JP2007110598A

JP2007110598A - Impulse radio receiver

Info

Publication number: JP2007110598A
Application number: JP2005301498A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Mimura; 政博三村; Kazuaki Takahashi; 和晃高橋; Taku Fujita; 卓藤田; Masanori Kunieda; 賢徳國枝; Noriyuki Ueki; 紀行植木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2005-10-17
Publication date: 2007-04-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an impulse radio receiver which correctly decides the adjustment direction of synchronization and shortens time required for synchronization drawing of a receiving signal even when impulse jitter exists in the received signal. <P>SOLUTION: The impulse radio receiver 100 has: a first detection part 108 which performs envelope detection of the receiving signal to generate a first detection signal; a clock part 110 capable of controlling a frequency of a clock signal by a control signal; a pulse waveform generation part 112 which generates an impulse waveform signal similar to the receiving signal synchronizing with the clock signal; a second detection part 114 which performs the envelope detection of the impulse waveform signal to generate a second detection signal; an adding part 116 which adds the first detection signal and the second detection signal to output an addition signal; a control part 118 which generates and outputs the control signal according to a rough and dense period of impulse of the addition signal; a mixer 120 which mixes the receiving signal and the impulse waveform signal to generate a demodulation signal and a demodulation part 122 which is restored from the demodulation signal. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、パルス状の変調信号を受信するインパルス無線受信装置に関する。 The present invention relates to an impulse radio receiving apparatus that receives a pulse-like modulated signal.

ＵＷＢ（ＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ）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、直線性を必ずしも必要としないため、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）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可能であるなどの利点を有している。 A high-speed wireless communication technique using an impulse communication system typified by UWB (Ultra Wide Band) does not necessarily require linearity, and thus is suitable for CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) and can be downsized. Further, since an RF circuit such as a highly accurate local signal source is not required, power consumption is low. Furthermore, there is an advantage that high-speed communication is possible by using a wide band.

イン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。 As a conventional method of synchronizing a received pulse signal in an impulse radio receiving apparatus, a method of tracking synchronization is known based on a correlation between a reference time and each signal subjected to forward and backward delay processing (see, for example, Patent Document 1). . The prior art will be described below with reference to the drawings.

図１４は、特許文献１に記載されている従来のインパルス無線受信装置の構成を示すブロック図である。図１４において、従来のインパルス無線受信装置１０００は、アンテナ１００１で受信したＲＦ信号を増幅する増幅器１００２と、不要な信号を取り除くフィルタ１００３と、信号をアナログ化するアナログ符号化部１００４と、信号を分岐するスプリッタ１００５、１０１５と、信号を遅延する複数の遅延器１００６、１００７、１００８と、信号を乗算する乗算器１００９、１０１０、１０１１と、時間積分する積分器１０１２、１０１３、１０１４と、相関に応じて同期判定と遅延制御する受信同期制御部１０１７と、信号の位相を遅延する位相遅延部１０１８と、位相遅延信号を変調し受信信号したＲＦ信号と同一拡散コードで拡散するメイン受信ウェーブレット符号生成器１０１６とで構成されている。 FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a conventional impulse radio receiving apparatus described in Patent Document 1. In FIG. In FIG. 14, a conventional impulse radio receiving apparatus 1000 includes an amplifier 1002 that amplifies an RF signal received by an antenna 1001, a filter 1003 that removes unnecessary signals, an analog encoding unit 1004 that analogizes a signal, and a signal. A splitter 1005, 1015 for branching, a plurality of delay units 1006, 1007, 1008 for delaying the signal, a multiplier 1009, 1010, 1011 for multiplying the signal, and an integrator 1012, 1013, 1014 for time integration are correlated. A reception synchronization control unit 1017 that performs synchronization determination and delay control accordingly, a phase delay unit 1018 that delays the phase of the signal, and a main reception wavelet code generation that modulates the phase delay signal and spreads with the same spreading code as the received RF signal And a device 1016.

図１４の構成で、受信したＲＦ信号を増幅器１００２により、復調に必要な振幅に増幅し、帯域外の不要周波数帯域をフィルタ１００３により除去して、アナログ符号化部１００４によりアナログ符号を生成する。この信号をスプリッタ１００５で分岐し、遅延器１００６、１００７、１００８により、３つの遅延した信号、すなわち、時間Ｌ遅延した信号、時間Ｌ＋Ｙ遅延した信号、時間Ｌ−Ｙ遅延した信号を出力する。これら３つの信号に、メイン受信ウェーブレット符号生成器１０１６で生成した基準パルス信号を、乗算器１００９、１０１０、１０１１によりそれぞれ乗算し、積分器１０１２、１０１３、１０１４にて、それぞれシンボルに相当する時間を積分する。 In the configuration of FIG. 14, the received RF signal is amplified to an amplitude necessary for demodulation by the amplifier 1002, an unnecessary frequency band outside the band is removed by the filter 1003, and an analog code is generated by the analog encoding unit 1004. This signal is branched by a splitter 1005, and three delayed signals, that is, a signal delayed by time L, a signal delayed by time L + Y, and a signal delayed by time LY are output by delay devices 1006, 1007, and 1008. These three signals are multiplied by the reference pulse signal generated by the main reception wavelet code generator 1016 by the multipliers 1009, 1010, and 1011, respectively, and the integrators 1012, 1013, and 1014 respectively add times corresponding to symbols. Integrate.

受信同期制御部１０１７により、各信号の相関に応じて同期を判定し、位相遅延部１０１８を制御してスライディング同期しながら、復号データ１０１９を出力する。このとき、時間Ｌにおける受信パス信号を相関の基準とし、時間Ｌの信号よりも時間Ｌ＋Ｙの信号のほうが高い相関となった場合には、位相遅延部１０１８によりトラッキング周期を遅らせ、逆に時間Ｌ−Ｙの信号のほうが高い相関となった場合には、位相遅延部１０１８によりトラッキング周期を進めることで、送信シンボルレートと同期するよう調整している。 The reception synchronization control unit 1017 determines the synchronization according to the correlation of each signal, and outputs the decoded data 1019 while controlling the phase delay unit 1018 and performing sliding synchronization. At this time, if the received path signal at time L is used as a reference for correlation, and the signal at time L + Y has a higher correlation than the signal at time L, the phase delay unit 1018 delays the tracking period, and conversely the time L When the -Y signal has a higher correlation, the phase delay unit 1018 advances the tracking period to adjust the signal to synchronize with the transmission symbol rate.

こうして、従来のインパルス無線受信装置では、ＣＤＭＡ（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ：符号分割多重接続）方式により、符号拡散した変調信号を受信し、受信パス信号に対して時間的に前後する信号と基準パルスとの相関を比較して、ＣＤＭＡの逆拡散後の信号から同期をトラッキングしている。
特表２００３−５３５５５２号公報（１４８頁、図３７Ａ） Thus, in the conventional impulse radio receiving apparatus, the code spread modulated signal is received by the CDMA (Code Division Multiple Access) method, and the signal and the reference pulse that are temporally changed with respect to the received path signal and the reference pulse are received. And the synchronization is tracked from the signal after CDMA despreading.
Japanese translation of PCT publication No. 2003-535552 (page 148, FIG. 37A)

上記従来のインパルス無線受信装置では、受信信号に含まれるインパルス列に対してメイン信号のウェーブレット符号を生成し、逐次受信信号の同期を判定している。従って、積分区間は通信に用いられるＣＤＭＡコード列の長さに依存するため、必ずしも同期に最適な積分区間の設定がなされない。一般に、受信信号の同期にとって、必要よりも短い積分区間による同期を強いられる。このため、雑音の影響等でインパルス毎のジッタが存在する場合に、同期位置の判定を誤り易く、同期引込みに時間を要するという課題がある。 In the conventional impulse radio receiving apparatus, the wavelet code of the main signal is generated for the impulse train included in the received signal, and the synchronization of the received signal is sequentially determined. Therefore, since the integration interval depends on the length of the CDMA code string used for communication, the optimum integration interval for synchronization is not necessarily set. In general, for synchronization of a received signal, synchronization by an integration interval shorter than necessary is forced. For this reason, when jitter for each impulse exists due to the influence of noise or the like, there is a problem that the determination of the synchronization position is easy to make an error, and the synchronization pull-in takes time.

本発明は、このような課題を解決するもので、受信信号を同期する際に、インパルスジッタが存在する場合であっても、同期ずれの量を複数インパルスにわたる変動周期から検出することで、同期位相の調整方向を正しく判定し、結果として同期引込みに要する時間を短縮するインパルス無線受信装置を提供することを目的とする。 The present invention solves such a problem. Even when impulse jitter exists when synchronizing a received signal, the present invention detects the amount of synchronization deviation from the fluctuation period over a plurality of impulses. An object of the present invention is to provide an impulse radio receiving apparatus that correctly determines the phase adjustment direction and consequently shortens the time required for synchronization pull-in.

上記の課題を解決するために、本発明のインパルス無線受信装置は、受信信号を包絡線検波し、第１の検波信号を生成する第１の検波部と、クロック信号を生成し、制御信号に応じてクロック信号の周波数を変更できるクロック部と、受信信号に相似するインパルス波形信号をクロック部の発生するクロック信号に同期して発生するパルス波形発生部と、第１の検波信号とクロック信号とを合成して合成信号を出力する合成部と、合成信号に基づいて、クロック部を制御する制御信号を生成し、クロック部へ出力する制御部と、受信信号とインパルス波形信号とを混合し、復調信号を生成するミキサと、復調信号から復調データに復調する復調部とを備える。 In order to solve the above-described problem, the impulse radio receiver of the present invention includes a first detector that detects an envelope of a received signal and generates a first detected signal, a clock signal, and a control signal. A clock unit that can change the frequency of the clock signal in response, a pulse waveform generation unit that generates an impulse waveform signal similar to the received signal in synchronization with the clock signal generated by the clock unit, a first detection signal, and a clock signal A control unit for controlling the clock unit based on the composite signal, a control unit for outputting to the clock unit, and the reception signal and the impulse waveform signal are mixed, A mixer that generates a demodulated signal; and a demodulator that demodulates the demodulated signal into demodulated data.

そのため、受信信号を同期する際に、クロック信号と受信信号との周波数同期ずれの量を検出し、受信信号にインパルスジッタが存在する場合であっても、同期位相の調整方向を正しく判定できるようになり、結果として受信信号の同期引込みに要する時間を短縮することができる。 Therefore, when synchronizing the received signal, it is possible to detect the amount of frequency synchronization deviation between the clock signal and the received signal and to correctly determine the adjustment direction of the synchronization phase even when the received signal has impulse jitter. As a result, it is possible to shorten the time required for the synchronization pull-in of the received signal.

また、本発明のインパルス無線受信装置は、合成部を、第１の検波信号とクロック信号とを加算し、加算信号を出力する加算部とし、制御部は、加算信号のインパルスの疎密周期に応じて、クロック部を制御する制御信号を生成し、クロック部へ出力する。 In the impulse radio receiving apparatus of the present invention, the combining unit is an adding unit that adds the first detection signal and the clock signal and outputs the addition signal, and the control unit is configured according to the density cycle of the impulse of the addition signal. Then, a control signal for controlling the clock unit is generated and output to the clock unit.

そのため、受信信号を同期する際に、受信信号との同期ずれの量を複数インパルスにわたる変動周期から検出し、受信信号にインパルスジッタが存在する場合であっても、同期位相の調整方向を正しく判定できるようになり、結果として受信信号の同期引込みに要する時間を短縮することができる。また、ＣＭＯＳ等のディジタルＩＣ化に適した簡易な回路構成とすることができるようになり、小型化、低消費電力化を実現することができる。 Therefore, when synchronizing the received signal, the amount of synchronization deviation with the received signal is detected from the fluctuation period across multiple impulses, and even if the received signal has impulse jitter, the synchronization phase adjustment direction is correctly determined. As a result, it is possible to shorten the time required for the synchronization of the received signal. In addition, a simple circuit configuration suitable for digital IC such as CMOS can be realized, and downsizing and low power consumption can be realized.

また、本発明のインパルス無線受信装置は、インパルス波形信号を包絡線検波し、第２の検波信号を生成する第２の検波部をさらに備え、加算部は、第１の検波信号と第２の検波信号とを加算し、加算信号を出力する。 The impulse radio reception apparatus of the present invention further includes a second detection unit that detects an envelope waveform of the impulse waveform signal and generates a second detection signal, and the addition unit includes the first detection signal and the second detection signal. The detection signal is added and an addition signal is output.

そのため、受信信号を同期する際に、受信信号との同期ずれの量を複数インパルスにわたる変動周期から検出し、受信信号にインパルスジッタが存在する場合であっても、安定して同期位相の調整方向をより正しく判定できるようになり、結果として受信信号の同期引込みに要する時間を短縮することができる。 Therefore, when synchronizing the received signal, the amount of synchronization deviation with the received signal is detected from the fluctuation period over multiple impulses, and even if there is impulse jitter in the received signal, the synchronization phase adjustment direction is stable Can be determined more correctly, and as a result, the time required for synchronous pull-in of the received signal can be reduced.

また、本発明のインパルス無線受信装置は、制御部は、加算信号を所定の遮断周波数に
より峻別し、ローパス信号を出力するローパスフィルタと、ローパスフィルタの出力するローパス信号のピーク間隔を検出し、ローパス信号の変動周期を示すピーク幅信号を、ローパス信号のピーク間隔毎に、繰り返し生成する周期検出部と、ピーク幅信号の値を記憶でき、周期検出部の生成するピーク幅信号を取得し、現在記憶しているピーク幅信号の値を示すラッチ信号として出力するとともに、取得したピーク幅信号の値を新たな値として記憶するラッチ部と、周期検出部の生成するピーク幅信号の示す値と、ラッチ信号の示す値とを比較し、ローパス信号のピーク間隔の変動周期が長くなったか否かを示す判定信号を出力する比較部と、制御信号の内容を示す制御信号データを記憶でき、比較部より判定信号を入力し、現在記憶している制御信号データと、判定信号とに応じて、ローパス信号の変動周期が長くなるようにクロック部を制御する制御信号を生成し、生成した制御信号の内容を新たな制御信号データとして記憶する制御信号出力部とを備える。 In the impulse radio receiver of the present invention, the control unit discriminates the addition signal according to a predetermined cutoff frequency, detects the peak interval between the low-pass filter that outputs the low-pass signal and the low-pass signal that the low-pass filter outputs, The peak width signal indicating the fluctuation period of the signal can be stored repeatedly for each peak interval of the low-pass signal, and the value of the peak width signal can be stored, the peak width signal generated by the period detection unit is acquired, Output as a latch signal indicating the value of the stored peak width signal, a latch unit that stores the acquired peak width signal value as a new value, a value indicated by the peak width signal generated by the period detection unit, A comparison unit that compares the value indicated by the latch signal and outputs a determination signal indicating whether or not the fluctuation cycle of the peak interval of the low-pass signal has become longer; and a control signal Control signal data indicating the contents can be stored, the judgment signal is input from the comparison unit, and the clock part is controlled so that the fluctuation cycle of the low-pass signal becomes longer according to the control signal data currently stored and the judgment signal And a control signal output unit that stores the contents of the generated control signal as new control signal data.

そのため、周波数ずれに関する位置を検出する毎にインパルスの疎密周期を算出できるようになり、複数インパルスにわたる変動周期から連続的に同期位相の調整方向を判定することができる。 For this reason, it is possible to calculate an impulse density period every time a position related to a frequency shift is detected, and it is possible to continuously determine the adjustment direction of the synchronization phase from the fluctuation period over a plurality of impulses.

また、本発明のインパルス無線受信装置は、周期検出部は、ローパス信号の変曲点を検出し、変曲点の極大点と極小点を検出した時刻情報に基づいてローパス信号の変動周期を算出し、ピーク幅信号を生成する。 In the impulse radio receiver of the present invention, the period detector detects the inflection point of the low-pass signal, and calculates the fluctuation period of the low-pass signal based on the time information at which the maximum point and the minimum point of the inflection point are detected. Then, a peak width signal is generated.

そのため、疎密周期の検出において信号レベルの揺らぎによる影響を軽減できるようになり、同期位相の調整方向をより正しく判定することができる。 Therefore, it becomes possible to reduce the influence of fluctuations in the signal level in the detection of the sparse / dense period, and the synchronization phase adjustment direction can be determined more correctly.

また、本発明のインパルス無線受信装置は、合成部を、第１の検波信号とクロック信号とを混合し、混合信号を出力する混合部とし、制御部は、所定の検出区間において混合信号のインパルスが検出されるクロック期間と検出されないクロック期間との比率に応じて、クロック部を制御する制御信号を生成し、クロック部へ出力する。 In the impulse radio receiving apparatus of the present invention, the combining unit is a mixing unit that mixes the first detection signal and the clock signal and outputs a mixed signal, and the control unit generates an impulse of the mixed signal in a predetermined detection section. A control signal for controlling the clock unit is generated and output to the clock unit according to the ratio between the clock period in which the signal is detected and the clock period in which the signal is not detected.

そのため、受信信号の波高値に大きな時間的変動がある場合でも、周波数の大小を検出できるようになり、同期位相の調整方向を正しく判定し結果として受信信号の同期引込みに要する時間を短縮することができる。また、ＣＭＯＳ等のディジタルＩＣ化に適したより簡易な回路構成とすることができるようになり、小型化、低消費電力化を実現することができる。 Therefore, even when there is a large temporal fluctuation in the peak value of the received signal, the magnitude of the frequency can be detected, and the time required for synchronous pull-in of the received signal can be reduced as a result of correctly determining the adjustment direction of the synchronization phase. Can do. Further, a simpler circuit configuration suitable for digital IC such as CMOS can be achieved, and downsizing and low power consumption can be realized.

また、本発明のインパルス無線受信装置は、インパルス波形信号を包絡線検波し、第２の検波信号を生成する第２の検波部をさらに備え、混合部は、第１の検波信号と第２の検波信号とを混合し、混合信号を出力する。 The impulse radio reception apparatus of the present invention further includes a second detection unit that detects an envelope waveform of the impulse waveform signal and generates a second detection signal, and the mixing unit includes the first detection signal and the second detection signal. The detection signal is mixed and a mixed signal is output.

そのため、受信信号の波高値に大きな時間的変動がある場合でも、安定して周波数の大小を検出できるようになり、同期位相の調整方向をより正しく判定し、結果として受信信号の同期引込みに要する時間を短縮することができる。 Therefore, even when there is a large temporal fluctuation in the peak value of the received signal, the magnitude of the frequency can be detected stably, and the adjustment direction of the synchronization phase can be determined more correctly, and as a result, the synchronization of the received signal is required. Time can be shortened.

また、本発明のインパルス無線受信装置は、制御部は、クロック信号で示される１つの検出区間において、混合信号のピークが検出されたか否かを示す検出結果信号を生成するパルス検出部と、検出結果信号から、連続して混合信号のピークが検出されたマーク区間と、連続して混合信号のピークが検出されなかったスペース区間とからなる判定区間におけるマーク区間とスペース区間との比率を判定し、判定結果信号を生成する比率判定部と、比率判定部の生成する判定結果信号に応じて、クロック部を制御する制御信号を生成する制御信号出力部とを備える。 In the impulse radio receiving apparatus of the present invention, the control unit generates a detection result signal indicating whether or not a peak of the mixed signal is detected in one detection section indicated by the clock signal, and a detection From the result signal, the ratio of the mark section to the space section in the determination section consisting of the mark section in which the peak of the mixed signal was detected continuously and the space section in which the peak of the mixed signal was not detected continuously is determined. The ratio determination unit that generates the determination result signal and the control signal output unit that generates the control signal for controlling the clock unit according to the determination result signal generated by the ratio determination unit.

そのため、受信信号とクロック信号のクロックの差が１となる最小の期間で、クロックの大小を判定できるようになり、さらに受信信号の同期引込みに要する時間を短縮することができる。 For this reason, the magnitude of the clock can be determined in a minimum period in which the difference between the clocks of the received signal and the clock signal is 1, and the time required for the synchronization of the received signal can be further reduced.

また、本発明のインパルス無線受信装置は、比率判定部の生成する判定結果信号は、マーク区間とスペース区間の比率の大小を示す信号とし、制御信号出力部は、判定結果信号が、マーク区間の比率がスペース区間よりも大きいことを示す場合には、クロック部の周波数を下げるよう制御する制御信号を生成し、マーク区間の比率がスペース区間よりも小さいことを示す場合には、クロック部の周波数を上げるよう制御する制御信号を生成する。 In the impulse radio receiving apparatus of the present invention, the determination result signal generated by the ratio determination unit is a signal indicating the ratio of the ratio between the mark interval and the space interval, and the control signal output unit is configured so that the determination result signal is the mark interval When the ratio indicates that the ratio is larger than the space section, a control signal is generated to control the frequency of the clock section to be lowered. When the ratio of the mark section indicates that the ratio is smaller than the space section, the frequency of the clock section is generated. A control signal is generated to control the increase.

そのため、受信信号とクロック信号の周波数の大小判定において、混合信号ピークが連続して検出される数と検出されない数の大小比較という簡易な回路構成で判定してクロック部を制御できるようになり、システムのＩＣ化を容易にし、ＩＣ化による機器の小型化と同時に低消費電力化を実現することができる。 Therefore, in the determination of the magnitude of the frequency of the received signal and the clock signal, it becomes possible to control the clock unit by determining with a simple circuit configuration of comparing the number of mixed signal peaks detected continuously and the number not detected, The system can be easily integrated into an IC, and the power consumption can be reduced simultaneously with the downsizing of the apparatus.

本発明のインパルス無線受信装置によれば、受信信号との同期ずれの量を複数インパルスにわたる変動周期から検出する構成とすることにより、受信信号にインパルスジッタが存在する場合であっても、同期位相の調整方向を正しく判定し、結果として受信信号の同期引込みに要する時間を短縮する。 According to the impulse radio receiving apparatus of the present invention, the amount of synchronization deviation with the received signal is detected from the fluctuation period over a plurality of impulses, so that even if the received signal has impulse jitter, the synchronization phase As a result, the time required for synchronous pull-in of the received signal is shortened.

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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施の形態１）
本実施の形態にかかるインパルス無線受信装置は、受信信号との同期ずれの量を複数インパルスにわたる変動周期から検出することで、インパルスジッタが存在する場合であっても、同期位相の調整方向を正しく判定し、結果として受信信号の同期引込みに要する時間を短縮することを目的とする。 (Embodiment 1)
The impulse radio receiving apparatus according to the present embodiment detects the amount of synchronization deviation with the received signal from the fluctuation period over a plurality of impulses, so that the synchronization phase adjustment direction can be correctly adjusted even when impulse jitter exists. The purpose is to reduce the time required for the synchronization pull-in of the received signal.

まず、本実施の形態にかかるインパルス無線受信装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかるイン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、インパルス無線受信装置１００は、増幅部１０６と、第１の検波部１０８と、クロック部１１０と、パルス波形発生部１１２と、第２の検波部１１４と、加算部１１６と、制御部１１８と、ミキサ１２０と、復調部１２２とで構成され、受信アンテナ１０５に接続されている。 First, the configuration of the impulse radio receiving apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an impulse radio receiving apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an impulse radio receiving apparatus 100 includes an amplifying unit 106, a first detecting unit 108, a clock unit 110, a pulse waveform generating unit 112, a second detecting unit 114, an adding unit 116, and a control. Unit 118, mixer 120, and demodulation unit 122, and is connected to reception antenna 105.

なお、本実施の形態では、インパルス無線受信装置１００は、二値の送信データに応じて発生パルスの位相を反転するバイフェーズ（Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ）変調方式によりパルス変調された無線信号１０４を受信し、増幅部１０６で増幅した受信信号１０７より同期インパルスを生成してデータ復調する実施例について説明する。以下、各部の構成の詳細について説明する。 In the present embodiment, impulse radio receiving apparatus 100 receives radio signal 104 that has been pulse-modulated by a bi-phase modulation method that inverts the phase of a generated pulse in accordance with binary transmission data. An embodiment in which a synchronous impulse is generated from the received signal 107 amplified by the amplification unit 106 and data is demodulated will be described. Details of the configuration of each unit will be described below.

第１の検波部１０８は、受信信号１０７を包絡線検波して、第１の検波信号１０９を出力する。図２は、本実施の形態にかかる検波部の構成を示す図である。図２において、第１の検波部１０８は、全波整流回路３０１により実現している。受信信号１０７は、一般的に正負の振幅を持つインパルス波形であり、後述するインパルス波形信号１１３を検波した第２の検波信号１１５との相関を効果的に検出するよう、加算部１１６の前段に正負値による相殺を防ぐ第１の検波部１０８を設けている。本実施の形態では、第１の検波部
１０８を全波整流回路３０１により構成するが、別の回路構成とすることもできる。図３は、本実施の形態にかかる第１の検波部の別の構成を示す図である。図３において、第１の検波部１０８ｂは、自乗回路３０２により第１の検波信号１０９を生成している。 The first detection unit 108 performs envelope detection on the received signal 107 and outputs a first detection signal 109. FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the detection unit according to the present embodiment. In FIG. 2, the first detection unit 108 is realized by a full-wave rectifier circuit 301. The reception signal 107 is generally an impulse waveform having positive and negative amplitudes, and is placed before the addition unit 116 so as to effectively detect a correlation with a second detection signal 115 obtained by detecting an impulse waveform signal 113 described later. A first detector 108 is provided to prevent cancellation due to positive and negative values. In the present embodiment, the first detection unit 108 is configured by the full-wave rectifier circuit 301, but another circuit configuration may be employed. FIG. 3 is a diagram illustrating another configuration of the first detection unit according to the present embodiment. In FIG. 3, the first detection unit 108 b generates the first detection signal 109 by the square circuit 302.

クロック部１１０は、制御信号により周波数を制御でき、受信信号１０７のインパルス間隔にほぼ等しい周波数のクロック信号１１１を出力する。パルス波形発生部１１２は、クロック信号１１１のタイミングに応じて、受信信号１０７に相似するインパルス波形信号１１３を出力する。 The clock unit 110 can control the frequency by the control signal and outputs a clock signal 111 having a frequency substantially equal to the impulse interval of the reception signal 107. The pulse waveform generator 112 outputs an impulse waveform signal 113 similar to the received signal 107 in accordance with the timing of the clock signal 111.

第２の検波部１１４は、図２に示した第１の検波部１０８と同様の構成をしており、インパルス波形信号１１３を検波して、第２の検波信号１１５を出力する。加算部１１６は、第１の検波信号１０９と第２の検波信号１１５を電圧加算し、加算信号１１７を出力する。 The second detection unit 114 has the same configuration as the first detection unit 108 shown in FIG. 2, detects the impulse waveform signal 113, and outputs a second detection signal 115. The adder 116 adds the voltage of the first detection signal 109 and the second detection signal 115 and outputs an addition signal 117.

制御部１１８は、加算信号１１７におけるインパルスの粗密の周期、すなわち、加算信号１１７におけるインパルスのピーク位置からピーク幅を求め、その幅が拡大する方向にクロック部１１０の周波数を上下に制御する制御信号１１９を生成する。この制御信号１１９は、クロック部１１０に制御信号として入力される。図４は、本発明の実施の形態１にかかる制御部１１８の構成を示す図である。 The control unit 118 obtains a peak width from the period of the impulse in the addition signal 117, that is, a peak width from the peak position of the impulse in the addition signal 117, and controls the frequency of the clock unit 110 up and down in the direction in which the width increases. 119 is generated. This control signal 119 is input to the clock unit 110 as a control signal. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the control unit 118 according to the first embodiment of the present invention.

図４において、制御部１１８は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５０１と、周期検出部５０２と、ラッチ部５０３と、比較部５０４と、制御信号出力部５０５とで構成されている。ローパスフィルタ５０１は、入力される加算信号１１７を所定の遮断周波数により峻別し、基底の周波数成分としてローパス信号５０６を抽出する。なお、このような遮断周波数は、一般に、受信信号１０７の想定される誤差範囲に基づいて算出でき、変動周期を検出できる。 In FIG. 4, the control unit 118 includes a low-pass filter (LPF) 501, a period detection unit 502, a latch unit 503, a comparison unit 504, and a control signal output unit 505. The low-pass filter 501 discriminates the input addition signal 117 by a predetermined cutoff frequency, and extracts the low-pass signal 506 as a base frequency component. In general, such a cut-off frequency can be calculated based on an assumed error range of the received signal 107, and a fluctuation period can be detected.

周期検出部５０２は、ローパスフィルタ５０１の出力するローパス信号５０６のピーク間隔を検出し、変動周期を示すピーク幅信号５０７を、ローパス信号５０６のピーク間隔毎に、繰り返し生成する。ラッチ部５０３は、周期検出部５０２で生成したピーク幅信号５０７の入力を受けると、ピーク幅信号５０７の値をラッチして保持すると同時に、前回のタイミングでラッチしたピーク幅信号５０７の値を、ラッチ信号５０８として出力する。比較部５０４は、ラッチ信号５０８、すなわち前回のピーク幅信号とピーク幅信号５０７とを比較し、その大小を示す二値の判定信号５０９を出力する。 The period detection unit 502 detects the peak interval of the low-pass signal 506 output from the low-pass filter 501, and repeatedly generates a peak width signal 507 indicating the fluctuation period for each peak interval of the low-pass signal 506. When the latch unit 503 receives the peak width signal 507 generated by the period detection unit 502, the latch unit 503 latches and holds the value of the peak width signal 507, and at the same time, the value of the peak width signal 507 latched at the previous timing is A latch signal 508 is output. The comparison unit 504 compares the latch signal 508, that is, the previous peak width signal and the peak width signal 507, and outputs a binary determination signal 509 indicating the magnitude thereof.

本実施の形態では、判定信号５０９は、ピーク幅信号５０７の値がラッチ信号５０８の値よりも小、すなわち、今回のピーク間隔の差が前回の値に比べて縮小している場合には正の信号を出力し、逆に、ピーク幅信号５０７の値がラッチ信号５０８の値よりも大、すなわち、今回のピーク間隔の差が前回の値に比べて増大していれば負の値を出力する形態としている。 In this embodiment, the determination signal 509 is positive when the value of the peak width signal 507 is smaller than the value of the latch signal 508, that is, when the difference in the current peak interval is smaller than the previous value. On the contrary, if the value of the peak width signal 507 is larger than the value of the latch signal 508, that is, if the difference between the current peak intervals is larger than the previous value, a negative value is output. It is in the form to do.

制御信号出力部５０５は、判定信号５０９と、第１の制御部１１８が前回出力した制御信号１１９の値とにより、次のように、クロック部１１０の周波数の上下を制御する信号を生成し、制御信号１１９として出力する。制御信号出力部５０５は、前回のタイミングで出力した制御信号１１９の値を保持しており、判定信号５０９が正の場合には、前回出力した制御信号１１９の値と同じ値を出力し、判定信号５０９が負の場合には、前回出力した制御信号１１９の値を反転した値を出力する。なお、本実施の形態では、クロック部１１０は、制御信号１１９の入力により周波数を所定の値だけ上げる、または、下げる形態として説明する。 The control signal output unit 505 generates a signal for controlling up and down of the frequency of the clock unit 110 based on the determination signal 509 and the value of the control signal 119 previously output by the first control unit 118 as follows: A control signal 119 is output. The control signal output unit 505 holds the value of the control signal 119 output at the previous timing. When the determination signal 509 is positive, the control signal output unit 505 outputs the same value as the value of the control signal 119 output previously. When the signal 509 is negative, a value obtained by inverting the value of the previously output control signal 119 is output. Note that in this embodiment, the clock unit 110 is described as a mode in which the frequency is increased or decreased by a predetermined value by the input of the control signal 119.

ミキサ１２０は、インパルス波形信号１１３と、受信信号１０７を混合し、復調信号１２１を出力する。復調部１２２は、復調信号１２１からプリアンブル等のデータ以外の部分を除外したデータストリームを再生することで、最終的な受信データを得る。 The mixer 120 mixes the impulse waveform signal 113 and the received signal 107 and outputs a demodulated signal 121. The demodulator 122 reproduces a data stream that excludes a part other than data such as a preamble from the demodulated signal 121 to obtain final received data.

次に、本実施の形態にかかるインパルス無線受信装置の動作について説明する。インパルス無線受信装置１００の動作は、受信信号１０７を２つに分岐して、一方の信号から受信信号１０７の同期タイミングを検出する同期動作と、その検出した同期タイミングにより、もう一方の信号を復調する復調動作とを含むものである。インパルス無線受信装置１００の復調動作について次に説明する。 Next, the operation of the impulse radio receiving apparatus according to this embodiment will be described. The operation of the impulse radio receiving apparatus 100 branches the received signal 107 into two and demodulates the other signal based on the synchronization operation that detects the synchronization timing of the received signal 107 from one signal and the detected synchronization timing. Demodulating operation. Next, the demodulation operation of the impulse radio receiving apparatus 100 will be described.

ミキサ１２０により、受信信号１０７とパルス波形発生部１１２の発生するインパルス波形信号１１３とを混合して、相関の正負を示す復調信号１２１を得る。復調部１２２により、この復調信号１２１をＢｉ−Ｐｈａｓｅ復調し、復調データに復調する。なお、この復調動作をする構成は、従来技術による復調装置により実現できる。 The mixer 120 mixes the received signal 107 and the impulse waveform signal 113 generated by the pulse waveform generator 112 to obtain a demodulated signal 121 indicating whether the correlation is positive or negative. The demodulated signal 122 is demodulated into demodulated data by Bi-Phase demodulation of the demodulated signal 121. The configuration for performing the demodulation operation can be realized by a demodulator according to the prior art.

次に、受信信号１０７の同期タイミングを検出する同期動作について詳しく説明する。 Next, the synchronization operation for detecting the synchronization timing of the received signal 107 will be described in detail.

図５は、本実施の形態にかかるインパルス無線受信装置の同期動作を説明する図である。図５において、受信信号１０７はタイミング周期Ｔを持ち、この受信信号１０７に基づいて作成される各信号として、第１の検波信号１０９、インパルス波形信号１１３、第２の検波信号１１５、加算信号１１７、ローパス信号５０６、制御信号１１９、クロック信号１１１の発生タイミングを示している。なお、本実施の形態では、受信信号１０７は符号の変化しない変調信号として説明する。 FIG. 5 is a diagram for explaining the synchronization operation of the impulse radio receiving apparatus according to the present embodiment. In FIG. 5, the received signal 107 has a timing period T, and a first detection signal 109, an impulse waveform signal 113, a second detection signal 115, and an addition signal 117 are generated based on the reception signal 107. , The generation timing of the low-pass signal 506, the control signal 119, and the clock signal 111 are shown. In this embodiment, reception signal 107 is described as a modulated signal whose code does not change.

第１の検波信号１０９は、受信信号１０７の負の部分を反転した波形信号となっている。また、インパルス波形信号１１３は、受信信号１０７に相似し、後述するクロック信号１１１が示す内部同期タイミングに同期するパルス波形を有している。第２の検波信号１１５は、インパルス波形信号１１３の負の部分を反転した波形信号となっている。また、加算信号１１７は、加算部１１６により第１の検波信号１０９と第２の検波信号１１５とを電圧加算した信号である。 The first detection signal 109 is a waveform signal obtained by inverting the negative part of the reception signal 107. The impulse waveform signal 113 is similar to the reception signal 107 and has a pulse waveform that is synchronized with an internal synchronization timing indicated by a clock signal 111 described later. The second detection signal 115 is a waveform signal obtained by inverting the negative part of the impulse waveform signal 113. The addition signal 117 is a signal obtained by adding the voltage of the first detection signal 109 and the second detection signal 115 by the addition unit 116.

ローパス信号５０６は、制御部１１８内で加算信号１１７をローパスフィルタ５０１で信号処理した波形をしている。制御信号１１９は、制御部１１８内で、ローパス信号５０６の示す加算信号１１７の粗密に基づいてクロック部１１０のクロック生成タイミングを調整する信号として生成される。クロック信号１１１は、クロック部１１０によりインパルス信号として生成される。 The low-pass signal 506 has a waveform obtained by performing signal processing on the addition signal 117 by the low-pass filter 501 in the control unit 118. The control signal 119 is generated in the control unit 118 as a signal for adjusting the clock generation timing of the clock unit 110 based on the density of the addition signal 117 indicated by the low-pass signal 506. The clock signal 111 is generated as an impulse signal by the clock unit 110.

ここで、ローパス信号５０６は、受信信号１０７とインパルス波形信号１１３との周波数差に応じた粗密の変動周期を示している。本実施の形態にかかるインパルス無線受信装置１００では、この変動周期が長くなるように、制御部１１８で制御信号１１９を生成し、クロック部１１０で発生するクロック信号１１１の周期を制御することにより、受信信号１０７とインパルス波形信号１１３の同期を実現する。 Here, the low-pass signal 506 indicates a coarse and dense fluctuation period corresponding to the frequency difference between the reception signal 107 and the impulse waveform signal 113. In the impulse radio receiving apparatus 100 according to the present embodiment, the control unit 118 generates the control signal 119 and controls the cycle of the clock signal 111 generated by the clock unit 110 so that the fluctuation cycle becomes longer. Synchronization of the reception signal 107 and the impulse waveform signal 113 is realized.

次に、これらの信号を時間の経過とともに生成する動作について説明する。時刻ｔ＝Ｔにおいて、受信信号１０７が受信され、周期ＴＣ１のインパルス波形信号１１３の生成が開始されている。なお、ローパス信号５０６は、時刻ｔ＝Ｔ以前のタイミング２０１で極大値を有し、加算信号１１７が密状態であったものとする。時刻ｔ＝Ｔにおいてもローパス信号５０６はまだ高い電圧値であり、受信信号１０７とインパルス波形信号１１３のピーク位置が近い状態であることを示している。 Next, an operation for generating these signals over time will be described. At time t = T, the reception signal 107 is received, and the generation of the impulse waveform signal 113 having the period TC1 is started. Note that the low-pass signal 506 has a maximum value at the timing 201 before time t = T, and the addition signal 117 is in a dense state. Even at time t = T, the low-pass signal 506 is still at a high voltage value, indicating that the peak positions of the reception signal 107 and the impulse waveform signal 113 are close.

時刻ｔ＝２Ｔ、３Ｔと経過するに従い、ローパス信号５０６は、電圧値が徐々に低い値となり、タイミング２０２で極小値を有し、加算信号１１７が疎状態、すなわち、受信信号１０７とインパルス波形信号１１３のピーク位置が互いに離れた位置であることを示している。ここで、タイミング２０２において、制御部１１８では、周期検出部５０２が今回の疎密周期をタイミング２０１から２０２の期間Ｕ１として算出し、比較部５０４が前回の疎密周期と比較するが、前回周期が算出されていないため、本実施の形態では、判定信号５０９を出力せず、制御信号出力部５０５は制御信号１１９を生成しない。そのため、タイミング２０３以降のクロック２１３、２１４、２１５のクロック周期ＴＣ２は変更されず、現在の周期ＴＣ１と同じ周期ＴＣ２（＝ＴＣ１）でクロック生成される。 As the time t = 2T and 3T elapse, the low-pass signal 506 gradually decreases in voltage value, has a minimum value at the timing 202, and the addition signal 117 is in a sparse state, that is, the reception signal 107 and the impulse waveform signal. It is shown that the peak positions of 113 are positions separated from each other. Here, at the timing 202, in the control unit 118, the cycle detection unit 502 calculates the current sparse / dense cycle as the period U1 from the timing 201 to 202, and the comparison unit 504 compares it with the previous sparse / dense cycle. In this embodiment, the determination signal 509 is not output, and the control signal output unit 505 does not generate the control signal 119. Therefore, the clock cycle TC2 of the clocks 213, 214, and 215 after the timing 203 is not changed, and the clock is generated with the same cycle TC2 (= TC1) as the current cycle TC1.

さらに時刻ｔ＝４Ｔ、５Ｔと経過するに従い、ローパス信号５０６は、電圧値が徐々に高い値となり、タイミング２０３で極大値を有し、加算信号１１７が密状態であることを示す。ここで、タイミング２０３において、制御部１１８は、周期検出部５０２が今回の疎密周期をタイミング２０２から２０３の期間Ｕ２として算出し、比較部５０４が前回の疎密周期Ｕ１と比較し、今回の期間Ｕ２が前回の期間Ｕ１よりも「大」であるとする判定信号５０９を生成するが、制御信号出力部５０５は前回タイミング２０２において制御信号１１９を生成していないため、本実施の形態では、前回、「正」の信号を出力したものとして、制御信号出力部５０５は、今回疎密周期が「大」に変化しているので、前回出力した信号すなわち正の信号を制御信号１１９として出力する。そのため、タイミング２０３以降のクロック２１６、２１７、２１８は、現在の周期ＴＣ２よりも所定の量だけ長い周期ＴＣ３（＞ＴＣ２）でクロック生成される。 Further, as time t = 4T and 5T elapses, the low-pass signal 506 gradually increases in voltage value, has a maximum value at timing 203, and indicates that the addition signal 117 is in a dense state. Here, at the timing 203, the control unit 118 calculates the current density period as the period U2 from the timing 202 to 203 by the period detection unit 502, and the comparison unit 504 compares the current density period U2 with the previous density period U1. However, since the control signal output unit 505 does not generate the control signal 119 at the previous timing 202, in the present embodiment, The control signal output unit 505 outputs the signal that was output last time, that is, the positive signal as the control signal 119 because the current sparse / dense period has changed to “large” on the assumption that the “positive” signal has been output. Therefore, clocks 216, 217, and 218 after timing 203 are generated with a period TC3 (> TC2) that is longer than the current period TC2 by a predetermined amount.

時刻ｔ＝６Ｔ、７Ｔと経過するに従い、ローパス信号５０６は、再び電圧値が徐々に低い値となり、タイミング２０４で極小値を有し、加算信号１１７が疎状態であることを示す。ここで、タイミング２０４において、制御部１１８は、周期検出部５０２が今回の疎密周期をタイミング２０３から２０４の期間Ｕ３として算出し、比較部５０４が前回の疎密周期Ｕ２と比較し、今回の期間Ｕ３が前回の期間Ｕ２よりも「大」であるとする判定信号５０９を生成する。制御信号出力部５０５は、前回タイミング２０３において「正」の信号を制御信号１１９として生成しており、制御信号出力部５０５は、今回疎密周期が「大」に変化しているため、前回出力した信号すなわち正の信号を制御信号１１９として出力する。そのため、タイミング２０４以降、次の制御信号が出力されるまでの図示しないクロックは、現在の周期ＴＣ３よりも所定の量だけ長い周期ＴＣ４（＞ＴＣ３）でクロック生成される。 As the time t = 6T and 7T elapses, the low-pass signal 506 again gradually decreases in voltage value, has a minimum value at the timing 204, and indicates that the addition signal 117 is in a sparse state. Here, at timing 204, the control unit 118 calculates the current density period as the period U3 from timings 203 to 204 by the period detection unit 502, and the comparison unit 504 compares the current density period U3 with the previous density period U3. Is generated as a determination signal 509 that is greater than the previous period U2. The control signal output unit 505 generates a “positive” signal as the control signal 119 at the previous timing 203, and the control signal output unit 505 outputs the previous time because the sparse / dense period has changed to “large”. A signal, that is, a positive signal is output as the control signal 119. Therefore, a clock (not shown) after timing 204 until the next control signal is output is generated with a period TC4 (> TC3) longer than the current period TC3 by a predetermined amount.

この後同様に、制御部１１８は、周期検出部５０２にてローパス信号５０６の極大値および極小値を、検出したタイミングで疎密周期を算出し、比較部５０４にて、その変化を判定する。そして制御信号出力部５０５は、疎密周期が大に変化している場合には、前回出力した信号を、制御信号１１９として出力し、疎密周期が小に変化している場合には、前回出力した信号を反転した信号を、制御信号１１９として出力する。 Thereafter, similarly, the control unit 118 calculates the density cycle at the timing at which the period detection unit 502 detects the maximum value and the minimum value of the low-pass signal 506, and the comparison unit 504 determines the change. The control signal output unit 505 outputs the previously output signal as the control signal 119 when the sparse / dense period has changed significantly, and outputs the previous signal when the sparse / dense period has changed to small. A signal obtained by inverting the signal is output as a control signal 119.

なお、疎密周期については、本実施の形態では、疎から密、あるいは、密から疎へ変化する１／２周期に相当する区間で算出する形態とするが、疎密周期の変化により制御信号を生成するため、疎から疎、あるいは密から密へ変化する１周期に相当する区間毎に大小を判定する形態としてもよい。ただし後者の場合には、クロックを調整する間隔が倍になり、同期調整速度が低下する。 In this embodiment, the sparse / dense cycle is calculated in a section corresponding to a half cycle that changes from sparse to dense or from dense to sparse, but a control signal is generated by changing the sparse / dense cycle. Therefore, the size may be determined for each section corresponding to one cycle that changes from sparse to sparse or from dense to dense. However, in the latter case, the clock adjustment interval is doubled, and the synchronization adjustment speed is reduced.

このように、インパルス無線受信装置１００は、加算部１１６と、制御部１１８と、クロック部１１０と、パルス波形発生部１１２と、第２の検波部１１４による同期制御ループにより、受信信号１０７に対するシンボル同期信号、すなわち、インパルス波形信号１１３の位相調整を繰り返し、受信同期を実現する。そして、最後に、ミキサ１２０により
受信信号１０７とシンボル同期の成立したインパルス波形信号１１３との相関を検出して、復調部１２２により復調データを生成する。 As described above, the impulse radio receiving apparatus 100 is configured to perform a symbol for the received signal 107 by the synchronization control loop of the adder 116, the controller 118, the clock unit 110, the pulse waveform generator 112, and the second detector 114. Reception synchronization is realized by repeating the phase adjustment of the synchronization signal, that is, the impulse waveform signal 113. Finally, the mixer 120 detects the correlation between the received signal 107 and the impulse waveform signal 113 in which symbol synchronization is established, and the demodulator 122 generates demodulated data.

このような構成とすることによって、本実施の形態にかかるインパルス無線受信装置は、受信信号と同期用のインパルス波形信号を加算し、その加算信号の粗密の変動周期から受信信号との同期ずれの量を検出し、複数インパルスにわたって時間的に平均化された同期位置に対して位相調整することにより、インパルスジッタが存在する場合であっても、同期位相の調整方向を正しく判定でき、結果として受信信号の同期引込みに要する時間を短縮することができる。 By adopting such a configuration, the impulse radio receiving apparatus according to the present embodiment adds the received signal and the impulse waveform signal for synchronization, and the synchronization deviation of the received signal from the coarse / fluctuated fluctuation cycle of the added signal is increased. By detecting the amount and adjusting the phase with respect to the synchronization position temporally averaged over multiple impulses, the synchronization phase adjustment direction can be correctly determined even when impulse jitter is present, resulting in reception It is possible to reduce the time required for signal synchronization.

なお、本実施の形態では、イン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Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ変調方式として説明したが、他の変調方式、例えば、等間隔のインパルス信号で送信データに応じたパルスの有無により変調するオン・オフ変調（ＯｎＯｆｆ
Ｋｅｙｉｎｇ：ＯＯＫ）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相変調（ＰｕｌｓｅＰｈａｓｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＰＭ）方式等にも、プリアンブルなどの無変調の同期用信号を設けることで、適用可能である。 In the present embodiment, the pulse modulation scheme of the signal received by the impulse radio reception apparatus has been described as the Bi-Phase modulation scheme. However, other modulation schemes, for example, pulses corresponding to transmission data using equally-spaced impulse signals. ON / OFF modulation (On Off)
By providing a non-modulated synchronization signal such as a preamble in a keying (OOK) method or a pulse phase modulation (PPM) method in which a pulse position is shifted in time according to transmission data. Applicable.

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２にかかるイン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インパルス無線受信装置は、同期用のクロック信号の波形をインパルス状に変更することにより、同期回路構成を簡易な構成とすることを目的とする。 (Embodiment 2)
Next, an impulse radio receiving apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. The impulse radio receiving apparatus according to the present embodiment aims to make the synchronization circuit configuration simple by changing the waveform of the clock signal for synchronization into an impulse shape.

本実施の形態にかかるインパルス無線受信装置の構成について説明する。図６は、本発明の実施の形態２にかかるインパルス無線受信装置の構成を示す図である。図６において、インパルス無線受信装置１０１は、図１に示したインパルス無線受信装置１００とほぼ同じ構成をしているが、クロック部１１０はインパルス状の波形のクロック信号１１１ｂを生成して、加算部１１６とパルス波形発生部１１２ｂとに出力するようにし、パルス波形発生部１１２ｂは、クロック信号１１１ｂのタイミングに応じて受信信号１０７に相似するインパルス波形信号１１３を出力するように構成し、第２の検波部を不要としている点が異なっている。 The configuration of the impulse radio receiving apparatus according to this embodiment will be described. FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the impulse radio receiving apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the impulse radio receiving apparatus 101 has substantially the same configuration as the impulse radio receiving apparatus 100 shown in FIG. 1, but the clock unit 110 generates a clock signal 111 b having an impulse waveform and adds an adder unit. 116 and the pulse waveform generator 112b, and the pulse waveform generator 112b is configured to output an impulse waveform signal 113 similar to the received signal 107 in accordance with the timing of the clock signal 111b. The difference is that the detector is not required.

次に、本実施の形態にかかるインパルス無線受信装置の動作を説明する。インパルス無線受信装置１０１の動作は、実施の形態１に示したインパルス無線受信装置１００の動作とほぼ同じであるが、クロック部１１０ｂがインパルス状の波形であるクロック信号１１１ｂを生成し、加算部１１６は第１の検波信号１０９とクロック信号１１１ｂとを電圧加算して加算信号１１７を出力する点が異なっている。 Next, the operation of the impulse radio receiving apparatus according to this embodiment will be described. The operation of the impulse radio receiving apparatus 101 is almost the same as the operation of the impulse radio receiving apparatus 100 shown in the first embodiment, but the clock unit 110b generates a clock signal 111b having an impulse waveform, and the adding unit 116 Is different in that the voltage is added to the first detection signal 109 and the clock signal 111b and the addition signal 117 is output.

このように、本実施の形態にかかるインパルス受信装置は、同期用のクロック信号の波形をインパルス状に変更することにより、同期回路における検波回路を省いた簡易な構成とすることができる。 Thus, the impulse receiving apparatus according to the present embodiment can have a simple configuration in which the detection circuit in the synchronization circuit is omitted by changing the waveform of the clock signal for synchronization to an impulse shape.

なお、実施の形態２では、第１の検波部１０８により受信信号１０７を包絡線検波する構成としたが、受信信号１０７が負値を持たないようなインパルス波形の場合には、第１の検波部１０８は、受信信号１０７をそのまま第１の検波信号１０９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。これによりさらに簡易な構成を実現することができる。 In the second embodiment, the first detection unit 108 is configured to detect the envelope of the received signal 107. However, if the received signal 107 has an impulse waveform that does not have a negative value, the first detection is performed. The same effect can be obtained even when the unit 108 is configured to output the received signal 107 as it is as the first detection signal 109. As a result, a simpler configuration can be realized.

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３にかかるイン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インパルス無線受信装置は、受信信号とインパルス波形信号を混合する
ことにより、受信信号の波高値に大きな時間的変動がある場合であっても、安定して周波数差を検出して同期位相の調整方向を正しく判定し、結果として受信信号の同期引込みに要する時間を短縮することを目的とする。 (Embodiment 3)
Next, an impulse radio receiving apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described. The impulse radio receiving apparatus according to the present embodiment detects a frequency difference stably by mixing a reception signal and an impulse waveform signal, even when there is a large temporal variation in the peak value of the reception signal. Therefore, it is an object to correctly determine the adjustment direction of the synchronization phase, and as a result, to shorten the time required for synchronization acquisition of the received signal.

本実施の形態にかかるインパルス無線受信装置の構成について説明する。図７は、本発明の実施の形態３にかかるインパルス無線受信装置の構成図である。図７において、インパルス無線受信装置１０２は、図６に示した実施の形態２にかかるインパルス無線受信装置１０１とほぼ同じ構成をしているが、加算部１１６を混合部７０１とし、制御部１１８を制御部１１８ｂとして構成している点が異なっている。 The configuration of the impulse radio receiving apparatus according to this embodiment will be described. FIG. 7 is a configuration diagram of the impulse radio receiving apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 7, the impulse radio receiving apparatus 102 has substantially the same configuration as the impulse radio receiving apparatus 101 according to the second embodiment shown in FIG. 6, but the adding unit 116 is a mixing unit 701 and the control unit 118 is The difference is that the control unit 118b is configured.

混合部７０１は、第１の検波信号１０９とクロック信号１１１ｂとを混合した混合信号７０２を出力する。図８（ａ）は、本発明の実施の形態３にかかる混合部の構成を示す図である。図８（ａ）において、混合部７０１は、スイッチ回路８０１により構成され、クロック信号１１１ｂが高（ｈｉｇｈ）レベル時にのみ第１の検波信号１０９を透過して混合信号７０２として出力する。本実施の形態では、混合部７０１をスイッチ回路８０１により構成するが、図８（ａ）に示すように、別の回路構成とすることもできる。図８（ａ）において、混合部７０１ｂは、ミキサ回路８０２により第１の検波信号１０９にクロック信号１１１ｂを乗算し、混合信号７０２を生成している。 The mixing unit 701 outputs a mixed signal 702 obtained by mixing the first detection signal 109 and the clock signal 111b. Fig.8 (a) is a figure which shows the structure of the mixing part concerning Embodiment 3 of this invention. In FIG. 8A, the mixing unit 701 is configured by a switch circuit 801, and transmits the first detection signal 109 and outputs it as a mixed signal 702 only when the clock signal 111b is at a high level. In this embodiment, the mixing unit 701 is configured by the switch circuit 801. However, as illustrated in FIG. 8A, another circuit configuration may be used. In FIG. 8A, the mixing unit 701 b uses the mixer circuit 802 to multiply the first detection signal 109 by the clock signal 111 b to generate a mixed signal 702.

制御部１１８ｂは、混合信号７０２から受信信号ピークが検出されるクロック区間の比率に応じてクロック部１１０ｂを制御する信号を生成する。図９は、本発明の実施の形態３にかかる制御部１１８ｂの構成を示す図である。図９において、制御部１１８ｂは、受信パルス検出部６０１と、比率判定部６０２と、制御信号出力部６０３とで構成されている。パルス検出部６０１は、混合信号７０２がクロック信号で示される検出区間において、受信信号ピークが検出された場合にはマーク信号、すなわち高（ｈｉｇｈ）レベル信号を、検出されなかった場合には、スペース信号、すなわち低（ｌｏｗ）レベル信号をそれぞれ生成して、検出結果信号６０４として出力する。 The control unit 118b generates a signal for controlling the clock unit 110b according to the ratio of the clock period in which the reception signal peak is detected from the mixed signal 702. FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the control unit 118b according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 9, the control unit 118 b includes a reception pulse detection unit 601, a ratio determination unit 602, and a control signal output unit 603. The pulse detection unit 601 detects a mark signal, that is, a high level signal when a reception signal peak is detected in a detection section in which the mixed signal 702 is indicated by a clock signal, and a space when no reception signal peak is detected. A signal, that is, a low level signal is generated and output as a detection result signal 604.

比率判定部６０２は、検出結果信号６０４のマーク信号とスペース信号をそれぞれ１つ含む区間におけるマーク信号とスペース信号との時間長を比較し、どちらの比率が高いかを示す判定結果信号６０５を出力する。 The ratio determination unit 602 compares the time lengths of the mark signal and the space signal in a section including one mark signal and one space signal of the detection result signal 604, and outputs a determination result signal 605 indicating which ratio is higher To do.

制御信号出力部６０３は、比率判定部６０２の生成する判定結果信号６０５に応じて、クロック部１１０ｂの生成するクロック信号１１１ｂの周波数を所定の量だけ上げる、または、下げるように制御する制御信号１１９を生成し出力する。 The control signal output unit 603 controls the control signal 119 to increase or decrease the frequency of the clock signal 111b generated by the clock unit 110b by a predetermined amount according to the determination result signal 605 generated by the ratio determination unit 602. Is generated and output.

なお、マーク信号とスペース信号との時間長の比較は、例えば、図１０に示すようなチャージポンプ回路を用いて、判定することができる。図１０は、本発明の実施の形態３にかかる比率判定部と制御信号出力部の構成例を示す図である。図１０において、比率判定部６０２は、検出結果信号６０４が高（ｈｉｇｈ）レベルの時は、電荷を一定の割合でチャージし、検出結果信号６０４が低（ｌｏｗ）レベルの時は、電荷を一定の割合でディスチャージする。そして、制御信号出力部６０３は、検出結果信号６０４の立ち上がり時（エッジ）のタイミングで電圧が０か正かを判定する。電圧が０の場合は、クロックを下げるよう制御し、電圧が正の場合は、クロックを上げるように制御する。 Note that the comparison of the time lengths of the mark signal and the space signal can be determined using, for example, a charge pump circuit as shown in FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the ratio determination unit and the control signal output unit according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 10, the ratio determination unit 602 charges the charge at a constant rate when the detection result signal 604 is high, and keeps the charge constant when the detection result signal 604 is low. Discharge at the rate of Then, the control signal output unit 603 determines whether the voltage is 0 or positive at the rising edge (edge) of the detection result signal 604. When the voltage is 0, control is performed to lower the clock, and when the voltage is positive, control is performed to increase the clock.

次に、本実施の形態にかかるインパルス無線受信装置の動作を説明する。インパルス無線受信装置１０２は、実施の形態２に示したインパルス無線受信装置１０１の動作とほぼ同じであるが、混合部７０１で第１の検波信号１０９とクロック信号１１１ｂにより混合信号７０２を出力し、制御部１１８ｂで混合信号７０２から受信信号のパルスが検出されるクロック区間の比率に応じてクロック部１１０ｂを制御する信号を生成する点が異なっ
ている。 Next, the operation of the impulse radio receiving apparatus according to this embodiment will be described. The impulse radio receiving apparatus 102 is substantially the same as the operation of the impulse radio receiving apparatus 101 described in the second embodiment, but the mixing unit 701 outputs the mixed signal 702 by the first detection signal 109 and the clock signal 111b, The control unit 118b is different in that a signal for controlling the clock unit 110b is generated according to the ratio of the clock period in which the pulse of the reception signal is detected from the mixed signal 702.

図１１は、本発明の実施の形態３にかかるインパルス無線受信装置の動作を説明する図であり、クロック信号の周期が受信信号の周期よりも短い場合の動作を示している。図１１は、受信信号１０７と、クロック信号１１１、混合信号７０２、検出結果信号６０４、判定結果信号６０５、制御信号１１９の発生タイミングを示している。受信信号１０７はタイミング周期Ｔである。クロック信号１１１は、クロック部１１０ｂにより所定の周期で生成され、デューティ比５０％のインパルス状の波形を有する。混合信号７０２は、受信信号１０７とクロック信号１１１を混合した波形を有する。検出結果信号６０４は、パルス検出部６０１により、混合信号７０２のパルスがクロック信号１１１ｂの１クロック区間内に検出されたかどうかを示す信号として生成される。判定結果信号６０５は、図１０に示した比率判定部６０２のチャージポンプ回路の電圧値を示す。制御信号１１９は、制御信号出力部６０３により、クロック部１１０ｂの生成するクロック信号１１１ｂの周波数を制御する信号として生成される。なお、混合信号７０２については、パルスが検出されるクロック区間のみ信号を図示している。 FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the impulse radio receiving apparatus according to the third embodiment of the present invention, and shows the operation when the cycle of the clock signal is shorter than the cycle of the received signal. FIG. 11 shows the generation timing of the reception signal 107, the clock signal 111, the mixed signal 702, the detection result signal 604, the determination result signal 605, and the control signal 119. The received signal 107 has a timing period T. The clock signal 111 is generated at a predetermined cycle by the clock unit 110b and has an impulse-like waveform with a duty ratio of 50%. The mixed signal 702 has a waveform obtained by mixing the reception signal 107 and the clock signal 111. The detection result signal 604 is generated by the pulse detection unit 601 as a signal indicating whether or not the pulse of the mixed signal 702 has been detected within one clock interval of the clock signal 111b. The determination result signal 605 indicates the voltage value of the charge pump circuit of the ratio determination unit 602 shown in FIG. The control signal 119 is generated by the control signal output unit 603 as a signal for controlling the frequency of the clock signal 111b generated by the clock unit 110b. For the mixed signal 702, the signal is shown only in the clock period in which the pulse is detected.

インパルス無線受信装置１０２は、時間の経過とともに、これらの信号を次のように生成する。まず、時刻ｔ＝Ｔにおいて、クロック信号１１１ｂは、受信信号１０７の周期Ｔよりも短い周期ＴＣ１を有している。タイミング３０１から開始されるクロック区間において、混合信号７０２は検出されていない。検出結果信号６０４は初期値として低レベル値となっている。続くクロック区間では、パルス検出部６０１が、時刻ｔ＝２Ｔにおける混合信号７０２のパルスを検出し、クロック区間の終わりであるタイミング３０３で高レベル値の検出結果信号６０４、すなわち、マーク信号を出力する。さらに次のタイミング３０３で開始されるクロック周期においても、時刻ｔ＝３Ｔにおける混合信号７０２のパルスを検出し、同様にマーク信号（４０１）を出力する。しかし、タイミング３０４から開始される、続く３つのクロック区間においてはパルスが検出されないため、パルス検出部６０１は、タイミング３０４の終わりのタイミング３０５から３０８までの３クロック分の区間は、低レベル値の検出結果信号６０４、すなわち、スペース信号（４０２）を出力する。 The impulse radio reception apparatus 102 generates these signals as follows over time. First, at time t = T, the clock signal 111b has a cycle TC1 shorter than the cycle T of the reception signal 107. In the clock period starting from the timing 301, the mixed signal 702 is not detected. The detection result signal 604 has a low level value as an initial value. In the subsequent clock period, the pulse detection unit 601 detects the pulse of the mixed signal 702 at time t = 2T, and outputs a detection result signal 604 having a high level value, that is, a mark signal at timing 303 which is the end of the clock period. . Further, also in the clock cycle started at the next timing 303, the pulse of the mixed signal 702 at time t = 3T is detected, and the mark signal (401) is similarly output. However, since no pulse is detected in the following three clock periods starting from the timing 304, the pulse detection unit 601 has a low level value in the period of three clocks from the timings 305 to 308 at the end of the timing 304. The detection result signal 604, that is, the space signal (402) is output.

タイミング３０７から開始されるクロック区間から、再び、混合信号７０２のパルスが検出される。この区間の終わるタイミング３０８、すなわち、検出結果信号６０４のエッジの立ち上がり４１４で、制御信号出力部６０３は、比率判定部６０２の出力する判定結果信号６０５から検出結果信号６０４のマーク信号（４０１）とスペース信号（４０２）の時間長を判定する。制御信号出力部６０３は、判定結果信号６０５が０であることから、スペース信号（４０２）のほうが長いと判定し、クロック分の周波数を所定の量だけ高める制御信号１１９を生成する。この制御信号１１９により、クロック部１１０ｂは現在の周期ＴＣ１よりも所定の量だけ長い周期ＴＣ２のクロック信号１１１ｂを生成する。 The pulse of the mixed signal 702 is detected again from the clock period starting from the timing 307. At the end timing 308 of this section, that is, at the rising edge 414 of the detection result signal 604, the control signal output unit 603 generates a mark signal (401) of the detection result signal 604 from the determination result signal 605 output by the ratio determination unit 602. The time length of the space signal (402) is determined. Since the determination result signal 605 is 0, the control signal output unit 603 determines that the space signal (402) is longer, and generates a control signal 119 that increases the frequency of the clock by a predetermined amount. With this control signal 119, the clock unit 110b generates a clock signal 111b having a period TC2 longer than the current period TC1 by a predetermined amount.

図１２は、本発明の実施の形態３にかかるインパルス無線受信装置の動作を説明する図であり、クロック信号の周期が受信信号の周期よりも長い場合の動作を示している。図１２において、図１１と同様に各信号の発生タイミングを示している。 FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the impulse radio receiving apparatus according to the third embodiment of the present invention, and shows the operation when the cycle of the clock signal is longer than the cycle of the received signal. In FIG. 12, the generation timing of each signal is shown as in FIG.

時刻ｔ＝Ｔにおいて、クロック信号１１１ｂは、受信信号１０７の周期Ｔよりも長い周期ＴＣ３を有している。タイミング３２１の直前のクロック区間において、混合信号７０２は検出されていない。検出結果信号６０４は初期値として低レベル値となっている。続くタイミング３２１から３２４までの３クロック分の区間では、パルス検出部６０１が、時刻ｔ＝２Ｔ、３Ｔ、４Ｔにおける混合信号７０２のパルスを検出し、タイミング３２２から３２５までマーク信号（４０３）を出力する。タイミング３２４から開始される、続く２つのクロック区間においてはパルスが検出されないため、パルス検出部６０１は、タ
イミング３２４の終わりのタイミング３２５から３２７までの２クロック分の区間は、スペース信号（４０４）を出力する。 At time t = T, the clock signal 111b has a period TC3 that is longer than the period T of the received signal 107. In the clock period immediately before the timing 321, the mixed signal 702 is not detected. The detection result signal 604 has a low level value as an initial value. In the subsequent period of 3 clocks from timing 321 to 324, the pulse detection unit 601 detects the pulse of the mixed signal 702 at time t = 2T, 3T, and 4T, and outputs the mark signal (403) from timing 322 to 325. To do. Since the pulse is not detected in the following two clock periods starting from the timing 324, the pulse detection unit 601 uses the space signal (404) in the period of two clocks from the timings 325 to 327 at the end of the timing 324. Output.

タイミング３２６から開始されるクロック区間から、再び、混合信号７０２のパルスが検出される。この区間の終わるタイミング３２７、すなわち、検出結果信号６０４の立ち上がり時４１５で、制御信号出力部６０３は、比率判定部６０２の出力する判定結果信号６０５から検出結果信号６０４のマーク信号（４０３）とスペース信号（４０４）の時間長を判定する。制御信号出力部６０３は、判定結果信号６０５が正であることからマーク信号（４０３）のほうが長いと判定し、クロック信号１１１ｂの周波数を所定の量だけ下げる制御信号１１９を生成する。この制御信号１１９により、クロック部１１０ｂは現在の周期ＴＣ３よりも所定の量だけ長い周期ＴＣ４のクロック信号１１１ｂを生成する。 From the clock period starting from the timing 326, the pulse of the mixed signal 702 is detected again. At the timing 327 when this section ends, that is, at the time 415 when the detection result signal 604 rises, the control signal output unit 603 generates a space between the determination result signal 605 output from the ratio determination unit 602 and the mark signal (403) of the detection result signal 604. The time length of the signal (404) is determined. The control signal output unit 603 determines that the mark signal (403) is longer because the determination result signal 605 is positive, and generates a control signal 119 that lowers the frequency of the clock signal 111b by a predetermined amount. Based on the control signal 119, the clock unit 110b generates a clock signal 111b having a cycle TC4 longer than the current cycle TC3 by a predetermined amount.

こうして、検出結果信号６０４がマーク信号に切り替わったタイミングにおいて、比率判定部６０２により複数クロック区間にわたるマーク信号とスペース信号の比率を判定する。次に、制御信号１１９は、判定結果に応じて、クロック信号１１１ｂの周波数を上げる、または、下げる生成動作を繰り返し、インパルス波形信号１１３の同期位相を調整する。 Thus, at the timing when the detection result signal 604 is switched to the mark signal, the ratio determination unit 602 determines the ratio between the mark signal and the space signal over a plurality of clock periods. Next, the control signal 119 repeats the generation operation to increase or decrease the frequency of the clock signal 111b according to the determination result, and adjust the synchronization phase of the impulse waveform signal 113.

このような構成とすることによって、本実施の形態にかかるインパルス無線受信装置は、受信信号とインパルス波形信号を混合し、所定の検出区間において受信信号が検出されるクロック期間と検出されないクロック期間とを比較し、その期間の大小によりクロック同期方向を制御することにより、受信信号の波高値に大きな時間的変動がある場合であっても、安定して周波数差を検出して同期位相の調整方向を正しく判定し、結果として受信信号の同期引込みに要する時間を短縮することができる。 With such a configuration, the impulse radio receiving apparatus according to the present embodiment mixes the received signal and the impulse waveform signal, and the clock period in which the received signal is detected and the clock period in which the received signal is not detected in the predetermined detection period, By adjusting the clock synchronization direction according to the duration of the period, even if there is a large temporal fluctuation in the peak value of the received signal, the frequency difference can be detected stably and the synchronization phase adjustment direction Can be correctly determined, and as a result, the time required for synchronous pull-in of the received signal can be reduced.

なお、本実施の形態では、マーク信号とスペース信号の比率の判定を簡易にするために、クロック信号のデューティ比を５０％とする形態としたが、別のデューティ比とする形態としてもよい。その場合には、デューティ比に応じてマーク信号とスペース信号の比率を算出し、判定する必要がある。 In this embodiment, the duty ratio of the clock signal is set to 50% in order to simplify the determination of the ratio between the mark signal and the space signal, but another duty ratio may be used. In that case, it is necessary to calculate and determine the ratio between the mark signal and the space signal in accordance with the duty ratio.

なお、本実施の形態では、クロック部がインパルス状の波形を有するクロック信号を生成し、その信号を混合部へ直接供給する形態とした。図１３は、本発明の実施の形態３にかかるイン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、インパルス無線受信装置１０３は、実施の形態１と同様の第２の検波部１１４を設け、パルス波形発生部１１２の発生するインパルス波形信号１１３をインパルス状の波形に整形してから混合部７０１へ供給する形態としている。このような構成としても同様の効果を得ることができる。 In the present embodiment, the clock unit generates a clock signal having an impulse waveform, and the signal is directly supplied to the mixing unit. FIG. 13 is a diagram illustrating another configuration of the impulse radio receiving apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 13, the impulse radio receiving apparatus 103 includes a second detection unit 114 similar to that of the first embodiment, and after shaping the impulse waveform signal 113 generated by the pulse waveform generation unit 112 into an impulse waveform, mixing is performed. It is configured to supply to the unit 701. Similar effects can be obtained with such a configuration.

本発明にかかるインパルス無線受信装置は、ＵＷＢ等のインパルスによる無線通信機器等に適している。 The impulse radio receiving apparatus according to the present invention is suitable for radio communication equipment using impulse such as UWB.

本発明の実施の形態１にかかるインパルス無線受信装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the impulse radio | wireless receiver concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかる第１の検波部の構成を示す図The figure which shows the structure of the 1st detection part concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかる第１の検波部の別の構成を示す図The figure which shows another structure of the 1st detection part concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかる制御部の構成を示す図The figure which shows the structure of the control part concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるインパルス無線受信装置の動作を説明する図The figure explaining operation | movement of the impulse radio | wireless receiver concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２にかかるインパルス無線受信装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the impulse radio | wireless receiver concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３にかかるインパルス無線受信装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the impulse radio | wireless receiver concerning Embodiment 3 of this invention. （ａ）本発明の実施の形態３にかかる混合部の構成を示す図（ｂ）本発明の実施の形態３にかかる混合部の別の構成を示す図(A) The figure which shows the structure of the mixing part concerning Embodiment 3 of this invention (b) The figure which shows another structure of the mixing part concerning Embodiment 3 of this invention 本発明の実施の形態３にかかる制御部の構成を示す図The figure which shows the structure of the control part concerning Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３にかかる制御部の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the control part concerning Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３にかかるインパルス無線受信装置の動作を説明する図The figure explaining operation | movement of the impulse radio | wireless receiver concerning Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３にかかるインパルス無線受信装置の動作を説明する図The figure explaining operation | movement of the impulse radio | wireless receiver concerning Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３にかかるインパルス無線受信装置の別の構成を示す図The figure which shows another structure of the impulse radio | wireless receiver concerning Embodiment 3 of this invention. 従来のインパルス無線受信装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the conventional impulse radio | wireless receiver.

符号の説明Explanation of symbols

１００，１０１，１０２，１０３インパルス無線受信装置
１０４無線信号
１０５受信アンテナ
１０６増幅部
１０７受信信号
１０８，１０８ｂ第１の検波部
１０９第１の検波信号
１１０，１１０ｂクロック部
１１１，１１１ｂクロック信号
１１２，１１２ｂパルス波形発生部
１１３インパルス波形信号
１１４第２の検波部
１１５第２の検波信号
１１６加算部
１１７加算信号
１１８，１１８ｂ制御部
１１９制御信号
１２０ミキサ
１２１復調信号
１２２復調部
５０１ローパスフィルタ
５０２周期検出部
５０３ラッチ部
５０４比較部
５０５制御信号出力部
５０６ローパス信号
５０７ピーク幅信号
５０８ラッチ信号
５０９判定信号
６０１パルス検出部
６０２比率判定部
６０３制御信号出力部
６０４検出結果信号
６０５判定結果信号
７０１，７０１ｂ混合部
７０２混合信号 100, 101, 102, 103 Impulse radio receiver 104 Radio signal 105 Receiving antenna 106 Amplifying unit 107 Received signal 108, 108b First detection unit 109 First detection signal 110, 110b Clock unit 111, 111b Clock signal 112, 112b Pulse waveform generation unit 113 Impulse waveform signal 114 Second detection unit 115 Second detection signal 116 Addition unit 117 Addition signal 118, 118b Control unit 119 Control signal 120 Mixer 121 Demodulation signal 122 Demodulation unit 501 Low-pass filter 502 Period detection unit 503 Latch unit 504 Comparison unit 505 Control signal output unit 506 Low-pass signal 507 Peak width signal 508 Latch signal 509 Determination signal 601 Pulse detection unit 602 Ratio determination unit 603 Control signal output unit 604 Detection result Signal 605 determination result signal 701,701b mixing section 702 mixed signal

Claims

受信信号を包絡線検波し、第１の検波信号を生成する第１の検波部と、
クロック信号を生成し、制御信号に応じて前記クロック信号の周波数を変更できるクロック部と、
前記受信信号に相似するインパルス波形信号を前記クロック部の発生する前記クロック信号に同期して発生するパルス波形発生部と、
前記第１の検波信号と前記クロック信号とを合成して合成信号を出力する合成部と、
前記合成信号に基づいて、前記クロック部を制御する前記制御信号を生成し、前記クロック部へ出力する制御部と、
前記受信信号と前記インパルス波形信号とを混合し、復調信号を生成するミキサと、
前記復調信号から復調データに復調する復調部と
を備えるインパルス無線受信装置。 A first detector for detecting an envelope of the received signal and generating a first detected signal;
A clock unit that generates a clock signal and can change a frequency of the clock signal according to a control signal;
A pulse waveform generator that generates an impulse waveform signal similar to the received signal in synchronization with the clock signal generated by the clock unit;
A combining unit that combines the first detection signal and the clock signal to output a combined signal;
A control unit that generates the control signal for controlling the clock unit based on the synthesized signal and outputs the control signal to the clock unit;
A mixer that mixes the received signal and the impulse waveform signal to generate a demodulated signal;
An impulse radio receiver comprising: a demodulator that demodulates the demodulated signal into demodulated data.

前記合成部を、前記第１の検波信号と前記クロック信号とを加算し、加算信号を出力する加算部とし、
前記制御部は、前記加算信号のインパルスの疎密周期に応じて、前記クロック部を制御する前記制御信号を生成し、前記クロック部へ出力する
請求項１記載のインパルス無線受信装置。 The synthesis unit is an addition unit that adds the first detection signal and the clock signal and outputs an addition signal,
2. The impulse radio reception apparatus according to claim 1, wherein the control unit generates the control signal for controlling the clock unit according to a density cycle of the impulse of the addition signal, and outputs the control signal to the clock unit.

前記インパルス波形信号を包絡線検波し、第２の検波信号を生成する第２の検波部をさらに備え、
前記加算部は、前記第１の検波信号と前記第２の検波信号とを加算し、加算信号を出力する
請求項２記載のインパルス無線受信装置。 Further comprising a second detector for detecting an envelope of the impulse waveform signal and generating a second detection signal;
The impulse radio receiver according to claim 2, wherein the adder adds the first detection signal and the second detection signal and outputs an addition signal.

前記制御部は、
前記加算信号を所定の遮断周波数により峻別し、ローパス信号を出力するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの出力する前記ローパス信号のピーク間隔を検出し、前記ローパス信号の変動周期を示すピーク幅信号を、前記ローパス信号のピーク間隔毎に、繰り返し生成する周期検出部と、
ピーク幅信号の値を記憶でき、前記周期検出部の生成する前記ピーク幅信号を取得し、現在記憶している前記ピーク幅信号の値を示すラッチ信号として出力するとともに、取得した前記ピーク幅信号の値を新たな値として記憶するラッチ部と、
前記周期検出部の生成する前記ピーク幅信号の示す値と、前記ラッチ信号の示す値とを比較し、前記ローパス信号のピーク間隔の変動周期が長くなったか否かを示す判定信号を出力する比較部と、
制御信号の内容を示す制御信号データを記憶でき、前記比較部より前記判定信号を入力し、現在記憶している前記制御信号データと、前記判定信号とに応じて、前記ローパス信号の変動周期が長くなるように前記クロック部を制御する前記制御信号を生成し、生成した前記制御信号の内容を新たな前記制御信号データとして記憶する制御信号出力部と
を備える請求項２記載のインパルス無線受信装置。 The controller is
A low-pass filter that discriminates the addition signal by a predetermined cutoff frequency and outputs a low-pass signal;
A period detector that detects a peak interval of the low-pass signal output by the low-pass filter and repeatedly generates a peak width signal indicating a fluctuation period of the low-pass signal for each peak interval of the low-pass signal;
A peak width signal value can be stored, the peak width signal generated by the period detection unit is acquired, output as a latch signal indicating the currently stored peak width signal value, and the acquired peak width signal A latch unit for storing the value of as a new value;
A comparison that compares the value indicated by the peak width signal generated by the period detection unit with the value indicated by the latch signal and outputs a determination signal indicating whether or not the fluctuation period of the peak interval of the low-pass signal has become longer. And
Control signal data indicating the content of the control signal can be stored, the determination signal is input from the comparison unit, and the fluctuation cycle of the low-pass signal is determined according to the control signal data currently stored and the determination signal. 3. The impulse radio reception apparatus according to claim 2, further comprising: a control signal output unit configured to generate the control signal for controlling the clock unit so as to be long, and to store contents of the generated control signal as new control signal data. .

前記周期検出部は、前記ローパス信号の変曲点を検出し、前記変曲点の極大点と極小点を検出した時刻情報に基づいて前記ローパス信号の変動周期を算出し、前記ピーク幅信号を生成する
請求項４記載のインパルス無線受信装置。 The period detection unit detects an inflection point of the low-pass signal, calculates a fluctuation period of the low-pass signal based on time information when the local maximum and minimum points of the inflection point are detected, and calculates the peak width signal. The impulse radio receiving apparatus according to claim 4 to be generated.

前記合成部を、前記第１の検波信号と前記クロック信号とを混合し、混合信号を出力する
混合部とし、
前記制御部は、所定の検出区間において前記混合信号のインパルスが検出されるクロック期間と検出されないクロック期間との比率に応じて、前記クロック部を制御する前記制御信号を生成し、前記クロック部へ出力する
請求項１記載のインパルス無線受信装置。 The synthesizing unit is a mixing unit that mixes the first detection signal and the clock signal and outputs a mixed signal,
The control unit generates the control signal for controlling the clock unit according to a ratio between a clock period in which the impulse of the mixed signal is detected and a clock period in which the impulse of the mixed signal is not detected in a predetermined detection period, and sends the control signal to the clock unit The impulse radio receiver according to claim 1, which outputs the impulse radio receiver.

前記インパルス波形信号を包絡線検波し、第２の検波信号を生成する第２の検波部をさらに備え、
前記混合部は、前記第１の検波信号と前記第２の検波信号とを混合し、混合信号を出力する
請求項６記載のインパルス無線受信装置。 Further comprising a second detector for detecting an envelope of the impulse waveform signal and generating a second detection signal;
The impulse radio receiver according to claim 6, wherein the mixing unit mixes the first detection signal and the second detection signal and outputs a mixed signal.

前記制御部は、前記クロック信号で示される１つの検出区間において、前記混合信号のピークが検出されたか否かを示す検出結果信号を生成するパルス検出部と、
前記検出結果信号から、連続して前記混合信号のピークが検出されたマーク区間と、連続して前記混合信号のピークが検出されなかったスペース区間とからなる判定区間における前記マーク区間と前記スペース区間との比率を判定し、判定結果信号を生成する比率判定部と、
前記比率判定部の生成する前記判定結果信号に応じて、前記クロック部を制御する前記制御信号を生成する制御信号出力部と
を備える請求項６記載のインパルス無線受信装置。 The control unit generates a detection result signal indicating whether or not a peak of the mixed signal is detected in one detection section indicated by the clock signal; and
The mark section and the space section in a determination section composed of a mark section in which the peak of the mixed signal is detected continuously from the detection result signal and a space section in which the peak of the mixed signal is not detected continuously. A ratio determination unit that determines a ratio of
The impulse radio receiving apparatus according to claim 6, further comprising: a control signal output unit that generates the control signal that controls the clock unit according to the determination result signal generated by the ratio determination unit.

前記比率判定部の生成する前記判定結果信号は、前記マーク区間と前記スペース区間の比率の大小を示す信号とし、
前記制御信号出力部は、
前記判定結果信号が、
前記マーク区間の比率が前記スペース区間よりも大きいことを示す場合には、前記クロック部の周波数を下げるよう制御する前記制御信号を生成し、
前記マーク区間の比率が前記スペース区間よりも小さいことを示す場合には、前記クロック部の周波数を上げるよう制御する前記制御信号を生成する
請求項８記載のインパルス無線受信装置。 The determination result signal generated by the ratio determination unit is a signal indicating the size of the ratio between the mark section and the space section,
The control signal output unit is
The determination result signal is
When indicating that the ratio of the mark section is larger than the space section, generate the control signal to control to reduce the frequency of the clock unit,
9. The impulse radio receiving apparatus according to claim 8, wherein when the ratio of the mark section indicates that it is smaller than the space section, the control signal for controlling to increase the frequency of the clock unit is generated.