(57)【要約】  周波数ホッピング装置は、基本周波数ブランチDIV1、オフセット周波数ブランチDIV2, DIV3, SCC及び制御可能な周波数変換器SBM, FSCを有する。前記基本周波数ブランチDIV1は、発振器信号周波数（7920MHz）を有する発振器信号OSを受信する。前記基本周波数ブランチは、分周係数（/2）を有し、前記発振器信号周波数を前記分周係数によって分周した基本周波数（+3960MHz）を有する基本周波数信号BFを提供する。前記オフセット周波数ブランチDIV2, DIV3, SCCは、同一の発振器信号OSを受信する。前記オフセット周波数ブランチは、異なる分周係数（/3, /5）を有し、前記発振器信号周波数を前記異なる分周係数によって分周したオフセット周波数（+528MHz）を有するオフセット周波数信号OFを提供する。前記制御可能な周波数変換器SBM, FSCは、ホッピング制御信号HCSの関数として変化する少なくとも一つの係数c2による前記基本周波数と前記オフセット周波数との線形結合である周波数(c1*+3960 + c2*+528 MHz)を有する周波数ホッピング信号FHSを提供する。
2008527886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振器信号周波数を有する発振器信号を受信し、分周係数を有し、前記発振器信号周波数を前記分周係数で分周した基本周波数を有する基本周波数信号を提供する基本周波数ブランチ、
同一の前記発振器信号を受信し、異なる分周係数を有し、前記発振器信号周波数を前記異なる分周係数で分周したオフセット周波数を有するオフセット周波数信号を提供するオフセット周波数ブランチ、及び、
ホッピング制御信号の関数として変化する少なくとも一つの係数による前記基本周波数と前記オフセット周波数との線形結合である周波数を有する周波数ホッピング信号を提供する制御可能な周波数変換器を有する周波数ホッピング装置。
【請求項２】
前記オフセット周波数ブランチが、同相成分及び直交成分を有する直角位相信号の形で前記オフセット周波数信号を提供し、前記制御可能な周波数変換器が、前記ホッピング制御信号が非反転状態である場合に前記オフセット周波数信号に対応し前記ホッピング制御信号が反転状態である場合に前記同相成分と前記直交成分とが入れ替わった前記オフセット周波数信号に対応するミキサ入力信号を提供する周波数セレクタ、及び前記ミキサ入力信号を前記基本周波数信号とミックスする直角位相ミキサを有する請求項１に記載の周波数ホッピング装置。
【請求項３】
前記ホッピング制御信号が中立状態である場合に、前記周波数セレクタが前記ミキサ入力信号として直流電流信号を提供する請求項２に記載の周波数ホッピング装置。
【請求項４】
前記基本周波数ブランチが同相成分及び直交成分を有する直角位相信号の形で前記基本周波数信号を提供し、前記制御可能な周波数変換器が前記ミキサ入力信号を前記基本周波数信号とミックスする一対の直角位相ミキサを有する請求項２に記載の周波数ホッピング装置。
【請求項５】
前記オフセット周波数ブランチが50%のデューティーサイクルを有する前記オフセット周波数信号を提供する請求項２に記載の周波数ホッピング装置。
【請求項６】
前記オフセット周波数ブランチが、前記発振器信号に基づいて50%のデューティーサイクルを有する分周信号を提供する入力回路、及び前記分周信号に基づいて前記同相成分及び前記直交成分を有する前記オフセット周波数信号を提供する出力回路を有する請求項２に記載の周波数ホッピング装置。
【請求項７】
前記発振器信号を提供する制御可能な発振器、前記発振器信号を基準周波数信号に同期させる位相ロックループ回路を有する請求項１に記載の周波数ホッピング装置。
【請求項８】
前記基本周波数ブランチ及び前記オフセット周波数ブランチが共用回路を有し、当該共用回路を介して両方のブランチが前記発振器信号を受信する請求項１に記載の周波数ホッピング装置。
【請求項９】
請求項１に記載の周波数ホッピング装置を用いた周波数ホッピング方法であって、前記基本周波数と前記オフセット周波数との前記線形結合における前記少なくとも一つの係数を変化させるために、前記ホッピング制御信号を前記制御可能な周波数変換器に適用する周波数ホッピング制御ステップを有する方法。
【請求項１０】
アンテナ、及び周波数ホッピング信号の関数として周波数帯グループ中の一の周波数帯から他の周波数帯へ連続的にホップする無線リンクを確立する請求項１に記載の周波数ホッピング装置を有する無線リンクシステム。
【請求項１１】
アンテナ、周波数ホッピング信号の関数として周波数帯グループ中の一の周波数帯から他の周波数帯へ連続的にホップする無線リンクを確立する請求項１に記載の周波数ホッピング装置、及び前記無線リンクを介して受信したデータをレンダリングするレンダリング装置を有する情報レンダリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は周波数ホッピング装置に関する。本発明の周波数ホッピング装置は、例えば、２つの装置がデータを交換することができる無線リンクを確立する超広帯域（UWB）システムにおいて用いられることができる。本発明はまた、周波数ホッピング方法、無線リンクシステム及び情報レンダリング装置に関する。情報レンダリング装置は、例えば、パーソナルコンピュータ又はビデオプロジェクタとすることができる。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は周波数ホッピングシステムを記述する。当該周波数ホッピングシステムは、予め定められたパターンに従って一時的に変化する周波数を有する信号を出力するための周波数ホッパーを有する。
【特許文献１】米国特許出願公開第2004/0136441号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
当該周波数ホッパーは、ダイレクトデジタルシンセサイザ（DDS）を有する。固定位相ロックループは、周波数が一定の信号を出力する。ミキサは、前記周波数ホッパー及び前記固定位相ロックループの出力信号をミックスする。ミキサは周波数ホップされたローカル信号を出力する。このローカル信号は変調器に加えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明の一態様によれば、周波数ホッピング装置は、基本周波数ブランチ、オフセット周波数ブランチ及び制御可能な周波数変換器を有する。基本周波数ブランチは、発振器信号周波数を有する発振器信号を受信する。基本周波数ブランチは分周係数を有し、前記発振器信号周波数を当該分周係数によって分周した基本周波数を有する基本周波数信号を出力する。オフセット周波数ブランチは、同一の前記発振器信号を受信する。オフセット周波数ブランチは異なる分周係数を有し、前記発振器信号周波数を前記異なる分周係数によって分周したオフセット周波数を有するオフセット周波数信号を出力する。制御可能な周波数変換器は、ホッピング制御信号の関数として変化する少なくとも一つの係数による基本周波数とオフセット周波数との線形結合である周波数を有する周波数ホッピング信号を出力する。
【０００５】
本発明による周波数ホッピング装置は、単一の発振器信号のみに基づく周波数ホッピング信号の発生を可能にする。一つの発振器又は信号発生器で充分である。対照的に、従来技術は２つの信号発生器、ダイレクトデジタルシンセサイザ及び位相ロックループ（Phaselock loop）を必要とする。各々の信号発生器と関連するコストがあり、それは集積回路実装における表面積として表れる。さらに、各々の信号発生器はある程度の設計労力を必要とし、それも同様にコストとなる。加えて、各々の信号発生器は電力を消費する。本発明は単一の信号発生器のみを必要とし、それは比較的単純な発振器であってもよいので、本発明はコスト削減を可能にする。加えて、本発明は電力消費の削減を可能にする。
【０００６】
本発明の他の利点は、以下の態様に関する。従来技術の場合のように、信号処理回路が２つの異なる信号発生器を有すると仮定する。実際問題として、一方の信号発生器から他方へのある程度の寄生的な信号リークがある。ある程度の信号発生器クロストークがある。一方の信号発生器が望まれていない態様で他方に影響し、その逆も同様である。その結果、各々の信号発生器は不要な成分を有する信号を出力する。そのような不要な成分は、信号処理の品質を低下させる可能性がある。例えば、不要な成分は、所望の信号中に干渉を導入する可能性がある。先に述べたように、本発明は単一の発振器信号のみに基づいた周波数ホッピング信号の発生を可能にする。結果的に、本発明は信号発生器クロストークを防止し、満足できる信号処理品質に貢献する。
【０００７】
本発明のこれらの及び他の態様を、図面を参照して以下により詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図1は、無線パーソナルエリアネットワークWPANを例示する。無線パーソナルエリアネットワークWPANは、パーソナルコンピュータPC1、ビデオプロジェクタVP及び他のパーソナルコンピュータPC2を有する。パーソナルコンピュータPC1は、ディスプレイデバイスDPL、データ処理装置DPA及びアンテナANTに結合されている無線リンク回路WLCを有する。ビデオプロジェクタVP及び他のパーソナルコンピュータPC2はそれぞれ、パーソナルコンピュータPC中の無線リンク回路WLCと同等の無線リンク回路を有する。したがって、パーソナルコンピュータPC1は、ビデオプロジェクタVPとの無線リンクWL1、及び他のパーソナルコンピュータPC2との他の無線リンクWL2を確立することができる。
【０００９】
無線リンクWL1及びWL2は、データ処理装置DPAが、ビデオプロジェクタVP及び他のパーソナルコンピュータPC2それぞれとデータDTを交換することを可能にする。例えば、データ処理装置DPAはスライドショーを構成する連続したスライドをビデオプロジェクタVPに送信することができる。ビデオプロジェクタVPは、無線リンクWL1を介してスライドを受信して当該スライドを表示する。無線リンクWL1は、例えばパーソナルコンピュータPC1からビデオプロジェクタVPにスライドを転送するために必要であったユニバーサルシリアルバス接続に取って代わることができる。
【００１０】
パーソナルコンピュータPC1は、他の無線リンクWL2を介して他のパーソナルコンピュータPC2からデータを受信することができる。このデータは、例えば表示すべき画像を有することができる。データ処理装置DPAは無線リンク回路WLCを介して画像を受信し、他のパーソナルコンピュータPC2を起源とする画像をディスプレイデバイスDPLに表示させる。パーソナルコンピュータPCと他のパーソナルコンピュータPCとの間のケーブル接続は必要ない。
【００１１】
図2は無線リンクWL1の周波数スペクトルを図示する。当該周波数スペクトルは3つの周波数帯B1、B2及びB3を有する。第１周波数帯B1は、3432MHzを中心周波数とする。第２周波数帯B2は、3960MHzを中心周波数とする。第３周波数帯B3は、4488MHzを中心周波数とする。これら３つの周波数帯B1、B2及びB3は、バンドグループBG1を構成する。任意の所与の瞬間において、無線リンクWL1は３つの周波数帯B1、B2又はB3のうちの１つのみを占有する。無線リンクWL1は、３つの周波数帯B1、B2及びB3を同時に占有しない。しかし、比較的長いインターバルタイムを通して、無線リンクWL1は３つの周波数帯B1、B2及びB3の各々を交互に占有する。同じことが他の無線リンクWL2にもあてはまる。
【００１２】
図3は無線リンクWL1の周波数帯の占有を図示する。瞬間t0及びt1の間の時間間隔において、無線リンクWL1は第１周波数帯B1を占有する。瞬間t1及びt2の間の時間間隔において、無線リンクWL1は第３周波数帯B3を占有する。瞬間t2及びt3の間の時間間隔において、無線リンクWL1は第２周波数帯B2を占有する。瞬間t3及びt4の間の時間間隔において、無線リンクWL1は再び第１周波数帯B1を占有する。
【００１３】
図3は特定の周波数帯占有パターンを示す。他の無線リンクWL2は異なる周波数帯占有パターンを有する。したがって、一方及び他方の無線リンク（WL1及びWL2）は、同じ周波数スペクトルを共有するが、互いに区別されることができる。
【００１４】
図3はさらに、１つの周波数帯から他の周波数帯への切り替えはある程度の時間を必要とすることを示す。バンド切り替えは瞬間的でない。好ましくは、各々のバンド切り替えは比較的急速でなければならない。図3は、9ナノ秒未満でなければならないバンド切り替えウィンドウを示す。図3はさらに、バンド切り替えが行われた後、無線リンクWL1が約300ナノ秒の間、周波数帯を占有することを示す。すなわち、約300ナノ秒の周波数帯占有ウィンドウが、図3に示される周波数帯占有パターンを特徴づける。この例において、バンド切り替えウィンドウは、好ましくは周波数帯占有ウィンドウの3%未満でなければならない。
【００１５】
図4は、図1中に示されるパーソナルコンピュータPC1の一部を構成する無線リンク回路WLCを示す。無線リンク回路WLCは、アンテナ結合器CPL、受信機回路REC、送信機回路TXC及びベースバンドプロセッサBBPを有する。図1で既に示されたアンテナANTも同様に破線で示される。無線リンク回路WLCは周波数ホッピング発生器FHG及びコントローラCTRLをさらに有する。周波数ホッピング発生器FHGは、無線リンクWL1が所与の瞬間において占有する周波数帯を決定する。結果的に、周波数ホッピング発生器FHGは無線リンク回路WLCの核心を構成する。
【００１６】
無線リンク回路WLCは、次のように動作する。受信モードにおいて、アンテナ結合器CPLはアンテナANTが受信する無線周波数スペクトルを受信機回路RECに転送する。従って、受信された無線周波数スペクトルRFRは受信機回路RECの入力に存在する。受信機回路RECは、さらに周波数ホッピング信号FHSを受信する。周波数ホッピング信号FHSは、任意の与えられた瞬間に、次の周波数、3432MHz、3960MHz及び4488MHzのうちの１つに一致する周波数を有する。これらは、図2で示すように、3つの周波数帯B1、B2及びB3の中心周波数である。
【００１７】
受信機回路RECは、周波数ホッピング信号FHSの周波数に対応する周波数帯を選択する。受信機回路RECは、ベースバンド受信信号BBRを得るためにその周波数帯に存在する信号を復調する。要するに、受信機回路RECは、いわゆる直接変換受信機である。復調が必要である信号は、例えば直交周波数分割多重（OFDM）信号であることができる。その場合、受信機回路RECは、OFDM信号を復調するために高速フーリエ変換（FFT）を行うことができる。正確な復調はさらに、周波数、位相及び時間の同期を必要とする可能性がある。ベースバンドプロセッサBBPは、関係する無線リンクを介して送信されたデータDTを得るためにベースバンド受信信号BBRを処理する。そのような処理は、デインターリーブ、ビタビ復合及びデスクランブルを有することができる。
【００１８】
送信モードにおいて、ベースバンドプロセッサBBPは、関係する無線リンクを介して送信するためのデータDTを処理する。そのような処理は、一般的に、ベースバンドプロセッサBBPが受信モードにおいて実行する処理に関して相補的である。例えば、送信モードにおいて、ベースバンドプロセッサBBPはインターリービング、ビタビ符号化及びスクランブルを実行することができる。ベースバンドプロセッサBBPは、関係する無線リンクWL1を介して送信するためのデータDTの処理の結果であるベースバンド送信信号BBTを提供する。送信機回路TXCは無線周波数送信信号RFTを得るためにベースバンド送信信号BBTを変調する。無線周波数送信信号RFTは周波数ホッピング信号FHSの周波数を中心周波数とする。無線周波数送信信号RFTは、図2に示される３つの周波数帯B1、B2又はB3のうちの任意の周波数帯に位置することができる。任意の所与の瞬間において、無線周波数送信信号RFTは、周波数ホッピング信号FHSがその所与の瞬間において有する周波数を中心周波数とする周波数帯内に位置する。
【００１９】
周波数ホッピング発生器FHGは、同相成分FHSi及び直交成分FHSqを有する直角位相信号の形で周波数ホッピング信号FHSを提供する。そのような信号は、受信機回路REC及び送信機回路TXCが実行する直接周波数変換に特に適している。直角位相信号は正及び負の周波数の区別を可能にする。したがって、受信機回路RECは、いうなれば、受信された無線周波数スペクトルRFR中の特定の周波数が、周波数ホッピング信号FHSの周波数よりも高いか低いかを決定することができる。送信機回路TXCは、無線周波数送信信号RFTを得るために、望ましくない周波数が存在しないようにベースバンド送信信号BBTの周波数をシフトすることができる。
【００２０】
コントローラCTRLは制御信号を周波数ホッピング発生器FHGに適用する。図4において矢印がこれを表している。ホッピング信号の周波数は、この制御信号の関数として変化する。したがって、コントローラCTRLは、例えば図3に示すような周波数帯占有パターンを無線リンク回路WLCに示させることができる。周波数帯占有パターンは、例えば、関係する無線リンクを介して受信されるデータDTに含まれる情報から得ることができる。図4において、ベースバンドプロセッサBBPからコントローラCTRLへ伸びる矢印が、これを表している。
【００２１】
図5は、図3に示される周波数帯占有パターンに関連する周波数ホッピング信号FHSを示す。瞬間t0及びt1の間の時間間隔において、周波数ホッピング信号FHSの周波数は3432MHzである。瞬間t1及びt2の間の時間間隔において周波数ホッピング信号FHSの周波数は4488MHzである。瞬間t2及びt3の間の時間間隔において、周波数ホッピング信号FHSの周波数は3960MHzである。瞬間t3及びt4の間の時間間隔において、周波数ホッピング信号FHSの周波数は3432MHzである。
【００２２】
図5はさらに、周波数ホッピング発生器FHGが、例えば9ナノ秒以内の比較的短い時間で周波数を切り替える必要があることを示す。さらに、周波数ホッピング信号FHSの周波数は、各々の周波数帯占有ウィンドウを通して正確で安定している必要がある。これらは矛盾する要求である。
【００２３】
図6は、上述の要求を満たすことができる周波数ホッピング発生器FHGを示す。周波数ホッピング発生器FHGは、位相ロックループ回路PLL、制御可能な発振器VCO、3つの分周器DIV1、DIV2、DIV3、信号整形回路SCC、周波数選択回路FSC、及び単側波帯ミキサSBMを有する。共同して、単側波帯ミキサSBM及び周波数選択回路FSCは制御可能な周波数変換器を構成する。２つの異なるブランチが、制御可能な発振器VCOから制御可能な周波数変換器へ伸びている。第１ブランチは分周器DIV1を有し、第２ブランチは分周器DIV2, DIV3及び信号整形回路SCCを有する。
【００２４】
周波数ホッピング発生器FHGは次のように動作する。制御可能な発振器VCOは約7920MHzの周波数を有する発振器信号OSを提供する。分周器DIV1は基本周波数信号BFを得るためにこの周波数を２分周する。基本周波数信号BFは同相成分BFi及び直交成分BFqを有する直角位相信号である。直角位相信号は正及び負の周波数の区別を可能にすることが先に述べられている。結果的に、基本周波数信号BFは-3960MHz又は+3960MHzである周波数を有することができる。これは回路設計マターである。周波数の符号を切り換えるには、分周器DIV1内部で２つの接続を入れ替えれば充分である。以下では基本周波数信号BFの周波数が+3960MHzであると仮定する。
【００２５】
分周器DIV2は発振器信号OSの周波数を３分周する。したがって、分周器DIV2は３分周発振器信号DAを提供する。３分周発振器信号DAは50%のデューティーサイクルを有する。分周器DIV3は３分周発振器信号DAの周波数を５分周する。分周器DIV3は各々が528MHzの周波数を有する４つの１５分周発振器信号DBの組を提供する。４つの１５分周発振器信号の各々は異なる位相を有する。
【００２６】
信号整形回路SCCは、４つの１５分周発振器信号DBの組に基づいて、オフセット周波数信号OFを提供する。オフセット周波数信号OFは同相成分OFi及び直交成分OFqを有する直角位相信号である。さらに、信号整形回路SCCは、これら2成分OFi, OFqの各々が50%のデューティーサイクルを有するようにオフセット周波数信号OFを提供する。オフセット周波数信号OFは、-528MHz又は+528MHzの周波数を有することができる。これは回路設計マターである。周波数の符号を切り換えるには、信号整形回路SCC内部で２つの接続を入れ替えれば充分である。以下では、オフセット周波数信号OFの周波数が+528MHzであると仮定する。
【００２７】
周波数選択回路FSCは入力信号HFを単側波帯ミキサSBMに適用する。入力信号HFは、オフセット周波数信号OF、同相及び直交成分が入れ替えられたオフセット周波数信号OF又は直流電流信号の３つの信号のうちの任意の一つとすることができる。周波数選択回路FSCは、上述の３つの信号のうちのどの１つが単側波帯ミキサSBMに適用されるかを決定するホッピング制御信号HCSを受信する。例えば、ホッピング制御信号HCSは、非反転状態、反転状態及び中立状態の３つの状態を有することができる。非反転状態では、単側波帯ミキサSBMはオフセット周波数信号OFを受信する。反転状態では、単側波帯ミキサSBMは、同相及び直交成分が入れ替えられたオフセット周波数信号OFを受信する。中立状態では、単側波帯ミキサSBMは直流電流信号を受信する。
【００２８】
直角位相信号の同相及び直交成分を入れ替えることは、直角位相信号の周波数スペクトルを反転させることに対応することに留意する必要がある。負の周波数が正の周波数になり、その逆もまた同様である。オフセット周波数信号OFは+528MHzの周波数を有する。周波数選択回路FSCが同相及び直交成分を入れ替えた場合、単側波帯ミキサSBMが受信する入力信号HFは-528MHzになる。直流電流信号は、周波数が０であることに対応する。
【００２９】
単側波帯ミキサSBMは、基本周波数信号BFを周波数選択回路FSCから受信される入力信号HFとミックスする。そのために、単側波帯ミキサSBMは２つの直角位相ミキサを有する。第１の直角位相ミキサは、基本周波数信号BFの同相成分BFiを周波数選択回路FSCから受信される入力信号HFとミックスする。第２の直角位相ミキサは、基本周波数信号BFの直交成分BFqを周波数選択回路FSCから受信される入力信号HFとミックスする。各々の直角位相ミキサは一対のミキサ回路を有する。一方のミキサ回路は入力信号HFの同相成分HFiを受信する。他方のミキサ回路は入力信号HFの直交成分HFqを受信する。
【００３０】
単側波帯ミキサSBMが提供する周波数ホッピング信号FHSの周波数は、基本周波数信号BFの周波数（+3960MHz）とオフセット周波数信号OFの周波数（+528MHz）との線形結合である。数式では、周波数ホッピング信号FHSの周波数は、c1*Fb + c2*Foに等しい。この式において、Fbは基本周波数信号BFの周波数を示し、Foはオフセット周波数信号OFの周波数を示し、c1及びc2は係数である。
【００３１】
上述した数式において、係数c1は単側波帯ミキサSBM内のミキサ回路接続によって決まる-1又は+1である一定の係数である。これは設計マターである。係数c1の符号を切り換えるには単側波帯ミキサSBM内部で２つの接続を入れ替えれば十分である。以下では係数c1 = +1と仮定する。
【００３２】
係数c2は、ホッピング制御信号HCSに応じて-1、0又は+1のいずれかとなる制御可能な係数である。先に述べられたように、ホッピング制御信号HCSは非反転状態、反転状態及び中立状態を有する。これらそれぞれの状態において係数c2が有するそれぞれの値は設計マターである。例えば、ホッピング制御信号HCSが反転状態、中立状態及び非反転状態である場合に、係数c2がそれぞれ-1, 0, +1となるように単側波帯ミキサSBMを設計することができる。以下ではそのように設計されていると仮定する。しかし、ホッピング制御信号HCSが非反転状態、中立状態及び反転状態である場合に、係数c2がそれぞれ-1, 0, +1となるようにするには２つの接続を入れ替えれば充分である。
【００３３】
したがって、ホッピング制御信号HCSが反転状態である場合、周波数ホッピング信号FHSの周波数は+1*+3960 - 1*528 = 3432MHzとなる。その状態において、単側波帯ミキサSBMは、周波数が+3960MHzである基本周波数信号BFを、周波数が-528MHzであり同相及び直交成分が入れ替えられたオフセット周波数信号OFとミックスする。
【００３４】
ホッピング制御信号HCSが中立状態である場合、周波数ホッピング信号FHSの周波数は+1*+3960 - 0 = 3960MHzとなる。その状態において、単側波帯ミキサSBMは、周波数が+3960MHzである基本周波数信号BFを周波数が0である直流電流信号とミックスする。
【００３５】
ホッピング制御信号HCSが非反転状態である場合、周波数ホッピング信号FHSの周波数は+1*+3960 + 1*528 = 4488MHzとなる。
その状態において、単側波帯ミキサSBMは、周波数が+3960MHzである基本周波数信号BFを周波数が+528MHzであるオフセット周波数信号OFとミックスする。
【００３６】
位相ロックループ回路PLLは、制御可能な発振器VCOが提供する発振器信号OSを基準周波数信号CKRに同期させる。そのために、位相ロックループ回路PLLは分周器DIV3から１５分周発振器信号を受信する。位相ロックループ回路PLLはさらに、１５分周発振器信号OSと基準周波数信号CKRとの間の所望の周波数比を表す基本制御信号BCSを受信する。所望の周波数比が得られるように、位相ロックループ回路PLLは制御可能な発振器VCOを制御する。
【００３７】
図7は３分周を行う分周器DIV2の可能な実装を示す。分周器DIV2は、4つのD型ラッチ回路DL31、DL32、DL33及びDL34を有する。各々のラッチ回路DLはデータ入力d、出力q、反転出力q-及び三角形で表されるクロック入力を有する。それぞれのクロック入力が信号レベル'１'を受信するとき、ラッチ回路DL31及びDL33はロックされる。一方、それぞれのクロック入力が信号レベル'０'を受信するとき、ラッチ回路DL32及びDL34はロックされる。ラッチ回路DL31及びDL33のそれぞれのクロック入力の前にある小さい円は、この違いを表す。発振器信号OSはそれぞれのクロック入力の各々に適用される。
【００３８】
分周器DIV2はさらに、２つのＮＯＲゲート回路NOR31及びNOR32を有する。ＮＯＲゲート回路NOR31はフィードバックループの一部を構成する。フィードバックループは３状態動作を規定する。分周器DIV2は３分周に対応する３つの異なる状態を繰り返し経過する。ＮＯＲゲート回路NOR2は、ラッチ回路DL33及びDL34のそれぞれの出力qからの信号をＮＯＲ関数に従って結合する。したがって、50%のデューティーサイクルを有する３分周発振器信号DAが得られる。
【００３９】
図8は５分周を行う分周器DIV3の可能な実装を示す。分周器DIV3は、図7に示されたものに類似した6つのラッチ回路DL51-DL56を有する。３分周発振器信号DAは、それぞれのクロック入力の各々に適用される。分周器DIV3はさらに、フィードバックループの一部を構成するＮＯＲゲート回路NOR51を有する。フィードバックループは５状態動作を規定する。分周器DIV3は５分周に対応する5つの異なる状態を繰り返し経過する。
【００４０】
ラッチ回路DL51の反転出力q-は、第１の１５分周発振器信号DB1を提供する。ラッチ回路DL53、DL54及びDL56のそれぞれの出力qは、第２、第３及び第４の１５分周発振器信号DB2、DB3及びDB4をそれぞれ提供する。第１、第２、第３及び第４の１５分周発振器信号DB1, DB2, DB3及びDB4は、図6を参照して先に述べられたように、信号整形回路SCCに適用される４つの１５分周発振器信号DBの組を構成する。
【００４１】
図9は、信号整形回路SCCの可能な実装を示す。信号整形回路SCCは、４つの積分回路INT1、INT2、INT3、INT4、３つのスライス回路SLC1、SLC2、SLC3、ＯＲゲート回路OR、加算回路SUM及びスケーリング回路SCLを有する。積分回路INT1は、入力信号として第２の１５分周発振器信号DB2を受信する。積分回路INT2は、入力信号として第３の１５分周発振器信号DB3を受信する。積分回路INT3は、入力信号として第１の１５分周発振器信号DB1を受信する。積分回路INT4は、入力信号として第４の１５分周発振器信号DB4を受信する。これら１５分周発振器信号DB1、DB2、DB3及びDB4の各々は、図8に図示するように、分周器DIV3中の異なる場所から取られているので、異なる位相を有する。
【００４２】
積分回路INTは入力信号のエッジの勾配を小さくする。積分回路INTは、いわば、入力信号内の遷移を和らげる。積分回路INTは、二進値の遷移（０から１、及び１から０）が入力信号中よりも緩やかである出力信号を提供する。遷移により時間が必要である。
【００４３】
スライス回路SLCは、反対の効果を提供する。スライス回路SLCは、入力信号が閾値以下の場合に二進数０を提供し、入力信号が閾値以上の場合に二進数１を提供し、又はその逆も同様である。入力信号が低い値から高い値に少しずつ遷移すると仮定する。入力信号が閾値を横切る時、スライス回路SLCは急峻な二進値変化を提供する。
【００４４】
共同して、積分回路INT3, INT4、加算回路SUM及びスケーリング回路SCLは、第１及び第４の１５分周発振器信号DB1及びDB4の間の位相補間を提供する。この位相補間は、これら１５分周信号DB1及びDBにおける遷移を和らげることによって成される。0.5の利得を有するスケーリング回路SCLは振幅補償を提供する。スライス回路SLC3は急峻な遷移を復元する。スライス回路SLC3は、50%のデューティーサイクルを有するオフセット周波数信号OFの直交成分OFqを提供する。
【００４５】
上述の位相補間は、ある程度の遅延をもたらす。積分回路INT1、INT2及びスライス回路SLC1, SLC2は、この遅延を補償する。ＯＲゲート回路ORは、50%のデューティーサイクルを有するオフセット周波数信号OFの同相成分OFiを提供する。
【００４６】
共同して、分周器DIV3及び信号整形回路SCCは、奇数の整数分周比に50%のデューティーサイクルを有する直角位相信号出力を提供する。これらの態様は、欧州特許出願番号（整理番号PHNL041253）及びそこにおいて引用された任意の対応出願中において更に詳細に記述される。
【００４７】
周波数選択回路FCSは、さまざまなスイッチ、及び必要であればいくつかの切り替え制御ロジックによって実現することができる。例えば、2つのスイッチを分周器DIV3と単側波帯ミキサSBMとの間の結合することができる。一方のスイッチは同相成分OFiのため、他方は直交成分OFqのためである。ホッピング制御信号HCSが非反転状態である場合、２つのスイッチは閉じられる。他の状態では２つのスイッチは開いている。同相成分OFiと直交成分OFqとを入れ替えるために、２つの他のスイッチを交差して結合することができる。ホッピング制御信号HCSが反転状態である場合、これら２つのスイッチは閉じられるが、他の状態では開いている。さらに２つの他のスイッチを直流電流源と単側波帯ミキサSBMとの間に結合することができる。ホッピング制御信号が中立状態である場合、これら２つのスイッチは閉じられるが、他の状態では開いている。
【００４８】
図10は他の周波数ホッピング発生器FHGAを示す。当該他の周波数ホッピング発生器FHGAは、図6を参照して先に説明された周波数ホッピング発生器FHGと同じ素子を有する。一つの例外がある。図6中の分周器DIV2が分周器DIV4に置き換えられている。分周器DIV4は、制御可能な発振器VCOからではなく分周器DIV1から入力信号を受信する。当該他の周波数ホッピング発生器FHGAでは、制御可能な発振器VCOは分周器DIV1だけに発振器信号OSを供給する必要がある。結果的に、制御可能な発振器VCOの負荷が小さくなり、それは利点である。
【００４９】
分周器DIV4は、1.5の分周係数を有する。分周器DIV4が発振器信号OSの２分周である基本周波数信号BFを受信するので、分周器DIV4は３分周発振器信号を出力する。この信号は、図6に示された周波数ホッピング発生器FHGにおける３分周発振器信号DAと同等である。基本周波数信号BFは、分周器DIV4が50%のデューティーサイクルを有する３分周発振器信号を提供することを可能にする直角位相信号である。
【００５０】
図面を参照した上述の詳細な説明は以下の特徴（請求項１）を示す。周波数ホッピング装置は、基本周波数ブランチ（DIV1）、オフセット周波数ブランチ(FIG6: DIV2, DIV3, SCC; FIG. 10: DIV1, DIV4, DIV3, SCC)、及び制御可能な周波数変換器（SBM,FSC）を有する。基本周波数ブランチ（DIV1）は、発振器信号周波数（7920MHz）を有する発振器信号（OS）を受信する。基本周波数ブランチは分周係数（/2）を有し、前記発振器信号周波数を前記分周係数によって分周した基本周波数（+3960MHz）を有する基本周波数信号（BF）を提供する。オフセット周波数ブランチ（DIV2、DIV3、SCC）は、同一の発振器信号（OS）を受信する。オフセット周波数ブランチは、異なる分周係数（/3、/5）を有し、前記発振器信号周波数を前記異なる分周係数によって分周したオフセット周波数（+528MHz）を有するオフセット周波数信号（OF）を提供する。前記制御可能な周波数変換器（SBM,FSC）は、ホッピング制御信号（HCS）の関数として変化する少なくとも一つの係数（c2）による前記基本周波数と前記オフセット周波数との線形結合である周波数(c1*+3960 + c2*+528 MHz)を有する周波数ホッピング信号（FHS）を提供する。
【００５１】
上述の詳細な説明はさらに次の任意の特徴（請求項２）を示す。前記オフセット周波数ブランチ（DIV2、DIV3、SCC）は、同相成分（OFi）及び直交成分（OFq）を有する直角位相信号の形でオフセット周波数信号（OF）を提供する。前記制御可能な周波数変換器（SBM、FSC）は、周波数セレクタ（HCS）及び直角位相ミキサ（SBM）を有する。前記周波数セレクタは、前記ホッピング制御信号（HCS）が非反転状態である場合に前記オフセット周波数信号（OF）に対応し、前記ホッピング制御信号が反転状態である場合に前記同相成分と前記直交成分とが入れ替わった前記オフセット周波数信号に対応するミキサ入力信号（HF）を提供する。前記直角位相ミキサ（SBM）は、前記ミキサ入力信号を前記基本周波数信号（BF）とミックスする。これらの特徴は費用効果に優れた実装を可能にする。
【００５２】
上述の詳細な説明は、さらに次の任意の特徴（請求項３）を示す。前記ホッピング制御信号（HCS）が中立状態である場合、前記周波数セレクタ（FSC）は前記ミキサ入力信号（HF）として直流電流信号を提供する。これにより、前記基本周波数が前記周波数ホッピング信号の取り得る周波数の一つとなることが可能となる。
【００５３】
上述の詳細な説明はさらに次の任意の特徴（請求項４）を示す。前記基本周波数ブランチ（DIV1）は、同相成分（BFi）及び直交成分（BFq）を有する直角位相信号の形で前記基本周波数信号を提供する（BF）。前記制御可能な周波数変換器（SBM,FSC）は、前記ミキサ入力信号（HF）を前記基本周波数信号とミックスするための一対の直角位相ミキサ（SBM）を有する。これらの特徴は、いわゆるイメージ周波数信号を電子的に抑制すること可能にし、フィルタに対する要求を軽減する。結果的に、これらの特徴は費用効果に優れる実装を可能にする。
【００５４】
上述の詳細な説明は、さらに次の任意の特徴（請求項５）を示す。前記オフセット周波数ブランチ（DIV2、DIV3、SCC）は50%のデューティーサイクルを有する前記オフセット周波数信号（OF）を提供する。これは、望ましくない周波数が存在しない前記周波数ホッピング信号に貢献する。
【００５５】
上述の詳細な説明は、さらに次の任意の特徴（請求項６）を示す。前記オフセット周波数ブランチ（DIV2、DIV3、SCC）は、前記発振器信号（OS）に基づいて50%のデューティーサイクルを有する分周信号（DA）を提供する入力回路（DIV2）を有する。出力回路（DIV3（SCC））は、前記分周信号（DA）に基づいて前記同相成分（OFi）及び前記直交成分（OFq）を有する前記オフセット周波数信号（OF）を提供する。これらの特徴は、費用効果に優れる態様で、前記オフセット周波数ブランチが奇数の整数分周比及び直角位相信号出力を有することを可能にする。
【００５６】
上述の詳細な説明は、さらに次の任意の特徴（請求項７）を示す。制御可能な発振器（VCO）は発振器信号（OS）を提供する。位相ロックループ回路（PLL）は、前記発振器信号を基準周波数信号（CKR）に同期させる。これは、周波数及び必要な場合には位相に関して、前記周波数ホッピング信号が正確であることに貢献する。
【００５７】
上述の詳細な説明は、さらに次の任意の特徴（請求項８）を示す。前記基本周波数ブランチ（DIV1）及び前記オフセット周波数ブランチ（図10：DIV1、DIV3、DIV4、SCC）が共用回路（DIV1）を有し、当該共用回路を介して両方のブランチが前記発振器信号を受信する。これによって、前記発振器信号を提供する前記発振器が適度な負荷を有することが可能になり、安定動作に貢献する。
【００５８】
上述の特徴は、多数の異なる態様において実施されることができる。これを示すためにいくつかの変形例を簡潔に示す。前記基本周波数ブランチの分周係数を１にすることができ、この場合には、このブランチにおいて分周が行われない。例えば、図10を参照して、前記制御可能な発振器VCO及び分周器DIV1を、3960MHzの周波数で発振し直角位相出力信号を提供する直角位相発振器で置き換えることができる。前記基本周波数ブランチの分周係数は、奇数の整数値又は例えば1.5などの非整数値とすることができる。前記オフセット周波数ブランチの分周係数は、偶数の整数値又は非整数値とすることができる。
【００５９】
前記制御可能な周波数変換器は直角位相入力信号を受信する単側波帯ミキサを有する必要は無いが、有れば有利である。前記制御可能な周波数変換器は、例えば、唯一のミキサ回路、並びにイメージ周波数信号及び他の不要な信号を抑制するための一つ以上のフィルタを有することができる。例えば、様々な異なる周波数の中から前記周波数ホッピング信号のための適切な周波数を選択するためにチューナブルフィルタを用いることができる。そのような実装においては、図6に示される前記周波数選択回路は必要ない。直角位相信号も必要ない。
【００６０】
前記基本周波数と前記オフセット周波数との前記線形結合において、それぞれの係数は、-1, 0, 1以外の値を有することができる。例えば、係数を2又は3に等しくすることができる。絶対値が1を超える係数は、関係する信号の高調波に対応する。前記基本周波数信号又は前記オフセット周波数信号において所望の高調波を選択するためにフィルタを用いることができる。２つのフィルタは両方の信号における高調波の選択を可能にする。前記線形結合における係数のどちらか一方、又は両方の係数は、前記ホッピング制御信号の関数として変化することができることをさらに注意しなければならない。
【００６１】
前記周波数ホッピング装置は直接変換システム以外のシステムに適用されることができるが、直接変換システムが有利である。分周器は、図7及び8に示されるものと異なることができる。これらは単に例である。特定の分周係数を有する分周器は、一般に、多数の異なる態様で実施されることができる。例えば、たとえ50%のデューティーサイクル出力信号を必要とされても、３分周を提供する様々な異なる回路が存在する。
【００６２】
ハードウェア若しくはソフトウェアの、又はその両方の要素によって機能を実施する多数の方途が存在する。この点で、図面は非常に概略的であり、各々が本発明の実施の形態の可能な一つのみを表しているにすぎない。したがって、図面は異なる機能を異なるブロックとして示すが、これはハードウェア又はソフトウェアの単一の要素がいくつかの機能を実行することを排除しない。それはまた、ハードウェア若しくはソフトウェアの、又は両方の要素達のアセンブリが一つの機能を実行することも排除しない。
【００６３】
ここでの注釈は、図面を参照した詳細な説明が説明のためのものであり、本発明を制限するものではないことを示す。多数の変形例が存在するが、それらは添付の特許請求の範囲内に入る。「有する」の語は、特許請求の範囲に挙げられたもの以外の他の要素又はステップの存在を除外しない。単数で表現された要素又はステップは、そのような要素又はステップが複数存在することを排除しない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】無線パーソナルエリアネットワーク（wireless personal area network: WPAN）を例示するブロック図である。
【図２】無線パーソナルエリアネットワーク中の無線リンクの周波数スペクトルを例示する周波数ダイアグラムである。
【図３】無線リンクの周波数帯占有を例示する時間ダイアグラムである。
【図４】無線パーソナルエリアネットワークの一部を形成する無線リンク回路を例示するブロック図である。
【図５】図3に例示される周波数帯占有に関連する周波数ホッピング信号を例示する時間ダイアグラムである。
【図６】無線リンク回路の一部を形成する周波数ホッピング発生器を例示するブロック図である。
【図７】周波数ホッピング発生器の一部を形成する分周器を例示する回路図である。
【図８】周波数ホッピング発生器の一部を形成する他の分周器を例示する回路図である。
【図９】周波数ホッピング発生器の一部を形成する信号整形回路を例示するブロック図である。
【図１０】他の周波数ホッピング発生器を例示するブロック図である。
【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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【国際調査報告】
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