JP4635822B2 - 変調回路およびそれを用いた送信装置、受信装置および通信システム - Google Patents

Description

本発明は、主としてパルス無線通信に用いられる変調回路およびそれを用いた送信装置、受信装置および通信システムに関する。

ＩＥＥＥ８０２．１１ｂに代表される無線ＬＡＮ機器の急速な広がりに加えて、ＡＶ機器やパーソナルコンピュータを相互に無線接続することによって、シームレスなネットワークが確立された社会が予想されており、小型かつ高速のデータ送信装置、受信装置および通信システムを安価に実現する技術の確立が急務となっている。その一つとして、パルス状の変調信号を用いたウルトラワイドバンド（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ、以下ＵＷＢと記す）と呼ばれる通信方式が注目されている。

従来のパルス無線通信に用いられる送信装置としては、例えば特許文献１に記載の構成が知られている。図２６は、特許文献１に記載された従来のパルス発生回路を示すものである。

図２６におけるパルス発生回路は、任意のアナログ波形信号を発生するアナログ波形発生回路５８０１、インダクタ５８０２並びに、安定領域および不安定領域を有する負性抵抗素子からなる回路５８０３より構成されており、負性抵抗素子からなる回路５８０３は、アナログ波形信号に応答して、安定領域と不安定領域にその動作状態を変化させ、不安定領域で発振することによって、アナログ波形信号の１パルスを複数の短いパルスに分割することで、変調信号としてのウェーブレット（ｗａｖｅｌｅｔ）信号を得るものである。ウェーブレットは、局部的に存在する交流波である。

図２７は、従来の送信装置の構成を示すブロック図である。本従来例の送信装置６２１３は、第１のパルス生成器６２０３〜第４のパルス生成器６２０６を有する構成となっており、パルス源６２０１と最高次数ユニット６２０２とからの信号を基に各パルス生成器６２０３〜６２０６が生成するパルスは直交関係にある。直交関係にあるパルスとしては、変形エルミート直交パルスを用いる。パルス選択器／合成器６２０７は、データ入力に基づいて、直交パルスの選択および合成を行い、多重化した信号を送信ユニット６２０８の増幅器６２０９で増幅してアンテナ６２１０を介して送信する。従来の受信装置（図示せず）は、パルスの直交性を利用してこれを分離することで、多重化された信号を分離、復調する（例えば特許文献２参照）。

図２８は、図２７とは別の従来の送信装置の変調波形を示す。図２７の従来例ではパルスを直交させることによって、単位時間当たりの情報量を増していたのに対し、本従来例では、パルス位置とその位相の両方に情報を与えることで情報量を増やしている。図２８において、「情報（ＢＩＰ）」はＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調を施す内容、「情報（ＰＰＭ）」はパルス位置変調を施す内容、「拡散」は拡散処理を施す内容をそれぞれ示しており、「波形」はそれらを施した波形を示している（例えば特許文献３参照）。
特表２００３−５１３５０１号公報 特開２００３−８７２２０号公報 特開２００３−１０１５０９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の従来の構成では、アナログ波形信号の長さに対応し
たウェーブレットに変換するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）により情報を伝達するため、伝送する情報量の増大は、ウェーブレットの幅の増大につながり、情報伝達量の高密度化が困難となり得る。特許文献２に記載の従来構成では、送信装置において、複雑なパルス波形生成が必要であるため、ウェーブレットの幅が１ｎｓに満たない極短ウェーブレットにおいては、所望の波形を生成することが困難であり得る。極短ウェーブレットを実現するには回路構成が複雑で費用が高額となり、又、消費電力も増大し得る。また、特許文献３に記載の従来構成においては、ウェーブレットの間隔をウェーブレットの幅に対して極端に狭くすると、受信装置において、ウェーブレットの分離が困難となり得、送信装置はウェーブレット間隔を極端に狭くできず通信速度の向上が困難であり得る。

本発明は、簡易な構成で伝送情報量の増大を実現する変調回路と、極短ウェーブレットでも、相関計算を行うことで、所望の波形を容易に生成でき、小型、低消費電力、低価格を可能とする送信装置と、ウェーブレット間隔が狭くてもウェーブレット分離が容易で、通信速度の向上を可能とする受信装置と、それらの装置で構成される通信システムとを提供する。

本発明の変調回路は、クロック発生部と、送信信号発生部と、制御信号発生部と、遅延部と、パルス発生部とを含む。クロック発生部は、予め決められた既定時間間隔Ｔｐでクロック信号を発生する。送信信号発生部は、既定時間間隔Ｔｐで送信信号を発生する。制御信号発生部は、クロック信号に基づき、予め決められた長さの制御信号を出力する。遅延部は、制御信号を送信信号に基づいた遅延量だけ遅延させた遅延信号として発生する。ウェーブレット発生部は、遅延信号の発生タイミングにおいてウェーブレットを発生させる。

この構成により、入力信号により制御された遅延量によりウェーブレット信号を発生し、遅延されたウェーブレット信号を従来のアナログ信号の代わりに用いることにより、簡易な構成で伝送情報量の増大を実現することができる。

また、本発明の変調回路は、遅延部における遅延量が、ウェーブレット発生部において発生するウェーブレットの中心周波数の周期の半分であってもよい。この構成によれば、簡易な構成で、伝送情報量の増大を実現することができる。

さらに、本発明の変調回路は、遅延部が、制御信号を遅延する遅延素子と、遅延素子による遅延信号と制御信号を送信信号に応じて切り替える第１のスイッチ回路とを含む構成であってもよい。この構成によれば、適応的な制御により、遠距離への通信と、消費電力の低減とを同時に達成できる。

本発明の送信装置は、上記のいずれかに記載の変調回路を含み、遠距離への通信が必要な場合にウェーブレットの幅を長くし、消費電力の低減が必要な場合にウェーブレットの幅を短くする無線通信を行う構成を有している。この構成によれば、遠距離への通信と、消費電力の低減とを同時に達成できる。

また、本発明の送信装置は、上記のいずれかに記載の変調回路を含み、通信初期の同期を確立する場合にウェーブレットの幅を長くし、同期確立後のデータ伝送を行う場合にウェーブレットの幅を短くする無線通信を行う構成であってもよい。この構成によれば、遠距離への通信と、消費電力の低減とを同時に達成できる。

また、本発明の送信装置は、変調回路がウェーブレットの幅より短い時間のウェーブレ
ットの位置変更を加えるパルス位置変調回路であって、パルス位置変調回路と、パルス位置変調回路からの信号を送信する送信出力部とを含む構成であってもよい。この構成によれば、極短ウェーブレットでも所望の波形を容易に生成でき、小型、低消費電力、低価格の送信装置を実現できる。

また、本発明の送信装置は、無線通信データをウェーブレットに変換する波形変換回路を、パルス位置変調回路への入力信号に対して、若しくはパルス位置変調回路からの出力信号に対して、配置する構成であってもよい。この構成によれば、極短パルスでも所望の波形を容易に生成でき、小型、低消費電力、低価格の送信装置を実現できる。

また、本発明の送信装置は、波形変換回路が、入力された信号を微分する微分回路と、入力された信号を逓倍する逓倍回路とを含む構成であってもよい。この構成によれば、極短パルスでも所望の波形を容易に生成できる。

また、本発明の送信装置は、波形変換回路が、ウェーブレットを生成するウェーブレット生成回路を少なくとも１つ以上と、少なくとも１つ以上のウェーブレット生成回路からの信号を切り替える第２のスイッチ回路とを含み、パルス位置変調回路からの信号が入力された場合に第２のスイッチ回路から信号を出力する構成であってもよい。この構成によれば、極短パルスでも所望の波形を容易に生成できる。

また、本発明の送信装置は、波形変換回路が、ウェーブレットを生成するウェーブレット生成回路を少なくとも１つ以上と、少なくとも１つ以上のウェーブレット生成回路からの信号を混合する混合回路とを含み、パルス位置変調回路からの信号が入力された場合に混合回路から信号を出力する構成であってもよい。この構成によれば、極短ウェーブレットでも所望の波形を容易に生成できる。

また、本発明の送信装置は、波形変換回路が、ウェーブレットを生成し、発振の開始と終了を直接被制御可能なウェーブレット生成回路を含み、パルス位置変調回路からの信号が入力された場合にウェーブレット生成回路から信号を出力する構成であってもよい。この構成によれば、極短ウェーブレットでも所望の波形を容易に生成できる。

また、本発明の送信装置は、波形変換回路が、波形の整形を行なう波形整形回路を含み、波形変換回路の出力は波形整形回路を通過した波形である構成であってもよい。この構成によれば、極短ウェーブレットでも所望の波形を容易に生成できる。

さらに、本発明の送信装置は、パルス位置変調回路で加える位置変更時間が、波形変換回路のウェーブレットの中心周波数の周期の１／２周期の奇数倍とする構成であってもよい。この構成によれば、極短ウェーブレットでも受信側での２値判定が容易な所望の波形を容易に生成できる。

また、本発明の送信装置は、パルス位置変調回路で加える位置変更時間が、パルス発生部において発生するウェーブレットの中心周波数における周期の１／ｍ（ｍは２以上の整数）であってもよい。この構成によれば、ｍ値位相変調により１ウェーブレットあたりに伝送する情報量をｍ倍にすることで、伝送情報量の増大を実現することができる。

本発明の受信装置は、相関信号発生回路と、波形変換回路と、相関回路とを含む構成を有している。相関信号発生回路は、受信信号との相関を取る相関信号を発生する。波形変換回路は、相関信号発生回路が発生した相関信号をウェーブレットに変換して変換相関信号を出力する。相関回路は、受信信号と変換相関信号とを乗じて相関信号を出力する。この構成により、ウェーブレット分離が容易で、通信速度を容易に向上できる。

また、本発明の受信装置は、波形変換回路が、波形を微分する微分回路と、波形を逓倍する逓倍回路とを含む構成であってもよい。この構成によれば、ウェーブレット分離が容易で、通信速度を容易に向上できる。

また、本発明の受信装置は、波形変換回路が、ウェーブレットを生成するウェーブレット生成回路を少なくとも１つ以上と、少なくとも１つ以上のウェーブレット生成回路からの信号を切り替える第３のスイッチ回路とを含み、相関信号発生回路からの信号が入力された場合に第３のスイッチ回路から信号を出力する構成であってもよい。この構成によれば、パルス分離が容易で、通信速度を容易に向上できる。

また、本発明の受信装置は、波形変換回路が、ウェーブレットを生成するウェーブレット生成回路を少なくとも１つ以上と、少なくとも１つ以上のウェーブレット生成回路からの信号を混合する混合回路とを含み、相関信号発生回路からの信号が入力された場合に混合回路から信号を出力する構成であってもよい。この構成によれば、パルス分離が容易で、通信速度を容易に向上できる。

また、本発明の受信装置は、波形変換回路が、ウェーブレットを生成し、発振の開始と終了を直接被制御可能なウェーブレット生成回路を含み、相関信号発生回路からの信号が入力された場合にウェーブレット生成回路から信号を出力する構成であってもよい。この構成によれば、ウェーブレット分離が容易で、通信速度を容易に向上できる。

また、本発明の受信装置は、波形変換回路から出力する信号が、受信信号の送信元である送信装置において、ウェーブレットに変換する回路により変換される周波数の１／ｎ（ｎは整数）である構成であってもよい。この構成によれば、ウェーブレット分離が容易で、２値判定を容易に実現できる。

また、本発明の受信装置は、前記ｎが奇数である構成であってもよい。この構成によれば、ウェーブレット分離が容易で、２値判定を容易に実現できる。

また、本発明の受信装置は、波形変換回路が、波形の整形を行なう波形整形回路を含み、波形変換回路の出力は波形整形回路を通過した波形である構成であってもよい。この構成によれば、ウェーブレット分離が容易で、通信速度を容易に向上できる。

また、本発明の受信装置は、変換相関信号が、一定のパルス繰り返し周期の信号である構成であってもよい。この構成によれば、ウェーブレット分離が容易で、通信速度を容易に向上できる。

また、本発明の受信装置は、受信信号を少なくとも２つの信号に分配する分配回路と、分配回路で分配した信号の振幅によりウェーブレット位置を検出するパルス位置検出回路とを含み、パルス位置検出回路で検出したウェーブレット位置に基づき、相関信号発生回路が相関信号の発生タイミングを決定する構成であってもよい。この構成によれば、相関信号発生タイミングを容易に決定でき、ウェーブレット分離が容易で、通信速度を容易に向上できる。

また、本発明の受信装置は、相関信号を任意の時間積分する積分器を含み、積分器が積分した相関信号の電力値により受信データの判定を行なう構成であってもよい。この構成によれば、受信データの判定を容易に実現できる。

さらに、本発明の受信装置は、積分器に入力される相関信号が、任意の周波数帯域を抽
出するフィルタ回路を通過した信号である構成であってもよい。この構成によれば、特定の周波数成分の出力電力により受信データの判定を容易に実現できる。

本発明の変調回路は、入力信号により制御された遅延量によりウェーブレット信号を発生し、遅延されたウェーブレット信号を従来のアナログ信号の代わりに用いることにより、簡易な構成で伝送情報量の増大を実現することができる。本発明の送信装置は、遠距離への通信と、消費電力の低減とを同時に達成できる。本発明の受信装置は、ウェーブレット分離が容易で、通信速度を容易に向上できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるＰＰＭ変調による変調回路の構成を示すブロック図である。図２（ａ）は、同実施の形態における遅延部の構成を示すブロック図であり、図２（ｂ）は、同実施の形態における遅延部の構成を示すブロック図である。図３は、同実施の形態におけるウェーブレット発生部の構成を示すブロック図である。図４は、同実施の形態における変調回路のＰＰＭ変調波を示す図である。

図１において、クロック発生部１１は、信号送信シンボルレートの一定間隔で、クロック信号を発生する。送信信号発生部１２は、クロック信号の間隔で送信信号を発生し、たとえば二値ディジタル信号であれば、２状態の送信信号をクロック信号に同期して発生する。制御信号発生部１３は、クロック信号に基づき、制御信号を、ウェーブレット発生部１５の動作に適当な時間だけ、ウェーブレット発生部１５に供給する。

遅延部１４は、送信信号に基づき、制御信号からクロック信号の遅延量を変化した遅延信号を発生する。ウェーブレット発生部１５は、遅延信号の発生タイミングにおいて、ウェーブレットを発生させることで、ＰＰＭ変調信号を得る。

以下、図１の構成における本実施の形態の動作を説明する。

クロック発生部１１は、送信シンボルレートを規定するクロック信号を、送信信号発生部１２と制御信号発生部１３に供給する。送信信号発生部１２は、クロック信号に同期して、送信すべき符号を、送信信号として遅延部１４に供給する。このとき、送信すべき符号が２値ディジタル信号であれば、送信信号は２状態の信号であり、同様に多値ディジタル信号であれば、送信信号は多値状態の信号となる。

制御信号発生部１３は、クロック信号に同期して変調信号のウェーブレットの幅を決定する制御信号を発生する。たとえば、変調信号のウェーブレットの幅が１ｎ秒であれば、１ｎ秒の長さの制御信号を発生し、遅延部１４に供給するものとする。遅延部１４は、前記制御信号を、前記送信信号の状態に応じて遅延した遅延信号をウェーブレット発生部１５に供給する。たとえば、送信信号が２状態の信号であれば、遅延量を０秒もしくはτ秒に変化させるものとする。ここで、τ秒は、ＰＰＭ変調における偏移値であり、一般にクロック信号の間隔よりも短い時間に設定される。遅延部１４は、たとえば図２（ａ）、（ｂ）に示した構成で、実現が可能である。

図２（ａ）に示すように、制御信号を２分配し、一方を遅延素子２１により時間τ遅延させた遅延信号と、遅延していない他方の信号を、スイッチ部２２に供給する。スイッチ部２２は、前記送信信号により２つの入力信号のうち一方を選択的に出力する構成により
、遅延部１４の動作が実現できる。なお、遅延部１４は、図２（ｂ）に示したようにスイッチ部２２を遅延素子２１の前段に設ける構成でも実現可能である。

図１におけるウェーブレット発生部１５は、遅延信号に基づき、遅延信号の時間長分遅延したウェーブレット信号を発生する。たとえば、ウェーブレット発生部１５は、図３に示した構成で実現することができる。図３においてウェーブレット発生部１５は、インダクタ３１と、インダクタ３１と接続されたトンネルダイオード３２と、トンネルダイオード３２の出力端子とグランド間に設けた抵抗素子３３とを備える。以上の動作により、図４に示すτ秒のＰＰＭパルス変調波が得られる。図４において、クロック信号は時間間隔Ｔｐで発生されるものとする。

以上のように、本実施の形態の構成は、クロック発生部１１、送信信号発生部１２など、既存方式の構成にも必要であった構成要素に加え、遅延素子２１とスイッチ部２２程度の付加回路によりＰＰＭ変調回路が実現可能である。これにより、簡素な構成によって、伝送情報量の増大を実現でき、送信装置を、小型、かつ安価に構成できる。

なお、本実施の形態では二値の送信信号によるＰＰＭ変調とした例について説明したが、３値以上の多値とした場合についても、遅延素子ならびにスイッチ素子をこれに応じて増やすことによって、同様に実現可能である。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２におけるＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調による変調回路の構成を示すブロック図である。図６は、同実施の形態における変調回路のＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調波を示す図である。図５において、前述の実施の形態１と異なるのは、遅延部１４における遅延時間τが、ウェーブレット発生部１５において生成されるウェーブレットの中心周波数における周期Ｔの２分の１に規定されることである。従って、図１と図４ではブロック図上における差異はなく、後述するように、本構成を用いて、ＰＰＭ変調とＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調を同時に行うことも可能である。

図５において、遅延部１４における遅延時間τを、ウェーブレット発生部１５において生成されるパルスの中心周波数における周期Ｔの２分の１に規定すると、送信信号が０の場合と１の場合において、図６に示すＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調に類似した変調信号が得られる。位相が反転する領域は、図６の破線で囲った部分のみとなるため、厳密なＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調信号とはならないが、破線で囲った部分以外の波形は、実際の多重伝搬路を経由した受信波形における波形の変形に比べて影響が少ない。従って、相関器および、遅延検波を用いたＢｉ−Ｐｈａｓｅ復調方式を用いることで、原理的に復調が可能である。

また、前述したように、遅延部１４の遅延時間τを複数用意することで、ＰＰＭ変調とＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調を併用したＰＰＭ変調信号が得られる。さらに、以上の説明では簡単のため遅延時間τを周期Ｔの２分の１に規定したが、遅延時間τを周期Ｔのｍ分の１（ｍは２以上の整数）とした遅延部を複数設けることで、ＰＰＭ変調と、ｍ値の位相変調を併用したＰＰＭ変調信号が得られる。

（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３におけるＰＰＭ／Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ変調による変調回路の構成を示すブロック図である。図７において、前述の実施の形態１と異なるのは、ウェーブレット発生部１５において生成されるウェーブレットの幅を決定する制御信号発生部１３に対し、制御信号の幅の制御を行う制御信号幅制御部７１を有する点である。遠距離への通信と、消費電力の低減は、相反する目的となるが、本構成によれば、適応的な制御により、これらの目的を同時に達成することができる。

すなわち本構成により、遠距離への通信が必要な場合、ウェーブレットの幅を長くすることで、等価的に送信電力を増大させることにより、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。また、消費電力の低減が必要な場合、より短いウェーブレットの幅を用いることにより、送信電力の低減から、消費電力の低減が可能となる。

また、通信初期の同期を確立する場合は、受信感度を向上させる必要があり、また、同期確立後のデータ伝送の場合は通信容量を増大させる必要が生じるが、これらも相反する目的となる。しかし、同様の本構成によれば、適応的な制御により、これらの目的を同時に達成することができる。すなわち本構成により、通信初期の同期を確立する場合、ウェーブレットの幅を長くすることで、等価的に送信電力を増大させることにより、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。また、同期確立後のデータ伝送を行う場合、より短いウェーブレットの幅を用いることにより、より広い帯域を用いた通信を行うことで、通信容量を増大させることが可能となる。

以上の無線システムでは、前述の実施の形態１および実施の形態２の無線装置を用いることで、簡素な構成で、安価に通信システムを実現できる。

（実施の形態４）
図８（ａ）は、本発明の実施の形態４における送信装置の構成を示すブロック図であり、図８（ｂ）は、同実施の形態における送信装置のウェーブレット位置変調波形と対比する為の従来のウェーブレット位置変調波形を示す図であり、図８（ｃ）は、同実施の形態における送信装置のウェーブレット位置変調波形を示す図である。

図８（ａ）のブロック図において、本実施の形態の送信装置は、入力される送信データを無線通信用のデータに変換するデータ変換部１０３と、データ変換部１０３からの出力によりウェーブレット位置を変調するＰＰＭ変調回路１０４と、ＰＰＭ変調回路１０４の出力をアンテナ１０６から送信する送信出力部１０５とを備える。本実施の形態の送信装置から送信された信号を受信する受信装置（図示せず）では、受信信号を相関回路（図示せず）に入力し、相関信号発生回路（図示せず）で発生した相関信号と相関処理を行なうことで受信相関信号を出力する。受信相関信号はデータ変換部（図示せず）に入力され、送信側で加えた無線通信用の処理を取り除き、受信データとして出力する。

ＰＰＭ変調回路１０４は、矩形のクロック信号をもとに所望の時間幅のウェーブレット信号を生成する短ウェーブレット化回路１１０と、短ウェーブレット化回路１１０の信号をデータ変換部１０３からの出力に応じて遅延することでＰＰＭ変調を行なう遅延器１１１とを有する。短ウェーブレット化回路１１０は、例えば論理回路ＩＣのＡＮＤ素子と遅延回路とで構成しても良い。

図８（ａ）、（ｃ）を用いて、従来のＰＰＭ変調と本発明との違いを説明する。従来のＰＰＭ変調では、図８（ｂ）に示すように、０と１を示すウェーブレットはウェーブレットの幅以上の時間を変化させることで、受信装置はその位置の違いを判別する。これに対し、本発明では図８（ｃ）に示すように、０と１を示すウェーブレットはウェーブレットの幅以下の微小時間のみ変化させ、受信装置は相関信号を用いて相関回路で相関処理を行なうことで、０と１の判別を行なう。

以上のように、本実施の形態の送信装置は、ウェーブレットをウェーブレットの幅以下の微小な時間差にて変調し、受信装置側では相関信号と相関処理し、ウェーブレット位置を検出するパルス位置変調とすることで、極短ウェーブレットでも所望の波形を容易に生成でき、小型、低消費電力、低価格が可能な送信装置および通信システムを実現できる。

なお、本発明の通信媒体は無線に限定されることなく、光ファイバや同軸ケーブルなどの有線でもよい。

（実施の形態５）
図９は、本発明の実施の形態５における送信装置と受信装置とを含む通信システムの構成を示すブロック図である。図１０は、本発明の実施の形態５における送信装置および受信装置の波形を示す図である。図１１（ａ）は、同実施の形態における送信装置および受信装置の波形変換回路の構成を示すブロック図であり、図１１（ｂ）は、同実施の形態における送信装置および受信装置の波形変換回路を示す回路図である。図１２は、同実施の形態における送信装置および受信装置の波形変換回路の他の構成を示すブロック図である。図１３は、同実施の形態における送信装置および受信装置の波形変換回路の他の構成を示すブロック図である。

図１４は、同実施の形態における送信装置および受信装置の波形変換回路の波形を示す図である。図１５は、同実施の形態における送信装置および受信装置の波形変換回路の構成を示すブロック図である。図１６（ａ）は、同実施の形態における送信装置および受信装置の波形変換回路の波形を示す図であり、図１６（ｂ）同実施の形態における波形変換回路の間欠発信回路出力の周波数特性を示す図であり、図１６（ｃ）は、同実施の形態における波形変換回路の増幅器利得の周波数特性を示す図であり、図１６（ｄ）は、同実施の形態における波形変換回路の増幅器出力の周波数特性を示す図である。

本実施の形態の通信システム８２を構成する送信装置８３が実施の形態１と異なるのは、波形変換回路２０２を備え、ＰＰＭ変調回路１０４の出力が、波形変換回路２０２でウェーブレットに変換し、ウェーブレットに応じた微小な時間差により変調するパルス位置変調であり、送信出力部１０５からアンテナ２０４を介して送信する点である。

図９において、本実施の形態の通信システム８２を構成する受信装置８４は、信号を受信するアンテナ２０５と、相関信号を発生する相関信号発生回路２０１と、相関信号発生回路２０１が発生した相関信号をウェーブレットに変換する波形変換回路２０３と、アンテナ２０５で受信した受信信号と波形変換回路２０３の出力である変換相関信号との相関を取り受信相関信号を出力する相関回路２０６と、相関回路２０６が出力した受信相関信号のデータ変換を行うデータ変換部２０７とを備える。

波形変換回路２０２での波形変換としては例えば、図１０の波形Ａに示すようなＰＰＭ変調回路１０４の出力信号を、図１０の波形Ｂに示すようなウェーブレットである１サイクル分の正弦波に波形変換する。本実施の形態では、データ「０」を割り当てた正弦波は基準に対して遅延時間を０、データ「１」を割り当てた正弦波は基準に対して遅延時間をＴ／２としてある。なお、Ｔは図１０の波形Ｂに示す正弦波の１周期時間である。波形変換回路２０２の出力は送信信号として送信出力部１０５からアンテナ２０４を介して送信される。次に、受信装置８４が信号を受信した際の動作を説明する。

アンテナ２０５で受信された信号は相関回路２０６に入力される。この際の受信信号は説明の簡単化のために送信信号と同一の図１０の波形Ｂに示す波形とする。なお、実際には伝搬により減衰し、雑音やマルチパスが加わることはいうまでもない。相関信号発生回路２０１で発生する相関信号としては、例えば図１０の波形Ｃに示す信号を用いる。適当なタイミングで生成された相関信号は波形変換回路２０３に入力され、図１０の波形Ｄに示す信号が生成される。相関信号を波形変換回路２０３で波形変換することで、受信信号と同様のウェーブレットに変換し、変換相関信号として受信信号と高い相関が得られるようにして、相関回路２０６に入力する。

これにより、図１０の波形Ｅに示すような受信相関信号が得られ、「０」のウェーブレットが入力された場合には相関波形は正の電圧の信号となり、「１」のウェーブレットが入力された場合には相関波形は負の電圧となる。データ変換部２０７は、例えば０Ｖを基準電圧として、受信相関信号が正であるか負であるかによって「０」と「１」の判断をおこない、受信信号を復調し、受信データとして出力する。ここで特徴的なのは、相関信号として図１０の波形Ｃに示すように「０」の位置の信号を相関信号として用いることで受信信号の復調が可能となることで、例えば送信側と受信側で「０」と「１」のデータ列を共有し、これを一致させることは必ずしも必要ではない。

なお、判定の際に電圧を安定させるために相関回路２０６の出力信号を、フィルタやピークホールド回路を用いて安定化してもよい。また、以上の説明では相関信号として「０」を連続して用いた例を用いたが、「１」を連続して用いても同様に実施可能である。

また、相関回路２０６の出力信号レベルや、復調後の誤り率等をもとに、相関信号発生回路２０１で発生する相関信号を「０」、「１」に切り替えて用いるように構成しても良い。また、以上の説明では波形変換回路２０２を用いてＰＰＭ変調回路１０４の出力信号の波形変換を行なう構成を示したが、波形変換回路２０２出力信号を、ＰＰＭ変調回路１０４を用いてウェーブレットの位置で変調するように構成しても同様に実施可能である。

次に、本実施の形態における波形変換回路の実現例を図１１（ａ）（ｂ）および図１２を用いて説明する。

図１１（ａ）（ｂ）において、波形変換回路は、微分回路３０２と逓倍回路３０３とで構成され、入力される無線通信データを微分回路３０２で１回微分することで、例えば正弦波に近い信号に変換した後、逓倍回路３０３で逓倍し所望のサイクル数のウェーブレットを生成する。図１１（ｂ）に示すように、微分回路３０２としては例えばコンデンサ３０４、逓倍回路３０３としてはトランジスタを用いたトランジスタ逓倍器３０５で実現可能である。

なお、微分回路３０２としては論理回路ＩＣ（図示せず）を用いても実施可能であり、逓倍回路３０３としてはダイオード（図示せず）を用いた逓倍回路としても実施可能である。

図１２は、図１１（ａ）（ｂ）と異なる波形変換回路の実現例であり、図１２に示す波形変換回路は、信号源４０３とミキサ４０２とを用いて構成している。なお、この際にはフィルタ４０４で不要な周波数成分を除去する構成としてもよい。また、以上の説明では波形変換回路で１周期の正弦波に波形変換する例で示したが、２周期以上の正弦波に波形変換しても同様に実施可能である。

また、以上の説明では波形変換回路で正弦波あるいは正弦波に近い波形に波形変換する例で示したが、三角波、鋸波、台形波、連続するガウシアンパルス、ガウシアンパルスの微分波等の連続する他の波形を用いても同様に実施可能である。

また、本実施の形態の波形変換回路は、図１３および図１５に示すように構成することで、波形成形するように実施してもよい。図１３において、波形変換回路は、入力される無線通信データを制御信号として発振の開始と停止を行う間欠発振回路１４０２と、入力無線通信データをもとにウェーブレットの発生タイミングおよび波形を決定するウェーブレット波形設定部１４０３と、ウェーブレット波形設定部１４０３からの出力を元に間欠発振回路１４０２の出力信号の波形を整形する波形整形回路１４０４とを備える。不要成
分を除去するフィルタ１４０５を付加してもよい。

図１４を用いて波形変換回路の各部での信号を説明する。例えば、図１４の波形Ａに示すＰＰＭ変調回路から出力された信号は間欠発振回路１４０２に入力パルス信号として入力され、その出力信号として図１４の波形Ｂに示す信号が得られる。図１４の波形Ｂの太線に示すように、間欠発振回路１４０２の出力信号はその入力と出力が回路の時定数によって、発振開始では振幅が小さく、また発振終了時には制御信号が変化しているにもかかわらず一定の時間出力が継続する。

この発振開始と発振終了時の特性は、近接するパルスの間隔によって変化するため、その特性を一意に制御することが困難である。このことは、入力される無線通信データによってスペクトラムが変化することになり、送信電力制御、帯域制御の点から問題となる。これを防ぐために、ウェーブレット波形設定部１４０３より図１４の波形Ｃに示す信号を出力し、この信号を元に波形整形回路１４０４にてウェーブレットの開始と終了にて、その波形を決定することによって図１４の波形Ｄに示すような一定のウェーブレットの幅と所望の波形に制御された信号を送信出力として整形できる。

なお、波形整形回路１４０４としては時定数の短いスイッチ回路をもちいてもよい。また、波形整形回路１４０４の出力にフィルタ１４０５を付加し、またはこれを合わせて用いることで波形整形の機能を有するように構成してもよい。

次に、図１５、図１６（ａ）〜１６（ｄ）を用いて異なる波形変換回路の実現例を説明する。図１５において、波形変換回路は、入力される無線通信データを制御信号として発振の開始と停止を行なう間欠発振回路１５０２と、間欠発振回路１５０２の出力を任意の周波数特性で増幅する波形設定用増幅器１５０３とを有する。

図１６（ａ）〜１６（ｄ）を用いて、図１５における各部での信号を説明する。図１４と同様、間欠発振回路１５０２の出力信号は、例えば図１６（ａ）の波形Ｂの太線に示すようにその入力と出力が回路の時定数によって、発振開始では振幅が小さく、また発振終了時には制御信号が変化しているにもかかわらず一定の時間出力が継続する。この信号の周波数特性は図１６（ｂ）に示すように、入力される無線通信データの使用周波数帯域の両端で電力が低い特性となっている。

それを補償する為に、図１６（ｃ）で示すように、波形設定用増幅器１５０３に使用周波数帯域の両端で利得の高い周波数特性を持たせることによって、波形設定用増幅器１５０３の出力は、図１６（ｄ）に示すように、使用周波数帯域の両端まで一定の電力のスペクトラムとすることができ、波形変換回路からのウェーブレット出力波形は、図１６（ａ）の波形Ｃに示すように、発振の開始から終了まで一定の振幅を有するウェーブレットとなり、使用する周波数帯域に均一な送信電力スペクトラムを有するウェーブレットで通信を行なうことができる。

以上のように本発明の実施の形態５における送信装置、受信装置および通信システムによれば、パルスをウェーブレットに変換し、ウェーブレットに応じた微小な時間差にて変調するパルス位置変調とすることで、送信装置においては、極短ウェーブレットでも所望の波形を容易に生成でき、小型、低消費電力、低価格を可能とし、受信装置においては、ウェーブレット分離が容易で、通信速度の向上が容易となる。

（実施の形態６）
図１７は、本発明の実施の形態６における受信装置の構成を示すブロック図である。図１８は、本発明の実施の形態６における受信装置の波形を示す図である。図１９は、同実
施の形態における受信装置に対応する送信装置の波形を示す図である。本実施の形態が実施の形態５の受信装置と異なるのは、受信電力検出部５０２を有し、受信電力検出部５０２は、分配回路（図示せず）とウェーブレット位置検出回路（図示せず）とを含む。受信電力検出部５０２は、受信信号のウェーブレット位置を検出してウェーブレット位置情報信号を出力し、相関信号発生回路５０３に入力することで、相関信号発生のタイミングの決定又は決定の補助をする構成としている点である。

実施の形態５にはその詳細を記載していないが、図１７において、相関回路２０６で受信電力検出部５０２を通過した受信信号と波形変換回路２０３で変換された相関信号発生回路５０３からの相関信号との相関を取るためには、そのタイミングが一致すること（同期）が必要である。通常、タイミング調整には遅延量調整ループ（ＤＬＬ）等が用いられるが、この場合においても、遅延量の初期値が最終遅延量に近ければ調整時間が短くなり短時間での同期が可能になる。図１７と図１８とを用いて、本実施の形態の受信装置の動作を説明する。図１８に示す波形は、簡単にその一例を示すものであり、本発明はこの波形にのみ限定されるものではない。

アンテナ２０５で受信した受信信号はまず受信電力検出部５０２に入力される。このときの波形は、例えば図１８の波形Ａに示す正弦波であり、送信側にてＰＰＭ変調されており、「０」と「１」の情報がその位置に割り当てられている。受信電力検出部５０２は、受信信号を２分配し、その１つは相関回路２０６に対して出力し、他方はウェーブレットの位置を示すウェーブレット位置情報として相関信号発生回路５０３に対して出力する。なお、ウェーブレット位置情報を示す信号としては、受信電力検出部５０２で、図１８の波形Ａに示す受信信号を整流して、図１８の波形Ｂに示すような信号の振幅の絶対値のみを抽出した信号としてもよい。

信号の絶対値の抽出には、例えば、ダイオードを用いた検波器等で実現できる。相関信号発生回路５０３は、受信電力検出部５０２からのウェーブレット位置情報に応じて、図１８の波形Ｃに示すような相関信号を出力する。

なお、図１８の波形Ｂと図１８の波形Ｃとでは波形の違いが明確ではないが、これは受信信号として雑音やマルチパス信号がない理想的な状態の信号を用いているためであり、実際の通信条件では、受信電力検出部５０２における検出信号の判定値の設定によっては雑音やマルチパスによる誤検出（実際には信号が無い位置での信号の出力または、信号がある位置に信号が出ない）が生じる。

相関信号発生回路５０３は、ウェーブレット位置情報より、確からしいタイミングのみを選別し、相関信号出力用のタイミングとして利用して相関信号を出力する。確からしいタイミングの選別手段としては、「０」又は「１」が存在する間隔以外の信号は雑音として無視することや、「０」と「１」の出力タイミングの両方に信号が存在する場合には、振幅値を比較して大きなほうの信号をより確からしいとして選択する等がある。

相関信号発生回路５０３が出力した相関信号は波形変換回路２０３に入力され、図１８の波形Ｄに示す変換相関信号に変換される。相関回路２０６は、受信電力検出部５０２からの受信信号と変換相関信号とを相関処理し、図１８の波形Ｅに示す受信相関信号を出力する。この信号の振幅の正、負を判定することで「１」、「０」を判別し、受信データとなる。

なお、受信電力検出部５０２から相関器５０５に入力する信号は受信電力検出部５０２に適当な遅延回路を備えることで波形変換回路２０３からの入力とタイミングが一致するように適宜遅延するように構成してもよい。

以上のように本発明の実施の形態３の受信装置によれば、受信電力検出部を設けることにより、受信信号の電力よりウェーブレット位置情報を得て、これを元に相関信号を発生させて受信信号との相関を取ることによって、ウェーブレット分離が容易で、通信速度の向上が容易に実現できる。

なお、本実施の形態における受信装置に対応する送信装置では、図１９の波形Ｂに示すように、図１９の波形Ａに示すＰＰＭ変調回路出力信号の各ウェーブレット位置変化をウェーブレットの中心周波数の周期Ｔの半分（Ｔ／２）として送信された信号を受信する例を示したが、図１９の波形Ｃに示すように、３Ｔ／２としてもよく、このように信号周期Ｔに対してｎＴ／２（ｎは奇の整数）とすればよい。

（実施の形態７）
図２０は、本発明の実施の形態７における受信装置の構成を示すブロック図である。図２１は、同実施の形態における受信装置の波形を示す図である。図２２は、同実施の形態における受信装置の他の波形を示す図である。本実施の形態が実施の形態５と異なるのは、波形変換回路２０３から相関回路２０６に入力される変換相関信号が、アンテナ２０５から入力される受信信号より周波数の低い信号を用いる点である。

図２０を用いて本実施の形態の受信装置の動作を説明する。相関信号発生回路２０１から出力された相関信号は、波形変換回路２０３で波形変換され、相関回路２０６にてアンテナ２０５からの受信信号と相関処理をおこない、積分器７０５で高調波成分を除去して受信データとして出力される。図２１を用いて本実施の形態における受信装置の各部の出力波形を説明する。アンテナ２０５から入力される受信信号は、送信装置にてウェーブレットに変換されたＰＰＭ変調信号であり、説明の簡単化のため、図２１の波形Ａに示すような雑音やマルチパスを無視した信号とする。

相関信号発生回路２０１が出力する相関信号は、図２１の波形Ｂに示すように、例えばＰＰＭ変調信号の０のタイミングで発生される。前述の通り相関信号は波形変換回路２０３で波形変換されるが、実施の形態５〜実施の形態６と異なり、本実施の形態では図２１の波形Ｃに示すように、受信信号に対し１／２の周波数の信号に変換する。相関回路２０６の出力信号は図２１の波形Ｄに示すようになり、この信号を積分器７０５で積分することで、図２１の波形Ｅに示すように「０」と「１」とで異なる電圧値を有する信号が出力され、適当な電圧値を基準として「０」、「１」を判別することでデータを抽出することができる。

更に、図２２に、変換相関信号が、受信信号に対し、１／３の周波数の信号とした例を示す。図２２を用いて図２０における各部の出力波形を説明する。変換相関信号は、図２２の波形Ｃに示すように、波形変換回路２０３で受信信号に対し１／３の周波数の信号に相関信号から変換される。相関回路２０６から出力される受信相関信号は、図２２の波形Ｄに示すようになり、この信号を積分器７０５で積分することで、図２２の波形Ｅに示すように「０」と「１」とで異なる電圧値を有する信号が出力される。変換相関信号の信号周期を受信信号の１／２とした場合と比べ、１／３周期とすることで、一意に０Ｖを基準として「０」、「１」を判別することが可能となり、基準電圧の決定が容易になる。

なお、以上の説明では波形変換回路２０３で波形変換する際に、その周波数を受信信号の１／３とした例を示したが、奇数分の１の周波数とすることで、積分器７０５で出力信号から「０」、「１」判定をする際の基準電圧を一意に０Ｖとすることができる。

以上のように本発明の実施の形態７における受信装置によれば、受信信号周期より低い
周波数の変換相関信号と相関処理を行なうことで、ウェーブレット分離が容易で、通信速度の向上を容易に実現できる。

（実施の形態８）
図２３は、本発明の実施の形態８における受信装置の波形を示す図である。図２４は、同実施の形態における受信装置に信号を送信する送信装置（図示せず）のＰＰＭ変調回路の構成を示すブロック図である。図２５は、同実施の形態における受信装置の波形を示す図である。本実施の形態が実施の形態５と異なるのは、ＰＰＭ変調時のウェーブレット位置を異なる４箇所とし、１つのウェーブレットでより多くの情報の伝送を行っている点である。

ＰＰＭ変調回路で加える遅延時間τを波形変換回路で付与するウェーブレットの中心周波数における周期Ｔに対し、τ＝Ｔ／２とした場合について説明する。図２３を用いて本実施の形態における受信装置の各部の出力波形を説明する。受信信号は図２３の波形Ａに示すように、送信装置でウェーブレット（本実施の形態では３周期の正弦波）に変換された４値のＰＰＭ変調信号であり、相関信号は例えば、図２３の波形Ｂに示すようにＰＰＭ変調信号の「００」のタイミングで発生される。相関信号は波形変換回路（図示せず）で波形変換され、例えば図２３の波形Ｃに示すような３周期の正弦波に変換される。

相関回路（図示せず）の出力信号は図２３の波形Ｄに示すようになり、この信号を積分器（図示せず）で積分することで、図２３の波形Ｅに示すように「００」および「１０」と、「０１」および「１１」とで極性の異なる信号を出力し、「００」と「１０」および「０１」と「１１」とでは絶対値の異なる電圧値を有する信号が出力され、適当な電圧値を基準とすることで「００」、「０１」、「１０」、「１１」を判別し受信データを抽出することができる。

図２４に示すＰＰＭ変調回路において、データ変換されたデータはまず、シリアル−パラレル変換（以下Ｓ／Ｐ変換）回路９０２でパラレルデータに変換される。入力データを例えば“０１０１１０１１００・・”とすると、本実施の形態では４値のＰＰＭ変調であるため、“０１｜０１｜１０｜１１｜００｜・・”のように２つずつに分け、最初の情報と、２番目の情報でそれぞれ別々の制御を行なう。最初の情報は遅延器９０３に制御信号として入力され、２番目の情報は遅延器９０４の制御信号となる。それぞれの遅延器９０３、９０４にはクロック信号が送信信号として入力され、制御信号０が入力された際には遅延時間０、制御信号１が入力された際には任意の遅延時間を遅延させて出力される。なお、本実施の形態では遅延器９０３の遅延時間は遅延器９０４の２倍となる。

なお、以上の説明では４つのウェーブレット位置に変調するＰＰＭ変調の構成について記載したが、例えば８値、１６値等の更に多値の変調を行なう場合にも同様に構成することで実施可能である。

図２５を用いて、図２４で示すＰＰＭ変調回路の遅延器で加える遅延時間τを波形変換回路で付与するウェーブレット信号の中心周波数における周期Ｔに対しτ＝Ｔ／４とした場合、即ち４値位相変調の場合について説明する。

図２５の波形Ａに示すように受信信号は、送信装置でウェーブレット信号に変換され送信された４値のＰＰＭ変調信号を受信した受信信号である。相関信号を、図２５の波形Ｂに示すように、例えば受信信号の「００」のタイミングで発生させる。相関信号は波形変換回路（図示せず）で波形変換され、図２５の波形Ｃに示す信号を出力する。相関回路（図示せず）の出力信号は図２５の波形Ｄに示すようになり、この信号を積分器（図示せず）で積分することで、図２５の波形Ｅに示すように「００」および「１０」と、「０１」
および「１１」とで極性の異なる信号を出力し、「００」と「１０」および「０１」と「１１」では絶対値の異なる電圧値を有する信号が出力され、適当な電圧値を基準とすることで「００」、「０１」、「１０」、「１１」を判別することで受信データを抽出することができる。

なお、この際に「００」と「０１」の信号を正の電圧であることを基に判別し、「１０」と「１１」の信号を負の電圧であることを基に判別し、「００」と「０１」および「１０」と「１１」の信号は出力信号の周波数がｆ×２であるか否かを基に判別するようにしてもよい。

なお、本実施の形態の受信方式であれば、送信装置の位置変調としてＴ／２およびＴ／４が混在して存在する場合など、受信装置でその変調が未知である場合においても受信装置は一定の周期で相関信号を発生することで受信信号の復調ができる。

以上のように本発明の実施の形態８における受信装置によれば、パルス分離が容易で、通信速度の向上を実現できる。

以上のように、本発明にかかわるパルス無線装置は、ＰＰＭあるいはＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調が同時に変調可能な量産性に優れた無線装置を小型かつ安価に提供することをとして有用である。本発明にかかる送信装置、受信装置および通信システムは、送信装置においては、極短ウェーブレットでも所望の波形を容易に生成でき、小型、低消費電力、低価格を可能とし、受信装置においては、ウェーブレット分離が容易で、通信速度の向上を容易に実現できるという効果を有し、ウェーブレット波形のような広帯域信号を用いた送信装置、受信装置および通信システム等として有用である。

本発明の実施の形態１におけるＰＰＭ変調による変調回路の構成を示すブロック図 （ａ）同実施の形態における遅延部の構成を示すブロック図（ｂ）同実施の形態における遅延部の構成を示すブロック図 同実施の形態におけるウェーブレット発生部の構成を示すブロック図 同実施の形態における変調回路のＰＰＭ変調波を示す図 本発明の実施の形態２におけるＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調による変調回路の構成を示すブロック図 同実施の形態における変調回路のＢｉ−Ｐｈａｓｅ変調波を示す図 本発明の実施の形態３におけるＰＰＭ／Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ変調による変調回路の構成を示すブロック図 （ａ）本発明の実施の形態４における送信装置の構成を示すブロック図（ｂ）同実施の形態における送信装置のウェーブレット位置変調波形と対比する為の従来のウェーブレット位置変調波形を示す図（ｃ）同実施の形態における送信装置のウェーブレット位置変調波形を示す図 本発明の実施の形態５における送信装置と受信装置とを含む通信システムの構成を示すブロック図 同実施の形態における送信装置および受信装置の波形を示す図 （ａ）同実施の形態における送信装置および受信装置の波形変換回路の構成を示すブロック図（ｂ）同実施の形態における送信装置および受信装置の波形変換回路を示す回路図 同実施の形態における送信装置および受信装置の波形変換回路の他の構成を示すブロック図 同実施の形態における送信装置および受信装置の波形変換回路の他の構成を示すブロック図 同実施の形態における送信装置および受信装置の波形変換回路の波形を示す図 同実施の形態における送信装置および受信装置の波形変換回路の構成を示すブロック図 （ａ）同実施の形態における送信装置および受信装置の波形変換回路の波形を示す図（ｂ）同実施の形態における波形変換回路の間欠発信回路出力の周波数特性を示す図（ｃ）同実施の形態における波形変換回路の増幅器利得の周波数特性を示す図（ｄ）同実施の形態における波形変換回路の増幅器出力の周波数特性を示す図 本発明の実施の形態６における受信装置の構成を示すブロック図 同実施の形態における受信装置の波形を示す図 同実施の形態における受信装置に対応する送信装置の波形を示す図 本発明の実施の形態７における受信装置の構成を示すブロック図 同実施の形態における受信装置の波形を示す図 同実施の形態における受信装置の他の波形を示す図 本発明の実施の形態８における受信装置の波形を示す図 同実施の形態における受信装置に信号を送信する送信装置のＰＰＭ変調回路の構成を示すブロック図 同実施の形態における受信装置の波形を示す図 従来の変調回路におけるウェーブレット発生部の構成を示すブロック図 従来の送信装置の構成を示すブロック図 従来の送信装置の変調波形を示す図

符号の説明

１１ クロック発生部
１２ 送信信号発生部
１３ 制御信号発生部
１４ 遅延部
１５ ウェーブレット発生部
２１ 遅延素子
２２ スイッチ部
３１ インダクタ
３２ トンネルダイオード
３３ 抵抗素子
７１ 制御信号幅制御部
８２ 通信システム
８３ 送信装置
８４ 受信装置
１０３，２０７ データ変換部
１０４ ＰＰＭ変調回路
１０５ 送信出力部
１０６，２０４，２０５ アンテナ
１１０ 短ウェーブレット化回路
１１１，９０３，９０４ 遅延器
２０１，５０３ 相関信号発生回路
２０２，２０３ 波形変換回路
２０６ 相関回路
３０２ 微分回路
３０３ 逓倍回路
３０４ コンデンサ
３０５ トランジスタ逓倍器
４０２ ミキサ
４０３ 信号源
４０４，１４０５ フィルタ
５０２ 受信電力検出部
７０５ 積分器
９０２ Ｓ／Ｐ変換回路
１４０２，１５０２ 間欠発振回路
１４０３ ウェーブレット波形設定部
１４０４ 波形整形回路
１５０３ 波形設定用増幅器

Claims (19)

1. 予め決められた既定時間間隔でクロック信号を発生するクロック発生部と、前記既定時間間隔で送信信号を発生する送信信号発生部と、前記クロック信号に基づき、ウェーブレットの幅を決定する制御信号を出力する制御信号発生部と、前記制御信号を前記送信信号に基づいた遅延量だけ遅延させた遅延信号として発生する遅延部と、前記遅延信号の発生タイミングにおいてウェーブレットを発生させるウェーブレット発生部と、を含み、
   前記制御信号発生部は、通信初期の同期を確立する場合にウェーブレットの幅を長くし、同期確立後のデータ伝送を行う場合にウェーブレットの幅を短くするように、前記制御信号を出力する変調回路。
2. 前記遅延部における遅延量が、ウェーブレット発生部において発生するウェーブレットの中心周波数における周期の半分である請求項１記載の変調回路。
3. 前記遅延部が、制御信号を遅延する遅延素子と、前記遅延素子による遅延信号と前記制御信号を前記送信信号に応じて切り替える第１のスイッチ回路と、を含む請求項１記載の変調回路。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の変調回路を含み、前記制御信号発生部は、遠距離への通信が必要な場合にウェーブレットの幅を長くし、消費電力の低減が必要な場合にウェーブレットの幅を短くするように、前記制御信号を出力する送信装置。
5. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の変調回路を含む送信装置。
6. 請求項１記載の変調回路は、ウェーブレットの幅より短い時間のウェーブレットの位置変更を加えるパルス位置変調回路であって、
   前記パルス位置変調回路と、前記パルス位置変調回路からの信号を送信する送信出力部と、を含む送信装置。
7. 無線通信データをウェーブレットに変換する波形変換回路を、前記パルス位置変調回路に対して、前置または後置する請求項６記載の送信装置。
8. 前記波形変換回路は、
   入力された信号を微分する微分回路と、入力された信号を逓倍する逓倍回路とを含む構成、若しくは、
   ウェーブレットを生成するウェーブレット生成回路を少なくとも１つ以上と、少なくとも１つ以上の前記ウェーブレット生成回路からの信号を切り替える第２のスイッチ回路とを含み、前記パルス位置変調回路からの信号が入力された場合に前記第２のスイッチ回路から信号を出力する構成、若しくは、
   ウェーブレットを生成するウェーブレット生成回路を少なくとも１つ以上と、少なくとも１つ以上の前記ウェーブレット生成回路からの信号を混合する混合回路とを含み、前記パルス位置変調回路からの信号が入力された場合に前記混合回路から信号を出力する構成、若しくは、
   ウェーブレットを生成し、発振の開始と終了を直接被制御可能なウェーブレット生成回路を含み、前記パルス位置変調回路からの信号が入力された場合に前記ウェーブレット生成回路から信号を出力する構成、
   のいずれかである請求項７記載の送信装置。
9. 前記波形変換回路は、波形の整形を行なう波形整形回路を含み、
   前記波形変換回路の出力は、前記波形整形回路を通過した波形である請求項７記載の送信装置。
10. 前記パルス位置変調回路で加える位置変更時間が、前記波形変換回路のウェーブレットの中心周波数の周期の１／２周期の奇数倍とする請求項７記載の送信装置。
11. 請求項４乃至請求項１０のいずれか記載の送信装置と、
    受信信号との相関を取る相関信号を発生する相関信号発生回路と、前記相関信号発生回路が発生した相関信号をウェーブレットに変換して変換相関信号を出力する波形変換回路と、前記受信信号と前記変換相関信号とを乗じて受信相関信号を出力する相関回路と、を含む受信装置と、を含む通信システム。
12. 前記波形変換回路は、
    波形を微分する微分回路と、波形を逓倍する逓倍回路とを含む構成、若しくは、
    ウェーブレットを生成するウェーブレット生成回路を少なくとも１つ以上と、少なくとも１つ以上の前記ウェーブレット生成回路からの信号を切り替える第３のスイッチ回路とを含み、前記相関信号発生回路からの信号が入力された場合に前記第３のスイッチ回路から信号を出力する構成、若しくは、
    ウェーブレットを生成するウェーブレット生成回路を少なくとも１つ以上と、少なくとも１つ以上の前記ウェーブレット生成回路からの信号を混合する混合回路とを含み、前記相関信号発生回路からの信号が入力された場合に前記混合回路から信号を出力する構成、若しくは、
    ウェーブレットを生成し、発振の開始と終了を直接被制御可能なウェーブレット生成回路を含み、前記相関信号発生回路からの信号が入力された場合に前記ウェーブレット生成回路から信号を出力する構成、
    のいずれかである請求項１１記載の通信システム。
13. 前記波形変換回路が出力する信号は、前記受信信号の送信元である送信装置においてウェーブレットに変換する回路が出力するウェーブレットの中心周波数の１／ｎ（ｎは整数）である請求項１１記載の通信システム。
14. 前記ｎが奇数である請求項１３記載の通信システム。
15. 前記波形変換回路は、波形の整形を行なう波形整形回路を含み、前記波形変換回路の出力は前記波形整形回路を通過した波形である請求項１１記載の通信システム。
16. 前記変換相関信号は、一定のパルス繰り返し周期の信号である請求項１１記載の通信システム。
17. 前記受信装置は、前記受信信号を少なくとも２つの信号に分配する分配回路と、前記分配回路で分配した信号の振幅よりウェーブレット位置を検出するウェーブレット位置検出回路と、を含み、前記ウェーブレット位置検出回路で検出したウェーブレット位置に基づき、前記相関信号発生回路は前記相関信号の発生タイミングを決定する請求項１１記載の通信システム。
18. 前記受信装置は、前記相関信号を任意の時間積分する積分器を含み、前記積分器が積分した相関信号の電力値により受信データの判定を行なう請求項１１記載の通信システム。
19. 前記積分器に入力される相関信号は、任意の周波数帯域を抽出するフィルタ回路を通過した信号である請求項１８記載の通信システム。

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