(57)【要約】無線周波数（ＲＦ）信号のスペクトルを処理する方法およびシステム。アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器は、無線周波数（ＲＦ）信号のスペクトルをサンプリングおよびデジタル化するように構成されている。ＲＦ信号のスペクトルは複数の変調技術を含む。Ａ／Ｄ変換器はさらに、スペクトルをそのスペクトルに含まれる最も高い周波数信号の周波数の少なくとも２倍の速度でサンプリングするように構成されている。デジタル化されたデータは記憶装置に記憶される。プロセッサはデジタル化されたデータを処理するように構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波数（ＲＦ）信号のスペクトルを処理するシステムであって、
アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器を備え、前記Ａ／Ｄ変換器は、ＲＦ信号のスペクトルをサンプリングおよびデジタル化し、それによりデジタル化されたデータを生成するように適用され、前記信号は複数の変調技術を含み、さらに、前記Ａ／Ｄ変換器は、前記ＲＦ信号のスペクトルを、そのスペクトルに含まれる最も高い周波数信号の周波数の少なくとも２倍の速度でサンプリングするように適用され、
前記デジタル化されたデータを記憶するように適用された少なくとも１つの記憶装置と、
前記デジタル化されたデータを処理するように適用されたプロセッサとをさらに具備するシステム。
【請求項２】
前記Ａ／Ｄ変換器は広帯域Ａ／Ｄ変換器であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記Ａ／Ｄ変換器は高速Ａ／Ｄ変換器であることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
入力ＲＦ信号をフィルタ処理して前記入力ＲＦ信号の一部の周波数を選択的に送信し、前記入力ＲＦ信号の他の周波数を選択的に遮断するフィルタをさらに備え、前記Ａ／Ｄ変換器によってサンプリングされたＲＦ信号のスペクトルは前記選択的に送信された信号を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記フィルタは広帯域通過フィルタであることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記デジタル化されたデータをアナログデータに変換するデジタルアナログ変換器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの記憶装置は複数の記憶装置を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１つの記憶装置の記憶装置は、ハードディスクドライブおよび光ディスクからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記スペクトルの信号は、オーディオコンテンツ、ビデオコンテンツ、およびデータコンテンツからなるグループから選択されたコンテンツを有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
無線周波数（ＲＦ）信号のスペクトルを処理する方法であって、
アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器によって、ＲＦ信号のスペクトルをサンプリングおよびデジタル化し、それによりデジタル化されたデータを生成するステップであって、前記ＲＦ信号のスペクトルは複数の変調技術を含み、前記Ａ／Ｄ変換器は、前記ＲＦ信号のスペクトルを、そのスペクトルに含まれる最も高い周波数信号の最も高い周波数の少なくとも２倍の速度でサンプリングするステップと、
前記デジタル化されたデータを記憶装置に記憶するステップと、
プロセッサを用いて前記デジタル化されたデータを処理するステップとを具備した方法。
【請求項１１】
入力ＲＦ信号をフィルタ処理して前記入力ＲＦ信号の一部の周波数を選択的に送信し、前記入力ＲＦ信号の他の周波数を選択的に遮断するステップをさらに含み、前記Ａ／Ｄ変換器によってサンプリングされたＲＦ信号のスペクトルは前記選択的に送信された信号を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記フィルタは広帯域通過フィルタであることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の変調技術は、振幅変調および周波数変調を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数の変調技術は、振幅変調および位相変調を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の変調技術は、周波数変調および位相変調を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
各変調技術に関連する変調方法を決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記デジタル化されたデータを復調するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
ユーザ入力要求を処理して前記復調されたデータの少なくとも一部分を選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記処理は前記記憶ステップよりも前に実行されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項２０】
前記スペクトルの信号は、オーディオコンテンツ、ビデオコンテンツ、およびデータコンテンツからなるグループから選択されたコンテンツを有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項２１】
前記デジタル化されたデータをアナログデータに変換するデジタルアナログ変換器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線周波数信号のスペクトルを取り込むシステムおよびそれに関連する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波数（ＲＦ）信号のスペクトルから抽出されたデータを取り込んで記憶する場合、所望の情報を選択して取り込むためのチャンネルまたは周波数帯域に同調しなければならないという制約が通常は要求され、それによって取り込まれるデータの量を制限している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、チャンネルまたは周波数帯域に同調する必要なく、ＲＦ信号のスペクトルからデータを取り込むシステムおよび関連する方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、無線周波数（ＲＦ）信号のスペクトルを処理するシステムであって、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器を備え、前記Ａ／Ｄ変換器は、ＲＦ信号のスペクトルをサンプリングおよびデジタル化し、それによりデジタル化されたデータを生成するように適用され、前記信号は複数の変調技術を含み、前記Ａ／Ｄ変換器はさらに、前記ＲＦ信号のスペクトルを、そのスペクトルに含まれる最も高い周波数信号の周波数の少なくとも２倍の速度でサンプリングするように適用され、さらに、前記デジタル化されたデータを記憶するように適用された少なくとも１つの記憶装置と、前記デジタル化されたデータを処理するように適用されたプロセッサとを具備するシステムを提供する。
【０００５】
本発明は、無線周波数（ＲＦ）信号のスペクトルを処理する方法であって、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器によって、ＲＦ信号のスペクトルをサンプリングおよびデジタル化し、それによりデジタル化されたデータを生成し、前記ＲＦ信号のスペクトルは複数の変調技術を含み、前記Ａ／Ｄ変換器は、前記ＲＦ信号のスペクトルを、そのスペクトルに含まれる最も高い周波数信号の最も高い周波数の少なくとも２倍の速度でサンプリングするステップと、前記デジタル化されたデータを記憶装置に記憶するステップと、プロセッサを用いて前記デジタル化されたデータを処理するステップを具備する方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、本発明の実施形態による無線周波数（ＲＦ）電磁信号のスペクトルを処理するシステム１のブロック図を示している。ＲＦ信号は、オーディオデータ（例えば、ラジオ）、ビデオデータ（例えば、テレビジョン）、デジタルデータ（例えば、株式市場情報）、またはそれらの組み合わせ等の様々な種類のデータに関連している。アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器４に結合されたアンテナ２は、入来するＲＦ信号データを受信する。Ａ／Ｄ変換器４は広帯域Ａ／Ｄ変換器であってもよい。Ａ／Ｄ変換器４は高速Ａ／Ｄ変換器であってもよい。Ａ／Ｄ変換器４は、ＲＦ信号を取り込んで複数の変調技術によってデジタル形式に変換する。ナイキストのサンプリング理論によれば、ＲＦ信号の全スペクトルを、そのスペクトルに含まれる最も高い周波数信号の最も高い周波数の少なくとも２倍の速度でサンプリングして、続いて、そのサンプリング速度の半分以下のすべての周波数に対して、信号を再構成するようにしてもよい。この発明では、連邦通信委員会（ＦＣＣ）が規定した９ＫＨｚから３００ＧＨｚまでのスペクトルの範囲内のあらゆる周波数を取り込んでよい。従って、Ａ／Ｄ変換器４を、そのスペクトルに含まれる最も高い周波数信号の最も高い周波数の２倍にクロックするようにしてよい。この変調技術は、振幅変調（ＡＭ）、直交振幅変調（ＱＡＭ）、残留側波帯変調、周波数変調、振幅偏移変調、周波数偏移変調、位相偏移変調、デルタ変調、パルス符号変調、パルス幅変調、パルス振幅変調、最小偏移変調、連続位相変調等の当業者に知られているいかなる変調技術をも含む。システム１では、ＲＦ信号または取り込まれる関連した変調技術についての予備知識は要求とされない。Ａ／Ｄ変換器４は、ＲＦ信号のスペクトルをデジタル化し、デジタル化されたデータを生成する。記憶装置５はデジタル化されたデータを記憶する。装置５は、ハードディスクドライブ、光ディスク等の当業者に知られているどのような記憶装置であってもよい。複数の記憶装置を使用してもよい。プロセッサ７を用いてシステム１を制御し、Ａ／Ｄサンプリング周波数を設定し、データを管理するようにしてもよい。プロセッサ７は記憶されたデータに対して復調を行う。プロセッサ７はまず、第１の変調技術（例えば、ＡＭ）を含むデータを最初に取り込むためのＡ／Ｄサンプリング周波数を設定してもよい。次に、プロセッサ７は、第２の変調技術（例えば、ＦＭ）を取り込むためのＡ／Ｄサンプリング周波数を設定してもよい。このプロセスはスペクトルホッピングと定義されており、使用されたサンプリング速度に関連して独立して復調の各種によって要求される記憶装置が少なくなり且つ計算時間が短縮されるので、システム１にとって有益なものである。プロセッサ７は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、入力装置、出力装置、およびソフトウェアを備える。入力装置は、キーパッド、キーボード、マウス等の当業者に知られているどのような入力装置であってもよい。出力装置は、モニタ、プリンタ等の当業者に知られているどのような出力装置であってもよい。デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器１０を用いてユーザ出力のためにデジタルデータをアナログ形式に変換してもよい。ビデオディスプレイ１１を用いてビデオデータを出力してもよい。増幅器およびスピーカを備えるオーディオブロックを用いてオーディオデータを出力してもよい。代替的に、デジタルインタフェース８を用いて記憶装置５からデジタルデータを出力してもよい。デジタルインタフェース８は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース、ＲＳ２３２インタフェース、小型コンピュータシステムインタフェース（ＳＣＳＩ）、ＰＣカード等を含んでもよい。プロセッサ７は、図４に関して後述するユーザ入力要求に基づいて所望のデータをソートし、抽出してもよい。代替的に、プロセッサ７は直接ユーザ入力を要求せずに所望のデータをソートおよび抽出してもよい。例えば、自動車交通情報、ニュース、音楽等のデフォルトカテゴリをプロセッサ７が実行するようにアプリケーションとしてセットアップしてもよい。ユーザは所望のカテゴリを選択して再生してもよい。システム１は、すべての受信データを分析する前に取り込み、記憶してもよい。代替的に、システム１は同時にデータの取り込みおよび記憶を行うことができ、所望のデータのみが装置５に格納される。
【０００７】
図２は、図１の変形例を示しており、本発明の実施形態による無線周波数（ＲＦ）電磁信号のスペクトルを処理するシステム１のブロック図を示している。図１と対照的に、図２のシステム１にはフィルタ１２が付加されている。フィルタ１２にアンテナ１を結合してもよい。フィルタ１２を用いてＲＦ信号のスペクトルから、このスペクトルをデジタル化する前に、不要な周波数を有する信号を除去してもよい。その結果、記憶装置５にはより少ないデータが取り込まれて記憶され、それによりメモリの自由に使える空き領域が増え、プロセッサ７による余分な処理が削減される。フィルタ１２は、特に広帯域通過フィルタであってもよい。
【０００８】
図３は、本発明の実施の形態による、図２のプロセッサ７へのユーザ入力を処理するアルゴリズム２０を示すフローチャートである。アルゴリズム２０は、プロセッサ７内の中央演算処理装置（ＣＰＵ）によって実行されるソフトウェアで実施されるようにしてよい。ステップ２２はユーザ入力要求を示している。ステップ２４において、ユーザは周波数の指定帯域を選択する。ステップ２６では、図２のフィルタ１２等のフィルタを選択する。フィルタ１２は任意の不要な無線周波数（ＲＦ）信号を除去する。ステップ２８において、アナログからデジタルへの変換のため、サンプリング周波数がプロセッサ７によって設定される。サンプリング周波数は、ナイキストサンプリング定理に基づいて周波数の帯域の最も高い周波数の少なくとも２倍に設定されるようにしてよい。ステップ３０においてデジタル化されたデータが取り込まれ、ステップ３２において変調方法が検出される。ステップ３４において、振幅変調（ＡＭ）がステップ３２で検出されたことを決定すると、ステップ４４でＡＭ復調を行う。ステップ３６において、周波数変調（ＦＭ）がステップ３２で検出されたことを決定すると、ステップ４６でＦＭ復調を行う。ステップ３８において、位相偏移変調（ＰＳＫ）がステップ３２で検出されたことを決定すると、ステップ４８でＰＳＫ復調を行う。ステップ４０において直交振幅変調（ＱＡＭ）がステップ３２で検出されたことを決定すると、ステップ５０でＱＡＭ復調を行う。ステップ４２は、当業者に知られている任意の他の変調技術がステップ３２において検出されたことを示し、ステップ５２で前記任意の他の変調技術に関連する復調を行う。ステップ５４において、復調されたデータが図２の記憶装置５に格納される。ステップ５６において、復調されたデータはステップ２２のユーザ入力要求に基づいて分析される。データの分析の際、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）動作周波数をステップ５８で決定し、それにより、ステップ６２においてデータの種類（即ち、オーディオ、ビデオ、デジタル等）をユーザ出力のために決定するようにしてもよい。代替的に、ステップ６０において、復調されたデータの分析には、復調されたデータをセグメント化または分類化して図４に示されるようなユーザ入力に基づいてグループに分けることが含まれ、ステップ６２においてユーザに対してデータを出力する。
【０００９】
図４は、本発明の実施形態に従って、図２のプロセッサへのユーザ入力を処理し、データを特定のフォルダに格納するアルゴリズム６３を表すフローチャートを示し、図３の音楽の取り込みを実施する形態を示している。アルゴリズム６３は、図１または図２のプロセッサ７内の中央演算処理装置（ＣＰＵ）によって実行されるソフトウェアで実施されるようにしてもよい。ステップ６４は、セットアップファイルまたは入力装置からのユーザ入力を示している。ユーザ入力は、音楽の題名、音楽の種類、歌詞、演奏者の名前等を含んでもよい。ステップ６６において、フィルタを用いて振幅変調（ＡＭ）および周波数変調（ＦＭ）の両方を取り込む。データはステップ６８およびステップ７０において連続的に取り込まれ、格納される。ステップ７２でＡＭまたはＦＭ復調を行う。ステップ７４において、復調されたデータが格納される。図４のステップ７６から９６は、図３のステップ５６および６０の詳細な説明を示している。ステップ７６で、格納されたデータをユーザ入力と対応させる。ステップ７８において、対応する歌詞が発見された場合、対応したデータをステップ８８に示されているような特定のフォルダに格納するようにしてよい。ステップ７８において、対応する歌詞が発見されなかった場合、ステップ８０において、対応する名前を求めてデータのチェックが行われる。ステップ８０において対応する名前が発見された場合、対応したデータをステップ９０に示されているような特定のフォルダに格納するようにしてもよい。ステップ８０において対応する名前が発見されなかった場合、ステップ８２において対応する題名を求めてデータのチェックが行われる。ステップ８２において対応する題名が発見された場合、対応したデータをステップ９２に示されているような特定のフォルダに格納するようにしてもよい。ステップ８２において対応する題名が発見されなかった場合、ステップ８４において対応する音楽の種類を求めてデータのチェックが行われる。ステップ８４において対応する音楽の種類が発見された場合、対応したデータをステップ９４に示されているような特定のフォルダに格納するようにしてもよい。ステップ８４において対応する音楽の種類が発見されなかった場合、アルゴリズム６３はステップ８６においてデータを対応するものがないものとして分類し、そのデータを他のフォルダに格納する。
【００１０】
図５は、本発明の実施形態に従って、２つの異なるソースからデータを取り込んで、注文された交通情報（例えば、事故情報、道路閉鎖、天候に関連した交通状況等）を提供するシステム１００のブロック図を示し、図２の変形例である。データ取込みユニット１０８は、フィルタ１２と、アナログデジタル変換器４と、図２の記憶装置５に類似したデータ記憶装置１１０とを備えている。図２のシステムをシミュレートすることに加えて、アンテナ１０２を全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機１０４に結合してもよい。ＧＰＳ受信機１０４はデータを取り込んで位置情報を提供するようにしてもよい。データはプロセッサ１０６へ送られる。プロセッサ１０６はデータを分析し、そのデータを、データ取込みユニット１０８から取り込まれたデータと比較する。２組のデータが比較された後、（ユーザ指定の）適切な注文交通情報が発見され、再生装置１１２による検索のためにデータ記憶装置１１０に格納される。
【００１１】
図６は、本発明の実施形態による図５のデータ分析を行うアルゴリズム１１４を示すフローチャートである。アルゴリズム１１４は、図５のプロセッサ１０６内の中央演算処理装置（ＣＰＵ）によって実行されるソフトウェアで実施されるようにしてもよい。ステップ１１６において、全地球測位システム（ＧＰＳ）から測位データ（即ち、座標、緯度、経度、位置、速度等）が受信される。ステップ１１８において、ＧＰＳから受信されたデータをユーザが指定したキーワード（例えば、通りの名前、町、道路番号等）に対して分析する。ステップ１２０において、複数の異なる変調技術（即ち、図１で説明されたような）を含む無線周波数（ＲＦ）信号のスペクトルから取り込まれたデータは、対応するものが発見されるまでキーワードと比較される。ステップ１２０において対応するものが発見された場合、ステップ１２２においてデータが格納される。ステップ１２４で、ステップ１２６において注文交通情報を再生するか、ステップ１１６に戻るかを決定する。その代わりに、ステップ１２２において、後に再生するためにデータを指定された場所に格納するようにしてもよい。
【００１２】
本発明の実施形態について例証の目的でここに説明したが、当業者には多くの変形および変更が明らかとなるであろう。従って、添付された請求の範囲は、このようなすべての変形および変更をこの発明の真の趣旨および範囲に含めることを目的とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態による無線周波数（ＲＦ）電磁信号のスペクトルを処理するシステムのブロック図。
【図２】図１の変形例を示しており、本発明の実施形態に従ってフィルタを付加したシステムのブロック図。
【図３】本発明の実施形態による、プロセッサへのユーザ入力を処理するアルゴリズムを示すフローチャート。
【図４】図３の音楽取り込み実施形態を示し、プロセッサへのユーザ入力を処理ためのアルゴリズムを表すフローチャート。
【図５】図２の変形例であり、本発明の実施の形態に従って、交通情報を提供するために、２つの異なるソースからデータを取り込むシステムのブロック図。
【図６】本発明の実施の形態による図５のデータ分析を行うアルゴリズムを示すフローチャート。
【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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【国際調査報告】
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