(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンボルを示しているビット系列を送るＲＦ信号（１０２）を受信するための受信機（１００）であって、
前記受信されたＲＦ信号（１０２）に依存して発振するように構成された発振器（１０４）であって、前記発振器（１０４）が、連続する複数のアクティブ区間（１１３）の間の前記発振に基づいて発振器信号（１１２）を供給するように制御される、前記発振器（１０４）と、
前記アクティブ区間（１１３）ごとの前記発振器信号（１１２）の閾値超えを示しているカウンタ値（１１４）を供給するように構成されたカウンタ（１０６）と、
前記カウンタ（１０６）に接続して、状態値（１１６＿１：１１６＿ｎ）を出力するように構成された少なくとも一つのステートマシン（１０８＿１：１０８＿ｎ）であって、各状態値が、連続する２つのカウンタ値（１１４）に依存する、前記少なくとも一つのステートマシン（１０８＿１：１０８＿ｎ）と、
前記出力された状態値（１１６＿１：１１６＿ｎ）を所定のビット系列に相関させて、前記相関に依存して、前記シンボルを示している値（１１８＿１：１１８＿ｎ）を出力するように構成された少なくとも一つの相関器（１１８＿１：１１８＿ｎ）とを含むことを特徴とする、受信機。
【請求項２】
非アクティブ区間（１１５）は、前記アクティブ区間（１１３）の間にはさまっていることを特徴とする、請求項１に記載の受信機（１００）。
【請求項３】
前記アクティブ区間（１１３）は、少なくとも１：１００以下のデューティサイクル比を含むことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の受信機（１００）。
【請求項４】
前記受信機（１００）は、前記発振器（１０４）と接続されて、前記アクティブ区間（１１３）の間、前記受信されたＲＦ信号（１０２）を増幅するように構成された低雑音増幅器（１２０）を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の受信機（１００）。
【請求項５】
前記受信機（１００）は、前記発振器（１０４）が前記アクティブ区間（１１３）の範囲内で発振し始めるように、前記アクティブ区間（１１３）の長さを校正するように構成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の受信機（１００）。
【請求項６】
前記受信機（１００）は、
前記アクティブ区間（１１３）の前記長さを校正するために、
前記発振器（１０４）に入力された信号（１２２）における受信されたＲＦ成分を抑制し、
前記カウンタ（１０６）によって供給された前記カウンタ値（１１４）が所定の校正閾値を下回るまで、反復的に、前記アクティブ区間（１１３）の前記長さを減少させるように構成されることを特徴とする、請求項５に記載の受信機（１００）。
【請求項７】
前記受信機（１００）は、前記カウンタ（１０６）と前記少なくとも一つのステートマシン（１０８＿１：１０８＿ｎ）との間に接続されるメモリ（１２６）を含み、前記メモリ（１２６）は、前記少なくとも一つのステートマシン（１０８＿１：１０８＿ｎ）に前記連続する２つのカウンタ値を供給するように構成されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の受信機（１００）。
【請求項８】
前記メモリ（１２６）は、前記少なくとも一つのステートマシン（１０８＿１：１０８＿ｎ）に、前記連続する２つのカウンタ値としての現在のカウンタ値および以前のカウンタ値を供給するように構成されることを特徴とする、請求項７に記載の受信機（１００）。
【請求項９】
前記少なくとも一つのステートマシン（１０８＿１：１０８＿ｎ）は、論理ハイ状態（１５０）および論理ロー状態（１５２）を含むこと、前記ステートマシン（１０８＿１：１０８＿ｎ）は、前記連続する２つのカウンタ値の差（ｋ）が下側の閾値（−ｚ）を下回る場合、前記論理ハイ状態（１５０）から前記論理ロー状態（１５２）に遷移するように、および、前記連続する２つのカウンタ値の前記差（ｋ）が上側の閾値（ｚ）を上回る場合、前記論理ロー状態（１５０）から前記論理ハイ状態（１５０）に遷移するように構成されること、前記少なくとも一つのステートマシン（１０８＿１：１０８＿ｎ）によって出力された各状態値は、前記少なくとも一つのステートマシン（１０８＿１：１０８＿ｎ）の前記現在の状態を示すことを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の受信機（１００）。
【請求項１０】
前記下側の閾値（−ｚ）は、前記上側の閾値（ｚ）のマイナスバージョンであることを特徴とする、請求項９に記載の受信機（１００）。
【請求項１１】
前記受信機（１００）は、異なる上側の閾値および異なる下側の閾値を有する少なくとも２つのステートマシン（１０８＿１：１０８＿ｎ）を含むことを特徴とする、請求項９又は請求項１０に記載の受信機（１００）。
【請求項１２】
前記受信機（１００）は、少なくとも２つの相関器（１１８＿１：１１８＿ｎ）を含み、各相関器が一つのステートマシンに接続されることを特徴とする、請求項１１に記載の受信機（１００）。
【請求項１３】
前記受信機（１００）は、前記アクティブ区間（１１３）を示している波形信号（１３２＿１：１３２＿ｎ）を供給するように構成されたパルス波形ジェネレータ（１３０）を含むことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の受信機（１００）。
【請求項１４】
シンボルを示しているビット系列を送るＲＦ信号（１０２）を受信するための方法（２００）であって、前記方法は、
連続する複数のアクティブ区間（１１３）の間の発振に基づいて発振器信号（１１２）を供給するステップであって、前記発振が、前記受信されたＲＦ信号（１０２）に依存する、前記ステップと、
前記アクティブ区間（１１３）ごとの前記発振器信号（１１２）の閾値超えを示しているカウンタ値（１１４）を得るステップと、
少なくとも一つのステートマシン（１０８＿１：１０８＿ｎ）を使用して状態値（１１６＿１：１１６＿ｎ）を得るステップであって、各状態値が、連続する２つのカウンタ値に依存する、前記ステップと、
前記出力された状態値（１１６＿１：１１６＿ｎ）を所定のビット系列に相関させて、前記相関に依存している前記シンボルを示している値（１１８＿１：１１８＿ｎ）を出力するステップとを含むことを特徴とする、前記方法。
【請求項１５】
コンピュータ、マイクロプロセッサまたはデジタル回路上で動作するときに、請求項１４に記載の方法（２００）を実行するためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シンボルを示しているビット系列を送るＲＦ信号を受信するための受信機、および、シンボルを示しているビット系列を送るＲＦ信号を受信するための方法に関する。本発明のいくつかの実施形態は、サブマイクロアンペア（ｓｕｂ−μＡ）動作に適している超再生受信機に関する。
【０００２】
標準の再生受信機は、出力から入力への正の又は再生するフィードバックを有する検波器を含む。それにより、フィードバックは、発振器の動作を発振寸前に保つ。超再生受信機において、検波器は、クエンチング周波数（ｑｕｅｎｃｈ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）と呼ばれている非常に低い周波数レートで動作する発振器によって発振したりしなかったりが切り替えられる。クエンチング周波数は、搬送周波数より低いが、変調信号の周波数より高い。すなわち、クエンチング発振器は、再生回路において振動を増幅させ、それを消滅させることができる。
【０００３】
到来信号がない場合、振動は、熱雑音によって始められて、臨界振幅まで高まって、消滅する。熱雑音より大きい到来信号は、増幅時間を早める。このように、最大オシレート幅に、より早く達する。検波器は、増幅区間が早まることに基づいて到来信号の検出を与える。
【０００４】
標準の超再生受信機は、時間積分を遂行するために、受信された信号のデータ転送速度より上のクエンチング周波数でのオーバーサンプリングに制限される。しかしながら、局部発振器は、受信機の環境にスプリアス発射をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、スプリアス発射およびエネルギー消費の低減を同時に与える構想を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１に記載の受信機、請求項１４に記載の受信するための方法、および請求項１５に記載のコンピュータプログラムによって解決される。
【０００７】
シンボルを示しているビット系列を送るＲＦ信号を受信するための受信機が提供される。受信機は、発振器と、カウンタと、少なくとも一つのステートマシンと、少なくとも一つの相関器とを含む。発振器は、受信されたＲＦ信号に依存して発振するように構成される。そこにおいて、発振器信号は、連続する複数のアクティブ区間の間の発振に基づいた発振器信号を供給するために制御される。カウンタは、アクティブ区間ごとの発振器信号の閾値超えを示しているカウンタ値を供給するように構成される。少なくとも一つのステートマシンは、カウンタと接続されて、状態値を出力するように構成され、各状態値は、連続する２つのカウンタ値に依存している。少なくとも一つの相関器は、出力された状態値を所定のビット系列に相関させて、その相関に依存しているシンボルを示している値を出力するように構成される。
【０００８】
シンボルを示しているビット系列を送るＲＦ信号を受信するための方法が提供される。本方法は、連続する複数のアクティブ区間の間、発振に基づいた発振器信号を供給するステップを含む。そこにおいて、その発振は、受信されたＲＦ信号に依存する。更に、本方法は、アクティブ区間ごとの発振器信号の閾値超えを示しているカウンタ値を得るステップを含む。更に、本方法は、ステートマシンを使用して状態値を得るステップを含む。そこにおいて、各状態値は、連続する２つのカウンタ値に依存する
更に、本方法は、出力された状態値を所定のビット系列に相関させて、その相関に依存しているシンボルを示している値を出力するステップを含む。
【０００９】
本発明の実施形態は、添付の図面を参照して、本願明細書において説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による、シンボルを示しているビット系列を送るＲＦ信号を受信するための受信機のブロック図を示す。
【図２】図２は、本発明の他の実施形態による、シンボルを示しているビット系列を送るＲＦ信号を受信するための受信機のブロック図を示す。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による、受信機に存在する信号の図を示す。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による、図１および図２に示される受信機のステートマシンの状態図を示す。
【図５】図５は、ＲＦ信号によって送られる典型的なビット系列の図および３つのステートマシンの対応するカウンタ値および出力された状態値の図を示す。
【図６】図６は、本発明の一実施形態による、シンボルを示しているビット系列を送るＲＦ信号を受信する方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
同一若しくは同等の要素又は同一若しくは同等の機能を有する要素は、同一又は同等の参照番号によって、以下の記載において表される。
【００１２】
以下の説明では、本発明の実施形態のより完全な説明を提供するために、複数の詳細が記載される。しかしながら、本発明の実施形態がこれらの具体的な詳細なしでも実施することができることは、当業者にとって明らかである。他の例において、周知の構造およびデバイスは、本発明の実施形態を不明瞭にすることを回避するために、詳細にではなくブロック図形式で示される。加えて、特に強調されない限り、以下に説明される種々の実施形態の機能は、相互に組み合わせることができる。
【００１３】
図１は、シンボルを示しているビット系列を送るＲＦ信号１０２を受信するための受信機１００のブロック図を示す。受信機１００は、発振器１０４（例えば超再生発振器）、カウンタ１０６、少なくとも一つのステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎ、および少なくとも一つの復号器１１０＿１：１１０＿ｎ（例えば相関器）を含む。発振器１０４は、受信されたＲＦ信号１０２に依存して発振するように構成される。そこにおいて、発振器１０４は、連続する複数のアクティブ区間１１３の間の発振に基づいて、発振器信号１１２を供給するように制御される。カウンタ１０６は、アクティブ区間１１３ごとの発振器信号１１２の閾値超え（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  ｃｒｏｓｓｉｎｇｓ）を示しているカウンタ値１１４を供給するように構成される。少なくとも一つのステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎは、カウンタ１０６と接続されて、状態値１１６＿１：１１６＿ｎを出力するように構成される。そして、状態値１１６＿１：１１６＿ｎの各状態値は、連続する２つのカウンタ値１１４に依存する。少なくとも一つの相関器１１０＿１：１１０＿ｎは、出力された状態値１１６＿１：１１６＿ｎを、所定のビット系列と相関させ、その相関に依存するシンボルを示している値１１８＿１：１１８＿ｎを出力するように構成される。
【００１４】
本発明の構想によれば、受信機１００のエネルギー消費およびスプリアス発射は、アクティブ区間１１３の間（だけ）、発振器１０４およびカウンタ１０６を作動させることによって低減することができる。さらに、ＲＦ信号１０２の直接のデジタル評価は、少なくとも一つのステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎおよび少なくとも一つの相関器１１０＿１：１１０＿ｎによって成し遂げることができる。
【００１５】
いくつかの実施形態において、受信機１００は、ｎ個のステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎおよびｎ個の相関器１１０＿１：１１０＿ｎを含むことができる。ここで、ｎは、１以上の自然数である（ｎ≧１）。このことにより、ステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎの数は、相関器１１０＿１：１１０＿ｎの数に等しいこともある。
【００１６】
例えば、受信機１００は、ｎ＝２（または少なくとも３、４、５、１０、２０、３０、５０、１００）のステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎおよび相関器１１８＿１：１１８＿ｎを含むことができる。このことにより、第１の相関器１１８＿１は、第１のステートマシン１０８＿１と接続されることができる。そこにおいて、第２の相関器１１８＿２は、第２のステートマシン１０８＿２と接続されることができ、第ｎの相関器１１８＿ｎは、第ｎのステートマシン１０８＿ｎと接続されることができる。
【００１７】
第１の相関器１１８＿１は、第１のステートマシン１０８＿１によって供給された出力された状態値１１６＿１を、第１のビット系列と相関させて、その相関に依存しているシンボルを示している第１の値１１８＿１を出力するように構成されることができる。第２の相関器１１８＿２は、第２のステートマシン１０８＿２によって供給された出力された状態値１１６＿２を、第２のビット系列と相関させて、その相関に依存しているシンボルを示している第２の値１１８＿２を出力するように構成されることができる。第ｎの相関器１１８＿ｎは、第ｎのステートマシン１０８＿ｎによって供給された出力された状態値１１６＿ｎを、第ｎのビット系列と相関させて、その相関に依存しているシンボルを示している第ｎの値１１８＿ｎを出力するように構成されることができる。
【００１８】
このことにより、相関器１１８＿１：１１８＿ｎは、状態値１１６＿１：１１６＿ｎを、同じ又は異なるビット系列と相関させるように構成されることができる。
【００１９】
相関器１１０＿１：１１０＿ｎの代わりに、出力された状態値１１６＿１：１１６＿ｎを、所定のビット系列に相関させるように構成された復号器１１０＿１：１１０＿ｎが使用されることができることに留意されたい。
【００２０】
いくつかの実施形態において、非アクティブ区間１１５は、アクティブ区間１１３の間にはさまっている（ｉｎｔｅｒｓｐｅｒｓｅｄ）。換言すれば、非アクティブ区間１１５は、連続する２つのアクティブ区間１１３の間に挿入させることができる。
【００２１】
例えば、アクティブ区間は、１：１００（または１：２００、１：５００、１：７００、１ :１０００、または１：１５００）以下のデューティサイクル比（ｄｕｔｙ−ｃｙｃｌｅ  ｒａｔｉｏ）を含むことができる。換言すれば、非アクティブ区間１１５が、アクティブ区間１１３より１００（または２００、５００、７００、１０００または１５００）倍大きいこともありうる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、発振器１０４は、例えば、電圧制御発振器（ＶＣＯ）でありえる。もちろん、発振器１０４の他の実施態様も可能である。
【００２３】
図２は、本発明の他の実施形態による、シンボルを示しているビット系列を送るＲＦ信号１０２を受信するための受信機１００のブロック図を示す。
【００２４】
受信機１００は、発振器１０４と接続される低雑音増幅器（ｌｏｗ−ｎｏｉｓｅ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１２０を含むことができる。低雑音増幅器１２０は、アクティブ区間１１３の間、受信されたＲＦ信号１０２を増幅するように構成されることができる。さらに、低雑音増幅器１２０は、増幅された受信されたＲＦ信号１２２を供給するように構成されることができる。そこにおいて、発振器１０４は、増幅された受信されたＲＦ信号１２２に依存して発振するように構成されることができる。
【００２５】
更に、受信機１００は、シンボルを示しているビット系列を送るＲＦ信号１０２を受信するためのアンテナ１２４を含むことができる。アンテナ１２４は、低雑音増幅器１２０と接続されることができる。
【００２６】
さらに、受信機１００は、カウンタ１０６と少なくとも一つのステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎとの間に接続されるメモリ１２６を含むことができる。そこにおいて、メモリ１２６は、少なくとも一つのステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎに、連続する２つのカウンタ値を供給するように構成されることができる。
【００２７】
このことにより、メモリ１２６は、少なくとも一つのステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎに、連続する２つのカウンタ値としての現在のカウンタ値（ｃｏｕｎｔｅｒ（ｔ））および以前のカウンタ値（ｃｏｕｎｔｅｒ（ｔ−１））を供給するように構成されることができる。
【００２８】
すでに述べたように、カウンタ１０６は、各アクティブ区間において、アクティブ区間１１３ごとの発振器信号１１２の閾値超えを示しているカウンタ値１１４を供給するように構成されることができる。このことにより、カウンタ１０６の閾値は、ノイズフロアの上（または下）に置くように選択されることができる。
【００２９】
メモリ１２６は、少なくとも一つのステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎに連続する２つのカウンタ値を供給するために、カウンタ１０６によって供給されたカウンタ値１１４を保存する（またはキャッシュまたはバッファする）ように構成されることができる。従って、メモリ１２６は、中間記憶装置、キャッシュまたはバッファでありえる。
【００３０】
図２に示すように、メモリ１２６、少なくとも一つのステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎおよび少なくとも一つの相関器１１８＿１：１１８＿ｎは、デジタルブロック１２８を形成することができる。デジタルブロック１２８は、少なくとも一つのステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎによって供給された状態値１１６＿１：１１６＿ｎを未処理のビット（ｒａｗ−ｂｉｔｓ）として出力するように構成されることができる。
【００３１】
更に、デジタルブロック１２８は、少なくとも一つの相関器１１０＿１：１１０＿ｎによって供給された値（１１８＿１：１１８＿ｎ）を、データとして出力するように構成されることができる。更に、受信機１００は、アクティブ区間１１３（および非アクティブ区間１１５）を示している波形信号（ｓｈａｐｅ  ｓｉｇｎａｌｓ）１３２＿１：１３２＿３を供給するように構成されたパルス波形ジェネレータ１３０を含むことができる。
【００３２】
例えば、パルス波形ジェネレータ１３０は、低雑音増幅器１２０と接続されることができて、低雑音増幅器１２０に第１の波形信号１３２＿１（波形１）を供給するように構成されることができる。更に、パルス波形ジェネレータ１３０は、発振器１０４と接続されることができて、発振器１０４に第２の波形信号１３２＿２（波形２）を供給するように構成されることができる。更に、パルス波形ジェネレータ１３０は、カウンタ１０６と接続されることができて、カウンタ１０６に第３の波形信号１３２＿３（波形３）を供給するように構成されることができる。
【００３３】
図２に示すように、パルス波形ジェネレータ１３０およびデジタルブロック１２８は、クロック信号１２９を受信することができる。クロック信号１２９は、外部クロックまたは受信機１００のクロックによって供給されることができる。
【００３４】
さらに、デジタルブロック１２８は、パルス波形ジェネレータ１３０を制御するように構成された構成制御装置１３１を含むことができる。構成制御装置１３１は、波形信号１３２＿１：１３２＿３（例えばアクティブ区間１１３および非アクティブ区間１１５の長さまたはアクティブ区間１１３および非アクティブ区間１１５間のデューティサイクル比）を構成するために、パルス波形ジェネレータ１３０と接続されることができる。
【００３５】
構成制御装置１３１は、低雑音増幅器１２０をミュートするためのミュート信号１３３を供給するように更に構成されることができる。
【００３６】
以下に、受信機１００の機能は、受信機１００に存在しうる信号の典型的な流れによって説明される。このことにより、信号の流れは、説明の便宜上選択され、決して限定するためのものではない。
【００３７】
図３は、増幅された受信されたＲＦ信号１２２、第２の波形信号１３２＿２、発振器信号１１２およびカウンタ値を搬送するカウンタ値信号１１４の図を示す。
【００３８】
より正確に言うと、第１の図１５０は、発振器１０４に入力される増幅された受信されたＲＦ信号１２２の流れを示す。第２の図１５２は、発振器１０４に入力される第２の波形信号１３２＿２の流れを示す。第３の図１５４は、発振器１０４によって供給される発振器信号１１２を示す。そして、第４の図１５６は、カウンタ値を搬送するカウンタ値信号１１４の流れを示す。このことにより、縦座標は各信号の振幅または値を意味する。ここで、横座標は時間を意味する。
【００３９】
さらに、図３で、アクティブ区間１１３はｔ1（フェーズ１）によって意味される。ここで、非アクティブ区間１１５は、ｔ2（フェーズ２）によって意味される。
【００４０】
図３に示すように、パルス波形ジェネレータ１３０は、異なる周期的時間連続波形１３２＿１〜１３２＿３を生成することができ、各々が、２つのフェーズ、すなわちアクティブ区間１１３および非アクティブ区間１１５に細別される。波形信号１３２＿１：１３２＿３は、以下の共通の特性を有することができる。
【００４１】
（図３のｔ1に示される、フェーズ１における）アクティブ区間１１３の間、信号の絶対値の時間積分はゼロでない。アクティブ区間１１３（フェーズ１）の長さおよびその最大値は、デジタルブロック１２８によって構成可能である。（図３のｔ2に示される、フェーズ２における）非アクティブ区間１１５の間、上記の積分はゼロになる。
【００４２】
図２に示される第１の波形信号１３２＿１（波形１）は、低雑音増幅器１２０の利得および従って電力消費量を制御することができる。第２の波形信号１３２＿２（波形２）は、発振器１０４を、それが（フェーズ２の）非アクティブ区間１１５の間、発振しないような方法で、制御することができる。信号１３２＿２（波形２）の（フェーズ１の）アクティブ区間１１３の間、発振器１０４は、信号１３２＿２の傾きおよび最大値に依存する時定数τで、超再生原理に従って発振する。信号１３２＿３（波形３）は、カウンタ１０６の作動の時間を制御することができる。
【００４３】
以下に、受信機１００の種々の特徴の機能について詳細に説明される。
【００４４】
低雑音増幅器１２０は、第１のパルス波形信号１３２＿１の（フェーズ１の）アクティブ区間１１３の間、増幅して、（フェーズ２の）非アクティブ区間１１５の間、スイッチオフされるように構成されることができる。更に、低雑音増幅器１２０回路は、デジタルブロック１２８のミュート信号１３３によって制御されるいわゆるミューティング機能を含むことができる。ミュート信号１３３が高い場合、低雑音増幅器１２０は、ＲＦ入力信号を強力に減衰させるが、同時に、あたかもそれが通常の動作モードであるかのように発振器１０４に雑音信号を供給する回路挙動へ切り替えることができる。それは、空中線インピーダンスのノイズを「認知し」（ｓｅｅ）て増幅させるが、いかなるアンテナ信号も減衰させる。例えば、その動作は、一方はアンテナ１２４に取り付けられ、他方はアンテナ１２４と同じ値の集積インピーダンスに取り付けられる、２つの同一の低雑音増幅器１２０の間に多重化されることができる。
【００４５】
カウンタ１０６は、信号１３２＿２（波形２）の（フェーズ１の）アクティブ区間１１３の間、発振器出力信号１１２の周期の数をカウントするように構成されることができる。そこにおいて、カウントの結果はデジタルブロック１２８のメモリ１２６に保存されることができる。（フェーズ２の）非アクティブ区間１１５の間、カウンタ１０６は、ゼロにリセットし、スイッチオフすることができる。
【００４６】
換言すれば、周波数カウンタ１０６は、第２の波形信号１３２＿２の（フェーズ１の）アクティブ区間１１３の間、（ノイズフロアより上の）ゼロ交差事象（ｚｅｒｏ  ｃｒｏｓｓｉｎｇ  ｅｖｅｎｔｓ）の数をカウントするように構成されることができる。そこにおいて、カウントの結果は、デジタルブロック１２８のメモリ１２６に保存されることができる。（フェーズ２の）非アクティブ区間１１５の間、カウンタ１０６は、ゼロにリセットし、スイッチオフすることができる。
【００４７】
図４は、本発明の一実施例による、ステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎの状態図を示す。ステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎは、論理ハイ状態（ｌｏｇｉｃ  ｈｉｇｈ  ｓｔａｔｅ）１５０および論理ロー状態（ｌｏｇｉｃ  ｌｏｗ  ｓｔａｔｅ）１５２を含むことができる。論理ハイ状態は、論理１を示すことができる。そこにおいて、論理ロー状態１５２は、論理０を示すことができる。
【００４８】
ステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎは、連続する２つのカウンタ値の差ｋが下側の閾値−ｚを下回る、すなわちｋ＜−ｚとなる場合、論理ハイ状態１５０から論理ロー状態１５２に遷移するように、そして、連続する２つのカウンタ値の差ｋが上側の閾値ｚを上回る、すなわちｋ＞ｚである場合、論理ロー状態１５２から論理ハイ状態１５０に遷移するように構成されることができる。このことにより、ステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎにより出力された各状態値１１８＿１：１１８＿ｎは、ステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎの現在の状態を示すことができる。
【００４９】
なお、下側の閾値−ｚは、上側の閾値ｚのマイナスバージョンでありうる。
【００５０】
更に、いくつかの実施形態において、受信機１００は、一つ以上のステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎを含むことができる。その場合、ステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎは、異なる上側の閾値ｚ1：ｚnおよび異なる下側の閾値−ｚ1：−ｚnを含むことができる。
【００５１】
さらに、連続する２つのカウンタ値の差ｋが下側の閾値−ｚ以上である、すなわちｋ≧−ｚである場合、ステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎは、論理ハイ状態１５０にとどまることができる。同様に、連続する２つのカウンタ値の差ｋが上側の閾値ｚ以下である、すなわち、ｋ≦ｚである場合、ステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎは、論理ロー状態１５２にとどまることができる。
【００５２】
換言すれば、ステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎは、現在のカウンタ出力を、以前のカウンタ出力と比較することができて、差をとることができる。現在のカウンタ値と以前のカウンタ値との差がｋであったと仮定すると、ステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎは、デジタルブロック１２８からの構成可能な閾値パラメータｚを用いて図４のようにふるまう。
【００５３】
相関器（または復号器ブロック）１１０＿１：１ １０＿ｎは、状態値１１６＿１：１１６＿ｎ（例えば、ステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎの出力からの受信されたビット）とデジタルブロック１２８から任意長の構成可能なビット系列（またはビットコード）との間の比較を実行するように構成されることができる。その出力と構成可能なコードが合致する場合、相関器１１８＿１：１１８＿ｎは、その出力でデジタル信号を生成することができる。
【００５４】
換言すれば、相関器１１０＿１：１１０＿ｎは、状態値１１６＿１：１１６＿ｎ（例えば受信されたビット）とデジタルブロック１２８の構成可能なビット系列（またはビットコード）との間の相互相関を実行するように構成されることができる。相関ピークが特定の閾値を上回る場合、デジタルブロック１２８は、デジタルブロックの出力ピンで信号１１８＿１：１１８＿ｎをトリガ（ｔｒｉｇｇｅｒ）することができる。
【００５５】
ｎ個の相関器１１０＿１：１１０＿ｎの各々は、ｎ個のステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎのうちの１つだけと接続されることができる。
【００５６】
例えば、第１の相関器１１０＿１は、第１のステートマシン１０８＿１と接続されることができて、第２の相関器１１０＿２は、第２のステートマシン１０８＿２と接続されることができて、第ｎの相関器１１０＿ｎは、第ｎのステートマシン１０８＿ｎと接続されることができる。
【００５７】
受信機１００は、発振器１０４がアクティブ区間１１３の範囲内で発振し始めるように、アクティブ区間１１３の長さを校正するように構成されることができる。例えば、受信機１００は、ＲＦ信号１０２がアクティブ区間１１３の間に受信機１００によって受信されない場合、または、アクティブ区間１１３の間にＲＦ信号１０２によって送られたビット系列のビットが論理ロー状態（例えば論理０）を含む場合、発振器１０４がアクティブ区間１１３の範囲内で発振し始めるように、アクティブ区間１１３の長さを校正するように構成されることができる。更に、受信機１００は、アクティブ区間１１３の間にＲＦ信号１０２によって送られたビット系列のビットが論理ハイ状態（例えば論理１）を含む場合にだけ、発振器１０４がアクティブ区間１１３の範囲内で発振し始めるように、アクティブ区間１１３の長さを校正するように構成されることができる。
【００５８】
受信機１００は、アクティブ区間１１３の長さを校正するために、カウンタ１０６によって供給されるカウンタ値１１４が所定の校正閾値を下回るまで反復的に、発振器１０４に入力された信号１２２における受信されたＲＦ成分を抑制して、アクティブ区間１１３の長さを減少させるように構成されることができる。
【００５９】
換言すれば、校正の間、低雑音増幅器１２０は、外部の構成を介して、または、構成制御装置１３１を介して、ミュートモードとなることができる。このように、ＲＦ信号は、発振器１０４に送り込まれないか、強力に減衰されたＲＦ信号だけが、発振器１０４に送り込まれる。その整定時間は、増加するかまたは最大にされさえもする。パルス波形信号１３２＿１：１３２＿３のアクティブ区間１１３（フェーズ１）の長さの設定は、減少する方法で繰り返されて、対応するカウンタ値１１４は見積もられる。カウンタ値１１４が一定の基準値より小さいという設定に達する場合、この設定は、パルス波形ジェネレータ１３０のためのデフォルト値として格納される。
【００６０】
小さいカウンタ値１１４は、発振器１０４が、発振の始まる寸前であるが、第２の波形信号１３２＿２（波形２）のアクティブ区間１１３（フェーズ１）の中で十分な振りに達していないことを意味する。
【００６１】
校正が、デジタル入力を介して、または、（特に）受信機１００の電力アップ後、いつでもトリガすることができることに留意されたい。
【００６２】
校正が完了した後、低雑音増幅器１２０の通過帯域の中のいかなるＲＦ信号も発振器１０４の整定時間を減少させて、結果としてカウンタ１０６のより高い出力値１１４になる。
【００６３】
受信されたＲＦ信号１０２の電力（ＲＦ電力）が特定量だけ減少した場合、カウンタ値（カウンタ出力）１１４も減少するだろう。各ステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎは、それ自体の区別される閾値ｚ1：ｚnを有し、各ステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎは、それに付随したそれ自体の復号器１１０＿１：１１０＿ｎを有する。
【００６４】
各閾値ｚ1：ｚnは、特定のＲＦ入力レベル周辺の変化に対応することができる。低雑音増幅器１０２の入力のＲＦ電力は、ＲＦパターンに従って、ステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎを変調して、離散的カウンタ値１１４に変換する。
【００６５】
相関器１１０＿１：１１０＿ｎ（または復号器）は、それから所定のビットパターンをシンボルと解釈する。各パターンにおける特定量のエラーは、許容される。ｎ個の復号器１１０＿１：１１０＿ｎの各々は、他の全ての復号器１１０＿１：１１０＿ｎと同じビットパターンについてスキャンすることができる。受信データとしてその出力にそのシンボルを通すためには、ｎ個の復号器１１０＿１：１１０＿ｎのうちの１つが合致するビットパターンを見つけさえすれば十分である。
【００６６】
パルス波形ジェネレータ１３０の波形信号１３２＿１：１３２＿３は、非アクティブ区間１１５（ｔ1）（図３参照）よりはるかに小さいアクティブ区間１１３（ｔ2）、例えば１：１０００デューティサイクル比で、デューティサイクルされる（ｄｕｔｙ  ｃｙｃｌｅｄ）。これは、約３０ｄＢの受信機１００の環境まで発振器信号１１２の発射の低減をもたらし、デューティサイクルが更に減少すれば、より良い。
【００６７】
低雑音増幅器１２０は、同様のデューティサイクルによって作動させる（制御される）ことができるので、アンテナ１２４への局部発振器の給電を減らすことに加えて、発振器１０４をデューティサイクルすることによる低減が、非常に低い平均電力消費量を有する受信機１００（またはシステム）に取り入れられる。
【００６８】
なお、図２のデジタルブロック１２８のすべての要素は、デューティサイクルされず、持続的に動作しうることに留意されたい。
【００６９】
以下に、ＲＦ信号１０２によって送られるビット系列１６８のデジタル評価が、例として閾値ｚ1＝３５、ｚ2＝１５、およびｚ3＝５を有する３つのステートマシン１０８＿１：１０８＿３を含む受信機１００を参照して説明される。
【００７０】
図５は、ＲＦ信号１０２によって送られる典型的なビット系列１６８の図と共に、カウンタ１０６によって供給された対応するカウンタ値１１４と３つのステートマシン１０８＿１：１０８＿３によって供給された出力された状態値の図を示す。
【００７１】
このことにより、第１の図１７０は、ＲＦ信号１０２によって送られるビット系列１６８を示す。第２の図１７２は、カウンタ１０６によって供給されるカウンタ値１１４を示す。第３の図１７４は、第１のステートマシン１０８＿１によって供給される状態値１１６＿１を示す。第４の図１７６は、第２のステートマシン１０８＿２によって供給される状態値１１６＿２を示す。そして、第５の図１７８は、第３のステートマシン１０８＿３によって供給される状態値１１６＿３を示す。
【００７２】
干渉の除去は、各々異なった閾値を有するｎ個のマルチプルステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎにおいて並列処理によって達成されることができる。図４は、それぞれ、異なったカウンタ差閾値ｚ1＝３５、ｚ2＝１５、ｚ3＝５に関する、ｎ＝３の場合の例におけるこの挙動を示す。表されたビットパターン１６８が、（ＲＦ搬送波で変調された）ＲＦ信号１０２によって送られ、受信機１００によって受信されると仮定される。ＲＦ信号１０２は、フェージングにさらされ、更にチャネルの中で他の送信器の妨害信号によって重畳され、それは、図５の第２の図１７２において示唆されるように、経時的にカウンタ値１１４の出力信号をもたらす。各ステートマシン１０８＿１：１０８＿３は、この信号１１４を処理して、それを、その閾値による示された状態値（またはビットパターン）１１６＿１：１１６＿３に変換する。
【００７３】
ｚ1＝３５の場合、３５という閾値が、３０という現れるカウンタ差に対してあまりに高いので、ステートマシン出力は、３つの誤りの０を与える。しかし、ｚ2＝１５を有するステートマシンは、正しいビットパターンを与える。ｚ3＝５は、弱い干渉の信号強度が増加したときは、あまりに低く、１ビットの誤認識をもたらす。
【００７４】
フォールトトレラントパターン復号器（例えばデジタル相関器１１０＿１:１１０＿ｎ）を使用すると、ｚ3＝５の場合、ステートマシン出力は、やはり復号器出力で完全な一致をもたらす。
【００７５】
その結果、実際には、ほんの少数（例えばｎ＝５）の復号器およびステートマシンで、フェイラートレラントデータ受信を可能にするのに十分である。
【００７６】
上記例は、提案されたアーキテクチャが、フェージングやチャンネル内干渉がある場合に、いかなるフィードバック（例えばカウンタ値からアナログ利得ステージへの利得調整）も用いずに、ビットパターンの適切な復号をすることができることを示す。
【００７７】
換言すれば、前記実施形態は、超再生受信機に基づいて改良された無線受信機アーキテクチャを提供する。
【００７８】
その改良は、スプリアス発射の減少およびサブマイクロアンペア（例えば数百ナノアンペア）の範囲の電力消費量のための適合性を取り入れる。更に、適応ゲイン制御が不要である。加えて、アクティブ区間（アクティブ区間１１３の長さ）は、校正で最適化されることができる。
【００７９】
標準の超再生受信機と比較した大きな違いは、ＲＦデータの直接のデジタル評価であり、そのパルス幅変調及びパルス幅変調の時間積分が使用されないことである。
【００８０】
いくつかの実施形態において、提案された受信機１００は、ミュート機能を有するＲＦ増幅器１２０、制御可能な整定時間を有する発振器１０４、パルス波形ジェネレータ１３０、カウンタ１０６およびデジタルブロック１２８を含む。デジタルブロック１２８は、メモリバッファ１２６、ｎ個のステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎのアレイおよびｎ個の復号器１１０＿１：１１０＿ｎのアレイを組み込む。
【００８１】
図６は、シンボルを示しているビット系列を送るＲＦ信号１０２を受信するための方法２００のフローチャートを示す。その方法２００は、連続する複数のアクティブ区間１１３の間の発振に基づいて発振器信号１１２を供給するステップ２０２を含む。そこにおいて、その発振は、受信されたＲＦ信号１０２に依存する。更に、方法２００は、アクティブ区間１１３ごとの発振器信号１１２の閾値超えを示しているカウンタ値１１４を得るステップ２０４を含む。更に、方法２００は、少なくとも一つのステートマシン１０８＿１：１０８＿ｎを使用して状態値１１６＿１：１１６＿ｎを得るステップ２０６を含む。そこにおいて、各状態値は、連続する２つのカウンタ値に依存する。更に、方法２００は、出力された状態値１１６＿１：１１６＿ｎを所定のビット系列と相関させ、その相関に依存したシンボルを示している値１１８＿１：１１８＿ｎを出力するステップ２０８を含む。
【００８２】
いくつかの態様が装置に関連して説明されたにもかかわらず、これらの態様はまた、対応する方法の説明を示すことは明らかである。ここで、ブロックまたはデバイスは、方法ステップまたは方法ステップの機能に対応する。類似して、方法ステップに関連して説明された態様は、対応するブロックまたは項目の記載または対応する装置の機能を示す。方法ステップの一部または全部は、例えばマイクロプロセッサ、プログラミング可能なコンピュータ、または電子回路のようなハードウェア装置によって（またはハードウェア装置を使用して）実行されることができる。いくつかの実施形態において、最も重要な方法ステップの一つ又は複数は、この種の装置によって実行されることができる。
【００８３】
特定の実施態様の要求に応じて、本発明の実施形態は、ハードウェアにおいて、または、ソフトウェアにおいて、実行されることができる。その実施態様は、各方法が実行されるように、プログラミング可能な計算機システムと協動する（または協動することができる）、その上に格納された電子的に読み込み可能な制御信号を有するデジタル記憶媒体、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ＤＶＤ、ブルーレイ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはＦＬＡＳＨメモリを使用して実行されることができる。従って、デジタル記憶媒体は、計算機可読でもよい。
【００８４】
本発明によるいくつかの実施形態は、本願明細書において説明された方法のうちの１つが実行されるように、プログラミング可能な計算機システムと協動することができる、電子的に読み込み可能な制御信号を有するデータキャリアを含む。
【００８５】
通常、本発明の実施形態は、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として実行されることができ、そのコンピュータプログラム製品が、コンピュータ上で動作するときに、プログラムコードが本方法のうちの１つを実行する働きをする。プログラムコードは、例えば機械読み取り可読キャリアに格納されることができる。
【００８６】
他の実施形態は、機械読み取り可読キャリアに格納されて、本願明細書に記載された方法のうちの一つを実行するためのコンピュータプログラムを含む。
【００８７】
従って、換言すれば、本発明の方法の実施形態は、コンピュータプログラムが、コンピュータ上で動作するときに、本願明細書において説明された方法の１つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。
【００８８】
従って、本発明の方法の更なる実施形態は、本願明細書において説明された方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを含む、その上に記録された、データキャリア（またはデジタル記憶媒体またはコンピュータ可読媒体）である。データキャリア、デジタル記憶媒体または記録媒体は、一般的に、有形であり、および／または、非移行性（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｒｙ）である。
【００８９】
従って、本発明の方法の更なる実施形態は、本願明細書において説明された方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを示しているデータストリームまたは信号の系列である。データストリームまたは信号の系列は、例えば、データ通信接続を介して、例えばインターネットを介して、転送されるように構成されることができる。
【００９０】
更なる実施形態は、本願明細書において説明された方法の一つを実行するために構成された又は適合された、処理手段、例えばコンピュータまたはプログラム可能な論理回路を含む。
【００９１】
更なる実施形態は、本願明細書において説明された方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムをその上にインストールしたコンピュータを含む。
【００９２】
本発明による更なる実施形態は、受信機に本願明細書において説明された方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを（例えば、電子的に、または、光学的に）転送するように構成された装置またはシステムを含む。受信機は、例えば、コンピュータ、モバイル機器、記憶装置等でもよい。その装置またはシステムは、例えば、コンピュータプログラムを受信機へ転送するためのファイルサーバを含むことができる。
【００９３】
いくつかの実施形態において、プログラム可能な論理回路（例えば論理プログラミング可能デバイス）は、本願明細書において説明された方法の機能の一部又は全部を実行するために使用されることができる。いくつかの実施形態において、論理プログラミング可能デバイスは、本願明細書において説明された方法のうちの１つを実行するために、マイクロプロセッサと協動することができる。通常、本方法は、好ましくは、いかなるハードウェア装置によっても実行される。
【００９４】
上記した実施形態は、本発明の原理のために単に示しているだけである。本願明細書において説明された装置および詳細の修正変更は、他の当業者にとって明らかであるものと理解される。従って、間近に迫った特許請求の範囲だけによって限定され、本願明細書における実施形態の記載および説明として示された具体的な詳細だけによっては限定されないことという意図である。
【要約】シンボルを示しているビット系列を送るＲＦ信号を受信するための受信機が提供される。受信機は、発振器と、カウンタと、少なくとも一つのステートマシンと、少なくとも一つの相関器とを含む。発振器は、受信されたＲＦ信号に依存して発振するように構成される。そこにおいて、発振器信号は、連続する複数のアクティブ区間の間の発振に基づいて発振器信号を供給するために制御される。カウンタは、アクティブ区間ごとに、発振器信号の閾値超えを示しているカウンタ値を供給するように構成される。少なくとも一つのステートマシンは、カウンタと接続されて、状態値を出力するように構成され、各状態値は、連続する２つのカウンタ値に依存する。少なくとも一つの相関器は、出力された状態値を所定のビット系列に関連させて、相関に依存しているシンボルを示している値を出力するように構成される。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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