(57)【要約】  いくつかの実施例では、方法および物品と同様に、装置およびシステムが、ビット・ストリームを関連するキャリア周波数の約（２０）パーセントより大きい実質的に同時のマルチトーンの信号帯域幅を有するマルチトーン通信信号に変換することを含む。いくつかの実施例では、方法および物品と同様に、装置およびシステムは、測定された２つの直交信号成分の結合量をしきい値と比較することにより、マルチトーン通信信号に含まれる複数のトーンの存在を判断することを含む。
2007528185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチトーン生成器に結合され、関連するキャリア周波数の約２０パーセントより大きく、実質的に同時のマルチトーン信号の帯域を有するマルチトーン通信信号を提供するマルチビット符号器、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記マルチビット符号器は、第１ビット・ストリームを受信し、実質的に同時のビットである１またはそれ以上のグループとして示されるデータを有する第２ビット・ストリームを提供することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記マルチビット符号器は、シフト・レジスタを含むことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記マルチトーン生成器は、マスタ発振器、および、少なくとも１つのスレーブ発振器を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記マルチトーン生成器は、データに応答する複数のトーンを生成することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記複数のトーンは、複数の可能性のあるデータの状態より多い複数のトーンを含むことを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
測定された２つの直交信号成分の結合量をしきい値と比較することにより、マルチトーン通信信号に含まれる複数のトーンの存在を判断する複数のフェーザ検出器、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項８】
前記フェーザ検出器の少なくとも１つは、直角位相検出器を含むことを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記測定された２つの直交信号成分は、サイン成分およびコサイン成分を含むことを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項１０】
平均化自動利得制御を具備し、配分モジュールから前記マルチトーン通信信号を受信し、かつ実質的に等しい利得を前記複数のトーンに適用するための増幅器をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項１１】
マルチトーン生成器に結合され、関連するキャリア周波数の約２０パーセントより大きく、実質的に同時のマルチトーン信号の帯域を有する第１マルチトーン通信信号を提供するマルチビット符号器と、
測定された２つの直交信号成分の結合量をしきい値と比較することにより、第２マルチトーン通信信号に含まれる複数のトーンの存在を判断する複数のフェーザ検出器と、
前記第１マルチトーン通信信号を送信し、かつ前記第２マルチトーン通信信号を受信する無指向性アンテナと、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１２】
前記無指向性アンテナに結合し、かつ前記第２マルチトーン通信信号を前記複数のフェーザ検出器に提供する配分モジュールをさらに含むことを特徴とする請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記複数のフェーザ検出器から前記複数のトーンの存在を示す複数の指示を受信し、かつ前記複数の指示に対応する受信データ出力を決定するための判定モジュールをさらに含むことを特徴とする請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数のトーンは、複数の可能性のあるデータの状態より少なくとも２倍多い複数のトーンを含むことを特徴とする請求項１１記載のシステム。
【請求項１５】
第１ビット・ストリームを、関連するキャリア周波数の約２０パーセントより大きく、実質的に同時のマルチトーン信号の帯域を有するマルチトーン通信信号に変換する段階、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記第１ビット・ストリームを変換する段階は、前記第１ビット・ストリームを、実質的に同時のビットである１またはそれ以上のグループとして示されるデータを有する第２ビット・ストリームに変換する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記第２ビット・ストリームを、実質的に同時のビットの最大数に等しいかまたは少ない数の実質的に同時のトーンを含む前記マルチトーン通信信号に変換する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記第２ビット・ストリームを提供するために前記第１ビット・ストリームをシフトする段階をさらに含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
複数のフェーザ検出器でマルチトーン通信信号を受信し、前記マルチトーン通信信号に含まれる実質的に同時の複数のトーンの存在を判断する段階、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
実質的に同時の前記複数のトーンの少なくとも１つの中の測定された２つの直交信号成分の結合量をしきい値と比較する段階をさらに含む段階を特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記比較する段階の前に、ほぼ等しい利得を使用して、前記マルチトーン通信信号を増幅する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
関連した情報を有する機械アクセス可能な媒体を含む物品であって、アクセスされたとき、前記情報によって、機械は、
測定された２つの直交信号成分の結合量をしきい値と比較することにより、マルチトーン通信信号に含まれる複数のトーンの存在を判断する段階、
を実行することを特徴とする物品。
【請求項２３】
前記存在を判断する段階は、複数のフェーザ検出器で前記マルチトーン通信信号を受信する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２２記載の物品。
【請求項２４】
前記存在を判断する段階は、前記比較する段階の前に、ほぼ等しい利得を使用して、前記マルチトーン通信信号を増幅する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２２記載の物品。
【請求項２５】
複数のフェーザ検出器から前記複数のトーンの存在を示す複数の指示を受信する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２２記載の物品。
【請求項２６】
前記複数の指示に対応する受信データ出力を決定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２５記載の物品。
【請求項２７】
関連した情報を有する機械アクセス可能な媒体を含む物品であって、アクセスされたとき、前記情報によって、機械は、
第１ビット・ストリームを、関連するキャリア周波数の約２０パーセントより大きく、実質的に同時のマルチトーン信号の帯域を有するマルチトーン通信信号に変換する段階、
を実行することを特徴とする物品。
【請求項２８】
前記第１ビット・ストリームを変換する段階は、前記第１ビット・ストリームを、実質的に同時のビットである１またはそれ以上のグループとして示されるデータを有する第２ビット・ストリームに変換する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２７記載の物品。
【請求項２９】
前記第２ビット・ストリームを、実質的に同時のビットの最大数に等しいかまたは少ない数の実質的に同時のトーンを含むマルチトーン通信信号に変換する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２７記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに説明された様々な実施例は、一般に、情報を送信し受信するための装置、システム、および、方法を含む通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス通信装置は、常に増加するデータ速度へ向けた傾向に対処するために広帯域幅の通信技術を使用する。例えば、アメリカ連邦通信委員会によって超広帯域通信用に配分された３ＧＨｚから１０ＧＨｚに亘る帯域上で１ギガビット／秒を越えるデータ速度が目標とされた。
【０００３】
高いデータ速度では、信号の完全性を維持するために高性能な受信回路が要求される。比較的大きな受動素子の使用と共に帯域内の信号ブロッカーの存在が結びついて、相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）の効率的な設計を困難にする。その結果、物理層における信号処理タスクはネットワーク層のプロセッサに割当てられ、そうでなくても必要とされる回路エリアを減少させることになる。したがって、プロセッサのタスク配分と同様にダイ領域の効率的な使用を促進するためにＣＭＯＳに都合のよい広帯域通信回路を開発する必要性がある。
【発明の開示】
【０００４】
ここに開示された本発明のいくつかの実施例は、コンパクトで、高いデータ速度の超広帯域（ＵＷＢ）送受信機を提供することにより、上述した挑戦のいくつかを述べるものである。多くの実施例において、ＣＭＯＳの集積化を利用することにより大きな受動素子の使用を回避することができるので、マルチトーンの送信および受信装置を含む送受信機をコンパクトに形成することができる。ＵＷＢ通信は、同時のマルチトーン信号を送信することにより遂行され、また、受信は、帯域内ブロッカーの存在に対処する強靭な通信のための一層の利得を加える前に、制限されたフロントエンド増幅およびベースバンド変換によって行なう。トーン復号装置は、組合せ論理を使用して構築される。
【０００５】
受信装置のいくつかの実施例では、平均化自動利得制御（Ａ−ＡＧＣ：Averaging Automatic Gain Control）メカニズムが実行される。Ａ−ＡＧＣで増加した受信により、妨害されあるいは取り消されたトーンを復号器の考察から廃棄することを可能にし、劣悪な環境下での送信にさらに大きな堅固さを提供する。
【０００６】
いくつかの実施例中で達成されるより大きな集積化により、物理層の信号処理は有線のアーキテクチャによって実行される一方、送受信機と同じダイに載置されたプロセッサは上位レベルのネットワーク層のタスクを随意に実行することができる。同期してあるいは同期なしにメディア・アクセス・ネットワーク・レベルで調整することによって、複数のピコネットを単一の領域に設けてもよい。
【０００７】
図１は、既に説明した方法で動作する様々な実施例による送信装置１００のブロック図である。図示のように、通信される第１ビット・ストリーム１０４はシフト・レジスタ１０８に提供され、その第１ビット・ストリーム１０４中の２ビットの各セットが符号器１１６によって受信されるデータのグループ１１２を定義する。データ・グループ１１２は、トーン１２４のグループとしてＵＷＢシンボルを定義するスイッチ１３２に渡すために動作する符号器１１６によって使用されてもよい。
【０００８】
他の実施例では、２ビットの代わりに、ビット・ストリーム１０４からより多くのビット数がＵＷＢシンボルを生成するために使用されてもよい。このように、この文書のために、「ＵＷＢシンボル」は、同時に送信されるマルチトーンの定義されたセットを含む。その定義は、符号器１１６のプログラミング中で表現され、符号器１１６はスイッチ１３２を制御するためにデータ・グループ１１２を出力１４０に変換する。
【０００９】
各トーン１２４は、例えば、実質的に同一の稼動（アクティブ）ノードを具備して設計された１セットの電圧制御発振器（ＶＣＯ）ＶＣＯ１，ＶＣＯ２，・・・，ＶＣＯＮを用いて、および、公称の動作周波数のレシオに比例した容量性ローディングをして作成される。いくつかの実施例では、最も高い動作周波数（例えば、１０ＧＨｚで動作するＶＣＯ１）を有するＶＣＯだけが、周波数リファレンス１３０によって駆動される位相同期ループ（ＰＬＬ）１２８の一部を形成する。容量性ローディングにマッチしたレシオは調整され、その結果スレーブＶＣＯ  ＶＣＯ２，ＶＣＯ３，・・・，ＶＣＯＮは、レシオとしてマスタＶＣＯ  ＶＣＯ１の周波数と関係するトーン周波数を生成するので、マスタＶＣＯ  ＶＣＯ１がその設計周波数（例えば１０ＧＨｚ）にロックする場合は常に、スレーブＶＣＯ  ＶＣＯ２，ＶＣＯ３，・・・，ＶＣＯＮは、マスタＶＣＯ  ＶＣＯ１を追跡し、かつそれらの正確なトーン周波数を提供するために動作する。例えば、ＶＣＯ１の周波数が約１０ＧＨｚである場合、ＶＣＯ２の周波数は約８ＧＨｚ（ＶＣＯ１の周波数の８／１０）となり、また、ＶＣＯ３の周波数は約６ＧＨｚ（ＶＣＯ１の周波数の６／１０）となり、さらに、ＶＣＯＮの周波数は、約４ＧＨｚ（ＶＣＯ１の周波数の４／１０）となり、トーンのすべてが約３ＧＨｚから約１０ＧＨｚまでに割り付けられた帯域制限内に入る。もちろん、他のマスタ発振器周波数およびスレーブのレシオ周波数が選択される。
【００１０】
トーン１２４の数は、多変数の関数である。一般に、より多くのトーン１２４が使用されればされるほど、信号はより強靭となり、マルチパス問題を含む他のソースからの干渉を低減させることができる。信号の保全性を高めるためには、回路の複製にコストをかけることにより達成される。ＣＭＯＳおよび他のタイプの組立てでは、容量性ローディングの所要のレシオは、同じダイ上に載置された装置が通常実質的に相似する（つまり、相性が良い）特性に依存する。このように、マスタＶＣＯ  ＶＣＯ１の絶対周波数が、選択値に（例えば、ＰＬＬ１２８を使用して）ロックされ、あるいはロックされなくても、スレーブＶＣＯ２，ＶＣＯ３，・・・，ＶＣＯＮは、マスタＶＣＯに対するそれらの周波数からの固定レシオを実質的に維持して、かなり予測可能な方法でマスタＶＣＯ１に追随する。しかしながら、個別のＶＣＯをすべてのトーンに使用する代わりに、トーン数が著しく増加する場合、ＵＷＢシンボル１３４を生成するためにＩＦＦＴ（高速逆フーリエ変換）ブロックおよびデジタル・アナロク変換器（ＤＡＣ）を使用することが望ましくなることに注意すること。逆に、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）および高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ブロックは、このようなシンボルを復号するために送受信機の受信端で実行される。
【００１１】
ＯＮ／ＯＦＦ変調が仮定され、ＵＷＢシンボルが双ビット（例えば、２ビットのシンボル）として符号化されている場合、各トーンは、ＵＷＢトーンの半分（またはより少ない）中に存在し、それは約５００ＭＨｚだけ離れて置かれることに注意すること。このように、自己干渉を考慮し、また雑音レベルおよび歪みを無視すれば、約１ギガビット／秒のデータ通信速度が達成される。
【００１２】
トーン数が増加し、またビット速度が増加するにつれて、各トーンの利用可能な帯域幅が減少することにさらに注意すべきである。しかしながら、全体的な信号帯域幅は、同じ状態を維持する傾向にある。
【００１３】
トーン１２４が生成された後、それらはスイッチ１３２を通過して、マルチトーン通信信号１３４を形成し、電力増幅器１３６によって受け取られ、とりわけパッチ、モノポール、ダイポール、ビーム、アレイ、または指向性アンテナのようなアンテナ１３８によって空間へ送信される。いくつかの実施例では、スイッチ１３２は、ＶＣＯ  ＶＣＯ１，ＶＣＯ２，・・・，ＶＣＯＮによって提供されるトーン１２４の１つ、いくつか、またはすべてを予め選択された符号化配列に従う符号器の出力１４０に基づいて選択するために動作する。スイッチは、所要のマルチトーン通信信号１３４を生成するためにトーン１２４をともに加えるように動作する。
【００１４】
本発明のいくつかの実施例では、送信装置１００は、マルチトーン生成器１２０に結合されたマルチビット符号器１１６を含み、関連するキャリア周波数の約２０パーセントより大きく、実質的に同時のマルチトーン信号の帯域を有するマルチトーン通信信号１３４を提供する。例えば、いくつかの実施例において、キャリア周波数が約５ＧＨｚである場合、信号帯域は約１ＧＨｚより大きい。いくつかの実施例では、例えば、３ＧＨｚから１０ＧＨｚのマルチトーンの同時信号は、６．５ＧＨｚもキャリア波上の７ＧＨｚの帯域信号に対応する。
【００１５】
いくつかの実施例では、マルチビット符号器１４２（シフト・レジスタ１０８および符号器１１６を含む）は、第１ビット・ストリーム１０４を受信し、かつ、１またはそれ以上のグループである実質的に同時のビット（例えば、シンボル）として現れるデータを有する第２ビット・ストリーム１４０を提供するために使用される。このように、いくつかの実施例では、マルチビット符号器は、シフト・レジスタ１０８を含む。
【００１６】
いくつかの実施例では、マルチトーン生成器１２０は、マスタ発振器ＶＣＯ１および１またはそれ以上のスレーブ発振器ＶＣＯ２，ＶＣＯ３，・・・，ＶＣＯＮを含む。マルチトーン生成器１２０は、第２ビット・ストリーム１４０に応答する複数のトーン１２４を生成するために動作する。従前に注意したように、トーン１２４の数は多くの要因を依存しているが、しかし、多くの実施例では、複数のトーン１２４は第２ビット・ストリーム（例えば、双ビット符号器１１６のための４状態）中のデータにおける複数の可能性のある状態より多い複数のトーン（例えば、６）を含んでいてもよい。トーンの数を増加させることによって、低減されたビット誤り率（ＢＥＲ）を提供するより強靭な通信システムになり、もし望まれれば、同じデータ状態を示すために余分なトーンのセットを使用してもよい。図１に示されるように、例えば、第１ビット・ストリーム１０４中の２ビットごと、あるいは双ビットは、第２ビット・ストリーム１４０中で符号化されたマルチトーンＵＷＢシンボルとして送信される。
【００１７】
図２は、前述した方法で動作する様々な実施例による受信装置２４４のブロック図である。いくつかの実施例では、マルチトーン通信信号２４６（図１の信号１３４に類似または同一）は、アンテナ２３８（図１のアンテナ１３８に類似または同一）によって受信され、約３ＧＨｚから約１０ＧＨｚまでの帯域幅をカバーするように、広帯域低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）２５２によってわずかに増幅され、検出される各トーンのための受信機の雑音指数パフォーマンスを定義するだけの十分な利得を提供する。
【００１８】
ＬＮＡ２５２の出力は、信号分配器２５６に供給するために使用され、生成器２６６によって提供されるトーン２５８を使用してベースバンドへミキシングした後に、受信したマルチトーン通信信号２４６を複数の個別の検出器２６０に渡す。各検出器ＤＥＴＥＣＴＯＲ１・・・ＤＥＴＥＣＴＯＲＮは、ここに開示されたマルチトーンＵＷＢシンボルの信号メカニズムに使用されるトーンの１つに対して独立して専用されるフェーザ検出器（phasor detector）を含む。所望のトーンの存在／不存在が検出器２６０によって検出された後に、その結果は復号器２６２に送出され、特定のシンボルが確かに受信されたかどうかを判断するために、「投票」原理で動作する。以下明示されるように、検出器２６０は、どのＵＷＢシンボルが受信されたか（トーンの不存在／存在およびそれらの直交対応物に基づいて）判断するために組合せ論理を使用して設計され、検出されたトーン２７０の表示を復号器２６２に提供する。
【００１９】
図３は、様々な実施例による検出器３６０の模式的なブロック図である。検出器３６０は、図２の検出器２６０に類似または同一である。
【００２０】
さて、図１、図２および図３を参照して、単純化するために、信号が受信されるトーンのＯＮ／ＯＦＦ変調であると仮定することに注目すべきである。例えば、振幅および位相変調を含む他のタイプの変調が使用されてもよい。
【００２１】
受信信号２４６に関しての未知数には、送信装置１００から受信装置２４４までの信号伝播遅延、および送信装置１００中で生成されるようなトーン１２４の周波数ドリフト、また、受信装置２４４中で生成されるその対応するトーン２５８の周波数ドリフトを含む（例えば、トーンドリフトは、送信装置１００が受信装置２４４により接近し、または受信装置２４４から離れるにつれ生じる）。したがって、検出器２６０のタスクは、時間遅延および周波数ドリフトにかかわらずトーン１２４が送られたかどうかを検出することである。これは、同相信号Ｉのためのサイン関数、および直角位相信号Ｑのためのコサイン関数のような１対の直交関数を、ベースバンドへのダウン変換のタスク期間中に使用することにより遂行される。
【００２２】
実質的にあらゆる対の直交関数が、検出器２６０，３６０に関して使用されてもよいことに注目すべきである。その目的は、必ずしも受信トーン信号の位相から情報を集めることではなく、含まれた位相にかかわらず、その存在または不存在を単に検出することである。１つの関数だけが検出される場合（例えば、両方ではなく、ＩまたはＱの一方）、検出されている位相に直交の位相を有するトーンが見落とされるかもしれない。
【００２３】
単純化および議論の目的のために、単一トーンの通信システムを仮定する。受信機がアンテナによって受信された単一トーン信号を増幅し、ベースバンドまでそれを混合した後、低域通過フィルタ３６４は同相Ｉおよび直角位相Ｑ信号中の望まない周波数を拒絶するために使用されてもよい。各検出器２６０，３６０では、正・負の電圧の振れは、存在する位相を見逃さないように、同相Ｉおよび直角位相Ｑチャンネル内の回路３６８によって検出される。このように、検出器２６０，３６０を各検出された専用トーン３７０に供することによって、たとえ干渉を阻止することが受信装置２４４中の限定数のトーンＴ１，・・・，ＴＮを妨害するために動作することがあっても、受信信号２４６中のＵＷＢシンボルは残存トーンの存在下で依然として検出されるであろう。
【００２４】
したがって、図２に示されるように、本発明のいくつかの実施例では、受信装置２４４は、複数の検出器２６０を含み、測定された２つの直交信号成分ＩおよびＱの結合した量を選択されたしきい値と比較することにより、マルチトーン通信信号２４６に含まれた、複数の検出トーン２７０（図３の検出トーン３７０に類似しているかまたは同一）の存在を判断する。そのしきい値は、検出器３６０で使用されるバイアス信号ＶＴによって決定される。
【００２５】
いくつかの実施例では、図３に見られるように、検出器３６０は１またはそれ以上の直角位相検出器３７２を含む。前述のように、測定された直交信号成分は、サイン成分（例えば、Ｉ成分）、およびコサイン成分（例えば、Ｑ成分）を含む。
【００２６】
図４は、いくつかの実施例による、様々な装置４００，４４０、およびシステム４７６のブロック図である。いくつかの実施例では、システム４７６は、１またはそれ以上の送信装置４００（図１に関して説明された送信装置１００に類似または同一）を含む。同様に、いくつかの実施例では、システム４７６は、１またはそれ以上の受信装置４４４（図２に関して説明された受信装置２４４に類似または同一）を含む。
【００２７】
図４を精査すると、前の議論とは２つの異なった点が明らかになる。まず、生成器４６６は、システム４７６の回路設計における不必要な反復の必要性を回避して、送信装置４００と受信装置４４４との間で共有される。このように、いくつかの実施例では、同相トーンＴ１Ａ，・・・，ＴＮＡ、および直角位相トーンＴ１Ｂ，・・・，ＴＮＢは、生成器４６６によって生成され、マルチトーン通信信号４３４を作成するためにマルチトーン符号器４４２によって提供されるシンボル４４０と結合して使用される。さらに、同相トーンＴ１Ａ，・・・，ＴＮＡ、および直角位相トーンＴ１Ｂ，・・・，ＴＮＢは、生成器４６６によって生成され、分配された信号４７８（例えば、マルチトーン通信信号４４６の増幅または非増幅バージョンに類似または同一）と混合するために使用され、検出器４６０へ提示するための同相Ｉおよび直角位相Ｑベースバンド信号を提供する。
【００２８】
第２に、Ａ−ＡＧＣを含む増幅器４８０は、さらに特性を改善するために受信装置４４４に導入される。Ａ−ＡＧＣは、ベースバンドＩおよびＱ信号を、検出器４６０に提示する前に増幅するために使用されるベースバンド増幅器（増幅器４８０中に含められてもよい）に実質的に等しい利得を実現するために動作する。Ａ−ＡＧＣ検出器の使用によって、妨害されまたは取り消されたトーンの識別することができ、その結果どのシンボルが実際受信されたかを判断する際にそれらのトーンは適切な検出器４６０によって無視される。
【００２９】
例えば、復号器４６２は、与えられた時間ウィンドウ内で状態が遷移（例えば、トグル）したトーンの検出回数を計数するための１またはそれ以上のカウンタ、または、時間ベースを含む。復号器４６２は、検出器４６０によって検出されるように見えるトーンを無視するために、過度のトグル、および／または、活動不足を利用してもよい。正確なトグル量は、例えば、決定したトグル速度を、若干のトーン数に対する平均トグル速度と比較することにより決定される。
【００３０】
有効なＵＷＢシンボルの事前の知識を使用して、通信リンクのビット誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）を推定することができる。この推定ＢＥＲは、送信装置４００と受信装置４４４との間のデータ通信速度を交渉するために使用することができる。検出器３６０中の状態を登録するためのメモリを加えることによって、図示されたＵＷＢシステムは、振幅変調されたトーンをさらに高いデータ通信速度で検出するために拡張することができる。
【００３１】
このように、いくつかの実施例では、システム４７６は、マルチトーン生成器４６６に結合されたマルチビット符号器４４２を含み、関連するキャリア周波数の約２０パーセントより大きな実質的に同時のマルチトーン信号帯域幅を有する第１マルチトーン通信信号４３４を提供する。システム４７６は、フェーザ検出器のような複数の検出器４６０を含み、測定された２つの直交信号成分ＩおよびＱの結合した量を選択されたしきい値と比較することにより、第２マルチトーン通信信号４４６に含まれる複数のトーン４５８の存在を判断する。システム４７６は、さらに第１マルチトーン通信信号４３４を送信し、かつ第２マルチトーン通信信号４４６を受信するために１またはそれ以上のアンテナ４３８を含む。上述のように、アンテナ４３８は、特にパッチ、単極、双極子、ビーム、アレイ、または指向性アンテナ、その他を含む多くのタイプである。
【００３２】
いくつかの実施例では、システム４７６は、配分モジュール４５６から１またはそれ以上のマルチトーン通信信号４７８を受信するための平均自動利得制御を具備する増幅器４８０を含み、実質的に等しい利得を複数のトーンに適用する。このように、いくつかの実施例では、配分モジュール４５６は、アンテナ４３８に結合され、複数の検出器４６０に第２マルチトーン通信信号４４６（ＬＮＡ４５２によって増幅される）を提供する。
【００３３】
いくつかの実施例では、システム４７６は、複数の検出器４６０から複数のトーンＴ１，・・・，ＴＮの存在を示す複数の指示４７０を受信するための判定モジュールの形をする復号器４６２を含み、複数の指示４７０に対応する受信データ出力４８２を決定する。前述のように、複数のトーンＴ１，・・・，ＴＮは、データ４０４の可能な状態の数より何倍もの多くの数の複数のトーンを含む。例えば、複数のトーンＴ１，・・・，ＴＮは、データ４０４の可能な状態の数の約２倍の複数のトーンを含む（例えば、双ビット・システムでの８つのトーンおよび４つの可能なデータ状態）。
【００３４】
送信装置１００，４００、ビット・ストリーム１０４，１４０，４０４、シフト・レジスタ１０８、グループ１１２、符号器１１６、トーン生成器１２０、マルチトーン１２４、ＰＬＬ１２８、スイッチ１３２、マルチトーン通信信号１３４，２４６，４３４，４４６、電力増幅器１３６、アンテナ１３８、２３８，４３８、マルチビット符号器１４２，４４２、受信装置２４４，４４４、ＬＮＡ２５２，４５２、信号分配器２５６，４５６、トーン２５８，４５８、検出器２６０，３６０、ＤＥＴＥＣＴＯＲ１・・・ＤＥＴＥＣＴＯＲＮ、復号器２６２，４６２、回路３６８、検出されたトーン２７０，３７０，４７０、直角位相検出器３７２、生成器２６６，４６６、システム４７６、分配された信号４７８、増幅器４８０、同相Ｉおよび直角位相Ｑ信号、同相トーンＴ１Ａ，・・・，ＴＮＡ、直角位相トーンＴ１Ｂ，・・・，ＴＮＢ、トーンＴ１，・・・，ＴＮおよび発振器ＶＣＯ１，ＶＣＯ２，・・・，ＶＣＯＮは、すべて「モジュール」として特徴付けられてもよい。そのようなモジュールは、装置１００，２４４，４００，４４４およびシステム４７６の設計者によって所望されるように、また様々な実施例の特定の実行に適切なように、ハードウェア回路、および／または、プロセッサおよび／またはメモリ回路、ソフトウェア・プログラム・モジュールおよびオブジェクト、および／またはファームウェア、およびそれらの組合せを含む。例えば、いくつかの実施例では、そのようなモジュールは、電気信号のソフトウェア・シミュレーション・パッケージ、電力使用および配分シミュレーション・パッケージ、キャパシタンス・インダクタンス・シミュレーション・パッケージ、電力／熱散逸シミュレーション・パッケージ、および／または、様々な可能性のある実施例の動作をシミュレーションするために使用されるソフトウェアとハードウェアの組合せのようなシステム動作シミュレーション・パッケージに含まれている。
【００３５】
様々な実施例の装置およびシステムは、ワイヤレス・データ通信を含むシステム以外のアプリケーション中で使用することができることをさらに理解すべきであるが、様々な実施例はそのように制限されるものではない。装置１００，２４４，４００，４４４およびシステム４７６の図示は、様々な実施例の構造についての一般的な理解を提供するために意図され、それらは、ここに記述された構造を使用する装置およびシステムのすべての要素および機能を完全に説明するものとして意図されているものではない。
【００３６】
様々な実施例の新規な装置およびシステムを含むアプリケーションは、高速コンピュータ、通信および信号処理回路、モデム、演算処理モジュール、埋め込まれたプロセッサ、データ・スイッチ、およびマルチレイヤ、マルチチップ・モジュールを含むアプリケーション特定モジュールの中で使用される電子回路を含む。そのような装置およびシステムは、さらに、テレビ、携帯電話、パーソナル・コンピュータ、ワークステーション、ラジオ、ビデオ・プレーヤ、車両および他のもののような様々な電子システム内のサブコンポーネントとして含まれてもよい。いくつかの実施例は、複数の方法を含んでもよい。
【００３７】
例えば、図５Ａおよび図５Ｂは、様々な実施例に従ういくつかの方法を図示するフローチャートである。例えば、本発明のいくつかの実施例では、方法５１１は、ブロック５２１から始まってもよく（選択的）、第１ビット・ストリームを、関連するキャリア周波数の約２０パーセントより大きい実質的に同時のマルチトーンの信号帯域幅を有するマルチトーン通信信号に変換する。ブロック５２１で第１ビット・ストリームの変換は、第１ビット・ストリームを第２ビット・ストリームに変換することを含み、第２ビット・ストリームは、ブロック５２５で、実質的に同時のビット（例えば、シンボル）からなる少なくとも２つのグループを含む実質的に同時の１またはそれ以上のビットのグループとして示されるデータを有する。
【００３８】
いくつかの実施例では、方法５１１は、第２ビット・ストリームを、変換された信号がブロック５３１で実質的に同時のビットの最大数に等しいかまたは少ない数の実質的に同時のトーンからなるマルチトーン通信信号に変換することを含む。いくつかの実施例では、方法５１１は、第１ビット・ストリームをシフトし、ブロック５３５で第２ビット・ストリームを提供してもよい。他の実施例が実現されてもよい。
【００３９】
例えば、本発明のいくつかの実施例では、方法５５１は、ブロック５６１で始まってもよく（選択的）、フェーザ検出器を含む複数の検出器でマルチトーン通信信号を受信し、マルチトーン通信信号に含まれる実質的に同時のト複数のーンの存在を判断する。ブロック５６１で実質的に同時のトーンの存在の判断は、ブロック５６５で、フェーザ検出器を含む複数の検出器でマルチトーン通信信号を受信することを含む。
【００４０】
いくつかの実施例では、方法５５１は、ブロック５７１でほぼ等しい利得（例えば、Ａ−ＡＧＣの適用）を使用して、マルチトーン通信信号を増幅することを含む。例えば、ほぼ等しい利得は、各トーンのフェーザ検出器に関連した各バンドパス・ステージに対してＡＧＣを実行することにより、マルチトーン通信信号に含まれるトーンに適用される。いくつかの実施例では、この活動は、ブロック５７５で、実質的に同時の複数トーンの少なくとも１つのトーン中における測定された２つの直交信号成分の結合量（例えば、フェーザ結合）をしきい値と比較する前に行なわれる。
【００４１】
いくつかの実施例では、方法５５１は、ブロック５８１で、フェーザ検出器を含む複数の検出器から複数のトーンが存在することを示すマルチ指示を受信することを含む。いくつかの実施例では、方法５５１は、ブロック５８５で、マルチ指示に対応する受信データ出力を決定することを含む。
【００４２】
ここに記述された方法は、説明された順に、または任意の特定の順に実行する必要がないことに注目するべきである。さらに、ここに識別された本方法に関して説明された様々な活動は、シリアルにまたはパラレルな風に実行することができる。パラメータ、命令、オペランド、および他のデータを含む情報は、１またはそれ以上のキャリア波の形で送信し受信することができる。
【００４３】
この明細書の内容を読み理解する際、当業者は、ソフトウェア・プログラムで定義された機能を実行するために、コンピュータ・ベースのシステムのコンピュータ読取り可能な媒体からソフトウェア・プログラムを開始させる方法を理解するであろう。当業者は、ここに開示された方法を実行し実現するために設計された１またはそれ以上のソフトウェア・プログラムを作成するために使用される様々なプログラミング言語を理解しているであろう。プログラムは、ＪａｖａまたはＣ＋＋のようなオブジェクト指向言語を使用して、オブジェクト指向のフォーマットで組み立てられる。あるいは、そのプログラムは、アセンブリまたはＣのような手続き向き言語を使用して、手続き向きのフォーマットで組み立てることができる。ソフトウェア・コンポーネントは、遠隔手続き呼出し（remote procedure calls）を含むアプリケーション・プログラム・インターフェースまたはプロセス間通信（interprocess communication）技術のような当業者に周知の複数のあらゆるメカニズムを使用して通信することができる。様々な実施例の教示は、あらゆる特定のプログラミング言語または環境に制限されることはない。このように、他の実施例も実現することができる。
【００４４】
図６は、コンピュータ、メモリ・システム、磁気または光ディスク、他の格納装置、あらゆるタイプの電子機器、および／または、システムのような様々な実施例に従う物品６８５のブロック図である。物品６８５は、情報６９１（例えば、コンピュータ・プログラム命令および／またはデータ）に関連させたメモリ６８９（例えば、電気的、光学的、電磁気的導体を含むあらゆるメモリと同様にリムーバブル格納媒体）に結合したプロセッサ６８７を含み、機械（例えばプロセッサ６８７）は、アクセスされた場合に、測定された２つの直交信号成分の結合量をしきい値と比較することにより、マルチトーン通信信号に含まれる複数のトーンの存在を判断するような活動を行なう。前述のように、複数トーンの存在の判断は、直交信号成分を比較する前にほぼ等しい利得を使用して、マルチトーン通信信号を増幅すると同様に、複数のフェーザ検出器でマルチトーン通信信号を受信することも含む。他の活動は、マルチ指示に対応する受信データ出力を決定すると同様に、複数の検出器から複数のトーンの存在のマルチプル指示を受信することも含む。
【００４５】
いくつかの実施例では、物品６８５は、情報６９１（例えば、コンピュータ・プログラム命令および／またはデータ）に関連させたメモリ６８９（例えば、電気的、光学的、電磁気的導体を含むメモリ）に結合したプロセッサ６８７を含み、機械（例えばプロセッサ６８７）は、アクセスされた場合に、第１ビット・ストリームを関連するキャリア周波数の約２０パーセントより大きい実質的に同時のマルチトーンの信号帯域幅を有するマルチトーン通信信号に変換するような活動を行なう。前述のように、第１ビット・ストリームの変換は、第１ビット・ストリームを、実質的に同時のビットからなる少なくとも２つのグループとして示されるデータを有する第２ビット・ストリームに変換することを含む。次の活動には、第２ビット・ストリームを、実質的に同時のビットの最大数に等しいかそれより少ない数の実質的に同時のトーンを含むマルチトーン通信信号に変換することを含む。
【００４６】
プロセッサと同じダイ上に送信機、受信機および送受信機の縮小拡大可能な部分を配置するような回路集積の改善は、ここに開示された装置、システム、および方法を実現することにより達成される。いくつかの実施例は、トランジスタおよび他の縮小拡大可能なコンポーネントだけがダイ上に残存するものと理解され、高性能、高出力のＣＭＯＳで集積されたラジオの集積化を許容し、干渉に直面した際の強靭な通信を可能にする。
【００４７】
添付図面は一部を形成するものであるが、実例として、また制限するものではなく、主題が実施される特定の実施例を示すものである。図示された実施例は、当業者によってここに示された教示を実現することを可能にするために十分かつ詳細に説明されている。他の実施例が利用され、またここから導き出され、構造的論理的な代替および変更がこの明細書の範囲から逸脱せずに成される。したがって、この詳細な説明は制限する意識で捕らえるべきではなく、様々な実施例の範囲は、そのような請求項が与える均等の全範囲と共に、添付された請求項によってのみ定義される。
【００４８】
本発明の主題である実施例は、単に便宜のために、１以上の発明が事実上開示される場合に、本出願の範囲を任意の単一発明または発明概念へ自発的に制限する意図するものではなく、用語「発明」としてここに個々にかつ総体として引用される。このように、特定の実施例がここに図示され説明されたが、同じ目的を達成するために意図されたあらゆる配列も示された特定の実施例を代替して用いられることを理解すべきである。本明細書は、様々な実施例の全ての構造または変更を包含するものと意図される。上記の実施例の組合せ、および特にここに説明されない他の実施例は、上記説明を参照すれば当業者には明らかである。
【００４９】
開示の要約は、読者が技術的な開示の性質を速く確認することができる要約を求める３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．７２（ｂ）に適合するように提供される。本要約は、請求項の範囲または意味を解釈するか制限するためには、使用されないという理解で提出されている。加えて、前述の詳細な説明は、明細書を簡素化する目的で、単一の実施例中で様々な要件がひとまとめにされていると理解される。本明細書の方法は、クレームされた実施例が各請求項で明らかに列挙された以上の機能を要求する目的を反映していると解釈すべきではない。むしろ、次の請求項に反映しているように、本発明の主題は、単一の開示された実施例のすべての要件未満にある。したがって、次の請求項は、各請求項が個別の実施例として独自に基づいていると共に、ここに詳細な説明に組み入れられているものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】様々な実施例に従う送信装置のブロック図である。
【図２】様々な実施例に従う受信装置のブロック図である。
【図３】様々な実施例に従う検出器のブロック図である。
【図４】いくつかの実施例に従う様々な装置およびシステムのブロック図である。
【図５Ａ】様々な実施例に従ういくつかの方法を図示するフローチャートである。
【図５Ｂ】様々な実施例に従ういくつかの方法を図示するフローチャートである。
【図６】様々な実施例に従う物品のブロック図である。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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