JP2011029963A

JP2011029963A - 受信装置

Info

Publication number: JP2011029963A
Application number: JP2009173961A
Authority: JP
Inventors: Shigemi Kurashima; 茂美倉島; Masahiro Yanagi; 政宏柳; Takashi Arita; 隆有田; Takahiro Maeno; 隆宏前野
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Fujitsu Component Ltd
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2029-07-27
Also published as: JP5234658B2

Abstract

【課題】ＵＷＢ通信によるインパルス信号と他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる受信装置を提供する。
【解決手段】本発明の受信装置１００は、ＵＷＢ通信によるインパルス信号を含む信号を受信する受信装置であって、受信した信号の振幅が第１の値Ｖｌから第２の値Ｖｈへ変化する時間が所定の時間Δｔ以下である場合に、信号がインパルス信号であると判定して、受信した信号の振幅が第１の値Ｖｌから第２の値Ｖｈへ変化する時間が所定の時間Δｔより大きい場合に、信号がインパルス信号以外の信号であると判定する判定手段と、判定手段が信号はインパルス信号であると判定する場合に、信号を受信して、判定手段が信号はインパルス信号以外の信号であると判定する場合に、信号を受信しない受信手段と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、受信装置に関する。

従来から、携帯電話、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等のように連続的な搬送波を変調して通信する無線通信よりも低消費電力かつ低コストを実現するウルトラワイドバンド（UWB;Ultra Wide Band）無線通信方式が知られている。

ＵＷＢ無線通信は、携帯電話のように連続的な搬送波を使用せずに、インパルス信号を離散的に送受信して通信する無線通信方式である。インパルス信号の周波数スペクトルは広帯域に分布するので、ウルトラワイドバンド・インパルスラジオ（UWB-IR;Ultra Wide Band Impulse Radio）通信と呼ばれて、低消費電力のセンサネットワークシステムに採用可能な無線通信方式として注目を浴びている。

ＵＷＢ−ＩＲ無線通信方式では、例えばインパルス信号の時間幅が略２ナノ秒で、インパルス信号とインパルス信号との間隔が略３０ナノ秒である。その結果、離散的に送信されたインパルス信号の周波数スペクトラムは、広帯域に分布する。そのため、ＵＷＢ−ＩＲ無線通信方式の受信装置は広い周波数帯域での動作が必要とされる。

例えば、特許文献１には、インパルス信号を受信する受信装置であって、妨害信号を減衰する低域通過フィルタに能動フィルタを使用し、中遠距離通信にも対応するための可変利得減衰器を採用する受信装置が開示されている。これによれば、増加する消費電力を補償することができる。

特開２００８−７２４０５号公報

ＵＷＢ−ＩＲ無線通信方式の受信装置は広い周波数帯域での動作が必要とされるため、同じ周波数帯域内の他の方式の電波からの干渉を受けやすい。そのため、ＵＷＢ−ＩＲ無線通信方式の受信装置は、インパルス信号と、他の通信方式の信号とをいずれも検出して、受信してしまうおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ＵＷＢ通信によるインパルス信号と他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる受信装置を提供することを目的とする。

本発明は、ＵＷＢ通信によるインパルス信号を含む信号を受信する受信装置であって、受信した前記信号の振幅が第１の値から第２の値へ変化する時間が所定の時間以下である場合に、前記信号が前記インパルス信号であると判定して、前記時間が所定の時間より大きい場合に、前記信号が前記インパルス信号以外の信号であると判定する判定手段と、前記判定手段が前記信号は前記インパルス信号であると判定する場合に、前記信号を受信して、前記判定手段が前記信号は前記インパルス信号以外の信号であると判定する場合に、前記信号を受信しない受信手段と、を有することを特徴とする受信装置である。

これにより、ＵＷＢ通信によるインパルス信号と他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる。よって、他の通信方式の信号の干渉を軽減して、ＵＷＢ通信によるインパルス信号の受信の精度を向上させることができる。

上記構成において、前記振幅が前記第１の値となる第１の時刻を検知する第１検知手段と、前記振幅が前記第２の値となる第２の時刻を検知する第２検知手段と、を有し、前記判定手段は、前記第１の時刻から前記第２の時刻までの時間が所定の時間以下である場合に、前記信号が前記インパルス信号であると判定して、前記時間が所定の時間より大きい場合に、前記信号が前記インパルス信号以外の信号であると判定する構成とすることができる。これにより、ＵＷＢ通信によるインパルス信号と他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる。

上記構成において、前記第１の値は、前記信号に含まれるノイズの振幅の最大値より大きいことを特徴とする構成とすることができる。これにより、ノイズの受信を防ぐことができる。

上記構成において、前記判定手段は、前記時間が所定の時間より大きい、又は、前記振幅の最大値が前記第２の値より小さい場合に、前記信号が前記インパルス信号以外の信号であると判定する構成とすることができる。これにより、振幅が第２の値より小さい信号をインパルス信号以外の信号と判定することができるため、ＵＷＢ通信によるインパルス信号の受信の精度をさらに向上させることができる。

本発明は、ＵＷＢ通信によるインパルス信号を含む信号を受信する受信装置であって、受信した前記信号の振幅が第１の値から第２の値へ変化する時間が複数の異なる所定の時間のうちいずれかの時間以下である場合に、前記信号が前記インパルス信号であると判定して、前記時間が前記いずれかの時間より大きい場合に、前記信号が前記インパルス信号以外の信号であると判定した結果をそれぞれ出力する複数の第１判定手段と、前記複数の第１判定手段の出力する結果に基づいて、前記信号が前記インパルス信号であるか否かを判定する第２判定手段と、前記第２判定手段が前記信号は前記インパルス信号であると判定する場合に、前記信号を受信して、前記第２判定手段が前記信号は前記インパルス信号以外の信号であると判定する場合に前記信号を受信しない受信手段と、を有することを特徴とする受信装置である。これにより、ＵＷＢ通信によるインパルス信号と他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる。また、判定に用いる所定の時間を調節することができる。

上記構成において、前記第１検知手段及び前記第２検知手段は、前記振幅を調節する減衰器と、前記減衰器の出力を検波する検波素子と、前記検波素子の出力と所定の値とを比較する比較器と、を有する構成とすることができる。

本構成によれば、ＵＷＢ通信によるインパルス信号と他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる。

図１は、受信装置の構成を示す図である。図２は、受信装置が受信する信号の例を示す図である。図３（ａ）はインパルス信号の波形を示す図であって、図３（ｂ）は図３（ａ）のインパルス信号の振幅をＡＴＴ４４により減衰した信号を表す図であって、図３（ｃ）は図３（ａ）のインパルス信号の振幅をＡＴＴ２４により減衰した信号を表す図であって、図３（ｄ）はＣＭＰ５０の出力信号を示す図であって、図３（ｅ）はＣＭＰ３０の出力信号を示す図である。図４は、インパルス信号判定部の構成を示す図である。図５は、インパルス信号判定部の動作のタイミング図である。図６は、インパルス信号以外の信号の波形を示す図である。図７は、インパルス信号判定部の動作のタイミング図である。図８は、インパルス信号以外の信号の波形を示す図である。図９は、インパルス信号判定部の動作のタイミング図である。図１０は、インパルス信号判定部の構成を示す図である。図１１は、第１検知部及び第２検知部の構成のその他の例を示す図である。図１２は、第１検知部及び第２検知部の構成のその他の例を示す図である。図１３は、第１検知部及び第２検知部の構成のその他の例を示す図である。図１４は、第１検知部及び第２検知部の構成のその他の例を示す図である。図１５は、判定部の構成のその他の例を示す図である。

以下に、図面を用いて、本発明の実施例について詳細に説明する。

図１を参照して、実施例１に係る受信装置１００の構成を説明する。図１は受信装置１００の構成を示す図である。受信装置１００は、ＵＷＢ通信によるインパルス信号を含む信号を受信する。

図１のように、受信装置１００は、アンテナ１０、低雑音増幅回路（以下、ＬＮＡと記す）１４、第１検知部２０、第２検知部４０、インパルス信号判定部６０、及び、受信部７０を有する。アンテナ１０とＬＮＡ１４は端子１２を介して接続される。ＬＮＡ１４と第１検知部２０及び第２検知部４０とはそれぞれ端子２２及び４２を介して接続される。第１検知部２０及び第２検知部４０とインパルス信号判定部６０とはそれぞれ端子３２及び５２を介して接続される。インパルス信号判定部６０と受信部７０とは端子６６を介して接続される。第１検知部２０及び第２検知部４０は、それぞれ、固定減衰器（以下、ＡＴＴと記す）２４及び４４、検波素子２６及び４６、比較器（以下、ＣＭＰと記す）３０及び５０を有する。インパルス信号判定部６０は、遅延部６２及び判定部６４を有する。

受信装置１００の信号の受信時の動作を説明する。受信装置１００はアンテナ１０により信号を電波として受信して、電気信号に変換する。ＬＮＡ１４は受信した信号を増幅する。増幅された信号は、第１検知部２０、第２検知部４０及び検波素子１１にそれぞれ入力される。

第１検知部２０及び第２検知部４０において、ＡＴＴ２４及び４４は信号の振幅をそれぞれ減衰させる。検波素子２６及び４６は、減衰された信号をそれぞれ検波する。ＣＭＰ３０及び５０は、それぞれ検波された信号の振幅とリファレンス値Ｒｅｆとを比較する。ＣＭＰ３０及び５０は、信号の振幅がリファレンス値Ｒｅｆより大きい場合にＨｉｇｈ（以下、Ｈと記す）となるＨ信号、信号の振幅がリファレンス値Ｒｅｆ以下である場合にＬｏｗ（以下、Ｌと記す）となるＬ信号を出力する。出力されたＨ又はＬ信号である２値信号は、それぞれインパルス信号判定部６０に入力される。

インパルス信号判定部６０において、遅延部６２は第２検知部４０が出力した２値信号を時間Δｔだけ遅延させる。判定部６４は、第１検知部２０が出力した２値信号と、第２検知部が出力した２値信号をΔｔだけ遅延させた信号とを比較して、受信した信号がインパルス信号であるか否かを判定して、受信した信号がインパルス信号である場合にＨ信号、受信した信号がインパルス信号である場合にＬ信号となる判定信号を出力する。受信部７０は、判定信号がＨである場合に、検波素子１１により検波された信号を受信して、判定信号がＬである場合に、検波素子１１により検波された信号を受信しない。受信部７０は、受信したインパルス信号を増幅して復調を行う。

図２を参照して、受信した信号がインパルス信号であるか否かを判定する原理を説明する。図２は、受信装置１００が受信する信号の例を４つ示す図である。図２において、４つの信号２００、２０２、２０４及び２０６の時刻ｔｌにおける振幅がＶｌとなるように、信号２００、２０２、２０４及び２０６を重ねて示している。信号２００は時刻ｔｈにおいて振幅がＶｈとなる。振幅Ｖｌは、ノイズの振幅の最大値より大きくなるように設定される。振幅Ｖｈは、Ｖｌより大きく、インパルス信号の振幅の最大値より小さい範囲で設定される。時刻ｔｌから時刻ｔｈまでの時間がΔｔである。判定部６４は、Δｔを閾値として用いて、振幅がＶｌとなる時刻から振幅がＶｈとなる時刻までの時間がΔｔ以下である場合に、信号がインパルス信号であると判定する。振幅がＶｌとなる時刻から振幅がＶｈとなる時刻までの時間がΔｔより大きい場合、又は、信号の振幅の最大値がＶｈより小さい場合に、信号がインパルス信号以外の信号であると判定する。

例えば、信号２０２は時刻ｔ１において振幅Ｖｈとなる。判定部６４は、時刻ｔｌから時刻ｔ１までの時間ΔＴ１がΔｔ以下であるため、信号２０２がインパルス信号であると判定する。信号２０４は、時刻ｔ２において振幅がＶｈとなる。判定部６４は、時刻ｔｌから時刻ｔ２までの時間ΔＴ２がΔｔより大きいため、信号２０４がインパルス信号以外の信号であると判定する。信号２０６は、振幅の最大値がＶｈより小さい。よって、判定部６４は、信号２０６がインパルス信号以外の信号であると判定する。このように、判定部６４は、信号２０２のように、Δｔの間に振幅がＶｌからＶｈまで急峻に変化する信号をインパルス信号と判定する。一方、信号２０４のように、Δｔの間に振幅がＶｌからＶｈまで緩やかに変化する信号や、信号２０６のように、振幅の最大値がＶｈに満たない信号をインパルス信号以外の信号と判定する。例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式の信号は、信号２０４及び２０６のように変化する。よって、受信装置１００は、ＵＷＢ通信によるインパルス信号とＯＦＤＭ方式等の他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる。

図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）及び図３（ｅ）を参照して、インパルス信号に対する第１検知部２０及び第２検知部４０の処理を説明する。図３（ａ）は、図１の端子２２及び４２におけるインパルス信号の波形を示す図である。図３（ａ）のように、インパルス信号は、時刻Ｔ１に立ち上がり、時刻Ｔ６に立ち下がる。振幅がＶｌとなる時刻はＴ２及びＴ５である。振幅がＶｈとなる時刻はＴ３及びＴ４である。

図３（ｂ）は、図３（ａ）のインパルス信号の振幅をＡＴＴ４４により減衰した信号とＣＭＰ５０のリファレンス値Ｒｅｆとの関係を表す図である。図３（ｄ）はＣＭＰ５０の出力信号を示す図である。図３（ｂ）のように、リファレンス値Ｒｅｆは、リファレンス値ＲｅｆとＡＴＴ４４により減衰されたインパルス信号の振幅とが一致する時刻がＴ２及びＴ５となるように設定されている。図３（ｂ）の信号を入力とするＣＭＰ５０の出力は、図３（ｄ）のように時刻Ｔ２からＴ５までＨとなる信号となる。

図３（ｃ）は、図３（ａ）のインパルス信号の振幅をＡＴＴ２４により減衰した信号とＣＭＰ３０のリファレンス値Ｒｅｆとの関係を表す図である。図３（ｅ）はＣＭＰ５０の出力信号を示す図である。図３（ｃ）のように、リファレンス値Ｒｅｆは、リファレンス値ＲｅｆとＡＴＴ２４により減衰されたインパルス信号の振幅とが一致する時刻がＴ２及びＴ５となるように設定されている。図３（ｃ）の信号を入力とするＣＭＰ３０の出力は、図３（ｅ）のように時刻Ｔ３からＴ４までＨとなる信号となる。

図４を参照して、図１のインパルス信号判定部６０の構成の一例を説明する。図４は、図１のインパルス信号判定部６０の構成の一例を示す図である。図１に示す構成と同一の構成には同一の符号を付している。遅延部６２は、複数段のバッファ１５０、ＮＡＮＤゲート１５２及びＡＮＤゲート１５４を有する。判定部６４は、ＡＮＤゲート１５６、リセットセットフリップフロップ（以下、ＲＳ−ＦＦと記す）１５８、ディレイフリップフロップ（以下、Ｄ−ＦＦと記す）１６０及び１６２、並びに、クロック信号発生器１６３を有する。ＲＳ−ＦＦ１５８のＳ、Ｒ、及びＱで示す各端子は、それぞれセット信号、リセット信号、及び、出力信号の端子に対応する。ＲＳ−ＦＦ１５８は、セット信号がＨとなるときからリセット信号がＨとなるときまで出力信号をＨに維持する機能をもつ。Ｄ−ＦＦ１６０及び１６２のＤ、Ｃｌｋ及びＱで示す各端子は、それぞれ入力信号、クロック信号、及び、出力信号の端子に対応する。Ｄ−ＦＦ１６０及び１６２は、入力信号がＨのときにクロック信号がＨになると出力信号がＨとなり、次のクロック信号がＨとなるときまで出力信号をＨに維持する機能をもつ。すなわち、Ｄ−ＦＦ１６０及び１６２はそれぞれ入力信号を１クロック分遅延させた信号を出力する機能をもつ。

図５を参照して、図３（ａ）のようなインパルス信号を受信した場合のインパルス信号判定部６０の動作を説明する。図５はインパルス信号判定部６０の動作のタイミング図である。図５に示す各信号は、上から順に、端子５２の信号（以下、信号１と記す）、バッファ１５０の出力信号（以下、信号２と記す）、ＡＮＤゲート１５４の出力信号（以下、信号３と記す）、端子３２の信号（以下、信号４と記す）、ＲＳ−ＦＦ１５８のセット信号（以下、信号５と記す）、ＲＳ−ＦＦ１５８の出力信号（以下、信号６と記す）、クロック信号発生器１６３の出力するクロック信号（以下、信号７と記す）、端子６６の信号（以下、信号８と記す）である。

図５を参照して、遅延部６２の動作を説明する。信号１は、ＣＭＰ３０の出力信号に対応する。図３（ｄ）で説明したように、信号１は時刻Ｔ２からＴ５までＨとなる。信号１はバッファ１５０に入力される。バッファ１５０は入力された信号をΔｔ遅延させるように設定されている。バッファ１５０の出力信号は、信号２のようになる。信号１と信号２とを入力とするＮＡＮＤゲートの出力と、信号１と、がＡＮＤゲート１５４に入力される。ＡＮＤゲート１５４の出力は、信号３のように、Δｔの区間だけＨとなる。信号４は、ＣＭＰ５０の出力信号に対応する。図３（ｅ）で説明したように、信号４は時刻Ｔ３からＴ４までＨとなる。

図５を参照して、インパルス信号判定部６４の動作を説明する。信号３と信号４とはＡＮＤゲート１５６に入力される。ＡＮＤゲート１５６の出力信号は信号５のようになる。信号５は、ＲＳ−ＦＦ１５８のセット信号として入力される。図５より、信号３と信号４とが同時にＨとなる場合に、信号５はＨとなる。すなわち、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの時間ΔＴ１がΔｔ以下である場合に、信号５はＨとなる。ＲＳ−ＦＦ１５８の出力信号は信号６のようになる。信号６は、信号５がＨとなるときからリセット信号がＨとなるときまで、Ｈの状態が維持される。信号７はＤ−ＦＦ１６０及び１６２に入力されるクロック信号である。信号８はＤ−ＦＦ１６２の出力信号である。信号８は、Ｄ−ＦＦ１６０及び１６２により、信号６がＨになってから２クロックの遅延後にＨとなる。信号８はＲＳ−ＦＦ１５８のリセット信号である。よって、信号８がＨとなると、信号６はＬとなる。信号６がＬとなると、信号８はＬとなる。

図６を参照して、インパルス信号以外の信号の一例を説明する。図６は、図１の端子２２及び４２におけるインパルス信号以外の信号の波形を示す図である。図６のように、インパルス信号以外の信号は、時刻Ｔ７に立ち上がり、時刻Ｔ１２に立ち下がる。振幅がＶｌとなる時刻はＴ８及びＴ１１である。振幅がＶｈとなる時刻はＴ９及びＴ１０である。

図７を参照して、図６のようなインパルス信号以外の信号を受信した場合のインパルス信号判定部６０の動作を説明する。図７はインパルス信号判定部６０の動作のタイミング図である。図７に示す各信号は、図５と同様であるので、説明を省略する。以下、図５との違いを説明する。

図７を参照して、遅延部６２の動作を説明する。図７のように、信号１は時刻Ｔ８からＴ１１までＨとなる。信号１はバッファ１５０に入力される。バッファ１５０の出力信号である信号２は、信号１をΔｔ遅延させた信号である。信号１と信号２とを入力とするＮＡＮＤゲートの出力と、信号１と、がＡＮＤゲート１５４に入力される。ＡＮＤゲート１５４の出力は、信号３のように、Δｔの区間だけＨとなる。信号４は時刻Ｔ９からＴ１０までＨとなる。

図７を参照して、インパルス信号判定部６４の動作を説明する。信号３と信号４とはＡＮＤゲート１５６に入力される。ＡＮＤゲート１５６の出力信号は信号５のようになる。信号５は、ＲＳ−ＦＦ１５８のセット信号として入力される。図７より、信号３と信号４とは同時にＨとならないため、信号５は常時Ｌとなる。すなわち、時刻Ｔ８から時刻Ｔ９までの時間ΔＴ２がΔｔより大きい場合に、信号５はＬとなる。ＲＳ−ＦＦ１５８の出力信号は信号６のようになる。信号５及び６は常時Ｌであるため、信号８は常時Ｌとなる。

図８を参照して、図６とは異なるインパルス信号以外の信号の一例を説明する。図８は、図１の端子２２及び４２におけるインパルス信号以外の信号の波形を示す図である。図８のように、インパルス信号以外の信号の振幅がＶｌとなる時刻はＴ１３及びＴ１４である。インパルス信号の振幅の最大値はＶｈより小さい。

図９を参照して、図８のようなインパルス信号以外の信号を受信した場合のインパルス信号判定部６０の動作を説明する。図９はインパルス信号判定部６０の動作のタイミング図である。図９に示す各信号は、図５及び図７と同様であるので、説明を省略する。以下、図５及び図７との違いを説明する。

図８のインパルス信号の振幅の最大値はＶｈより小さいため、図９のように、信号４は常時Ｌとなる。信号４が常時Ｌのため、ＡＮＤゲート１５６の出力信号である信号５は常時Ｌとなる。したがって、図７と同様に、信号８は常時Ｌとなる。

実施例１において、ＵＷＢ通信によるインパルス信号を含む信号を受信する受信装置１００のインパルス信号判定部６０は、受信した信号の振幅が第１の値Ｖｌから第２の値Ｖｈへ変化する時間が所定の時間Δｔ以下である場合に、信号がインパルス信号であると判定して、受信した信号の振幅が第１の値Ｖｌから第２の値Ｖｈへ変化する時間が所定の時間Δｔより大きい場合に、信号がインパルス信号以外の信号であると判定する。受信部７０は、インパルス信号判定部６０が、信号がインパルス信号であると判定する場合に信号を受信して、信号がインパルス信号以外の信号であると判定する場合に信号を受信しない。これにより、ＵＷＢ通信によるインパルス信号とＯＦＤＭ方式等の他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる。よって、他の通信方式の信号の干渉を軽減して、ＵＷＢ通信によるインパルス信号の受信の精度を向上させることができる。

実施例１の図５において、第１検知部２０は振幅が第１の値Ｖｈとなる第１の時刻Ｔ３を検知する例を説明した。第２検知部４０は振幅が第２の値Ｖｌとなる第２の時刻Ｔ２を検知する例を説明した。インパルス信号判定部６０は、第１の時刻Ｔ３から第２の時刻Ｔ２までの時間が所定の時間Δｔ以下である場合に、信号がインパルス信号であると判定する例を説明した。実施例１の図７において、第１検知部２０は振幅が第１の値Ｖｈとなる第１の時刻Ｔ９を検知する例を説明した。第２検知部４０は振幅が第２の値Ｖｌとなる第２の時刻Ｔ８を検知する例を説明した。インパルス信号判定部６０は、第１の時刻Ｔ９から第２の時刻Ｔ８までの時間が所定の時間Δｔより大きい場合に、信号がインパルス信号以外の信号であると判定する例を説明した。これにより、ＵＷＢ通信によるインパルス信号と他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる。

実施例１において、第１の値Ｖｌは、信号に含まれるノイズの振幅の最大値より大きいとする例を説明した。これにより、ノイズの受信を防ぐことができる。

実施例１の図９において、図８のように信号の振幅の最大値が第２の値Ｖｈより小さい場合に、その信号がインパルス信号以外の信号であると判定する例を説明した。これにより、振幅が第２の値Ｖｈより小さい信号をインパルス信号以外の信号と判定することができるため、ＵＷＢ通信によるインパルス信号の受信の精度をさらに向上させることができる。

実施例２に係る受信装置は、図４に示すインパルス信号判定部６０の代わりに、インパルス信号判定部６１を有する点が異なる。図１０を参照して、インパルス信号判定部６１の構成を説明する。図１０はインパルス信号判定部６１の構成を示す図である。

図１０のように、インパルス信号判定部６１は、ｎ個の遅延部と、ｎ個の判定部と、比較部１８４と、レジスタ１８６と、を有する。ｎは２以上の整数であり、Δｔに対応する。図１０では、１、２及びｎ番目の遅延部１７０、１７４及び１７８、並びに、判定部１９０、１９２及び１９４を示している。

遅延部１７０、１７４及び１７８は、それぞれ１段、２段、及び、ｎ段のバッファを有する。１段のバッファによる遅延時間をΔｔすると、ｎ個の遅延部の各遅延時間は、ΔｔからΔｔ×ｎまでの離散的に変化した値となる。その他の構成は、図４の遅延部６２と同様である。

判定部１９０、１９２及び１９４の構成は、図４の判定部６４の構成と同様である。判定部１９０、１９２及び１９４は、それぞれ、第１検知部２０が出力した信号と、第２検知部４０が出力した信号をΔｔからΔｔ×ｎまでの各値だけ遅延させた信号と、を比較する。判定部１９０、１９２及び１９４は、信号を受信した信号がインパルス信号であるか否かを判定して、受信した信号がインパルス信号である場合にＨ信号、受信した信号がインパルス信号である場合にＬ信号となる判定信号をそれぞれ出力する。

比較部１８４は、判定部１９０、１９２及び１９４が出力したｎ個の判定信号に基づく値と、レジスタ１８６に設定された値と、を比較する。ｎ個の判定信号に基づく値とは、例えば、ｎビットの値であって、各ビットと各判定信号とが対応する。各判定信号がＨ又はＬの場合に各ビットは１又は０となる。判定部１９０の判定信号が最上位ビット（MSB;Most Significant Bit）、判定部１９４の判定信号が最下位ビット（LSB;Least Significant Bit）となるようにする。比較部１８４は、ｎ個の判定信号に基づく値がレジスタ１８６に設定された値より大きい場合に、受信した信号がインパルス信号であると判定する。図１０のような構成にして、レジスタ１８６に設定された値を調節することにより、第２検知部４０が出力した信号の遅延時間を調節することができる。

例えば、ｎ＝３として、３個の判定信号に基づく値は、３ビットの値であって、各ビットと各判定信号とが対応し、各判定信号がＨ又はＬの場合に各ビットは１又は０となり、判定部１９０の判定信号がＭＳＢ、判定部１９４の判定信号がＬＳＢであるとする。レジスタ１８６に設定された値が２進数の１１０であるとする。この場合、比較部１８４は、３個の判定信号に基づく値が、２進数の１１０より大きい１１１となる場合に、受信した信号がインパルス信号であると判定する。すなわち、判定部１９０、１９２及び１９４がいずれもＨを出力した場合に、受信した信号がインパルス信号であると判定する。

実施例２において、ＵＷＢ通信によるインパルス信号を含む信号を受信する受信装置の判定部１９０、１９２及び１９４は、受信した信号の振幅が第１の値Ｖｌから第２の値Ｖｈへ変化する時間が、複数の遅延部１７０、１７４及び１７８により設定される複数の異なる所定の時間ΔｔからΔｔ×ｎのうちいずれかの時間以下である場合に、信号がインパルス信号であると判定して、信号の振幅が第１の値Ｖｌから第２の値Ｖｈへ変化する時間がいずれかの時間より大きい場合に、信号がインパルス信号以外の信号であると判定した結果をそれぞれ出力する。比較部１８４は、判定部１９０、１９２及び１９４の出力する結果に基づいて、信号がインパルス信号であるか否かを判定する。受信部７０は、比較部１８４が、信号がインパルス信号であると判定する場合に信号を受信して、信号がインパルス信号以外の信号であると判定する場合に信号を受信しない。これにより、ＵＷＢ通信によるインパルス信号と他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる。レジスタ１８６に設定された値を調節することにより、第２検知部４０が出力した信号の遅延時間を調節することができる。

実施例１及び２において、第１検知部２０及び第２検知部４０は、ＡＴＴ２４及び４４と、検波素子２６及び４６と、ＣＭＰ３０及び５０と、を有する例を説明した。図１１、図１２、図１３及び図１４を参照して、第１検知部２０及び第２検知部４０の構成のその他の例を説明する。図１１、図１２、図１３及び図１４は、第１検知部２０及び第２検知部４０の構成のその他の例を示す図である。図１１のように、第１検知手段８０及び第２検知手段８４は、ＡＴＴ２４及び４４の代わりに、可変減衰器８２及び８６を用いている。可変減衰器８２及び８６の調節により、信号の減衰量を調節することができる。よって、振幅Ｖｈ、Ｖｌとなる時刻を調節することができる。図１２のように、第１検知手段９０及び第２検知手段９４は、ＡＴＴ２４及び４４の代わりに、増幅器（以下、ＡＭＰと記す）９２及び９６を用いている。ＡＭＰ９２及び９６のゲインの調節により、信号のゲインを調節することができる。よって、振幅Ｖｈ、Ｖｌとなる時刻を調節することができる。図１３のように、第１検知手段１１０及び第２検知手段１１６は、ＡＴＴ２４及び４４と検波素子２６及び４６との代わりに、ＣＭＰ１１２及び１１８とワンショットパルス発生器１１４及び１２０とを用いている。ＣＭＰ１１２及び１１８のリファレンス値を変えることにより、振幅Ｖｈ、Ｖｌを調節して、振幅Ｖｈ、Ｖｌとなる時刻を調節することができる。ワンショットパルス発生器１１４及び１２０並びにＣＭＰ３０及び５０により、インパルス信号よりも信号を延長して、インパルス信号判定部６０の動作を確実にすることができる。図１４のように、第１検知手段１３０及び第２検知手段１３８は、検波素子２６及び４６の閾値電圧を調節するためのバイアス１３６及び１４６を有している。検波素子２６及び４６のバイアス電流の大きさを変えることにより、振幅Ｖｈ、Ｖｌを調節して、振幅Ｖｈ、Ｖｌとなる時刻を調節することができる。検波素子１１、２６及び４６として、トンネルダイオード、ショットキーダイオード等を用いてもよい。

実施例１及び２において、ＲＳ−ＦＦ１５８の出力信号をＤ−ＦＦ１６０及び１６２を用いて遅延させる構成の例を説明した。Ｄ−ＦＦ１６０及び１６２を用いる代わりに、図１５のように、遅延回路（以下、Ｄｅｌａｙと記す）１６６を用いてもよい。図１５は、図４のインパルス信号判定部６０の構成のその他の例である。図１５において、Ｄｅｌａｙ１６６以外の構成は図４と同様である。

実施例１及び２で説明した振幅Ｖｈ、Ｖｌは、それぞれ例えば約１００ｍＶ、約２０ｍＶである。時間Δｔは例えば約１ｎｓである。

実施例１及び２の受信装置を用いて、送受信装置、ＵＷＢセンサからのインパルス信号を検知することにより位置を検知する位置検知装置、ＵＷＢセンサを用いたＵＷＢセンサネットワークシステム等を構成してもよい。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

２０第１検知部
２４ＡＴＴ
２６検波素子
３０比較器
４０第２検知部
４４ＡＴＴ
４６検波素子
５０比較器
６０インパルス信号判定部
６２遅延部
６４判定部
７０受信部
１００受信装置

Claims

ＵＷＢ通信によるインパルス信号を含む信号を受信する受信装置であって、
受信した前記信号の振幅が第１の値から第２の値へ変化する時間が所定の時間以下である場合に、前記信号が前記インパルス信号であると判定して、前記時間が所定の時間より大きい場合に、前記信号が前記インパルス信号以外の信号であると判定する判定手段と、
前記判定手段が前記信号は前記インパルス信号であると判定する場合に、前記信号を受信して、前記判定手段が前記信号は前記インパルス信号以外の信号であると判定する場合に、前記信号を受信しない受信手段と、
を有することを特徴とする受信装置。
前記振幅が前記第１の値となる第１の時刻を検知する第１検知手段と、
前記振幅が前記第２の値となる第２の時刻を検知する第２検知手段と、
を有し、前記判定手段は、前記第１の時刻から前記第２の時刻までの時間が所定の時間以下である場合に、前記信号が前記インパルス信号であると判定して、前記時間が所定の時間より大きい場合に、前記信号が前記インパルス信号以外の信号であると判定することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
前記第１の値は、前記信号に含まれるノイズの振幅の最大値より大きいことを特徴とする請求項１又は２記載の受信装置。
前記判定手段は、前記時間が所定の時間より大きい、又は、前記振幅の最大値が前記第２の値より小さい場合に、前記信号が前記インパルス信号以外の信号であると判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の受信装置。
ＵＷＢ通信によるインパルス信号を含む信号を受信する受信装置であって、
受信した前記信号の振幅が第１の値から第２の値へ変化する時間が複数の異なる所定の時間のうちいずれかの時間以下である場合に、前記信号が前記インパルス信号であると判定して、前記時間が前記いずれかの時間より大きい場合に、前記信号が前記インパルス信号以外の信号であると判定した結果をそれぞれ出力する複数の第１判定手段と、
前記複数の第１判定手段の出力する結果に基づいて、前記信号が前記インパルス信号であるか否かを判定する第２判定手段と、
前記第２判定手段が前記信号は前記インパルス信号であると判定する場合に、前記信号を受信して、前記第２判定手段が前記信号は前記インパルス信号以外の信号であると判定する場合に前記信号を受信しない受信手段と、
を有することを特徴とする受信装置。
前記第１検知手段及び前記第２検知手段は、
前記振幅を調節する減衰器と、
前記減衰器の出力を検波する検波素子と、
前記検波素子の出力と所定の値とを比較する比較器と、
を有することを特徴とする請求項１から５のうちいずれか一項記載の受信装置。