JP5367861B2 - Ultra-wideband wireless communication device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultra-wideband wireless communication apparatus which can realize a short-range high-speed communication at a low cost by allowing the use of an ultrawide waveband about 10GHz with a simple configuration. <P>SOLUTION: An ultra-wideband wireless communication apparatus is provided, which includes an input-output processing unit 153 which is configured to operate with delayed from an input-output processing unit 152 by a predetermined time by making a clock 153a delayed from a clock 152a by a predetermined time; a bias means 154 which applies a fixed bias to a trigger signal 22 which is input from the input-output processing unit 153; and a comparator 155 which is configured to receive a trigger signal 21 from the input-output processing unit 152, and the biased trigger signal 22 from the bias means 154, and output predetermined signals only when the power of the trigger signal 21 is greater than the power of the trigger signal 22. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、超広帯域を利用して短距離無線通信を行う超広帯域無線通信装置の技術分野に関するものである。   The present invention relates to a technical field of an ultra-wideband wireless communication apparatus that performs short-range wireless communication using ultra-wideband.

近年、新しいコンセプトの無線通信技術として、５００ＭＨｚ乃至数ＧＨｚの帯域幅を利用した超広帯域無線システムであるＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）無線通信システムが注目されている。   In recent years, as a new concept wireless communication technology, a UWB (Ultra Wide Band) wireless communication system, which is an ultra-wideband wireless system using a bandwidth of 500 MHz to several GHz, has attracted attention.

ＵＷＢは、広帯域を利用することでパルス幅がナノ秒程度かそれ以下の超短パルス波を用いたインパルス無線方式である。パルスを用いた無線通信システムでは、パルス幅が狭くなるほど平均送信電力が小さくなり、到達距離も短くなる。そのため、広帯域化してパルス幅を狭めるほど、同じ周波数帯を使う他の無線機器との混信の可能性を低減させることが可能となり、消費電力も少なくなるという特徴がある。   UWB is an impulse radio system using an ultrashort pulse wave having a pulse width of about nanoseconds or less by utilizing a wide band. In a wireless communication system using pulses, the average transmission power decreases as the pulse width decreases, and the reach distance also decreases. For this reason, the narrower the pulse width with a wider band, the lower the possibility of interference with other wireless devices using the same frequency band, and the lower power consumption.

ＵＷＢは、その出力が極めて低いことから短距離の通信に好適な通信方式であり、ワイヤレスＵＳＢの通信方式等に利用されている（特許文献１）。ワイヤレスＵＳＢは高々１Ｇｂｐｓ程度を極近距離で通信することを目的としており、１ＧＨｚ程度の広帯域を利用することで機器間の距離が３ｍ以内の場合には有線のＵＳＢ２．０と同等の４８０Ｍｂｐｓでの高速通信を可能としており、また１０ｍ離れた場合でも１１０Ｍｂｐｓを確保することができる。   UWB is a communication system suitable for short-distance communication because its output is extremely low, and is used for a wireless USB communication system (Patent Document 1). The purpose of wireless USB is to communicate at a very close distance of about 1 Gbps, and when the distance between devices is within 3 m by using a broadband of about 1 GHz, it is 480 Mbps equivalent to wired USB 2.0. High-speed communication is possible, and 110 Mbps can be secured even at a distance of 10 m.

特開２００６−１８６９４０号公報JP 2006-186940 A

しかしながら、従来のＵＷＢを用いた通信方式で実現できる通信速度は、高々１Ｇｂｐｓ程度までであり、さらに高速なデータ通信を実現するためには、シャノンの定理からも明らかなように、利用する帯域をさらに拡大する必要がある。しかし、さらに帯域を拡大して１０ＧＨｚ程度の超広帯域を実現するためには、従来は、光学的インパルス生成を利用するか、ＩｎＰなどの高価な半導体材料を用いる必要があった。そのため、１０ＧＨｚ程度の超広帯域を利用した無線通信装置を低価格で実現することができない、といった問題があった。   However, the communication speed that can be realized by the communication method using the conventional UWB is at most about 1 Gbps, and in order to realize higher-speed data communication, as is clear from Shannon's theorem, the bandwidth to be used is There is a need to expand further. However, in order to further expand the band to realize an ultra-wide band of about 10 GHz, conventionally, it has been necessary to use optical impulse generation or use an expensive semiconductor material such as InP. Therefore, there has been a problem that a wireless communication device using an ultra-wide band of about 10 GHz cannot be realized at a low price.

そこで、本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、１０ＧＨｚ程度の超広帯域を簡易な構成で利用可能とすることで、短距離高速通信を低価格で実現可能とする超広帯域無線通信装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and an ultra-wideband wireless capable of realizing short-distance high-speed communication at a low price by making it possible to use an ultra-wideband of about 10 GHz with a simple configuration. An object is to provide a communication device.

本発明の超広帯域無線通信装置の第１の態様は、所定ビット数からなる送信データのビット値に対応してトリガ信号を出力する演算制御部と、前記演算制御部から前記トリガ信号を入力して送信信号を生成する送信信号生成部と、前記送信信号を送信する送信アンテナと、所定の受信波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナで受信した前記受信波を入力して所定の受信信号を検波する受信信号処理部と、前記受信信号処理部からの信号を入力して受信データを判定する受信データ判定部とを備えた超広帯域無線通信装置であって、前記送信信号生成部は、前記送信信号として、前記トリガ信号の立ち上がりから所定時間だけ出力される超広帯域インパルス信号を生成することを特徴とする。 According to a first aspect of the ultra-wideband wireless communication apparatus of the present invention, an arithmetic control unit that outputs a trigger signal corresponding to a bit value of transmission data having a predetermined number of bits, and the trigger signal is input from the arithmetic control unit. A transmission signal generator for generating a transmission signal, a transmission antenna for transmitting the transmission signal, a reception antenna for receiving a predetermined reception wave, and a predetermined reception signal by inputting the reception wave received by the reception antenna A reception signal processing unit that detects a received signal and a reception data determination unit that receives a signal from the reception signal processing unit and determines reception data, wherein the transmission signal generation unit includes: An ultra-wideband impulse signal that is output for a predetermined time from the rising edge of the trigger signal is generated as the transmission signal.

本発明の超広帯域無線通信装置の他の態様は、前記演算制御部は、前記送信データに従ってそれぞれ前記トリガ信号を出力する入出力処理部を２つ備え、前記入出力処理部の一方が他方より前記所定時間だけ遅れて前記トリガ信号を出力するように構成され、前記送信信号生成部は、前記一方の入出力処理部から前記トリガ信号を入力して一定のバイアスを付加するバイアス手段と、前記他方の入出力処理部から入力した前記トリガ信号と前記バイアス手段の出力とを比較して前記他方の入出力処理部から入力した前記トリガ信号が前記バイアス手段の出力より大きくなる前記所定時間だけ前記超広帯域インパルス信号を出力するコンパレータを備えることを特徴とする。 In another aspect of the ultra-wideband wireless communication apparatus of the present invention, the arithmetic control unit includes two input / output processing units that output the trigger signals according to the transmission data, and one of the input / output processing units is from the other. is configured to output the trigger signal delayed by the predetermined time, the transmission signal generation unit includes a bias means for adding a constant bias from said one of input and output processing unit to input the trigger signal, the The trigger signal input from the other input / output processing unit is compared with the output of the bias unit, and the trigger signal input from the other input / output processing unit is greater than the output of the bias unit for the predetermined time. A comparator that outputs an ultra-wideband impulse signal is provided.

本発明の超広帯域無線通信装置の他の態様は、前記演算制御部は、前記トリガ信号として、前記送信データに従って生成されたポジティブ信号と極性が前記ポジティブと反対のネガティブ信号とを出力する入出力処理部を備え、前記送信信号生成部は、前記入出力処理部から前記ネガティブ信号を入力して一定のバイアスを付加するバイアス手段と、前記バイアス手段の出力を所定の遅延時間だけ遅延させる遅延手段と、前記ポジティブ信号と前記遅延手段の出力とを比較して前記ポジティブ信号が前記遅延手段の出力よりも大きくなる前記所定時間だけ前記超広帯域インパルス信号を出力するコンパレータと、を備えることを特徴とする。 In another aspect of the ultra wideband wireless communication device of the present invention, the calculation control unit outputs, as the trigger signal, a positive signal generated according to the transmission data and a negative signal having a polarity opposite to the positive signal. A processing unit, wherein the transmission signal generation unit inputs a negative signal from the input / output processing unit and applies a constant bias, and a delay unit that delays an output of the bias unit by a predetermined delay time And a comparator that compares the positive signal with the output of the delay means and outputs the ultra-wideband impulse signal only for the predetermined time when the positive signal is larger than the output of the delay means. To do.

本発明の超広帯域無線通信装置の他の態様は、前記遅延時間は、前記トリガ信号のパルス幅に前記所定時間を加算した時間に略等しいことを特徴とする。 In another aspect of the ultra wideband wireless communication apparatus of the present invention, the delay time is substantially equal to a time obtained by adding the predetermined time to a pulse width of the trigger signal.

本発明の超広帯域無線通信装置の他の態様は、前記バイアスは、前記バイアスを付加しない信号がその立上がり時に前記所定時間だけ前記バイアスを付加した信号より大きくなるように決定していることを特徴とする。 In another aspect of the ultra wideband wireless communication device of the present invention, the bias is determined so that a signal to which the bias is not added is larger than a signal to which the bias is added for the predetermined time at the rising time. And

本発明の超広帯域無線通信装置の他の態様は、前記超広帯域インパルス信号は、１ＧＨｚを超える広帯域を有していることを特徴とする。   Another aspect of the ultra-wideband wireless communication apparatus of the present invention is characterized in that the ultra-wideband impulse signal has a wideband exceeding 1 GHz.

以上説明したように本発明によれば、１０ＧＨｚ程度の超広帯域を利用したインパルスを簡易な構成で生成することで、数Ｇｂｐｓ程度の短距離高速通信を低価格で実現できる超広帯域無線通信装置を提供することが可能となる。また、超広帯域化により電力スペクトル密度を低減することで、他システムへの干渉を低減した近距離高速通信を容易に実現することが可能となる。   As described above, according to the present invention, an ultra-wideband wireless communication device capable of realizing short-range high-speed communication of about several Gbps at a low price by generating an impulse using an ultra-wideband of about 10 GHz with a simple configuration. It becomes possible to provide. In addition, by reducing the power spectral density by increasing the bandwidth, it is possible to easily realize short-distance high-speed communication with reduced interference with other systems.

本発明の第１の実施形態に係る超広帯域無線通信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the ultra-wideband radio | wireless communication apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 信号生成部で生成される送信信号の周波数スペクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency spectrum of the transmission signal produced | generated by a signal production | generation part. 第１の実施形態の受信データ判定部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the reception data determination part of 1st Embodiment. 第１の実施形態の演算制御部及び送信信号生成部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the calculation control part and transmission signal generation part of 1st Embodiment. 入出力処理部から出力されるトリガ信号を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the trigger signal output from an input-output processing part. コンパレータに入力されるトリガ信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the trigger signal input into a comparator. 第２の実施形態の演算制御部及び送信信号生成部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the calculation control part and transmission signal generation part of 2nd Embodiment. 遅延回路により所定の遅延時間が付加されたトリガ信号を、ポジティブ信号からなるトリガ信号と比較して模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the trigger signal with which predetermined delay time was added by the delay circuit compared with the trigger signal which consists of positive signals. 第３の実施形態の演算制御部及び送信信号生成部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the calculation control part and transmission signal generation part of 3rd Embodiment. 入出力処理部から出力されるトリガ信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the trigger signal output from an input-output processing part. 第４の実施形態の演算制御部及び送信信号生成部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the calculation control part and transmission signal generation part of 4th Embodiment. 入出力処理部から出力される送信ビット列の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission bit sequence output from an input-output processing part. 入出力処理部からの出力及びコンパレータからの出力を加算した合波器の出力の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the output of the multiplexer which added the output from an input-output processing part, and the output from a comparator.

本発明の好ましい実施の形態における超広帯域無線通信装置について、図面を参照して詳細に説明する。同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。   An ultra-wideband wireless communication apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Each component having the same function is denoted by the same reference numeral for simplification of illustration and description.

本発明の超広帯域無線通信装置は、１０ＧＨｚ程度の超広帯域を利用して生成したインパルスを通信用の信号に用いており、これにより数Ｇｂｐｓ程度の短距離高速通信を可能としている。また、このような超広帯域なインパルスを簡易な構成で生成可能としている。   The ultra-wideband wireless communication apparatus of the present invention uses an impulse generated using an ultra-wideband of about 10 GHz as a communication signal, thereby enabling short-distance high-speed communication of about several Gbps. In addition, such an ultra-wideband impulse can be generated with a simple configuration.

本発明の第１の実施の形態に係る超広帯域無線通信装置の構成を、図１に示すブロック図を用いて説明する。本実施形態の超広帯域無線通信装置１００は、送信データの入力及び受信データの出力を行うデータ入出力部１０１と、送信データをもとに所定のインパルスからなる送信信号を要求するトリガ信号を作成する演算制御部１１１と、演算制御部１１１からトリガ信号を入力して広帯域インパルスからなる送信信号を生成する信号生成部１２０と、送信信号を送信するための送信アンテナ１３１と、所定の受信波を受信するための受信アンテナ１３２と、受信波を検波するための受信信号処理部１４０と、受信信号処理部１４０から受信波を入力して受信データを判定する受信データ判定部１１２とを備えている。   The configuration of the ultra wideband wireless communication apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the block diagram shown in FIG. The ultra-wideband wireless communication apparatus 100 according to the present embodiment creates a data input / output unit 101 that inputs transmission data and outputs reception data, and a trigger signal that requests a transmission signal composed of a predetermined impulse based on the transmission data. An arithmetic control unit 111 that receives the trigger signal from the arithmetic control unit 111 and generates a transmission signal composed of a wideband impulse, a transmission antenna 131 that transmits the transmission signal, and a predetermined received wave. A reception antenna 132 for reception, a reception signal processing unit 140 for detecting a reception wave, and a reception data determination unit 112 that receives reception waves from the reception signal processing unit 140 and determines reception data. .

本実施形態では、送信データの入力及び受信データの出力を行うデータ入出力部１０１を設けた構成としているが、外部からの送信データの入力を演算制御部１１１で行い、受信データの外部への出力を受信データ判定部１１２で行うようにしてもよい。あるいは、受信データを受信データ判定部１１２から演算制御部１１１に出力し、演算制御部１１１において外部あるいはデータ入出力部１０１と送受信データの入出力を行わせるようにしてもよい。   In this embodiment, the data input / output unit 101 is provided to input transmission data and output reception data. However, the calculation control unit 111 inputs transmission data from the outside, and sends the reception data to the outside. The output may be performed by the reception data determination unit 112. Alternatively, the received data may be output from the received data determination unit 112 to the calculation control unit 111 so that the calculation control unit 111 inputs / outputs transmission / reception data to / from the data input / output unit 101.

また、図１に示す超広帯域無線通信装置１００では、演算制御部１１１と受信データ判定部１１２とをまとめて通信データ処理部１１０とする構成としているが、ハードウェアの構成等によって適宜変更できる。   Further, in the ultra-wideband wireless communication apparatus 100 shown in FIG. 1, the calculation control unit 111 and the reception data determination unit 112 are collectively configured as the communication data processing unit 110, but can be appropriately changed depending on the hardware configuration and the like.

信号生成部１２０は、演算制御部１１１からトリガ信号を入力して所定のインパルス信号を生成する送信信号生成部１２１と、送信信号生成部１２１で生成されたインパルス信号を波形整形するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２２と、ＢＰＦ１２２で波形整形されたインパルス信号を増幅する増幅器１２３とを備えた構成としている。   The signal generation unit 120 receives a trigger signal from the arithmetic control unit 111 and generates a predetermined impulse signal. The signal generation unit 120 generates a predetermined impulse signal, and a band-pass filter that shapes the impulse signal generated by the transmission signal generation unit 121 ( BPF) 122 and an amplifier 123 that amplifies the impulse signal shaped by the BPF 122.

信号生成部１２０で生成される送信信号の周波数スペクトルの一例を図２に示す。送信信号生成部１２１で生成されるインパルス信号は、図２（ａ）に示すように、例えば１０ＧＨｚ程度の広帯域なスペクトルを有するベースバンドのインパルス信号である。ＢＰＦ１２２は、このようなインパルス信号を、例えば図２（ｂ）のように波形整形する。図２（ｂ）では、送信信号生成部１２１で生成されたインパルス信号の低周波成分を低減している。図２（ｂ）のように波形整形されたインパルス信号は、増幅器１２３で所定のパワーレベルまで増幅され、送信信号として送信アンテナ１３１から送信される。   An example of the frequency spectrum of the transmission signal generated by the signal generation unit 120 is shown in FIG. The impulse signal generated by the transmission signal generator 121 is a baseband impulse signal having a wide spectrum of about 10 GHz, for example, as shown in FIG. The BPF 122 shapes the waveform of such an impulse signal as shown in FIG. In FIG. 2B, the low frequency component of the impulse signal generated by the transmission signal generation unit 121 is reduced. The impulse signal shaped as shown in FIG. 2B is amplified to a predetermined power level by the amplifier 123 and transmitted from the transmission antenna 131 as a transmission signal.

なお、本実施形態の信号生成部１２０は、ベースバンドで生成したインパルス信号を用いて送信信号を生成したが、ベースバンドで生成したインパルス信号を所定の高周波帯域までアップコンバートしたものを送信信号に用いるように構成することも可能である。この場合でも、インパルス信号の帯域は１０ＧＨｚ程度の広帯域とするのがよい。   Note that the signal generation unit 120 of the present embodiment generates a transmission signal using the impulse signal generated in the baseband. However, the signal generated by up-converting the impulse signal generated in the baseband to a predetermined high frequency band is used as the transmission signal. It can also be configured to be used. Even in this case, the band of the impulse signal is preferably about 10 GHz.

次に、受信アンテナ１３２で受信された受信波は、受信信号処理部１４０に入力され、ここで受信波の検波が行われる。受信信号処理部１４０に入力された受信波は、まず増幅器１４１で増幅された後、ＢＰＦ１４２で所定の帯域にろ波される。送信信号の帯域を図２に示すような１０ＧＨｚ程度とした場合には、ＢＰＦ１４２では１０ＧＨｚ程度の受信波をろ波させるようにする。   Next, the received wave received by the receiving antenna 132 is input to the received signal processing unit 140, where the received wave is detected. The received wave input to the received signal processing unit 140 is first amplified by the amplifier 141 and then filtered to a predetermined band by the BPF 142. When the band of the transmission signal is about 10 GHz as shown in FIG. 2, the BPF 142 filters the received wave of about 10 GHz.

また、ベースバンドで生成したインパルス信号を所定の高周波電波でアップコンバートして送信している場合には、所定の周波帯域までダウンコンバートするか、或いはダイオードなどを用いて包絡線検波する必要がある。ＢＰＦ１４２は、アップコンバート前のインパルス信号と同じ周波数帯をろ波するように設定しておくものとする。   Further, when an impulse signal generated in the baseband is up-converted with a predetermined high-frequency radio wave and transmitted, it is necessary to down-convert it to a predetermined frequency band or detect an envelope using a diode or the like. . The BPF 142 is set to filter the same frequency band as the impulse signal before up-conversion.

検波部１４３は、ＢＰＦ１４２でろ波された受信波を入力して受信波を検波する。ここで検波された各受信波は、通信データ処理部１１０の受信データ判定部１１２に出力され、ここで受信データを判定するための処理が行われる。   The detector 143 receives the received wave filtered by the BPF 142 and detects the received wave. Each received wave detected here is output to the reception data determination unit 112 of the communication data processing unit 110, where a process for determining reception data is performed.

受信データ判定部１１２の構成を図３に示す。受信データ判定部１１２は、相関回路１１２ａとデータ変換部１１２ｂとから構成されており、検波部１４３から入力した受信波は、まず相関回路１１２ａで所定の閾値判定が行われ、インパルスの検知が行われる。   The configuration of the reception data determination unit 112 is shown in FIG. The reception data determination unit 112 includes a correlation circuit 112a and a data conversion unit 112b. The reception wave input from the detection unit 143 is first subjected to a predetermined threshold determination by the correlation circuit 112a to detect an impulse. Is called.

相関回路１１２ａは、コンパレータ１６１と閾値設定部１６２とを備えており、検波部１４３から入力した受信波と閾値設定部１６２で設定されている閾値とがコンパレータ１６１に入力される。コンパレータ１６１は、入力した受信波からインパルスを検知するものであり、入力信号を閾値設定部１６２から入力した閾値と比較し、入力信号が閾値を超える場合には’１’に相当する信号を、また閾値を超えない場合には’０’に相当する信号を、それぞれデータ変換部１１２ｂに出力するよう構成されている。   The correlation circuit 112 a includes a comparator 161 and a threshold setting unit 162, and the received wave input from the detection unit 143 and the threshold set by the threshold setting unit 162 are input to the comparator 161. The comparator 161 detects an impulse from the input received wave, compares the input signal with the threshold value input from the threshold value setting unit 162, and if the input signal exceeds the threshold value, the signal corresponding to '1' When the threshold value is not exceeded, a signal corresponding to “0” is output to the data conversion unit 112b.

データ変換部１１２ｂは、コンパレータ１６１から所定ビット数のシリアルデータである受信信号を入力すると、これを入出力処理部１６３でパラレルデータに変換している。データ変換部１１２ｂでは、パラレル変換したデータに対し必要な処理を行って受信データに変換するが、ここでは、１０ビットで受信したデータを８ビットに変換する処理を８Ｂ１０Ｂ変換部１６４で行う例を示している。この処理は演算制御部１１１にて、送信データに８Ｂ１０Ｂ変換を行っている場合である。８Ｂ１０Ｂ変換部１６４で行う処理は、送信部の８Ｂ１０Ｂ変換で８ビットから１０ビットに変換されたデータを、再び８ビットに戻して受信データを復元する処理となる。   When the data conversion unit 112b receives a reception signal which is serial data having a predetermined number of bits from the comparator 161, the input / output processing unit 163 converts the received signal into parallel data. The data conversion unit 112b performs necessary processing on the parallel-converted data to convert it into reception data. Here, an example in which the 8B10B conversion unit 164 performs processing to convert data received at 10 bits into 8 bits. Show. This process is performed when the calculation control unit 111 performs 8B10B conversion on the transmission data. The processing performed by the 8B10B conversion unit 164 is processing for restoring received data by returning the data converted from 8 bits to 10 bits by the 8B10B conversion of the transmission unit back to 8 bits.

８Ｂ１０Ｂ変換部１６４で復元された受信データは、入出力処理部１６５で再びシリアルデータに変換されてデータ入出力部１０１に出力される。なお、本実施形態では、データ変換部１１２ｂの８Ｂ１０Ｂ変換部１６４でデータ変換を行う例を説明したが、コンパレータ１６１から出力される受信信号に対し、データ変換等の処理が必要ない場合には、データ変換部１１２ｂを設けず、コンパレータ１６１から直接データ入出力部１０１等に出力させるようにしてもよい。   The reception data restored by the 8B10B conversion unit 164 is converted again to serial data by the input / output processing unit 165 and output to the data input / output unit 101. In this embodiment, an example in which data conversion is performed by the 8B10B conversion unit 164 of the data conversion unit 112b has been described. However, when processing such as data conversion is not necessary for the reception signal output from the comparator 161, The data converter 112b may not be provided, and the data may be output directly from the comparator 161 to the data input / output unit 101 or the like.

シリアルデータをパラレルデータに変換する入出力処理部１６３、及びパラレルデータをシリアルデータに変換する入出力処理部１６５には、シリアライザ・デシリアライザ（ＳＥＲＤＥＳ）を用いることができる。ＳＥＲＤＥＳは高速のデータ転送が可能であり、例えばＳＥＤＥＳを搭載したＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）を用いてデータ変換部１１２ｂを構成することができる。   A serializer / deserializer (SERDES) can be used for the input / output processing unit 163 that converts serial data into parallel data and the input / output processing unit 165 that converts parallel data into serial data. SERDES can perform high-speed data transfer. For example, the data conversion unit 112b can be configured using an FPGA (Field Programmable Gate Array) equipped with SEDES.

本実施形態の超広帯域無線通信装置１００では、送信信号生成部１２１が演算制御部１１１からトリガ信号を入力すると、このトリガ信号の立ち上がり時の高周波成分を利用して超広帯域インパルス信号を発生している。トリガ信号の立ち上がりを利用して超広帯域インパルス信号を発生するよう構成された本実施形態の演算制御部１１１及び送信信号生成部１２１を、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態の演算制御部１１１及び送信信号生成部１２１の構成を示すブロック図である。   In the ultra-wideband wireless communication apparatus 100 of the present embodiment, when the transmission signal generation unit 121 inputs a trigger signal from the arithmetic control unit 111, an ultra-wideband impulse signal is generated using a high-frequency component at the rise of the trigger signal. Yes. The calculation control unit 111 and the transmission signal generation unit 121 of this embodiment configured to generate an ultra-wideband impulse signal using the rising edge of the trigger signal will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram illustrating the configuration of the calculation control unit 111 and the transmission signal generation unit 121 of the present embodiment.

演算制御部１１１では、データ入出力部１０１から所定ビット数のシリアルデータである送信データを入力すると、これを入出力処理部１５１でパラレルデータに変換したのち、このパラレルデータを入出力処理部１５２と１５３に供給している。入出力処理部１５２と１５３は、それぞれクロック１５２ａと１５３ａで動作が制御されるよう構成されており、入出力処理部１５１からパラレル変換された送信データを受け取ると、これをシリアル変換してそれぞれのクロックに従ってトリガ信号を出力する。   In the arithmetic control unit 111, when transmission data that is serial data having a predetermined number of bits is input from the data input / output unit 101, the input / output processing unit 151 converts the transmission data into parallel data. And 153. The input / output processing units 152 and 153 are configured so that their operations are controlled by clocks 152a and 153a, respectively. When receiving the parallel-converted transmission data from the input / output processing unit 151, the input / output processing units 152 and 153 are serially converted to the respective data. A trigger signal is output according to the clock.

また、本実施形態では、クロック１５３ａをクロック１５２ａより所定時間だけ遅らせており、これにより入出力処理部１５３は入出力処理部１５２より所定時間だけ遅れて動作するようにしている。その結果、入出力処理部１５２と１５３とが入出力処理部１５１から同時に送信データを入力しても、入出力処理部１５３から出力されるトリガ信号は、入出力処理部１５２から出力されるトリガ信号より常に所定時間だけ遅れて出力されることになる。   In this embodiment, the clock 153a is delayed by a predetermined time from the clock 152a, so that the input / output processing unit 153 operates after a predetermined time from the input / output processing unit 152. As a result, even if the input / output processing units 152 and 153 simultaneously input transmission data from the input / output processing unit 151, the trigger signal output from the input / output processing unit 153 is the trigger output from the input / output processing unit 152. The output is always delayed by a predetermined time from the signal.

入出力処理部１５２及び１５３から出力されるトリガ信号を模式的に図５に示す。同図では、入出力処理部１５３から出力されるトリガ信号２２が入出力処理部１５２から出力されるトリガ信号２１より遅延時間１００ｐｓだけ遅延して出力されることを示している。この遅延時間は、送信信号に用いるインパルスのパルス幅に略等しく設定されている。   Trigger signals output from the input / output processing units 152 and 153 are schematically shown in FIG. The figure shows that the trigger signal 22 output from the input / output processing unit 153 is output with a delay of 100 ps from the trigger signal 21 output from the input / output processing unit 152. This delay time is set approximately equal to the pulse width of the impulse used for the transmission signal.

入出力処理部１５２と１５３とから出力される２つのトリガ信号２１、２２は、ともに送信信号生成部１２１に出力される。送信信号生成部１２１は、バイアス手段１５４とコンパレータ１５５とを備えている。バイアス手段１５４は、入出力処理部１５３からトリガ信号２２が入力されると、これに一定のバイアスを付加している。   The two trigger signals 21 and 22 output from the input / output processing units 152 and 153 are both output to the transmission signal generating unit 121. The transmission signal generator 121 includes a bias unit 154 and a comparator 155. When the trigger signal 22 is input from the input / output processing unit 153, the bias unit 154 adds a certain bias to the trigger signal.

コンパレータ１５５は、入出力処理部１５２からトリガ信号２１を入力するとともに、バイアス手段１５４からバイアスが付加されたトリガ信号２２を入力し、トリガ信号２１がトリガ信号２２よりも大きいときだけ、所定の出力を行うよう構成されている。コンパレータ１５５に入力されるトリガ信号２１、２２の一例を図６に示す。トリガ信号２２にはバイアス手段１５４で所定のバイアスが付加されているため、同図（ａ）に示すように、大部分の区間においてトリガ信号２２がトリガ信号２１より大きくなっており、この間はコンパレータ１５５からの出力はない。   The comparator 155 receives the trigger signal 21 from the input / output processing unit 152 and the trigger signal 22 to which a bias is added from the bias unit 154, and outputs a predetermined output only when the trigger signal 21 is larger than the trigger signal 22. Is configured to do. An example of the trigger signals 21 and 22 input to the comparator 155 is shown in FIG. Since a predetermined bias is added to the trigger signal 22 by the bias means 154, the trigger signal 22 is larger than the trigger signal 21 in most of the sections as shown in FIG. There is no output from 155.

これに対し、トリガ信号２１が立ち上がる符号３０の時点では、トリガ信号２１がトリガ信号２２より大きくなっており、この間のみコンパレータ１５５からの出力が発生する。その結果、図６（ｂ）に示すようなインパルスが生成される。このように、本実施形態では、トリガ信号の立ち上がりを利用してインパルスを生成し、これを送信信号に用いている。コンパレータ１５５から出力されるインパルスのパルス幅は、クロック１５２ａと１５３ａとの時間差である遅延時間１００ｐｓに略等しくなっており、これにより帯域幅１０ＧＨｚ程度の広帯域なインパルスを生成している。   On the other hand, the trigger signal 21 is larger than the trigger signal 22 at the time point 30 when the trigger signal 21 rises, and the output from the comparator 155 is generated only during this time. As a result, an impulse as shown in FIG. 6B is generated. Thus, in the present embodiment, an impulse is generated using the rising edge of the trigger signal, and this is used as a transmission signal. The pulse width of the impulse output from the comparator 155 is substantially equal to the delay time 100 ps, which is the time difference between the clocks 152a and 153a, thereby generating a wide-band impulse having a bandwidth of about 10 GHz.

本実施形態の超広帯域無線通信装置１００では、図４に示したような簡易な構成の演算制御部１１１及び送信信号生成部１２１により、１０ＧＨｚ程度の広帯域なインパルスを容易に生成することができ、これを送受信信号に用いることにより、数Ｇｂｐｓ程度の短距離高速通信を実現することが可能となっている。また、インパルスのパルス幅を決定する遅延時間を、クロック１５２ａと１５３ａとの時間差で設定しており、これはディジタル的に行われることから、安定した遅延時間を実現することができる。   In the ultra-wideband wireless communication apparatus 100 of the present embodiment, a wide-band impulse of about 10 GHz can be easily generated by the arithmetic control unit 111 and the transmission signal generation unit 121 having a simple configuration as shown in FIG. By using this as a transmission / reception signal, it is possible to realize short-distance high-speed communication of about several Gbps. Further, the delay time for determining the pulse width of the impulse is set by the time difference between the clocks 152a and 153a, and since this is performed digitally, a stable delay time can be realized.

本発明の第２の実施形態にかかる超広帯域無線通信装置を以下に説明する。第２の実施形態では、送信信号に用いるインパルスの生成方法が第１の実施形態と異なっている。本実施形態の演算制御部２１１及び送信信号生成部２２１の構成を、図７を用いて説明する。図７は、本実施形態の演算制御部２１１及び送信信号生成部２２１の構成を示すブロック図である。   An ultra-wideband wireless communication apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described below. In the second embodiment, a method for generating an impulse used for a transmission signal is different from that in the first embodiment. The configurations of the arithmetic control unit 211 and the transmission signal generation unit 221 of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram illustrating the configuration of the calculation control unit 211 and the transmission signal generation unit 221 of the present embodiment.

演算制御部２１１では、データ入出力部１０１から送信データを入力すると、これを入出力処理部２５１でパラレルデータに変換したのち、このパラレルデータを入出力処理部２５２に供給している。入出力処理部２５２は、入出力処理部２５１からパラレル変換された送信データを受け取ると、これをシリアル変換してトリガ信号を出力するが、さらにこのトリガ信号とは極性が逆の信号も併せて出力することが可能となっている。すなわち、入出力処理部２５２は極性が正のポジティブ信号と極性が負のネガティブ信号の２つの信号を出力することが可能となっている。入出力処理部２５２のこのような機能は、例えばＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌ）のような出力を持つＳＥＲＤＥＳを用いて実現することができる。   In the arithmetic control unit 211, when transmission data is input from the data input / output unit 101, the input / output processing unit 251 converts the transmission data into parallel data, and then supplies the parallel data to the input / output processing unit 252. When the input / output processing unit 252 receives the transmission data converted in parallel from the input / output processing unit 251, the input / output processing unit 252 performs serial conversion on the transmission data and outputs a trigger signal. In addition, the input / output processing unit 252 outputs a trigger signal. It is possible to output. That is, the input / output processing unit 252 can output two signals, a positive signal with a positive polarity and a negative signal with a negative polarity. Such functions of the input / output processing unit 252 can be realized by using SERDES having an output such as LVDS (Low Voltage Differential Signal).

本実施形態では、送信信号に用いるインパルスを生成するためのトリガ信号として、入出力処理部２５２から極性が逆で対称なポジティブ信号とネガティブ信号の２つを出力させるようにしている。ポジティブ信号とネガティブ信号は、クロック２５２ａに従って同時に出力され、送信信号生成部２２１に入力される。   In the present embodiment, as a trigger signal for generating an impulse to be used for a transmission signal, the input / output processing unit 252 outputs two positive signals having opposite polarities and a symmetric positive signal and negative signal. The positive signal and the negative signal are simultaneously output according to the clock 252a and input to the transmission signal generation unit 221.

本実施形態の送信信号生成部２２１は、バイアス手段２５３、遅延回路２５４、及びコンパレータ２５５を備えている。入出力処理部２５２から入力したポジティブ信号はコンパレータ２５５に直接入力され、ネガティブ信号はバイアス手段２５３に入力される。バイアス手段２５３は、入力したネガティブ信号に所定のバイアスを付加している。   The transmission signal generation unit 221 of this embodiment includes a bias unit 253, a delay circuit 254, and a comparator 255. The positive signal input from the input / output processing unit 252 is directly input to the comparator 255, and the negative signal is input to the bias unit 253. The bias unit 253 adds a predetermined bias to the input negative signal.

バイアス手段２５３でバイアスが付加された信号は、次に遅延回路２５４に入力され、ここで所定の遅延時間が付加される。バイアスが付加された信号は、ポジティブ信号とは対称な波形となっており、トリガ信号のパルス幅分だけずれた波形となっている。そこで、遅延回路２５４で付加する遅延時間として、トリガ信号のパルス幅分とインパルス生成のための遅延時間とを加えた時間を設定する必要がある。   The signal to which the bias is added by the bias means 253 is then input to the delay circuit 254, where a predetermined delay time is added. The signal to which the bias is added has a waveform that is symmetrical to the positive signal, and has a waveform that is shifted by the pulse width of the trigger signal. Therefore, it is necessary to set a time obtained by adding the pulse width of the trigger signal and the delay time for generating the impulse as the delay time added by the delay circuit 254.

入出力処理部２５２のトリガ信号の繰り返し周波数を１ＧＨｚとしたとき、１パルス幅の時間は５００ｐｓとなり、これにインパルス生成に必要な遅延時間１００ｐｓを加算すると、遅延回路２５３による遅延時間は６００ｐｓとなる。遅延回路２５３により所定の遅延時間が付加されたトリガ信号を、ポジティブ信号からなるトリガ信号と比較して模式的に図８に示す。同図において、ポジティブ信号からなるトリガ信号を符号２３で示し、遅延時間が付加されたトリガ信号を符号２４で示している。なお、同図で符号２４’はネガティブ信号を示している。   When the repetition frequency of the trigger signal of the input / output processing unit 252 is 1 GHz, the time of one pulse width is 500 ps, and when the delay time of 100 ps necessary for impulse generation is added to this, the delay time by the delay circuit 253 becomes 600 ps. . A trigger signal to which a predetermined delay time is added by the delay circuit 253 is schematically shown in FIG. 8 in comparison with a trigger signal composed of a positive signal. In the figure, a trigger signal composed of a positive signal is indicated by reference numeral 23, and a trigger signal to which a delay time is added is indicated by reference numeral 24. In the figure, reference numeral 24 'denotes a negative signal.

遅延回路２５４で所定の遅延時間を付加された信号は、コンパレータ２５５に入力され、ポジティブ信号と比較される。そして、ポジティブ信号が遅延回路２５３から入力した信号よりも大きくなる期間だけコンパレータ２５５から出力が行われる。遅延時間を図８に示すように設定したことにより、１００ｐｓ程度の期間だけコンパレータ２５５から出力が行われ、１０ＧＨｚ程度の広帯域なインパルスが生成される。   The signal to which a predetermined delay time is added by the delay circuit 254 is input to the comparator 255 and compared with the positive signal. Then, output from the comparator 255 is performed only during a period in which the positive signal is larger than the signal input from the delay circuit 253. By setting the delay time as shown in FIG. 8, output is performed from the comparator 255 for a period of about 100 ps, and a broadband impulse of about 10 GHz is generated.

本実施形態では、１つの入出力処理部２５２だけからトリガ信号を出力させるように構成したことから、本実施形態の超広帯域無線通信装置の構成をさらに簡略にすることができる。なお、遅延時間がやや長くなることから、これを例えばアナログ遅延線を用いて実現する場合には、遅延線を長くする必要がある。   In the present embodiment, since the trigger signal is output from only one input / output processing unit 252, the configuration of the ultra-wideband wireless communication apparatus of the present embodiment can be further simplified. Since the delay time becomes slightly longer, it is necessary to lengthen the delay line when realizing this using an analog delay line, for example.

本発明の第３の実施形態にかかる超広帯域無線通信装置を以下に説明する。第３の実施形態でも、送信信号に用いるインパルスを第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる生成方法で実現している。本実施形態の演算制御部３１１及び送信信号生成部３２１の構成を、図９を用いて説明する。図９は、本実施形態の演算制御部３１１及び送信信号生成部３２１の構成を示すブロック図である。   An ultra-wideband wireless communication apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described below. Also in the third embodiment, the impulse used for the transmission signal is realized by a generation method different from the first embodiment and the second embodiment. The configuration of the arithmetic control unit 311 and the transmission signal generation unit 321 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a block diagram illustrating the configuration of the calculation control unit 311 and the transmission signal generation unit 321 according to the present embodiment.

演算制御部３１１では、データ入出力部１０１から送信データを入力すると、これを入出力処理部３５１でパラレルデータに変換したのち、このパラレルデータを入出力処理部３５２に供給している。入出力処理部３５２は、入出力処理部３５１からパラレル変換された送信データを受け取ると、これをシリアル変換してトリガ信号を出力しているが、さらにトリガ信号の高周波成分を増大させて出力させるようにしている。   In the arithmetic control unit 311, when transmission data is input from the data input / output unit 101, the input / output processing unit 351 converts the transmission data into parallel data, and then supplies the parallel data to the input / output processing unit 352. When the input / output processing unit 352 receives the parallel-converted transmission data from the input / output processing unit 351, the input / output processing unit 352 serially converts the transmission data and outputs a trigger signal, but further increases the high-frequency component of the trigger signal and outputs the trigger signal. I am doing so.

このような機能は、入出力処理部３５２として例えばＳＥＲＤＥＳを用いた場合、ＳＥＲＤＥＳのプリエンファシス（Ｐｒｅ−Ｅｍｐｈａｓｉｓ)機能を用いて実現することができる。入出力処理部３５２から出力されるトリガ信号の一例を図１０に示す。トリガ信号の高周波成分を増大させることで、トリガ信号の立ち上がり時に高いピークを出現させることができる。   Such a function can be realized by using a SERDES pre-emphasis function when, for example, SERDES is used as the input / output processing unit 352. An example of the trigger signal output from the input / output processing unit 352 is shown in FIG. By increasing the high frequency component of the trigger signal, a high peak can appear at the rising edge of the trigger signal.

本実施形態の送信信号生成部３２１は、閾値設定部３５３及びコンパレータ３５４を備えている。入出力処理部３５２から入力されたトリガ信号は、コンパレータ３５４に入力されて閾値設定部３５３で設定された所定の閾値（図１０の符号３１）と比較される。コンパレータ３５４は、トリガ信号が閾値設定部３５３で設定された閾値よりも大きくなる期間だけ出力を行うよう構成されている。本実施形態では、トリガ信号の立ち上がり時に出現する高いピークのみでインパルスを生成させるように閾値設定部３５３の閾値３１を設定しており、トリガ信号の立ち上がり時の高周波成分でインパルスを生成するようにすることで、広帯域なインパルスの生成を実現している。   The transmission signal generation unit 321 according to the present embodiment includes a threshold setting unit 353 and a comparator 354. The trigger signal input from the input / output processing unit 352 is input to the comparator 354 and compared with a predetermined threshold value (reference numeral 31 in FIG. 10) set by the threshold value setting unit 353. The comparator 354 is configured to output only during a period when the trigger signal is larger than the threshold set by the threshold setting unit 353. In the present embodiment, the threshold value 31 of the threshold setting unit 353 is set so that an impulse is generated only with a high peak that appears at the rising edge of the trigger signal, and the impulse is generated with a high-frequency component at the rising edge of the trigger signal. By doing so, the generation of a wide-band impulse is realized.

本実施形態では、入出力処理部３５２から高周波成分を増大させたトリガ信号を出力させるようにすることで、トリガ信号の立ち上がり時の高周波成分でインパルスを出力させるように構成したことから、本実施形態の超広帯域無線通信装置の構成を簡略にすることができる。また、閾値設定部３５３で設定する閾値を調整するだけで、生成するインパルスのパルス幅をある程度調整することができる。   In the present embodiment, since the input / output processing unit 352 outputs a trigger signal with an increased high frequency component, an impulse is output with the high frequency component at the rising edge of the trigger signal. The configuration of the ultra-wideband wireless communication apparatus can be simplified. Further, the pulse width of the generated impulse can be adjusted to some extent by simply adjusting the threshold value set by the threshold value setting unit 353.

本発明の第４の実施形態にかかる超広帯域無線通信装置を以下に説明する。第４の実施形態でも、送信信号に用いるインパルスを第１の実施形態から第３の実施形態のいずれとも異なる生成方法で実現している。本実施形態の演算制御部４１１及び送信信号生成部４２１の構成を、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施形態の演算制御部４１１及び送信信号生成部４２１の構成を示すブロック図である。   An ultra-wideband wireless communication apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described below. Also in the fourth embodiment, the impulse used for the transmission signal is realized by a generation method different from any of the first to third embodiments. The configurations of the arithmetic control unit 411 and the transmission signal generation unit 421 of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a block diagram illustrating the configuration of the calculation control unit 411 and the transmission signal generation unit 421 of the present embodiment.

演算制御部４１１では、データ入出力部１０１から送信データを入力すると、これを入出力処理部４５１でパラレルデータに変換したのち、このパラレルデータを入出力処理部４５２に供給している。この際に、８Ｂ１０Ｂなどの処理を行っても良い。また、演算制御部４１１には記憶部４５３が備えられており、送信データと同じビット数だけ’１’と’０’とを順次配列した第１固定値と、同じく’０’と’１’とを順次配列した第２固定値が記憶されている。   In the arithmetic control unit 411, when transmission data is input from the data input / output unit 101, the input / output processing unit 451 converts the transmission data into parallel data, and then supplies the parallel data to the input / output processing unit 452. At this time, processing such as 8B10B may be performed. In addition, the arithmetic control unit 411 includes a storage unit 453, which is the same as the first fixed value in which “1” and “0” are sequentially arranged by the same number of bits as the transmission data, and similarly “0” and “1”. Are stored in a second fixed value.

演算制御部４１１の出力側には、入出力処理部４５２に加えて入出力処理部４５４、４５５が設けられており、入出力処理部４５４には記憶部４５３から第１固定値が、また入出力処理部４５５には記憶部４５３から第２固定値がそれぞれ入力される。入出力処理部４５４、４５５のそれぞれの出力を、コンパレータ４５７、４５８にそれぞれ入力し、閾値設定部４５７ａ、４５８ａに設定された閾値と比較することで、各コンパレータから１ビットおきにインパルスを発生させている。ここでは、本発明の第３の実施形態を用いてインパルスを生成しているが、第１および第２の実施形態を利用してインパルスを生成することも出来る。また、コンパレータ４５７と４５８とから出力されるインパルスを併せると、１ビット毎にインパルスが発生していることになる。   In addition to the input / output processing unit 452, input / output processing units 454 and 455 are provided on the output side of the arithmetic control unit 411. The input / output processing unit 454 receives the first fixed value from the storage unit 453 again. The output processing unit 455 receives the second fixed value from the storage unit 453. The outputs of the input / output processing units 454 and 455 are input to the comparators 457 and 458, respectively, and compared with the threshold values set in the threshold value setting units 457a and 458a, so that impulses are generated from each comparator every other bit. ing. Here, the impulse is generated using the third embodiment of the present invention, but the impulse can also be generated using the first and second embodiments. In addition, when the impulses output from the comparators 457 and 458 are combined, an impulse is generated for each bit.

入出力処理部４５２からの図１２に示されるビット列、及びコンパレータ４５７、４５８からの出力を合波器４５９に入力して加算することにより、合波器４５９からの出力は図１３のようになる。すなわち、コンパレータ４５７と４５８とで生成された１ビット毎のインパルスの大きさが、入出力処理部４５２から’１’に相当するトリガが出力されているときにはさらに増大される。閾値設定部４５６ａに設定する閾値を図１３に示す閾値３２とすることにより、送信データに相当するインパルス列がコンパレータ４５６から出力されるようにすることができる。   The bit string shown in FIG. 12 from the input / output processing unit 452 and the outputs from the comparators 457 and 458 are input to the multiplexer 459 and added, whereby the output from the multiplexer 459 is as shown in FIG. . That is, the magnitude of the 1-bit impulse generated by the comparators 457 and 458 is further increased when a trigger corresponding to “1” is output from the input / output processing unit 452. By setting the threshold value set in the threshold value setting unit 456 a to the threshold value 32 shown in FIG. 13, an impulse train corresponding to transmission data can be output from the comparator 456.

上記の通り本発明によれば、１０ＧＨｚ程度の超広帯域を利用したインパルスを簡易な構成で生成することで、数Ｇｂｐｓ程度の短距離高速通信を低価格で実現できる超広帯域無線通信装置を提供することが可能となる。本発明では、トリガ信号の立ち上がりを利用してインパルスを生成し、これを送信信号に用いている。また、超広帯域化により電力スペクトル密度を低減することで、他システムへの干渉を低減した近距離高速通信を容易に実現することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an ultra-wideband wireless communication apparatus that can realize short-range high-speed communication of about several Gbps at a low price by generating an impulse using an ultra-wideband of about 10 GHz with a simple configuration. It becomes possible. In the present invention, an impulse is generated by using the rising edge of the trigger signal, and this is used as a transmission signal. In addition, by reducing the power spectral density by increasing the bandwidth, it is possible to easily realize short-distance high-speed communication with reduced interference with other systems.

なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る超広帯域無線通信装置の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における超広帯域無線通信装置の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   Note that the description in the present embodiment shows an example of the ultra-wideband wireless communication apparatus according to the present invention, and the present invention is not limited to this. The detailed configuration, detailed operation, and the like of the ultra-wideband wireless communication device in the present embodiment can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

１００ 超広帯域無線通信装置
１０１ データ入出力部
１１０ 通信データ処理部
１１１、２１１、３１１、４１１ 演算制御部
１１２ 受信データ判定部
１２０ 信号生成部
１２１、２２１、３２１、４２１ 送信信号生成部
１２２、１４２ ＢＰＦ
１２３、１４１ 増幅器
１３１ 送信アンテナ
１３２ 受信アンテナ
１４０ 受信信号処理部
１４３ 検波部
１５１、１５２、１５３、１６３、１６５、２５１、２５２、３５１、３５２，４５１、４５２、４５４、４５５ 入出力処理部
１６４ ８Ｂ１０Ｂ変換部
１５４、２５３ バイアス手段
１５５、１６１、２５５、３５４、４５６、４５７、４５８ コンパレータ
１６２、３５３ 閾値設定部
４５３ 記憶部
２５４ 遅延回路
４５９ 合波器
100 Ultra Wideband Wireless Communication Device 101 Data Input / Output Unit 110 Communication Data Processing Units 111, 211, 311 and 411 Operation Control Unit 112 Received Data Determination Unit 120 Signal Generation Units 121, 221, 321 and 421 Transmission Signal Generation Units 122 and 142 BPF
123, 141 Amplifier 131 Transmit antenna 132 Receive antenna 140 Received signal processor 143 Detector 151, 152, 153, 163, 165, 251, 252, 351, 352, 451, 452, 454, 455 Input / output processor 164 8B10B conversion 154, 253 Biasing means 155, 161, 255, 354, 456, 457, 458 Comparator 162, 353 Threshold setting unit 453 Storage unit 254 Delay circuit 459 Multiplexer

Claims (3)

所定ビット数からなる送信データのビット値に対応してトリガ信号を出力する演算制御部と、前記演算制御部から前記トリガ信号を入力して送信信号を生成する送信信号生成部と、前記送信信号を送信する送信アンテナと、所定の受信波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナで受信した前記受信波を入力して所定の受信信号を検波する受信信号処理部と、前記受信信号処理部からの信号を入力して受信データを判定する受信データ判定部とを備えた超広帯域無線通信装置であって、
前記演算制御部は、前記送信データに従って前記トリガ信号を高周波成分を増大させて出力する入出力処理部を備え、
前記送信信号生成部は、前記入出力処理部から前記トリガ信号を入力し所定の閾値と比較して前記トリガ信号が前記閾値より大きいときに前記送信信号として超広帯域インパルス信号を出力するコンパレータと、前記閾値を設定する閾値設定部とを備え、
前記閾値設定部は、前記超広帯域インパルス信号が所定時間だけ出力されるように前記閾値を設定している
ことを特徴とする超広帯域無線通信装置。 A calculation control unit that outputs a trigger signal corresponding to a bit value of transmission data having a predetermined number of bits, a transmission signal generation unit that receives the trigger signal from the calculation control unit and generates a transmission signal, and the transmission signal A transmission antenna that transmits a predetermined reception wave, a reception antenna that receives a predetermined reception wave, a reception signal processing unit that receives the reception wave received by the reception antenna and detects a predetermined reception signal, and a reception signal processing unit An ultra-wideband wireless communication apparatus comprising a received data determination unit that receives received signals and determines received data,
The arithmetic control unit includes an input / output processing unit that increases the high-frequency component and outputs the trigger signal according to the transmission data,
The transmission signal generation unit is configured to input the trigger signal from the input / output processing unit, and compare the output signal with a predetermined threshold value to output an ultra-wideband impulse signal as the transmission signal when the trigger signal is greater than the threshold value; A threshold setting unit for setting the threshold,
The ultra-wideband wireless communication apparatus , wherein the threshold setting unit sets the threshold so that the ultra-wideband impulse signal is output for a predetermined time . 前記入出力処理部はシリアライザ・デシリアライザを用いて構成されており、前記シリアライザ・デシリアライザのプリエンファシス手段を用いて前記トリガ信号の高周波成分が増大される
ことを特徴とする請求項１に記載の超広帯域無線通信装置。 The super input / output processing unit is configured using a serializer / deserializer, and the high frequency component of the trigger signal is increased using pre-emphasis means of the serializer / deserializer. Broadband wireless communication device. 前記超広帯域インパルス信号は、１ＧＨｚを超える広帯域を有している
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超広帯域無線通信装置。 The ultra-wideband wireless communication apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the ultra-wideband impulse signal has a wideband exceeding 1 GHz.
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