 111を発生するよう 構成されている。図 5は、本実施の形態にカゝかる基準波形発生部の構成を示す図で ある。図 5において、基準波形発生部 110は、内部構成にローパスフィルタ (LPF) 2 03を用いて構成されている。なお、本実施の形態では、基準波形信号 111の波形は 、検波信号 105のオンオフキーイングのマーク（以下、マークとはオンオフキーイング におけるオン状態を示す）における波形に相似する波形とする。また、可変信号遅延 部 108における遅延時間は、後述する同期制御部 142の出力する制御信号 143に より調整できる。

[0063] (遅延部）

遅延部 161は、第 1の遅延素子 112と、第 2の遅延素子 114と、第 3の遅延素子 11 6を備え、源波形信号として入力される信号および、入力される源波形信号を多段に 遅延させた信号を同時に出力するよう構成されている。図 1において、遅延部 161は 、基準波形信号 111と、基準波形信号 111を第 1〜第 3の遅延素子 112、 114、 116 により、時間 τずつ順次遅延した遅延波形信号 113、 115、 117を出力する。なお、 本実施の形態では、第 1〜第 3の遅延素子 112、 114、 116は、それぞれ入力信号 を時間 τずつ遅延する構成とするが、受信信号の波形により変更しても良い。また、 本実施の形態では、遅延時間 τは、検波信号 105の半値パルス幅の 1Z2よりも小さ い値として説明する。なお、この半値パルス幅は、図 4において検波信号 105が正の 値を有する時間幅を示し、受信信号 103のシンボル長に相当する。また、 PPM変調 方式の場合のように、半値パルス幅がシンボル長に相当しない場合には、遅延時間 τは、パルス幅に相当する半値パルス幅の 1Z2よりも小さい値とする。

[0064] (相関算出部）

相関算出部 162は、第 1のミキサ 118と、第 2のミキサ 120と、第 3のミキサ 122と、第 4のミキサ 124とを備え、 2組の入力される信号系列に含まれるそれぞれの信号を混 合し出力する。図 1において、相関算出部 162は、検波信号 105と、基準波形信号 1 11および基準波形信号 111を時間 τずつ遅延した遅延波形信号 113、 115、 117 とを、第 1〜第 4のミキサ 118、 120、 122、 124により、それぞれ混合し、第 1〜第 4の 相関値信号 119、 121、 123、 125を出力する。

[0065] (判定部）

判定部 163は、第 1の積分部 126と、第 2の積分部 128と、第 3の積分部 130と、第 4の積分部 132と、第 1の信号加算部 134と、第 2の信号加算部 136と、第 3の信号 加算部 140とで構成される。

[0066] 図 1において、判定部 163は、相関算出部 162の出力する第 1〜第 4の相関値信 号 119、 121、 123、 125を、第 1〜第 4の積分部 126、 128、 130、 132により、それ ぞれ平準化した信号 127、 129、 131、 133を出力する。続けて、判定部 163は、第 1の信号加算部 134により、信号 129と信号 133を反転した信号とを加算し、信号 13 5を生成する。さらに、判定部 163は、第 2の信号加算部 136により、信号 131と信号 127を反転した信号とを加算し、信号 137を生成する。さらに、判定部 163は、第 3の 信号加算部 140により、信号 137と信号 135を反転した信号とを加算し、差分検出信 号 141を生成する。

[0067] また、図 6Αは、本実施の形態に力かる判定部における積分部の構成を示す図で ある。図 6Αにおいて、積分部 126は、ローパスフィルタ 701を備え、入力される相関 値信号 119を平準化する。なお、本実施の形態では、積分部 128、 130、 132も、同 様の構成とする。

[0068] また、図 6Βは、本実施の形態に力かる判定部における積分部の別の構成を示す 図である。図 6Βにおいて、積分部 126bは、デイスチャージ回路付きの積分器 707を 備えた構成で、クロックに同期して厳密に動作することができる。すなわち、この積分 部 126bは、基準波形信号 111の示すクロック期間によって、入力される相関値信号 119の最大値をサンプルホールド（709)し、単位時間区間における最大値（127)を 正確に出力できる。そのため、同期時間の調整量をより正確に判定できる。

[0069] なお、本実施の形態では、図 1に示すように、判定部 163に、論理積演算部 138を さらに備え、信号 135と信号 137とを論理積演算し、差分検出信号 141が受信パル スのピークを捕らえている力否かを示すパルス相関検出信号 139を、さらに生成する 。このパルス相関検出信号 139は、差分検出信号 141が受信パルスのピークを捕ら えている場合は、高レベル (High)値の信号を出力し、捕らえていない場合は、低レ ベル (Low)値の信号を出力する。

[0070] (同期制御部）

同期制御部 142は、入力信号の出力を、別の入力信号に応じて制御するスィッチ を備える。図 7Aは、本実施の形態に力かる同期制御部の構成を示す図である。図 7 Aにおいて、同期制御部 142は、パルス相関検出信号 139が高レベルの間に、スィ ツチ 910がオン (on)になり差分検出信号 141を制御信号 143として出力する。逆に 、低レベルの間は、スィッチ 910がオフ（off)になり、制御信号 143は出力されない。

[0071] ここで、前述した、同期用波形発生部 160の可変信号遅延部 108における、遅延 量を調整する動作について説明する。可変信号遅延部 108は、制御信号 143を受 けた場合、自身に設定された遅延時間を変更する。この設定された遅延時間の変更 量は、制御信号 143の絶対値に比例するよう設定する。変更方向は、制御信号 143 の示す位相の進み、または、遅れに合致するよう設定する。これにより、同期のずれ が大きい場合はより大きく補正でき、遅延量の変化量を一定値にした場合よりも同期 の収束時間が短くなる。

[0072] また、図 7Bは、本実施の形態に力かる同期制御部の別の構成を示す図である。図 7Bにおいて、同期制御部 142bは、スィッチ 905とチャージポンプ回路 904を備え、 差分検出信号 141の値が、正の場合は同期が遅れていると判定し、可変信号遅延 部 108に対して同期タイミング信号 109の遅延量を少なくするように制御する制御信 号 143を出力する。負の場合は同期が進んでいると判定し、同期タイミング信号 109 の遅延量を多くするように制御する制御信号 143を出力する。

[0073] このようにして、同期用波形発生部 160の可変信号遅延部 108を制御し、同期タイ ミングを補正する。ただし、制御信号 143は、可変信号遅延部 108の遅延量を調整 するが、その増減量は一定とする内容を示す。そのため、同期制御部 142bは、図 7 Aに示した同期制御部 142の構成と比べて、同期制御におけるオーバーシュートの 発生を防止できる。なお、図 7Bにおいて、同期制御部 142bは、図 7Aに示した同期 制御部 142と同様に、パルス相関検出信号 139が高レベルの間に、スィッチ 905が オンになり差分検出信号 141を制御信号 143として出力する。

[0074] 復調部 152は、検波信号 105と、遅延素子 150により遅延時間を調整した基準波 形信号 111とから、信号データ 153を復調する。本実施の形態では、遅延素子 150 の遅延量を、遅延部 161で最も遅延する遅延波形信号 117の遅延量 3 τの 1/2、 すなわち、 1. 5 τとして ヽる。

[0075] (動作説明）

次に、本実施の形態に力かるパルス無線受信装置の動作について説明する。

[0076] 図 1において、本実施の形態に力かるパルス無線受信装置 100は、まず、検波部 1 04において、受信信号 103を包絡線検波し、検波信号 105を生成する。また、同期 用波形発生部 160において、受信信号 103に相似する基準波形信号 111を、入力 される制御信号 143に応じて位相を制御して発生する。なお、本実施の形態では、 可変信号遅延部 108の初期の遅延量は時間てとしている。そして、遅延部 161によ り、この基準波形信号 111を一定の遅延量てずつ遅延させ、複数の遅延波形信号 1 13、 115、 117を発生する。

[0077] (相関処理）

ここで、相関算出部における相関値信号を生成する動作について補足説明する。 図 8は、本実施の形態に力かるパルス無線受信装置の動作を説明する図である。図 8において、パルス無線受信装置 100は、パルス無線送信装置 190から送出される 無線信号 101を受信し、検波部 104により検波信号 105を生成する。この検波信号 1 05は、基準波形信号 111との位相差 191 ( φ )が生じている。なお、本実施の形態で は、検波信号 105と基準波形信号 111の波形は、それぞれ、（数 1)、（数 2)に示す 正弦波形であるとする。

[0078] (数 1) S (t) =cos (2 π t/T) + 1 +Ν (t)… ·（1)

(数2)

( ) ) + 1 (2)

ただし、 Tは、検波信号 105の半値パルス幅、 N (t)は、雑音成分である。

[0079] さらに、パルス無線受信装置 100は、第 1のミキサ 118により、相関値を示す相関値 信号 119、すなわち、 S (t) X R (t)で示される波形信号を出力し、積分部 126により 平準化処理した信号 127を得る。この相関値信号 119の値を、 1パルス波形の時間 幅以上の一定区間にわたって積分して得られる値を相関値とする。そして、図 8にお いては、信号 127の値を検波信号 105と基準波形信号 111の相関値に相当する値 とみなす。また、図 1における、相関算出部 162で生成する他の系統の信号、すなわ ち、検波信号 105と遅延波形信号 113、 115、 117との相関値信号 121、 123、 125 についても同様とする。

[0080] 図 9A〜図 9Cは、相関算出部の動作を説明する図である。検波信号 502と、基準 波形信号 501を位相形式で表記された時間軸における波形例を示す。図 9Aにお 、 て、検波信号 502と基準波形信号 501の位相差 φが 0で、ともに 180度 (deg)にピー クを持つ。図 9B、図 9Cに、位相差 φが 60度、 180度の場合の波形例を示す。図 9B 、図 9Cにおいて、基準波形信号 501は、検波信号 502に対して、それぞれ、 60度、 180度位相が遅れている。

[0081] 図 9Dは、検波信号 502と基準波形信号 501の位相差と相関値の関係を示す図で ある。なお、相関値 503は、位相差 φの絶対値を横軸とし、位相差 φ =0の場合に得 られる信号値 504を 1として正規ィ匕した値を示している。相関値 503は、 2つの信号の うち、どちらが進んでいても相関値は同じ値をとり、位相差が大きくなるにつれ減少す ることを示して ヽる。

[0082] 本実施の形態では、検波信号および基準波形信号は、前述したように正弦波形と し、第 1〜第 3の遅延素子 112、 114、 116の遅延時間 τを、 τ =ΤΖ4としている。こ の構成では、 2Τが 360度に相当する。このため、パルス無線受信装置 100で受信同 期が確立している場合、信号 129は、位相差 φ =0から一 60度、すなわち、 1. 5 て、位相のずれた場合における相関結果（505)が得られる。また、なお、信号波形 の包絡線形状が正弦波形、あるいは正弦波形と異なる場合であっても、遅延素子の 遅延時間を不均等にするなど、波形の位相判定に有利なようにインパルスの位相間 隔を調整する形態としても良い。

[0083] (位相ずれ判定処理）

続いて、本実施の形態に力かるパルス無線受信装置 100は、相関算出部 162によ り、検波信号 105と、基準波形信号 111および複数の遅延波形信号 113、 115、 11 7との相関を示す相関値信号 119、 121、 123、 124を並列に生成する。判定部 163 により、これら相関値信号 119、 121、 123、 124の示す相関値の組合せに応じた大 小関係から、受信信号 103と基準波形信号 111との位相ずれの方向および量を示 す差分検出信号 141を生成する。同時に信号 135と信号 137とを論理積演算し、差 分検出信号 141が受信パルスのピークを捕らえて ヽるか否かを示すパルス相関検出 信号 139を、さらに生成する。

[0084] ここで、判定部 163における位相のずれを判定する動作について補足説明する。

図 10A— Cは、本実施の形態に力かる判定部の動作を説明する図である。図 10A〜 図 IOCにおいて、受信信号の位相を 0とした基準波形信号および遅延波形信号の 位相差を横軸とし、各相関値信号 119、 121、 123、 124の相関値をプロット（601、 6 04、 603、 602)している。判定部 163は、相関値信号 123の相関値 603に対する、 相関値信号 119の相関値 601との第 1の差 137と、相関値信号 121の相関値 604に 対する、相関値信号 125の相関値 602との第 2の差 135とを算出し、比較する。

[0085] ここで、図 10Aに示すように、受信同期が確立している場合、判定部 163は、比較（ 250)の結果、 2つの値は等しいと判定する。このとき、判定部 163は、差分検出信号 141として、受信信号に対し、基準波形信号および遅延波形信号の信号系列とに位 相ずれが無ぐ判定部内の信号 135と信号 137の値を比較（250)しても、その差が 0 であることを示す信号を出力する。なお、本実施例では、位相ずれが無い場合は無 信号とする形態として説明するが、レベル 0の信号を出力する形態としてもよい。

[0086] また、図 10Bに示すように、受信同期が進んでいる場合、判定部 163は、同様に、 比較 (251)の結果、第 1の差 137が第 2の差 135よりも大きぐそれらの差 710だけ同 期位置が進んでいると判定する。このとき、判定部 163は、差分検出信号 141として 、この差 710を示す正の値を持つ信号を出力する。なお、ここでは、位相のずれ量は 、差分検出信号 141の値に比例するものとして説明している。

[0087] また、図 10Cに示すように、逆に、受信同期が遅れている場合、判定部 163は、同 様に、比較（252)の結果、第 1の差 137が第 2の差 135よりも小さぐそれらの差 710 だけ同期位置が遅れていると判定する。このとき、判定部 163は、差分検出信号 141 として、この差 710を示す負の値を持つ信号を出力する。

[0088] なお、本実施の形態では、パルス相関検出信号 139が同期制御部 142に出力され ることを前提に説明している力 もちろん同期を保持するという目的のためであれば、 無くてもかまわな!/、。すなわちパルス相関検出信号 139に相当する同期制御部 142 への入力信号は常に「正」でかまわな!/、。ただし同期位置がパルス位置力 外れてし まい、同期引込みができないような場合は、信号 135および信号 137の少なくとも一 方の値が負になる。そのため、本実施の形態では、判定部 163は、前述したように、 論理積演算部 138により、信号 135と信号 137とを論理積演算し、信号 135と信号 1 37のどちらか一方が負の値をとるときは、たとえ差分検出信号 141に信号が検出さ れていたとしても、それは同期位置が不正であり、同期制御に用いるべきではないた め、パルス相関検出信号 139は出力されない。一方、信号 135と信号 137が同時に 正の値をとる場合には、差分検出信号 141が受信パルスのピークを捕らえており、同 期引込みが可能な状態であることを示すパルス相関検出信号 139を、同時に同期制 御部 142に出力する。

[0089] (位相制御及び復調処理）

続いて、本実施の形態に力かるパルス無線受信装置 100は、同期制御部 142によ り、このパルス相関検出信号 139の示す値に応じて、制御信号 143を生成するか否 かを判定する。制御信号 143を生成すると判定した場合は、同期制御部 142の差分 検出信号 141から、基準波形信号 111の位相を制御する制御信号 143を生成し、同 期用波形発生部 160へ出力する。そして、制御信号 143の入力を受けた同期用波 形発生部 160は、出力する基準波形信号 111の位相を調整する。

[0090] さらに、本実施の形態に力かるパルス無線受信装置 100は、復調部 152により、検 波信号 105と、基準波形信号 111を時間 1. 5 τ遅延した信号 151とから、信号デー タ 153に復調する。以降、パルス無線受信装置 100は、上記受信同期および復調の 動作を繰り返す。

[0091] ここで、同期が確立した場合における復調動作について補足説明する。図 10Aに 示したように、同期が確立した場合、最大相関値をとるタイミングは、第 2の遅延素子 112によるタイミング (遅延時間 τ )と、第 3の遅延素子 114によるタイミング (遅延時 間 2 τ )との中間に存在する。そのため、復調部 152は、図 1において基準波形信号 111を受信用遅延素子 150により時間 1. 5 てだけ遅延した信号 151を生成する。そ して、その信号をクロック信号として、検波信号 105の符号を判定し、信号データ 153 に復調する。

[0092] このような構成とすることによって、本実施の形態に力かるパルス無線受信装置 10 0は、受信信号と、位相が異なる複数の基準信号との相関値を生成し、それらの組合 せにおける差の大小を相対比較して、同期位相の調整方向を正しく判定する。その ため、受信信号に SZN比の変動がある場合であっても、結果として、同期引込みに 要する時間を短縮することができる。

[0093] (他の構成例）

なお、本実施の形態では、パルス無線受信装置 100の判定部 163は、大小比較を する 2組の信号を、相関値信号をそれぞれ平準化した後に加算し生成する。しかし、 図 11に示すように、 2組の相関値信号をそれぞれ加算後に、平準化することにより、 積分部の構成数をより少なくし、簡素な構成とすることができる。図 11は、本実施の 形態に力かるパルス無線受信装置の別の構成を示す図である。図 11において、パ ルス無線受信装置 301の判定部 163は、相関算出部 162の出力する相関値信号 12 5を反転した信号と相関値信号 121とを、信号加算部 134により加算し、加算信号 10 03を生成する。さらに、相関値信号 119を反転した信号と相関値信号 123とを、信号 加算部 136により加算し、加算信号 1004を生成する。そして、生成した加算信号 10 03、 1004をそれぞれ、積分部 1001、 1002により平準化した信号 135、 137を生成 し、信号 137と信号 135を反転した信号とを信号加算部 140により加算し、その大小 を比較判定する。

[0094] ここで、第 1、第 2の信号加算部 134、 136における加減算は線形処理であるため、 積分値の加減算と、加減算値の積分は等価であり、このような構成とすることができる

。図 11に示す構成は、図 1の構成と比べて、積分部の数が半分で、信号 135、信号 137において同等の信号が得られる。回路構成の簡素化による製造コストが削減で き、動作における消費電力を削減できる。ただし、積分部のダイナミックレンジを図 1 に示す構成に比べて大きく設定する必要がある。

[0095] なお、本実施の形態では、パルス無線受信装置 100、 301は、検波信号 105を相 関算出部 162に入力し、同期用波形発生部 160の基準波形信号 111を遅延部 161 に源波形信号として入力する構成とした。しかし、これらの信号（105および 111)を 逆に入力する構成としても良い。図 12は、本実施の形態に力かるパルス無線受信装 置の別の構成を示す図である。図 12において、パルス無線受信装置 302は、基準 波形信号 111を相関算出部 162に、検波信号 105を遅延部 161に源波形信号とし て入力し、同期の位相を調整する。この構成により、図 1あるいは図 11に示した構成 と同様の動作をする。この理由は、図 1あるいは図 11に示したパルス無線受信装置 1 00、 301の構成において、検波信号 105と基準波形信号 111は、それら以降の信号 処理回路に対して入力が等価なためである。これにより、分岐入力側にノイズの少な いクロック信号を用いて相関値信号を生成することができるようになり、受信信号にノ ィズが多い場合であっても、より正確に位相の調整方向を判定することができるように なる。

[0096] なお、図 11に示したパルス無線受信装置 301は、復調部 152により、検波信号 10 5を、 1. 5 τ遅延した信号 151のタイミングで復調する形態とした。しかし、検波信号 105の代わりに、信号 1003、 1004を加算した信号とする形態としてもよい。図 13は 、本実施の形態に力かるパルス無線受信装置の別の構成を示す図である。図 13に おいて、パルス無線受信装置 303は、信号 1003と信号 1004を加算器 1201により 加算して復調対象とする信号 1202を生成し、基準波形信号 111を時間 1. 5 て遅延 した信号 151を用いて、信号データ 153に復調する。ここで、パルス無線受信装置 3 03が、相関値信号 119、 121、 123、 125から、復調対象とする信号 1202を生成す る動作について、波形図を用いて説明する。図 14Aは、相関値信号 119、 121、 12 3、 125の波形図を示す。これらは、それぞれ位相が 60度ずつ異なっている。図 14B は、信号 1003、 1004の波形図を示す。図 14Cは、信号 1202の波形図を示す。こ のように構成することにより、パルス無線受信装置 303は、基準波形信号 111と無相 関で不要な信号を除去した信号を元に、より誤りの少ない復調処理ができる。

[0097] なお、図 13に示した構成では、復調対象とする信号 1202を加算器 1201により生 成する形態としたが、図 15に示すように、乗算器により生成する形態としても良い。図 15は、本実施の形態に力かるパルス無線受信装置の別の構成を示す図である。図 1 5において、パルス無線受信装置 304は、信号 1003と信号 1004とを乗算器 1203 により乗算して生成する。ただし、加算して復調用の信号を生成する場合には、生成 する信号波形のずれが補正される。そのため、同期の位置ずれが生じている状態に おいては、加算して生成する形態のほうが位置ずれによる復調誤り率が低い。

[0098] なお、本実施の形態では、パルス無線受信装置が受信する信号のパルス変調方 式をオンオフキーイング方式として説明したが、他の変調方式、例えば、等間隔のィ ンノ ルス信号で送信データに応じたパルスの位相により変調するバイフェーズ (Bi— Phase)変調方式、あるいは、送信データに応じて時間的にパルス位置を偏移する パルス位置変調（Pulse Position Modulation : PPM)方式等にも適用可能であ る。このとき、バイフェーズ変調方式の場合は、変調波が等間隔のインパルス列となる ため、本発明にかかる構成が適用できる。また、パルス位置変調方式の場合は、無 変調のインパルス列など、同期のための一定間隔インパルス列によるプリアンブルを 設けることで、本発明にかかる同期手法を適用することができる。

[0099] なお、上述した説明では、基準波形発生部 110は、ローパスフィルタ 203を用いて 、同期タイミング信号 109から、検波信号 105のオンオフキーイングのマークにおける 波形に相似する基準波形信号 111を生成する（(数 1)及び (数 2)参照)場合につ！ヽ て説明したが、基準波形信号 111は、検波信号 105に相似する信号に限らない。例 えば、基準波形発生部 110が、ローノ スフィルタ 203を用いず、同期タイミング信号 1 09をそのまま基準波形信号 111として用いてもよい。つまり、基準波形発生部 110が 、（数 3)に示すように、所定のタイミングでのみアナログ値を有し他のタイミングでは 0 の信号を、基準波形信号 111として生成するようにしてもょ 、。

[0100] (数 3) R (t) = a δ (t) (3) ここで、 αは、定数であり、 δ (t)は、デノレタ関数である。

[0101] また、以上の説明では、図 8に示すパルス無線送信装置 190から、オンオフキーィ ング変調方式により変調された無線信号 101が送信され、パルス無線受信装置 100 力、検波部 104により無線信号 101を包絡線検波して復調する場合について記載し たが、包絡線検波を行う検波部 104を用いずに、搬送波位相を利用した復調を行う 場合にも、同様の処理を行うことで同様の効果を得ることができる。以下、包絡線検 波を行わず、搬送波位相を利用して復調を行う場合に、位相のずれを判定する動作 について補足説明する。なお、以下では、基準波形発生部 110が、基準波形信号 1 11として、（数 3)に示すような信号を生成するものとする。

[0102] 遅延部 161は、基準波形信号 11 1と、基準波形信号 111を第 1〜第 3の遅延素子 1 12、 114、 116により、時間 τずつ順次遅延した遅延波形信号 113、 115、 117を出 力する。

[0103] このとき、第 1〜第 3の遅延素子 112、 114、 116は、遅延時間てとして、受信信号 1 03の搬送波周波数周期の範囲で複数の相関値信号が得られる値の遅延量を印可 する。これにより、後述する図 16に示すように、搬送波周波数の 1周期の中に有効な 相関値が含まれるようになり、同期の位相の調整方向をより正しく判定することができ るようになる。この結果、正確な同期タイミングの引き込みに要する時間をより短縮す ることがでさる。

[0104] 相関算出部 162は、受信信号 103と、基準波形信号 111および基準波形信号 111 を時間 τずつ遅延した遅延波形信号 113、 115、 117とを、第 1〜第 4のミキサ 1 18、 120、 122、 124により、それぞれ混合し、第 1〜第 4の相関値信号 119、 121、 123 、 125を出力する。上述したように、基準波形信号 11 1は、（数 3)で表せるような所定 のタイミングでのみアナログ値を有し他のタイミングでは 0の信号である。したがって、 第 1〜第 4のミキサ 1 18、 120、 122、 124により、受信信号 103と、基準波形信号 11 1および基準波形信号 111を時間 τずつ遅延した遅延波形信号 113、 115、 117と が混合されることにより、相関算出部 162では、受信信号 103が遅延時間てごとにサ ンプリングされることになる。

[0105] 図 16は、この場合の判定部の動作を説明するための図である。図 16において、受 信信号の位相を 0とした基準波形信号および遅延波形信号の位相差を横軸とし、各 相関値信号 119、 121、 123、 124の相関値をプロット（1211、 1212、 1213、 1214 )している。判定部 163は、例えば、図 10の場合と同様に、相関値信号 123の相関 値 1213に対する、相関値信号 119の相関値 1211との第 1の差 137と、相関値信号 121の相関値 1214に対する、相関値信号 125の相関値 1212との第 2の差 135とを 算出し、比較する。以降、位相のずれを判定する動作は、上述した動作と同様のた め、ここでは省略する。また、位相制御及び復調方法についても、検波部 104を用い る場合と同様であるため、省略する。

[0106] 位相情報を用いた検波を行う場合には、精度がより高い復調 '同期が可能となる。

このように、オンオフキーイング変調方式で変調された無線信号 101に対しては、包 絡線検波または搬送波位相を利用したいずれの復調方法に対しも実施可能である。

[0107] したがって、例えば、図 17に示すように、受信アンテナと検波部 104との間にスイツ チ 164を設けて、同期制御部 142 (又は同期制御部 142b)から出力される制御信号 144に応じて、スィッチ 164を切り替えることで、検波部 104により検出されたェンべ ロープ情報を用いる検波方式と、位相情報を用いる検波方式とを、切り替えるように してもよい。このときの制御信号としては、例えば、パルス無線受信装置に要求される 復調，同期性能などを用いる。

[0108] なお、上述した実施の形態では、変調方式がオンオフキーキングの場合について 説明したが、変調方式は、オンオフキーイングを含む振幅変調に限らず、位相変調 の場合にも、同様の処理を行うことで同様の効果を得ることができる。実施可能な位 相変調としては、例えば、 BPSK (Bi—Phase Shift Keying)変調、 QPSK (Qua drature Phase Shift Keying)変調などの変調方式がある。 ASKのような振幅 変調では、包絡線検波方式による検波部 104を用いても用いなくても、いずれの検 波方式によっても復調できるのに対し、 PSKや FSKのような位相 '周波数変調では エンベロープ情報のみでの検波が難し 、。

[0109] したがって、例えば、図 17において、同期制御部 142 (又は同期制御部 142b)か ら、制御信号として変調方式の情報がスィッチ 164に出力されるようにして、この制御 信号に応じて、スィッチ 164を切り替えることで、検波部 104を用いた包絡線検波方 式を用いる力、検波部 104を用いず位相情報を用いた検波方式を用いるか選択する ようにしても良い。位相ずれの判定、位相制御および復調方法については、検波部 1 04を用いる場合と同様であるため、省略する。

[0110] また、図 1を用いた以上の説明では、検波部 104が包絡線検波を行い、検波信号 1 05の 1系統を受信復調する場合について記載したが、検波部 104を直交検波構成 とし、 I、 Q信号の 2系統を受信復調して、 QPSK変調信号に対応させるようにしてもよ い。以下、受信信号 103が、 QPSK信号の場合について、補足説明する。

[0111] 図 18は、検波部 104が直交検波構成する場合の一般的な構成を示す図である。

検波部 104は、 LO信号源 145と、 I、 Q信号を生成するための 2つのミキサ 146、 147 と、 90度移相器 148とを備えて構成される。これにより、検波部 104において、 I、 Q 信号の両方が生成されて、検波部 104からは 2つの信号が出力される。

[0112] したがって、同期用波形発生部、遅延部、相関算出部、判定部、及び同期制御部 の構成要素を並列して備えて構成されるようにすることで、 2系統の場合においても、 1系統の場合と同様の位相ずれ判定および位相制御を行って、 I、 Qの 2つの信号に 併せて追従することができる。なお、 I、 Qの 2つの信号に併せて追従するのではなぐ I、 Q信号のいずれか一方にのみ追従するようにしたり、両方の信号を加算合成、乗 算、又は絶対値の加算を行なうことで I、 Q信号を 1つの信号として扱うようにしてもよ い。これらの場合には、同期用波形発生部、遅延部、相関算出部、判定部、及び同 期制御部を 1系統分だけ備えれば良いので、パルス無線受信装置の回路規模が大 きくなるのを回避することができる。

[0113] なお、受信信号 103を中間周波数にダウンコンバート処理を施した信号に対しても 、同様の処理を行うことで同様の効果が得られるようになることは言うまでもな 、。

[0114] また、以上の説明では、図 10〖こ示すよう〖こ 4つの判定点 601〜604を、 601と 603 、 602と 604を組み合わせて比較する場合について説明した力 4つの判定点を全 て用いず、このうち 2つだけや 3つだけを用いるようにして、糸且合せを変えて比較する ようにしても良い。例えば、同期引き込み時には 4点を用い、同期追従時には内側 2 つだけを使うようにする。組み合わせに用いる判定点の数が多いほど、位相ずれの 方向をより正確に特定することができるので、同期引き込み時には、判定点を多く用 いるようにすることで、同期引き込み時間を短縮することができる。また、同期追従時 には、内側の 2つの判定点を用いれば、位相ずれを補正することができるので、同期 追従時には、用いる判定点を少なくすることで、相関演算等の演算処理の削減により 消費電力を低減することができる。

[0115] また、以上の説明では、判定に用いる点を 4つとした場合について説明した力 こ れを 5点以上として、組合せを増やして判定精度を高めるようにしてもよ!、。

[0116] また、以上の説明では、判定点の間隔となる遅延時間てを、シンボル長の 1Z2より も小さい値として説明したが、第 1〜第 3の遅延素子 112、 114、 116により印加され る基準波形信号力ゝらの遅延量が、それぞれシンボル長の 1Z2以下となるようにしても よい。これにより、検波部 104を用いて包絡線検波された検波信号 105のピークを捕 らえた場合に、シンボル長の 1/2内に第 1〜第 4の相関値信号 119、 121、 123、 1 25を得ることができるので、同期位相の調整方向をより確実に判定することができる。

[0117] また、以上の説明では、判定点の間隔を遅延時間てとする場合について説明した 力 これに限らず、判定点の間隔を適宜変更するようにしてもよい。判定点の間隔を 広くするほど、受信パルスを発見する時間が短くなるので、同期引き込み時間を短く することができ、判定点の間隔を狭くするほど、振幅値が大きい部分を判定に用いる ことができるので、同期追従時のジッタが小さくなり、同期精度を向上することができ る。判定点の間隔を可変にして、同期引き込み，追従の両方の性能を高めるように、 判定点の間隔を制御するようにしてもよいことは言うまでもない。

[0118] また、以上の説明では、相関算出部 162により、複数のミキサを用いて、検波信号 1 05と、基準波形信号 111および複数の遅延波形信号 113、 115、 117との相関を示 す相関値信号 119、 121、 123、 124を並列に生成する場合について説明した。な お、ミキサの数を減らし、基準波形信号 111を異なる遅延量でサンプルすることで複 数の相関値信号を生成するように構成しても良いことは言うまでもない。

[0119] また、以上の説明では、同期引き込みが可能な状態であり、さらに同期追従を行う 場合を想定している。ここで、判定部 163が、論理積演算部 138により、信号 135と 信号 137とを論理積演算し、信号 135と信号 137のうち、少なくともどちらか一方が負 の値をとるときは、たとえ差分検出信号 141に信号が検出されていたとしても、それは 同期位置が不正であり、同期制御に用いるべきではないと判断し、パルス相関検出 信号 139が出力されないとする場合について説明した。

[0120] カロえて、同期引き込みが可能となるまでの間は、同期位置が不正であり、同期制御 に用いるべきでないと判断した場合にも、例えば、所定の時間遅延量を増やす、又 は減らす等の制御を行うようにしてもよい。以下、図 19を用いて補足説明する。

[0121] 図 19は、同位相及び逆位相に同期した状態における判定点の位置の様子を示す 図である。同図において、図 19Aは、同位相に同期した状態を示し、図 19Bは、逆位 相に同期した状態を示している。図 19Bに示すように、逆位相に同期した状態では、 信号 135と信号 137がともに負であるので、パルス相関検出信号 139が出力されず、 位相ずれの補正が全くされなくなってしまう。したがって、同期引き込みが可能となる までの間には、正しい同期点でなぐ同期していないと判断された場合においても、 所定の時間遅延量を増やす、又は減らす等の制御を行うようにすることにより、同期 位置をずらすことができるので、この結果、同期引き込み時間を短縮することができる

[0122] (実施の形態 2)

次に、本発明の実施の形態 2にかかるパルス無線受信装置について説明する。本 実施の形態にかかるパルス無線受信装置は、受信信号と基準信号波形との相関を 比較する数を増やして、相関値信号の密度を高めることにより、位相調整の方向と量 をより正しく判定し、同期引込みに要する時間をさらに短縮する。

[0123] (全体構成）

図 20は、本実施の形態 2にかかるパルス無線受信装置の構成を示す図である。図 20において、パルス無線受信装置 305は、図 2に示した実施の形態 1にかかるノ ル ス無線受信装置 100とほぼ同じ構成をしているため、差異について説明する。実施 の形態 1に示したパルス無線受信装置 100は、 4系統の異なる相関値信号により、位 相ずれを判定する構成としているのに対し、本実施の形態に力かるパルス無線受信 装置 305は、 5系統の異なる相関値信号により、位相ずれを判定する構成としている 点が異なっている。

[0124] (遅延部及び相関算出部） 図 20において、遅延部 161は、 4つの遅延素子を備え、入力される基準波形信号 111と、それを時間てずつ順次遅延した遅延波形信号との 5つの信号を生成する。こ こで、遅延素子の遅延時間 τは、本実施の形態では、それぞれ τ =ΤΖ5とする。た だし、 Τは実施の形態 1で説明した検波信号の半値パルス幅である。相関算出部 16 2は、 5つのミキサを備え、検波部 104の出力する検波信号 105と、遅延部 161の生 成する 5つの信号とをそれぞれ混合し、第 1〜第 5の相関値信号 1301、 1302、 130

3、 1304、 1305を生成する。

[0125] (判定部）

そして、判定部 163は、これら第 1〜第 5の相関値信号 1301、 1302、 1303、 130

4、 1305を、それぞれ積分部により、第 1〜第 5の平準化した信号 1306、 1307、 13 08、 1309、 1310を生成する。続いて、第 3の信号 1308に第 1の信号 1306を反転 して加算した信号 1311と、第 2の信号 1307に第 5の信号 1310を反転して加算した 信号 1312を生成し、さらに信号 1311と信号 1312を反転して加算した第 1の評価値 信号 1315を生成する。同様に、第 3の信号 1308に第 5の信号 1310を反転してカロ 算した信号 1314と、第 4の信号 1309に第 1の信号 1306を反転して加算した信号 1 313を生成し、さらに信号 1314と信号 1313を反転して加算した第 2の評価値信号 1 316を生成する。

[0126] そして、第 2の評価値信号 1316に、第 1の評価値信号 1315を反転した信号をカロ 算し、差分検出信号 141を生成する。

[0127] なお、本実施の形態では、図 20に示すように、判定部 163に、論理積演算部 1320

、 1321をさらに備える。そして、信号 1311と信号 1312、信号 1313と信号 1314をそ れぞれ論理積演算し、さらにその結果を論理積演算し、パルス相関検出信号 139と して出力するよう構成する。このパルス相関検出信号 139は、差分検出信号 141が 受信パルスのピークを捕らえて 、るか否かを示す。

[0128] (同期制御部）

そして、同期制御部 142は、これら差分検出信号 141およびパルス相関検出信号

139に基づいて制御信号 143を生成する。なお、差分検出信号 141、パルス相関検 出信号 139についての具定的説明は、後述する。 [0129] そして、復調部 152は、最も相関が強い相関値信号 1303と、時間 2 τ遅延した遅 延波形信号 1330とから、信号データ 153を復調する。このとき、遅延波形信号 1330 を復調タイミングとして用いるのは、遅延部 161で最も遅延する遅延波形信号の遅延 量 4 τの 1Ζ2、すなわち、 2 τであり、また、相関値信号 1303を生成する元のタイミ ング信号でもあることによる。

[0130] (動作説明）

パルス無線受信装置 305の動作は、実施の形態 1にかかるパルス無線受信装置 1 00とほぼ同じであるため、差異について説明する。実施の形態 1に示したパルス無 線受信装置 100の判定部 163は、図 10A〜図 10Cで示したように、 4系統の異なる 相関値信号が示す 4つの相関値から 2組の差を求め、その大小関係により位相ずれ を判定している。これに対し、本実施の形態 2にかかるパルス無線受信装置 305は、 5系統の異なる相関値信号が示す 5つの相関値から、 4つの組の差を求め、その差 の大小関係により位相ずれを判定する。

[0131] 図 21A〜図 21Cは、本実施の形態 2にかかる判定部の動作を説明する図である。

図 21A〜図 21C【こお!ヽて、半 U定咅 163ίま、まず、各ネ目関値 601、 602、 603、 604、 605力ら、第 1および第 2の評価値 1315、 1316を求める。次に、これら 2つの評価値 を比較して、その大小関係および差から、次のように、同期位置の進み度合いを判定 する。

[0132] 図 21Aは、受信同期が確立している場合における、判定部 163の動作を示してい る。判定部 163は、 2つの評価値を比較しても（255)、その値が等しく符号が逆となる ことから、位相ずれは無いと判定する。このとき、判定部 163は、差分検出信号 141と して、受信信号に対し、基準波形信号および遅延波形信号の信号系列とに位相ず れが無いことを示す信号を出力する。なお、本実施例では、レベル 0の信号を出力す る形態として説明するが、位相ずれが無い場合は無信号とする形態としてもよい。

[0133] 図 21Bは、受信同期が進んでいる場合の動作を示している。判定部 163は、同様 【こ、第 1および第 2の評価値 1315、 1316をそれぞれ求め（256、 257)、さら【こ、 2つ の評価値を比較する（258)。その結果、判定部 163は、第 1の評価値 1315が第 2の 評価値 1316よりも大きぐそれらの差 711だけ同期位置が進んでいると判定する。こ のとき、判定部 163は、差分検出信号 141として、この差 711を示す正の値を持つ信 号を出力する。なお、ここでは、実施の形態 1と同様に、位相のずれ量は、差分検出 信号 141の値に比例するものとして説明している。

[0134] 図 21Cは、逆に、受信同期が遅れている場合の動作を示している。判定部 163は、 同様に、第 1および第 2の評価値 1315、 1316をそれぞれ求め（259、 260)、さらに 、 2つの評価値を比較する（261)。その結果、判定部 163は、第 1の評価値 1315が 第 2の評価値 1316よりも小さぐそれらの差 711だけ同期位置が遅れていると判定す る。このとき、判定部 163は、差分検出信号 141として、この差 711を示す負の値を持 つ信号を出力する。

[0135] なお、本実施の形態では、判定部 163は、信号 1311、 1312、 1313、 1314のす ベてが同時に正の値をとる場合には、差分検出信号 141が受信パルスのピークを捕 らえていると判定し、同期引込みが可能な状態であることを示すパルス相関検出信 号 139を、同時に同期制御部 142に出力する。

[0136] このような構成とすることによって、本実施の形態に力かるパルス無線受信装置は、 受信信号と基準信号波形との相関を比較する数を増やし、相関値信号の密度を高 める。ことにより、位相調整の方向と量をより正しく判定し、同期引込みに要する時間 をさらに短縮することができる。

[0137] (他の構成例）

なお、本実施の形態では、図 20に示したように、パルス無線受信装置 305は、復調 部 152により、最も相関の強い相関値信号 1303を、遅延波形信号 1330のタイミング で復調する形態とした。しかし、相関値信号 1303の代わりに、複数の相関値信号か ら基準波形信号と相関の低い信号を除去した信号を合成し、復調する形態としてもよ い。図 22は、本実施の形態に力かるパルス無線受信装置の別の構成を示す図であ る。図 22において、パルス無線受信装置 306は、相関値信号を合成した信号 1751 と信号 1752を、乗算器 1701により混合して信号 1702を生成し、相関値信号から合 成した信号 1753と信号 1754を、乗算器 1703により混合して信号 1704を生成する 。そして、これら信号 1702と信号 1704を、さらに加算器 1705により加算した信号 17 06を生成し、遅延波形信号 1330のタイミングで復調する。 [0138] また、図 22に示したパルス無線受信装置 306は、復調対象とする信号 1706を合 成する際に、乗算器 1701、 1703により混合処理する形態としたが、これらを加算器 により加算処理する形態としてもよい。図 23は、本実施の形態にカゝかるパルス無線受 信装置の別の構成を示す図である。図 23において、パルス無線受信装置 307は、 加算器 1707、 1709を用いて、それぞれ合成信号 1708、 1710を生成し、加算器 1 705により復調対象とする信号 1712を生成し、遅延波形信号 1330のタイミングで復 調する。なお、このように、加算して復調用の信号を生成すると、生成する信号波形 のずれが補正される。そのため、同期の位置ずれが生じている状態においては、カロ 算して生成する形態のほうが位置ずれによる復調誤り率を低くできる。

[0139] (実施の形態 3)

次に、本発明の実施の形態 3にかかるパルス無線受信装置について説明する。本 実施の形態にかかるパルス無線受信装置は、受信信号と基準信号波形との相関を 比較する数を少なくして、構成の簡素化による製造コストならびに消費電力の削減を 実現する。

[0140] (全体構成）

図 24は、本実施の形態 3にかかるパルス無線受信装置の構成を示す図である。図 24において、パルス無線受信装置 308は、図 2に示した実施の形態 1にかかるノ ル ス無線受信装置 100とほぼ同じ構成をしているため、差異について説明する。実施 の形態 1に示したパルス無線受信装置 100は、 4系統の異なる相関値信号により位 相ずれを判定する構成としているのに対し、本実施の形態に力かるパルス無線受信 装置 308は、 3系統の異なる相関値信号により位相ずれを判定する構成としている点 が異なっている。

[0141] (遅延部及び相関算出部）

図 24において、遅延部 161は、 2つの遅延素子を備え、入力される基準波形信号 111と、それを時間てずつ順次遅延した遅延波形信号との 3つの信号を生成する。こ こで、遅延素子の遅延時間 τは、本実施の形態では、それぞれ τ =ΤΖ3とする。た だし、 Τは実施の形態 1で説明した検波信号の半値パルス幅である。相関算出部 16 2は、 3つのミキサを備え、検波部 104の出力する検波信号 105と、遅延部 161の生 成する 3つの信号とをそれぞれ混合し、第 1〜第 3の相関値信号 1601、 1602、 160 3を生成する。

[0142] (判定部）

そして、判定部 163は、これら第 1〜第 3の相関値信号 1601、 1602、 1603をそれ ぞれ積分部により第 1〜第 3の平準化した信号 1604、 1605、 1606を生成する。続 いて、第 1の信号 1604に第 3の信号 1606を反転して加算し、差分検出信号 141を 生成する。

[0143] なお、本実施の形態では、図 24に示すように、判定部 163は、論理積演算部 138 により、第 2の信号 1605に第 1の信号 1604を反転して加算した信号 1611と、第 2の 信号 1605に第 3の信号 1606を反転して加算した信号 1612とを、論理積演算し、パ ルス相関検出信号 139として出力するよう構成する。このパルス相関検出信号 139 は、差分検出信号 141が受信パルスのピークを捕らえている力否かを示す。

[0144] (同期制御部）

そして、同期制御部 142は、これら差分検出信号 141およびパルス相関検出信号 139に基づ 、て制御信号 143を生成する。

[0145] そして、復調部 152は、最も相関が強い相関値信号 1602と、時間 τ遅延した遅延 波形信号 1630とから、信号データ 153を復調する。このとき、遅延波形信号 1630を 復調タイミングとして用いるのは、遅延部 161で最も遅延する遅延波形信号の遅延量 2 τの 1Ζ2、すなわち、 τであり、また、相関値信号 1602を生成する元のタイミング 信号でちあること〖こよる。

[0146] (動作説明）

パルス無線受信装置 308の動作は、実施の形態 1にかかるパルス無線受信装置 1 00とほぼ同じであるため、差異について説明する。実施の形態 1に示したパルス無 線受信装置 100の判定部 163は、図 10A〜図 10Cで示したように、 4系統の異なる 相関値信号が示す 4つの相関値から 2組の差を求め、その大小関係により位相ずれ を判定している。これに対し、本実施の形態 3にかかるパルス無線受信装置 308は、 3系統の異なる相関値信号が示す 3つの相関値から、 1つの相関値を共通とする 2組 の差を求め、その差の大小関係により位相ずれを判定する。 [0147] 図 25A〜図 25Cは、本実施の形態 3にかかる判定部の動作を説明する図である。 図 25A〜図 25Cにお!/ヽて、半 IJ定咅 163ίま、まず、各ネ目関値 601、 602、 603力ら、第 1および第 2の評価値 1611、 1612を求める。次に、これら 2つの評価値を比較して、 その大小関係および差から、次のように、同期位置の進み度合いを判定する。

[0148] 図 25Αは、受信同期が確立している場合における、判定部 163の動作を示してい る。判定部 163は、 2つの評価値を比較しても（262)、その値が等しく符号が逆となる ことから、位相ずれは無いと判定する。このとき、判定部 163は、差分検出信号 141と して、受信信号に対し、基準波形信号および遅延波形信号の信号系列とに位相ず れが無いことを示す信号を出力する。なお、本実施例では、レベル 0の信号を出力す る形態として説明するが、位相ずれが無い場合は無信号とする形態としてもよい。

[0149] 図 25Βは、受信同期が進んでいる場合の動作を示している。判定部 163は、同様 に、第 1および第 2の評価値 1611、 1612を比較する（263)。その結果、判定部 163 は、第 1の評価値 1611が第 2の評価値 1612よりも大きぐそれらの差 712だけ同期 位置が進んでいると判定する。このとき、判定部 163は、差分検出信号 141として、こ の差 712を示す正の値を持つ信号を出力する。なお、ここでは、実施の形態 1と同様 に、位相のずれ量は、差分検出信号 141の値に比例するものとして説明している。

[0150] 図 25Cは、逆に、受信同期が遅れている場合の動作を示している。判定部 163は、 同様に、第 1および第 2の評価値 1315、 1316を比較する（264)。その結果、判定部 163は、第 1の評価値 1611が第 2の評価値 1612よりも小さぐそれらの差 712だけ 同期位置が遅れていると判定する。このとき、判定部 163は、差分検出信号 141とし て、この差 712を示す負の値を持つ信号を出力する。

[0151] なお、本実施の形態では、判定部 163は、第 1および第 2の評価値 1611、 1612が 同時に正の値をとる場合には、差分検出信号 141が受信ノルスのピークを捕らえて いると判定し、同期引込みが可能な状態であることを示すパルス相関検出信号 139 を、同時に同期制御部 142に出力する。

[0152] (他の構成例）

なお、上記図 25を用いた説明では、同期位置の進み度合いを判定する際に、判定 部 163は、まず、第 1および第 2の評価値 1611、 1612をそれぞれ求め、次に、これ ら 2つの評価値を比較するとした。しかし、実現する際には、図 20に示すように、第 1 の平準化した信号 1604に第 3の信号 1606を反転した信号を加算し、直接差分検出 信号 141を生成する構成としてもよい。

[0153] このような構成とすることによって、本実施の形態に力かるパルス無線受信装置は、 受信信号と基準信号波形との相関を比較する数を少なくし、構成の簡素化による製 造コストならびに消費電力を削減する。

[0154] なお、本実施の形態では、図 24に示したように、パルス無線受信装置 308は、復調 部 152により、最も相関の強い相関値信号 1602を、遅延波形信号 1630のタイミング で復調する形態とした。しかし、相関値信号 1602の代わりに、複数の相関値信号か ら基準波形信号と相関の低い信号を除去した信号を合成し、復調する形態としてもよ い。図 26は、本実施の形態に力かるパルス無線受信装置の別の構成を示す図であ る。図 26において、パルス無線受信装置 309は、相関値信号を合成した信号 1651 と信号 1652を乗算器 1901により混合して信号 1902を生成し、遅延波形信号 1630 のタイミングで復調する。

[0155] また、図 26に示したパルス無線受信装置 309は、復調対象とする信号 1902を合 成する際に、乗算器 1901により混合処理する形態としたが、これらを加算器により加 算処理する形態としてもよい。図 27は、本実施の形態に力かるパルス無線受信装置 の別の構成を示す図である。図 27において、パルス無線受信装置 310は、加算器 1 903により復調対象とする信号 1904を生成し、遅延波形信号 1630のタイミングで復 調する。なお、このように、加算して復調用の信号を生成すると、生成する信号波形 のずれが補正される。そのため、同期の位置ずれが生じている状態においては、カロ 算して生成する形態のほうが位置ずれによる復調誤り率を低くできる。

[0156] 本発明のパルス無線受信装置は、受信信号を包絡線検波し、検波信号を生成す る検波部と、受信信号に相似する基準波形信号を、入力される制御信号に応じて位 相を制御して発生する同期用波形発生部と、基準波形信号を源波形信号として受け て、源波形信号を一定の遅延量ずつ遅延させた複数の遅延波形信号を発生する遅 延部と、検波信号と基準波形信号および複数の遅延波形信号との相関値を示す相 関値信号を並列に生成する相関算出部と、相関算出部が生成した相関値信号の示 す相関値の組合せに応じた大小関係から、受信信号と基準波形信号との位相ずれ の方向および量を示す差分検出信号を生成する判定部と、差分検出信号に基づい て、受信信号とパルスタイミングとが同期するように、同期用波形発生部の生成する 基準波形信号の位相を制御する制御信号を生成し、同期用波形発生部へ出力する 同期制御部とを備える。そのため、受信信号と、位相の異なる複数の基準信号との相 関値を生成して、それら相関値の組合せにおける大小を相対比較することで、受信 信号に SZN比の変動がある場合であっても、同期の位相の調整方向を正しく判定 できるようになり、結果として、正確な同期タイミングへの引込みに要する時間を短縮 することができる。

[0157] また、本発明のパルス無線受信装置は、受信信号を包絡線検波し、検波信号を生 成する検波部と、受信信号に相似する基準波形信号を、入力される制御信号に応じ て位相を制御して発生する同期用波形発生部と、検波信号を源波形信号として受け て、源波形信号を一定の遅延量ずつ遅延させた複数の遅延波形信号を発生する遅 延部と、基準波形信号と、検波波形信号および複数の遅延波形信号との相関値を 示す相関値信号を並列に生成する相関算出部と、相関算出部が生成した相関値信 号の示す相関値の組合せに応じた大小関係から、受信信号と基準波形信号との位 相ずれの方向および量を示す差分検出信号を生成する判定部と、差分検出信号に 基づいて、受信信号とパルスタイミングとが同期するように、同期用波形発生部の生 成する基準波形信号の位相を制御する制御信号を生成し、同期用波形発生部へ出 力する同期制御部とを備える。そのため、基準信号と、位相の異なる複数の受信検 波信号との相関値を生成して、それら相関値の組合せにおける大小を相対比較する ことで、受信信号に SZN比の変動がある場合であっても、同期の位相の調整方向を 正しく判定できるようになり、結果として、正確な同期タイミングへの引込みに要する 時間を短縮することができ、また、分岐入力側にクロック信号を用いて相関値信号を 生成することができるようになり、受信信号にノイズが多い場合であっても、より正確に 位相の調整方向を判定することができる。

[0158] また、本発明のパルス無線受信装置は、遅延部の遅延量は、検波信号の半値パル ス幅の範囲で複数のタイミングが得られる値とする。そのため、相関値の組合せとして 、必ずパルス幅の中の有効な相関値が含まれるように設定し、同期の位相の調整方 向を、より正しく判定できるようになり、結果として、正確な同期タイミングへの引込み に要する時間をより短縮することができる。

[0159] また、本発明のパルス無線受信装置は、検波信号を復調対象信号とし、基準波形 信号をタイミング信号とした場合、復調対象信号とタイミング信号とを受けて、同期が 確立して 、る状態における復調対象信号とタイミング信号とのぉ互 、の信号の位相 関係から、一方に対し他方を所定量遅延させて、信号データを復調する復調部をさ らに備える。そのため、求めた受信同期タイミングにおける検波信号の判定から、正 確に信号データを復調することができるようになり、結果として、より短い時間で正確 に信号データを復調することができる。

[0160] また、本発明のパルス無線受信装置は、判定部で使用する相関値の組合せとして 、第 1の組合せは、源波形信号を用いて算出された第 1の相関値および、複数の遅 延波形信号のうち、遅延量が最も遅延する信号以外の一つの遅延波形信号、を用 いて算出された第 3の相関値とし、第 2の組合せは、遅延量が最も遅延する前記遅延 波形信号を用いて算出された第 2の相関値および、複数の遅延波形信号のうち、遅 延量が最も遅延する信号以外の一つの遅延波形信号、を用いて算出された第 4の 相関値とし、第 1の組合わせである、第 3の相関値力も第 1の相関値を減じた第 1の評 価値と、第 2の組合せである、第 4の相関値力 第 2の相関値を減じた第 2の評価値と の大小関係に基づいて、差分検出信号を生成する。そのため、パルス内で最も位相 差の大きなタイミングでの相関値を用いて、パルス内の任意のタイミングでの相関値 との差を算出できるようになり、より正確に位相の調整方向を判定することができる。

[0161] また、本発明のパルス無線受信装置は、第 3の相関値、および、第 4の相関値は、 ともに、遅延量が、最も遅延する遅延波形信号の遅延量の、 1Z2である遅延波形信 号を用いて算出された相関値とする。そのため、少なくともパルス内で相関を取得で きる任意のタイミングが単一で位相の調整方向を判定できるようになり、簡易な構成 で実装することができる。

[0162] また、本発明のパルス無線受信装置は、第 3の相関値は、遅延量が最も遅延する 遅延波形信号の遅延量の 1Z2以上で、かつ、最も 1Z2に近い遅延波形信号を用 いて算出された相関値であり、第 4の相関値は、遅延量が最も遅延する遅延波形信 号の遅延量の 1Z2以下で、かつ、最も 1Z2に近い遅延波形信号を用いて算出され た相関値とする。そのため、少なくとも、より最大相関値となるタイミングを用いて同期 の位相の調整方向を正しく判定できるようになり、算出する相関値のタイミング数が偶 数であっても、より正確に位相の調整方向を判定することができる。

[0163] また、本発明のパルス無線受信装置は、判定部で使用する相関値の組合せとして 、第 3の組合せは、源波形信号を用いて算出された第 1の相関値および、複数の遅 延波形信号のうち遅延量が最も遅延する信号以外の一つの遅延波形信号、を用い て算出された第 3の相関値とし、第 4の組合せは、遅延量が最も遅延する遅延波形信 号を用いて算出された第 2の相関値および、複数の遅延波形信号のうち、遅延量が 最も遅延する信号以外の一つの遅延波形信号、を用いて算出された第 4の相関値と し、第 5の組合せは、第 1の相関値および、複数の遅延波形信号のうち遅延量が最も 遅延する信号以外で、かつ第 3の相関値、あるいは第 4の相関値の算出に用いた遅 延波形信号とは異なる、一つの遅延波形信号を用いて算出された第 5の相関値とし 、第 6の組合せは、第 2の相関値および、第 5の相関値とし、第 6の組合せである、第 5の相関値力も第 2の相関値を減じた値から、第 3の組合せである、第 3の相関値から 第 1の相関値を減じた値を減じて、第 3の評価値を算出し、第 5の組合せである、第 5 の相関値力も第 1の相関値を減じた値から、第 4の組合せである、第 4の相関値から 第 2の相関値を減じた値を減じて、第 4の評価値を算出し、さらに、第 3の評価値と第 4の評価値との大小関係に基づいて差分検出信号を生成する。そのため、パルス内 で最も位相差の大きなタイミングでの相関値と、最も大きな相関値を用いて、位相の 調整方向を判定できるようになり、算出する相関値のタイミング数が奇数の場合には 、特に正確に位相の調整方向を判定することができる。

[0164] また、本発明のパルス無線受信装置は、第 3の相関値は、遅延量が最も遅延する 遅延波形信号の遅延量の 1Z2以上で、かつ、最も 1Z2に近い遅延波形信号を用 いて算出された相関値であり、第 4の相関値は、遅延量が最も遅延する遅延波形信 号の遅延量の 1Z2以下で、かつ、最も 1Z2に近い遅延波形信号を用いて算出され た相関値であり、第 5の相関値は、遅延量が最も遅延する遅延波形信号の 1Z2の遅 延波形信号を用いて算出された相関値とする。そのため、任意のタイミングとして、最 大相関値に最も近 、タイミングを用いて位相の調整方向を判定できるようになり、より 正確に位相の調整方向を判定することができる。

[0165] また、本発明のパルス無線受信装置は、判定部は、相関算出部の生成する相関値 信号よりローパス信号をそれぞれ生成し、ローパス信号を所定の組合せで加算合成 して差分検出信号を生成する。そのため、相関値信号を判定処理する回路の動作 周波数を低くできるようになり、簡易な構成で位相の調整方向を判定することができる

[0166] また、本発明のパルス無線受信装置は、判定部は、相関値信号の各クロック期間に おける最大値をサンプルホールドし、さらにクロックタイミングによりディスチャージ処 理して、ローパス信号を生成する。そのため、単位時間区間における最大値を正確 に出力できるようになり、同期時間の調整量をより正確に判定することができる。

[0167] また、本発明のパルス無線受信装置は、判定部は、相関値信号を所定の組合せで 合成して複数の合成信号を生成し、複数の合成信号よりローパス信号を生成し、さら にローパス信号を加算合成して差分検出信号を生成する。そのため、積分回路数を 少なく構成できるようになり、より簡素な構成で実現することができる。

[0168] また、本発明のパルス無線受信装置は、判定部の生成する合成信号を、加算また は混合して復調対象信号を生成し、復調対象信号と遅延量が同じになるように、基 準波形信号のタイミングを遅延させたタイミング信号を生成し、復調対象信号とタイミ ング信号とから信号データを復調する復調部をさらに備える。そのため、復調対象と する信号として基準波形信号と無相関で不要な信号を除去した信号を生成できるよ うになり、より誤りの少な 、復調処理をすることができる。

[0169] また、本発明のパルス無線受信装置は、遅延時間の所定量が、遅延部において、 最も遅延する遅延波形信号の遅延量の 1Z2の時間量である。そのため、タイミング 信号を直接取得できるようになり、より正確に復調処理することができる。

[0170] また、本発明のパルス無線受信装置は、判定部は、相関値信号の示す相関値の組 合せに応じた大小関係から、同期位置が受信パルスを捕らえて ヽるか否かを示すパ ルス相関検出信号を、さらに生成し、同期制御部は、パルス相関検出信号に応じて、 差分検出信号より制御信号を生成する。そのため、差分検出信号の有効性を同時に 判定できるようになり、同期状態に応じて、適切な制御信号を生成し、同期の調整方 向をより正しく判定することができる。

[0171] また、本発明のパルス無線受信装置は、同期制御部は、一回の制御において位相 を調整する量が一定である制御信号を生成する。そのため、位相ずれが大きい場合 でも一定量ずつ位相を調整できるようになり、同期調整でのオーバーシュートの発生 を防止することができる。

[0172] 2006年 3月 6日出願の特願 2006— 059151及び 2007年 2月 27日出願の特願 2 007— 48017に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援 用される。

産業上の利用可能性

[0173] 本発明に力かるパルス無線受信装置は、 UWB等のインノ ルスによる無線通信機 器等に好適である。

Claims

請求の範囲

[1] 基準波形信号を生成する基準波形生成部と、

異なる遅延量で前記基準波形信号を遅延させた複数の遅延波形信号を発生する 遅延部と、

受信信号と、前記基準波形信号及び前記遅延波形信号との相関値を示す複数の 相関値信号を生成する相関算出部と、

前記複数の相関値信号を、所定の組み合わせで比較し、比較結果に応じて、前記 受信信号と前記基準波形信号との位相ずれの方向及び量を示す差分検出信号を 生成する判定部と、

前記差分検出信号に基づいて、前記基準波形生成部により生成される前記基準 波形信号の位相を制御する同期制御部と、

を具備するパルス無線受信装置。

[2] 基準波形信号を生成する基準波形生成部と、

異なる遅延量で受信信号を遅延させた複数の遅延波形信号を発生する遅延部と、 前記基準波形信号と、前記遅延部により遅延された前記複数の受信信号との相関 値を示す複数の相関値信号を生成する相関算出部と、

前記複数の相関値信号を、所定の組み合わせで比較し、比較結果に応じて、前記 受信信号と前記基準波形信号との位相ずれの方向及び量を示す差分検出信号を 生成する判定部と、

前記差分検出信号に基づいて、前記基準波形生成部により生成される前記基準 波形信号の位相を制御する同期制御部と、

を具備するパルス無線受信装置。

[3] 前記遅延部は、前記遅延波形信号の最大遅延量を、前記受信信号のシンボル長 以下に設定する

請求項 1に記載のパルス無線受信装置。

[4] 前記遅延部は、前記遅延波形信号の遅延間隔を前記受信信号のシンボル長の 1 Z2以下に設定する

請求項 3に記載のパルス無線受信装置。

[5] 前記遅延部は、前記遅延波形信号を少なくとも 3つ発生し、かつ、前記遅延波形信 号の最大遅延量を、前記受信信号のシンボル長の 1Z2以下に設定する

請求項 4に記載のパルス無線受信装置。

[6] 前記遅延部は、前記遅延波形信号の最大遅延量を、前記受信信号の搬送波周波 数周期以下に設定する

請求項 1に記載のパルス無線受信装置。

[7] 前記遅延部は、前記遅延波形信号の遅延間隔を前記受信信号の搬送波周波数 周期の 1Z2以下に設定する

請求項 6に記載のパルス無線受信装置。

[8] 前記遅延部は、前記遅延波形信号を少なくとも 3つ発生し、かつ、前記遅延波形信 号の最大遅延量を、前記受信信号の搬送波周波数周期の 1Z2以下に設定する 請求項 7に記載のパルス無線受信装置。

[9] 前記判定部は、前記所定の相関値の組み合わせとして、互いに隣り合わな 、時間 での前記相関値信号力 成る組み合わせを、少なくとも 1つ含む

請求項 1に記載のパルス無線受信装置。

[10] 前記判定部は、前記所定の相関値の組み合わせを適宜変更する

請求項 1に記載のパルス無線受信装置。

[11] 前記基準波形信号をタイミング信号として、前記受信信号から信号データを復調す る復調部を、さらに備える

請求項 1に記載のパルス無線受信装置。

[12] 前記復調部は、前記受信信号と前記基準波形信号との相関値を示す前記相関値 信号を復調する

請求項 11に記載のパルス無線受信装置。

[13] 前記受信信号を包絡線検波する検波器を、さらに備え、

前記相関値算出部は、前記検波器により包絡線検波された前記受信信号と、前記 基準波形信号及び前記遅延波形信号との相関値を示す複数の相関値信号を生成 し、

前記判定部は、前記検波器により包絡線検波された前記受信信号と前記基準波 形信号との位相ずれの方向及び量を示す差分検出信号を生成し、

前記復調部は、前記検波器により包絡線検波された前記受信信号を復調する 請求項 11に記載のパルス無線受信装置。

[14] 前記判定部は、

前記相関値の組合せとして、

第 1の組合せは、前記基準波形信号を用いて算出された第 1の相関値、および、前 記複数の遅延波形信号のうち、遅延量が最も遅延する信号以外の一つの前記遅延 波形信号を用いて算出された第 3の相関値とし、

第 2の組合せは、遅延量が最も遅延する前記遅延波形信号を用いて算出された第 2の相関値、および、前記複数の遅延波形信号のうち、遅延量が最も遅延する信号 以外の一つの遅延波形信号を用いて算出された第 4の相関値とし、

前記第 1の組合せである、前記第 3の相関値力も前記第 1の相関値を減じた第 1の 評価値と、

前記第 2の組合せである、前記第 4の相関値力も前記第 2の相関値を減じた第 2の 評価値との大小関係に基づいて、

前記差分検出信号を生成する

請求項 1に記載のパルス無線受信装置。

[15] 前記第 3の相関値、および、前記第 4の相関値は、ともに、遅延量が最も遅延する 前記遅延波形信号の遅延量の 1Z2である前記遅延波形信号を用いて算出された 相関値である

請求項 14に記載のインパルス無線受信装置。

[16] 前記第 3の相関値は、遅延量が最も遅延する前記遅延波形信号の遅延量の、 1/ 2以上でかつ最も 1Z2に近い、前記遅延波形信号を用いて算出された相関値であり 前記第 4の相関値は、遅延量が最も遅延する前記遅延波形信号の遅延量の、 1/ 2以下でかつ最も 1Z2に近い、前記遅延波形信号を用いて算出された相関値であ る

請求項 14に記載のインパルス無線受信装置。

[17] 前記判定部は、

前記相関値の組合せとして、

前記第 3の組合せは、前記基準波形信号を用いて算出された前記第 1の相関値と 、前記複数の遅延波形信号のうち遅延量が最も遅延する信号以外の一つの遅延波 形信号と、を用いて算出された前記第 3の相関値とし、

前記第 4の組合せは、遅延量が最も遅延する前記遅延波形信号を用いて算出され た前記第 2の相関値と、前記複数の遅延波形信号のうち、遅延量が最も遅延する信 号以外の一つの遅延波形信号と、を用いて算出された前記第 4の相関値とし、 第 5の組合せは、前記第 1の相関値と、前記複数の遅延波形信号のうち遅延量が 最も遅延する信号以外で、かつ前記第 3の相関値、あるいは前記第 4の相関値の算 出に用いた前記遅延波形信号とは異なる一つの遅延波形信号と、を用いて算出され た第 5の相関値とし、

第 6の組合せは、前記第 2の相関値および、前記第 5の相関値とし、

前記第 6の組合せである前記第 5の相関値力 前記第 2の相関値を減じた値から、 前記第 3の組合せである前記第 3の相関値力 前記第 1の相関値を減じた値を減じ て、第 3の評価値を算出し、

前記第 5の組合せである前記第 5の相関値力 前記第 1の相関値を減じた値から、 前記第 4の組合せである前記第 4の相関値力 前記第 2の相関値を減じた値を減じ て、第 4の評価値を算出し、

さらに、前記第 3の評価値と前記第 4の評価値との大小関係に基づいて、前記差分 検出信号を生成する

請求項 1に記載のパルス無線受信装置。

[18] 前記第 3の相関値は、遅延量が最も遅延する前記遅延波形信号の遅延量の、 1/ 2以上で、かつ、最も 1Z2に近い、前記遅延波形信号を用いて算出された相関値で あり、

前記第 4の相関値は、遅延量が最も遅延する前記遅延波形信号の遅延量の、 1/ 2以下で、かつ、最も 1Z2に近い、前記遅延波形信号を用いて算出された相関値で あり、 前記第 5の相関値は、遅延量が最も遅延する前記遅延波形信号の 1Z2の前記遅 延波形信号を用 、て算出された相関値である

請求項 17記載のパルス無線受信装置。

[19] 前記判定部は、

前記複数の相関値信号を、それぞれ前記相関値信号ごとに平準化し、平準化後の 前記相関値信号を所定の組合せで加算合成して、前記差分検出信号を生成する 請求項 1に記載のパルス無線受信装置。

[20] 前記判定部は、

前記相関値信号の各クロック期間における最大値をサンプルホールドし、さらにクロ ックタイミングによりディスチャージ処理して、前記複数の相関値信号を、それぞれ前 記相関値信号ごとに平準化する

請求項 19に記載のパルス無線受信装置。

[21] 前記判定部は、

前記相関値信号を所定の組合せで合成して複数の合成信号を生成し、前記合成 信号を、それぞれ前記合成信号ごとに平準化し、平準化後の前記合成信号を加算 合成して、差分検出信号を生成する

請求項 1に記載のパルス無線受信装置。

[22] 前記判定部は、

前記相関算出部により生成される前記相関値信号を合成して前記合成信号を生成 し、

前記判定部により生成された前記合成信号を加算、または、混合して復調対象信 号を生成し、

遅延部は、

前記基準波形信号と前記復調対象信号との遅延量と同一の遅延量だけ、前記基 準波形信号を遅延させたタイミング信号を生成し、

前記復調対象信号と前記タイミング信号とから信号データを復調する復調部を、さ らに具備する

請求項 21記載のインパルス無線受信装置。 前記判定部は、

前記相関値信号が示す前記相関値の組合せに応じた大小関係から、前記受信信 号を捕らえて ヽるカゝ否かを示すパルス相関検出信号をさらに生成し、

前記同期制御部は、

前記パルス相関検出信号及び前記差分検出信号に応じて、前記基準波形信号の 位相を制御する

請求項 1に記載のパルス無線受信装置。