(57)【要約】本発明の一実施形態によるデータの伝送方法は、データ値のセットを符号化して対応する順序付けられた一連のｎタプルを生成することを含む。この方法は、順序付けられた一連のｎタプルに従って、複数のｎ個の周波数帯域で複数のバーストを伝送することも含む。より詳細には、複数のバーストそれぞれについて、そのバーストによって占められる周波数帯域は、そのバーストに対応する要素のそのバーストのｎタプル中の順序によって示される。複数バーストの少なくとも１つのバーストの帯域幅は、そのバーストの中心周波数の少なくとも２％である。
2005530364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ伝送方法であって、
ｍ個のデータ値の順序付けられたセットを符号化して、対応する一連の順序付けられたｎタプルを生成するステップと、
前記一連の順序付けられたｎタプルに従って複数のバーストを伝送するステップであって、各バーストは複数ｎ個の周波数帯域の少なくとも１つを占めるステップとを備え、
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記バーストによって占められる周波数帯域は、前記バーストに対応する要素のそのｎタプルにおける順序によって示され、
前記複数のバーストに含まれる少なくとも１つのバーストの帯域幅は、当該バーストの中心周波数の少なくとも２％であることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記バーストは、前記一連の順序付けられたｎタプルの１要素に対応することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項３】
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記複数のバーストの残りのバーストに関連したバースト伝送時間は、当該バーストに対応する前記要素を含むｎタプルの、前記一連の順序付けられたｎタプルにおける前記順序によって示されることを特徴とする請求項２に記載のデータ伝送方法。
【請求項４】
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記複数のバーストの残りのバーストに関連したバースト伝送時間は、前記バーストの予想される伝播遅延に従って生じることを特徴とする請求項２に記載のデータ伝送方法。
【請求項５】
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記複数のバーストの残りのバーストに関連したバーストのタイミングは、前記バーストに対応する要素を含むｎタプルの、前記一連の順序付けられたｎタプルにおける順序によって示されることを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項６】
前記複数のバーストの少なくとも１つは、複数ｍ個のデータ値に対応することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項７】
前記バーストの少なくとも１つのバーストの帯域幅は、前記バーストの中心周波数の少なくとも１０％であることを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項８】
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの帯域幅は、前記バーストの中心周波数の少なくとも２０％であることを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項９】
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの継続時間は、１サイクルより小さいことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項１０】
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの継続時間は５サイクルより小さいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの継続時間は１０サイクルより小さいことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項１２】
前記一連の順序付けられたｎタプルはそれぞれ一連の期間の１つに対応し、
前記一連の期間はそれぞれ異なる開始時間を有し、
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記バーストが開始される前記期間は、当該バーストに対応する要素を含むｎタプルの、前記一連のｎタプル内でのロケーションによって示されることを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項１３】
各期間中には前記複数のバーストのわずか１つが開始されることを特徴とする請求項１２に記載のデータ伝送方法。
【請求項１４】
前記複数のバーストの１つによって占められる各周波数帯域について、前記複数のバーストのどの他のバーストも前記周波数帯域を占めないことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項１５】
前記一連のｎタプルは、一連のバイナリｎタプルを備え、
前記伝送するステップは前記一連のｎタプルに従って行われ、バイナリｎタプルの要素の値が高いことに応答して、バーストが、前記ｎタプルに対応する期間中にそのｎタプルにおける前記要素の順序に対応した周波数帯域を占め、バイナリｎタプルの要素の値が低いことに応答して、バーストが、前記ｎタプルに対応する期間中に、そのｎタプルにおける前記要素の順序に対応した周波数帯域で伝送されないことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項１６】
前記伝送するステップは、前記複数のバーストを光ファイバーで伝送すること、を含むことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項１７】
前記伝送するステップは、少なくとも１つの導体を有するケーブルを通じて前記複数のバーストを伝送すること、を含むことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項１８】
前記伝送するステップは、ワイヤレス伝送チャネルを通じて前記複数のバーストを伝送することを含むことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項１９】
前記一連のｎタプル中の順序付けられたｎタプルの数は、周波数帯域の数ｎより大きいことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項２０】
前記周波数帯域の数ｎは、前記一連のｎタプル中の順序付けられたｎタプルの数より大きいことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項２１】
前記複数のバーストの少なくとも１つは、矩形よりもｓｉｎｃ形に近い時間ドメインプロファイルと、ｓｉｎｃ形よりも矩形に近い周波数ドメインプロファイルとを有することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項２２】
前記複数のバーストは、前記複数の周波数帯域の１つを占める第１のバーストと、前記複数の周波数帯域の別の帯域を占める第２のバーストを含み、
少なくとも１つの周波数点が存在し、該周波数点において、前記第１のバーストの振幅は、前記第１のバーストの最大振幅から２０デシベル以内にあり、且つ該周波数点において、前記第２のバーストの振幅は、前記第２のバーストの最大振幅から２０デシベル以内にあることを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項２３】
前記第１のバーストの最大振幅から１０デシベル以内に前記第１のバーストの振幅があり、且つ前記第２のバーストの最大振幅から１０デシベル以内に前記第２のバーストの振幅がある少なくとも１つの周波数点が存在することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項２４】
前記方法はさらに加えて、
第１のロケーションで第１の到着時間に前記複数のバーストを受信するステップと、
前記第１の到着時間に対応する第１のタイムスタンプを生成するステップと、
第２のロケーションで第２の到着時間に前記複数のバーストを受信するステップと、
前記第２の到着時間に対応する第２のタイムスタンプを生成するステップと、
少なくとも前記第１のタイムスタンプと前記第２のタイムスタンプに基づいて、ポジションおよびロケーションの少なくとも１つを計算するステップと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項２５】
前記方法はさらに加えて、
第１の期間に第２の複数のバーストを送信し、各バーストは複数ｎ個の周波数帯域の少なくとも１つを占めるステップと、
第２の期間に第３の複数のバーストを受信し、各バーストは複数ｎ個の周波数帯域の少なくとも１つを占めるステップと、
前記第１の期間と前記第２の期間の差に基づいて距離を計算するステップと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項２６】
トランスミッタであって、
ｍ個のデータ値の順序付けられたセットを符号化して、対応する一連の順序付けられたｎタプルを生成するステップと、
前記一連の順序付けられたｎタプルに従って複数のバーストを伝送する手段であって、各バーストは複数ｎ個の周波数帯域の少なくとも１つを占める手段とを備え、
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記バーストによって占められる周波数帯域は、当該バーストに対応する要素のそのｎタプルにおける順序によって示され、
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの帯域幅は、当該バーストの中心周波数の少なくとも２％であることを特徴とするトランスミッタ。
【請求項２７】
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記複数のバーストの残りのバーストに関連したバースト伝送時間は、前記バーストに対応する要素を含むｎタプルの、前記一連の順序付けられたｎタプルにおける順序によって示されることを特徴とする請求項２６に記載のトランスミッタ。
【請求項２８】
前記複数のバーストの少なくとも１つは、複数のｍ個のデータ値に対応することを特徴とする請求項２６に記載のトランスミッタ。
【請求項２９】
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの帯域幅は、前記バーストの中心周波数の少なくとも２０％であることを特徴とする請求項２６に記載のトランスミッタ。
【請求項３０】
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの継続時間は、１０サイクルより小さいことを特徴とする請求項２６に記載のトランスミッタ。
【請求項３１】
前記一連の順序付けられたｎタプルはそれぞれ、一連の期間の１つに対応し、
前記一連の期間はそれぞれ異なる開始時間を有し、
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記バーストが開始される期間は、当該バーストに対応する要素を含むｎタプルの、前記一連のｎタプルにおけるロケーションによって示されることを特徴とする請求項２６に記載のトランスミッタ。
【請求項３２】
前記伝送する手段は、ワイヤレス通信チャネルを通じて前記複数のバーストを伝送することを特徴とする２６に記載のトランスミッタ。
【請求項３３】
マシン可読コードが格納されたデータ記憶媒体であって、前記マシン可読コードは、論理要素のアレイによって実行可能な命令を備え、前記命令はデータ伝送方法を定義し、前記方法は、
ｍ個のデータ値の順序付けられたセットを符号化して、対応する一連の順序付けられたｎタプルを生成するステップと、
前記一連の順序付けられたｎタプルに従って複数のバーストを伝送するステップであって、各バーストは複数ｎ個の周波数帯域の少なくとも１つを占めるステップとを備え、
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記バーストによって占められる周波数帯域は、前記バーストに対応する要素のそのｎタプルにおける順序によって示され、
前記複数のバーストに含まれる少なくとも１つのバーストの帯域幅は、当該バーストの中心周波数の少なくとも２％である、
ことを特徴とするデータ記憶媒体。
【請求項３４】
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記複数のバーストの残りのバーストに関連したバースト伝送時間は、当該バーストに対応する前記要素を含むｎタプルの、前記一連の順序付けられたｎタプルにおける前記順序によって示されることを特徴とする請求項３３に記載のデータ記憶媒体。
【請求項３５】
前記複数のバーストの少なくとも１つは、複数ｍ個のデータ値に対応することを特徴とする請求項３３に記載のデータ記憶媒体。
【請求項３６】
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの帯域幅は、前記バーストの中心周波数の少なくとも２０％であることを特徴とする請求項３３に記載のデータ記憶媒体。
【請求項３７】
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの継続時間は１０サイクルより小さいことを特徴とする請求項３３に記載のデータ記憶媒体。
【請求項３８】
前記一連の順序付けられたｎタプルはそれぞれ一連の期間の１つに対応し、
前記一連の期間はそれぞれ異なる開始時間を有し、
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記バーストが開始される前記期間は、当該バーストに対応する要素を含むｎタプルの、前記一連のｎタプル内でのロケーションによって示されることを特徴とする請求項３３に記載のデータ記憶媒体。
【請求項３９】
前記伝送するステップは、ワイヤレス伝送チャネルを通じて前記複数のバーストを伝送することを含むことを特徴とする３３に記載のデータ記憶媒体。
【請求項４０】
トランスミッタであって、
ｍ個のデータ値の順序付けられたセットを受信し、対応する一連の順序付けられたｎタプルを生成するエンコーダと、
前記一連の順序付けられたｎタプルに従って複数のバーストを伝送する信号生成器であって、各バーストは複数ｎ個の周波数帯域の少なくとも１つを占める信号生成器とを備え、
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記バーストによって占められる周波数帯域は、前記バーストに対応する要素のそのｎタプルにおける順序によって示され、
前記複数のバーストに含まれる少なくとも１つのバーストの帯域幅は、当該バーストの中心周波数の少なくとも２％であることを特徴とするトランスミッタ。
【請求項４１】
前記エンコーダは、前記ｍ個のデータ値の順序付けられたセットを、前記対応する一連の順序付けられたｎタプルを含む順序付けられたセットに関連付けるように構成されたルックアップテーブルを含むことを特徴とする請求項４０に記載のトランスミッタ。
【請求項４２】
前記エンコーダは、前記ｍ個のデータ値の順序付けられたセットを受信し、前記対応する一連の順序付けられたｎタプルを含む順序付けられたセットを生成するように構成された組み合わせ論理アレイを含むことを特徴とする請求項４０に記載のトランスミッタ。
【請求項４３】
前記エンコーダは、前記一連の順序付けられたｎタプルの１つをそのｎタプルに対応する期間に出力し、かつ前記一連の順序付けられたｎタプルの別のタプルを別の対応する期間に出力するように構成されたシリアライザを含むことを特徴とする請求項４０に記載のトランスミッタ。
【請求項４４】
前記エンコーダは、前記一連の順序付けられたｎタプルの１つを第１の期間に出力し、前記一連の順序付けられたｎタプルの別のタプルを前記第１の期間と異なる第２の期間に出力するように構成されることを特徴とする請求項４０に記載のトランスミッタ。
【請求項４５】
前記信号生成器は、前記一連の順序付けられたｎタプルに従って複数のトリガイベントを生成するように構成されたトリガ生成器を含むことを特徴とする請求項４０に記載のトランスミッタ。
【請求項４６】
前記信号生成器は、複数のバースト生成器を含み、
前記複数のバースト生成器はそれぞれ、トリガイベントを受信し、前記トリガイベントに従って前記複数のバーストの少なくとも１つを生成するように構成されることを特徴とする請求項４０に記載のトランスミッタ。
【請求項４７】
前記信号生成器は複数のバースト生成器を含み、
前記複数のバースト生成器はそれぞれ、前記複数ｎ個の周波数帯域の１つに対応し、その周波数帯域を占めるバーストを生成するように構成されることを特徴とする請求項４０に記載のトランスミッタ。
【請求項４８】
前記伝送トランスミッタはさらに、前記複数のバーストを受信し、かつ前記複数のバーストを送信媒体を通じて伝送するように構成された信号ランチャを備え、
前記信号ランチャは電力増幅器を含むことを特徴とする請求項４０に記載のトランスミッタ。
【請求項４９】
前記信号ランチャはアンテナを含むことを特徴とする請求項４８に記載のトランスミッタ。
【請求項５０】
前記信号ランチャは発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項４８に記載のトランスミッタ。
【請求項５１】
前記信号ランチャはフィルタを含むことを特徴とする請求項４８に記載のトランスミッタ。
【請求項５２】
前記信号生成器は、前記複数ｎ個の周波数帯域の少なくとも２つのうち選択可能な１つの帯域で信号を出力するように構成された発振器を含むことを特徴とする請求項４０に記載のトランスミッタ。
【請求項５３】
前記信号生成器は、前記複数ｎ個の周波数帯域の１つを通じた信号の振幅を制御してバーストを生成するように構成されたゲートを含むことを特徴とする請求項４０に記載のトランスミッタ。
【請求項５４】
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記複数のバーストの残りのバーストに関連したバースト伝送時間は、当該バーストに対応する前記要素を含むｎタプルの、前記一連の順序付けられたｎタプルにおける順序によって示されることを特徴とする請求項４０に記載のトランスミッタ。
【請求項５５】
前記複数のバーストの少なくとも１つは、複数ｍ個のデータ値に対応することを特徴とする請求項４０に記載のトランスミッタ。
【請求項５６】
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの帯域幅は、前記バーストの中心周波数の少なくとも２０％であることを特徴とする請求項４０に記載のトランスミッタ。
【請求項５７】
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの継続時間は１０サイクルより小さいことを特徴とする請求項４０に記載のトランスミッタ。
【請求項５８】
前記一連の順序付けられたｎタプルはそれぞれ一連の期間の１つに対応し、
前記一連の期間はそれぞれ異なる開始時間を有し、
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記バーストが開始される前記期間は、当該バーストに対応する要素を含むｎタプルの、前記一連のｎタプル内でのロケーションによって示されることを特徴とする請求項４０に記載のトランスミッタ。
【請求項５９】
前記伝送トランスミッタはさらに、環境状態を検知し、前記検知された環境状態に従って前記ｍ個のデータ値の順序付けられたセットを出力するように構成されたセンサを備えることを特徴とする請求項４０に記載のトランスミッタ。
【請求項６０】
データの受信方法であって、
複数のバーストを受信するステップであって、各バーストは、複数ｎ個の周波数帯域の少なくとも１つを占めるステップと、
前記複数のバーストに基づいて一連の順序付けられたｎタプルを得るステップと、
前記一連の順序付けられたｎタプルを復号して、ｍ個のデータ値の順序付けられたセットを生成するステップとを備え、
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記バーストに対応する要素の前記バーストのｎタプルにおける順序は、前記バーストによって占められる周波数帯域によって示され、
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの帯域幅は、前記バーストの中心周波数の少なくとも２％であることを特徴とする方法。
【請求項６１】
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記バーストに対応する要素を含むｎタプルの、前記一連の順序付けられたｎタプル内での順序は、前記複数のバーストの残りのバーストに関連したバーストのタイミングによって示されることを特徴とする請求項６０に記載のデータの受信方法。
【請求項６２】
前記複数のバーストの少なくとも１つは、複数のｍ個のデータ値に対応することを特徴とする請求項６０に記載のデータの受信方法。
【請求項６３】
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの帯域幅は、前記バーストの中心周波数の少なくとも２０％であることを特徴とする請求項６０に記載のデータの受信方法。
【請求項６４】
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの継続時間は１０サイクルより小さいことを特徴とする請求項６０に記載のデータの受信方法。
【請求項６５】
前記一連の順序付けられたｎタプルはそれぞれ、一連の期間の１つに対応し、
前記連続した期間はそれぞれ異なる開始時間を有し、
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記バーストに対応する要素を含むｎタプルの前記一連の順序付けられたｎタプル内でのロケーションは、前記複数のバーストの残りのバーストに関連したバーストのタイミングによって示されることを特徴とする請求項６０に記載のデータの受信方法。
【請求項６６】
前記受信するステップは、ワイヤレス伝送チャネルを通じて前記複数のバーストを受信することを含む、ことを特徴とする請求項６０に記載のデータの受信方法。
【請求項６７】
レシーバであって、
複数ｎ個の周波数帯域の少なくとも１つを占める複数のバーストを含む信号を受信し、前記複数のバーストに基づいて一連の順序付けられたｎタプルを出力する信号検出器と、
前記一連の順序付けられたｎタプルからｍ個のデータ値の順序付けられたセットを生成するデコーダとを備え、
前記信号検出器は、前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記バーストのｎタプルにおける、前記バーストに対応する要素の順序が前記バーストによって占められる周波数帯域に対応するように前記要素を出力するように構成され、
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの帯域幅は、前記バーストの中心周波数の少なくとも２％であることを特徴とするレシーバ。
【請求項６８】
前記信号検出器は、受信されたバーストのエッジを検出するように構成された少なくとも１つのエッジ検出器を含むことを特徴とする請求項６７に記載のレシーバ。
【請求項６９】
前記信号検出器は、受信されたバーストの包絡線を検出するように構成された少なくとも１つの包絡線検波器を含むことを特徴とする請求項６７に記載のレシーバ。
【請求項７０】
前記信号検出器は、受信されたバーストの特性を検出するように構成された少なくとも１つのコンパレータを含むことを特徴とする請求項６７に記載のレシーバ。
【請求項７１】
前記信号検出器は、テンプレートと受信信号の少なくとも一部との相関に基づいて受信バーストを検出するように構成された少なくとも１つの相関器を含むことを特徴とする請求項６７に記載のレシーバ。
【請求項７２】
前記信号検出器は、前記受信信号の少なくとも一部分の周波数を変更するように構成された少なくとも１つのミクサを含むことを特徴とする請求項６７に記載のレシーバ。
【請求項７３】
前記信号検出器は、前記複数ｎ個の周波数帯域のうち対応する周波数の少なくとも一部分を選択するように構成された少なくとも１つのフィルタを含むことを特徴とする請求項６７に記載のレシーバ。
【請求項７４】
前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記バーストに対応する要素を含むｎタプルの、前記一連の順序付けられたｎタプルにおける順序は、前記複数のバーストの残りのバーストに関連したバーストのタイミングによって示されることを特徴とする請求項６７に記載のレシーバ。
【請求項７５】
前記複数のバーストの少なくとも１つは、複数のｍ個のデータ値に対応することを特徴とする請求項６７に記載のレシーバ。
【請求項７６】
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの帯域幅は、前記バーストの中心周波数の少なくとも２０％であることを特徴とする請求項６７に記載のレシーバ。
【請求項７７】
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの継続時間は１０サイクルより小さいことを特徴とする請求項６７に記載のレシーバ。
【請求項７８】
データの伝送方法であって、
順序付けられたデータ値を含むデータ信号を受信するステップと、
ｍ個のデータ値の順序付けられたセットを符号化して、対応する一連の順序付けられたｎタプルを生成するステップと、
前記一連の順序付けられたｎタプルに従って複数のバーストを伝送するステップであって、各バーストは複数ｎ個の周波数帯域の少なくとも１つを占めるステップとを備え、
前記複数のバーストにそれぞれ含まれる各バーストについて、前記バーストによって占められる周波数帯域は、前記バーストに対応する要素のそのｎタプルにおける順序によって示され、
前記複数のバーストにそれぞれ含まれる少なくとも１つのバーストの帯域幅は、当該バーストの中心周波数の少なくとも２％であることを特徴とする方法。
【請求項７９】
前記データ信号はビデオデータを含むことを特徴とする請求項７８に記載のデータの伝送方法。
【請求項８０】
前記伝送のデータスループットレートは、少なくとも前記データ信号のデータレートに等しいことを特徴とする請求項７８に記載のデータの伝送方法。
【請求項８１】
前記データ信号は少なくとも１つの画像を表すデータを含むことを特徴とする請求項７８に記載のデータの伝送方法。
【請求項８２】
前記データ信号はオーディオデータを含むことを特徴とする請求項７８に記載のデータの伝送方法。
【請求項８３】
前記伝送は、ワイヤレス伝送チャネルを通じて複数のバーストそれぞれを伝送することを含む、ことを特徴とする請求項７８に記載のデータの伝送方法。
【請求項８４】
前記受信するステップは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポートを通じて前記データ信号を受信することを含むことを特徴とする請求項７８に記載のデータの伝送方法。
【請求項８５】
複数のトランスミッタであって、それぞれのトランスミッタは、
環境状態を検知し、前記検知された環境状態に従ってｍ個のデータ値の順序付けられたセットを出力するように構成されたセンサと、
前記ｍ個のデータ値の順序付けられたセットを受信し、対応する一連の順序付けられたｎタプルを生成するように構成されたエンコーダと、
前記一連の順序付けられたｎタプルに従って、それぞれが複数のｎ個の周波数帯域の少なくとも１つを占める複数のバーストを伝送するように構成された信号生成器であって、前記複数のバーストに含まれる各バーストについて、前記バーストによって占められる周波数帯域は、前記バーストに対応する要素の前記バーストのｎタプルにおける順序によって示される信号生成器と、
を具備したトランスミッタと、
前記トランスミッタのそれぞれから前記複数のバーストを受信し、前記対応するｍ個のデータ値の順序付けられたセットを復号し、前記ｍ個のデータ値の順序付けられたセットの各セットを対応する前記トランスミッタのロケーションに関連付けるように構成されたレシーバと、
を有するシステムであって、
前記複数のバーストの少なくとも１つのバーストの帯域幅は、前記バーストの中心周波数の少なくとも２％であることを特徴とするシステム。
【請求項８６】
前記複数のトランスミッタの少なくとも１つは、さらに、前記トランスミッタのロケーションおよびポジションの１つを示す第２の複数のバーストを伝送するように構成されていることを特徴とする請求項８５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有線、無線、および／または光送信チャネルを通じたデータ転送(data transfer)に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、米国仮特許出願６０／３２６，０９３（「FREQUENCY SHIFT KEYING WITH ULTRAWIDEBAND PULSES」２００１年９月２６日出願）、６０／３５９，０４４（「POLARITY SIGNALING METHODS BASED ON TDMF UWB WAVEFORMS」２００２年２月２０日出願）、６０／３５９，０４５（「CHANNELIZATION METHODS FOR TIME-DIVISION MULTIPLE FREQUENCY COMMUNICATION CHANNELS」２００２年２月２０日出願）、６０／３５９，０６４（「HYBRID SIGNALING METHODS BASED ON TDMF UWB WAVEFORMS」２００２年２月２０日出願）、および６０／３５９，１４７（「TRANSMITTER AND RECEIVER FOR A TIME-DIVISION MULTIPLE FREQUENCY COMMUNICATION SYSTEM」２００２年２月２０日出願）の優先権を主張する。
【０００３】
コンピューティングおよび通信のアプリケーションが豊富になり、複雑化するのに従い、より高い速度による機器間のデータ転送をサポートすることが望ましくなっている。各種の形態（例えばモバイル、ハンドヘルド型、着用可能型、固定型）を取り、可能性としては関連付けられた周辺機器を有する消費者家電製品、コンピューティングデバイス、および通信機器の普及の高まりは、そうしたタイプの機器と、それら機器間の接続性（例えばピアツーピアおよび／またはネットワーク化など）に対する明白な需要の現れである。不都合なことに、今日の通信技術は、そうした需要に対応するのに必要な技術的な要求を提供するに至っていない。
【０００４】
ワイヤレスの接続性は、より多くのユーザ経験を可能にし、おそらくは上記のような機器に対する需要の高まりに拍車をかける可能性がある。ワイヤレスの接続性は、例えば、機能の拡張を提供することができ、使用がより容易であることが予想され、コストの節減を含む可能性があり、効率と生産性を高め、可能な機器の応用および／または展開を増やす可能性がある。
【０００５】
上記のような機器の使用は、多量のデータ転送および／またはマルチメディアアプリケーションを含む可能性がある。例えば、コンピュータ、消費者家電製品、あるいは同様の機器でケーブルの代替とするシナリオでは、多量のデータ転送をサポートする必要がある可能性がある。マルチメディアアプリケーションは、ビジネス／娯楽システムおよびゲートウェイから送られてくる高品位のオーディオおよび／またはビデオの複数の同時のストリームを扱う可能性がある。
【０００６】
大半の既存のワイヤレス方式では、変調された連続波の搬送波によってデータを転送する。多くの場合は、無線周波スペクトルの一部がこの方式を排他的に使用するために確保される。この確保により、既存の転送方式（例えば商業的なラジオ放送やテレビ放送）は、他の機器からの干渉を受けずに、また他のシステムに干渉することなく動作することができる。
【０００７】
データ転送は、周波数スペクトルを占める量を減らそうとして非常に狭い周波数帯域で行われる場合がある。しかし、そのような方式は、背景雑音レベルの増大とマルチパス干渉をより受けやすくなる可能性がある。一部の狭帯域方式は、他のシステムに干渉する可能性がより高い可能性もある（例えば使用される特定周波数帯域のエネルギーの集中がより高くなるため）。
【０００８】
バッテリ技術は着実に進歩しているが、１回の充電または交換から次の充電または交換までの動作時間は、携帯機器の設計においてなお重要な要素である。トランスミッタとレシーバの実装の複雑性とコストは、消費者アプリケーションの他の重要な要素である。今日の解決法は、これら必要とされる技術要件のうちわずかしか提供していない。例えば、ある解決法はコストの低さと電力消費量の低さを提供できるが、その場合はビットレートが低く、一方他の解決法はビットレートは高いが、コストおよび／または電力消費率の点からは受け入れがたいものである。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，６４６，５１９号
【特許文献２】米国特許第５，７３１，７２６号
【特許文献３】米国特許第６，０５４，８８４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
高速度のデータ転送をサポートすることが望ましい。また、高速度、中程度の速度、および／または低速度のデータ転送をサポートして、１）低電力消費、２）低い実装コスト、および／または、３）干渉源および／または他の周波数使用と共存する能力、などの１つまたは複数の利点を得る方式も望まれる。他の望ましい利点には、下位互換性の潜在的な可能性のスケーラビリティ、および／またはポジションおよび／またはロケーションを判定する能力などが挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態によるデータ伝送(data transmission)方法は、データ値のセットを符号化して対応する順序付けられた一連のｎタプルを生成することを含む。この方法は、順序付けられた一連のｎタプルに従って、複数のｎ個の周波数帯域で複数のバーストを伝送することも含む。詳細には、複数のバーストそれぞれについて、そのバーストによって占められる周波数帯域は、そのバーストに対応する要素のそのバーストのｎタプル中の順序によって示される。複数バーストの少なくとも１つのバーストの帯域幅は、そのバーストの中心周波数の少なくとも２％である。データの受信とトランスミッタおよびレシーバの構成の方法も開示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下の説明と特許請求の範囲では、特定の用語を以下のように定義する。
【００１３】
用語「周波数帯域(frequency band)」とは周波数スペクトルの一部分を意味する。ある周波数帯域に使用される用語「中心周波数」とは、その周波数帯域範囲の周波数の算術平均にある周波数を意味する。ここで定義される周波数帯域は互いと隣接してもよいが、互いとは別個であり、重複することはない。
【００１４】
用語「バースト(burst)」とは、特定の周波数範囲内の限られた期間にわたるある量のエネルギーの放出を意味する。バーストは、ある波形（正弦波など）の１回または複数回の周期を含むことができる。バーストは、１回の波形周期より小さく制限されることさえ可能である。一部の応用例では、２つ以上のバーストが同時に伝送されることができる。バーストの送信の開始は、バーストの「トリガ」とも称される。（例えば本明細書に記載される）生成回路から送信媒体またはチャネルへのバーストの転送は、バーストの「開始(launch)」とも称される。
【００１５】
用語「帯域幅(bandwidth)」とは、信号の全エネルギーの少なくとも９０％を含み、９５％以上は含まない連続した周波数範囲を指す。バーストの帯域幅は、同時に２つ以上の周波数帯域にあることができる。バーストに使用される用語「中心周波数」とは、そのバーストのエネルギー分散の（周波数軸に沿った）中間点、すなわち、その片方の側にあるバーストの全エネルギーがそのバーストの全エネルギーの５０％である周波数を指す（図５９に示す例参照）。バーストは、バーストの中心周波数がある周波数帯域内にある時にその周波数帯域を「占め」、バーストは、同時に１つのみの周波数帯域を占める。
【００１６】
用語「広帯域(wideband)」とは、帯域幅がその中心周波数の２％以上である信号を意味し、用語「超広帯域(ultra-wideband)」とは、帯域幅がその中心周波数の２０％以上である信号を意味する。例えば、超広帯域信号の帯域幅は、その信号の中心周波数の５０％またはそれ以上である可能性がある。超広帯域信号は、数十ヘルツ未満からテラヘルツ以上までの周波数で使用されることができる。大半の超広帯域の使用は、現在は主として現在の規制による割り振りのために１００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚであるが、将来の割り振りはこの周波数範囲以上まで大きく拡大されることが予想される。
【００１７】
図１は、３つの異なる周波数帯域のバーストの時間ドメインにおける一例を示す。図２は、これら３つのバーストを周波数ドメインで表した代替の図を示し、周波数帯域４、５、および６はそれぞれ波形１、２、３に対応する。この例では、３つの周波数帯域は、周波数ドメインで互いと容易に区別される。
【００１８】
用語「タイムスロット(time slot)」とは、バーストがトリガされることが可能な瞬間を分割する、定義された期間を意味する。バーストをトリガする方式をタイムスロットの開始時にのみ観測して、各タイムスロットに１つの周波数帯域につきわずか１つのバーストがトリガされるようにすることが望ましい場合がある。
【００１９】
ある期間は、連続し、重複のない、継続時間が等しい連続的な一連のタイムスロットに分割されることができる。あるいは、連続し、重複のない、ある継続時間のタイムスロットの複数のセットが、異なる（より長いか、短い）継続時間の１つまたは複数のタイムスロットに時間的に分割されることも可能である。複雑な高速度システムでは、タイムスロットの長さはピコ秒単位で測定されることができる。複雑度がより低い低速度のシステムでは、タイムスロットの長さはナノ秒範囲でよい。他の適用例では、必要に応じてこれより短い、または長い長さのタイムスロットが使用されることができる。
【００２０】
ここに記載される実施例では、様々な周波数帯域にわたって同じタイムスロットの境界が保持される。ただし、他の実施では、様々な周波数帯域間で２つ以上の異なるタイムスロットの配置を適用できることが企図される（例えばある周波数帯域のタイムスロットは別の周波数帯域のタイムスロットよりも長くする、あるいは、ある周波数帯域のタイムスロットは一定の長さを持ち、別の周波数帯域のタイムスロットは異なる長さにすることができるなど）。
【００２１】
図３は、タイムスロットのセットが、バーストが開始されない期間（「沈黙時間」）で隔てられる２例の図である。例３Ａ（異なる網掛けが異なる周波数帯域を表す）では、各バーストの継続時間は、１タイムスロットの継続時間よりも短い。ただし、一部の応用例では、バーストは１タイムスロットよりも長い継続時間としてもよく（３Ｂの例）、対応するタイムスロットが重複しない場合でも２つ以上のバーストが重複してもよいことも企図される。そのような場合は、同じ周波数帯域で連続したタイムスロットにトリガされる一連のバーストは、同じ数のタイムスロットにわたる単一のバーストとは異なる情報を表すことができる。
【００２２】
用語「シンボル(symbol)」とは、順序付けられたデータ値のセットに対応する順序付けられた一連のｎタプルを意味する。用語「クラスタ」とは、あるシンボルに対応するバーストのセットを指す。用語「シンボルインターバル(symbol interval)」とは、クラスタ(cluster)の送信の開始から次のクラスタの送信の開始までの期間を指し、クラスタ間の「沈黙時間(quiet time)」を含む。これらの用語は、重複したバーストをそれぞれが含む連続したクラスタを示す図３および図４の例にも図示される。本明細書に記載される一部の応用例では、各クラスタでタイムスロットの１つまたは複数にバーストを開始しないことが可能である。
【００２３】
クラスタ間の「沈黙時間」の期間は、例えば非同期の応用例で特に有用である可能性がある。そのような場合は、沈黙時間の期間の継続時間を１タイムスロットの継続時間よりも大きくすることが望ましい場合がある。
【００２４】
一部の応用例では、クラスタは（例えば干渉を低減するために）重複してはいけない。図５は、連続したタイムスロットにトリガされる３つのバーストを含むクラスタの一例を示す。この例では、各バーストの開始は、１つ前のバーストの開始から約２．５ナノ秒遅らされている。
【００２５】
図６は、図５のクラスタを周波数ドメインで示す。３つのバーストは周波数では重複しているが、例えば各自の中心周波数でなお区別されることができる。図７は、時間的に重複したバーストを含むクラスタの時間ドメインを示す。一部の応用例では、時間的に重複したバーストが使用されることができ（例えばより高いデータ転送速度をサポートするため）、かつ／または周波数が重複したバーストが使用されることができる（例えばより高いデータ密度をサポートするため）。
【００２６】
図８は、本発明の一実施形態による方法のフローチャートを示す。タスクＴ１００は、ｍ個のデータ値（例えばデータビット）の順序付けられた（例えば時間および／またはプレースで順序付けられた）セットを、ｐ個の順序付けられた一連のｎタプルを含むシンボルに符号化する（ｍとｐはゼロより大きい整数であり、ｎは２以上の整数）。タスクＴ２００は、このシンボルを、ｎ個の周波数帯域とｐ個のタイムスロットにわたり、バーストの時間的なシーケンスを含むクラスタとして伝送する。タスクＴ２００は、例えば、各ｎタプルのｉ番目の要素がｉ番目の周波数帯域に対応し、ｊ番目のｎタプルがｊ番目のタイムスロットに対応するようにシンボルを伝送することができる。この特定の応用例によれば、周波数帯域が異なるバーストの時間的な重複は、タスクＴ２００で許可される場合も、許可されない場合もある。
【００２７】
この方法の一実施例によるデータ転送動作では、一連のｎタプルの（ｉ，ｊ）番目の要素は、ｊ番目のタイムスロットにおけるｉ番目の周波数帯域のアクティビティを表す。基本的な実施では、各要素は２進値化され、その値が、バーストの存在（例えば「１」すなわち「ｈｉｇｈ」）または欠如（例えば「０」すなわち「ｌｏｗ」）を表す。この基本的な実施では、各バーストの長さは任意で１タイムスロットよりも短いこと、各バーストの極性は一定または任意であること、および、（例えば自由空間や光学による応用例の場合に）伝送されるバーストの偏波は任意であることも想定される。他の実施では、追加的な情報が供給されて（例えば一連のｎタプル内に符号化されるか、またはｎタプルに加えて提供される）、振幅、幅、極性、および／または偏波などバーストまたはクラスタの品質を表すことが特に企図される。
【００２８】
タスクＴ１００は、ｍ個のデータ値の順序付けられたセットを、選択された符号化方式で可能なシンボルステート(symbol state)の１つにマッピングすることによって行われることができる。図９は、各シンボルが４つのｎタプルを有する１方式の場合のそのような符号化を示す。この特定の例では、各ｎタプルの２つの要素のみが高い値となり、ｎタプルのその他の値は低い値となるようにｎタプルが制約される。このような制約は、実践上は、例えば送信チャネルを通じたクラスタストリームの送信中に、安定した、あるいは比較的安定したエネルギーレベルを維持するために準拠される場合がある。
【００２９】
そのような方式では、図９の表に示すように各ｎタプルは（４つが２つを選択する）すなわち６つの可能なステートを有する。この場合に各シンボルに可能なステートの数は、１つのｎタプル当たりのステート数をタイムスロットの数で累乗した数に等しくなる（この場合は６4すなわち１２９６個の可能なステートがある）。
【００３０】
図９は、この方式による、１０ビットの２進数を、一連の順序付けられた４つの４タプルに符号化する一例を具体的に説明するフローチャートを含む。説明として、図９にはこのタスクを２ステップの手順として示す。初めに、入力ストリングが、２進数の１０桁数から６進数の４桁の数に変換される。次いで、６進数の４桁それぞれの中間結果が、表に示される対応するｎタプルのステートにマッピングされて、４つの順序付けられた一連の４タプルとしての符号化シンボルを得る（表に示されるマッピングは可能な各種のマッピングの一例に過ぎない）。この例では、各ｎタプルは、６進数の中間結果の一桁と１対１の対応を有するが、ｎタプルの要素の少なくとも一部は、２進の入力ストリングの値と１対多の対応関係を有する。したがって、１つのｎタプルが、入力データ値の２つ以上に関連する情報を表すことができる。
【００３１】
図９の２ステップ手順は単なる例として示されることに留意されたい。実際には、タスクＴ１００では、例えばルックアップテーブルやそれに相当する組み合わせ論理要素(combinatorial logic element)の構成(arrangement)を用いて、対応する出力のシリーズに入力セットを直接マッピングすることができる。
【００３２】
図１０は、可能な分配方式の１つによる、対応する周波数帯域とタイムスロットへの図９のシンボルの分配の図式表現を示す。この特定のシンボルは、４つのタイムスロットすべてにおける周波数帯域１のアクティビティを表すことに留意されたい。応用例に応じて、この表示は、４つの連続するタイムスロットでアクティブな１つのバーストに明白に対応するか、または、２つの連続するタイムスロット（あるいは１つのタイムスロットと連続する３つのタイムスロットそれぞれ）でそれぞれアクティブな２つのバーストに対応するか、または、１つのタイムスロットでそれぞれアクティブな４つのバーストに対応する。上記で指摘したように、本例では、この表示が４つの別個のバーストに対応するものと想定する。図１１は、時間の経過に伴うクラスタシーケンスの同様の表現を示す。
【００３３】
一部の方式(scheme)では、入力セットは、出力されるシンボルよりも可能なステートが少ない場合がある。例えば、図９に示される方式では、１０ビットの各入力セットが２10すなわち１０２４個の異なるステートを有するのに対して、それに対応する各出力シンボルは６4すなわち１２９６個の異なるステートを有することができる。一部の応用例では増した分の出力ステート（この例では１つのシンボルにつき２７２個のステート）は無視されてよいが、他の応用例ではそれらを使用して情報を搬送することができる。例えば、そのステートを使用して、１つまたは複数の追加的なデータストリームなどの情報をおそらくは別のデータ転送速度で転送することができる。
【００３４】
図９の方式に適用される一例では、２７２個の追加的なステートのうち２５６個が使用されて、８ビットワード（各ワードは２8すなわち２５６の異なるステートを有する）の別の入力ストリームを搬送し、一方、残りの１６個の追加的なステートも使用して、４ビットワード（各ワードが２4すなわち１６の可能なステートを有する）からなる第３の入力ストリームを搬送することができる。あるいは、データに使用されないシンボルが使用されてトランスミッタからレシーバに制御情報を伝達することもできる。例えば、１つまたは複数のそれ以外では使用されないシンボルステートが同期あるいは他のタイミングの目的で使用されて、デコーダの初期ステートを制御する、変調方式の変化を通知すること等が可能である。一部の場合には、１つまたは複数のマッピングされていないシンボルステートが使用されて、信号のアクティビティあるいは均一性を維持することができる（すなわち転送のために利用できる入力データがない期間期間中に伝送される）。
【００３５】
一部の応用例では、入力セットにマッピングされていないシンボルステートが信号源の識別のために使用されることができる。例えば、１つまたは複数の未使用のシンボルステートが、識別子として使用されるためにトランスミッタに割り当てられることができる。すると、このシンボルを含む信号は、近辺にある他のトランスミッタの信号と区別されることができる（例えば他のトランスミッタまたはエミッタからの干渉が原因の警報を最小に抑えるなど）。トランスミッタの識別は、ここに開示されるネットワーキングおよびトランスミッタのロケーションとポジションの判定をサポートするために使用されることができる。
【００３６】
他の応用例では、あるトランスミッタを別のトランスミッタと区別するラベルがそれ自体、符号化されてシンボルを生成するｍ個のデータ値の順序付けられたセットとして機能することができる。そのような応用例の１つでは、トランスミッタは、自身のラベルに対応する１つまたは複数のクラスタを（いくらかの所定の間隔で）伝送するように構成される。そして、数個（好ましくは３つ以上）のレシーバにおけるクラスタの到着時間を比較することによりトランスミッタのロケーションが判定される。例示的なシステムでは、低価格、低電力版の１つまたは複数のそのようなトランスミッタを、例えば倉庫で箱のロケーションを追跡するための「スマートタグ(smart tag)」として使用する。追加的なポジションおよびロケーションの判定技術と応用例については下記で述べられる。
【００３７】
本発明の一実施形態による基本的な変調方式では、各タイムスロットは、ゼロからｎ個までの任意数のバーストを有することができる。したがって、各シンボルは、２np個の異なるステートを有することができる。このような方式は、同期または非同期の動作に適用されることができ、送信チャネルは有線、無線、または光（自由空間、ファイバー、あるいは他の媒体など）である。
【００３８】
１タイムスロット当たりの許可される／必要なバーストの数、１クラスタ当たりのタイムスロット数、周波数帯域の数、クラスタの最初のタイムスロットが少なくとも１つのバーストで占められる必要があるかどうか、クラスタが各周波数帯域で少なくとも１つのバーストを含まなくてはならないかどうか、などのシステムパラメータを変えることにより、多くの異なる状況に合わせて種々の方式が設計されることができる。例えば、データ転送速度を最大限に高める方式は雑音のない応用例のために採用されることができ、一方、シンボルを追跡する性能を最大に高める方式は非同期の応用例に採用されることができ、データ転送速度と誤り検出能力の釣り合いをとる方式は別の応用例に採用されることができる。基本的実施に適用される各種の例示的方式について下記で説明する。
【００３９】
そのような方式の１つでは、各タイムスロットに少なくとも１回のバーストが発生し、シンボル中で空のタイムスロットがないようにする。このような方式は、非同期の動作で利益を提供することができる（例えば追跡がより容易である）。この例では、各シンボルは（２n−１）p個の異なるステートを有することができる。
【００４０】
別の方式では、各タイムスロットに１つのみのバーストが発生する。このような方式は、例えばデータ転送速度を落とすことにより、非同期の動作をサポートする、かつ／または電力出力の低減を提供することができる。この例による各シンボルは、ｎp個の異なるステートを有することができる。
【００４１】
別の方式では、各タイムスロットに最大ｎ個のバーストが発生し、１つのクラスタと１つの周波数帯域につき正確に１つのバーストが発生する（この方式では、タイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。１つのクラスタ、１つの周波数帯域につきバーストを１つに制約することにより、反射やマルチパスの干渉を受けやすい環境でより良好な性能が得られる。このような方式は、データ転送速度を落とすことにより、より良好な誤り検出能力を提供することも予想される。この例による各シンボルは、ｐn個の異なるステートを有することができる（例えばｎ＝５かつｐ＝１０の場合には１００，０００個の異なるステート、ｎ＝ｐ＝５の場合には３１２５個の異なるステートがある）。
【００４２】
別の方式では、各タイムスロットに１つのみのバーストが発生し、１つのクラスタ、１つの周波数帯域につきわずか１つバーストが発生する（この方式では、タイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。この例における各シンボルは、ｎ！／（ｎ−ｐ）！個の異なるステートを有することができる。
【００４３】
上記の方式（１タイムスロットにつき１つのみのバーストがあり、１つの周波数と１つのシンボルにつきバーストがわずか１つの方式）の変形例の１つでは、クラスタの最初のタイムスロットはデータ転送に利用することができない。このような変形方式は、例えば、最初のタイムスロットでアクティブな周波数がそのクラスタが伝送されている特定の論理チャネルを識別する、論理的なチャネル化方式を実施するのに使用されることができる。（物理チャネルを２つ以上の論理チャネルに分割する方法と、そのような分割の他の技術については下記でより詳細に説明される）。この例の各シンボルは、最大（ｎ−１）！／（ｎ−ｐ）！個の異なるデータステート(data state)を有することができる。
【００４４】
別の方式では、各タイムスロットにわずか１つのバーストが発生し、１つの周波数帯域、１つのクラスタにつき正確に１つのバーストが発生する（この方式ではタイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。この例示的方式は、各クラスタの最初のタイムスロットが空でないという特徴も含み、この特徴（特に非同期の応用例で有用である可能性がある）は、レシーバにおける関連した時間基準を提供するために応用されることができる。この場合、各シンボルは、最大でｎ（ｐ−１）！／（ｐ−ｎ）！個の異なるステートを持つことができる（例えば、ｎ＝５かつｐ＝１０の場合は１５，１２０個の異なるステート、ｎ＝ｐ＝５の場合は１２０個の異なるステートがある）。
【００４５】
別の方式では、各タイムスロットにわずか１つのバーストが発生し、１つの周波数帯域、１つのクラスタにつきわずか１つのバーストが行われ、各クラスタの最初のタイムスロットは空でない（この方式ではタイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。この場合、各シンボルに利用可能な異なるステートの数は、正確にｋ個の周波数帯域にあるバーストを有するクラスタの数のｋ（１≦ｋ≦ｎ）の合計として表されることができ、すなわち次のように表されることができる。
【００４６】
【数１】
2005530364.tif 000003
【００４７】
（例えばｎ＝５かつｐ＝１０の場合は２７，５４５個の異なるステートが、ｎ＝ｐ＝５の場合は１０４５個の異なるステートがある）。
【００４８】
別の方式では、各タイムスロットに最大でｎ個のバーストが発生することができ、１つの周波数帯域、１つのクラスタにつき正確に１つのバーストが発生し、各クラスタの最初のタイムスロットは空でない（この方式ではタイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。この場合は、各シンボルに利用可能な異なるステートの数は、次のように表されることができる。
【００４９】
【数２】
2005530364.tif 000004
【００５０】
（例えばｎ＝５かつｐ＝１０の場合は４０，９５１個の異なるステートがあり、ｎ＝ｐ＝５の場合は２１０１個の異なるステートがある）。
【００５１】
別の方式では、各タイムスロットに最大ｎ個のバーストが発生することができ、１つの周波数帯域、１つのクラスタにつきわずか１つのバーストが発生し、各クラスタの最初のタイムスロットは空でない（この方式ではタイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。この場合、各シンボルに利用可能な異なるステートの数は次のように表されることができる。
【００５２】
【数３】
2005530364.tif 000005
【００５３】
（例えばｎ＝５かつｐ＝１０の場合は６１，０５１個の異なるステートがあり、ｎ＝ｐ＝５の場合は４６５１個の異なるステートがある）。
【００５４】
別の方式では、各タイムスロットに最大ｎ個のバーストが発生することができ、１つの周波数帯域、１つのクラスタにつきわずか１つのバーストが発生し、各クラスタは少なくとも１つのバーストを含む（すなわち空のクラスタはない）（この方式ではタイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。この場合、各シンボルに利用可能な異なるステートの数は次のように表されることができる。
【００５５】
【数４】
2005530364.tif 000006
【００５６】
（例えばｎ＝５かつｐ＝１０の場合は１６１，０５０個の異なるステートがあり、ｎ＝ｐ＝５の場合は７７７５個の異なるステートがある）。
【００５７】
別の方式では、各タイムスロットに最大ｒ（ｒ≦ｎ）個のバーストが発生することができ、１つの周波数帯域、１つのクラスタにつき正確に１つのバーストが発生し、各クラスタの最初のタイムスロットは空でない（この方式では、タイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。この場合、各シンボルに利用可能な異なるステートの数は、次の再帰的な式を使用してｎｃ（ｒ，ｎ，ｐ）と表されることができる。
【００５８】
【数５】
2005530364.tif 000007
【００５９】
パラメータｎｆはクラスタ中でまだ割り当てられていない周波数帯域の数を表し、パラメータｎｓはクラスタに残っているタイムスロットの数を表し、制約Ｍ（ｎｓ−１）≧（ｎｆ−ｓ）は、残るタイムスロットの数と１タイムスロット当たりのバーストの最大数との積が、残る周波数帯域の割り当てを可能にするのに十分な大きさであることを必要とし、ｎｃ（Ａ，Ｂ，Ｃ）は、１タイムスロット当たり最大Ａ個のバーストがあり、クラスタ中でまだＢ個の周波数帯域が割り当てられておらず、Ｃ個のタイムスロットがクラスタに残っている場合の組み合わせの数を表し、パラメータｓ１は値
【００６０】
【数６】
2005530364.tif 000008
【００６１】
を有する。各シンボルが５個のｎタプルを有するそのような方式では、各シンボルに利用可能な異なるステートの数が、次の表にｎとｒの関数として示される。
【００６２】
【表１】
2005530364.tif 000009
【００６３】
別の方式では、１つの周波数帯域、１つのクラスタにつき正確に１つのバーストが発生し、各クラスタの最初のタイムスロットは空でなく、割り当てられていない周波数帯域がなくなるまで各タイムスロットに１〜ｒ個のバーストが発生する（この方式ではタイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。この場合、各シンボルに利用可能な異なるステートの数は、ｎｓのどの値についてもｓｌ＝１である点を除いては、上記の再帰的な式を用いてｎｃ（ｒ，ｎ，ｐ）と表されることができる。
【００６４】
ここでも、上記の例で示された１つのシンボル当たりのステート数は、各ｎタプルの各要素が２進値化されることを限定ではないが想定することに留意されたい。ｎタプルの１つまたは複数の要素が追加的な値を有することが可能な上記のような方式の変形例が特に企図され、本発明で可能にされる。
【００６５】
上記のような原理に従って他の多くの方式が実施されることができる。例えば、上述の基本的な実施の変形例に加えて、上記のような方式の特性には、同じ周波数帯域のバースト間のタイムスロットの最小数（この最小数は異なる周波数帯域には異なってよい）、１タイムスロットにおけるバーストの最大数および／または最小数、１バースト当たりのタイムスロットの最小数、連続した空のタイムスロットの最大数および／または最小数などを含めることができる。その性質に応じて、データセットを符号化する際、および／またはシンボルを伝送する際に特定の変形例または特性が応用されることができる。
【００６６】
上記のように、個々のバーストの継続時間は、それに対応するタイムスロットより長くとも短くともよい。タイミングの目的で、バーストの開始と対応するタイムスロットの開始を同期することが望ましい場合がある。ただし他のタイミング方式が可能である。
【００６７】
異なる周波数帯域で伝送される、ある時間関係を有するバーストは、分散性の通信チャネルを通じて伝播することができ、そのバーストは受信時には異なる時間関係を有する。例えば、周波数帯域が異なるバーストは、環境、トランスミッタ中、レシーバ中などで異なる形で反映されることができる。一部の応用例では、各種のｎ個の周波数帯域でのバースト送信のタイミングは、予期される伝播遅延に合わせて調整するために変更されることができる。例えば、バーストの送信は、同じタイムスロット中のバーストが実質的に同じ時間にレシーバに到着することが予測できるようにタイミングされることができる。このような変更は、以前に行われた判定（例えば計算および／または測定など）に基づくか、かつ／または動的な較正などの手法により動作中に適応的に行われることができる。図１２は、（例えば計算、較正、および／または観測された）予期される伝播遅延の差に従って、より高い周波数帯域のバーストがより低い周波数帯域のバーストより早く伝送されるそのような応用例の図を示す。
【００６８】
別の例では、ランダム（あるいは擬似ランダム）の時間の摂動を加えることにより、シンボルの名目上周期的なトレインのピーク電力レベルを減らすことができる。図１３に、３．５ＧＨｚおよび４ＧＨｚを中心とする周波数帯域を用い、２０回反復され、１クラスタにつき２つのバーストがあり、バーストの継続時間が５ナノ秒、沈黙時間の期間が４０ナノ秒、シンボルインターバルが５０ナノ秒である１００個のクラスタのシミュレート送信にランダムな遅延の摂動（あるいは「ジッタ」）を適用した場合の効果を示す。下のグラフは、±１０ナノ秒のランダムな遅延を用いて同じクラスタのトレインが伝送される際に生じるスペクトルを示す。
【００６９】
本発明の一実施形態による方法の他の実施では、一連のｎタプルの各要素はｑ個の別個の値の１つを有し、その値が対応するバーストの振幅を表す。そのような振幅変調が上記で説明あるいは提案した方式に追加されて、指定された期間に転送できるデータ値数を増すことができる。各タイムスロットがゼロ〜ｎ個の任意数のバーストを有することが可能な基本的方式に振幅変調を加えると、例えば、各シンボルにｑnp個の異なる可能なステートがあるシステムが得られる。
【００７０】
本発明の一実施形態による方法のさらなる実施では、バースト間の間隔および／またはバーストのクラスタ間の間隔にチャネル情報が符号化されることができる。図１４に、２つの異なる論理チャネルのシンボルが異なる時間に同じ物理チャネルで伝送されるそのような方式の一例を示す。上の図は、第１の論理チャネルで第１のタイムインターバルに伝送されるクラスタのシーケンス［Ａ−１およびＡ−２］を示し、これは、連続するバースト間が１タイムスロット分の間隔であることを特徴とする。下の図は、第２の論理チャネルで第２のタイムインターバルに伝送されるクラスタのシーケンス［Ｂ−１およびＢ−２］を示し、これは、連続するバースト間に２つのタイムスロット分の間隔があることを特徴とする。レシーバは、受信されるクラスタシーケンスに関連付けられた特定の論理チャネルを識別するように構成されることができる。あるいは、レシーバは、限定された論理チャネルのセット（例えば論理チャネルの１つまたは複数）以外のすべての論理チャネルを無視するように構成されることもできる。
【００７１】
一部のシステムでは、同じ物理チャネルで２つ以上の論理チャネルを同時に搬送することができる。例えば、同じタイムインターバルにバーストを搬送する異なる論理チャネルは、異なる周波数および／または周波数の異なる組み合わせを使用することによって区別されることができる。異なる論理チャネルによるバーストの送信が同期されることが可能なシステムでは、各論理チャネルは、１クラスタの連続したバースト間のタイムスロット数によって区別されることも可能である。図１５は、２つの論理チャネルが周波数およびタイミングの点で異なる形で構成されたそのような一例を示す。別の方式では、１つのクラスタの連続したバースト間のタイムスロット数は、論理チャネルごとに異なる素数である。
【００７２】
図１４および図１５の特定の例では、クラスタ間の沈黙時間は各論理チャネルで同じであるが、他の方式ではこの期間は論理チャネルごとに異なってよい。チャネル化を含む方式のさらなる例では、１つのクラスタの連続したバーストのすべての対よりも少ないバースト（例えば最初のバーストと２番目のバーストだけ）が時間的に区分される。このような方式のさらなる例では、クラスタのバーストのうち１つまたは複数の幅で対応する論理チャネルを識別することができる。
【００７３】
図１６は、本発明の一実施形態によるトランスミッタ１００のブロック図を示す。エンコーダ２００は、順序付けられた（すなわち時間および／または空間で順序付けられた）データ値を含むデータ信号Ｓ１００を受信し、信号Ｓ１００に基づくシンボルストリームＳ１５０を信号生成器３００に出力する。具体的には、エンコーダ２００は、ｍ個のデータ値の順序付けられたセットを対応するシンボルにマッピングし、各シンボルは、一連の順序付けられたｐ個のｎタプルを含む。信号生成器３００は、シンボルストリームＳ１５０に基づいて、バーストのクラスタ（例えば超広帯域バースト）を含む変調された信号Ｓ２００を出力する。
【００７４】
図１７は、信号ランチャ４５０を含むトランスミッタ１００の実施１５０のブロック図を示す。信号ランチャ４５０は、変調された信号Ｓ２００を送信媒体に転送し、フィルタ、電力増幅器、およびインピーダンス整合の構成要素（例えばコイルや変圧器）または構造といった１つまたは複数の要素を含むことができる。
【００７５】
クラスタをワイヤレス伝送するために、信号ランチャ４５０はアンテナも含むことができる。特定の事例では、アンテナは、トランスミッタ１００を内蔵するデバイスに埋め込まれるか、あるいは、トランスミッタ１００および／または信号ランチャ４５０のコンポーネントを含むパッケージ（例えば低温度同時焼成セラミックパッケージ）の中に組み込まれることさえ可能である。
【００７６】
導電性の媒体（例えば１つまたは複数の導体を有する電線、ケーブルまたはバス、導電構造、海や地下水などの他の導電媒体、あるいはそのような導体の連続など）を通じたクラスタの送信のために、信号ランチャ４５０は、静電保護（例えばダイオード）、電流制限（例えば抵抗）、および／または直流遮断（コンデンサなど）のための構成要素などの１つまたは複数の要素を含むことができる。
【００７７】
光学媒体（１つまたは複数の光ファイバーや他の通信構造、大気、真空、あるいはそのような媒体の連続など）を通じたクラスタの送信のために、信号ランチャ４５０は、レーザやレーザダイオード、または他の発光ダイオード、半導体デバイスなど、伝送されるクラスタに応じて制御することが可能な１つまたは複数の放射源を含むことができる。
【００７８】
図１８は、エンコーダ２００（マッパ２５０およびシリアライザ４００を備える）の実施２１０と信号生成器３００の実施３０１を含むトランスミッタ１００の実施１１０のブロック図を示す。マッパ２５０は、ｍ単位のパラレルのデータ信号Ｓ１１０を受信し、所定のマッピングに従ってそれに対応する（ｎｘｐ）単位のパラレルの符号化信号を生成する。例えば、マッパ２５０は、ｍビットのパラレルデータ信号を受信し、それに対応する（ｎ×ｐ）ビットのパラレル符号化信号を生成するように構成されることができる。
【００７９】
一実施例では、マッパ２５０は、ｍ単位の入力値をｎ×ｐ単位の出力値にマッピングするルックアップテーブルを含むことができる。あるいは、マッパ２５０は、同様の所定のマッピング機能を実行する組み合わせ論理のアレイを含むこともできる。別の応用例では、マッパ２５０によって適用される所定のマッピング機能は、時間ごとに変えることが可能である（例えば新しいテーブルをダウンロードする、あるいは記憶された２つ以上のテーブルまたはアレイから選択することなどにより）。例えば、同じ送信媒体を共有するトランスミッタ１００の複数の実施で、異なるチャネル構成（例えば異なる周波数帯域のセットなど）が動的な方式で割り振られることができる。
【００８０】
シリアライザ４００は、（ｎ×ｐ）単位のパラレル符号化信号を受信し、その信号を直列化して、対応するｎ単位（ｎビットなど）のシンボルストリームＳ１５０の実施Ｓ１６０を信号生成器３０１に（例えばパラレル符号化信号のデータ転送速度よりｐ倍またはそれ以上高いデータ転送速度で）出力する。信号生成器３００は、シンボルストリームＳ１６０に基づく変調された信号Ｓ２１０を出力する。
【００８１】
図１９は、ｎ個のシフトレジスタ４１２を含むシリアライザ４００の実施４１０を示す。共通のロード信号（図示せず）がアサートされると、各シフトレジスタ４１２は、ｎ×ｐ単位の符号化信号の異なるｐ単位の剰余系を格納する。一例では、各シフトレジスタ４１２に格納されたｐ個の単位は、その後、一連のｐ個のｎタプルとして（共通のクロック信号に従って）信号生成器３０１にシフトアウトされる。
【００８２】
図２０は、ｎ×ｐ単位のシフトレジスタ４２２を含むシリアライザ４００の別の実施４２０を示す。ロード信号（図示せず）がアサートされると、シフトレジスタ４２２は、ｎ×ｐ単位の値のストリング（例えばエンコーダ２１０から出力される）を格納する。このストリングのｎ単位の剰余系はそれぞれ、次いでクロック信号（図示せず）に従ってｎ単位の値として信号生成器３０１に出力される。
【００８３】
図２１は、トランスミッタ１００の代替の実施１２０のブロック図を示す。エンコーダ２２０は、データ信号Ｓ１００とクロック信号Ｓ３００に従ってシンボルストリームＳ１５０を出力する。信号生成器３００は、シンボルストリームＳ１５０を受信し、それに対応する変調された信号Ｓ２００を（例えば超広帯域バーストのクラスタの連続として）出力する。
【００８４】
図２２は、エンコーダ２２０の一実施例２２２を示す。カウンタ２２８は、クロック信号Ｓ３００を受信し、ｐ個の値の１つを有するカウント信号Ｓ３５０を出力する。例えば、カウント信号Ｓ３５０は、０から（ｐ−１）まで、あるいは（ｐ−１）から０まで数えることができ、または何らかの他の形でｐ個の異なるステートを通過することができる。マッパ２２６（例えばルックアップテーブルや組み合わせ論理のアレイ）は、ｍ単位のデータ信号Ｓ１１０とカウント信号Ｓ３５０を受信し、それに対応するｎ単位のシンボルストリームＳ１６０を（例えば信号生成器３０１に）出力する。
【００８５】
信号生成器３０１は、ｎ単位（例えばｎビット）のシンボルストリームＳ１６０を受信し、バースト（例えば超広帯域バースト）のクラスタの連続をｎ個の対応する周波数帯域で出力する。ｎ個の周波数帯域それぞれの中心周波数は異なる。応用例の１つでは、ｎ個の周波数帯域は互いから（例えば保護周波数帯域によって）隔てられるが、他の応用例では周波数帯域の１つまたは複数が互いと重複してもよい。
【００８６】
一実施例では、シンボルストリームＳ１６０の各単位は、対応するタイムスロット中に対応する周波数帯域でバーストが（所定の振幅で）放出されるべきか否かを示すビットである。別の実施では、単位は３つ以上の値を有することができ、対応するバーストが放出されるべきある範囲の複数の振幅の１つを指示する。
【００８７】
信号生成器３００は１つまたは複数のバースト生成器を含み、各バースト生成器は、継続時間が１サイクルの一部分（例えば、１／２）から数サイクルまで変化することが可能なバーストを生成するように構成される。バーストの各サイクルの時間ドメインプロファイルは、正弦波または何らかの他の波形である。一例では、バースト生成器は、フィルタリングおよび／または増幅されたインパルスであるバーストを生成する。あるいは、バーストは、連続波信号をゲートすることによって生成されてもよい。例えば、バースト生成器は、帯域幅が制御可能な広帯域発振器を内蔵することができる。信号生成器３００は、同一構成のバースト生成器、または２つ以上の異なる構成のバースト生成器を含むことができる。バースト生成器の構成の例としては次のものが挙げられる。
【００８８】
１）高速エッジまたはパルスを生成し、その後に帯域フィルタが続く回路またはデバイス。高速エッジまたはパルスを生成する回路またはデバイスが広帯域のスペクトル内容を有する波形を生成し、フィルタが、バーストの送信が要求される周波数帯域を選択する。高速エッジまたはパルスを生成する回路またはデバイスの例には、ＥＣＬ（エミッタ結合ロジック）やＰＥＣＬ（ポジティブＥＣＬ）などの高速ロジックゲートが挙げられる。１つの適切な構成は、リング発振器（例えばその出力にゲートがある自励発振器）を含むことができる。そのような回路またはデバイスは、アバランシェトランジスタ、アバランシェダイオード、および／またはステップ回復ダイオードも含むことができる。適切なフィルタの例には、空洞フィルタ、表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ、離散フィルタ、送信線フィルタ、および／または任意の他のＲＦフィルタ技術が挙げられる。この場合、フィルタは、帯域中のエネルギーと周波数の関係を制御し、また帯域外のエネルギーのロールオフプロファイルを確立する。
【００８９】
２）その後にスイッチデバイスが続く同調可能な発振器。同調可能な発振器は、バーストの中心周波数を設定する。同調可能な発振器は、電圧制御発振器、ＹＩＧ（イットリウムインジウムガーネット）同調発振器、誘電共振発振器、後進波発振器、および／または反射型クライストロン、マグネトロン、あるいはカルシノトロンを含む発振回路などの任意の同調可能な連続波ＲＦエネルギー源であってよい。スイッチデバイスはバーストの幅を設定し、その幅によりスペクトル内容の帯域幅が定義される。適切なスイッチデバイスには、ミクサ、固体ＲＦスイッチ、レーザ制御ＲＦスイッチ、プラズマを利用したＲＦスイッチ、および／または電子ビームを利用するスイッチなどがある。
【００９０】
３）パルス化された制御電圧に応答して周波バーストを生成する半導体固体発振器。パルス化された制御電圧は、所望のバースト幅と振幅を有するパルスを伝達することが可能な任意の回路またはデバイスによって提供されることができる。より高速のオン／オフ遷移を得るために、制御電圧は、発振の閾値以下であるＤＣレベルでバイアスをかけることができ、パルスの印加により電圧が発振閾値以上に上がり、デバイスが印加パルスの継続時間にわたって発振する。適切な固体発振器の例には、ガンデバイス、ＩＭＰＡＴＴ（衝撃イオン化アバランシェ走行時間）ダイオード、ＴＲＡＰＡＴＴ（閉じ込めプラズマアバランシェトリガ走行）ダイオード、および／またはＢＡＲＩＴＴ（障壁注入走行時間）ダイオードが挙げられる。
【００９１】
４）パルス化された制御電圧に応答して周波数バーストを生成する熱電子発振器。パルス化された制御電圧は、所望のバースト幅と振幅のパルスを伝達することが可能な任意の回路またはデバイスによって提供されることができる。制御電圧の例には、格子電圧、ボディ電圧、あるいは反射電圧が含まれる。より高速のオン／オフ遷移を得るために、制御電圧は、発振の閾値以下のＤＣレベルでバイアスをかけることができ、パルスの印加により電圧が発振閾値より上に上がり、デバイスが印加パルスの継続時間にわたって発振する。適切な熱電子発振器の例には、後進波発振器、カルシノトロン、マグネトロン、および／または反射クリストロンが挙げられる。
【００９２】
図２３は、トリガ生成器３２０とｎ個のバースト生成器３３０のセットを含む信号生成器３０１の実施３０２を示す。図２４に示すように、トリガ生成器３２０は、伝送されるシンボルのｎタプルの要素に従ってｎ個の独立したトリガ信号にトリガパルスを生成する。この例では、ｎ個のバースト生成器３３０はそれぞれ、トリガパルスを受信するとバーストを放出するように構成される。他の実施では、バースト生成器は、立ち上がりエッジまたは立下りエッジを受け取るか、または何らかの他の事象（それによりパルス、エッジがトリガされる。他の事象は電気および／または光学的な事象でよい）を受信するとバーストを放出するように構成されることができる。またこの特定の例では、各バースト生成器３３０は、他のバースト生成器３３０によって放出される周波数帯域とは異なる周波数帯域を占めるバーストを放出するように構成される。各バースト生成器３３０は、一定の継続時間のバーストを放出するように構成されても、または生成器３３０の１つまたは複数は、継続時間が異なるバーストを放出するように構成されてもよい。
【００９３】
図２５は、（例えばアンテナによる）放射の前にバースト生成器３３０の出力が（例えば信号ランチャ４５０の実施４５２の加算器２４２で）合計されることができ、また必要な場合は増幅されることも可能であることを示す。図２６に示すように、信号生成器３０２の別の実施３０３では、バースト生成器３３０の出力は信号生成器内で（例えば加算器によって）合計される。また別の実施では、バースト生成器３３０の出力はベースバンドであり、（例えば合計した後で）個々にかつ／または一括して（ミクサや局部発振器を使用して）アップコンバートされることができる。
【００９４】
図２７は、発振器３４０とゲート３６８を含む信号生成器３００の実施３０４を示す。発振器の制御ロジック３６０は、トリガ生成器３２０などのトリガ生成器を含むことができ、シンボルストリームＳ１５０に基づく周波数制御信号Ｓ３１０と発振器ゲート制御信号Ｓ３２０を出力する。周波数制御信号Ｓ３１０は、例えば図２５に示すようなトリガ信号のセットを含むことができる。発振器３４０は、本明細書に開示される同調可能な発振器でよく、周波数制御信号Ｓ３１０に従って異なる時間に異なる周波数帯域で波形を発するように同調することができる。ゲート３６８は、上述のスイッチデバイス、ミクサ、ダイオード、または別の適切なゲートを含むことができる。図２８に示すように、ゲート３６８の出力は、放射の前に（例えば図２９に示す電力増幅器２４６または制御可能な電力増幅器２４８によって）増幅されることができる。発振器ゲート制御信号Ｓ３２０は、バーストの開始時間、バーストの継続時間、およびバーストの極性などの特性を制御することができる。
【００９５】
一部の応用例では、シンボルの要素が立ち上がり周波数または立下り周波数を表すことができる。そのようなケースの１つでは、発振器３４０は、立ち上がりまたは立下り周波数に応じて周波数が変化する波形を発するように（例えば周波数制御信号Ｓ３１０を介して）制御される。このような実施例では、対応する立ち上がり周波数または立下り周波数を有するバーストを出力するように（例えば発振器ゲート制御信号Ｓ３２０で）制御されるゲート（例えばゲート３６８）も含むことができる。このような「チャーピング(chirping)」技術は、１つまたは複数の上述の変調方式と組み合わせて使用されることができる。
【００９６】
一部の応用例では、伝送される信号(transmitted signal)の偏波(polarization)は、例えば信号ランチャ４５０中でシンボルストリームＳ１５０に従って制御されることができる。図２９に示されるように、発振器制御ロジック３６０の実施例３６２は、バーストの振幅、継続時間、および偏波といったパラメータを制御するランチャ制御信号Ｓ３３０を出力することができる。
【００９７】
バーストのスペクトル内容を制限することが望ましい場合がある。例えば、帯域外放出を減らすことによってより効率的な帯域幅使用を支援することができる。帯域外放出の低減は、他のデバイスとの干渉を回避されるために求められる、かつ／または規制に準拠するために必要とされる場合がある。バーストのスペクトル内容を変更するには（上記のように）フィルタが使用されることができるが、一部の応用例では、代わりに時間ドメインでバーストの形を制御することによりバーストのスペクトル内容を変更することが望ましい場合がある。
【００９８】
理想的なシステムの１つでは、各バーストの周波数スペクトルは矩形であり、バーストの帯域幅は、占められた周波数帯域内にある。その周波数帯域中では電力レベルは規制機関によって許可される最大レベルであり、その周波数帯域の外側ではバーストによる電力レベルはゼロである。
【００９９】
伝送される波形の周波数プロファイルは、送信バーストの時間依存性の振幅プロファイルを制御することによって制御されることができる。バーストの時間依存性の振幅プロファイルが例えば矩形である場合は、バーストの周波数内容は、正弦波の（ｆ）／（ｆ）のプロファイルを持つ（ｆは周波数）。そのような場合、バーストの帯域幅は、隣接する１つまたは複数の周波数帯域中に拡大する可能性があり、性能を低下させる可能性がある。矩形の周波数プロファイルが生成されるように、時間依存性の振幅プロファイルが正弦波の（ｔ）／（ｔ）の形（ｔは時間）であることが望ましい場合もある。
【０１００】
実用的なシステムでは、送信バーストの時間依存性の振幅プロファイルは、正弦波（ｔ）／（ｔ）の関数の近似値である形を有することができる。結果得られる周波数スペクトルは、矩形の振幅プロファイルが利用される場合に比べて、隣接する周波数帯域（あるいは規制機関によって割り振られたスペクトル領域の外）への意図しない信号エネルギーの漏れを減らすことができる。特定の応用例に適する可能性がある時間依存性の振幅プロファイルの例には、二乗余弦パルス、ガウスパルス、およびローパスフィルタをかけた矩形パルスが含まれる。
【０１０１】
所望のバーストの時間依存性の振幅プロファイルを生成するのに使用される実際の技術は、バーストの生成に使用される技術に依存する可能性がある。多くの場合は、例えば、波形生成器における制御電圧は、所望の適応されたバーストを提供するように適応されることができる。そのような例の１つは、ミクサを使用してＣＷ波形を切り替えて所望のバーストを生成するものである。ミクサに印加される制御信号にローパスフィルタをかけることにより、適応された時間依存性の振幅プロファイルと、隣接周波数帯域へのエネルギー漏洩の低減を得ることができる。
【０１０２】
図３０は、時間ドメインおよび周波数ドメインの１つにある方形インパルス(square impulse)が、シンク関数(sinc function)の形を有する他の領域中の波形に対応することを示している。（例えばフーリエ変換が適用されてある領域の波形を別の領域に変換することができる。）図３１は、時間ドメインで方形プロファイルを有するバーストを（異なる３つの周波数で）送信した結果得られるスペクトルの一例を示す。この図は、バーストをある周波数帯域で伝送すると、隣接する周波数帯域で放出を引き起こす可能性があることを示している。図３２は、時間ドメインでｓｉｎｃ形のプロファイルを持つバーストを（同一の３つの周波数で）送信した結果得られるスペクトルの一例を示す。この図は、バーストの時間ドメインプロファイルの成形により隣接する周波数帯域の放出を低減できることを示している。
【０１０３】
これらの図は、スペクトルの成形は、バースト成形フィルタの使用の代わりに（またはそれに加えて）バーストプロファイルの時間ドメインにおける制御に基づくことができることを示している。本明細書に記載される特定のバースト生成器の例では、スイッチまたは印加電圧パルスが使用されて時間ドメインでバースト形を制御し、それにより帯域中のエネルギーと周波数の関係を制御し、また帯域外のエネルギーのロールオフプロファイルを確立することができる。
【０１０４】
図３３は、本発明の一実施形態による同調可能発振器３４２のブロック図を示す。発振器３４２は、例えば図２７〜図２９に示す信号生成器３００の実施における発振器３４０として使用されることができる。適切なスイッチデバイス（例えばゲート）と組み合わせると、発振器３４２は、信号生成器３００の他の実施のバースト生成器３３０としても使用されることができる。
【０１０５】
発振器３４２は、異なる期間の遅延を導入する選択可能な遅延ライン４７０を含む。このような遅延ラインとしては、アナログ遅延要素（例えばインダクタ、ＲＣネットワーク、長い送信線）、および／またはデジタル遅延要素（例えば反転回路および／または他の論理要素またはゲート）が可能である。コモンロジック回路３７０は、各選択可能な遅延ライン４７０の出力端子に結合される。コモンロジック回路３７０は、１つまたは複数の論理ゲートを含み、入力の１つにおけるステート遷移に応じてその出力信号のステートを変化させ、また、特定の回路構成に応じて受信されたステート遷移を反転することもしないこともある。選択可能な遅延ライン４７０はそれぞれ周波数制御信号Ｓ３２０を介して選択することができ、任意の期間中に１つのみの線がコモンロジック回路３７０からの出力信号を受信する。一部の実施例では、発振器出力信号Ｓ４０２を負荷に接続する前に発振器３４２の出力をバッファリングすることが望ましい場合がある。
【０１０６】
一部の実施例では、選択可能な遅延ライン４７０は、選択可能な遅延ラインをコモンロジック回路３７０に結合する経路の一部を含むことができ、その部分の長さおよび／または特性は、必要とされる伝播遅延またはその他の効果を導入するように設計される。他の実施例では、そのような経路によって導入される遅延（および／または遅延ライン間の遅延差）は、無視できると考えることができる。
【０１０７】
制御回路またはデバイス（発振器制御ロジック３６０など）は、発振器の出力の周波数を制御する周波数制御信号Ｓ３２０を提供する。周波数制御信号Ｓ３２０は、例えば特定の周波数帯域を占めるバーストを表すｎタプルの関数である。発振器３４２の少なくとも一部の実施では、発振器出力信号Ｓ４０２の周波数は、発振のサイクルごとに変更されることができる。
【０１０８】
図３４は、発振器３４２の実施３４４のブロック図を示す。各選択可能な遅延ライン４７２は、反転セレクタ部２８２（例えばＮＯＲゲート）と、直列に接続された数個の反転回路を有する遅延部２９２とを含む。コモンロジック回路３７２は、非反転セレクタ（例えばＯＲゲート）である。この場合、周波数制御信号Ｓ３２２の線はアクティブローである。
【０１０９】
図３５は、発振器３４２の実施例３４６のブロック図を示す。各選択可能な遅延ライン４７４は、非反転セレクタ部２８４（例えばＡＮＤゲート）と、偶数個の直列接続された反転回路を有する遅延部２９２を含む。コモンロジック回路３７４は、反転セレクタ（例えばＮＯＲゲート）である。この場合、周波数制御信号Ｓ３２４の線はアクティブハイである。
【０１１０】
発振器３４２にはこの他の多くの構成が可能であり、これには、各選択可能な遅延ラインが、奇数個の直列接続された反転回路を有するチェーンを含む構成が挙げられる。例えば、図３６は、遅延部２９４を有する選択可能な遅延ライン４７６を含む構成３４８を示す（この場合周波数制御信号Ｓ３２２の線はアクティブローになる）。発振器３４２の実施で最も短い経路はわずか３回の反転を含むのに対し、最も長い経路は任意数の大きな奇数回の反転を含むことができる。また、発振器３４２の実施における異なる選択な遅延の数は任意で大きくしてよい。
【０１１１】
図３７は、コモンロジック回路３７０の実施３７８がＮＡＮＤゲートと反転回路を含む発振器３４２の実施例３５０のブロック図を示す。この例では、選択可能な遅延ライン４７８はそれぞれ、セレクタ部（例えばＮＡＮＤゲート）と、一般的な（例えばアナログおよび／またはデジタルの）遅延ラインを含む遅延部２９２を含む。
【０１１２】
発振器３４２の一部の実施例では、１つまたは複数の遅延経路をさらに選択できるようにしてもよい。例えば、図３８は、遅延経路の１つが２つの別個の選択可能な遅延ライン４７０を含む発振器３４２の実施例３５２を示す。
【０１１３】
ここに記載される発振器３４２の実施例に基づく発振器は、複数のバーストを同時に生成する発振器を含むことができ、そのようなバーストはそれぞれ異なる周波数帯域を占める。
【０１１４】
発振器の周波数は時間の経過と共に変化する可能性がある。例えば、発振器３４２の遅延ラインによって導入される遅延は、一部の場合には、温度や電圧などの環境的な要因、または経年変化やデバイスごとの差異などの他の要因のために変化する可能性がある。例えば求められる発振周波数を維持するために、これらの変動を補償することが望ましい場合がある。
【０１１５】
図３９は、選択可能な調節可能な遅延ライン４９０を含む発振器３４２の実施３５６を示す。選択、調節可能な遅延ライン４９０はそれぞれ、制御可能な遅延要素（特許文献１、２、３に記載される）を含むことができる。補償回路４９５は、選択可能、調整可能な遅延ライン４９０の少なくとも１つの遅延時間を制御する。
【０１１６】
図４０は、補償回路４９５の実施４９６を含む発振器３４２の実施３５８のブロック図を示す。Ｎ除算回路３８０は、基準周波数発振器３８２の周波数と一致するように発振器出力の周波数を調整する。位相ロックループ（あるいはデジタルロックループ）３８４は、その２つの周波数を比較し、それら周波数の周波数または位相の差に応じて信号（例えば電圧）を出力する。１つまたは複数のデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）および／または制御可能な電圧基準３８６を含めて、デジタルの差分信号をアナログ信号に変換して、１つまたは複数の調整可能な遅延ライン４９２の特性を制御することができる。ＤＡＣまたは制御可能な基準は、１つの遅延ライン専用にしても、複数の遅延ラインを制御してもよい。ＤＡＣまたは制御可能な基準は、差分信号をサンプリングし、後に行われる補償動作まで保持する役割を果たすこともできる。別の実施では、調整可能な遅延ラインの１つまたは複数がデジタル式に制御される。
【０１１７】
図４１は、補償回路４９５の代替実施４９８を含む発振器３４２の実施３５９のブロック図を示す。この回路は、調整可能な遅延ライン４９２と同様に環境の変化に反応するように製造された追加的な遅延ライン３８８を含む。調整可能な遅延ラインは、追加的な遅延ライン３８８中の周波数または位相の誤差に従って制御される。
【０１１８】
図４２は、例えばここに記載される応用例の多くで発振器３４２の代わりに使用されることができる発振器３４０の実施３５４のブロック図を示す。この実施では、マルチプレクサ２９０が周波数制御信号Ｓ３２０の実施Ｓ３２８を印加して様々な遅延ライン４８０からの選択を提供し、遅延ライン４８０は（例えばここに記載される補償回路により）調整可能であるが、セレクタ部を含む必要はない。
【０１１９】
一部の応用例では、発振器３４０を連続的に動作させることが許容できる場合がある。他の応用例では、例えば送信に先立つ短い期間のみ発振器３４０（または補償回路などその一部）の電源を入れることにより電力消費を低減することが望ましい場合がある。
【０１２０】
発振器３４２の一部の実施例では、発振器出力信号は、複数のロケーションで信号を送り出す(launch)ためにタップオフ(tap off)することができる。タップオフは、例えば、すべての信号が組み合わせられる接続点で行うか、または各信号の接続点の外側で行うこともでき、その場合は信号が後に組み合わせられることも、そうでない場合もある。
【０１２１】
図４３は、発振器３４２の実施３５９１のブロック図を示す。すべての遅延ラインが（この例では周波数制御信号Ｓ３２０のすべての線をｈｉｇｈに保持することにより）使用不可にされると、コモンロジック回路３７６中の発振器部分（ここではゲート７１０、７２０、および７３０）は、自由に動作するように設定されることができる（この例では発振器ゲート制御信号Ｓ３２９の両方の線がｈｉｇｈになる）。信号の送り出しが必要な時、周波数制御信号Ｓ３２０は、必要な遅延ラインを選択し、発振器ゲート制御信号Ｓ３２９の両方の線がｌｏｗに設定され、選択された遅延ラインと出力ゲート７４０を含み所望の周波数で発振する回路を形成する。発振器ゲート制御信号Ｓ３２９の線は、個々にタイミング調整しても、１つの線を使用してもよい。同様に、発振器ゲート制御信号Ｓ３２９の線は、周波数制御信号Ｓ３２０に連携させ（例えば信号Ｓ３２０のタイミングを提供するか、または信号Ｓ３２０から得られる）ても、個々にタイミング調整してもよい（例えばゲートのセットアップや保持時間などの要因と、スプリアス出力を回避するなどの事項に応じて）。発振器３５９１のような構成では、自励発振器部分を出力から（例えば信号ランチャから）分離することにより発振器の起動時間が原因の過渡を低減することができ、その結果その発振器部分はバースト間で連続的に作動することができるか、信号が送り出されるよりいくらか前の時間に起動させられることができる。
【０１２２】
一部の応用例では、発振器３６０の出力をフィルタリングすることが望ましい場合がある（例えば不要な高調波を除去するため）。適切なフィルタの例には、空洞フィルタ、表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ、離散フィルタ、送信線フィルタ、および／または任意の他のＲＦフィルタ技術が含まれる。
【０１２３】
上述の発振器３６０の実施例は、ＥＣＬ、ＰＥＣＬ、ＣＭＯＳ、またはＢｉＣＭＯＳなどの１つまたは複数の知られる技術と、ＳｉＧｅ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮ、「ひずみシリコン」などの材料を使用して、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）中に（例えば全体または一部が）製造することができる。
【０１２４】
図４４は、本発明の一実施形態によるレシーバ４００を示す。信号検出器４１０は、（例えば増幅および／またはフィルタリングの後に）受信信号を受信し、順序付けられた一連のｎタプルを出力する。デコーダ４２０は、順序付けられた一連のｎタプルを受信し、それに対応する順序付けられたデータ値のセットを出力する。デコーダ４２０は、一連のｎタプルにデジタル信号処理操作（例えばフィルタリング操作）を行うこともできる。
【０１２５】
図４５は、信号検出器４１０で使用するのに適したバースト検出器４３０のブロック図を示す。フィルタ４４０（例えば帯域フィルタ）は、特定の周波数帯域のエネルギーを通過させる。エッジ検出器４５０は、対応する周波数帯域で受信された信号の立ち上がりエッジを検出する。信号検出器４１０は、数個のバースト検出器の並列の配置を含むことができ、バースト検出器はそれぞれ、異なる周波数帯域のバーストを検出するように構成される。
【０１２６】
図４６は、エッジ検出器４５０の実施例４５０ａのブロック図を示す。この例では検波器が二乗デバイスである。例えば高周波数の応用例では、検波器は、トンネルダイオードあるいは同様のデバイスとすることができる。検波器のベースバンド出力は、（例えばベースバンド増幅器５２０で）増幅され、（例えばアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）５３０で）デジタル化される。
【０１２７】
最も単純な形態では、ベースバンド信号のデジタル化は、信号を基準電圧と比較する（例えば閾値処理）ことにより行われることができる。例えば、図４７は、コンパレータ５４０を含むそのようなＡＤＣ５３２のブロック図を示す。特定の応用例に応じて、他の適切なＡＤＣとしては、マルチビットパラレル符号化（フラッシュ）、逐次近似、デュアルスロープ、デジタルランプ（ｒａｍｐ）、デルタシグマ変調、あるいはその他の構成が可能である。
【０１２８】
図４８は、信号検出器４１０の実施例４１２を含むレシーバ４００の実施例４０１を示す。この信号検出器は、バースト検出器４３０の実施例４３２の並列の配置を含む。この例に示すように、バースト検出器４３０は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）など他の処理ブロックを含むことができる。レシーバは、アンテナと処理回路の間にＬＮＡを含んでもよい。
【０１２９】
図４９は、エッジ検出器４５０の別の実施例４５０ｂのブロック図を示す。この例では、相関器６１０がフィルタリングされた信号を受信し、その信号をテンプレートと相関して対応するベースバンド信号を生成する。
【０１３０】
図５０は、信号検出器４１０の実施４１４を含むレシーバ４００の実施４０２を示す。この信号検出器は、相関器６１０を含むバースト検出器４３０の実施例４３４の並列の配置を含み、各相関器６１０は、各自の入力信号に異なるテンプレートを適用することができる。この場合、各バースト検出器４３４は、相関器のアップストリームにある、フィルタとして機能するＬＮＡ５６０も含む。
【０１３１】
ＡＤＣの動作速度が上がるのに従い、入力信号を直接サンプリングし、デジタル化した後にフィルタリングすることも企図される。そのようなレシーバの一例が図５１に示される。このような一実施例では、デジタル化された出力が（例えばデコーダ４２０で）フィルタリングされて、時間の経過に伴う各周波数帯域のアクティビティを判定する。別の実施例では、デジタル化された出力に連続した高速フーリエ変換が時間的に行われ、それにより得られるスペクトル情報から個々の周波数帯域におけるアクティビティが判定される。
【０１３２】
信号を異なるスペクトル部分に分割し、各部分を個別にダウンコンバートすることも可能である。ダウンコンバート（例えば所望の中間周波数でミクサ６２０および局部発振器６３０を使用する。中間周波数は周波数帯域ごとに異なってよい）の後に、エッジ検出を用いてバーストが検出されるか、ＡＤＣで信号が直接サンプリングされることができる。図５２は、エッジ検出器を含むレシーバ４００の実施４０４のブロック図を示し、図５３は、ＡＤＣを使用して各信号を直接サンプリングするレシーバ４００の実施例４０５のブロック図を示す。
【０１３３】
一部の応用例では、上記のようなさらなる処理を行う前に、受信信号を中間周波数にダウンコンバートする（例えば局部発振器信号と混合することによる）ことが望ましい場合がある。図５４は、ダウンコンバートされた信号がエッジ検出の前に別個の周波数に分割されるレシーバ４００のそのような実施例４０６を示す。図５５は、ダウンコンバートされた信号が相関付けの前に別個の周波数に分割される別の実施を示す。図５６は、ダウンコンバートされ、フィルタリングされた信号が直接デジタル化されるさらなる実施を示す。
【０１３４】
図５７は、２回目のダウンコンバートとエッジ検出の前に、中間周波数信号が異なる周波数帯域に分割されるレシーバ４００の実施例４０９０のブロック図を示す。図５８には、２回ダウンコンバートされた信号がデジタル化され、フィルタリングされる別の実施例４０９１のブロック図を示す。一部の応用例では、（例えばここに記載するレシーバの構成と組み合わせて）受信信号のゲート制御を行うことにより、信号対雑音比の増大が達成される。
【０１３５】
一部の応用例では、ここに記載されるレシーバが１つまたは複数の受信クラスタにタイムスタンプを適用するか、クラスタの到着の順序および／または時間を他の方法で記録することが望ましい場合がある。そのような情報は、例えば、受信されたシンボルの復号の際に適用される、かつ／またはマルチパス干渉を克服するために適用されることができる。クラスタ間の関連した時間に関する情報は、空のクラスタを検出するためにも使用されることができる（この技術がタイムスロット規模で適用されて空のタイムスロットを検出することもできる）。到着の順序だけを記録するには、事象（例えばクラスタの到着）が記録されるたびにステートが更新（例えば増分）されるカウンタを使用してタイムスタンプが生成されることができる。到着の時間を記録するには、クロック（例えば発振器に従ってステートが更新されるカウンタ）を使用してタイムスタンプが生成されることができる。事象間の関連した測定を行う場合は、そのようなクロックを基準と同期させるか、あるいはその他の方法でクロックの初期ステートを考慮することが必要でない場合もある。
【０１３６】
ここに開示されるデータ転送技術の少なくとも一部は、高度にスケーラブルな実施に組み込まれることができる。そのような技術は、例えば、コンテンツおよび／または制御データを伝送するためのケーブルのワイヤレスによる代替に適用されることができる。ローエンドの応用例では、この技術は、コンピュータを、コンピュータマウス、キーボード、あるいはハンドヘルド型のゲームコントローラなどの低価格、低データ転送速度の周辺機器につなぐケーブル（例えばユニバーサルシリアルバスあるいはＵＳＢケーブル）の代替とするために実施されることができる。中域の応用例では、コンピュータからモニタにビデオ情報を搬送するケーブルの代替としてこの技術が使用されることができる。ハイエンドの応用例では、この技術がスケーリングされて、（例えばレシーバ、セットトップボックス、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）プレーヤから）高品位テレビディスプレイおよびオーディオシステムに高忠実度のビデオおよびオーディオ情報を搬送するケーブルの１つまたは複数の代わりとすることができる。
【０１３７】
上記の応用例に対するコストと性能の要件が異なる可能性がある他の応用例には、ワイヤレス式のコンピュータネットワーキング、オーディオデータのワイヤレス転送（例えば１つまたは複数のデータストリームおよび／またはファイル、およびサンプリングされた形態（例えばＷＡＶ）および／または圧縮形態（ＭＰ３など）のフォーマット）、画像データのワイヤレス転送（例えばデジタル静止画カメラ、または１つまたは複数のＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサを内蔵する他のデバイスから、非圧縮フォーマットまたは圧縮フォーマット（ＪＰＥＧ、ＪＰＥＧ２０００、ＰＮＧなど）で）、および、イーサネット（登録商標）、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、Ｓビデオ、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ、およびＶｏＩＰ(Voice over IP)などのフォーマットやプロトコルなどを伝送するケーブルのワイヤレスによる代替、が含まれる。
【０１３８】
多くのオフィスおよび消費者娯楽の応用例に加えて、このようなケーブルからの代替は、産業および家庭の制御システム（温度制御など）、自動車および他の乗物、航空機の応用例（例えば制御システムや乗客の電子メールなどのネットワーキングアプリケーションをサポートするため）などに適用されることが可能である。したがって、本明細書に開示されるデータ転送のシステム、方法、および装置は、幅広い種々の待ち時間、性能、および価格の要件に合わせて実施されることができる。
【０１３９】
既存のワイヤレスデータ転送の方法を使用する際に生じる問題の１つは、リアルタイムのビデオ表示など要求の厳しいアプリケーションのデータ転送速度や待ち時間の要件に対応できない（例えばデータのスループットレートが十分でない）ことである。上記で述べたように、本明細書に開示されるデータ転送のシステム、方法、および装置は、データを非常に高い速度で転送するように実施されることができる。そのような応用例の１つでは、セットトップボックスがここに開示されるデータ転送を行う装置を内蔵し、その装置が使用されてビデオ信号をワイヤレスにテレビジョンディスプレイ（フラットパネルディスプレイなど）に伝送することができる。そのような応用例で非常に高いデータ転送速度から実現されうる利点の１つは、表示画像を維持するためにバッファリングを必要とする低データ転送速度のシステムで見られるように遅れの後に画像が更新されるのではなく、表示画像を（例えばユーザがチャンネルを変えるのに応答して）リアルタイムで更新できることである。
【０１４０】
ここに開示されるデータ転送のシステム、方法、および装置中で信号源の識別機構が適用されてネットワーキングアプリケーションをサポートすることができる。通し番号などの識別子が（製造または設置の際に）トランスミッタまたはトランシーバ中にハードコードされるか、使用中にアプリケーションによって識別子が割り当てられるか、更新されることができる。識別子は、他の送信データと同じように伝送されるか（例えばプロトコルや他の上位層の抽象化で）、または、識別子は、論理的なチャネル化および／または未使用のシンボルステートなどここで述べる機能を使用することにより物理層で他のデータと区別されることができる。信号源の識別が有用である可能性がある通信アプリケーションには、ピコネット、メッシュネットワーク、およびマルチホップネットワーク（リピータを含むものなど）における通信の誘導、産業用および軍事用の分散センサネットワーク、暗号化通信およびその他のセキュリティ保護された通信、および、データソース（コンピュータやＰＤＡなど）と周辺機器（プリンタなど）の間の選択的または排他的な通信、が含まれる。
【０１４１】
ここに開示されるデータ転送のシステム、方法、および装置の応用例には、ロケーションおよびポジションの判定タスクが含まれる。こうしたタスクは、レンジングおよび三角測量の動作を含むことがある。レンジング信号は、バースト、異なる周波数および／または異なる時間のバーストのストリーム、またはクラスタまたはクラスタの群を含むことがある。バーストが短いことは（理想的な条件の下では）高い空間解像度（例えばおよそ１センチメートル）に対応するので、極めて短いバースト（１ナノ秒あるいはそれ以下の継続時間）を有する超広帯域信号は、特にこのような応用例に向いている。よりよい空間解像度は、広い周波数範囲（例えばより少ない周波数帯域ではなくより多くの周波数帯域にわたるバーストを含む）にわたってレンジング信号を伝送することによっても実現されることができる。特に他のトランスミッタなど潜在的な干渉源を含む環境では、レンジング信号が（上記で述べたような）信号源の識別情報を含むことが望ましい場合がある。
【０１４２】
レンジング動作(ranging operation)の一例では、第１のトランシーバがレンジング信号を伝送する。第２のトランシーバがその信号を検出し、応答（第２のトランシーバのロケーションなどの情報を含むことが可能なレンジング信号など）を伝送する。第１のトランシーバが応答を検出し、伝送(flight)の往復時間を記録し、既知の待ち時間値（回路中での伝播時間など）を取り除き、２で除算して双方向の成分を除去し、光の速さで除算して２つのトランシーバ間の距離を求める。次いで、少なくとも３回の上記のようなレンジング動作から得られた距離（第１のトランシーバと、ロケーションが分かっている少なくとも３つの他のトランシーバとの距離）を組み合わせて第１のトランシーバのロケーションを判定することにより、三角測量（あるいは三辺測量）動作が行われることができる。
【０１４３】
レンジング動作の別の例では、第１のトランスミッタがレンジング信号を送信し、その信号が３つ以上のレシーバによって受信される。各レシーバでの信号の到着時間が処理装置に（例えばネットワークを介して）伝送され、処理装置は、それら各種の到着時間と対応するレシーバのロケーションを三角測量（または三辺測量）動作で組み合わせてトランスミッタのロケーションを判定する。この場合はレシーバが共通のクロックと同期されていることが望ましい場合がある。
【０１４４】
上記のレンジング動作の変形例では、レンジング信号が信号源の識別子を含む。各レシーバは、到着時間に従って受信されたレンジング信号にタイムスタンプを付し、タイムスタンプを付した信号（信号源識別子を含む）を処理装置に伝送する。このような技術は、複数のトランスミッタのロケーションとポジションの判定を支援するために使用されることができる。トランスミッタのロケーションとポジションの判定は、マルチホップネットワークでも行われることができ、処理装置はトランスミッタから数ホップ隔たっている。
【０１４５】
ここに開示されるデータ転送のシステム、装置、および方法の少なくとも一部は、センサネットワークに適用されることができる。そのようなネットワークでは、ある領域内におそらくは多数のセンサが配置され、検知されたデータは処理装置に（おそらくはマルチホップを介して中継されて）返される。各センサは、ガス濃度、１つまたは複数の周波数または範囲における放射レベル（荷電粒子、Ｘ線、可視光、赤外線など）、温度、圧力、音声、振動などの環境状態を検知するように構成される。センサは、検知された条件に関するデータをアナログ形態からデジタル形態に変換するアナログ／デジタル変換器を含むことができる。
【０１４６】
ここに記載されるセンサネットワークは、施設内の温度監視、侵入者警報システム、ある領域内の活動の遠隔監視（軍事的な目的など）に使用されることができる。処理装置は、収集されたデータからネットワークのステートを計算し、それに応じた動作をするか、またはステート情報を別の装置に伝達することができる。
【０１４７】
また、ここに記載されるデータ転送の方法および装置の使用は、非常に低い価格、干渉および／またはマルチパスに対する堅牢性、傍受および／または検出される確率が低いことを必要とする応用例、および／またはセンサアプリケーション（例えばネットワーク型やピアツーピアなど）を含むことができる。例えば、低価格のセンサは、商業、産業、および軍事向けの応用例のためのタグ付けまたは分散フィードバックシステムの大規模な展開を可能にすることができる。干渉とマルチパスに対する堅牢性は、（意図的あるいは意図的でない）妨害および／または反射が生じる可能性がある産業の環境と軍事のシナリオで展開するのに特に有用である可能性がある。（特別なシンボルコードを実装することと、低い放出レベルで可能な動作の両方の点から見た）傍受される確率の低さと、検出される確率の低さは、内密の軍事使用または機密性のある使用で不可欠な要素である。
【０１４８】
ここで説明された実施形態の前述の提示は、当業者が、特許権が請求される通りに本発明をなす、または使用できるようにするために提供される。ここに記載する実施形態には各種の変形形態が可能であり、本明細書に提示される全般的な原理は他の実施形態にも応用されることができる。例えば、ここに開示されるレシーバの実施例は、ここに開示されるチャーピング技術を使用して伝送される信号を受信するためにも応用されることができる。また、ここに記載される原理は、有線、無線、および／または光による送信チャネルを通じた通信に応用されることができる。
【０１４９】
本発明は、その一部または全体が、ハードワイヤード回路および／または特定用途集積回路中に製造された回路構成として実施されることができる。本発明はまた、その一部または全体が、不揮発性ストレージ（ＲＯＭ、フラッシュ、バッテリバックアップＲＡＭなど）にロードされるファームウェアプログラム、データ記憶媒体（例えば半導体メモリや強磁性メモリなどの読み取り専用または書き換え型の媒体（ＲＯＭ、プログラマブルＲＯＭ、ダイナミックＲＡＭ、スタティックＲＡＭ、フラッシュＲＡＭなど）、あるいは磁気、光学、または位相変化型の媒体（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、ＣＤ、ＤＶＤなど））からロードされる、またはこれらの媒体にロードされるソフトウェアプログラム、マシン可読コードとして実施されることもでき、そのようなコードは、マイクロプロセッサや他のデジタル信号処理装置あるいはＦＰＧＡなどの論理要素のアレイによって実行可能な命令である。
【０１５０】
例えば一部の場合には、本発明の一実施形態による時分割多重周波数（ＴＤＭＦ）変調技術の設計アーキテクチャは、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）中に実現されることができる。そのような設計は、スタンドアロンのパッケージデバイスとして実装されても、より大きなシステムＡＳＩＣ中にコアとして組み込まれてもよい。本発明のそのような特定の実施形態によるアーキテクチャの特性により、これらの実施形態は、低価格、低電力、および／または大量の生産が可能なＡＳＩＣ実装に向く。本発明の実施形態は、発展する半導体技術に合わせてスケーリングできる設計を含むことができ、パフォーマンス目標の増大と応用範囲の拡大を可能にする。一部の事例では、そのようなアーキテクチャの全体が単一の半導体プロセスで実装されることができるが、そのような場合でも１つの半導体プロセスに依存するのではなく、この設計を複数の半導体技術に移すことが可能である場合がある。
【０１５１】
したがって、本発明は上述の実施形態に限定されず、ここに任意の形で開示される原理と新規の特徴に沿った最も広い範囲が与えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】異なる周波数の３つの超広帯域バーストの例を示す図である。
【図２】図１の３つのバーストを周波数ドメインで示した図である。
【図３】タイミング図である。
【図４】タイミング図である。
【図５】３つの超広帯域バーストのシーケンスを時間的に表す図である。
【図６】図５のシーケンスを周波数ドメインで表した図である。
【図７】重複のある超広帯域バーストの時間ドメイン図である。
【図８】本発明の一実施形態による方法を示すフローチャートである。
【図９】順序付けられたｍ個のデータ値のセットとそれに対応する順序付けられた一連のｎタプルの一例を示す図である。
【図１０】複数のタイムスロットと、異なる周波数帯域にわたる図９のｎタプルの符号化されたシンボルとバーストアクティビティとの対応関係の１つを示す図である。
【図１１】複数のタイムスロットと異なる周波数帯域にわたる、符号化シンボルとバーストアクティビティの対応関係を示す別の図である。
【図１２】異なる周波数帯域のバーストが異なる時間に伝送される応用例を示す図である。
【図１３】クラスタ送信の開始時間におけるランダムな時間摂動の効果を示す図である。
【図１４】２つの異なる論理チャネルのシンボルが異なる時間に同じ物理チャネルで伝送される方式の一例を示す図である。
【図１５】２つの異なる論理チャネルのシンボルが同じ時間に同じ物理チャネルで伝送される方式の一例を示す図である。
【図１６】本発明の一実施形態によるトランスミッタ１００を示すブロック図である。
【図１７】トランスミッタ１００の実施例１５０を示すブロック図である。
【図１８】トランスミッタ１００の実施例１１０を示すブロック図である。
【図１９】シリアライザ４００の実施例４１０を示すブロック図である。
【図２０】シリアライザ４００の実施例４２０を示すブロック図である。
【図２１】トランスミッタ１００の実施例１２０を示すブロック図である。
【図２２】エンコーダ２２０の実施例２２２を示すブロック図である。
【図２３】信号生成器３００の実施例３０２を示す図である。
【図２４】トリガ生成器３２０によって生成されるＮ個の独立したトリガ信号に対するトリガパルスを示す図である。
【図２５】信号生成器３０２と信号ランチャ４５０の実施例４５２を示すブロック図である。
【図２６】信号生成器３０２の実施例３０３を示すブロック図である。
【図２７】信号生成器３００の実施例３０４を示す図である。
【図２８】信号生成器３０４と信号ランチャ４５０の実施例４５４を示すブロック図である。
【図２９】信号生成器３０６と信号ランチャ４５０の実施例４５４を示すブロック図である。
【図３０】時間ドメインと周波数ドメインにおける波形プロファイル間の対応関係を示す図である。
【図３１】バーストシーケンスのスペクトル図である。
【図３２】バーストシーケンスのスペクトル図である。
【図３３】本発明の一実施形態による発振器３４２を示すブロック図である。
【図３４】発振器３４２の実施例３４４を示すブロック図である。
【図３５】発振器３４２の実施例３４６を示すブロック図である。
【図３６】発振器３４２の実施例３４８を示すブロック図である。
【図３７】発振器３４２の実施例３５０を示すブロック図である。
【図３８】発振器３４２の実施例３５２を示すブロック図である。
【図３９】発振器３４２の実施例３５６と補償機構４９５を示すブロック図である。
【図４０】発振器３４２の実施例３５８と補償機構４９５の実施例４９６を示すブロック図である。
【図４１】発振器３５８と補償機構４９５の実施例４９８を示すブロック図である。
【図４２】発振器３４２の実施例３５４を示すブロック図である。
【図４３】本発明の一実施形態による発振器３４２の実施例３６０を示すブロック図である。
【図４４】本発明の一実施形態によるレシーバ４００を示すブロック図である。
【図４５】バースト検出器のブロック図である。
【図４６】エッジ検出器４５０の実施例４５０ａを示すブロック図である。
【図４７】コンパレータを含むＡＤＣ５３０の実施例５３２を示すブロック図である。
【図４８】信号検出器４１０の実施例４１２を含む本発明の一実施形態によるレシーバ４０１を示すブロック図である。
【図４９】エッジ検出器４５０の実施例４５０ｂを示すブロック図である。
【図５０】信号検出器４１０の実施例４１４を含む本発明の一実施形態によるレシーバ４０２を示すブロック図である。
【図５１】本発明の一実施形態によるレシーバ４０３を示すブロック図である。
【図５２】本発明の一実施形態によるレシーバ４０４を示すブロック図である。
【図５３】本発明の一実施形態によるレシーバ４０５を示すブロック図である。
【図５４】本発明の一実施形態によるレシーバ４０６を示すブロック図である。
【図５５】本発明の一実施形態によるレシーバ４０７を示すブロック図である。
【図５６】本発明の一実施形態によるレシーバ４０８を示すブロック図である。
【図５７】本発明の一実施形態によるレシーバ４０９を示すブロック図である。
【図５８】本発明の一実施形態によるレシーバ４０９１を示すブロック図である。
【図５９】数個のバーストと各自の中心周波数の例を示す図である。
【図１】
2005530364.tif 000010
【図２】
2005530364.tif 000011
【図３】
2005530364.tif 000012
【図４】
2005530364.tif 000013
【図５】
2005530364.tif 000014
【図６】
2005530364.tif 000015
【図７】
2005530364.tif 000016
【図８】
2005530364.tif 000017
【図９】
2005530364.tif 000018
【図１０】
2005530364.tif 000019
【図１１】
2005530364.tif 000020
【図１２】
2005530364.tif 000021
【図１３】
2005530364.tif 000022
【図１４】
2005530364.tif 000023
【図１５】
2005530364.tif 000024
【図１６】
2005530364.tif 000025
【図１７】
2005530364.tif 000026
【図１８】
2005530364.tif 000027
【図１９】
2005530364.tif 000028
【図２０】
2005530364.tif 000029
【図２１】
2005530364.tif 000030
【図２２】
2005530364.tif 000031
【図２３】
2005530364.tif 000032
【図２４】
2005530364.tif 000033
【図２５】
2005530364.tif 000034
【図２６】
2005530364.tif 000035
【図２７】
2005530364.tif 000036
【図２８】
2005530364.tif 000037
【図２９】
2005530364.tif 000038
【図３０】
2005530364.tif 000039
【図３１】
2005530364.tif 000040
【図３２】
2005530364.tif 000041
【図３３】
2005530364.tif 000042
【図３４】
2005530364.tif 000043
【図３５】
2005530364.tif 000044
【図３６】
2005530364.tif 000045
【図３７】
2005530364.tif 000046
【図３８】
2005530364.tif 000047
【図３９】
2005530364.tif 000048
【図４０】
2005530364.tif 000049
【図４１】
2005530364.tif 000050
【図４２】
2005530364.tif 000051
【図４３】
2005530364.tif 000052
【図４４】
2005530364.tif 000053
【図４５】
2005530364.tif 000054
【図４６】
2005530364.tif 000055
【図４７】
2005530364.tif 000056
【図４８】
2005530364.tif 000057
【図４９】
2005530364.tif 000058
【図５０】
2005530364.tif 000059
【図５１】
2005530364.tif 000060
【図５２】
2005530364.tif 000061
【図５３】
2005530364.tif 000062
【図５４】
2005530364.tif 000063
【図５５】
2005530364.tif 000064
【図５６】
2005530364.tif 000065
【図５７】
2005530364.tif 000066
【図５８】
2005530364.tif 000067
【図５９】
2005530364.tif 000068
【国際調査報告】
2005530364.tif 000069
2005530364.tif 000070