JP2007110598A - Impulse radio receiver - Google Patents
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Abstract
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(Ultra Wide Band)に代表されるインパルス通信方式を用いる高速無線通信技術は、直線性を必ずしも必要としないため、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)化に適しており、小型化を実現できる。また、高精度のローカル信号源等のRF回路が不要であるため、低消費電力である。さらに、広帯域の利用により高速な通信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
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
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
こうして、従来のインパルス無線受信装置では、CDMA(Code Division Multiple Access: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。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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-
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
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-
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-
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-
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
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
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(On Off
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(Pulse Phase Modulation: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
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
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
(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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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.
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
Claims (9)
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. .
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.
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.
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JP2005301498A JP2007110598A (en) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | Impulse radio receiver |
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JP2005301498A Pending JP2007110598A (en) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | Impulse radio receiver |
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