JP2004336792A - Dpsk方式のuwb送受信方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 データストリームの変化を用いてビットストリームを作るDPSK変換部と、変換されたビットストリームの各ビットを0と1とに異なる位相を有させるUWBパルスに変調させるUWB変調部、及び変調されたUWBパルス列を無線チャンネルに送信させるRFモジュールを含むUWB送信器を具現する。また、UWBパルス列を受信されるRFモジュールと受信されたUWBパルス列を所定時間遅延させる時間遅延部、及び時間遅延されたUWB信号と受信されたUWBパルス列とを通じてデータストリームを復元するUWB復調部を含むUWB受信器を具現する。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の一実施例に係るUWB送受信器のブロック図である。
UWB送信器は、データストリームを受けてDPSK変換するDPSK変換部10と、DPSK変換されたビットストリームに基づいてUWBパルス列を生成するUWB変調部20、及び生成されたUWBパルス列を無線チャンネルを通じて転送するRFモジュール30を含む。
DPSK変換部10は第1ビットストリーム(データストリーム)のビットを保存するためのバッファ12と論理演算のための論理演算部14とを含む。図2(a)に示されたバッファ12は2ビットを保存できるシフトレジスタを使用して具現した。300Mbpsのデータストリームが入力されると、ビットストリームは、先にB1に入力され、後続ビットがB1に入力される時、B1のビットはB2に入力される。B1のビットとB2のビットにXOR(eXclusive OR)演算をしてその結果を出力する。B1からB2へのビット移動周波数は300Mhzであり、出力されるビットストリームも300Mbpsとなる。一方、前記ではDPSK変換でビットストリームの変化を“1”に定義し、ビットストリームが変化しない場合に“0”に定義すれば、論理演算部14はXORで具現するが、もしビットストリームの変化を“0”に定義し、ビットストリームが変化しない場合に“1”に定義するならば、論理演算部14はXNOR(eXclusive Not OR)で具現せねばならない。以下では、ビットの変化を“1”に、ビットが変化しない場合を“0”に定義して説明し、本発明の技術的思想はこれと反対に定義する場合も含む。
RFモジュール30に受信されたUWBパルス列と時間遅延部40を通じた遅延されたUWBパルス列は乗算器52を通じて乗算される。時間遅延部40での遅延時間はパルス間隔であり、望ましい実施例において時間遅延部40はパルス間隔だけの時間遅延を有するように電気的な長さを有する転送線路で具現される。すなわち、もし時間遅延部を通過したUWBパルスとRFモジュール30で直ちに入力された信号とが同じ位相を有する信号であれば、乗算した値は0より大きく、180°の位相差を有する信号であれば、乗算した値は0より小さい。ところで、ノイズや両信号の移動経路差等で実際に位相が同じ信号であっても0より小さい時間区間が存在でき、位相の異なる信号であっても0より大きい時間区間が存在できる。したがって、信号を1つのパルス間隔の時間の間に積分して初めて両信号の位相が同じかどうかを判別できる。すなわち、乗算器52で乗算したUWBパルス列と時間遅延されたUWBパルス列に対する波形は積分器54でパルス間隔の時間単位で積分する。積分された値はパルス長間隔毎にビット判断器56で0より大きいか、小さいかが判断される。積分された結果が0より大きい場合には両信号は位相変化がないということを意味するので、“0”のビットを意味し、積分された結果が0より小さい場合には両信号は位相差があるということを意味するので(すなわち、180°の位相差を有する信号なので)“1”のビットを意味する。本発明に係る受信器は、UWBパルスの同期を合せるための複雑な回路、例えば位相固定ループ(Phase Lock Loop:PLL)のような回路が不要で、簡単な回路で具現可能である。
まず、UWBを通じて送信しようとするデータストリームを入力される(S10)。データストリームは転送しようとするデータと制御データとを含むことができ、エラー訂正のための剰余ビットを添加してチャンネルコーディングされたデータストリームの場合にもなりうる。
まず、無線チャンネルにUWBパルス列を受信する(S20)。受信されたUWBパルス列はパルス間隔の時間遅延を行う(S22)。時間遅延の方法は望ましい実施例においてUWBパルスをパルス間隔の時間遅延を有させる電気的な長さを有する転送線路に通過させる。例えば、1nsのパルス間隔を有するUWB信号とすれば、30cmの電気的な長さを有する転送線路を通過させると1nsの時間遅延が生じる。時間遅延されたUWBパルス列と受信されたUWBパルス列に基づいてデータストリームを復調する(S24)。DPSK変調方式において信号の復調は前の信号と直後の信号との位相差を通じてビットを判断するが、時間遅延されたUWBパルス列(前の信号)と受信されたUWBパルス列との位相差を求めて位相差が180である場合には“1”に、位相差が0°である場合には“0”に判断する。位相差を求める方法は、時間遅延されたUWBパルス列と受信されたUWBパルス列とを乗算する。二パルス列で同じ位相のパルスである場合には理論的に時間区間で全て0より大きくなければならないが、実際にノイズやその他の影響で0より小さい領域も現れる。したがって、パルス長間隔で積分し、積分結果を以って判断するが、積分結果が0より大きい場合であれば、二信号は同一位相であると判断しうる。すなわち、位相変化がないので“0”のビットを意味する。一方、積分結果が0より小さい場合であれば、二信号は180°の位相差を有する信号であると判断でき、“1”のビットを意味すると言える。
本発明は単一帯域の場合にも適用されるが、多重帯域の場合にも適用されうる。まず、図5では4つの帯域(中心周波数f1、f2、f3、f4)を有するUWBパルスを以って周波数ホッピング方式を通じてデータを転送することを示す。図5において、周波数ホッピングパターンはf1、f3、f2、f4の順に進む。単一帯域の場合に、パルス長とパルス間隔とを区別するのにあまり実益がないが、多重帯域の場合には区別の実益がある。パルス長は1帯域が周波数ホッピングする前に占める時間軸上の長さと定義しうるが、実際に1つのUWBパルスの時間軸上の長さと定義することもできる。
20 UWB変調部
30 RFモジュール
40 時間遅延部
50 UWB復調部
Claims (24)
- 第1ビットストリーム(データストリーム)をDPSK変換して第2ビットストリームに変換させるDPSK変換部と、
前記第2ビットストリームに各ビットに対して0の場合と1の場合とに位相が180°変わるようにUWBパルス列を生成する変調部と、
前記生成されたUWBパルス列無線チャンネルを通じて転送させるRFモジュールと、を含むUWB送信器。 - 前記DPSK変換部は、第1ビットストリームのうち何れか1つのビットを保存するバッファ及び、前記バッファに保存されたビットと後続ビットとをXOR演算し、演算された結果を出力する演算部を含み、前記演算が終われば前記後続ビットを前記バッファに保存し、前記後続ビットの後続ビットとXOR演算し、演算された結果を出力することを特徴とする請求項1に記載のUWB送信器。
- 前記変調部で生成されるUWBパルス列はパルスが生成される帯域が変化する多重帯域UWBパルスであることを特徴とする請求項1に記載のUWB送信器。
- 無線チャンネルを通じて転送されるUWBパルス列を受信されるRFモジュールと、
前記RFモジュールを通じて受信された前記UWBパルス列をパルス間隔だけ遅延させる時間遅延部と、
前記RFモジュールを通じて受信されたUWBパルス列と前記時間遅延部を通過した遅延UWBパルス列との相関関係を通じてデータストリームを復調する復調部と、を含むUWB受信器。 - 前記復調部は前記UWBパルス列と前記遅延UWBパルス列とを乗算し、乗算結果をパルス長単位で積分して0より大きい場合には“0”のビットを、0より小さい場合には“1”のビットを割当てることを特徴とする請求項4に記載のUWB受信器。
- 前記時間遅延部は、UWBパルス間隔の時間遅延を有させる電気的な長さの転送線路であることを特徴とする請求項4に記載のUWB受信器。
- 前記受信されるUWBパルス列はパルス毎に帯域が変化する多重帯域UWBパルスであることを特徴とする請求項4に記載のUWB受信器。
- 第1ビットストリーム(データストリーム)をDPSK変換して第2ビットストリームに変換させるDPSK変換部と、
前記第2ビットストリームに各ビットに対して0の場合と1の場合とに位相が180°変わるようにUWBパルス列を生成する変調部と、
前記生成されたUWBパルス列の無線チャンネルを通じて転送させ、無線チャンネルを通じて転送されるUWBパルス列を受信するRFモジュールと、
前記RFモジュールを通じて受信された前記UWBパルス列をパルス間隔だけ遅延させる時間遅延部と、
前記RFモジュールを通じて受信されたUWBパルス列と前記時間遅延部を通過した遅延UWBパルス列との相関関係を通じてデータストリームを復調する復調部を含むUWB送受信器。 - 前記DPSK変換部は、第1ビットストリームのうち何れか1つのビットを保存するバッファ及び、前記バッファに保存されたビットと後続ビットとをXOR演算し、演算された結果を出力する演算部を含み、前記演算が終われば、前記後続ビットを前記バッファに保存し、前記後続ビットの後続ビットとXOR演算し、演算された結果を出力することを特徴とする請求項8に記載のUWB送受信器。
- 前記復調部は、前記UWBパルス列と前記遅延UWBパルス列とを乗算し、乗算された結果をパルス長単位で積分して0より大きい場合には“0”のビットを、0より小さい場合には“1”のビットを割り当てることを特徴とする請求項8に記載のUWB送受信器。
- 前記時間遅延部は、UWBパルス間隔の時間遅延を有させる電気的な長さの転送線路であることを特徴とする請求項8に記載のUWB送受信器。
- 前記生成されるUWBパルス列と前記受信されるUWBパルス列とは多重帯域UWBパルスであることを特徴とする請求項8に記載のUWB送受信器。
- (a)第1ビットストリーム(データストリーム)をDPSK変換して第2ビットストリームに変換させる段階と、
(b)前記第2ビットストリームに各ビットに対して0の場合と1の場合とに位相が180°変わるようにUWBパルス列を生成する段階と、
(c)前記生成されたUWBパルス列無線チャンネルを通じて転送させる段階と、を含むUWB送信方法。 - (a)段階は、第1ビットストリームのうち何れか1つのビットを保存し、前記バッファに保存されたビットと後続ビットとをXOR演算し、演算された結果を出力し、前記演算が終われば、前記後続ビットを前記バッファに保存し、前記後続ビットの後続ビットとXOR演算し、演算された結果を出力することを特徴とする請求項13に記載のUWB送信方法。
- 前記(b)段階で生成されるUWBパルス列はパルスが生成される帯域が変化する多重帯域UWBパルスであることを特徴とする請求項13に記載のUWB送信方法。
- (a)無線チャンネルを通じて転送されるUWBパルス列を受信される段階と、
(b)前記受信されたUWBパルス列をパルス間隔だけ遅延させる時間段階と、
(c)前記受信されたUWBパルス列と前記時間遅延されたUWBパルス列との相関関係を通じてデータストリームを復調する段階と、を含むUWB受信方法。 - 前記(c)段階は、前記UWBパルス列と前記遅延UWBパルス列とを乗算し、乗算された結果をパルス長単位で積分して0より大きい場合には“0”のビットを、0より小さい場合には“1”のビットを割り当てることを特徴とする請求項16に記載のUWB受信方法。
- 前記(b)段階は、UWBパルス列をUWBパルス間隔だけの時間遅延を有させる電気的な長さの転送線路に通過させることを特徴とする請求項16に記載のUWB受信方法。
- 前記受信されるUWBパルス列はパルス毎に帯域が変化する多重帯域UWBパルスであることを特徴とする請求項16に記載のUWB受信方法。
- (a)第1ビットストリーム(データストリーム)をDPSK変換して第2ビットストリームに変換させる段階と、
(b)前記第2ビットストリームに各ビットに対して0の場合と1の場合とに位相が180°変わるようにUWBパルス列を生成する段階と、
(c)前記生成されたUWBパルス列無線チャンネルを通じて転送させ、無線チャンネルを通じて転送されるUWBパルス列を受信する段階と、
(d)前記受信された前記UWBパルス列をパルス間隔だけ遅延させる段階と、
(e)前記受信されたUWBパルス列と前記時間遅延されたUWBパルス列との相関関係を通じてデータストリームを復調する段階と、を含むUWB送受信方法。 - 前記(a)段階は、第1ビットストリームのうち何れか1つのビットを保存し、前記保存されたビットと後続ビットとをXOR演算し、演算された結果を出力し、前記演算が終われば、前記後続ビットを保存し、前記後続ビットの後続ビットとXOR演算し、演算された結果を出力することを特徴とする請求項20に記載のUWB送受信方法。
- 前記(e)段階は、前記UWBパルス列と前記遅延UWBパルス列とを乗算し、乗算された結果をパルス長単位で積分して0より大きい場合には“0”のビットを、0より小さい場合には“1”のビットを割り当てることを特徴とする請求項20に記載のUWB送受信方法。
- 前記(b)段階は、UWBパルス列をUWBパルス間隔の時間遅延を有させる電気的な長さの転送線路に通過させることを特徴とする請求項20に記載のUWB送受信方法。
- 前記生成されるUWBパルス列と前記受信されるUWBパルス列は多重帯域UWBパルスであることを特徴とする請求項20に記載のUWB送受信方法。
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