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JP3666018B2 - Transmission device, reception device, transmission method, and reception method - Google Patents

Transmission device, reception device, transmission method, and reception method Download PDF

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JP3666018B2
JP3666018B2 JP2002115171A JP2002115171A JP3666018B2 JP 3666018 B2 JP3666018 B2 JP 3666018B2 JP 2002115171 A JP2002115171 A JP 2002115171A JP 2002115171 A JP2002115171 A JP 2002115171A JP 3666018 B2 JP3666018 B2 JP 3666018B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル無線通信システムにおいて使用される無線通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の携帯電話やページャなどの移動体通信機器の普及により、このような移動体通信機器の利用者が爆発的に増加している。一方で、無線通信に利用できる周波数資源には限りがあり、新たな無線通信システムの導入に際して、既存の無線システムが利用していない周波数帯域を割り当てることは、きわめて難しい状況になってきている。
【0003】
このような状況に対し、周波数資源を有効に利用できる新たな無線技術として、ウルトラワイドバンド(Ultra Wideband : UWB)伝送方式が近年注目を集めている。ウルトラワイドバンド伝送方式は、基本的には、非常に細かいパルス幅(例えば1ns(ナノセコンド)以下)のパルス列からなる信号を用いて、ベースバンド伝送を行うものである。また、その占有帯域幅は、占有帯域幅をその中心周波数(例えば1GHzから10GHz)で割った値がほぼ1となるようなGHzオーダーの帯域幅であり、所調W−CDMA方式やcdma2000方式、並びにSS(Spread Spectrum)やOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を用いた無線LANで使用される帯域幅に比べて、超広帯域なものとなっている。
【0004】
また、ウルトラワイドバンド伝送方式は、その低い信号電力密度の特性により、他の無線システムに対し干渉を与えにくい特徴を有しており、既存の無線システムが利用している周波数帯域にオーバーレイ可能な技術として期待されている。さらに広帯域であることからパーソナルエリアネットワーク(Personal Area Network : PAN)の用途で、100Mbpsレベルの超高速無線伝送技術として有望視されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ウルトラワイドバンド伝送方式に用いる変調方式としては、例えば特表平10−508725や米国特許6026125号に記載されている、パルスの生成タイミングを微妙に前後にずらした信号を用いて0/1情報を表すようにするパルス位置変調(Pu1se Position Modulation :PPM)がある。また、別の変調方式として、パルスの位相の変化で0/1情報を表すようにするバイフェーズ変調(Bi-phase Modulation)も提案されている。
【0006】
SS方式の一種であるDS(Direct Spread:直接拡散)方式は、送信側において情報信号にPN(Pseudo Noise:疑似雑音)符号と呼ばれるランダム符号系列を乗算することにより占有帯域を拡散して送信し、受信側において、受信した拡散情報信号にPN符号を乗算することにより逆拡散して情報信号を再生する。UWB伝送方式は、この情報信号の拡散率を極限まで大きくしたものである。UWB伝送方式によって拡散された信号は、各周波数領域においては雑音レベル以下の電力しか持たず、このためUWB伝送方式を用いた通信システムは他の方式の通信システムとの共存が比較的容易であるという利点を有する。
【0007】
図10にUWB方式を用いた伝送の例を示す。
入力された情報1001は拡散系列1002によって拡散される。UWB方式を用いるシステムによってはこの拡散系列の乗算が省かれる場合も存在する。 スペクトラム拡散された情報信号1003は、UWB方式におけるインパルス信号(ウェーブレットパルス)を用いて変調される(1004)。変調方式としては、PPM(Pulse Position Modulation)、位相変調、振幅変調等が考えられている。
【0008】
UWB方式において用いられるインパルス信号は非常に細かいパルスであるため、周波数スペクトル的には非常に広い帯域を使用することになる。これにより、入力された情報信号が、各周波数領域においては雑音レベル以下の電力しか持たないことになる。
受信信号1005は雑音に紛れているが、受信信号とインパルス信号との相関値を計算することによって検出することが可能である。さらに、多くのシステムにおいては信号の拡散が行われるため、送信情報1ビットに対して多くのインパルス信号が送信される。よって、インパルス信号の受信相関値1006をさらに拡散系列長分だけ積分する(1007)ことが可能であり、これによって送信信号の検出はさらに容易になる。
【0009】
図11にUWB方式を用いる無線通信端末の構成例を示す。無線端末1101は、送信のための要素1111〜1114と、受信のための要素1103〜1108、さらに送受信のタイミング制御部1109,RF部1102、中央制御装置1110から構成される。
送信においては、送信すべき情報に対して情報源符号化1114、通信路符号化1113が行われた後、送信バッファ1112に保存された後、パルス回路発生器1111に入力され、適切なタイミングにて送信される。
【0010】
また、受信においては、受信信号とUWBインパルス信号との相関値の計算が行われ(1103)、その出力は、伝送信号1ビット分のパルス数だけ積分される(1104)。その後積分値出力はA/D変換され(1105)、受信バッファに保存される(1106)。受信バッファに蓄えられた情報は通信路復号(1107)、情報源復号(1108)を経て復元される。
【0011】
また、RF部1102においては送受信切り替え、送受信フィルタ処理、信号増幅等が行われる。
【0012】
図12は、ウルトラワイドバンド伝送方式による受信装置のより詳細な構成を示すブロック図である。また、図13は、図12に示す受信装置のいわゆるDLL(Delay Lock Loop)の構成を持つタイミング同期回路の主要部1209における相関特性を示す図である。
【0013】
無線信号は、アンテナ1201で受信される。この受信信号は、バンドパスフィルタ1202で不要成分が除去された後に、乗算器1207,1213,1210に出力される。
【0014】
拡散符号生成器1204は、シンセサイザ1203の周波数で拡散符号系列をパルス発生器1205に出力する。パルス発生器1205では、パルスを発生させると共に、拡散符号生成器1204から出力された拡散符号系列をパルスに重畳して、遅延器1206,1212及び乗算器1210に出力する。
【0015】
遅延器1206では、拡散符号系列を重畳したパルスを1/2パルス幅遅延させて乗算器1207に出力する。また、遅延器1212では、拡散符号系列を重畳したパルスを1パルス幅遅延させて乗算器1213に出力する。
【0016】
したがって、乗算器1207では、送信データを復調するための、拡散符号系列を重畳したパルスが受信信号に乗算され、逆拡散処理が行われる。また、乗算器1210では、遅延器1206の出力より1/2パルス幅先行したタイミングで、拡散符号系列を重畳したパルスが受信信号に乗算され、逆拡散処理が行われる。また、乗算器1213では、遅延器1206の出力より1/2パルス幅遅延したタイミングで、拡散符号系列を重畳したパルスが受信信号に乗算され、逆拡散処理が行われる。
【0017】
乗算器1207の乗算結果は、積分器1208に出力され、積分器1208で積分されて受信データとして出力される。乗算器1210の乗算結果は、積分器1211に出力され、積分器1211で積分されて差分器1215に出力される(図13の1302)。乗算器1213の乗算結果は、積分器1214に出力され、積分器1214で積分されて差分器1215に出力される(図13の1301)。
【0018】
差分器1215では、積分器1211の出力と積分器1214の出力の差分(図13の1303:実線)をとり、その差分をループフィルタ1216に出力する。図13から分かるように、位相のずれ(横軸)に対して出力(縦軸)が線形に応答している。したがって、この差分についてループフィルタ1216でフィルタリングした出力(差分)をシンセサイザ1203にフィードバックする。
【0019】
シンセサイザ1203では、ループフィルタ1216の出力が正ならば拡散符号系列の発生位相を若干遅らせ、負ならば拡散符号系列の発生位相を若干進めるように制御する。これにより、ループフィルタ1216の出力(差分)がゼロになり、乗算器1207に供給される拡散符号系列を重畳したパルスと受信信号の位相が揃うことになり、逆拡散出力が最大となる。
【0020】
上述したパルス生成器を用いたウルトラワイドバンド伝送方式による装置においては、パルスが非常に細いためにパルス発生回路やパルス位置の検出回路が複雑になってしまう。また、パルスが非常に細かいため、パルス発生回路においてパルス幅を安定させることが難しく、スペクトル形状が安定しないという問題がある。
【0021】
また、拡散符号系列のチップクロックとパルスクロックとの間で同期をとる必要があり、また、DLLの構成を持つタイミング同期回路の主要部1209において用いられる遅延器1206及び遅延器1212の遅延量は、パルス幅Tpに基づいて値が決定され、図13中に実線で示すS字カーブもパルス幅同様に細いものとなるため、信号のない部分で不感帯(図13の網掛け部分1304)となるので、回路が複雑になるという問題がある。また、パルス信号であるために、送信信号が間欠的となり、瞬間送信電力が高くなるという問題もある。さらに、電波として放射したくない信号を多く発生させるので、それを除去する回路が複雑になるという問題もある。
【0022】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、回路が簡単であり、しかも細かいパルスに起因する問題が生じない無線通信装置を提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段として、本発明は以下の特徴を有する。
【0024】
本発明の第1の側面は、超広帯域信号を用いて通信を行うための送信装置又は送信方法であって、
GHzから10GHzまでの値をとる搬送波を固定的に分周することによりチップクロックを発生する手段又はステップと、
前記チップクロックを用いて所定のチップレートの拡散符号系列を生成する拡散符号生成手段又はステップと、
前記拡散符号系列により拡散変調された信号を前記チップクロックに同期した搬送波周波数を中心周波数とする送信信号に変換する変換手段又はステップと、
を具備することを特徴とする送信装置又は送信方法である。ここでチップクロックを発生する手段は、シンセサイザと分周器からなるが、シンセサイザの発信周波数そのまま(いわゆる1分周)であってもよい。
【0025】
また、本発明の第2の側面は、超広帯域信号を用いて通信を行うための送信装置又は送信方法であって、
周波数Tの発振信号を生成するシンセサイザ又はステップと、
前記発振信号を受け取り、GHzから10GHzまでの値をとる周波数T/mの搬送波を生成し、前記搬送波信号を固定的に分周して周波数T/nのチップクロック信号を生成する分周器又はステップと、
前記チップクロック信号を用いて拡散符号系列信号を生成する拡散符号生成器又はステップと、
ベースバンド信号と前記拡散符号系列信号とを受け取り、これらを乗算してスペクトラム拡散信号を生成する第1の乗算器又はステップと、
前記スペクトラム拡散信号と、前記周波数T/mの搬送波信号とを受け取り、これらを乗算することにより搬送波周波数を中心周波数とする送信信号を生成する第2の乗算器又はステップと、
を具備することを特徴とする送信装置又は送信方法である。ここで、分周器はシンセサイザからの発信信号を分周し、クロック信号及び搬送波信号を生成するが、シンセサイザの発信周波数そのまま(いわゆる1分周、n=1,m=1)であってもよい。
【0026】
また、本発明の第3の側面は、超広帯域信号を用いて通信を行うための受信装置又は受信方法であって、
GHzから10GHzまでの値をとる搬送波を固定的に分周することにより受信信号にタイミング同期したチップクロックを発生する手段又はステップと、
前記チップクロックを用いて所定のチップレートの拡散符号系列を生成する拡散符号生成手段又はステップと、
前記チップクロックに同期した搬送波周波数を中心周波数とする受信信号をベースバンド信号に変換する変換手段又はステップと、
前記拡散符号系列を用いて前記変換された受信信号に対して逆拡散処理を行う逆拡散手段又はステップと、
を具備することを特徴とする受信装置又は受信方法である。
【0027】
また、本発明の第4の側面は、超広帯域信号を用いて通信を行うための受信装置又は受信方法であって、
周波数Tの発振信号を生成するシンセサイザ又はステップと、
該シンセサイザから前記発振信号を受け取り、GHzから10GHzまでの値をとる周波数T/mの搬送波を生成し、前記搬送波信号を固定的に分周して周波数T/nのチップクロック信号を生成する分周器又はステップと、
前記チップクロック信号を用いて逆拡散符号系列信号を生成する拡散符号生成器又はステップと、
搬送波周波数を中心周波数とする受信信号を受け取り、受信信号と前記周波数T/mの再生搬送波信号とを乗算してベースバンド信号を生成する第1の乗算器又はステップと、
前記ベースバンド信号と逆拡散符号系列信号とを乗算して逆拡散信号を生成する第2の乗算器又はステップと、
を具備することを特徴とする受信装置又は受信方法である。
【0028】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、数GHzのチップレートを持つスペクトラム拡散信号をその数倍(有理数倍)の、チップクロックと同期した、キャリアで周波数変換して超広帯域送信信号とすることである。また、受信側ではチップクロックとキャリアを同期させ、チップクロックに同期させる回路(タイミング同期回路)でそのままキャリア同期を実現することである。
【0029】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0030】
図1は、本発明の実施の形態に係るスペクトラム拡散通信方式による無線通信装置(送信装置)の構成を示すブロック図である。また、図2は、図1に示す無線通信装置の各部における信号波形を示す図である。また、図3は、図1に示す無線通信装置におけるデータ系列の信号スペクトラムを示す図であり、図4は、図1に示す無線通信装置における拡散信号の信号スペクトラムを示す図であり、図5は、図1に示す無線通信装置におけるキャリアの信号スペクトラムを示す図であり、図6は、図1に示す無線通信装置における拡散信号により変調されたキャリアの信号スペクトラムを示す図である。
【0031】
図1に示す無線通信装置は、発振器であるシンセサイザ101と、シンセサイザ101の周波数を分割する分周器102と、分周された周波数で拡散符号系列を生成する拡散符号生成器103と、拡散符号系列と送信信号を乗算する乗算器104と、拡散信号でキャリアを変調する乗算器105と、不要成分を除去するバンドパスフィルタ106と、送信信号を送信するアンテナ107とを備えている。
【0032】
上記構成を有する無線通信装置の動作について説明する。
【0033】
分周器102は、シンセサイザ101の周波数を分割してチップクロックを拡散符号生成器103に出力する。ここでは、シンセサイザ101は、4GHzの周波数で発振し、キャリアSG102(図2(d))を乗算器105に出力する。また、分周器102では、シンセサイザ101で発振された4GHzの周波数を1/2に分割(すなわち、2分周)して2GHzのチップクロックSG103として、拡散符号生成器103に出力する。
【0034】
このように、一のシンセサイザでの発振周波数を分周してチップクロックを生成するとともに、そのシンセサイザの発振信号をキャリア(搬送波)として利用しているので、チップクロックとキャリアが同期する。
【0035】
拡散符号生成器103では、2GHzのチップクロックで拡散符号系列SG1002(図2(b))を乗算器104に出力する。乗算器104では、たとえば125Mbpsの送信データ系列SG101(図2(a)、図3)に拡散符号系列SG104が乗算(拡散変調)されて拡散信号SG105(図2(c)、図4)となり、この拡散信号SG105が乗算器105に出力される。なお、2GHzのチップクロックSG103は、125Mbpsの送信データ系列SG101に対して16倍であり、ここでの拡散は16倍拡散となる。
【0036】
乗算器105では、拡散信号SG105でキャリアSG102が変調(4GHzを中心とする周波数変換)され、変調後のキャリアSG106(図2(e)、図5)がバンドパスフィルタ106に出力される。バンドパスフィルタ106では、約3.0〜5.0GHzまでにメインローブを持つ変調後のキャリア(周波数変換信号)から不要成分を除去してメインローブを中心に抽出される(図6)。この抽出された信号はアンテナ107を介して超広帯域信号として送信される。以上が送信機の構成であるが、従来の送信機(図11)と比較するとパルス発生回路を有していない点が特徴である。
【0037】
図7は、本発明の実施の形態に係るスペクトラム拡散通信方式による無線通信装置(受信装置)の構成を示すブロック図である。また、図8は、図7に示す無線通信装置の各部における信号波形を示す図である。また、図9は、図7に示す無線通信装置の、いわゆるDLL(Delay Lock Loop)の構成を持つタイミング同期回路の主要部711における相関特性を示す図である。
【0038】
超広帯域無線信号は、アンテナ701で受信される。この受信信号は、バンドパスフィルタ702で不要成分が除去された後に、受信信号(図8(a))として乗算器703に出力される。乗算器703では、受信信号SG701に再生キャリアSG702(図8(b))が乗算され周波数変換が行われ、受信拡散信号SG703(図8(c))が乗算器708,715,712に出力される。
【0039】
分周器705は、シンセサイザ704の周波数を分割してチップクロックを拡散符号生成器706に出力する。ここでは、シンセサイザ704は、4GHzの周波数で発振し、キャリアSG702(図8(b))を乗算器703に出力する。また、分周器705では、シンセサイザ704で発振された4GHzの周波数を1/2に分割(すなわち、2分周)して2GHzのチップクロックとして、拡散符号生成器706に出力する。
【0040】
このように、シンセサイザでの発振周波数を分周してチップクロックを生成するので、チップクロックとキャリアが同期している。
【0041】
拡散符号生成器706は、分周器705から供給されたチップクロックの周波数で逆拡散符号系列(図1に示す無線通信装置で用いた拡散符号系列と同じ拡散符号系列)を遅延器707,714及び乗算器712に出力する。
【0042】
遅延器707では、逆拡散符号系列を1/2チップ期間遅延させて乗算器708に出力する。また、遅延器714では、逆拡散符号系列を1チップ期間遅延させて乗算器715に出力する。なお、本実施の形態では、チップ期間=1/chiprate=500ps(ピコセカンド)である。
【0043】
したがって、乗算器708では、最終的にはタイミング同期のとれた送信データを復調するため、チップ区間の中央のタイミングで、逆拡散符号系列SG705(図8(d))が受信信号に乗算され、逆拡散処理が行われる。また、乗算器712では、拡散符号系列SG705より1/2チップ期間先行したタイミングで、逆拡散符号系列が受信信号に乗算され、逆拡散処理が行われる。また、乗算器715では、逆拡散符号系列SG705より1/2チップ期間遅延したタイミングで、拡散符号系列が受信信号に乗算され、逆拡散処理が行われる。
【0044】
乗算器708の乗算結果SG704(逆拡散信号、図8(e))は、積分器709に出力され、積分器709でデータビットの区間の8ns(=1/125Mhz)分積分されて受信データSG706(図8(f)、図9、904)として出力される。乗算器712の乗算結果SG704は、積分器713に出力され、積分器713で積分されて差分器717に出力される(図9の902)。乗算器715の乗算結果は、積分器716に出力され、積分器716で積分されて差分器717に出力される(図9の901)。
【0045】
差分器717では、積分器713の出力と積分器716の出力の差分(図9の903:実線)をとり、その差分をループフィルタ718に出力する。図9から分かるように、位相のずれ(横軸)に対して出力(縦軸)が線形に応答している。すなわち、受信タイミングオフセットによりS字カーブを示す特性となる。
【0046】
したがって、この差分についてループフィルタ718でフィルタリングした出力(差分)をシンセサイザ704にフィードバックする。例えば、図9に示す特性において、受信タイミングオフセットがない0を出力し、受信タイミングオフセットが前後にずれた場合にはタイミングオフセット信号として正負の値を出力する。参照符号711は、このようなタイミング同期を行うタイミング同期回路(DLL:Delay Lock Loop)の主要部を示す。
【0047】
シンセサイザ704では、ループフィルタ718の出力が正ならば拡散符号系列の発生位相を若干遅らせ、負ならば拡散符号系列の発生位相を若干進めるように発振信号を制御する。これにより、タイミング同期がとれている状態ではループフィルタ718の出力(差分)がゼロになり、拡散符号系列と受信信号の位相が揃うことになり、乗算器708の逆拡散出力が最大となり、タイミング同期のとれた状態で送信データが復調される。
【0048】
このように、本実施形態によれば、送信信号が連続的となるので、瞬間送信電力を低く抑えることができると共に、受信側ではチップレート同期回路を構成する際に不感帯がなく簡単に回路を構成することができる。
【0049】
また、本実施の形態によれば、シンセサイザでの発振周波数を分周してチップクロックを生成するので、チップクロックとキャリアが同期する。このため、チップクロックに同期させる回路(タイミング同期回路)がそのままキャリア同期を実現するので、簡単な回路で受信装置を構成することができる。
【0050】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態における周波数やチップレートについては特に限定されず、種々変更して実施することが可能である。また、本実施の形態ではチップクロック若しくは搬送波信号を発生する手段として、シンセサイザと分周器とを用いているが、分周器を用いずシンセサイザの発信周波数そのまま(いわゆる1分周)の発信信号をチップクロックとして用いる構成としても良い。
【0051】
また、上記実施の形態では、送信信号を拡散符号系列で変調する場合やキャリアを拡散信号で変調する際に乗算器を用いた場合について説明しているが、本発明においては、乗算器でなくEX−OR回路を用いても良い。
【0052】
また、上記の実施の形態では、送信側では、シンセサイザ101の発振信号をキャリアSG102として直接(すなわち、分周しない(1分周)で)乗算器105に供給し、受信側では、シンセサイザ704の発振信号を再生キャリアSG702として直接(すなわち、分周しない(1分周)で)乗算器703に供給しているが、シンセサイザ101の発振信号及びシンセサイザ704の発振信号をそれぞれm分周(mは整数)して乗算器105及び乗算器703に供給するようにしても良い。
【0053】
また、上記実施の形態では、キャリア周波数の1/2の周波数でチップクロックを発生させた場合、すなわち、分周器102及び分周器705において、それぞれシンセサイザ101及びシンセサイザ704の発振信号を2分周する場合について説明しているが、本発明では、分周器102及び分周器705でn分周(nは整数)するようにし、数GHzのチップレートを持つスペクトラム拡散信号をその数倍(n/mである有理数倍、例えば10以下)のチップクロックと同期したキャリアで周波数変換して送信信号とすることができれば、nは2に限定されない。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の無線通信装置は、数GHzのチップレートを持つスペクトラム拡散信号をその数倍(有理数倍)のチップクロックと同期したキャリアで周波数変換して送信信号とするので、送信側ではチップクロックとキャリアを同期させることができ、チップクロックに同期させる回路でそのままキャリア同期を実現することができ、また受信側では簡単な回路で受信装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るスペクトラム拡散通信方式による無線通信装置(送信装置)の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す無線通信装置における信号を示す図である。
【図3】図1に示す無線通信装置におけるデータ系列の信号スペクトラムを示す図である。
【図4】図1に示す無線通信装置における拡散信号の信号スペクトラムを示す図である。
【図5】図1に示す無線通信装置におけるキャリアの信号スペクトラムを示す図である。
【図6】図1に示す無線通信装置における拡散信号により変調されたキャリアの信号スペクトラムを示す図である。
【図7】本発明の実施の形態に係るスペクトラム拡散通信方式による無線通信装置(受信装置)の構成を示すブロック図である。
【図8】図7に示す無線通信装置における信号を示す図である。
【図9】図7に示す無線通信装置における相関特性を示す図である。
【図10】UWB方式を用いた伝送の例を示す図である。
【図11】UWB方式を用いる無線通信端末の構成例を示す図である。
【図12】パルス生成器を用いた場合のウルトラワイドバンド伝送方式による受信装置の構成を示すブロック図である。
【図13】図12に示す受信装置における相関特性を示す図である。
【符号の説明】
101,704…シンセサイザ
102,705…分周器
103,706…拡散符号生成器
104,105,703,708,715,712…乗算器
106,702…バンドパスフィルタ
107,701…アンテナ
707,714…遅延器
709,713,716…積分器
711…DLL回路
717…差分器
718…ループフィルタ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio communication apparatus used in a digital radio communication system.
[0002]
[Prior art]
With the spread of mobile communication devices such as mobile phones and pagers in recent years, the number of users of such mobile communication devices has increased explosively. On the other hand, frequency resources that can be used for wireless communication are limited, and it is becoming extremely difficult to allocate a frequency band that is not used by an existing wireless system when a new wireless communication system is introduced.
[0003]
Under these circumstances, as a new radio technology that can effectively use frequency resources, an Ultra Wideband (UWB) transmission system has attracted attention in recent years. The ultra-wideband transmission system basically performs baseband transmission using a signal composed of a pulse train having a very fine pulse width (for example, 1 ns (nanosecond) or less). The occupied bandwidth is a bandwidth on the order of GHz such that a value obtained by dividing the occupied bandwidth by the center frequency (for example, 1 GHz to 10 GHz) is approximately 1, and the tuned W-CDMA method, cdma2000 method, In addition, the bandwidth is ultra-wide compared to the bandwidth used in a wireless LAN using SS (Spread Spectrum) or OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing).
[0004]
In addition, the ultra-wideband transmission system has the characteristic that it does not easily interfere with other wireless systems due to its low signal power density, and can be overlaid on the frequency band used by existing wireless systems. Expected as a technology. Furthermore, since it has a wider bandwidth, it is considered promising as an ultra-high-speed wireless transmission technology at the level of 100 Mbps for use in a personal area network (PAN).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as a modulation method used for the ultra-wide band transmission method, for example, 0/1 using a signal in which the pulse generation timing is slightly shifted back and forth as described in JP-T-10-508725 and US Pat. No. 6,026,125. There is a pulse position modulation (PPM) that makes information represent. As another modulation scheme, bi-phase modulation has been proposed in which 0/1 information is represented by a change in the phase of a pulse.
[0006]
The DS (Direct Spread) method, which is a type of SS method, spreads and transmits the occupied band by multiplying the information signal by a random code sequence called PN (Pseudo Noise) code on the transmission side. The receiving side despreads the received spread information signal by multiplying the received spread information signal by the PN code to reproduce the information signal. In the UWB transmission system, the spreading factor of this information signal is increased to the limit. The signal spread by the UWB transmission system has only power below the noise level in each frequency region, and therefore a communication system using the UWB transmission system can coexist with other communication systems relatively easily. Has the advantage.
[0007]
FIG. 10 shows an example of transmission using the UWB system.
The input information 1001 is spread by the spreading sequence 1002. Depending on the system using the UWB system, there is a case where multiplication of the spreading sequence is omitted. The spread spectrum information signal 1003 is modulated using an impulse signal (wavelet pulse) in the UWB system (1004). As a modulation method, PPM (Pulse Position Modulation), phase modulation, amplitude modulation, and the like are considered.
[0008]
Since the impulse signal used in the UWB system is a very fine pulse, a very wide band is used in the frequency spectrum. As a result, the input information signal has only power below the noise level in each frequency region.
Although the received signal 1005 is confused with noise, it can be detected by calculating the correlation value between the received signal and the impulse signal. Furthermore, since signal spreading is performed in many systems, many impulse signals are transmitted for one bit of transmission information. Therefore, it is possible to further integrate the reception correlation value 1006 of the impulse signal by the length of the spreading sequence (1007), which further facilitates the detection of the transmission signal.
[0009]
FIG. 11 shows a configuration example of a wireless communication terminal using the UWB system. The wireless terminal 1101 includes elements 1111 to 1114 for transmission, elements 1103 to 1108 for reception, a transmission / reception timing control unit 1109, an RF unit 1102, and a central control unit 1110.
In transmission, after information source encoding 1114 and communication path encoding 1113 are performed on information to be transmitted, the information is stored in the transmission buffer 1112 and then input to the pulse circuit generator 1111 at an appropriate timing. Sent.
[0010]
In reception, the correlation value between the received signal and the UWB impulse signal is calculated (1103), and the output is integrated by the number of pulses corresponding to 1 bit of the transmission signal (1104). Thereafter, the integrated value output is A / D converted (1105) and stored in the reception buffer (1106). Information stored in the reception buffer is restored through channel decoding (1107) and information source decoding (1108).
[0011]
The RF unit 1102 performs transmission / reception switching, transmission / reception filter processing, signal amplification, and the like.
[0012]
FIG. 12 is a block diagram showing a more detailed configuration of a receiving apparatus using the ultra-wide band transmission method. FIG. 13 is a diagram showing correlation characteristics in the main part 1209 of the timing synchronization circuit having a so-called DLL (Delay Lock Loop) configuration of the receiving apparatus shown in FIG.
[0013]
The radio signal is received by the antenna 1201. This received signal is output to multipliers 1207, 1213, and 1210 after unnecessary components are removed by band-pass filter 1202.
[0014]
The spread code generator 1204 outputs a spread code sequence to the pulse generator 1205 at the frequency of the synthesizer 1203. The pulse generator 1205 generates a pulse, superimposes the spreading code sequence output from the spreading code generator 1204 on the pulse, and outputs the pulse to the delay units 1206 and 1212 and the multiplier 1210.
[0015]
Delay device 1206 delays the pulse on which the spread code sequence is superimposed by 1/2 pulse width and outputs the delayed pulse to multiplier 1207. The delay unit 1212 delays the pulse on which the spread code sequence is superimposed by one pulse width and outputs the delayed pulse to the multiplier 1213.
[0016]
Accordingly, multiplier 1207 multiplies the received signal by a pulse superimposed with a spread code sequence for demodulating transmission data, and performs despreading processing. Multiplier 1210 multiplies the received signal by a pulse superimposed with a spread code sequence at a timing preceding the output of delay unit 1206 by ½ pulse width, and performs despreading processing. Multiplier 1213 multiplies the received signal by a pulse superimposed with a spread code sequence at a timing delayed by ½ pulse width from the output of delay device 1206, and performs despreading processing.
[0017]
The multiplication result of the multiplier 1207 is output to the integrator 1208, integrated by the integrator 1208, and output as received data. The multiplication result of the multiplier 1210 is output to the integrator 1211, integrated by the integrator 1211, and output to the difference unit 1215 (1302 in FIG. 13). The multiplication result of the multiplier 1213 is output to the integrator 1214, integrated by the integrator 1214, and output to the difference unit 1215 (1301 in FIG. 13).
[0018]
The differencer 1215 takes the difference between the output of the integrator 1211 and the output of the integrator 1214 (1303 in FIG. 13: solid line), and outputs the difference to the loop filter 1216. As can be seen from FIG. 13, the output (vertical axis) responds linearly to the phase shift (horizontal axis). Therefore, the output (difference) obtained by filtering the difference by the loop filter 1216 is fed back to the synthesizer 1203.
[0019]
The synthesizer 1203 controls to slightly delay the generation phase of the spread code sequence if the output of the loop filter 1216 is positive, and slightly advance the generation phase of the spread code sequence if negative. As a result, the output (difference) of the loop filter 1216 becomes zero, the phase of the received signal and the pulse superimposed with the spreading code sequence supplied to the multiplier 1207 are aligned, and the despread output is maximized.
[0020]
In the apparatus based on the ultra wide band transmission method using the pulse generator described above, the pulse is very thin, and the pulse generation circuit and the pulse position detection circuit become complicated. Further, since the pulse is very fine, it is difficult to stabilize the pulse width in the pulse generation circuit, and there is a problem that the spectrum shape is not stable.
[0021]
In addition, it is necessary to synchronize the chip clock and pulse clock of the spread code sequence, and the delay amounts of the delay unit 1206 and the delay unit 1212 used in the main part 1209 of the timing synchronization circuit having the DLL configuration are as follows. The value is determined on the basis of the pulse width Tp, and the S-curve indicated by a solid line in FIG. 13 is as thin as the pulse width, so that a dead zone (shaded portion 1304 in FIG. 13) is formed in a portion where there is no signal. Therefore, there is a problem that the circuit becomes complicated. Moreover, since it is a pulse signal, there also exists a problem that a transmission signal becomes intermittent and instantaneous transmission power becomes high. Further, since many signals that are not desired to be emitted as radio waves are generated, there is a problem that a circuit for removing the signals becomes complicated.
[0022]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus that has a simple circuit and that does not cause problems due to fine pulses.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
As means for achieving the above object, the present invention has the following features.
[0024]
A first aspect of the present invention is a transmission device or a transmission method for performing communication using an ultra-wideband signal,
Means or step for generating a chip clock by fixedly dividing a carrier wave having a value from 1 GHz to 10 GHz;
Spreading code generation means or step for generating a spreading code sequence of a predetermined chip rate using the chip clock;
A converting means or step for converting a signal spread-modulated by the spreading code sequence into a transmission signal having a carrier frequency synchronized with the chip clock as a center frequency;
A transmission apparatus or a transmission method. Here, the means for generating the chip clock is composed of a synthesizer and a frequency divider, but it may be the synthesizer transmission frequency as it is (so-called frequency division by 1).
[0025]
The second aspect of the present invention is a transmission apparatus or transmission method for performing communication using an ultra-wideband signal,
A synthesizer or step for generating an oscillation signal of frequency T;
A frequency divider that receives the oscillation signal, generates a carrier wave having a frequency T / m that takes a value from 1 GHz to 10 GHz, and generates a chip clock signal having a frequency T / n by fixedly dividing the carrier wave signal. Or step,
A spreading code generator or step for generating a spreading code sequence signal using the chip clock signal;
A first multiplier or step for receiving a baseband signal and the spread code sequence signal and multiplying them to generate a spread spectrum signal;
A second multiplier or step for receiving the spread spectrum signal and the carrier signal having the frequency T / m and multiplying them to generate a transmission signal having a carrier frequency as a center frequency;
A transmission apparatus or a transmission method. Here, the frequency divider divides the transmission signal from the synthesizer to generate a clock signal and a carrier wave signal. Even if the transmission frequency of the synthesizer is unchanged (so-called division by 1, n = 1, m = 1). Good.
[0026]
The third aspect of the present invention is a receiving apparatus or receiving method for performing communication using an ultra-wideband signal,
Means or step for generating a chip clock synchronized in timing with a received signal by fixedly dividing a carrier wave having a value from 1 GHz to 10 GHz;
Spreading code generation means or step for generating a spreading code sequence of a predetermined chip rate using the chip clock;
A converting means or step for converting a received signal having a carrier frequency synchronized with the chip clock as a center frequency into a baseband signal;
Despreading means or step for performing a despreading process on the converted received signal using the spreading code sequence;
A receiving apparatus or a receiving method.
[0027]
The fourth aspect of the present invention is a receiving apparatus or receiving method for performing communication using an ultra-wideband signal,
A synthesizer or step for generating an oscillation signal of frequency T;
The oscillation signal is received from the synthesizer, a carrier wave having a frequency T / m taking a value from 1 GHz to 10 GHz is generated, and a chip clock signal having a frequency T / n is generated by fixedly dividing the carrier wave signal. A divider or step;
A spreading code generator or step for generating a despreading code sequence signal using the chip clock signal;
A first multiplier or step for receiving a received signal having a carrier frequency as a center frequency and multiplying the received signal by the reproduced carrier signal having the frequency T / m to generate a baseband signal;
A second multiplier or step for multiplying the baseband signal and a despread code sequence signal to generate a despread signal;
A receiving apparatus or a receiving method.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The gist of the present invention is to convert a spread spectrum signal having a chip rate of several GHz to a multi-band transmission signal by frequency conversion with a carrier synchronized with a chip clock several times (rational number). On the receiving side, the chip clock and the carrier are synchronized, and the carrier synchronization is realized as it is by a circuit (timing synchronization circuit) that synchronizes with the chip clock.
[0029]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0030]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication apparatus (transmission apparatus) using a spread spectrum communication system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing signal waveforms at various parts of the wireless communication apparatus shown in FIG. 3 is a diagram showing the signal spectrum of the data series in the wireless communication apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a diagram showing the signal spectrum of the spread signal in the wireless communication apparatus shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing a signal spectrum of a carrier in the radio communication apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a diagram showing a signal spectrum of a carrier modulated by a spread signal in the radio communication apparatus shown in FIG.
[0031]
1 includes a synthesizer 101 that is an oscillator, a frequency divider 102 that divides the frequency of the synthesizer 101, a spread code generator 103 that generates a spread code sequence at the divided frequency, and a spread code Multiplier 104 that multiplies the sequence and transmission signal, multiplier 105 that modulates the carrier with the spread signal, bandpass filter 106 that removes unnecessary components, and antenna 107 that transmits the transmission signal.
[0032]
The operation of the wireless communication apparatus having the above configuration will be described.
[0033]
The frequency divider 102 divides the frequency of the synthesizer 101 and outputs a chip clock to the spreading code generator 103. Here, the synthesizer 101 oscillates at a frequency of 4 GHz, and outputs the carrier SG102 (FIG. 2D) to the multiplier 105. Further, the frequency divider 102 divides the frequency of 4 GHz oscillated by the synthesizer 101 into ½ (that is, frequency division by 2), and outputs the result to the spread code generator 103 as a 2 GHz chip clock SG103.
[0034]
As described above, the chip clock is generated by dividing the oscillation frequency of one synthesizer, and the oscillation signal of the synthesizer is used as a carrier (carrier wave), so that the chip clock and the carrier are synchronized.
[0035]
Spreading code generator 103 outputs spreading code sequence SG1002 (FIG. 2B) to multiplier 104 with a 2 GHz chip clock. In the multiplier 104, for example, a transmission data sequence SG101 (FIG. 2 (a), FIG. 3) of 125 Mbps is multiplied (spread modulation) by the spreading code sequence SG104 to obtain a spread signal SG105 (FIG. 2 (c), FIG. 4). The spread signal SG105 is output to the multiplier 105. Note that the 2 GHz chip clock SG103 is 16 times the 125 Mbps transmission data sequence SG101, and the spreading here is 16 times spreading.
[0036]
In multiplier 105, carrier SG102 is modulated (frequency conversion centered on 4 GHz) with spread signal SG105, and modulated carrier SG106 (FIG. 2 (e), FIG. 5) is output to bandpass filter 106. In the band pass filter 106, unnecessary components are removed from the modulated carrier (frequency conversion signal) having a main lobe up to about 3.0 to 5.0 GHz, and the main lobe is extracted (FIG. 6). This extracted signal is transmitted as an ultra-wideband signal via the antenna 107. The above is the configuration of the transmitter, which is characterized in that it does not have a pulse generation circuit as compared with the conventional transmitter (FIG. 11).
[0037]
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication apparatus (reception apparatus) using a spread spectrum communication system according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing signal waveforms at various parts of the wireless communication apparatus shown in FIG. FIG. 9 is a diagram showing correlation characteristics in the main part 711 of the timing synchronization circuit having a so-called DLL (Delay Lock Loop) configuration of the wireless communication apparatus shown in FIG.
[0038]
The ultra wideband radio signal is received by the antenna 701. This received signal is output to the multiplier 703 as a received signal (FIG. 8A) after unnecessary components are removed by the band-pass filter 702. Multiplier 703 multiplies reception signal SG 701 by reproduction carrier SG 702 (FIG. 8B) to perform frequency conversion, and outputs reception spread signal SG 703 (FIG. 8C) to multipliers 708, 715 and 712. The
[0039]
The frequency divider 705 divides the frequency of the synthesizer 704 and outputs a chip clock to the spreading code generator 706. Here, synthesizer 704 oscillates at a frequency of 4 GHz, and outputs carrier SG 702 (FIG. 8B) to multiplier 703. Further, the frequency divider 705 divides the 4 GHz frequency oscillated by the synthesizer 704 into ½ (that is, divides by 2) and outputs it to the spread code generator 706 as a 2 GHz chip clock.
[0040]
Thus, the chip clock is generated by dividing the oscillation frequency of the synthesizer, so that the chip clock and the carrier are synchronized.
[0041]
The spreading code generator 706 delays 707 and 714 a despreading code sequence (the same spreading code sequence as that used in the wireless communication apparatus shown in FIG. 1) at the frequency of the chip clock supplied from the frequency divider 705. And output to the multiplier 712.
[0042]
Delay unit 707 delays the despread code sequence by a ½ chip period and outputs the delayed sequence to multiplier 708. The delay unit 714 delays the despread code sequence by one chip period and outputs it to the multiplier 715. In the present embodiment, chip period = 1 / chiprate = 500 ps (picosecond).
[0043]
Therefore, in the multiplier 708, in order to finally demodulate the transmission data in which the timing is synchronized, the despread code sequence SG705 (FIG. 8 (d)) is multiplied by the received signal at the center timing of the chip interval, A despreading process is performed. The multiplier 712 multiplies the received signal by the despread code sequence at a timing preceding the spread code sequence SG705 by a ½ chip period, and performs despread processing. Further, the multiplier 715 multiplies the received signal by the spread code sequence at a timing delayed by ½ chip period from the despread code sequence SG705, and performs despread processing.
[0044]
A multiplication result SG704 (despread signal, FIG. 8 (e)) of the multiplier 708 is output to the integrator 709, and is integrated by 8 ns (= 1/125 Mhz) in the data bit interval by the integrator 709 to receive data SG706. (FIG. 8 (f), FIG. 9, 904) is output. The multiplication result SG704 of the multiplier 712 is output to the integrator 713, integrated by the integrator 713, and output to the differencer 717 (902 in FIG. 9). The multiplication result of the multiplier 715 is output to the integrator 716, integrated by the integrator 716, and output to the differencer 717 (901 in FIG. 9).
[0045]
The differencer 717 takes the difference between the output of the integrator 713 and the output of the integrator 716 (903 in FIG. 9: solid line) and outputs the difference to the loop filter 718. As can be seen from FIG. 9, the output (vertical axis) linearly responds to the phase shift (horizontal axis). That is, the S timing curve is obtained by the reception timing offset.
[0046]
Therefore, an output (difference) obtained by filtering the difference by the loop filter 718 is fed back to the synthesizer 704. For example, in the characteristics shown in FIG. 9, 0 having no reception timing offset is output, and when the reception timing offset deviates back and forth, a positive / negative value is output as the timing offset signal. Reference numeral 711 indicates a main part of a timing synchronization circuit (DLL: Delay Lock Loop) that performs such timing synchronization.
[0047]
The synthesizer 704 controls the oscillation signal so as to slightly delay the generation phase of the spread code sequence if the output of the loop filter 718 is positive, and slightly advance the generation phase of the spread code sequence if negative. As a result, when the timing is synchronized, the output (difference) of the loop filter 718 becomes zero, the phases of the spread code sequence and the received signal are aligned, the despread output of the multiplier 708 is maximized, and the timing Transmission data is demodulated in a synchronized state.
[0048]
As described above, according to the present embodiment, since the transmission signal is continuous, the instantaneous transmission power can be kept low, and the circuit on the receiving side can be easily configured without a dead zone when configuring the chip rate synchronization circuit. Can be configured.
[0049]
In addition, according to the present embodiment, the chip clock is generated by dividing the oscillation frequency of the synthesizer, so that the chip clock and the carrier are synchronized. For this reason, since the circuit (timing synchronization circuit) synchronized with the chip clock realizes carrier synchronization as it is, the receiving apparatus can be configured with a simple circuit.
[0050]
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented with various modifications. For example, the frequency and chip rate in the above embodiment are not particularly limited, and various modifications can be made. Further, in this embodiment, a synthesizer and a frequency divider are used as means for generating a chip clock or a carrier wave signal. However, a transmission signal of the synthesizer as it is without using a frequency divider (so-called frequency division by 1). May be used as a chip clock.
[0051]
Further, in the above-described embodiment, the case where a multiplier is used when a transmission signal is modulated with a spread code sequence or a carrier is modulated with a spread signal has been described. An EX-OR circuit may be used.
[0052]
Further, in the above embodiment, the oscillation signal of the synthesizer 101 is supplied directly to the multiplier 105 as the carrier SG102 (that is, not divided (divided by 1)) on the transmission side, and the synthesizer 704 is configured on the reception side. The oscillation signal is supplied directly to the multiplier 703 as the reproduction carrier SG702 (that is, without being divided (divided by 1)), and the oscillation signal of the synthesizer 101 and the oscillation signal of the synthesizer 704 are respectively divided by m (m is (Integer) may be supplied to the multiplier 105 and the multiplier 703.
[0053]
Further, in the above embodiment, when a chip clock is generated at a half frequency of the carrier frequency, that is, in the frequency divider 102 and the frequency divider 705, the oscillation signals of the synthesizer 101 and the synthesizer 704 are respectively divided into two. In the present invention, the frequency divider 102 and the frequency divider 705 divide by n (n is an integer), and a spread spectrum signal having a chip rate of several GHz is several times that number. N is not limited to 2 as long as it can be converted into a transmission signal by frequency conversion with a carrier synchronized with a chip clock of a rational multiple of n / m (for example, 10 or less).
[0054]
【The invention's effect】
As described above, the wireless communication apparatus according to the present invention converts the frequency of a spread spectrum signal having a chip rate of several GHz with a carrier synchronized with a chip clock that is several times (rational number) of the signal to generate a transmission signal. The chip clock and the carrier can be synchronized on the side, carrier synchronization can be realized as it is with a circuit synchronized with the chip clock, and the receiving apparatus can be configured with a simple circuit on the reception side.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication apparatus (transmitting apparatus) using a spread spectrum communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing signals in the wireless communication apparatus shown in FIG.
3 is a diagram showing a signal spectrum of a data series in the wireless communication apparatus shown in FIG. 1. FIG.
4 is a diagram showing a signal spectrum of a spread signal in the wireless communication apparatus shown in FIG.
5 is a diagram showing a carrier signal spectrum in the wireless communication apparatus shown in FIG. 1. FIG.
6 is a diagram showing a signal spectrum of a carrier modulated by a spread signal in the wireless communication apparatus shown in FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication apparatus (reception apparatus) using a spread spectrum communication system according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram showing signals in the wireless communication apparatus shown in FIG.
9 is a diagram showing correlation characteristics in the wireless communication apparatus shown in FIG.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of transmission using the UWB scheme.
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication terminal using a UWB scheme.
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a receiving device using an ultra-wide band transmission method when a pulse generator is used.
13 is a diagram showing correlation characteristics in the receiving apparatus shown in FIG.
[Explanation of symbols]
101, 704 ... synthesizer 102, 705 ... frequency divider 103, 706 ... spreading code generator 104, 105, 703, 708, 715, 712 ... multiplier 106, 702 ... band pass filter 107, 701 ... antenna 707, 714 ... Delay units 709, 713, 716 ... integrator 711 ... DLL circuit 717 ... difference unit 718 ... loop filter

Claims (16)

超広帯域信号を用いて通信を行うための送信装置であって、
GHzから10GHzまでの値をとる搬送波を固定的に分周することによりチップクロックを発生する手段と、
前記チップクロックを用いて所定のチップレートの拡散符号系列を生成する拡散符号生成手段と、
前記拡散符号系列により拡散変調された信号を前記チップクロックに同期した搬送波周波数を中心周波数とする送信信号に変換する変換手段と、
を具備することを特徴とする送信装置。
A transmission device for performing communication using an ultra-wideband signal,
Means for generating a chip clock by fixedly dividing a carrier wave having a value from 1 GHz to 10 GHz;
Spreading code generating means for generating a spreading code sequence of a predetermined chip rate using the chip clock;
Conversion means for converting a signal spread-modulated by the spread code sequence into a transmission signal having a carrier frequency synchronized with the chip clock as a center frequency;
A transmission device comprising:
前記搬送波周波数は前記拡散符号系列のチップレートの有理数倍の値である、
ことを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
The carrier frequency is a rational multiple of the chip rate of the spreading code sequence.
The transmission apparatus according to claim 1, wherein:
超広帯域信号を用いて通信を行うための送信装置であって、
周波数Tの発振信号を生成するシンセサイザと、
前記発振信号を受け取り、GHzから10GHzまでの値をとる周波数T/mの搬送波を生成し、前記搬送波信号を固定的に分周して周波数T/nのチップクロック信号を生成する分周器と、
前記チップクロック信号を用いて拡散符号系列信号を生成する拡散符号生成器と、
ベースバンド信号と前記拡散符号系列信号とを受け取り、これらを乗算してスペクトラム拡散信号を生成する第1の乗算器と、
前記スペクトラム拡散信号と、前記周波数T/mの搬送波信号とを受け取り、これらを乗算することにより搬送波周波数を中心周波数とする送信信号を生成する第2の乗算器と、
を具備することを特徴とする送信装置。
A transmission device for performing communication using an ultra-wideband signal,
A synthesizer that generates an oscillation signal of frequency T;
A frequency divider that receives the oscillation signal, generates a carrier wave having a frequency T / m that takes a value from 1 GHz to 10 GHz, and generates a chip clock signal having a frequency T / n by fixedly dividing the carrier wave signal. When,
A spreading code generator for generating a spreading code sequence signal using the chip clock signal;
A first multiplier that receives a baseband signal and the spread code sequence signal and multiplies them to generate a spread spectrum signal;
A second multiplier that receives the spread spectrum signal and the carrier signal having the frequency T / m and multiplies them to generate a transmission signal having a carrier frequency as a center frequency;
A transmission device comprising:
前記n/mは10以下の正の有理数である、
ことを特徴とする請求項3に記載の送信装置。
N / m is a positive rational number of 10 or less,
The transmission apparatus according to claim 3.
超広帯域信号を用いて通信を行うための受信装置であって、
GHzから10GHzまでの値をとる搬送波を固定的に分周することにより受信信号にタイミング同期したチップクロックを発生する手段と、
前記チップクロックを用いて所定のチップレートの拡散符号系列を生成する拡散符号生成手段と、
前記チップクロックに同期した搬送波周波数を中心周波数とする受信信号をベースバンド信号に変換する変換手段と、
前記拡散符号系列を用いて前記変換された受信信号に対して逆拡散処理を行う逆拡散手段と、
を具備することを特徴とする受信装置。
A receiving device for performing communication using an ultra-wideband signal,
Means for generating a chip clock synchronized in timing with a received signal by fixedly dividing a carrier wave having a value from 1 GHz to 10 GHz;
Spreading code generating means for generating a spreading code sequence of a predetermined chip rate using the chip clock;
Conversion means for converting a received signal having a carrier frequency synchronized with the chip clock as a center frequency into a baseband signal;
Despreading means for performing a despreading process on the converted reception signal using the spreading code sequence;
A receiving apparatus comprising:
前記再生搬送波の周波数は前記拡散符号系列のチップレートの有理数倍の値である、
ことを特徴とする請求項5に記載の受信装置。
The frequency of the recovered carrier is a rational multiple of the chip rate of the spreading code sequence.
The receiving apparatus according to claim 5.
超広帯域信号を用いて通信を行うための受信装置であって、
周波数Tの発振信号を生成するシンセサイザと、
該シンセサイザから前記発振信号を受け取り、GHzから10GHzまでの値をとる周波数T/mの搬送波を生成し、前記搬送波信号を固定的に分周して周波数T/nのチップクロック信号を生成する分周器と、
前記チップクロック信号を用いて逆拡散符号系列信号を生成する拡散符号生成器と、
搬送波周波数を中心周波数とする受信信号を受け取り、受信信号と前記周波数T/mの再生搬送波信号とを乗算してベースバンド信号を生成する第1の乗算器と、
前記ベースバンド信号と逆拡散符号系列信号とを乗算して逆拡散信号を生成する第2の乗算器と、
を具備することを特徴とする受信装置。
A receiving device for performing communication using an ultra-wideband signal,
A synthesizer that generates an oscillation signal of frequency T;
The oscillation signal is received from the synthesizer, a carrier wave having a frequency T / m taking a value from 1 GHz to 10 GHz is generated, and a chip clock signal having a frequency T / n is generated by fixedly dividing the carrier wave signal. A divider,
A spreading code generator for generating a despreading code sequence signal using the chip clock signal;
A first multiplier that receives a received signal having a carrier frequency as a center frequency, and multiplies the received signal by a reproduced carrier signal having the frequency T / m to generate a baseband signal;
A second multiplier that multiplies the baseband signal and a despread code sequence signal to generate a despread signal;
A receiving apparatus comprising:
前記n/mは10以下の正の有理数である、
ことを特徴とする請求項7に記載の受信装置。
N / m is a positive rational number of 10 or less,
The receiving apparatus according to claim 7.
超広帯域信号を用いて通信を行うための送信方法であって、
GHzから10GHzまでの値をとる搬送波を固定的に分周することによりチップクロックを発生するステップと、
前記チップクロックを用いて所定のチップレートの拡散符号系列を生成するステップと、
前記拡散符号系列により拡散変調された信号を前記チップクロックに同期した搬送波周波数を中心周波数とする送信信号に変換する変換ステップと、
を具備することを特徴とする送信方法。
A transmission method for performing communication using an ultra-wideband signal,
Generating a chip clock by fixedly dividing a carrier wave having a value from 1 GHz to 10 GHz;
Generating a spreading code sequence of a predetermined chip rate using the chip clock;
A conversion step of converting a signal that is spread-modulated by the spread code sequence into a transmission signal having a carrier frequency synchronized with the chip clock as a center frequency;
The transmission method characterized by comprising.
前記搬送波周波数は前記拡散符号系列のチップレートの有理数倍の値である、
ことを特徴とする請求項9に記載の送信方法。
The carrier frequency is a rational multiple of the chip rate of the spreading code sequence.
The transmission method according to claim 9.
超広帯域信号を用いて通信を行うための送信方法であって、
周波数Tの発振信号を生成するステップと、
前記発振信号を受け取り、GHzから10GHzまでの値をとる周波数T/mの搬送波を生成し、前記搬送波信号を固定的に分周して周波数T/nのチップクロック信号を生成するステップと、
前記チップクロック信号を用いて拡散符号系列信号を生成するステップと、
ベースバンド信号と前記拡散符号系列信号とを受け取り、これらを乗算してスペクトラム拡散信号を生成するステップと、
前記スペクトラム拡散信号と、前記周波数T/mの搬送波信号とを受け取り、これらを乗算することにより前記搬送波周波数を中心周波数とする送信信号を生成するステップと、
を具備することを特徴とする送信方法。
A transmission method for performing communication using an ultra-wideband signal,
Generating an oscillation signal of frequency T;
Receiving the oscillation signal, generating a carrier wave having a frequency T / m having a value from 1 GHz to 10 GHz, and fixedly dividing the carrier signal to generate a chip clock signal having a frequency T / n;
Generating a spread code sequence signal using the chip clock signal;
Receiving a baseband signal and the spread code sequence signal and multiplying them to generate a spread spectrum signal;
Receiving the spread spectrum signal and a carrier signal having the frequency T / m, and multiplying them to generate a transmission signal having the carrier frequency as a center frequency;
The transmission method characterized by comprising.
前記n/mは10以下の正の有理数である、
ことを特徴とする請求項11に記載の送信方法。
N / m is a positive rational number of 10 or less,
The transmission method according to claim 11.
超広帯域信号を用いて通信を行うための受信方法であって、
GHzから10GHzまでの値をとる搬送波を固定的に分周することにより受信信号にタイミング同期したチップクロックを発生するステップと、
前記チップクロックを用いて所定のチップレートの逆拡散符号系列を生成するステップと、
前記チップクロックに同期した搬送波周波数を中心周波数とする受信信号をベースバンド信号に変換するステップと、
前記逆拡散符号系列を用いて前記ベースバンド信号に変換された受信信号に対して逆拡散処理を行うステップと、
を具備することを特徴とする受信方法。
A reception method for performing communication using an ultra-wideband signal,
Generating a chip clock that is synchronized in timing with a received signal by fixedly dividing a carrier wave having a value from 1 GHz to 10 GHz;
Generating a despread code sequence of a predetermined chip rate using the chip clock;
Converting a received signal having a carrier frequency synchronized with the chip clock as a center frequency into a baseband signal;
Performing a despreading process on the received signal converted into the baseband signal using the despread code sequence;
A receiving method comprising:
前記再生搬送波の周波数は拡散符号系列チップレートの有理数倍の値である、
ことを特徴とする請求項13に記載の受信方法。
The frequency of the recovered carrier is a rational multiple of the spreading code sequence chip rate.
The reception method according to claim 13.
超広帯域信号を用いて通信を行うための受信方法であって、
周波数Tの発振信号を生成するステップと、
該シンセサイザから前記発振信号を受け取り、GHzから10GHzまでの値をとる周波数T/mの搬送波を生成し、前記搬送波信号を固定的に分周して周波数T/nのクロック信号を生成するステップと、
前記クロック信号を用いて逆拡散符号系列信号を生成するステップと、
搬送波周波数を中心周波数とする受信信号を受け取り、受信信号と前記周波数T/mの再生搬送波信号とを乗算してベースバンド信号を生成するステップと、
前記ベースバンド信号と逆拡散符号系列信号とを乗算して逆拡散信号を生成するステップと、
を具備することを特徴とする受信方法。
A reception method for performing communication using an ultra-wideband signal,
Generating an oscillation signal of frequency T;
Receiving the oscillation signal from the synthesizer, generating a carrier wave having a frequency T / m having a value from 1 GHz to 10 GHz, and fixedly dividing the carrier signal to generate a clock signal having a frequency T / n. When,
Generating a despread code sequence signal using the clock signal;
Receiving a received signal having a carrier frequency as a center frequency, and multiplying the received signal by a reproduced carrier signal having the frequency T / m to generate a baseband signal;
Multiplying the baseband signal and a despread code sequence signal to generate a despread signal;
A receiving method comprising:
前記n/mは10以下の正の有理数である、
ことを特徴とする請求項15に記載の受信方法。
N / m is a positive rational number of 10 or less,
The receiving method according to claim 15.
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