JP2003174368A - Radio communication equipment, method for controlling transmission output, storage medium, and computer program - Google Patents
Radio communication equipment, method for controlling transmission output, storage medium, and computer programInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の無線局間で
相互に通信を行う無線通信装置、送信出力制御方法、記
憶媒体、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特
に、無線データが無制限に壁越えを行わないように無線
制御する無線通信装置、送信出力制御方法、記憶媒体、
並びにコンピュータ・プログラムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless communication device, a transmission output control method, a storage medium, and a computer program for mutually communicating between a plurality of wireless stations, and in particular, wireless data crosses an unlimited wall. A wireless communication device, a transmission output control method, a storage medium,
And computer programs.
【０００２】[0002]
【従来の技術】コンピュータの高機能化に伴い、複数の
コンピュータを接続してＬＡＮ（Local Area Network）
を構成し、ファイルやデータなどの情報の共有化や、あ
るいはプリンタなどの周辺機器の共有化を図ったり、電
子メールやデータの転送などの情報の交換を行うことが
盛んに行われている。2. Description of the Related Art As computers have become more sophisticated, a plurality of computers have been connected to form a LAN (Local Area Network).
Is often used to share information such as files and data, share peripheral devices such as printers, and exchange information such as transfer of electronic mail and data.
【０００３】従来のＬＡＮでは、光ファイバーや同軸ケ
ーブル、あるいはツイストペア・ケーブルを用いて、有
線で各コンピュータが接続されている。ところが、この
ような有線によるＬＡＮでは、接続のための工事が必要
であり、手軽にＬＡＮを構築することが難しいととも
に、ケーブルが煩雑になる。また、ＬＡＮ構築後も、機
器の移動範囲がケーブル長によって制限されるため、不
便であった。In a conventional LAN, each computer is connected by wire using an optical fiber, a coaxial cable, or a twisted pair cable. However, such a wired LAN requires construction work for connection, which makes it difficult to construct the LAN easily and complicates the cable. Further, even after the LAN is constructed, the moving range of the device is limited by the cable length, which is inconvenient.
【０００４】そこで、従来の有線方式によるＬＡＮの配
線からユーザを解放するシステムとして、無線ＬＡＮが
注目されている。この種の無線ＬＡＮによれば、オフィ
スなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略
することができるので、パーソナル・コンピュータ（Ｐ
Ｃ）などの端末を比較的容易に移動させることができ
る。Therefore, a wireless LAN is drawing attention as a system that relieves the user from the wiring of the conventional wired LAN. According to this type of wireless LAN, most of the wired cables can be omitted in a work space such as an office, so a personal computer (P
A terminal such as C) can be moved relatively easily.
【０００５】近年、高速な無線伝送技術の検討・開発が
進められており、その１つの例がＵＷＢ（ウルトラワイ
ドバンド）と呼ばれる方式である。これは、例えば２Ｇ
Ｈｚから６ＧＨｚという超広帯域において、データを１
ＧＨｚ程度の極めて広い周波数帯に拡散して送受信を行
うことにより高速データ伝送を実現するものである。In recent years, high-speed wireless transmission technology has been studied and developed, and one example thereof is a system called UWB (Ultra Wide Band). This is, for example, 2G
1 data in the ultra wide band from Hz to 6 GHz
High-speed data transmission is realized by transmitting and receiving by spreading over an extremely wide frequency band of about GHz.
【０００６】ＵＷＢでは、非常に細かいパルス幅（例え
ば１ｎｓｅｃ以下）のパルス列からなる信号を用いてベ
ースバンド伝送を行う。その占有帯域幅は、占有帯域幅
をその中心周波数（例えば１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚ）で割
った値がほぼ１になるようなＧＨｚオーダの帯域であ
り、いわゆるＷ−ＣＤＭＡやｃｄｍａ２０００方式、並
びにＳＳ（Spread Spectrum）やＯＦＤＭ（Orthogonal
Frequency Division Multiplexing）方式を用いた、無
線ＬＡＮにおいて通常使用される帯域幅と比較しても超
広帯域なものとなっている。In UWB, baseband transmission is performed using a signal consisting of a pulse train having a very fine pulse width (for example, 1 nsec or less). The occupied bandwidth is a band of GHz order such that a value obtained by dividing the occupied bandwidth by its center frequency (for example, 1 GHz to 10 GHz) becomes approximately 1, and is a so-called W-CDMA or cdma2000 system, and SS (Spread Spectrum). ) And OFDM (Orthogonal
Even if compared with the bandwidth normally used in a wireless LAN using the Frequency Division Multiplexing method, it is an ultra-wide band.
【０００７】また、ＵＷＢ通信方式は、信号電力密度が
極めて低いという特性を持つ。すなわち、それぞれの周
波数帯に送信されるデータは他の無線通信システムにと
ってはノイズ程度の強さしかないため、同じ周波数帯を
使う無線機器と混信することがないので、他システムと
の共存が容易である。また、送信パワーは非常に小さい
ので消費電力も少ない。Further, the UWB communication system has a characteristic that the signal power density is extremely low. That is, since the data transmitted in each frequency band is as strong as noise for other wireless communication systems, it does not interfere with wireless devices that use the same frequency band, and thus can easily coexist with other systems. Is. Moreover, since the transmission power is very small, the power consumption is also small.
【０００８】また、ＵＷＢは、超極細パルスを用いるこ
とにより高い時間分解能を持ち、この性質を使ってレー
ダーやポジショニングを行う「測距」をすることが可能
である。すなわち、ＵＷＢは位置測定、レーダー、無線
通信の３つの機能を合わせ持っており、極めて独特な無
線応用技術と言える。UWB has a high time resolution by using ultrafine pulses, and it is possible to perform "ranging" for radar and positioning by using this property. That is, UWB has three functions of position measurement, radar, and wireless communication, and can be said to be a very unique wireless application technology.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】広帯域無線通信に限ら
ず、屋内で通信を用いる場合には壁越え通信が１つのネ
ックとなる。壁の素材により電波が透過できるかどうか
も不明であるし、通信環境によって区々である。When the communication is used indoors as well as the broadband wireless communication, the cross-wall communication becomes one of the obstacles. It is unclear whether radio waves can be transmitted through the wall material, and it depends on the communication environment.
【００１０】電波が壁を越えることは、例えば家庭内で
は単一の無線ネットワークですべての無線通信装置を網
羅できるというメリットがある反面、各部屋毎に細かく
無線ネットワークを構築したい場合はむしろ干渉の原因
になる。また、意図せず無線データが壁越えしてしまう
と、隣の部屋からでも傍受が容易となり、秘話性といっ
たセキュリティの問題に関わる。中途半端に壁越え通信
をするならば、一切壁越えをしない赤外線通信の方が隣
部屋との干渉もなく、秘話性も保たれるのでよいという
意見さえある。The fact that the radio wave crosses the wall has the advantage that all the wireless communication devices can be covered by a single wireless network in the home, for example, but on the other hand, if it is desired to construct a wireless network in each room in detail, it may cause interference. Cause. Also, if the wireless data unintentionally crosses the wall, it becomes easy to intercept even from the adjacent room, which is related to security issues such as confidentiality. There is even an opinion that if you want to communicate halfway through the wall, infrared communication that does not cross the wall at all is better because it does not interfere with the adjacent room and keeps the confidentiality.
【００１１】特に上述したＵＷＢの場合には、広帯域な
周波数を単一のＵＷＢシステムがすべて使ってしまうた
め、無関係なＵＷＢシステムが隣に存在した場合には互
いに通信を邪魔してしまうことになる。In particular, in the case of the above-mentioned UWB, a single UWB system uses all wideband frequencies, so that when unrelated UWB systems are adjacent to each other, they interfere with each other's communication. .
【００１２】本発明は、このような技術的課題を鑑みた
ものであり、その主な目的は、無線データが無制限に壁
越えを行わないように無線制御することができる、優れ
た無線通信装置、送信出力制御方法、記憶媒体、並びに
コンピュータ・プログラムを提供することにある。The present invention has been made in view of the above technical problems, and its main purpose is to provide an excellent wireless communication device capable of wirelessly controlling wireless data so as not to cross the wall without limitation. , A transmission output control method, a storage medium, and a computer program.
【００１３】本発明のさらなる目的は、各部屋毎に干渉
し合わずに無線通信ネットワークを構築することができ
る、優れた無線通信装置、送信出力制御方法、記憶媒
体、並びにコンピュータ・プログラムを提供することに
ある。A further object of the present invention is to provide an excellent wireless communication device, a transmission output control method, a storage medium, and a computer program capable of constructing a wireless communication network without interfering with each other in each room. Especially.
【００１４】本発明のさらなる目的は、１つの部屋内に
無線通信エリアを仕切り、壁という物理的なファイヤウ
ォールを形成してセキュアな無線通信ネットワークを構
築することができる、優れた無線通信装置、送信出力制
御方法、記憶媒体、並びにコンピュータ・プログラムを
提供することにある。A further object of the present invention is to provide an excellent wireless communication device capable of constructing a secure wireless communication network by partitioning a wireless communication area in one room and forming a physical firewall called a wall. A transmission output control method, a storage medium, and a computer program are provided.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面
は、壁で仕切られた部屋内に設置して用いられる無線通
信装置又は送信出力制御方法であって、アンテナと、前
記アンテナを介してパルスを放出する無線送信部又はス
テップと、前記アンテナを介してパルスを入力する無線
受信部又はステップと、前記無線送信部又はステップで
放出されたパルスの部屋の壁からの反射波の振幅と遅延
の関係を基に壁までの距離を推定して、該推定結果を基
に前記無線送信部又はステップにおける送信出力を制御
する送信制御部又はステップと、を具備することを特徴
とする無線通信装置又は送信出力制御方法である。The present invention has been made in view of the above problems, and a first aspect thereof is a wireless communication device installed and used in a room partitioned by a wall. Or a transmission output control method, an antenna, a wireless transmission unit or step for emitting a pulse via the antenna, a wireless reception unit or step for inputting a pulse via the antenna, and the wireless transmission unit or step The transmission of controlling the transmission output in the wireless transmission unit or step by estimating the distance to the wall based on the relationship between the amplitude and the delay of the reflected wave from the wall of the room of the pulse emitted in A wireless communication device or a transmission output control method, comprising: a control unit or a step.
【００１６】ここで、無線通信装置は、非常に細かいパ
ルス幅のパルス列からなる信号を用いてベースバンド伝
送を行う、いわゆるＵＷＢ（ウルトラワイドバンド）通
信方式を採用していてもよい。ＵＷＢは、例えば２ＧＨ
ｚから６ＧＨｚという超広帯域において、データを１Ｇ
Ｈｚ程度の極めて広い周波数帯に拡散して送受信を行う
ことにより高速データ伝送を実現するものであり、信号
電力密度が極めて低いという特性を持つ。また、ＵＷＢ
は、超極細パルスを用いることにより高い時間分解能を
持ち、この性質を使ってレーダーやポジショニングを行
う「測距」をすることが可能である。Here, the wireless communication device may employ a so-called UWB (ultra wide band) communication system in which baseband transmission is performed using a signal composed of a pulse train having a very fine pulse width. UWB is, for example, 2GH
1G data in the ultra wide band from z to 6 GHz
High-speed data transmission is realized by transmitting and receiving by spreading in an extremely wide frequency band of about Hz, and has a characteristic that signal power density is extremely low. Also, UWB
Has a high time resolution by using ultra-fine pulses, and it is possible to use this property to perform "ranging" for radar and positioning.
【００１７】前記送信制御部又はステップは、このよう
なＵＷＢの特徴を利用して、前記無線送信部又はステッ
プで放出されたパルスの部屋の壁からの反射波の振幅と
遅延の関係を基に壁までの距離を推定することができ
る。例えば、最も遠いと思われる壁までの距離Ｄmaxを
推定して、Ｄmaxに届く最低限の送信出力となるように
前記無線送信部又はステップを制御することにより、隣
の部屋へ電波を漏れさせないようにする。The transmission control section or step utilizes the characteristics of the UWB as described above, based on the relationship between the amplitude and delay of the reflected wave from the wall of the room of the pulse emitted in the wireless transmission section or step. The distance to the wall can be estimated. For example, by estimating the distance D max to the farthest wall and controlling the wireless transmission unit or step so that the minimum transmission output reaches D max , radio waves leak to the adjacent room. Try not to let me.
【００１８】したがって、本発明の第１の側面に係る無
線通信装置又は送信出力制御方法によれば、壁を越えな
い通信が可能になり、隣の部屋で方式の異なる通信が行
われていても干渉を起こすことはない。このような場
合、部屋の間で無線ネットワークを仕切るための壁とい
う物理的なファイヤウォールを形成することができ、セ
キュリティ対策にもなる。Therefore, according to the wireless communication device or the transmission output control method according to the first aspect of the present invention, it is possible to perform communication without crossing the wall, and even if communication is performed in different systems in the adjacent room. It does not cause interference. In such a case, a physical firewall, which is a wall for partitioning the wireless network between the rooms, can be formed, which is also a security measure.
【００１９】また、無線データの壁越えを制限すること
により、各部屋毎に異なった通信方式を配置して、各部
屋間は有線などで接続することにより、家全体をカバー
する無線ホームネットワークを構築することができる。Further, by limiting the crossing of wireless data walls, different communication systems are arranged in each room, and the rooms are connected by a wire or the like to form a wireless home network covering the whole house. Can be built.
【００２０】また、無線データの送受信に用いるアンテ
ナを複数の指向性アンテナで構成するようにしてもよ
い。このような場合、前記送信制御部又はステップは、
各々の指向性アンテナがカバーするセクタ毎に部屋の壁
までの距離を独立に推測して、その距離に合わせて各指
向性アンテナからの送信出力を独立して制御することが
できる。The antenna used for transmitting / receiving the wireless data may be composed of a plurality of directional antennas. In such a case, the transmission controller or step
It is possible to independently estimate the distance to the wall of the room for each sector covered by each directional antenna, and independently control the transmission output from each directional antenna according to the distance.
【００２１】すなわち、指向性アンテナを適用して通信
エリアをセクタ化することにより、部屋を囲う各壁ごと
に壁越えを制御して、ある方向には敢えて電波を届かせ
ないようにするなど、さらに精度の高い送信制御を行う
ことができる。That is, by applying a directional antenna to divide the communication area into sectors, the wall crossing is controlled for each wall that surrounds the room so that radio waves do not reach a certain direction. Further accurate transmission control can be performed.
【００２２】例えば、前記送信制御部又はステップは、
壁越えをさせたくない方向を向いた指向性アンテナにお
いて放出されたパルスの部屋の壁からの反射波の振幅と
遅延の関係を基に壁越えをさせたくない壁までの距離Ｄ
undesiredを推定して、距離Ｄundesiredに届く最低限の
送信電力に制御することができる。For example, the transmission control section or step is
The distance D to the wall that does not want to cross over the wall based on the relationship between the amplitude and delay of the reflected wave from the wall of the room of the pulse emitted in the directional antenna that is oriented in the direction where the wall does not want to cross over
Undesired can be estimated and controlled to the minimum transmission power that reaches the distance D undesired .
【００２３】また、本発明の第２の側面は、壁で仕切ら
れた部屋内で無線通信に用いる送信信号の出力を制御す
るための処理をコンピュータ・システム上で実行するよ
うに記述されたコンピュータ・ソフトウェアをコンピュ
ータ可読形式で物理的に格納した記憶媒体であって、前
記コンピュータ・ソフトウェアは、アンテナを介してパ
ルスを放出する無線送信ステップと、アンテナを介して
パルスを入力する無線受信ステップと、前記無線送信ス
テップにおいて放出されたパルスの部屋の壁からの反射
波の振幅と遅延の関係を基に壁までの距離を推定して、
該推定結果を基に前記無線送信部における送信出力を制
御する送信制御ステップと、を具備することを特徴とす
る記憶媒体である。Further, a second aspect of the present invention is a computer described to execute a process for controlling the output of a transmission signal used for wireless communication in a room partitioned by a wall on a computer system. A storage medium that physically stores software in a computer-readable format, the computer software comprising a step of wirelessly transmitting a pulse through an antenna, and a step of wirelessly receiving a pulse through the antenna. Estimating the distance to the wall based on the relationship between the amplitude and delay of the reflected wave from the wall of the room of the pulse emitted in the wireless transmission step,
A transmission control step of controlling a transmission output in the wireless transmission unit based on the estimation result.
【００２４】本発明の第２の側面に係る記憶媒体は、例
えば、さまざまなプログラム・コードを実行可能な汎用
コンピュータ・システムに対して、コンピュータ・ソフ
トウェアをコンピュータ可読な形式で提供する媒体であ
る。このような媒体は、例えば、ＤＶＤ（Digital Vers
atile Disc）、ＣＤ（Compact Disc）やＦＤ（Flexible
Disk）、ＭＯ（Magneto-Optical disc）などの着脱自
在で可搬性の記憶媒体である。あるいは、ネットワーク
（ネットワークは無線、有線の区別を問わない）などの
伝送媒体などを経由してコンピュータ・ソフトウェアを
特定のコンピュータ・システムに提供することも技術的
に可能である。The storage medium according to the second aspect of the present invention is a medium that provides computer software in a computer-readable format to a general-purpose computer system capable of executing various program codes, for example. Such a medium is, for example, a DVD (Digital Vers
atile Disc), CD (Compact Disc) and FD (Flexible Disc)
Disk), MO (Magneto-Optical disc), and other removable storage media. Alternatively, it is technically possible to provide computer software to a specific computer system via a transmission medium such as a network (whether the network is wireless or wired).
【００２５】本発明の第２の側面に係る記憶媒体は、コ
ンピュータ・システム上で所定のコンピュータ・ソフト
ウェアの機能を実現するための、コンピュータ・ソフト
ウェアと記憶媒体との構造上又は機能上の協働的関係を
定義したものである。換言すれば、本発明の第２の側面
に係る記憶媒体を介して所定のコンピュータ・ソフトウ
ェアをコンピュータ・システムにインストールすること
によって、コンピュータ・システム上では協働的作用が
発揮され、本発明の第１の側面に係る無線通信装置又は
送信出力制御方法と同様の作用効果を得ることができ
る。The storage medium according to the second aspect of the present invention is a structural or functional cooperation between the computer software and the storage medium for realizing the functions of predetermined computer software on a computer system. It defines the physical relationship. In other words, by installing the predetermined computer software in the computer system via the storage medium according to the second aspect of the present invention, the cooperative action is exerted on the computer system, and the second aspect of the present invention is achieved. It is possible to obtain the same effects as the wireless communication device or the transmission output control method according to the first aspect.
【００２６】また、本発明の第３の側面は、壁で仕切ら
れた部屋内で無線通信に用いる送信信号の出力を制御す
るための処理をコンピュータ・システム上で実行するよ
うに記述されたコンピュータ・プログラムであって、ア
ンテナを介してパルスを放出する無線送信ステップと、
アンテナを介してパルスを入力する無線受信ステップ
と、前記無線送信ステップにおいて放出されたパルスの
部屋の壁からの反射波の振幅と遅延の関係を基に壁まで
の距離を推定して、該推定結果を基に前記無線送信部に
おける送信出力を制御する送信制御ステップと、を具備
することを特徴とするコンピュータ・プログラムであ
る。Further, a third aspect of the present invention is a computer described to execute a process for controlling output of a transmission signal used for wireless communication in a room partitioned by a wall on a computer system. A program, a wireless transmission step of emitting pulses via an antenna,
A radio receiving step of inputting a pulse via an antenna, and estimating the distance to the wall based on the relationship between the amplitude and delay of the reflected wave from the wall of the room of the pulse emitted in the radio transmitting step, And a transmission control step of controlling a transmission output in the wireless transmission unit based on the result, the computer program.
【００２７】本発明の第３の側面に係るコンピュータ・
プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理
を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコ
ンピュータ・プログラムを定義したものである。換言す
れば、本発明の第３の側面に係るコンピュータ・プログ
ラムをコンピュータ・システムにインストールすること
によって、コンピュータ・システム上では協働的作用が
発揮され、本発明の第１の側面に係る無線通信装置又は
送信出力制御方法と同様の作用効果を得ることができ
る。A computer according to the third aspect of the present invention.
The program defines a computer program written in a computer-readable format so as to realize a predetermined process on a computer system. In other words, by installing the computer program according to the third aspect of the present invention in the computer system, cooperative action is exerted on the computer system, and the wireless communication according to the first aspect of the present invention is performed. It is possible to obtain the same effect as that of the device or the transmission output control method.
【００２８】本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、
後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより
詳細な説明によって明らかになるであろう。Still other objects, features and advantages of the present invention are as follows.
It will be apparent from the embodiments of the present invention described later and the more detailed description based on the accompanying drawings.
【００２９】[0029]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態について詳解する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００３０】図１には、本発明の実施に供される無線通
信装置１００のハードウェア構成を模式的に示してい
る。この無線通信装置１００は、データを広い周波数帯
域に拡散して送受信を行うとともに、超極細パルスを用
い高い時間分解能を持つことから測距が可能なＵＷＢ
（ウルトラワイドバンド）通信方式を採用しているもの
とする。FIG. 1 schematically shows a hardware configuration of a wireless communication device 100 used for implementing the present invention. The wireless communication device 100 spreads data in a wide frequency band for transmission / reception, and has a high time resolution using ultrafine pulses, and thus distance measurement is possible.
(Ultra wide band) Communication system shall be adopted.
【００３１】同図に示すように、この無線通信装置１０
０は、アンテナ１０１と、アンテナ切換スイッチ１０６
と、無線受信部１０７と、無線送信部１０８と、中央制
御部１０９と、推定テーブル１０２を備えている。As shown in the figure, this wireless communication device 10
0 is the antenna 101 and the antenna changeover switch 106.
The wireless receiver 107, the wireless transmitter 108, the central controller 109, and the estimation table 102 are provided.
【００３２】アンテナ１０１は、ここでは無指向性と
し、送信・受信を兼用しており、中央制御部１０９から
の指示によりアンテナ切換スイッチ１０６を使って時分
割に送信・受信を自在に切り替えることが可能である。
勿論、兼用アンテナではなく、測距用に送信、受信と独
立したアンテナであっても構わない。The antenna 101 is omnidirectional here, and is used for both transmission and reception, and the transmission / reception can be freely switched in a time division manner using the antenna changeover switch 106 according to an instruction from the central control unit 109. It is possible.
Of course, instead of the dual-purpose antenna, an antenna independent of transmission and reception for distance measurement may be used.
【００３３】中央制御部１０９は、例えば、ＲＡＭ（Ra
ndom Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）を
内蔵したマイクロプロセッサで構成され、オペレーティ
ング・システムの制御下でさまざまなプログラム・コー
ドを実行することができる。The central control unit 109 is, for example, a RAM (Ra
It is composed of a microprocessor with a built-in ndom access memory (ROM) and read only memory (ROM), and can execute various program codes under the control of the operating system.
【００３４】無線送信部１０８は、中央制御回路１０９
の制御下で動作し、測距及びデータ送信という各動作モ
ードを持つ。測距を行う場合には、測距用のＵＷＢパル
スを生成し、また通常の通信の場合には、送信情報を変
調し無線データ信号にアップコンバートして送信する。The radio transmitter 108 includes a central control circuit 109.
It operates under the control of and has each operation mode of distance measurement and data transmission. When performing distance measurement, a UWB pulse for distance measurement is generated, and in the case of normal communication, transmission information is modulated and up-converted into a wireless data signal for transmission.
【００３５】また、無線受信部１０７は、アンテナ１０
１から入力されたＵＷＢ信号を受信してベースバンド信
号にダウンコンバートし復調及びＡ／Ｄ変換する回路で
あり、その受信処理結果は中央制御部１０９において適
切な処理が行われる。Further, the radio receiving section 107 has the antenna 10
This is a circuit that receives the UWB signal input from the unit 1, down-converts it into a baseband signal, demodulates it, and A / D converts it. The reception processing result is appropriately processed by the central control unit 109.
【００３６】本実施形態では、無線通信装置１００最初
に部屋内に設置してＵＷＢシステムを構築しようとする
場合には、その無線通信環境を知るために、部屋の四方
にある壁までの測距を行い、その測距結果を基に、無線
データが壁越えしないように以後の通信時における送信
出力の制御を行う。この結果、部屋の間で無線ネットワ
ークを仕切るための壁という物理的なファイヤウォール
を形成することができる。In this embodiment, when the wireless communication device 100 is first installed in a room to construct a UWB system, distance measurement to walls on all four sides of the room is performed in order to know the wireless communication environment. Based on the distance measurement result, the transmission output is controlled during the subsequent communication so that the wireless data does not cross the wall. As a result, it is possible to form a physical firewall that is a wall for partitioning a wireless network between rooms.
【００３７】図２には、無線通信装置１００を部屋内に
設置したときに行われる通信制御の手順をフローチャー
トの形式で示している。このような制御動作は、中央制
御部１０９が所定のプログラム・コードを実行するとい
う形態で実現される。以下、このフローチャートを参照
しながら、無線通信装置１００上での通信制御について
説明する。FIG. 2 shows, in the form of a flowchart, a procedure of communication control performed when the wireless communication device 100 is installed in a room. Such a control operation is realized by the form in which the central control unit 109 executes a predetermined program code. Hereinafter, communication control on the wireless communication device 100 will be described with reference to this flowchart.
【００３８】まず、中央制御部１０９は、アンテナ切換
スイッチ１０６に対して送信側に切り換えるよう指示す
るとともに、無線送信部１０８に対してＵＷＢパルスを
放射するように指示し、アンテナ１０１から測距用のＵ
ＷＢパルスが放射される（ステップＳ１）。First, the central control unit 109 instructs the antenna changeover switch 106 to switch to the transmitting side, and also instructs the wireless transmission unit 108 to emit a UWB pulse so that the antenna 101 is used for distance measurement. U
A WB pulse is emitted (step S1).
【００３９】放射されたＵＷＢパルスは部屋の四方で反
射され、それと同時にアンテナ切換スイッチ１０６は受
信側に切り替えられる。部屋の壁で反射されたパルスは
それぞれ異なった遅延と振幅を持ってアンテナ１０１か
ら入力され、アンテナ切換スイッチ１０６を介して、無
線受信部１０７に入力される（ステップＳ２）。The radiated UWB pulse is reflected on all four sides of the room, and at the same time, the antenna selector switch 106 is switched to the receiving side. The pulse reflected by the wall of the room is input from the antenna 101 with different delay and amplitude, and is input to the wireless reception unit 107 via the antenna changeover switch 106 (step S2).
【００４０】中央制御部１０９は、ＵＷＢパルスの反射
波の受信結果を判断し、最も遠いと思われる壁までの距
離Ｄmaxを推定する（ステップＳ３）。距離Ｄmaxの推定
にはさまざまな方法が考えられる。本実施形態では、反
射波の振幅と遅延の関係をあらかじめ実験的又は経験的
に調べておくとともに、この関係を記述した推定テーブ
ル１０２を装備する。中央制御部１０９は、この推定テ
ーブル１０２を参照することにより、最も遠いと思われ
る壁までの距離Ｄmaxを推定する。The central control unit 109 judges the reception result of the reflected wave of the UWB pulse, and estimates the distance D max to the wall which is considered to be the farthest (step S3). Various methods can be considered for estimating the distance D max . In the present embodiment, the relation between the amplitude of the reflected wave and the delay is experimentally or empirically investigated in advance, and the estimation table 102 that describes this relation is provided. The central control unit 109 estimates the distance D max to the farthest wall by referring to the estimation table 102.
【００４１】無線通信を行う場合には、最も遠いと推定
された距離Ｄmaxが部屋の最も遠い壁であると推定し、
中央演算制御部１０９は、Ｄmaxに届く最低限の送信出
力を推定テーブル１０２から計算して、無線送信部１０
８における送信出力を制御する（ステップＳ４）。When performing wireless communication, the distance D max estimated to be the farthest is estimated to be the farthest wall of the room,
The central processing control unit 109 calculates the minimum transmission output reaching D max from the estimation table 102, and the wireless transmission unit 10
The transmission output in 8 is controlled (step S4).
【００４２】これによって、部屋内では充分通信がで
き、且つ、隣の部屋には壁の減衰のために通信ができな
いという環境を形成することができる。As a result, it is possible to establish an environment in which communication can be sufficiently performed in a room and communication cannot be performed in the adjacent room due to the attenuation of the wall.
【００４３】図３には、Ｂｉ−ｐｈａｓｅ方式を採用し
た場合の無線送信部１０８の構成を模式的に示してい
る。同図に示すように、無線送信部１０８は、時間ベー
ス２０１と、ＰＮパルス発生器２０２と、乗算器２０４
と、情報ソース２０５と、出力段２０７とを備えてい
る。FIG. 3 schematically shows the configuration of the radio transmission section 108 when the Bi-phase method is adopted. As shown in the figure, the wireless transmission unit 108 includes a time base 201, a PN pulse generator 202, and a multiplier 204.
, An information source 205, and an output stage 207.
【００４４】時間ベース２０１は、周期タイミング信号
を発生する。ここではピコ秒程度の高いタイミング精度
を有する電圧制御発生器回路を持つ。この周波数タイミ
ング信号はＰＮパルス発生器２０２、並びに情報ソース
２０５に入力される。The time base 201 generates a periodic timing signal. It has a voltage controlled generator circuit with high timing accuracy on the order of picoseconds. This frequency timing signal is input to the PN pulse generator 202 as well as the information source 205.
【００４５】ＰＮパルス発生器２０２は、ピコ秒程度の
非常に細いパルスを発生することが可能であり、時間ベ
ース２０１から供給される周期タイミング信号をモニタ
して、それに同期して信号を発生する。The PN pulse generator 202 is capable of generating a very fine pulse of the order of picoseconds, monitors the periodic timing signal supplied from the time base 201, and generates a signal in synchronization with it. .
【００４６】乗算器２０４は、ＰＮパルス発生器２０２
において発生される超極細パルスを情報ソース２０５の
出力とタイミングを合わせて乗算する。そして、出力段
１０７が送信出力を制御して、アンテナ１０１から空中
に放射する。The multiplier 204 is the PN pulse generator 202.
The ultrafine pulse generated at 1 is timed and multiplied with the output of the information source 205. Then, the output stage 107 controls the transmission output and radiates it from the antenna 101 into the air.
【００４７】ＰＮパルス発生器２０２は、中央制御部１
０９からの指示により異なったＰＮパルスを発生するこ
とが可能である。出力段２０７の制御は、入力端２０８
から入力されるが、これは図１における中央制御部１０
９からの出力制御信号に対応する。The PN pulse generator 202 includes a central control unit 1
It is possible to generate different PN pulses by the instruction from 09. The output stage 207 is controlled by the input terminal 208.
Input from the central controller 10 in FIG.
9 corresponds to the output control signal from 9.
【００４８】なお、測距の場合には、情報ソースには意
味のあるデータを乗せる必要はなく、送信出力も任意で
構わない。In the case of distance measurement, it is not necessary to put meaningful data on the information source, and the transmission output may be arbitrary.
【００４９】また、図４には、Ｂｉ−ｐｈａｓｅ方式を
採用した場合の無線受信部１０７の構成を模式的に示し
ている。Further, FIG. 4 schematically shows the structure of the radio receiving section 107 when the Bi-phase system is adopted.
【００５０】アンテナ１０１から入力されたＵＷＢ信号
は、バンドパス・フィルタ部３０２を通って、乗算器３
２３、３０３及び３０４に入る。乗算器３２３及びロー
パス・フィルタ３２４はサーチャー３２０を形成し、そ
れ以外は受信信号のデータ復調を行う復調部３３０を構
成する。The UWB signal input from the antenna 101 is passed through the bandpass filter section 302 and the multiplier 3
Enter 23, 303 and 304. The multiplier 323 and the low-pass filter 324 form a searcher 320, and the other components constitute a demodulation unit 330 that performs data demodulation of the received signal.
【００５１】無線通信装置１００を所定の無線通信環境
に設置した直後は、まず無線受信部１０７は測距モード
で動作する。このとき、無線送信部１０８のＰＮパルス
発生器２０２及び無線受信部１０７のＰＮコード・ソー
ス３０７はそれぞれ測距用のＰＮを発生する。これによ
り無線通信装置１００自身で発射した信号の反射波を識
別して受信することができる。Immediately after the wireless communication device 100 is installed in a predetermined wireless communication environment, the wireless reception unit 107 first operates in the distance measuring mode. At this time, the PN pulse generator 202 of the wireless transmission unit 108 and the PN code source 307 of the wireless reception unit 107 each generate a PN for distance measurement. Thereby, the reflected wave of the signal emitted by the wireless communication device 100 itself can be identified and received.
【００５２】無線送信部１０８側では、データを例えば
０などに固定して、ＰＮを測距用ＰＮに変えてアンテナ
１０１から電波を放出する。また、無線受信部１０７側
では、アンテナ１０１から入力された電波はバンドパス
・フィルタ部３０２を通って、サーチャー３２０内部の
乗算器３２３において、測距用ＰＮと乗算され、その結
果はローパス・フィルタ３２４で積分され、出力端３２
５に出力される。出力端３２５は中央制御部１０９に入
力されている。これで入力された信号の遅延が判別でき
るのであるが、この仕組みについては別途図５を参照し
ながら説明する。On the radio transmitting section 108 side, the data is fixed at 0, for example, the PN is changed to the PN for distance measurement, and the radio wave is emitted from the antenna 101. On the radio receiving unit 107 side, the radio wave input from the antenna 101 passes through the bandpass filter unit 302, is multiplied by the distance measuring PN in the multiplier 323 inside the searcher 320, and the result is the lowpass filter. Integrated at 324 and output 32
5 is output. The output terminal 325 is input to the central control unit 109. With this, the delay of the input signal can be determined. This mechanism will be described separately with reference to FIG.
【００５３】図５（ａ）には、アンテナ端から入ってき
た受信信号を時間軸上に示してある。縦軸は信号強度で
あり、同図に示す例では３つのマルチパスが受信できて
いる。In FIG. 5A, the received signal coming in from the antenna end is shown on the time axis. The vertical axis represents the signal strength, and in the example shown in the figure, three multipaths can be received.
【００５４】無線受信部１０７側のサーチャー３２０
は、無線送信部１０８側で使用したＰＮを時間をずらし
て受信信号と逐次掛け合わせていく。この時間ずらし幅
が時間分解能となる。図５（ｂ）にはＰＮに受信信号を
逐次かけ合わせていく様子を示している。同図におい
て、ＰＮに簡易的に番号を付けて表してある。例えば、
ＰＮ信号１のタイミングで受信信号と掛け合わせれば、
ＰＮが一致するので高い相関値が得られるが、ＰＮ信号
２のタイミングで掛け合わせればまったくタイミングが
合わないので、相関はほぼ０である。このような手順で
順次時間をずらしながらスキャンを行うと、そのタイミ
ングで入力された信号の場所で相関値が現れる。Searcher 320 on the side of radio receiver 107
Shifts the PN used on the side of the wireless transmission unit 108 with time and successively multiplies it with the received signal. This time shift width is the time resolution. FIG. 5B shows a state in which the received signal is successively multiplied by the PN. In the figure, PNs are simply numbered and shown. For example,
If it is multiplied with the received signal at the timing of PN signal 1,
Since the PNs match, a high correlation value can be obtained, but if they are multiplied at the timing of the PN signal 2, the timings do not match at all, so the correlation is almost zero. When scanning is performed while sequentially shifting the time in this procedure, a correlation value appears at the position of the signal input at that timing.
【００５５】図５（ｃ）には、各ＰＮ信号において相関
値を求めた結果を示しているが、理想的には図５（ａ）
とまったく同じ分布が得られる。この相関値は、時間遅
れと信号強度をそのまま示しており、送信側がパルスを
放射してからタイマを作動させて、相関が得られた時間
をカウントしさえすれば遅延時間は判る。同図に示す例
でいけば、４、１０、１７μsecであることが判り、こ
こから電波が反射した壁までの距離を推定することがで
きる。推定の際に受信強度を合わせてさらに詳細な推定
をすることができる。FIG. 5 (c) shows the result of obtaining the correlation value for each PN signal, but ideally, FIG. 5 (a).
You get exactly the same distribution as. This correlation value shows the time delay and the signal strength as they are, and the delay time can be known only by counting the time when the correlation is obtained by activating the timer after the transmitting side emits the pulse. In the example shown in the figure, it is known that the time is 4, 10 and 17 μsec, and the distance from this to the wall where the radio wave is reflected can be estimated. It is possible to make a more detailed estimation by combining the reception strengths at the time of estimation.
【００５６】通常の受信の場合には、このサーチャー３
２０で大まかなタイミングを同様の方法で検出して、そ
の結果をＤＬＬ回路３０５に伝え、その後は復調部３３
０でそのタイミングを基に詳細な同期維持を行う。復調
部３３０における動作を以下に説明する。In the case of normal reception, this searcher 3
The rough timing is detected by the same method in 20 and the result is transmitted to the DLL circuit 305.
At 0, detailed synchronization is maintained based on the timing. The operation of the demodulation unit 330 will be described below.
【００５７】まず、受信信号は乗算器３０３において、
Ｐｕｎｃｔｕａｌ回路３０８から出力される信号と乗算
され、されに逆拡散されて、ローパス・フィルタ３１２
で積分されて、復調データとして出力される。また、受
信信号は、乗算器３０４にも入力されており、ここでは
セレクタ３１１から出力される信号と乗算されて、その
結果はローパス・フィルタ３０５に入力され積分され、
その出力はＤＬＬ回路３０６に入力される。First, the received signal is received by the multiplier 303 in the multiplier 303.
The signal output from the punctual circuit 308 is multiplied, despread to, and low-pass filtered 312.
Are integrated and output as demodulated data. Further, the received signal is also input to the multiplier 304, where it is multiplied by the signal output from the selector 311 and the result is input to the low-pass filter 305 and integrated,
The output is input to the DLL circuit 306.
【００５８】ＤＬＬ回路３０６の出力は、受信信号と無
線受信部１０７内部で発生した信号とのタイミング差に
対応した信号が出力され、このタイミング信号は信号を
発生するＰＮコード・ソース３０７に入力される。The output of the DLL circuit 306 is a signal corresponding to the timing difference between the received signal and the signal generated inside the radio receiving section 107, and this timing signal is input to the PN code source 307 which generates the signal. It
【００５９】ＰＮコード・ソース３０７から出力される
信号は、この信号の時間間隔（チップレート）の半分だ
け早めた信号を生成するＥａｒｌｙ回路３０９と遅めた
信号を生成するＬａｔｅ回路３１０と、正しいタイミン
グを生成するＰｕｎｃｔｕａｌ回路３０８に入力され
る。The signal output from the PN code source 307 is correct with the early circuit 309 for generating a signal advanced by half the time interval (chip rate) of this signal and the late circuit 310 for generating a delayed signal. It is input to the Punctual circuit 308 that generates timing.
【００６０】同図に示す例では、Ｅａｒｌｙ回路３０９
とＬａｔｅ回路３１０の出力は、セレクタ３１１に入力
され、時分割に制御されて乗算器３０４に入力される。
このフィードバック回路により正しいタイミングに同期
を維持することが可能であり、ローパス・フィルタ３１
２の出力は復調データとなる。In the example shown in the figure, the Early circuit 309 is used.
And the output of the Late circuit 310 is input to the selector 311, which is time-division controlled and input to the multiplier 304.
With this feedback circuit, it is possible to maintain synchronization at the correct timing, and the low-pass filter 31
The output of 2 becomes demodulated data.
【００６１】図６には、四方が壁で仕切られている部屋
の中に無線通信装置１００を設置している様子を示して
いる。FIG. 6 shows a state in which the wireless communication device 100 is installed in a room that is partitioned by walls on all sides.
【００６２】既に述べたように、無線通信装置１００
は、測距モード下では、アンテナ１０１からＵＷＢパル
スを四方八方に発射する。同図に示す例では、発射した
パルスはａ，ｂ，ｃ，ｄの４つであるとする。As described above, the wireless communication device 100
In the ranging mode, the antenna 101 emits UWB pulses in all directions. In the example shown in the figure, it is assumed that the emitted pulses are a, b, c, and d.
【００６３】ここで、最も壁までの距離があるのはdで
あり、壁に跳ね返ってくる時間とパルスの振幅により判
別が可能で、ここから距離を類推することができる。例
えば、この距離を４ｍとすると、以後、無線通信装置１
００は４ｍだけ確実に届くように無線送信部１０８にお
ける送信出力を制御する。Here, it is d that has the greatest distance to the wall, which can be discriminated by the time when it bounces on the wall and the amplitude of the pulse, and the distance can be estimated from this. For example, if this distance is 4 m, then the wireless communication device 1
00 controls the transmission output of the wireless transmission unit 108 so that only 4 m is reliably delivered.
【００６４】図７には、無線送信部１０８から送出され
たＵＷＢパルスが壁で反射して無線受信部１０７に戻っ
てくるまでのパルスのイメージを模式的に示している。
壁までの距離が長いと、その分だけ遅延も大きく、振幅
も小さくなる、という点を充分理解されたい。FIG. 7 schematically shows an image of the UWB pulse sent from the wireless transmission unit 108 until it is reflected by the wall and returned to the wireless reception unit 107.
It should be fully understood that the longer the distance to the wall, the larger the delay and the smaller the amplitude.
【００６５】また、図８には、図６に示したような部屋
内に無線通信装置１００を設置した場合に想定される反
射波パルスの遅延と振幅の幅を示している。同図に示す
ように、距離に応じて受信パルスは遅く、そして振幅は
小さくなる。この例では、放出波ａでは遅延１μsec、
振幅は無次元で１０となっている（この単位は例えば回
路内の１ｄｉｇｉｔである）。Further, FIG. 8 shows the delay and amplitude width of the reflected wave pulse assumed when the wireless communication device 100 is installed in the room as shown in FIG. As shown in the figure, the received pulse becomes slower and the amplitude becomes smaller according to the distance. In this example, the emitted wave a has a delay of 1 μsec,
The amplitude is dimensionlessly 10 (the unit is, for example, 1 digit in the circuit).
【００６６】既に述べたように、本実施形態では、反射
波の振幅と遅延振幅の関係をあらかじめ実験的又は経験
的に調べておくとともに、この関係を記述した推定テー
ブル１０２を装備する。そして、中央制御部１０９は、
この推定テーブル１０２を参照することにより、最も遠
いと思われる壁までの距離Ｄmaxを推定するようになっ
ている。以下の表１には、この推定テーブル１０２の構
成例を示している。As described above, in this embodiment, the relationship between the amplitude of the reflected wave and the delay amplitude is experimentally or empirically investigated in advance, and the estimation table 102 describing this relationship is provided. Then, the central control unit 109
By referring to the estimation table 102, the distance D max to the wall which is considered to be the farthest is estimated. Table 1 below shows a configuration example of the estimation table 102.
【００６７】[0067]
【表１】 [Table 1]
【００６８】例えば、図６で示した場合において、無線
波の放出方向がａであれば、遅延と振幅から、壁までの
距離は１ｍであると推定され、通常の無線通信時には５
０μＷで送信すればよいことが判る。同様に、放出方向
がｂであれば、遅延が５μsecで振幅が８であるから、
壁までの８ｍと推測され、送信は１００μＷで送信すれ
ばよいことが判る。このように対応させて、壁越えが起
きないような送信出力を決めることができる訳である。For example, in the case shown in FIG. 6, if the emission direction of the radio wave is a, the distance to the wall is estimated to be 1 m from the delay and amplitude.
It turns out that it is sufficient to transmit at 0 μW. Similarly, if the emission direction is b, the delay is 5 μsec and the amplitude is 8,
It is estimated that the distance to the wall is 8 m, and it is understood that the transmission should be performed at 100 μW. By making correspondence in this way, it is possible to determine a transmission output that does not cause wall crossing.
【００６９】図１に示した無線通信装置１００の応用例
として、測距のための指向性アンテナを別途備えるよう
な構成も考えられる。例えば図６に示したような使用環
境下において、ユーザがどうしてもａの方向には通信し
たいがｃの方向には電波を届かせたくないという場合に
は、各方向毎に指向性アンテナを向けてそれぞれの壁ま
での距離を推定して、各方向毎に送信出力の制御を行う
ようにすればよい。As an application example of the wireless communication device 100 shown in FIG. 1, a configuration in which a directional antenna for distance measurement is additionally provided can be considered. For example, in a usage environment as shown in FIG. 6, if the user wants to communicate in the direction of “a” but does not want radio waves to reach in the direction of “c”, direct the directional antenna in each direction. The distance to each wall may be estimated and the transmission output may be controlled for each direction.
【００７０】また、図９には、本発明の他の実施形態に
係る無線通信装置１００−２のハードウェア構成を模式
的に示している。この無線通信装置１００−２を構成す
る機能モジュールのうち、無線受信部１０７、無線送信
部、中央制御部１０９、及び推定テーブル１０２の機能
構成は図１に示したものと略同一なので、個々では説明
を省略する。Further, FIG. 9 schematically shows a hardware configuration of a radio communication device 100-2 according to another embodiment of the present invention. Among the functional modules forming the wireless communication device 100-2, the functional configurations of the wireless receiving unit 107, the wireless transmitting unit, the central control unit 109, and the estimation table 102 are substantially the same as those shown in FIG. The description is omitted.
【００７１】無線通信装置１００−２は、アンテナ１０
１及びアンテナ切換スイッチ１０６に代えて、複数の指
向性アンテナ１１１〜１１４、並びに各指向性アンテナ
１１１〜１１４毎に設けられたハイパワー・アンプ（Ｈ
ＰＡ）１１５〜１１８が設けられており、アンテナ切換
スイッチ１１９は、指向性アンテナ１１１〜１１４を切
り換える機能を持つ。The wireless communication device 100-2 has an antenna 10
1 and the antenna changeover switch 106, a plurality of directional antennas 111 to 114 and a high power amplifier (H) provided for each of the directional antennas 111 to 114.
PA) 115 to 118 are provided, and the antenna changeover switch 119 has a function of changing over the directional antennas 111 to 114.
【００７２】各ユニットは、セルラーの基地局のように
部屋内をセクター化することが可能である。例えば図６
を用いて説明するならば、aからdまでの各方向をセクタ
ー化することができる。Each unit can sectorize a room like a cellular base station. For example, in FIG.
If it is explained using, each direction from a to d can be sectorized.
【００７３】図１０には、無線通信装置１００−２が部
屋内をセクター化している様子を示している。同図にお
いて、楕円で示されている部分が各指向性アンテナのカ
バーするエリアである。つまり、無線通信装置１００−
２の周囲３６０度を指向性アンテナ１１１〜１１４によ
って幾つかの領域にセクター化し、そのエリアはその方
向に関してのみ測距と通信を担当するのである。FIG. 10 shows a state in which the wireless communication device 100-2 sectorizes the room. In the figure, the part indicated by an ellipse is the area covered by each directional antenna. That is, the wireless communication device 100-
The 360 degrees around 2 are sectorized into several areas by the directional antennas 111 to 114, and the area is in charge of ranging and communication only in that direction.
【００７４】最初に測距モードでは、無線送信部１０８
が測距用ＰＮを使って各指向性アンテナ・モジュール１
１１〜１１４からパルスを発射する。このとき、各ＨＰ
Ａ１１５〜１１８の送信電力はすべて同じ値で統一され
ている。各指向性アンテナ１１１〜１１４は、自分のセ
クターエリア方向に向けてパルスを放射し、それが各方
向の壁に向けて反射して戻ってくる。それを各セクター
アンテナ毎に拾い、その方向の壁の位置をそれぞれ独立
に推測し、その距離に合わせて、それぞれ独立してＨＰ
Ａ１１５〜１１８の送信電力制御を行うことができる。
これにより、図１０に示したように各セクタ毎の送信出
力制御が可能になる。First, in the distance measurement mode, the wireless transmission unit 108
Each directional antenna module 1 using PN for distance measurement
The pulses are emitted from 11 to 114. At this time, each HP
The transmission powers of A115 to A118 are all unified with the same value. Each of the directional antennas 111 to 114 emits a pulse in the direction of its own sector area, which reflects and returns toward the wall in each direction. It picks it up for each sector antenna, estimates the position of the wall in that direction independently, and adjusts the HP independently for each distance.
The transmission power control of A115 to 118 can be performed.
This enables transmission output control for each sector as shown in FIG.
【００７５】図１１には、無線通信装置１００又は１０
０−２を部屋内に設置したときに、どこか特定の壁を越
えさせないように送信出力を制御するための通信制御の
手順をフローチャートの形式で示している。このような
制御動作は、中央制御部１０９が所定のプログラム・コ
ードを実行するという形態で実現される。以下、このフ
ローチャートを参照しながら、無線通信装置１００又は
１００−２上での通信制御について説明する。FIG. 11 shows the wireless communication device 100 or 10
When the 0-2 is installed in the room, a communication control procedure for controlling the transmission output so as not to cross a specific wall somewhere is shown in the form of a flowchart. Such a control operation is realized by the form in which the central control unit 109 executes a predetermined program code. Communication control on the wireless communication device 100 or 100-2 will be described below with reference to this flowchart.
【００７６】ユーザが壁越えをさせたくない壁がある場
合には、指向性アンテナをその壁の方向に向けるか、又
はアンテナ切換スイッチ１１９に対して所望の指向性ア
ンテナ１１１〜１１４に切り換えるよう指示するととも
に、無線送信部１０８に対してＵＷＢパルスを放射する
ように指示し、アンテナ１０１から測距用のＵＷＢパル
スが放射される（ステップＳ１１）。When there is a wall which the user does not want to cross the wall, the directional antenna is directed toward the wall, or the antenna changeover switch 119 is instructed to switch to the desired directional antennas 111 to 114. At the same time, the wireless transmission unit 108 is instructed to emit a UWB pulse, and the antenna 101 emits a UWB pulse for distance measurement (step S11).
【００７７】指向性アンテナから放射されたＵＷＢパル
スは指定された方向の壁で反射され、それと同時にアン
テナ切換スイッチ１１９は受信側に切り替えられる。そ
して、壁から反射されたパルスは同じ指向性アンテナか
ら入力され、アンテナ切換スイッチ１１９を介して、無
線受信部１０７に入力される（ステップＳ１２）。The UWB pulse radiated from the directional antenna is reflected by the wall in the designated direction, and at the same time, the antenna changeover switch 119 is switched to the receiving side. Then, the pulse reflected from the wall is input from the same directional antenna, and is input to the wireless reception unit 107 via the antenna changeover switch 119 (step S12).
【００７８】中央制御部１０９は、ＵＷＢパルスの反射
波の受信結果を判断し、壁越えをさせたくない壁までの
距離Ｄundesiredを推定する（ステップＳ１３）。距離
Ｄund esiredの推定にはさまざまな方法が考えられる。
本実施形態では、反射波の振幅と遅延振幅の関係をあら
かじめ実験的又は経験的に調べておくとともに、この関
係を記述した推定テーブル１０２を装備する。中央制御
部１０９は、この推定テーブル１０２を参照することに
より、壁越えをさせたくない壁までの距離Ｄunde sired
を推定する。The central control unit 109 judges the reception result of the reflected wave of the UWB pulse, and estimates the distance D undesired to the wall where it is desired not to cross the wall (step S13). There are various possible methods for estimating the distance D und esired .
In the present embodiment, the relationship between the amplitude of the reflected wave and the delay amplitude is experimentally or empirically investigated in advance, and the estimation table 102 that describes this relationship is provided. By referring to the estimation table 102, the central control unit 109 refers to the distance D unde sired to the wall that is not desired to cross the wall.
To estimate.
【００７９】無線通信時において、壁越えをさせたくな
い方向に向けて電波を送出するときには、中央演算制御
部１０９は、距離Ｄundesiredに届く最低限の送信電力
を推定テーブル１０２を使って計算して、無線送信部１
０８における送信出力を制御する（ステップＳ１４）。During radio communication, when transmitting a radio wave in a direction in which it is desired not to cross the wall, the central processing control unit 109 calculates the minimum transmission power reaching the distance D undesired using the estimation table 102. Wireless transmitter 1
The transmission output at 08 is controlled (step S14).
【００８０】これによって、部屋内では充分通信がで
き、且つ、壁越えをさせたくない壁までは電波が届く
が、その壁に面した隣の部屋には壁の減衰のために通信
ができないという環境を形成することができる。As a result, it is possible to perform sufficient communication in the room and to reach the wall where it is not desired to cross the wall, but the adjacent room facing the wall cannot communicate due to the attenuation of the wall. An environment can be formed.
【００８１】［追補］以上、特定の実施形態を参照しな
がら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修
正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示
という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書
の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の
要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範
囲の欄を参酌すべきである。[Supplement] The present invention has been described in detail with reference to the specific embodiments. However, it is obvious that those skilled in the art can modify or substitute the embodiments without departing from the scope of the present invention. That is, the present invention has been disclosed in the form of exemplification, and the contents of this specification should not be construed in a limited manner. In order to determine the gist of the present invention, the section of the claims described at the beginning should be taken into consideration.
【００８２】[0082]
【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
無線データが無制限に壁越えを行わないように無線制御
することができる、優れた無線通信装置、送信出力制御
方法、記憶媒体、並びにコンピュータ・プログラムを提
供することができる。As described above in detail, according to the present invention,
It is possible to provide an excellent wireless communication device, a transmission output control method, a storage medium, and a computer program that can wirelessly control wireless data so that wireless data does not cross the wall indefinitely.
【００８３】本発明に係る無線通信装置、送信出力制御
方法、記憶媒体、並びにコンピュータ・プログラムによ
れば、壁を越えない通信が可能になり、隣の部屋で方式
の異なる通信が行われていても干渉を起こすことはな
い。このような場合、部屋の間で無線ネットワークを仕
切るための壁という物理的なファイヤウォールを形成す
ることができ、セキュリティ対策にもなる。According to the wireless communication device, the transmission output control method, the storage medium, and the computer program according to the present invention, it is possible to perform communication without crossing the wall, and communication in different systems is performed in the adjacent room. Does not cause interference. In such a case, a physical firewall, which is a wall for partitioning the wireless network between the rooms, can be formed, which is also a security measure.
【００８４】ＵＷＢ通信方式の場合には、１つの通信シ
ステムで広帯域の周波数を使用してしまうので、コーデ
ィネートされていない他のＵＷＢシステムが近くに存在
する場合には干渉の問題がある。本発明によれば、無線
データの壁越えを制限することにより、各部屋毎に異な
った通信方式を配置して、各部屋間は有線などで接続す
ることにより、家全体をカバーする無線ホームネットワ
ークを構築することができる。In the case of the UWB communication system, one communication system uses a wide band frequency, so that there is a problem of interference when another uncoordinated UWB system is present nearby. According to the present invention, a wireless home network that covers the entire house by limiting the crossing of wireless data walls, arranging different communication methods for each room, and connecting each room by wire or the like. Can be built.
【００８５】また、本発明に係る無線通信装置に指向性
アンテナを適用して通信エリアをセクタ化することによ
り、部屋を囲う各壁ごとに壁越えを制御するなど、さら
に精度の高い送信制御を行うことができる。Further, by applying a directional antenna to the radio communication apparatus according to the present invention to divide the communication area into sectors, it is possible to perform more accurate transmission control such as controlling the crossing of each wall surrounding the room. It can be carried out.
【図１】図１は、本発明を実現するのに適した典型的な
パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）１００のハードウェ
ア構成を模式的に示した図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a hardware configuration of a typical personal computer (PC) 100 suitable for implementing the present invention.
【図２】無線通信装置１００を部屋内に設置したときに
行われる通信制御の手順を示したフローチャートであ
る。FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of communication control performed when the wireless communication device 100 is installed in a room.
【図３】Ｂｉ−ｐｈａｓｅ方式を採用した場合の無線送
信部１０８の構成を模式的に示した図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a wireless transmission unit when the Bi-phase method is adopted.
【図４】Ｂｉ−ｐｈａｓｅ方式を採用した場合の無線受
信部１０７の構成を模式的に示した図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a wireless reception unit 107 when a Bi-phase method is adopted.
【図５】測距モード下で放出した電波の反射波の遅延を
判別するための仕組みを説明するためのチャートであ
る。FIG. 5 is a chart for explaining a mechanism for determining a delay of a reflected wave of a radio wave emitted in a distance measurement mode.
【図６】四方が壁で仕切られている部屋の中に無線通信
装置１００を設置している様子を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a state where the wireless communication device 100 is installed in a room that is partitioned by walls on all sides.
【図７】無線送信部１０８から送出されたＵＷＢパルス
が壁で反射して無線受信部１０７に戻ってくるまでのパ
ルスのイメージを模式的に示した図である。FIG. 7 is a diagram schematically showing an image of a UWB pulse sent from a wireless transmission unit 108 until it is reflected by a wall and returned to a wireless reception unit 107.
【図８】図６に示したような部屋内に無線通信装置１０
０を設置した場合に想定される反射波パルスの遅延と振
幅の幅を示した図である。FIG. 8 shows a wireless communication device 10 installed in a room as shown in FIG.
It is the figure which showed the delay and amplitude width of the reflected wave pulse assumed when 0 was installed.
【図９】本発明の他の実施形態に係る無線通信装置１０
０のハードウェア構成を模式的に示した図である。FIG. 9 is a wireless communication device 10 according to another embodiment of the present invention.
It is the figure which showed the hardware constitutions of 0 typically.
【図１０】無線通信装置１００−２が部屋内をセクター
化している様子を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing a state where the wireless communication device 100-2 is sectorizing the inside of a room.
【図１１】無線通信装置１００又は１００−２を部屋内
に設置したときに、どこか特定の壁を越えさせないよう
に送信出力を制御するための通信制御の手順を示したフ
ローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing a procedure of communication control for controlling the transmission output so that the wireless communication device 100 or 100-2 is installed in a room so as not to cross a specific wall.
１００…無線通信装置
１０１…アンテナ
１０２…推定テーブル
１０６…アンテナ切換スイッチ
１０７…無線受信部
１０８…無線送信部
１０９…中央制御部
１１１〜１１４…指向性アンテナ
１１５〜１１８…ハイパワー・アンプ
２０１…時間ベース，２０２…ＰＮパルス発生器
２０４…乗算器，２０５…情報ソース
２０７…出力段
３０２…バンドパス・フィルタ
３０３，３０４，３２３…乗算器
３０５，３１２，３２４…ローパス・フィルタ
３０６…ＤＬＬ回路，３０７…ＰＮコード・ソース
３０８…Ｐｕｉｎｃｔｕａｌ回路，３０９…Ｅａｒｌｙ
回路
３１０…Ｌａｔｅ回路，３１１…セレクタ
３２０…サーチャー
３２５…出力端
３３０…データ復調部100 ... Wireless communication device 101 ... Antenna 102 ... Estimation table 106 ... Antenna changeover switch 107 ... Wireless receiving unit 108 ... Wireless transmitting unit 109 ... Central control units 111 to 114 ... Directional antennas 115 to 118 ... High power amplifier 201 ... Time Base, 202 ... PN pulse generator 204 ... Multiplier, 205 ... Information source 207 ... Output stage 302 ... Bandpass filters 303, 304, 323 ... Multipliers 305, 312, 324 ... Lowpass filter 306 ... DLL circuit, 307 ... PN code source 308 ... Pinctual circuit, 309 ... Early
Circuit 310 ... Late circuit, 311 ... Selector 320 ... Searcher 325 ... Output terminal 330 ... Data demodulation section
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J070 AB01 AC02 AE07 5K011 DA02 DA12 DA21 DA26 EA03 FA07 JA02 KA08 5K060 BB07 CC04 CC12 DD04 HH06 HH31 JJ21 LL01 LL25 PP05 5K067 AA03 BB02 BB21 DD41 DD44 DD51 EE02 EE12 EE32 FF02 KK02 KK13 KK15 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 5J070 AB01 AC02 AE07 5K011 DA02 DA12 DA21 DA26 EA03 FA07 JA02 KA08 5K060 BB07 CC04 CC12 DD04 HH06 HH31 JJ21 LL01 LL25 PP05 5K067 AA03 BB02 BB21 DD41 DD44 DD51 EE02 EE12 EE32 FF02 KK02 KK13 KK15
Claims (12)
る無線通信装置であって、 アンテナと、 前記アンテナを介してパルスを放出する無線送信部と、 前記アンテナを介してパルスを入力する無線受信部と、 前記無線送信部から放出されたパルスの部屋の壁からの
反射波の振幅と遅延の関係を基に壁までの距離を推定し
て、該推定結果を基に前記無線送信部における送信出力
を制御する送信制御部と、を具備することを特徴とする
無線通信装置。1. A wireless communication device installed and used in a room partitioned by a wall, comprising: an antenna, a wireless transmission unit that emits a pulse through the antenna, and a pulse input through the antenna. And a wireless receiver that estimates the distance to the wall based on the relationship between the amplitude and delay of the reflected wave from the wall of the room of the pulse emitted from the wireless transmitter, and the wireless transmission based on the estimation result. And a transmission control unit that controls the transmission output of the unit.
信号を用いてベースバンド伝送を行う、ことを特徴とす
る請求項１に記載の無線通信装置。2. The wireless communication device according to claim 1, wherein baseband transmission is performed using a signal including a pulse train having a very fine pulse width.
までの距離Ｄmaxを推定して、Ｄmaxに届く最低限の送信
出力に制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の無
線通信装置。3. The transmission control unit estimates a distance D max to a wall which is considered to be the farthest, and controls the transmission output to a minimum value that reaches D max. Wireless communication device.
なり、 前記送信制御部は、各々の指向性アンテナがカバーする
セクタ毎に部屋の壁までの距離を独立に推測して、その
距離に合わせて各指向性アンテナからの送信出力を独立
して制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の無線
通信装置。4. The antenna comprises a plurality of directional antennas, and the transmission control section independently estimates a distance to a wall of a room for each sector covered by each directional antenna, and adjusts to the distance. The wireless communication device according to claim 1, wherein the transmission output from each directional antenna is controlled independently.
方向を向いた指向性アンテナにおいて放出されたパルス
の部屋の壁からの反射波の振幅と遅延の関係を基に壁越
えをさせたくない壁までの距離Ｄundesiredを推定し
て、距離Ｄundesiredに届く最低限の送信電力に制御す
る、ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。5. The transmission control unit causes a directional antenna that is directed in a direction in which it is desired not to cross the wall based on the relationship between the amplitude and delay of the reflected wave from the wall of the room. The wireless communication device according to claim 4, wherein the distance D undesired to the wall that is not desired is estimated and the transmission power is controlled to the minimum transmission power that reaches the distance D undesired .
送信信号の出力を制御する送信出力制御方法であって、 アンテナを介してパルスを放出する無線送信ステップ
と、 アンテナを介してパルスを入力する無線受信ステップ
と、 前記無線送信ステップにおいて放出されたパルスの部屋
の壁からの反射波の振幅と遅延の関係を基に壁までの距
離を推定して、該推定結果を基に前記無線送信部におけ
る送信出力を制御する送信制御ステップと、 を具備することを特徴とする送信出力制御方法。6. A transmission output control method for controlling the output of a transmission signal used for wireless communication in a room partitioned by a wall, the wireless transmission step of emitting a pulse via an antenna, and a pulse via the antenna. A radio receiving step of inputting, and estimating the distance to the wall based on the relationship between the amplitude and the delay of the reflected wave from the wall of the room of the pulse emitted in the radio transmitting step, and based on the estimation result, A transmission control step of controlling a transmission output in a wireless transmission section, the transmission output control method comprising:
信号を用いてベースバンド伝送を行う、ことを特徴とす
る請求項６に記載の送信出力制御方法。7. The transmission output control method according to claim 6, wherein baseband transmission is performed using a signal composed of a pulse train having a very fine pulse width.
われる壁までの距離Ｄmaxを推定して、Ｄmaxに届く最低
限の送信出力に制御する、ことを特徴とする請求項６に
記載の送信出力制御方法。8. The transmission control step according to claim 6, wherein a distance D max to a wall which is considered to be the farthest is estimated, and the transmission power is controlled to a minimum transmission output reaching D max. Output control method.
受信を行い、 前記送信制御ステップでは、各々の指向性アンテナがカ
バーするセクタ毎に部屋の壁までの距離を独立に推測し
て、その距離に合わせて各指向性アンテナからの送信出
力を独立して制御する、ことを特徴とする請求項６に記
載の送信出力制御方法。9. A plurality of directional antennas are used to transmit and receive pulses, and in the transmission control step, the distance to the wall of the room is independently estimated for each sector covered by each directional antenna, and the The transmission output control method according to claim 6, wherein the transmission output from each directional antenna is independently controlled according to the distance.
せたくない方向を向いた指向性アンテナにおいて放出さ
れたパルスの部屋の壁からの反射波の振幅と遅延の関係
を基に壁越えをさせたくない壁までの距離Ｄundesired
を推定して、距離Ｄundesiredに届く最低限の送信電力
に制御する、ことを特徴とする請求項９に記載の送信出
力制御方法。10. In the transmission control step, the wall crossing is performed based on the relationship between the amplitude and delay of the reflected wave from the wall of the room of the pulse emitted in the directional antenna facing the direction in which the wall is not desired to be crossed. The distance to the wall you don't want D undesired
The transmission output control method according to claim 9, wherein the transmission power is controlled to a minimum transmission power that reaches the distance D undesired .
る送信信号の出力を制御するための処理をコンピュータ
・システム上で実行するように記述されたコンピュータ
・ソフトウェアをコンピュータ可読形式で物理的に格納
した記憶媒体であって、前記コンピュータ・ソフトウェ
アは、 アンテナを介してパルスを放出する無線送信ステップ
と、 アンテナを介してパルスを入力する無線受信ステップ
と、 前記無線送信ステップにおいて放出されたパルスの部屋
の壁からの反射波の振幅と遅延の関係を基に壁までの距
離を推定して、該推定結果を基に前記無線送信部におけ
る送信出力を制御する送信制御ステップと、を具備する
ことを特徴とする記憶媒体。11. Computer software in a computer-readable form physically written in a computer-readable form for performing a process on a computer system for controlling the output of a transmission signal used for wireless communication in a room partitioned by a wall. The computer software includes: a wireless transmission step of emitting a pulse through an antenna; a wireless reception step of inputting a pulse through the antenna; and a pulse emitted in the wireless transmission step. A transmission control step of estimating the distance to the wall based on the relationship between the amplitude of the reflected wave from the wall of the room and the delay, and controlling the transmission output in the wireless transmission unit based on the estimation result. A storage medium characterized by the above.
る送信信号の出力を制御するための処理をコンピュータ
・システム上で実行するように記述されたコンピュータ
・プログラムであって、 アンテナを介してパルスを放出する無線送信ステップ
と、 アンテナを介してパルスを入力する無線受信ステップ
と、 前記無線送信ステップにおいて放出されたパルスの部屋
の壁からの反射波の振幅と遅延の関係を基に壁までの距
離を推定して、該推定結果を基に前記無線送信部におけ
る送信出力を制御する送信制御ステップと、を具備する
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。12. A computer program written to execute a process for controlling an output of a transmission signal used for wireless communication in a room partitioned by a wall on a computer system via an antenna. A wireless transmission step of emitting a pulse by means of a pulse, a wireless reception step of inputting a pulse via an antenna, and And a transmission control step of controlling a transmission output in the wireless transmission unit based on the estimation result.
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| JP2001373246A JP2003174368A (en) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | Radio communication equipment, method for controlling transmission output, storage medium, and computer program |
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