(57)【要約】  いくつかの態様は、超広帯域伝送においてパルスを発生する方法とデバイスを含む。例えば、いくつかの態様は少なくとも1つのパルスを含む信号を供給する方法を含む。その方法は第１の信号を発生すること、前記第１の信号の少なくとも1つの勾配に基づいて少なくとも1つのパルスを発生すること、および、前記少なくとも1つのパルスを無線チャンネル上で送信することを含む。他の態様はパルスを発生するための装置およびデバイスを含む。【選択図】    図４
2009533989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の信号を発生することと、
前記第１の信号の少なくとも1つの勾配に基づいて少なくとも1つのパルスを発生することと、
前記少なくとも１つのパルスを無線チャンネル上で送信することと、
を備えた、少なくとも1つのパルスを備える信号を供給する方法。
【請求項２】
前記第１の信号を発生することは、擬似ランダム系列を発生することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第1の信号を発生することは、少なくとも1つの方形波を発生することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも1つのパルスを発生することは、
前記第１の信号の少なくとも1つの勾配を示す第２の信号を発生することと、
前記第２の信号の勾配を示す少なくとも1つのパルスを備える第３の信号を発生することと、
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の信号を発生することは、前記第１の信号の微分を計算することを備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第３の信号を発生することは、前記第２の信号の微分を計算することを備える、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の信号を発生することは、半波パルスを発生することを備える、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記第３の信号を発生することは、全波パルスを発生することを備える、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の信号の少なくとも1つの勾配に基づいて少なくとも1つのパルスを発生することは、前記第１の信号の少なくとも1つの勾配の少なくとも1つの変化に対応するように前記少なくとも1つのパルスを発生することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも1つのパルスは実質的に超広帯域を占める、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも1つのパルスはパルス搬送波信号を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも1つのパルスを、送信のための情報で変調することをさらに備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも1つのパルスを変調することは、パルス位置変調、パルス振幅変調および送信基準変調のうちの少なくとも1つを使用する、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
第１の信号を発生するように構成された第１の発生器と、
前記第１の信号の少なくとも1つの勾配に基づいて少なくとも1つのパルスを発生するように構成された第２の発生器と、
前記少なくとも1つのパルスを無線チャンネル上で送信するように構成された送信機と、
を備えた、少なくとも１つのパルスを備える信号を供給する装置。
【請求項１５】
前記第１の発生器は、擬似ランダム系列を発生するように構成されたリニアシフトレジスタを備える、請求項14に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１の発生器は、少なくとも1つの方形波を発生するように構成された、請求項14に記載の装置。
【請求項１７】
前記第２の発生器は、
前記第１の信号の少なくとも1つの勾配を示す第２の信号を発生するように構成された第１の微分器と、
前記第２の信号の勾配を示す前記少なくとも1つのパルスを備える第３の信号を発生するように構成された第２の微分器と、
を備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１の微分器は、前記第１の信号の微分を発生するように構成された回路を備える、請求項17に記載の装置。
【請求項１９】
前記第２の微分器は、前記第２の信号の微分を発生するように構成された回路を備える、請求項18に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の微分器は半波パルスを発生するように構成された、請求項18に記載の装置。
【請求項２１】
前記第２の微分器は全波パルスを発生するように構成された、請求項18に記載の装置。
【請求項２２】
前記第２の発生器は、前記第１の信号の少なくとも1つの勾配の少なくとも1つの変化に対応するように前記少なくとも1つのパルスを発生する、請求項14に記載の装置。
【請求項２３】
前記少なくとも1つのパルスは超広帯域信号を占める、請求項14に記載の装置。
【請求項２４】
前記少なくとも1つのパルスはパルス搬送波信号を備える、請求項14に記載の装置。
【請求項２５】
前記少なくとも1つのパルスを、送信のための情報で変調するように構成された変調器をさらに備えた、請求項14に記載の装置。
【請求項２６】
前記変調器は、パルス位置変調、パルス振幅変調および送信基準変調のうちの少なくとも1つを使用して前記少なくとも1つのパルスを変調するように構成された、請求項25に記載の装置。
【請求項２７】
第１の信号を発生する手段と、
前記第１の信号の少なくとも1つの勾配に基づいて少なくとも1つのパルスを発生する手段と、
前記少なくとも1つのパルスを無線チャンネル上で送信する手段と、
を備えた、少なくとも１つのパルスを備える信号を供給する装置。
【請求項２８】
前記第１の信号を発生する手段は、擬似ランダム系列を発生するように構成されたリニアシフトレジスタを備える、請求項27に記載の装置。
【請求項２９】
前記第１の信号を発生する手段は、少なくとも1つの方形波を発生するように構成された、請求項27に記載の装置。
【請求項３０】
前記少なくとも１つのパルスを発生する手段は、
前記第１の信号の少なくとも1つの勾配を示す第２の信号を発生する手段と、
前記第２の信号の勾配を示す前記少なくとも1つのパルスを備える第３の信号を発生する手段と、
を備える、請求項27に記載の装置。
【請求項３１】
前記第１の信号を発生する手段は、前記第１の信号の微分を発生する手段を備える、請求項30に記載の装置。
【請求項３２】
前記第３の信号を発生する手段は、前記第２の信号の微分を発生する手段を備える、請求項31に記載の装置。
【請求項３３】
前記第２の信号を発生する手段は半波パルスを発生するように構成された、請求項30に記載の装置。
【請求項３４】
前記第３の信号を発生する手段は全波パルスを発生するように構成された、請求項30に記載の装置。
【請求項３５】
前記少なくとも１つのパルスを発生する手段は、前記第１の信号の少なくとも1つの勾配の少なくとも1つの変化に対応するように前記少なくとも1つのパルスを発生する、請求項27に記載の装置。
【請求項３６】
前記少なくとも1つのパルスは実質的に超広帯域を占める、請求項27に記載の装置。
【請求項３７】
前記少なくとも1つのパルスはパルス搬送波信号を備える、請求項27に記載の装置。
【請求項３８】
前記少なくとも1つのパルスを、送信のための情報で変調する手段をさらに備えた、請求項27に記載の装置。
【請求項３９】
前記変調する手段は、パルス位置変調、パルス振幅変調および送信基準変調のうちの少なくとも1つを使用して前記少なくとも1つのパルスを変調するように構成された、請求項38に記載の装置。
【請求項４０】
コンピュータ可読媒体を備えたデータ通信用のコンピュータプログラム製品であって、
前記コンピュータ可読媒体は、少なくとも1つのコンピュータに、
第１の信号を発生させ、
前記第１の信号の少なくとも１つの勾配に基づいて少なくとも1つのパルスを発生させ、
前記少なくとも１つのパルスを無線チャンネル上で送信させる、
実行可能なコードを有する、コンピュータプログラム製品。
【請求項４１】
感知されたデータを供給するマイクロホンと、
第１の信号を発生するように構成された第１の発生器と、
前記第１の信号の少なくとも1つの勾配に基づいて少なくとも1つのパルスを発生するように構成された第２の発生器と、
前記少なくとも１つのパルスを、前記感知されたデータから引き出された無線通信リンク上で送信するための情報によって変調するように構成された送信機と、
を備えた無線通信用ヘッドセット。
【請求項４２】
第１の信号を発生するように構成された第１の発生器と、
前記第１の信号の少なくとも1つの勾配に基づいて少なくとも1つのパルスを発生するように構成された第２の発生器と、
前記少なくとも1つのパルスを無線通信リンク上で送信するように構成された送信機と、
前記無線通信リンクを介して受け取られた少なくとも1つのパルスに基づいて視覚的な出力を供給するディスプレイと、
を備えた、無線通信用の時計。
【請求項４３】
感知されたデータを供給するセンサーと、
第１の信号を発生するように構成された第１の発生器と、
前記第１の信号の少なくとも1つの勾配に基づいて少なくとも1つのパルスを発生するように構成された第２の発生器と、
前記少なくとも１つのパルスを、前記感知されたデータから引き出された無線通信リンク上で送信するための情報によって変調するように構成された送信機と、
を備えた、無線通信用の医療機器。
【発明の詳細な説明】
【米国特許法第１１９条の下での優先権の主張】
【０００１】
本特許出願は、「LOW POWER LOW COMPLEXITY PULSE GENERATION FOR UWB TRANSMISSION」と題して2006年4月14日に出願され、本願の譲受人に譲渡され、参照によって明確にここに組込まれる、米国仮特許出願第60/792,028号の優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本願は一般に通信に関し、より具体的には超広帯域通信に関する。
【背景技術】
【０００３】
超広帯域(UWB)技術はデバイス間の無線通信を可能にする。UWB技術は、例えばパーソナル・エリア・ネットワーク(PAN)やボディ・エリア・ネットワーク(BAN)のように、無線通信ネットワークに関連した様々なアプリケーショに使用される。広帯域信号を発生する方法の多くは極めて複雑で多くの電力を使用し、そうでなければ、いくつかのアプリケーションには適さない。したがって、UWBアプリケーションにおいて使用するにふさわしい信号発生のための代替方法およびデバイスが必要とされる。
【発明の開示】
【概要】
【０００４】
本開示の例示的態様の要約は次の通りである。便宜上、本開示の1つ以上の態様をここでは単に「いくつかの態様」と呼ぶ。
【０００５】
本発明のシステム、方法およびデバイスの各々がいくつかの態様を有し、そのうちの1つだけがもっぱら望ましい属性を発揮するというものではない。請求項によって表現されるように、本発明の範囲を制限することなく、そのより顕著な特徴を簡潔に説明する。この説明を考慮した後に、また、特に「詳細な説明」を読んだ後に、本発明の特徴が、例えば、UWBシステムにおいて低消費電力で構成が簡単な実用のためのパルス発生器を含むいくつかの利点をどのように提供するか理解できるであろう。
【０００６】
いくつかの態様は、少なくとも1つのパルスを備えた信号を供給する方法を含む。その方法は、第１の信号を発生することと、前記第１の信号の少なくとも1つの勾配(slope)に基づいて、少なくとも1つのパルスの発生することと、前記少なくとも１つのパルスを無線チャンネル上で送信することを含む。他の態様は、パルスを発生するための装置およびデバイスを含む。例えば、いくつかの態様は、パルスを発生するためにそのような方法およびデバイスを使用するように構成されたヘッドセット、時計、および医療機器のようなデバイスを含む。
【詳細な説明】
【０００７】
次の詳細な記述は、本発明のある特定の態様に向けられる。しかしながら、本発明は、請求項によって定義され、カバーされるような、多くの異なる方法で具体化することができる。ここでの態様は様々の異なる形式で具体化することが可能であり、ここに示された任意の特定の構成、機能あるいはその双方は、単にその代表例である。ここでの教えに基づいて、当業者は、ここで開示された態様は他の態様とは独立してインプリメントすることができ、また、これらの態様の２つ以上を様々な方法で組み合わせることができることを認識するであろう。例えば、ここに述べられた態様の任意のものを使用して、デバイスをインプリメントすることができ、また方法を実行することができる。さらに、そのようなデバイスあるいはそのような方法は、ここに述べられた態様に加えて、あるいはここに述べられた態様の1つ以上の他に、他の構造、機能あるいはその双方を使用してインプリメントあるいは実行されてもよい。上記の概念のいくつかの例として、いくつかの態様では、コンカレントチャンネル(concurrent channels)がパルス繰り返し周波数(pulse repetition frequencies)に基づいて確立される。いくつかの態様では、コンカレントチャンネルは時間ホッピングシーケンスに基づいて確立される。いくつかの態様では、コンカレントチャンネルはパルス繰り返し周波数と時間ホッピングシーケンスに基づいて確立される。
【０００８】
低価格で構成が簡単なデバイス、特に消費電力の小さいデバイスにおいては、パルスベースの超広帯域(UWB)システムに適したパルスの発生には比較的複雑で、大きな電力コストを必要としていた。従って、そのようなUWBシステムにおけるパルスの発生のために、複雑でなく、低消費電力の技術が必要である。
【０００９】
図1は、無線で接続されているデバイス102(例えば、デバイス1、…、デバイスN)のネットワーク100の例を示すブロック図である。ネットワーク100は、１つ以上のパーソナル・エリア・ネットワーク(PAN)システムおよび／またはボディ・エリア・ネットワーク(BAN)を含む。ネットワーク100は、それぞれが無線リンク106を介して通信するように構成された、例えば、移動電話や他のネットワークインターフェースおよび他のデバイスのような、より長いレンジを持った1つ以上のデバイスを任意に含むことができる。デバイス102のそれぞれは、リンク106と少なくとも1つの他のデータ通信リンク(例えば、任意の適当な無線もしくは有線のネットワークリンク）によって通信するように構成される。デバイス102は、ヘッドセットや時計（あるいは他のポータブルデバイス）のようなデバイスを備えることができ、電話からの呼者のIDおよび／または電子メールのようなメッセージ（あるいはその一部）、ショートメッセージシステム(SMS)メッセージ、あるいは、無線リンク106および108を介して受信されるデータを含む任意の他の形式のデータのような情報を表示するように構成される。デバイス102のそれぞれは、１つあるいは２つ、あるいは任意の数の他のデバイス102と通信する。
【００１０】
以下に詳述されるように、いくつかの態様では、通信リンク106はパルスベースの物理層である。例えば、その物理層は、比較的短い長さ(例えば数ナノ秒のオーダー)と比較的広い帯域幅を有する超広帯域パルスを利用する。いくつかの態様では、超広帯域は、約20%あるいはそれ以上のオーダーの比帯域(fractional bandwidth)を持ち、および／または約500MHzあるいはそれ以上のオーダーの帯域幅を持つものとして定義される。比帯域はその中心周波数で割られた、デバイスに関連した特有の帯域幅である。例えば、この開示によるデバイスが、中心周波数8.125GHzで、1.75GHzの帯域幅を持っているとすると、その比帯域は1.75/8.125あるいは21.5%である。
【００１１】
当業者は、情報および信号が様々な異なる技術や技法のうちの任意のものを使用して表わされてもよいと理解するであろう。例えば、記述の全体にわたって参照されたデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボルおよびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界あるいはパーティクル、光学フィールドあるいはパーティクル、またはそれらの任意の組合せによって表わされてもよい。
【００１２】
図2は、無線デバイス102の例を示すブロック図である。デバイス102は、メモリ204、および無線リンク106を介して通信するためのネットワークインターフェース206と通信しているプロセッサ202を含む。デバイス102は、さらに、１つ以上のディスプレイ210、キーやタッチスクリーンあるいはその他の適当な触覚入力デバイのようなユーザー入力装置212、無線リンク106を介して受信された信号に基づいて音響出力を供給する変換器を備えたラウドスピーカー214、および／または無線リンク106を介して送信される音響入力信号を供給する変換器を備えたマイクロホン216を任意に含む。例えば、時計は、無線通信リンクを介して受信される信号に基づいて視覚的な出力を供給するのに適したディスプレイ210を含むことができる。医療機器は、無線通信リンク106を介して送信される感知信号を発生するのに適したセンサーを含む1つ以上の入力デバイス212を含むことができる。
【００１３】
ネットワークインターフェース206は任意の適当なアンテナ（図示せず）、受信機220および送信機222を含み、それによってデバイス102は無線リンク106を通して1つ以上のデバイスと通信することができる。ネットワークインターフェース206は任意にプロセッサ202の処理要求を軽減する処理能力を持ってもよい。
【００１４】
デバイス102はリンク108を介してネットワーク110と通信する第２のネットワークインターフェース208を含んでもよい。例えば、デバイス102は、有線または無線の通信リンクを介して他のネットワーク110（例えば、インターネットのような広域ネットワーク)との接続性を持ってもよい。従って、デバイス102は、他のデバイス102(例えば、Wi-Fiステーション)が他のネットワークにアクセスできるようにすることができる。さらに、1つ以上のデバイス102はポータブルであり、あるいは、ある場合には、比較的、非ポータブルであると理解されるべきである。第２のネットワークインターフェース208は、IEEE 802.11(a)(b)あるいは(g)を含むIEEE 802.11標準、BLUETOOTH（登録商標）標準によるRF信号、および／または、CDMA、GSM、AMPSあるいは無線セルラー電話ネットワークで使われているその他の既知の信号を送受信する。さらに、第２のネットワークインターフェース208は、イーサネット（登録商標）(IEEE 802.3)のような任意の適当な有線ネットワークインターフェースも含んでもよい。
【００１５】
デバイス102は、モバイルハンドセット、携帯情報端末、ラップトップコンピュータ、ヘッドセット、車両用ハンドフリーデバイスあるいは他の電子デバイスの少なくとも1つを備える。さらに、デバイス102は、生体医学センサー、生体測定センサー、ペースメーカー、あるいは、人体を測定または人体に作用する他のデバイスの1つ以上を含んでもよい。とりわけ、ここでの教示は様々なデバイス102に組み込む(例えば、中に実装され、あるいはそれによって実行される）ことができる。例えば、ここで教示された1つ以上の態様は、電話(例えば、携帯電話)、携帯データ端末(PDA)、娯楽デバイス(例えば、音楽またはビデオデバイス)、ヘッドセット(例えば、ヘッドホン、イヤホンなど)、マイクロホン、生体測定センサー(例えば、心拍数モニター、歩数計、EKGデバイス、キーボード、
マウスなど）、ユーザー入出力デバイス(例えば、時計、リモコン照明のスイッチなど)、タイヤ圧力モニター、コンピュータ、POSシステムのデバイス、娯楽デバイス、補聴器、セットトップボックス、あるいは他の適当なデバイスに組み込むことができる。
【００１６】
ここで記述されたコンポーネントは、様々な方法でインプリメントすることができる。例えば図2を参照して、デバイスあるいは装置102は、例えば、プロセッサ102、ソフトウェア、それらの組み合わせ、あるいはここで教示されるその他の方法によってインプリメントされた機能を表わす、相互に関連する一連の機能ブロックとして表現される。例えば、プロセッサ202は入力装置212を介してユーザー入力を容易にする。さらに、送信機222は、別のデバイス102への送信情報に関する様々な機能性を提供する、送信用のプロセッサを備える。受信機220は、ここで教示されるように、別のデバイス102からの受信情報に関する様々な機能性を提供する、受信用のプロセッサを備える。
【００１７】
上述したように、図2は、いくつかの態様では、これらのコンポーネントが適切なプロセッサ・コンポーネントを介してインプリメントされることを示している。これらのプロセッサ・コンポーネントは、いくつかの態様では、少なくともその一部をここに教示されるような構造を使用してインプリメントする。いくつかの態様では、プロセッサは、これらのコンポーネントの１つ以上の一部もしくは全部の機能をインプリメントするのに適している。いくつかの態様では、破線の箱で表わされるコンポーネントの1つ以上はオプションである。
【００１８】
いくつかの態様では、デバイスまたは装置102は集積回路を含む。このように、集積回路は、図2に示されたプロセッサ・コンポーネントの機能性を提供する1つ以上のプロセッサを備える。例えば、いくつかの態様では、単一のプロセッサが図示のプロセッサ・コンポーネントの機能をインプリメントし、一方、他の態様においては、１つ以上のプロセッサが図示のプロセッサ・コンポーネントの機能をインプリメントする。さらに、いくつかの態様では、集積回路は、図示のプロセッサ・コンポーネントの機能のいくつか、あるいはすべてをインプリメントする他のタイプのコンポーネントを備える。
【００１９】
図3は、リンク106を使用するデバイス102の送信／受信負荷サイクルのスケジュール例を示す。負荷サイクルは、1つ以上の搬送周波数上で、送信機が「オン」の時間の部分もしくは割合を指す。低消費電力デバイスで望ましいように、パルスUWBデバイスの負荷サイクルは低い。その理由は、送信機は、UWB信号を作成する短いパルスのそれぞれを送信するための時間にだけ「オン」するからである。各水平軸上で、最も小さな目盛りは10ナノ秒、最大の目盛りは200ナノ秒、また中間のサイズの目盛りは100ナノ秒を表わす。スケジュール300は、デバイス102の送信機222の送信負荷サイクルを示す。スケジュール301は、デバイス102の受信機220の受信負荷サイクルを示す。スケジュール300および301に沿ったブロック302は、送信機222および受信機220がそれぞれ信号を送り、また、受け取る時間間隔を表わす。スケジュール300によって示されるように、送信機222は、例えば、各々10ナノ秒(ns)の規模で短パルスまたはバーストで送信する。送信パルス302の各々は時間ホッピング期間310によって前のパルスから分離される。パルス302は、リンク106を介して通信される情報信号によって変調されるパルス搬送波として働く。パルス搬送波は、パルス位置変調(pulse position modulation)、パルス振幅変調(pulse amplitude modulation)、あるいは送信基準変調(transmitted reference modulation)のような変調方式によって変調される。このような短パルスの送信および受信は、一般に、比較的高い帯域幅、例えば、500MHz以上の帯域幅(あるいはフラクション(fraction))のUWB送信を要求する。
【００２０】
図4はデバイス102の送信機222の例を示すブロック図である。当業者には明白であるように、図4で示されたブロック図ではデバイス102の論理モジュールは通信ネットワークのための層の概念的記述として示される。以下に示されるように、各層はソフトウェア、ハードウェアあるいはその両方の任意の適切な組合せでインプリメントされる1つ以上の論理モジュールを含む。送信機222は、データリンクあるいは媒体アクセス制御(MAC)層402に送信用の情報を供給するアプリケーション層401、アプリケーション層401からデータを受信し、それを物理層404に供給する媒体アクセス制御(MAC)層402、MAC層402からのデータを受け取り、そのデータを無線チャンネル106上で送信する物理(PHY)層404を含む。図示の送信機222では、PHY層はパルス発生器406、変調ブロック408および送信ブロック410を含む。位相ロックループ(PLL)(図示せず)がPHY層にタイミング信号を供給してもよい。パルス発生器406はガウスパルス波形(Gaussian pulse waveforms)のような波形を発生する。変調ブロック408は、MAC層402によって供給される情報信号に基づいて、パルス位置変調、パルス振幅変調、あるいは送信基準変調のような方式を使用してパルス信号を変調する。送信ブロック410は変調パルス信号を送信する。送信ブロック410の機能は、送信用の変調パルス信号の増幅、および、その信号のアンテナへの供給を含む。
【００２１】
図5は、パルス発生器406の例を示すブロック図である。パルス発生器406はリニアシフトレジスタ502、第１の微分器504、第２の微分器506および整形フィルタ508を含む。リニアシフトレジスタ502は、擬似ランダム信号512を定義する２値の擬似ランダム系列を発生するように構成される。方形波信号を定義する信号512は、その２値パルスが極めて大きな期間を有し、および／または、UWB信号を直接的に定義するには帯域幅が狭すぎるため、一般的には、直接送信には適さない。したがって、いくつかの態様によれば、パルス発生器406は信号512の２重微分を実行し、まず半波パルス(half-wave pulse)を発生し、その後、UWB送信に適した帯域幅の全波パルス(full-wave pulse)を発生する。
【００２２】
信号512のスルーレート(slew rate)は、このように、少なくとも部分的に信号の帯域幅を定義する。特に、２値の擬似ランダム信号512は、２値擬似ランダム信号の勾配(slope)を表わす信号514を発生する第１の微分器504に供給され、第１の微分器504は、本質的に信号512の微分の信号514を発生する。第２の微分器506は一次微分信号514を受け取り、一次微分信号514の勾配を表わすパルス信号516を発生する。すなわち、第２の微分器506は本質的に信号514の微分である信号516(したがって、本質的に擬似ランダム信号512の二次微分）を発生する。整形フィルタ508は単純なバンドパスフィルタで、帯域外信号をカットして、図4の変調ブロック408に供給されるパルス搬送信号518を発生する。
【００２３】
図示のパルス発生器406は、このように、例えば低電力デバイスや電力が制限された（バッテリー電源）デバイでの使用のための、複雑でなく消費電力の小さい回路を使用して、UWB信号を備えたパルスを発生することができる。さらに、そのようなパルスは、RFIDタグ(radio frequency identification tags)のような他のタイプのパルスベースの無線デバイスに使用することができる。発生されたパルス信号は、送信基準変調のようなあまり複雑でない他の技術に適用して、複雑でなくおよび／または低電力の送信機222を提供することができる。
【００２４】
パルス信号518は、初期条件およびリニアシフトレジスタ502のタップウェイトに依存する、指定時間ホッピングシーケンスパターンもしくは直接シーケンスパターンを持つように構成することができる。従って、異なる配置を備えた特別のリニアシフトレジスタ502を使用することによって、多数のUWBリンクを構成することができる。リニアシフトレジスタ502は方形波クロック発生器を含んでもよい。
【００２５】
送信機222は様々な無線物理層スキームを使用することができ、例えば、パルス発生器406によって提供される基本時間ホッピングスキームの最上部上で使用することができる。例えば、送信機222の物理層404は、CDMA、TDMA、OFDM、OFDMAあるいは他の変調および多重スキームのいくつかの形式を利用することができる。
【００２６】
図6は、図5のパルス発生器406の中間および出力信号の例である。リニアシフトレジスタ502の出力信号512は、図の最上部に示される。水平軸は時間を表わし、垂直軸は信号の大きさ、例えば電圧を表わす。図のように、信号512は１(高振幅)と０(低振幅)のシリーズを備える。図6に示された信号512は、理想化された方形波出力である。リニアシフトレジスタ502は、リニアシフトレジスタ出力のスルーレートに基づいてパルスの帯域幅を制御するように構成される。第１の微分器504による出力信号514は、本質的に信号512の正のエッジおよび負のエッジに対応する正および負のパルスを備える。第２の微分器506は、ゼロ平均パルス(zero mean pulse)(例えば、ある極を持つ信号の後に反対の極を持つ信号が続き、両信号の時間と振幅が実質的に同じ）を発生する。
【００２７】
MAC層402によって提供されるデータ信号に基づいてパルス発生器406の出力信号518を変調する図4の変調ブロック408に加えて、送信のための信号の変調は、物理層404中の多くの異なる位置で実行されてもよい。例えば、リニアシフトレジスタ502の初期条件がデータ信号を示すように構成されてもよい。別の例においては、パルス発生器406は、リニアシフトレジスタに代えて、あるいはそれに加えて、畳み込み符号器(convolutional encoder)(図示せず)を含む任意の適当なディジタルシーケンス発生器を含んでもよい。いくつかの態様では、変調ブロック408はパルス発生器406の出力にデータ信号を掛けることを含んでもよい。
【００２８】
図7は、物理層404での変調の例を示すブロック図である。図7は、特に、基準伝送スキームを使用した変調408を示す。パルス発生器406の出力518は遅延ブロック702に供給され、その出力が変調、例えば、MAC層402からのデータ信号(例えば、データビットが１か０か)に基づいて反転(flip)される。コンバイナー706はパルス信号518を変調・遅延された信号と組み合わせて、送信モジュール410が送信するための送信基準変調信号を発生する。
【００２９】
図8は、物理層404での変調の他の例を示すブロック図である。図8は、特に、パルス位置変調方式を使用した変調408を示す。パルス発生器406の出力518は２つの遅延ブロック802A、802Bに供給される。遅延ブロック802A、802Bは信号518の遅延バージョンをマルチプレクサ(MUX)804に供給し、マルチプレクサ(MUX)804はデータ信号(例えば、データ信号値が１か０か)に基づいて、どちらの遅延信号を送信するかを決定する。
【００３０】
図9は、図5のパルス発生器404のような発生器でパルスを発生する方法900の一例を示すフローチャートである。方法900は、パルス発生器404が第１の信号を発生するブロック902で始まる。例えば、パルス発生器404は、実質的に方形波信号を発生する図5のリニアシフトレジスタ502を含む。次にブロック904で、パルス発生器404は第１の信号の少なくとも1つの勾配に基づいて少なくとも1つのパルスを発生する。例えば、パルス発生器404は、第１の信号の勾配、すなわち時間微分に基づいてパルスを発生する、図5の微分器504および506を含む。ブロック906に進み、送信機222の送信ブロック410が、例えば、システム100中の他のデバイス102にパルスを送信する。方法900は、送信負荷サイクル中、パルス毎、あるいはパルスセット毎に繰り返される。
【００３１】
図10は、図5のパルス発生器404のような発生器でパルスを発生する方法900の、より詳細な一例のフローチャートである。方法900は、パルス発生器404が擬似ランダム系列を備える第１の信号を発生するブロック912で始まる。例えば、パルス発生器404は、擬似ランダム系列を発生する図5のリニアシフトレジスタ502を含む。次にブロック914で、パルス発生器404は、第１の信号を時間微分して、第１の信号の勾配（勾配変化）を表わす第２の信号を発生する。例えば、パルス発生器404は、第１の信号の時間微分(勾配)に基づいて第２の信号を発生する、図5の微分器504を含む。ブロック916に移り、パルス発生器404は、第２の信号を時間微分し、少なくとも1つのパルスを備えた第３の信号を発生する。例えば、パルス発生器404は、第２の信号の時間微分(勾配)に基づいて第３の信号を発生する、図5の微分器506を含む。ブロック918に移り、送信機222の送信ブロック410が、無線チャンネル106上で、例えばシステム100中の他のデバイス102にパルスを送信する。
【００３２】
図11は、図10の方法900を使用してパルスを発生するデバイス102の一例を示すブロック図である。図示の例において、デバイス102は第１の信号を発生するための手段もしくは集積回路(IC)952を備える。いくつかの態様では、IC 952は図5のリニアシフトレジスタ502を備える。デバイス102は、さらに第１の信号の少なくとも1つの勾配に基づいて少なくとも1つのパルスを発生するための手段もしくはIC954を含む。いくつかの態様では、IC 954は図5の微分器504および506を含む。デバイス102は、さらに、上記の少なくとも1つのパルスを無線チャンネルによって送信のための手段もしくはIC 956を含む。いくつかの態様では、IC 956は図4の送信モジュール410を含む。
【００３３】
上述したことから、本開示がUWBシステムのようなパルスベースの通信システムにおけるパルスの発生の仕方を提示することが認識されるであろう。例えば、例示した態様は、パルスを発生するための、比較的簡単で、消費電力の小さい方法およびデバイスを提供する。さらに、いくつかの態様によるリニアシフトレジスタの使用は、スペクトル放射を改善（例えば、スペクトル線の減少）する基準伝送方式においてパルスに変動性を与える擬似ランダム系列ベースの信号を提供する。
【００３４】
ここで開示された態様に関連して記載された例示の論理ブロック、モジュールおよび回路は、集積回路(IC)、アクセスターミナルあるいはアクセスポイント中で、あるいはそれらによってインプリメントすることができる。ICは、汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向けIC(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)あるいは他のプログラマブルロジックデバイス、個別ゲートあるいはトランジスタロジック、個別のハードウェア部品、電気部品、光学部品、機構部品、あるいは、ここで記述した機能を実行するためのそれらの任意の組み合わせを備えることができ、また、ICの内部、外部、あるいはその両方に存在するコードあるいは命令を実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってよい。しかし、代替として、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラあるいは状態マシンであってもよい。プロセッサは、また、計算デバイスの組合せ、例えば、DSPとマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと合同する1つ以上のマイクロプロセッサ、あるいは他のそのような構成の組合せとしてインプリメントされてもよい。
【００３５】
ここで記述された方法のうちの任意の行為あるいはイベントは、態様に依存して、異なるシーケンスで実行され、追加され、合体され、あるいはすべてが省略（例えば、開示された全ての行為やイベントがその方法の実行に必要とは限らない）されてもよい。さらにある態様においては、行為あるいはイベントは連続的にではなく、例えば、マルチスレッド処理(multi-threaded processing)、割込み処理(interrupt processing)あるいは多数のプロセッサによって同時並行的に行なわれてもよい。
【００３６】
当業者は、ここに示された態様に関して記述された様々な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは電子的ハードウェア、コンピュータソフトウェアあるいはその両方の組合せとしてインプリメントされ得ることを認識するであろう。
【００３７】
ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明白に示すために、上述の様々な例示のコンポーネント、ブロック、モジュール、回路およびステップは一般的にそれらの機能性の点から説明された。そのような機能がハードウェアまたはソフトウェアとしてインプリメントされるかどうかは、特定のアプリケーションおよびシステム全体に課された設計上の制約に依存する。熟練した技術者は、記述された機能を各特定のアプリケーションに適するように変更してインプリメントすることができる。しかし、そのようなインプリメンテーションの決定は、この開示の範囲からの逸脱を引き起こすものと解釈されるべきでない。
【００３８】
ここで示された態様に関して記述された方法ステップあるいはアルゴリズムは、直接、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで、あるいはそれらの２つの組合せで具体化されてもよい。ソフトウェアモジュールは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスター、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD-ROM、あるいは当該技術中で知られている他の形式の記憶媒体に存在することができる。典型的な記憶媒体はプロセッサにつながれて、プロセッサが記憶媒体から情報を読み出し、また記憶媒体に情報を書き込む。代替として、記憶媒体はプロセッサと一体化されてもよい。プロセッサと記憶媒体はASIC中に存在してもよい。ASICはユーザー端末に存在してもよい。代替として、プロセッサと記憶媒体はユーザー端末中の個別部品として存在してもよい。
【００３９】
上記の詳細な記述は、本発明の新規な特徴を様々な態様に適用して示し、記載し、また指摘したが、当業者によって、この開示の範囲から外れることなく、例示されたデバイスあるいはプロセスの形式や詳細において、様々な省略、置換および変更が可能であることが理解されるであろう。認識されるように、本発明は、いくつかの特徴が他のものとは別々に使用され、あるいは実行されてもよいため、ここに述べられた特徴と利点のすべてを提供するとは限らない形式において具体化されてもよい。この開示の範囲は添付された請求項、先の記述あるいはその両方によって定義される。請求項の意味および均等物の範囲に入るすべての変更は、それらの範囲内に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図1は、無線で接続されているデバイスのネットワーク例を示すブロック図である。
【図２】図2は、図1に示された無線デバイスの例を示すブロック図である。
【図３】図3は、図2に示されたデバイスの送信／受信負荷サイクルの例を示すスケジュールである。
【図４】図4は、図2に示されたデバイスの送信機を示すブロック図である。
【図５】図5は、図4に示されたパルス発生器の例を示すブロック図である。
【図６】図6は、図5のパルス発生器の中間信号および出力信号のグラフィック図である。
【図７】図7は、図4に示された送信機中の変調の例を示すブロック図である。
【図８】図8は、図4に示された送信機の中の調整の他の例を示すブロック図である。
【図９】図9は、図5のパルス発生器でパルスを発生する方法の1つの例を示すフローチャートである。
【図１０】図10は、図5のパルス発生器でパルスを発生する方法のより詳細な例を示すフローチャートである。
【図１１】図11は、パルス発生器を含むデバイスの例を示すブロック図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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