(57)【要約】  本発明は近距離場または誘導結合UWB(超広帯域)システムを使用して、直接的電気接続の必要なしに高速電気的データコネクタを実装することに関する。第1コネクタ部分および第2コネクタ部分を有するデータコネクタシステムにおいて、前記第1コネクタ部分が、データ入力を有するUWB送信機と、前記UWB送信機によって駆動される第1UWB結合要素とを備え、前記第2コネクタ部分が、第2UWB結合要素と、データ出力を有するUWB受信機とを備え、前記UWB受信機が、前記第2UWB結合要素からの入力を有するデータコネクタシステムであって、前記結合要素が互いに誘導結合して前記データ入力から前記データ出力にデータを転送することが可能となるように、前記第1および第2UWB結合要素が互いの動作範囲内にある接続構成と、前記第1および第2コネクタ部分が前記動作範囲を超えて分離される切断構成とを有する。
2008526066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1コネクタ部分および第2コネクタ部分を有するデータコネクタシステムにおいて、前記第1コネクタ部分が、データ入力を有するUWB送信機と、前記UWB送信機によって駆動される第1UWB結合要素とを備え、前記第2コネクタ部分が、第2UWB結合要素と、データ出力を有するUWB受信機とを備え、前記UWB受信機が、前記第2UWB結合要素からの入力を有するデータコネクタシステムであって、前記結合要素が互いに誘導結合して前記データ入力から前記データ出力にデータを転送することが可能となるように、前記第1および第2UWB結合要素が互いの動作範囲内にある接続構成と、前記第1および第2コネクタ部分が前記動作範囲を超えて分離される切断構成とを有するデータコネクタシステム。
【請求項２】
前記動作範囲が、前記結合要素のそれぞれの近距離場範囲以下である請求項1に記載のデータコネクタシステム。
【請求項３】
前記動作範囲が、3cm未満、1cm未満、または0.5cm未満である請求項1または2に記載のデータコネクタシステム。
【請求項４】
前記接続構成において、前記第1結合要素と第2結合要素が、互いにほぼ位置合せされる請求項1から3のいずれか一項に記載のデータコネクタシステム。
【請求項５】
前記第1および第2コネクタ部分の少なくとも一方が複数のUWB結合要素を有する請求項1から4のいずれか一項に記載のデータコネクタシステム。
【請求項６】
前記複数のUWB結合要素が、異なる相互の向きを有する請求項5に記載のデータコネクタシステム。
【請求項７】
前記複数のUWB結合要素のうちの異なるUWB結合要素が、異なるデータ接続性を与えるように構成される請求項5または6に記載のデータコネクタシステム。
【請求項８】
前記複数の結合要素のうちの異なる結合要素への接続が、異なるデータ処理機能を起動するように構成される請求項5、6、または7に記載のデータコネクタシステム。
【請求項９】
前記機能が、データ記憶機能、データ検索機能、および印刷機能のうちの1つまたは複数を含む請求項8に記載のデータコネクタシステム。
【請求項１０】
前記第1コネクタ部分が、前記データ入力と前記UWB送信機の間に接続されたデータマルチプレクサを含み、前記第2コネクタ部分が、前記UWB受信機と前記データ出力の間に接続されたデータデマルチプレクサを含み、それによって前記コネクタが、複数の同時データ接続を行うように構成される請求項1から9のいずれかに記載のデータコネクタシステム。
【請求項１１】
前記同時データ接続のうちの少なくとも1つがデータバス接続を含む請求項10に記載のデータコネクタシステム。
【請求項１２】
前記同時データ接続のうちの少なくとも1つがビデオデータ接続を含む請求項10または11に記載のデータコネクタシステム。
【請求項１３】
前記第1コネクタ部分が、データ出力を有するUWB受信機と、関連する結合要素とをさらに備え、前記第2コネクタ部分が、データ入力を有するUWB送信機と、関連する結合要素とをさらに備え、それによって前記データ接続システムが、双方向データ伝送のために構成される請求項1から12のいずれかに記載のデータコネクタシステム。
【請求項１４】
誘導電力移送システムをさらに備える請求項1から13のいずれかに記載のデータコネクタシステム。
【請求項１５】
前記第1および第2コネクタ部分に直接的相互電気接続が欠如している請求項1から14のいずれか一項に記載のデータコネクタシステム。
【請求項１６】
請求項1から15のいずれか一項に記載の第1コネクタ部分。
【請求項１７】
請求項1から15のいずれか一項に記載の第2コネクタ部分。
【請求項１８】
請求項1から15のいずれか一項に記載の前記第1または第2コネクタ部分の一方を組み込む消費者向け電子装置ドッキングステーション。
【請求項１９】
請求項1から15のいずれか一項に記載の前記第1または第2コネクタ部分の一方を組み込むポータブル消費者向け電子装置。
【請求項２０】
請求項1から15のいずれか一項に記載の前記第1または第2コネクタ部分の一方を組み込む、ほぼ環境的に密封された電子装置。
【請求項２１】
請求項16または17に記載の前記第1または第2コネクタ部分の一方をそれぞれ組み込む複数のカードソケットを有する電気的バックプレーン。
【請求項２２】
カードが前記バックプレーン上に設置されたときにインターフェースするコネクタ部分と相補的な前記コネクタ部分の一方を組み込むコネクタを有する、請求項21に記載のバックプレーン用のカード。
【請求項２３】
第1および第2コネクタ部分を有するUWBデータコネクタシステムであって、前記コネクタ部分が、互いに機械的にインターフェースするように構成され、前記コネクタ部分のそれぞれがUWB結合要素を含み、前記第1および第2コネクタ部分がインターフェースするとき、前記UWB結合要素の1つが他のUWB結合要素の近距離場内にあるUWBデータコネクタシステム。
【請求項２４】
前記第1および第2コネクタに、互いの直接的相互電気接続が欠如している請求項23に記載のUWBデータコネクタシステム。
【請求項２５】
UWB結合要素を使用して電気的データ接続を実現する方法であって、
前記接続を介して送信するためのデータを受け取ること、
前記データをUWB信号として符号化すること、
前記結合要素の第1から前記UWB信号を送信すること、
前記UWB結合要素の第2で前記UWB信号を受信すること、および
前記受信したUWB信号から前記データを回復することを含み、
前記第1UWB結合要素と第2UWB結合要素を誘導結合することをさらに含む方法。
【請求項２６】
前記符号化が、前記データをインパルシブUWB信号として符号化することを含む請求項25に記載の方法。
【請求項２７】
前記符号化が、UWBインパルスの1つまたは複数のパターンを使用して前記データを符号化することを含む請求項26に記載の方法。
【請求項２８】
前記結合が、UWBアンテナ間の近距離場結合を含む請求項25から27のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記結合要素がモノポール結合要素を含む請求項25から28のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
UWB結合要素を備える電気的データコネクタにおいて
前記接続を介して送信するためのデータを受信する手段と、
前記データをUWB信号として符号化する手段と、
前記結合要素の第1から前記UWB信号を送信する手段と、
前記UWB結合要素の第2で前記UWB信号を受信する手段と、
前記受信したUWB信号から前記データを回復する手段とを備える電気的データコネクタであって、
前記第1UWB結合要素と第2UWB結合要素の誘導結合のためにさらに構成される電気的データコネクタ。
【請求項３１】
電子装置用のドッキングステーションにおいて、前記電子装置が、近距離場UWBインターフェースに結合された複数の別々のデータ接続を有するドッキングステーションであって、マルチプレクサおよびデマルチプレクサの一方または両方に結合された近距離場USBインターフェースを有し、それによって誘導性ワイヤレスUWB接続を介して前記電子装置の前記別々のデータ接続に接続することが可能にされるドッキングステーション。
【請求項３２】
前記電子装置用の誘導電力供給システムをさらに備える請求項31に記載のドッキングステーション。
【請求項３３】
前記電子装置がポータブルコンピュータを含み、前記別々のデータ接続がビデオデータ接続を含み、それによって前記コンピュータが、前記ドッキングステーションへの直接的電気接続を行うことなく、前記ドッキングステーションを使用して電力を受け、ビデオを表示するように動作可能である請求項31または32に記載のドッキングステーション。
【請求項３４】
近距離場UWBインターフェースにすべて結合された1つまたは複数の外部データ接続を有する環境的に密封された電子装置であって、それによって前記装置への直接的電気接続を行うことなく前記1つまたは複数の外部データ接続を使用して動作可能である環境的に密封された電子装置。
【請求項３５】
外部電源ユニットから前記装置に誘導的に電力供給する電力を受ける手段をさらに備える請求項34に記載の環境的に密封された電子装置。
【請求項３６】
悪環境で電子装置を操作する方法であって、
近距離場UWB結合を使用して前記装置に関するデータ通信を実現すること、
誘導結合を使用して前記装置に関する電力供給を実現すること、および
前記電力供給を使用して前記装置を操作し、前記近距離場UWB結合を介してデータを通信すること
を含む方法。
【請求項３７】
近距離UWBデータ通信を実現する方法であって、
通信すべきデータを入力すること、
前記データをUWBインパルスのパターンとして符号化すること、
前記インパルスのパターンをUWB送信機からUWB受信機に送信すること、
前記受信機で前記インパルスのパターンを受信すること、
前記インパルスのパターンを復号化し、復号化データを提供すること、および
前記復号化データを出力すること
を含む方法。
【請求項３８】
前記送信が、前記受信機での前記送信するインパルスの多重通路成分がほぼ抑制されるのに十分な低さの電力レベルで送信することを含む請求項37に記載の方法。
【請求項３９】
通信すべきデータを入力する手段と、
前記データをUWBインパルスのパターンとして符号化する手段と、
前記インパルスのパターンをUWB送信機からUWB受信機に送信する手段と
を備える近距離UWBデータ通信送信機。
【請求項４０】
UWBインパルスのパターンを受信するための受信信号入力と、
前記インパルスのパターンを復号化し、復号化データを提供する手段と、
前記復号化データを出力する手段と
を備えるUWBデータ通信受信機。
【請求項４１】
電子装置用のインターフェースユニットで実装すべき動作機能を選択する方法において、前記電子装置が近距離UWB通信インターフェースを有し、前記インターフェースユニットが、前記ユニットの領域にわたって間隔を置いて配置された複数の相補的近距離UWB通信インターフェースを有し、それぞれの前記インターフェースが、前記動作機能のうちの1つと関連付けられる方法であって、前記電子装置のUWB通信インターフェースを前記インターフェースユニットの前記UWB通信インターフェースのうちの選択された1つの範囲内に運ぶことによって前記動作機能を選択することを含む方法。
【請求項４２】
前記UWB通信インターフェース範囲が、前記インターフェースユニット通信インターフェースのうちの1つとの選択的通信を可能にするのに十分なだけ短い請求項41に記載の方法。
【請求項４３】
前記選択が、前記電子装置通信インターフェースと前記選択したインターフェースユニット通信インターフェースの相対的向きを選択することも含む請求項41または42に記載の方法。
【請求項４４】
近距離UWB通信インターフェースを有する電子装置用の複数の動作機能のうちの選択された1つを実装するインターフェースユニットにおいて、前記ユニットの領域にわたって間隔を置いて配置された複数の相補的近距離UWB通信インターフェースを有し、それぞれの前記インターフェースが、前記動作機能のうちの1つと関連付けられるインターフェースユニットであって、対応する前記通信インターフェースの通信範囲内に前記電子装置が運ばれたことに応答して実装するための前記動作機能を選択する手段を備えるインターフェースユニット。
【請求項４５】
バックプレーンと、
電子回路を受けるようにそれぞれ構成された、前記バックプレーン上に取り付けられた複数の機械的コネクタと、
それぞれの前記機械的コネクタに少なくとも1つが関連付けられた複数のUWB結合装置と、
前記UWB結合装置のうちの2つ以上の間の1つまたは複数の有線通信リンクと
を備える電気的バックプレーンシステム。
【請求項４６】
前記UWB結合装置が、誘導性または近距離場UWB結合装置を含む請求項45に記載の電気的バックプレーンシステム。
【請求項４７】
前記有線リンクが、少なくとも1つの能動リンクを含む請求項45または46に記載の電気的バックプレーンシステム。
【請求項４８】
第1UWBトランシーバと、
第2UWBトランシーバと、
前記第1UWBトランシーバ用の第1の組のソフトウェアドライバと、
前記第2UWBトランシーバ用の第2の組のソフトウェアドライバとを備えるUWBデータコネクタシステムであって、
前記第1の組のドライバが、複数の第1インターフェースを前記第1UWBトランシーバに提供する第1UWBマルチプレックスドライバを含み、複数の第2ドライバが、前記複数の第1インターフェースに結合されて複数のソフトウェアインターフェースを提供し、
前記第2の組のドライバが、複数の第2インターフェースを前記第2UWBトランシーバに提供する第2UWBマルチプレックスドライバを含み、複数の第3ドライバが、前記複数の第2インターフェースに結合されて複数のハードウェアインターフェースを提供するUWBデータコネクタシステム。
【請求項４９】
前記ソフトウェアインターフェースがアプリケーションプログラムインターフェースを含む請求項48に記載のUWBデータコネクタシステム。
【請求項５０】
前記ハードウェアインターフェースが、RS-232、RS-423、RS-485、IEEE-488、IEEE-1394、USB、USB2、パーソナルコンピュータパラレルポート、ビデオ、コンポジットビデオ、Sビデオ、RGBビデオ、PCIバス、PCI-expressバス、PCMCIAインターフェース、イーサネット（登録商標）、およびデジタルカメラインターフェースから選択された1つまたは複数のインターフェースを含む請求項48または49に記載のUWBデータコネクタシステム。
【請求項５１】
前記ソフトウェアインターフェースが、前記ハードウェアインターフェース用の1つまたは複数の標準インターフェースを提供するように構成される請求項50に記載のUWBデータコネクタシステム。
【請求項５２】
前記システムが、前記ソフトウェアインターフェースのうちの1つまたは複数で使用される第1プロトコルと、1つまたは複数の前記ハードウェアインターフェースで使用される第2プロトコルとの間のプロトコル変換を実現するように構成される請求項48から51のいずれか一項に記載のUWBデータコネクタシステム。
【請求項５３】
前記第1および第2UWBマルチプレックスドライバが、複数のプロトコルを同時に使用して、前記第1ドライバと前記第3ドライバの間でデータを通信するように構成される請求項48から52のいずれか一項に記載のUWBデータコネクタシステム。
【請求項５４】
前記第1および第2UWBマルチプレックスドライバの一方または両方が、別の前記UWBトランシーバおよびドライバの組によって提供または要求される1つまたは複数のサービスを発見する発見プロトコルを含む請求項48から53のいずれか一項に記載のUWBデータコネクタシステム。
【請求項５５】
前記サービス発見プロトコルが、別の前記UWBトランシーバが範囲内にあるかどうかを検出するプロトコルと、前記別の前記UWBトランシーバおよびドライバの組に提供することのできる1つまたは複数のサービスを宣伝するプロトコルと、前記サービス宣伝に応答して、前記第1、第2、または第3ドライバの1つまたは複数を前記他の前記UWBトランシーバおよびドライバの組に対して利用可能にするプロトコルのうちの1つまたは複数を含む請求項54に記載のUWBデータコネクタ。
【請求項５６】
第3UWBトランシーバおよび前記第3UWBトランシーバ用の第3の組のドライバを備え、前記第3の組のドライバが、複数の第3インターフェースを前記第3UWBトランシーバに提供する第3UWBマルチプレックスドライバを含み、複数のハードウェアまたはソフトウェアインターフェースドライバが前記複数の第3インターフェースに結合され、それによって前記UWBデータコネクタシステムがポイント-マルチポイントデータ接続のために使用可能にされる請求項48から55のいずれか一項に記載のUWBデータコネクタ。
【請求項５７】
第1UWBトランシーバと、
第2UWBトランシーバと、
前記第1UWBトランシーバ用の少なくとも1つのドライバと、
前記第2UWBトランシーバ用の少なくとも1つのドライバと
を備えるUWBデータコネクタシステムであって、
前記ドライバの一方または両方が、他の前記UWBトランシーバおよびドライバによって提供または要求される1つまたは複数のサービスを発見するサービス発見プロトコルを含むUWBデータコネクタシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、直接的な電気接続の必要なしに高速電気データコネクタを実装するための近距離場または誘導結合式UWB(超広域)システムの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
UWB通信のための技法は、レーダおよびその他の軍事応用例から発展し、米国特許第3728632号に記載されているように、先駆的な研究がG.F. Ross博士によって実施された。超広域通信システムは、立上りおよび立下がり時間の短い電磁放射の非常に短いパルス(インパルス)を利用し、その結果非常に広い帯域幅のスペクトルが得られる。あるシステムは、そのようなパルスを用いたアンテナの直接的励振を利用し、次いでアンテナは、(励振に応じた)その特性インパルスまたはステップ応答で放射する。そのようなシステムは、得られるrf放射が明確な搬送周波数を欠いているので、キャリアレスまたは「キャリアフリー」と呼ばれる。しかし、他のUWBシステムは、単一または複数の高周波数搬送波の1つまたはいくつかのサイクルを放射する。パルス位置変調、振幅変調、および/または位相変調、CDMA(符号分割多重アクセス)ベースの技法およびOFDM(直交周波数分割多重方式)ベースの技法(マルチキャリアシステムにおいて)を含む様々な変調技法を使用することができる。米国連邦通信委員会(FCC)は、UWBを、中心(または平均)周波数の少なくとも25%の-10dB帯域幅、あるいは少なくとも1.5GHzの帯域幅と定義しており、US DARPAの定義は同様であるが、-20dBの帯域幅を参照している。そのような公式な定義は有用であり、UWBシステムを従来の狭帯域システムまたは広帯域システムと明確に区別するが、本明細書に記載の技法は、この厳密内に包含されるシステムに限定されず、電磁放射の非常に短いパルスを使用する類似のシステムで使用することができる。
【０００３】
UWB通信システムは、従来型システムに勝るいくつかの利点を有する。大まかに言えば、非常に広い帯域幅によって非常に高いデータレート通信が容易になり、放射のパルスが使用されるので、各パルスでの電力が比較的大きい場合であっても平均送信電力(さらには電力消費)を低く保つことができる。さらに、各パルスでの電力が広い帯域幅にわたって拡散するので、単位周波数当たりの電力を確かに非常に低くすることができ、UWBシステムが他のスペクトルのユーザと共存することが可能となり、軍事的応用例では傍受の確率が低くなる。さらにショートパルスにより、複数の反射を一般に分解することができるので、UWB通信システムが多重通路効果の影響を比較的受けにくくなる。ショートパルスの使用はまた、レーダシステムと通信システムのどちらでも、高解像度の位置決定および測定を容易にする。最終的に、UWBシステムは、ほぼすべてのデジタル実装に向いており、したがってコスト節約およびその他の利点が得られる。
【０００４】
図1aは、送受信スイッチ104を介してUWB受信機106およびUWB送信機108に結合された送受信アンテナ102を備えるUWBトランシーバ100の一例である。代替構成では、別々の送信アンテナおよび受信アンテナを設けることができる。
【０００５】
UWB送信機108は、ベースバンド送信データ入力によって変調されるインパルスジェネレータと、任意選択で(所望の出力電力に応じて)アンテナドライバとを備えることができる。いくつかの変調技法のうちの1つ、例えばオンオフキーイング(パルスの送信または非)、パルス振幅変調、またはパルス位置変調を使用することができる。典型的な送信されるパルスが図1bに示されており、1ns未満の持続時間とギガヘルツ程度の帯域幅を有する。
【０００６】
図1cに、搬送波ベースのUWB送信機120の一例を示す。この形態の送信機は、UWB送信中心周波数および帯域幅を制御することを可能にし、かつこの形態の送信機は搬送波ベースであるので、周波数変調および位相変調ならびに振幅変調および位置変調の使用を可能にする。したがって、例えばQAM(直交振幅変調)またはM-ary PSK(位相偏移キーイング)を使用することができる。
【０００７】
図1cを参照すると、発振器124は高周波数搬送波を生成し、それがミキサ126によってゲーティングされ、ミキサ126は実際には高速スイッチとして働く。ミキサへの第2入力がインパルスジェネレータ128によって供給され、(任意選択の)帯域フィルタ130によってフィルタリングされる。フィルタリング後インパルスの振幅が、ミキサダイオードが順方向バイアスされる時間、したがってミキサの出力でのUWB信号の実効パルス幅および帯域幅を決定する。UWB信号の帯域幅も同様にフィルタ130の帯域幅によって決定される。UWB信号の中心周波数および瞬間位相が発振器124によって決定され、データ入力132で変調することができる。中心周波数1.5GHzおよび帯域幅400MHzの送信機の一例が米国特許第6026125号に記載されている。発振器に対してインパルスジェネレータを位相ロックすることによってパルス間コヒーレンシを達成することができる。
【０００８】
ミキサ126の出力が、帯域外周波数および望ましくないミキサ生成物を拒絶するために帯域フィルタ134によって処理され、任意選択で、追加の振幅変調が可能となるようにデジタル制御rf減衰器136で減衰され、次いで、MMIC(モノリシックマイクロ波集積回路)などの広帯域電力増幅器138、および送信アンテナ140に渡される。US'125に記載されているように、ジェネレータ128からのインパルスと同期して電力増幅器をゲートオンおよびオフして、電力消費を低減することができる。
【０００９】
図1dはUWB受信機150のブロック図を示す。着信UWB信号がアンテナ102によって受信され、低雑音増幅器(LNA)およびフィルタ156ならびにアナログ-デジタル変換器158を備えるアナログフロントエンドブロック154に供給される。受信されたUWB入力信号に関する統計を取り込み、記録するために1組のカウンタまたはレジスタ160も設けられる。アナログフロントエンド154は主に、受信されたUWB信号をデジタル形式に変換する任を担う。
【００１０】
フロントエンド154からのデジタル化UWB信号出力が、相関器バンク164および検出器166を備える復調ブロック162に供給される。デジタル化入力信号が、雑音を区別する基準信号メモリ168からの基準信号と相関付けられ、次いで相関器の出力が検出器に供給され、検出器は、受信されたパルスに関するn(ただしnは正の整数である)個の最も可能性の高い位置および位相値を決定する。
【００１１】
復調ブロック162の出力が従来型前方誤り訂正(FEC)ブロック170に供給される。受信機の一実装では、FECブロック170は、トレリスまたはビタビ状態デコーダ172と、その後に続く(デ)インターリーバ174、リードソロモンデコーダ176、および(デ)スクランブラ178を備える。他の実装では、ターボコーディングなどのコーディング/復号化方式を使用することができる。
【００１２】
次いでFECブロックの出力が、周期的冗長検査(CRC)ブロック182およびデフレーマ184を備えるデータ同期ユニット180に渡される。データ同期ユニット180は、アプリケーションデータストリームからのMAC(媒体アクセス制御)制御情報を分離する、受信されたデータ内のフレーミングにロックし、それを追跡して、後続のMACブロック(図示せず)にデータ出力を供給する。
【００１３】
プログラムコードおよびデータ記憶メモリと共にCPU(中央演算処理装置)を備える制御プロセッサ186が、受信機を制御するのに使用される。制御プロセッサ186の主な作業は、相関器に供給される基準信号を、環境変化(基準波形の初期決定、LNAブロック156での利得の制御、および環境の外部変化を補償するための基準波形で進行中の調節など)による受信された信号の変化を追跡するように維持することである。
【００１４】
信頼性、堅牢性、およびあるケースではスループットの帯域幅に関して、物理的接触コネクタが常にシステムにおける弱点である。これは、困難な環境、汚れた環境、または危険な環境において、またはPCドッキングステーションや、セルフォンまたはPDA(携帯情報端末)クレードルなどの、コネクタが頻繁に使用される場合に特にそうである。したがって、バスおよびその他の接続を、接続部分間の直接的な電気的接触に依拠しないコネクタである「無接点コネクタ」と交換することができれば有利である。非UWBシステムに関する従来技術を、Integrated Antenna as Contactless Connector ofr Wireless System、Tatsuo Itoh、Department of Electrical Engineering、University of California、Los Angeles、California 90095、Final Report 1997-1998 for MICRO Project 97-069およびwww.pcguide.com/ref/mbsys/buses/funcBandwidth-c.htmlに見出すことができるが、以下で説明するように、UWBの使用によりいくつかの特定の利点が得られる。
【特許文献１】米国特許第3728632号
【特許文献２】米国特許第6026125号
【特許文献３】PCT英国特許出願第2003/005070号
【特許文献４】英国特許第2399230号
【特許文献５】英国特許第2399225号
【特許文献６】英国特許第2399226号
【特許文献７】英国特許第2399227号
【特許文献８】英国特許第2399228号
【特許文献９】英国特許第2399229号
【特許文献１０】英国特許第2398176号
【非特許文献１】Tatsuo Itoh、Department of Electrical Engineering、University of California、Los Angeles、California 90095、「Integrated Antenna as Contactless Connector ofr Wireless System」、Final Report 1997-1998 for MICRO Project 97-069およびwww.pcguide.com/ref/mbsys/buses/funcBandwidth-c.html
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
したがって、本発明の第1の態様によれば、第1コネクタ部分および第2コネクタ部分を有するデータコネクタシステムにおいて、前記第1コネクタ部分が、データ入力を有するUWB送信機と、前記UWB送信機によって駆動される第1UWB結合要素とを備え、前記第2コネクタ部分が、第2UWB結合要素と、データ出力を有するUWB受信機とを備え、前記UWB受信機が、前記第2UWB結合要素からの入力を有するデータコネクタシステムであって、前記結合要素が互いに誘導結合して前記データ入力から前記データ出力にデータを転送することが可能となるように、前記第1および第2UWB結合要素が互いの動作範囲内にある接続構成と、前記第1および第2コネクタ部分が前記動作範囲を超えて分離される切断構成とを有するデータコネクタシステムが提供される。
【００１６】
超広帯域誘導結合、実際には超広帯域変圧器を提供すると、毎秒数ギガビットを達成することのできるデータ転送速度で、非常に近距離ではあるが信頼性の高いUWB通信が可能となる。システムの好ましい実施形態では、動作範囲は、これらの結合要素の近距離場範囲以下であり、そのような近距離場範囲は、コネクタシステムが動作するUWB帯域の中心周波数または平均周波数の波長に等しくなるように好都合に定義することができる(多帯域システムの場合、中心帯域の中心周波数を使用することができる)。あるいは、ある場合には好ましくは、例えば-3dBまたは-10dB地点で、システムで使用されるUWB帯域の最大周波数の波長未満に動作範囲を定義することができる。通常、動作範囲は3cm未満、1cm未満、または0.5cm未満である。誘導UWB結合要素は、モノポール要素またはバイポール要素を含むことができ、これらの要素間の「ギャップ」は、非導電性材料、例えばプラスチックケーシングの一部を含むことができる。
【００１７】
非常に近距離のUWB通信を使用することは、いくつかの利点を有する。第1に、使用する必要があるのは非常に低い電力のみであり、したがって他の装置への干渉に関する生じ得る懸念が低減される。第2に、非常に近距離の通信の使用により、多重通路干渉をほぼ抑制し、実質上なくすことができ、信号受信および処理が単純になり、インパルスUWB信号の使用が容易となり、それにより、低コストで実装することのできる、(送信機および/または受信機)の実質的に全デジタル構成が可能となる。しかし、動作範囲への参照は、そうである可能性もあるが、この範囲を超えるとコネクタシステムが動作不能であることを必ずしも示唆するわけではないことに留意されたい。しかし、好ましくは、データコネクタシステムは、比較的近距離、例えば1cm、5cm、10cm、50cm、100cm以上で動作不能となる。これにより、多重通路の低減が容易となり、コネクタの「切断」も容易となる。
【００１８】
後でさらに説明するが、第1および第2コネクタ部分の一方または両方は、電気的インターフェーシングではなく機械的インターフェーシングのために構成された機械的従来型コネクタの一部またはすべてを含むことができ、あるいは、装置、例えば電子装置および関連するドッキングステーションに組み込むことができる。
【００１９】
第1および第2コネクタ部分が接続されるときの実施形態では、第1および第2結合要素を、例えば平行または逆平行に、互いにほぼ位置合せすることができ、またはより具体的には、第1および第2結合要素は、位置合せされた極性を有することができる。しかし、他の好ましい実施形態では、UWB結合要素は、そのような位置合せが重要ではなく、または全く不要となるように比較的低い程度の極性を有する。
【００２０】
第1および第2コネクタ部分の一方または両方は、複数のUWB結合要素を備えることができ、その複数のUWB結合要素は、ほぼ同一の、または異なる相互の位置合せまたは向きを有することができる。そのような構成では、異なるUWB結合要素は異なるデータ接続性を提供することができ、具体的には、異なるデータ処理機能を起動することができる。例えば、コネクタ部分の1つのUWB結合要素への接続は、第1データ処理機能を起動することができ、同一のコネクタ部分の別の結合要素への接続は、第2データ処理機能を起動することができる。そのようなデータ処理機能は、データ記憶機能、データ検索機能、および印刷機能(例えばデジタル撮像装置の場合)のうちの1つまたは複数を含むことができる。このようにして、広範な機能を提供することができ、ユーザはそれを、適切なUWB結合要素に単に接続することによって選択することができる。そのようなシステムでは、各UWB結合要素は、専用の関連するUWB送信機または受信機(またはトランシーバ)データ処理を有することができ、または複数のUWB結合要素のデータストリームを組み合わせることができ、前記結合要素への接続に応答してデータ処理機能識別システムを生成することができる。
【００２１】
近距離UWB伝送によって容易となる非常に高いデータレートにより、複数のシリアルおよび/またはパラレルデータストリームを多重化し、単一のUWB接続を介して送ることが可能となる。したがって、好ましくは、第1および第2コネクタ部分の一方はデータマルチプレクサを含み、他方はデータデマルチプレクサを含み、そのような構成を使用して、例えばUWBリンクを介してデータバスおよびビデオデータ接続を多重化することができる。
【００２２】
各実施形態では、データ接続システムが双方向性であり、各コネクタ部分がUWB送信機とUWB受信機を共に含み、送信機および受信機に対して共用結合要素または異なる結合要素を使用することができる。
【００２３】
ある特に好ましい実施形態では、コネクタシステムは誘導電力移送システムを含み、したがって、例えば、第1および第2コネクタ部分のそれぞれは、コネクタ部分が動作範囲内に運ばれたときに誘導結合する(または他の実施形態では互いに対合する)1つまたは複数の電気的コイルを含むことができる。コネクタ部分が複数のコイルを含む場合、コイルはすべて同じ形状、サイズ、または面積である必要はなく、無接点電気エネルギー移送を依然として実現しながら、互いに対して誘導結合ユニットの平行移動および/または回転の自由度が可能となるようにコイルを構成することができ、UWBリンク要素についても同じである。そのような構成により、第1コネクタ部分と第2コネクタ部分の間に直接的な相互電気接続が全くない接続システムが容易となる。
【００２４】
有利には、電子装置とその装置用のドッキングステーションのためにそのようなコネクタシステムを実装することができ、この場合、コネクタシステムの一方の部分が電子装置内に導入され、コネクタシステムの他方の部分がドッキングステーション内に導入される。そのような構成では、第1コネクタ部分と第2コネクタ部分との間の機械的インターフェースは不要であり、例えば、電子装置を単にドッキングステーションの頂部に置くことができる。電子装置は、例えば、携帯電話、ラップトップコンピュータ、デジタルカメラ、PDA、ポータブル音楽またはビデオ装置などの消費者向け電子装置を含むことができる。各実施形態では、単一のドッキングステーションは、例えばドッキングステーションに複数の第1(または第2)コネクタ部分を設けることにより、複数の電子装置との同時接続のための備えを有することができることを理解されよう。
【００２５】
上述の無接点コネクタシステムは、化学処理プラントなどの火花の危険がある環境のための水中環境などの悪環境または危険な環境でも有用である。したがって、上述のデータコネクタシステムコネクタ部分を装置内に組み込むことにより、実質上環境的に密封された電子装置を提供することができる。
【００２６】
システムの別の実施形態では、第1および第2コネクタ部分の一方(または両方)をそれぞれ組み込む複数のカードソケットを有する電気的バックプレーンが設けられ、本発明は、バックプレーンに対する機械的取付け/装着のための1つまたは複数の相補的コネクタ部分を有するカードをさらに提供し、カードとバックプレーンとの間の誘導性UWB結合を実現する。
【００２７】
本発明の関連する態様によれば、第1および第2コネクタ部分を有するUWBデータコネクタシステムにおいて、前記コネクタ部分が互いに機械的にインターフェースするように構成され、前記コネクタ部分のそれぞれがUWB結合要素を含むUWBデータコネクタシステムであって、前記第1コネクタ部分と第2コネクタ部分がインターフェースするとき、前記UWB結合要素の1つが他のUWB結合要素の近距離場内にあるUWBデータコネクタシステムが提供される。
【００２８】
別の関連する態様では、本発明は、UWB結合要素を使用して電気的データ接続を実現する方法であって、前記接続を介して伝送用のデータを受信すること、前記データをUWB信号として符号化すること、前記結合要素の第1から前記UWB信号を送信すること、前記UWB結合要素の第2で前記UWB信号を受信すること、前記受信したUWB信号から前記データを回復することを含み、前記第1UWB結合要素と第2UWB結合要素を誘導結合することをさらに含む方法を提供する。
【００２９】
好ましくは、符号化することは、好ましくはUWBインパルスの1つまたは複数のパターンまたは「チャープ」を使用して、データをインパルシブUWB信号として符号化し、これらをタイミング、振幅、および/または位相で変調してデータを符号化することができ、かつ/または複数の異なるパターンを使用してコードドメインマルチプルアクセスの形態を使用し、単一の前記データ接続を介する複数の異なるデータチャネルを実装することができる。任意選択で前方誤り訂正され、そうでない場合は符号化された1つまたは複数のデータビットをUWBインパルスの各パターンと関連付けることができる。
【００３０】
本発明はまた、UWB結合要素を含む電気的データコネクタにおいて、前記接続を介して送信するためのデータを受信する手段と、前記データをUWB信号として符号化する手段と、前記結合要素の第1から前記UWB信号を送信する手段と、前記UWB結合要素の第2で前記UWB信号を受信する手段と、前記受信したUWB信号から前記データを回復する手段とを備えるコネクタであって、前記第1UWB結合要素と第2UWB結合要素の誘導結合のためにさらに構成されるコネクタを提供する。
【００３１】
別の態様では、本発明は、電子装置用のドッキングステーションにおいて、前記電子装置が、近距離場UWBインターフェースに結合された複数の別々のデータ接続を有するドッキングステーションであって、マルチプレクサおよびデマルチプレクサの一方または両方に結合された近距離場USBインターフェースを有し、それによって誘導性ワイヤレスUWB接続を介して前記電子装置の前記別々のデータ接続に接続することが可能にされるドッキングステーションを提供する。
【００３２】
好ましくは、ドッキングステーションは電子装置用の誘導電力供給システムも含む。好ましくは、別々のデータ接続はビデオデータ接続を含み、USB(ユニバーサルシリアルバス)接続、PCIバス接続、FireWire接続、イーサネット（登録商標）接続などの1つまたは複数のシリアルおよび/またはパラレルデータ接続も含むことができる。そのようなドッキングステーションをラップトップコンピュータと共に、両者の間の直接的電気接続を必要とせずに使用することができる。
【００３３】
本発明はまた、近距離場UWBインターフェースにすべて接続された1つまたは複数の外部データ接続を有する、環境的に密封された電子装置を提供し、それによって装置は、装置に対して直接的電気接続を行うことなく、前記1つまたは複数の外部データ接続を使用して動作可能である。
【００３４】
好ましくは、密封された電子装置は、外部電源ユニットから装置に誘導的に電力供給する電力、例えば充電式電池を充電する電力を受ける受信機も含む。
【００３５】
補足的態様では、本発明は、悪環境で電子装置を操作する方法であって、近距離場UWB結合を使用して装置に関するデータ通信を実現すること、誘導結合を使用して装置に関する電力供給を実現すること、および前記電力供給を使用して装置を操作し、前記近距離場UWB結合を介してデータを通信することを含む方法を提供する。
【００３６】
本発明はさらに、近距離UWBデータ通信を実現する方法であって、通信すべきデータを入力すること、前記データをUWBインパルスのパターンとして符号化すること、前記インパルスのパターンをUWB送信機からUWB受信機に送信すること、前記受信機で前記インパルスのパターンを受信すること、前記インパルスのパターンを復号化し、復号化データを提供すること、および前記復号化データを出力することを含む方法を提供する。
【００３７】
好ましくは、UWBインパルスが、送信する信号の多重通路成分が受信されるのをほぼ抑制するのに十分な低さの電力レベルで送信される。
【００３８】
本発明はまた、通信すべきデータを入力する手段と、前記データをUWBインパルスのパターンとして符号化する手段と、前記インパルスのパターンをUWB送信機からUWB受信機に送信する手段とを備える近距離UWBデータ通信送信機を提供する。
【００３９】
本発明はまた、UWBインパルスのパターンを受信するための受信信号入力と、前記インパルスのパターンを復号化し、復号化データを提供する手段と、前記復号化データを出力する手段とを備えるUWBデータ通信受信機を提供する。
【００４０】
本発明はさらに、電子装置用のインターフェースユニットで実装すべき動作機能を選択する方法において、前記電子装置が近距離UWB通信インターフェースを有し、前記インターフェースユニットが、前記ユニットの領域にわたって間隔を置いて配置された複数の相補的近距離UWB通信インターフェースを有し、それぞれの前記インターフェースが、前記動作機能のうちの1つと関連付けられる方法であって、前記電子装置のUWB通信インターフェースを前記インターフェースユニットの前記UWB通信インターフェースのうちの選択された1つの範囲内に運ぶことによって前記動作機能を選択することを含む方法を提供する。
【００４１】
好ましくは、UWB通信インターフェースは、インターフェースユニットの選択されたインターフェースを用いた選択的通信が可能となるのに十分なだけ短い範囲を有するが、選択することは、さらに、または別法として、電子装置とインターフェースユニットインターフェースの相対的向きを選択することを含む。
【００４２】
本発明はさらに、近距離UWB通信インターフェースを有する電子装置用の複数の動作機能のうちの選択された1つを実装するインターフェースユニットにおいて、前記ユニットの領域にわたって間隔を置いて配置された複数の相補的近距離UWB通信インターフェースを有し、それぞれの前記インターフェースが、前記動作機能のうちの1つと関連付けられるインターフェースユニットであって、対応する前記通信インターフェースの通信範囲内に前記電子装置が運ばれたことに応答して実装するための前記動作機能を選択する手段を備えるインターフェースユニットを提供する。
【００４３】
さらに別の態様では、本発明は、バックプレーンと、電子回路を受けるようにそれぞれ構成された、前記バックプレーン上に取り付けられた複数の機械的コネクタと、それぞれの前記機械的コネクタに少なくとも1つが関連付けられた複数のUWB結合装置と、前記UWB結合装置のうちの2つ以上の間の1つまたは複数の有線通信リンクとを備える電気的バックプレーンシステムを提供する。
【００４４】
好ましくは、UWB結合装置は、誘導性または近距離場結合装置を含み、こうした結合装置のうちの2つ以上の間のリンクは受動的または能動的でよい。能動リンクが使用される場合、好ましくは、結合装置間の双方向通信が実現される。バックプレーンは、例えば、バックプレーンまたはサーバラック(この場合、電子回路はブレードサーバを含むことができる)、または通信ラック、またはパーソナルコンピュータシャーシの一部を含むことができ、パーソナルコンピュータシャーシの一部の場合、バックプレーンはマザーボードの一部を含むことができる。
【００４５】
別の態様では本発明は、第1UWBトランシーバと、第2UWBトランシーバと、前記第1UWBトランシーバ用の第1の組のソフトウェアドライバと、前記第2UWBトランシーバ用の第2の組のソフトウェアドライバとを備えるUWBデータコネクタシステムであって、前記第1組のドライバが、複数の第1インターフェースを前記第1UWBトランシーバに提供する第1UWBマルチプレックスドライバを含み、複数の第2ドライバが、前記複数の第1インターフェースに結合されて複数のソフトウェアインターフェースを提供し、前記第2の組のドライバが、複数の第2インターフェースを前記第2UWBトランシーバに提供する第2UWBマルチプレックスドライバを含み、複数の第3ドライバが、前記複数の第2インターフェースに結合されて複数のハードウェアインターフェースを提供するUWBデータコネクタシステムを提供する。
【００４６】
好ましくは、ソフトウェアインターフェースはアプリケーションプログラムインターフェースを含み、ハードウェアインターフェースは、内蔵または外付けでよく、コンピュータおよび消費者向け電子装置と共に使用される複数の異なる標準インターフェースのいずれか1つを含む。そのようなインターフェースは、(限定はしないが)RS-232、RS-423、RS-485、IEEE-488、IEEE-1394、USB、USB2、パーソナルコンピュータパラレルポート、ビデオ、コンポジットビデオ、Sビデオ、RGBビデオ、PCIバス、PCI-expressバス、PCMCIAインターフェース、イーサネット（登録商標）、およびデジタルカメラインターフェース(実装される様々なタイプのいずれか)を含む。より一般的には、任意の標準ハードウェアインターフェース、例えばIEEE、EIA、IEC、ISO、またはその他の規格組織によって定義された標準インターフェースを実装することができる。好ましくは、ソフトウェアインターフェースは、標準インターフェースおよびハードウェアインターフェースを提供するように構成され、その結果、各実施形態では、UWBデータコネクタシステムが、システムを使用するアプリケーションソフトウェアにとってほぼ透過的となる。
【００４７】
好ましい実施形態は、複数のプロトコルを同時に使用してソフトウェアインターフェースとハードウェアインターフェースとの間でデータを通信し、好ましくは、UWBデータコネクタシステムは、プロトコルトンネリングを使用して、2つのトランシーバ間のUWBリンクを介して複数の異なるプロトコルを(同期的に)搬送する。任意選択で、プロトコル変換を提供することもでき、その結果、例えばIEEE-1394(Firewire(商標))ドライバインターフェースを使用して、イーサネット（登録商標）またはPCI-expressバスに書き込むことができる。具体的にはUWB通信の高帯域幅および低待ち時間のために、システムの各実施形態を使用して直接バス間ブリッジまたはバス-マルチバスブリッジを実装することもできる。
【００４８】
好ましくは、第1および第2の組のソフトウェアドライバの一方または両方は、(トランシーバおよびマルチプレックスドライバを含む)別のコネクタサービスが範囲内にあるときを発見し、この別のコネクタによって提供または要求されるサービスを発見する発見プロトコルを含む。例えば、(ハードウェアインターフェースを提供する)第2の組のソフトウェアドライバは、第1の組のソフトウェアドライバが利用可能なインターフェースを宣伝することができ、次いで第1の組のソフトウェアドライバは、適切なソフトウェアインターフェースをアプリケーションプログラムに対して利用可能にする。したがって、サービス発見プロトコルは、近くのUWBデータコネクタを検出するプロトコルと、提供することのできる1つまたは複数のサービスを宣伝するプロトコルと、サービス宣伝に応答して1つまたは複数のドライバを利用可能にするプロトコルのうちの1つまたは複数を含むことができる。
【００４９】
したがって、別の態様では、本発明は、第1UWBトランシーバと、第2UWBトランシーバと、前記第1UWBトランシーバ用の少なくとも1つのドライバと、前記第2UWBトランシーバ用の少なくとも1つのドライバとを備えるUWBデータコネクタシステムであって、前記ドライバの一方または両方が、他の前記UWBトランシーバまたはドライバによって提供または要求される1つまたは複数のサービスを発見するサービス発見プロトコルを含むUWBデータコネクタシステムを提供する。
【００５０】
UWBデータコネクタシステムは、ポイント-マルチポイントデータ接続を実装するために、第3UWBトランシーバと、対応する1組のソフトウェアドライバとをさらに備えることができる。
【００５１】
本発明の上述の態様および実施形態を任意の順列で組み合わせることができることを当業者は理解されよう。
【００５２】
これから、添付の図面を参照しながら、単なる例示によって本発明の上記およびその他の態様をさらに説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
まず図2aを参照すると、1対のUWB結合要素208a、bを使用して実装された誘導結合または「変圧器」結合206によって第2コネクタ部分204に結合された第1コネクタ部分202を備えるデータ接続システム200が示されている。これらのUWB結合要素のそれぞれは、例えば従来型UWBアンテナを含むことができ、この1対のアンテナは、それぞれが他方の近距離場内にあるように互いに対して配置され、または近くに配置される。コネクタ部分202は、データ入力212を有し、結合要素208aへのUWB信号出力を供給するUWB送信機210を備える。コネクタ部分204は、結合要素208bからUWB信号を受信し、対応するデータ出力216を供給するUWB受信機214を備える。送信機210、結合要素208a、結合要素208b、および受信機214を備えるシステムは、コネクタシステムの外部に放射しないように設計される。大まかに言えば、コネクタシステムは、データ接続の「最後のインチ」を実装するように設計され、したがって非常に低い電力で動作することができ、とりわけ干渉の危険が低減される。
【００５４】
図2bに、UWB結合要素を208a、bをより詳細に示す。図示する実施形態では、参照により内容全体が本明細書に組み込まれる2003年11月21日出願の本出願人の同時係属のPCT英国特許出願第2003/005070号に詳細に記載されている、本発明者等が「ビショップスハット(bishops hat)」アンテナと命名したものを備える。図2bに示されるように、UWB結合要素の対の相互の分離および/または向きを変更することができる。
【００５５】
図2cに、図2aに示されるデータコネクタシステム200のコネクタ202、204内に組み込むことのできる無接点誘導電力移送システム250を示す。
【００５６】
電力移送システムは、電力送信システム252および電力受信システム254を備え、電力送信システムは、主電源(またはグリッド電源)などの電源から電力を受け取り、電力受信システム254は、電子装置、具体的にはポータブル電子装置に電力供給するために、好ましくはDC電力出力を供給する。送信機252は、DC電力を1つまたは複数のドライバ258に供給する電源256を備え、1つまたは複数のドライバ258は、低周波数駆動信号を1つまたは複数の電力送信コイル260に供給する。受信機254は1つまたは複数の電力受信コイル262を備え、1つまたは複数のパワー受信コイル262は、コネクタシステムが使用中のとき、送信コイル260に近接して配置され、それによって送信機ユニット252から誘導的に電力を受ける。コイル262で受信された電力は、電力変換ユニット264に供給され、電力変換ユニット264は通常、受信した信号を整流および平滑化し、低電圧DC電力出力266を供給する。
【００５７】
適切な誘導電力伝送システムが、参照を行うことのできる英国特許第2399230号、英国特許第2399225号、英国特許第2399226号、英国特許第2399227号、英国特許第2399228号、英国特許第2399229号、および英国特許第2398176号、ならびにいくつかのその他の同様の文献により詳細に記載されている。
【００５８】
次に図3aを参照すると、上述のデータコネクタシステムを介してドッキングステーション302に接続されたポータブル電子装置300の略図が示されている。図3aの例では、電子装置300は、ほぼ平坦な表面304を有し、表面304は、UWB結合要素208a、bが互いに近接するように、図示する例ではほぼ位置合せされるように、ドッキングステーションの対応するほぼ平坦な表面306と当接する(図3aでは、図2a〜cと同様の要素が同様の参照番号で示されている)。図3aの例では、データコネクタシステムは、コイル260、262を備える電力移送システムも含む。UWB結合要素208aおよびコイル262が装置300の表面304上または表面304に隣接して配置され(表面304はプラスチックなどの非導電材料から形成される)、同様に、結合要素208bおよびコイル260が、ドッキングステーション302の面306の内面上または内面に隣接して配置される。図3aの例では、単一のコイルの対および単一のUWB結合要素の対が図示されているが、実際には、装置300とドッキングステーション302の一方または両方は、複数のUWB結合要素および/または電力送信/受信コイルを異なる位置および/または向きで組み込むことができる。
【００５９】
図3bに、結合要素208a、bおよび任意選択でコイル260、262が機械的に対合するコネクタ部分352、354内に組み込まれるデータコネクタシステム350の代替実施形態を示す。コネクタ部分352、354は、例えばクリップ356によって、互いに解放可能に機械的に対合するように構成される。コネクタが係合するとき、UWB結合要素208a、bが互いに近距離場で誘導結合し、高速データ接続を実現し、または任意選択でコイル260、262が電力を供給する。
【００６０】
図4aを参照すると、図2aのシステム200と類似のデータコネクタシステム400の代替実施形態が示されており、同様の要素が同様の参照番号で示されている。図4aのデータコネクタ400では、第1および第2コネクタ部分402、404がそれぞれUWBトランシーバ406、408を組み込み、双方向誘導UWBデータ通信接続を実現する。任意選択で、双方向誘導電力移送も実現することができる。
【００６１】
図4bおよび4cは、図2aのUWB送信機210および/または図2aのUWB受信機214を、2つ以上のUWB結合要素208aa、208ab、208ba、208bbに結合できることを示す。図4dに概略的に示すように、こうしたUWB結合要素を異なる位置に、かつ/または互いに対して異なる向きに設けることができ、例えば図3aのドッキングステーション構成、またはシステムの接続部分の厳密な位置合せが容易には達成できない類似のデータコネクタシステムでのUWBデータ結合が容易となる。
【００６２】
図5aに、UWB接続の選択に応答して動作機能を選択するコネクタシステム組込み手段500を示す。図5aでは、電子装置502は、UWB結合要素506に接続されたデータ入力/出力を有するUWBトランシーバ504を備える。ドッキングステーションなどのインターフェースユニット508は、インターフェースユニット508上に間隔を置いて配置された複数の相補的UWBインターフェース510、512を備え、インターフェースユニット上の電子装置502の選択的配置によってインターフェースの一方または他方を選択することができる。図示する例では、UWBインターフェース510は、UWB結合要素およびUWB受信機を備え、インターフェース512は、UWB結合要素およびUWBトランシーバを備える。インターフェース510は、プリンタ516を駆動するためにプリンタインターフェース514にデータ出力を供給し、インターフェース512は、データ記憶装置520にデータを書き込み、かつ/またはデータ記憶装置520からデータを読み取るためにデータ記憶インターフェース518にデータ入出力を供給する。このようにして、UWB結合要素506がインターフェース510に隣接して配置されたときに印刷機能が起動されるのに対して、UWB結合要素506がインターフェース512に隣接して配置されたとき、データ記憶/検索機能が起動される。
【００６３】
図5bに、インターフェース510、512の両方が、データ入出力接続524と、接続が行われるインターフェース510、512に応答して必要な機能を識別する機能識別信号526とを提供する共通コントローラ522に結合される、類似の機能を提供する別の方法を示す。
【００６４】
図6aに、単一UWB接続を介してどのように複数のデータストリームを多重化することができるかを示す。したがって、複数のデータストリームがマルチプレクサ602に供給され、そこから上述のUWBデータコネクタシステム604、606に供給され、コネクタ606の出力がデマルチプレクサ608に供給され、デマルチプレクサ608は、入力データストリーム600に対応する複数の多重化解除後出力データストリーム610を供給する。図6bに示すように、シリアライザ612によってパラレルデータバスからデータストリームを生成し、デシリアライザ614によって回復することができる。図6aおよび6bのデータ通信は単方向(図示)または双方向でよい。UWBデータ接続システムは、非常に短い距離を介して毎秒数ギガビットのデータ転送速度を実現することができ、典型的なバス速度、例えば16ビットISAバス(バス速度8.3MHz)の場合の毎秒約16メガバイトや、32ビットPCIバス(バス速度33MHz)の場合の毎秒127メガバイトに匹敵する。したがって、複数のシリアルおよび/またはパラレルデータバスに関する接続を単一のUWBコネクタで実現できることがわかる。
【００６５】
この概念を図7aに示し、図7aはラップトップコンピュータ700およびそのドッキングステーション702を示す。ラップトップコンピュータ700はUWBカップラ704および誘導電力受信機706を組み込み、ドッキングステーションは相補的UWBカップラ708および誘導電力送信機710を含む。従来の方式では、ドッキングステーション702は、モニタ714用のビデオ出力712ならびに1つまたは複数の従来型パラレルデータバス接続716および1つまたは複数の従来型シリアルデータ接続718を提供し、ドッキングステーションは、主電源入力720を有する。これらすべての接続に関するデータおよびビデオ接続712に関する生データがUWBコネクタシステム704、708を介して搬送され、好ましくは、ラップトップは、直接的電気接続を使用せずに電力供給され、このようにして、ラップトップの電力および通信のすべてをワイヤレスで、すなわち直接的電気コネクタなしで実装することができ、したがって信頼性と使用の容易さが向上する。
【００６６】
図7bに、モバイル通信装置732用のドッキングステーション730を示す同様の概念を示し、図7cに、デジタルカメラ742用のドッキングステーション740が設けられる別の例を示す。直接的電気接続が不要であるので、デジタルカメラ(またはその他の電子装置)を完全に環境的に密封することができ、例えば防水カメラが提供されることを理解されよう。超高速のUWBデータ接続により、実際的な時間フレーム内で静止画データおよび動画データの両方の転送が可能となる。
【００６７】
図8に、図7aのラップトップおよびドッキングステーションで実装するのに適したUWBコネクタシステム800のブロック図を示す。
【００６８】
ドッキングステーションコネクタ802は、UWBカップラ808に接続されたマルチプレクサ/デマルチプレクサおよびUWBトランシーバ806を備える。マルチプレクサ/デマルチプレクサは、例えばビデオ、PCIバス、イーサネット（登録商標）、FireWire、USB、PS-2、およびその他のシリアルまたはパラレル接続のうちの1つまたは複数のための、複数の入出力接続を有する。ラップトップでは、対応するマルチプレクサ/デマルチプレクサおよびUWBトランシーバ810がUWB結合要素812に結合され、マルチプレクサ/デマルチプレクサ810は、マルチプレクサ/デマルチプレクサ806への対応する1組のデータ接続を提供する。使用時に、UWBカップラ808、812が互いに近くに、またはほぼ隣接して配置され、近距離場で誘導結合または変圧器結合が与えられ、近くの電子装置にほとんどまたは全く干渉せず、多重通路問題がほとんどまたは全くなしに、毎秒数ギガビットのデータレートが達成される。コネクタ802は、1つまたは複数の電力送信コイル818を駆動するドライバ816への電力入力814も組み込み、コネクタ804は、ラップトップに電力供給する調整および平滑化済みDC電力出力824を供給する電力変換ユニット822に結合された1つまたは複数の対応する電力受信コイル820を含む。やはり、コネクタ部分802、804が接続されたとき、すなわちラップトップがドッキングステーションインターフェースの頂部に配置されたとき、コイル818、820が、電力移送関係に並置される。
【００６９】
データコネクタシステムの実施形態において、接続構成では、誘導結合要素が、通常は1cm程度の範囲で、互いに非常に接近する。これにより、回路をほぼすべてデジタルにすることができるので安価であるベースバンドインパルスベースのUWB解決策の使用が容易となる。そのようなシステムでは、コネクタを介して転送される1つまたは1組のデータビットを、特定の相互時間関係を有する比較的短い周知のパルスのシーケンスであるチャープとして符号化することができ、任意選択で、そのようなチャープを位相変調、振幅変調、または位置変調することができる。
【００７０】
図9に、このようにデータを符号化および復号化するように構成された第1コネクタ部分902および第2コネクタ部分904を備えるコネクタシステム900を示す。したがって、コネクタ部分902は、エンコーダ906と、その後に続くUWBドライバ908および結合要素910とを備え、コネクタ部分904は、UWB受信機914に給電する結合要素912を備え、UWB受信機914は、デコーダ916に出力を供給して復号化データ出力を供給する。データがチャープ918などのチャープまたはパルスのパターンとして符号化されるが、任意選択で、複数の同時データチャネルを実装するために複数の異なるタイプのチャープを含めることができ、各チャープは、図9のチャープ918、920などの異なるパルスのパターン、好ましくはほぼ直交するパルスのパターンを有する。
【００７１】
図10aおよび10bに、ブレードサーバカードなどの複数のカード1004a、b、cを取り付けるUWBバックプレーン1002を備えるUWBバックプレーンコネクタシステム1000の上面図および側面図を示す。各カードはコネクタ1006a、b、cにはめ込まれ、コネクタ1006a、b、cはカードを保持するが、任意選択で電力接続を除いてカードにどんな直接的電気接続も提供する必要がない。各カードは、上述のタイプの好ましくは双方向であるUWBコネクタ1008a〜cの一部を備える。UWBバックプレーンは、カードがその機械的マウンティングに挿入されたときにバックプレーン結合要素がカード結合要素に隣接するように配置された、各カードごとに少なくとも1つのUWB結合要素1010a〜cを備える。バックプレーンUWB結合要素1010は、受動導波路、例えば単純なワイヤでリンクすることができ、または具体的には外部装置またはコネクタに結合するために、1つまたは複数の能動(双方向)ドライバ1014を含めることができる。例えば光結合ではなくUWB結合を使用することにより、結合要素を非常に厳密に位置合せする必要なしに高データレートが達成される。
【００７２】
次に図11aを参照すると、UWBデータコネクタシステム用の第1の例示的ドライバアーキテクチャが示されている。アプリケーションソフトウェア1100は、UWB送信機またはトランシーバハードウェア1104を駆動するドライバ1102にデータを供給する。これらの構成要素は、データコネクタシステムの第1部分を構成する。システムの第2部分は、ドライバ1108に出力を供給する別のUWB受信機またはトランシーバハードウェア1106を備え、ドライバ1108はアプリケーションプログラムインターフェース1110にデータを出力する。各実施形態では、図11aのシステムは双方向データ通信/接続を実現できることを当業者は理解されよう。
【００７３】
図11bに、複数のソフトウェアアプリケーション1150a、bに対するソフトウェアインターフェースを提供するUWBデータコネクタシステムアーキテクチャの第2の例を示す。ソフトウェアアプリケーション1150a、bはそれぞれの仮想ドライバ1152a、bと通信し、アプリケーション1150a、bにとって仮想ドライバ1152a、bはハードウェアドライバのように見える。ドライバ1152a、bはそれぞれUWBマルチプレックスドライバ1154と通信し、UWBマルチプレックスドライバ1154はUWBハードウェアトランシーバ1156を駆動する。マルチプレックスドライバ1154は、複数のプロトコルを同時に処理し、それらをUWBハードウェアリンクを介してトンネリングする。したがって、UWBトランシーバ1156は、UWBデータ接続システムの第2部分の第2UWBトランシーバ1158と通信する。
【００７４】
UWBトランシーバ1158は、ハードウェアドライバ1162a、bに対する複数のインターフェースを有し、通常は標準ハードウェアインターフェース、図示する例ではAUSBドライバおよびイーサネット（登録商標）ドライバを実装する第2UWBマルチプレックスドライバ1160と通信する。これらのドライバは、それぞれのハードウェアインターフェース1164a、bを提供する。典型的なインターフェースは、PCI、USB、ビデオ、Firewire、イーサネット（登録商標）、PCMCIAなどを含む。ハードウェアインターフェースは外部インターフェースに限定されず、例えばPCIシャーシ上のインターフェースを含むことができ、例えばバス間ブリッジまたはバス-マルチバスブリッジを提供する。
【００７５】
好ましくは、図11bのドライバアーキテクチャは、アプリケーション1150a、bとハードウェアインターフェース1164a、bとの間のほぼ透過的なリンクを提供する。好ましくは、UWBハードウェアリンクは適応性であり、コネクタシステムの使用に応じて、例えば1〜10ギガビット/秒の範囲で調節可能なデータレートを実現するが、それ以上のデータレートも容易に実現することができる。具体的にはUWBデータコネクタシステムの2つの部分のそれぞれを機械的に安価で単純な単一のチップを使用して実装することができるので、このUWBベースの解決策は低電力かつ低システムコストを実現する。好ましい実施形態では、UWBコネクタシステムは自動リンクを提供し、すなわち、コネクタシステムの1つの部分が、コネクタシステムの第2部分が範囲内にあるときに第2部分に自動的にリンクする。好ましい実施形態では、システムはポイント-マルチポイントリンクも可能にする。
【００７６】
したがって、好ましくは、ドライバシステムは、別のUWBトランシーバが範囲内にあるときに、例えば信号強度または「ping」ベースの技法に基づいて検出するシステムを含み、したがって好ましくは、UWBマルチプレックスドライバは、そのサービスを第2コネクタ部分に宣伝するためのソフトウェアを含み、その結果、例えば利用可能なハードウェアインターフェースをアプリケーションに宣伝することができ、かつ/または要求されたインターフェースをハードウェアドライバに宣伝することができる。各実施形態では、UWBマルチプレックスドライバ1154は、関係するドライバ1152a、bを作成し、または可視にする。
【００７７】
上述の構成により、UWBデータ接続システムを備える装置が自動的に互いを検出し、互いにリンクすることが可能となり、適切なサービスが提供される。前述のように、ハードウェアインターフェースは、例えばプリンタ、カメラ、ビデオ、オーディオプレーヤ/レコーダなどの内部インターフェースでよい。したがって、大まかに言えば、データ接続システムの各実施形態は、他の装置を自動的に検出することのできる2つ以上の電子装置間の自動リンクを提供し、1つまたは複数の適切な通信プロトコルを実装する。各実施形態では、ドライバソフトウェアをファームウェアとして、あるいは例えばラップトップまたはその他のコンピュータ上のソフトウェアとして提供することができる。
【００７８】
間違いなく、他の効果的な代替実施形態が当業者には思い浮かぶことであろう。本発明は記載の実施形態に限定されず、本明細書に添付の特許請求の範囲の精神および範囲内にある当業者には明らかな修正形態を包含することを理解されよう。
【００７９】
本発明の別の態様を以下の条項で述べる。
【００８０】
1.第1コネクタ部分および第2コネクタ部分を有するデータコネクタシステムにおいて、前記第1コネクタ部分が、データ入力を有するUWB送信機と、前記UWB送信機によって駆動される第1UWB結合要素とを備え、前記第2コネクタ部分が、第2UWB結合要素と、データ出力を有するUWB受信機とを備え、前記UWB受信機が、前記第2UWB結合要素からの入力を有するデータコネクタシステムであって、前記結合要素が互いに誘導結合して前記データ入力から前記データ出力にデータを転送することが可能となるように、前記第1および第2UWB結合要素が互いの動作範囲内にある接続構成と、前記第1および第2コネクタ部分が前記動作範囲を超えて分離される切断構成とを有するデータコネクタシステム。
2.前記動作範囲が、前記結合要素のそれぞれの近距離場範囲以下である条項1に記載のデータコネクタシステム。
3.前記動作範囲が、3cm未満、1cm未満、または0.5cm未満である条項1または2に記載のデータコネクタシステム。
4.前記接続構成において、前記第1結合要素と第2結合要素が、互いにほぼ位置合せされる条項1から3のいずれか一項に記載のデータコネクタシステム。
5.前記第1および第2コネクタ部分の少なくとも一方が複数のUWB結合要素を有する条項1から4のいずれか一項に記載のデータコネクタシステム。
6.前記複数のUWB結合要素が、異なる相互の向きを有する条項5に記載のデータコネクタシステム。
7.前記複数のUWB結合要素のうちの異なるUWB結合要素が、異なるデータ接続性を与えるように構成される条項5または6に記載のデータコネクタシステム。
8.前記複数の結合要素のうちの異なる結合要素への接続が、異なるデータ処理機能を起動するように構成される条項5、6、または7に記載のデータコネクタシステム。
9.前記機能が、データ記憶機能、データ検索機能、および印刷機能のうちの1つまたは複数を含む条項8に記載のデータコネクタシステム。
10.前記第1コネクタ部分が、前記データ入力と前記UWB送信機の間に接続されたデータマルチプレクサを含み、前記第2コネクタ部分が、前記UWB受信機と前記データ出力の間に接続されたデータデマルチプレクサを含み、それによって前記コネクタが、複数の同時データ接続を行うように構成される条項1から9のいずれかに記載のデータコネクタシステム。
11.前記同時データ接続のうちの少なくとも1つがデータバス接続を含む条項10に記載のデータコネクタシステム。
12.前記同時データ接続のうちの少なくとも1つがビデオデータ接続を含む条項10または11に記載のデータコネクタシステム。
13.前記第1コネクタ部分が、データ出力を有するUWB受信機と、関連する結合要素とをさらに備え、前記第2コネクタ部分が、データ入力を有するUWB送信機と、関連する結合要素とをさらに備え、それによって前記データ接続システムが、双方向データ伝送のために構成される条項1から12のいずれかに記載のデータコネクタシステム。
14.誘導電力移送システムをさらに備える条項1から13のいずれかに記載のデータコネクタシステム。
15.前記第1および第2コネクタ部分に直接的相互電気接続が欠如している条項1から14のいずれか一項に記載のデータコネクタシステム。
16.条項1から15のいずれか一項に記載の第1コネクタ部分。
17.条項1から15のいずれか一項に記載の第2コネクタ部分。
18.条項1から15のいずれか一項に記載の前記第1または第2コネクタ部分の一方を組み込む消費者向け電子装置ドッキングステーション。
19.条項1から15のいずれか一項に記載の前記第1または第2コネクタ部分の一方を組み込むポータブル消費者向け電子装置。
20.条項1から15のいずれか一項に記載の前記第1または第2コネクタ部分の一方を組み込む、ほぼ環境的に密封された電子装置。
21.条項16または17に記載の前記第1または第2コネクタ部分の一方をそれぞれ組み込む複数のカードソケットを有する電気的バックプレーン。
22.カードが前記バックプレーン上に設置されたときにインターフェースするコネクタ部分と相補的な前記コネクタ部分の一方を組み込むコネクタを有する、条項21に記載のバックプレーン用のカード。
23.第1および第2コネクタ部分を有するUWBデータコネクタシステムであって、前記コネクタ部分が、互いに機械的にインターフェースするように構成され、前記コネクタ部分のそれぞれがUWB結合要素を含み、前記第1および第2コネクタ部分がインターフェースするとき、前記UWB結合要素の1つが他のUWB結合要素の近距離場内にあるUWBデータコネクタシステム。
24.前記第1および第2コネクタに、互いの直接的相互電気接続が欠如している条項23に記載のUWBデータコネクタシステム。
25.UWB結合要素を使用して電気的データ接続を実現する方法であって、
前記接続を介して送信するためのデータを受け取ること、
前記データをUWB信号として符号化すること、
前記結合要素の第1から前記UWB信号を送信すること、
前記UWB結合要素の第2で前記UWB信号を受信すること、および
前記受信したUWB信号から前記データを回復することを含み、
前記第1UWB結合要素と第2UWB結合要素を誘導結合することをさらに含む方法。
26.前記符号化が、前記データをインパルシブUWB信号として符号化することを含む条項25に記載の方法。
27.前記符号化が、UWBインパルスの1つまたは複数のパターンを使用して前記データを符号化することを含む条項26に記載の方法。
28.前記結合が、UWBアンテナ間の近距離場結合を含む条項25から27のいずれか一項に記載の方法。
29.前記結合要素がモノポール結合要素を含む条項25から28のいずれか一項に記載の方法。
30.UWB結合要素を備える電気的データコネクタにおいて
前記接続を介して送信するためのデータを受信する手段と、
前記データをUWB信号として符号化する手段と、
前記結合要素の第1から前記UWB信号を送信する手段と、
前記UWB結合要素の第2で前記UWB信号を受信する手段と、
前記受信したUWB信号から前記データを回復する手段とを備える電気的データコネクタであって、
前記第1UWB結合要素と第2UWB結合要素の誘導結合のためにさらに構成される電気的データコネクタ。
31.電子装置用のドッキングステーションにおいて、前記電子装置が、近距離場UWBインターフェースに結合された複数の別々のデータ接続を有するドッキングステーションであって、マルチプレクサおよびデマルチプレクサの一方または両方に結合された近距離場USBインターフェースを有し、それによって誘導性ワイヤレスUWB接続を介して前記電子装置の前記別々のデータ接続に接続することが可能にされるドッキングステーション。
32.前記電子装置用の誘導電力供給システムをさらに備える条項31に記載のドッキングステーション。
33.前記電子装置がポータブルコンピュータを含み、前記別々のデータ接続がビデオデータ接続を含み、それによって前記コンピュータが、前記ドッキングステーションへの直接的電気接続を行うことなく、前記ドッキングステーションを使用して電力を受け、ビデオを表示するように動作可能である条項31または32に記載のドッキングステーション。
34.近距離場UWBインターフェースにすべて結合された1つまたは複数の外部データ接続を有する環境的に密封された電子装置であって、それによって装置への直接的電気接続を行うことなく前記1つまたは複数の外部データ接続を使用して動作可能である環境的に密封された電子装置。
35.外部電源ユニットから前記装置に誘導的に電力供給する電力を受ける手段をさらに備える条項34に記載の環境的に密封された電子装置。
36.悪環境で電子装置を操作する方法であって、
近距離場UWB結合を使用して装置に関するデータ通信を実現すること、
誘導結合を使用して装置に関する電力供給を実現すること、および
前記電力供給を使用して装置を操作し、前記近距離場UWB結合を介してデータを通信すること
を含む方法。
37.近距離UWBデータ通信を実現する方法であって、
通信すべきデータを入力すること、
前記データをUWBインパルスのパターンとして符号化すること、
前記インパルスのパターンをUWB送信機からUWB受信機に送信すること、
前記受信機で前記インパルスのパターンを受信すること、
前記インパルスのパターンを復号化し、復号化データを提供すること、および
前記復号化データを出力すること
を含む方法。
38.前記送信が、前記受信機での前記送信するインパルスの多重通路成分がほぼ抑制されるのに十分な低さの電力レベルで送信することを含む条項37に記載の方法。
39.通信すべきデータを入力する手段と、
前記データをUWBインパルスのパターンとして符号化する手段と、
前記インパルスのパターンをUWB送信機からUWB受信機に送信する手段と
を備える近距離UWBデータ通信送信機。
40.UWBインパルスのパターンを受信するための受信信号入力と、
前記インパルスのパターンを復号化し、復号化データを提供する手段と、
前記復号化データを出力する手段と
を備えるUWBデータ通信受信機。
41.電子装置用のインターフェースユニットで実装すべき動作機能を選択する方法において、前記電子装置が近距離UWB通信インターフェースを有し、前記インターフェースユニットが、前記ユニットの領域にわたって間隔を置いて配置された複数の相補的近距離UWB通信インターフェースを有し、それぞれの前記インターフェースが、前記動作機能のうちの1つと関連付けられる方法であって、前記電子装置のUWB通信インターフェースを前記インターフェースユニットの前記UWB通信インターフェースのうちの選択された1つの範囲内に運ぶことによって前記動作機能を選択することを含む方法。
42.前記UWB通信インターフェース範囲が、前記インターフェースユニット通信インターフェースのうちの1つとの選択的通信を可能にするのに十分なだけ短い条項41に記載の方法。
43.前記選択が、前記電子装置通信インターフェースと前記選択したインターフェースユニット通信インターフェースの相対的向きを選択することも含む条項41または42に記載の方法。
44.近距離UWB通信インターフェースを有する電子装置用の複数の動作機能のうちの選択された1つを実装するインターフェースユニットにおいて、前記ユニットの領域にわたって間隔を置いて配置された複数の相補的近距離UWB通信インターフェースを有し、それぞれの前記インターフェースが、前記動作機能のうちの1つと関連付けられるインターフェースユニットであって、対応する前記通信インターフェースの通信範囲内に前記電子装置が運ばれたことに応答して実装するための前記動作機能を選択する手段を備えるインターフェースユニット。
45.バックプレーンと、
電子回路を受けるようにそれぞれ構成された、前記バックプレーン上に取り付けられた複数の機械的コネクタと、
それぞれの前記機械的コネクタに少なくとも1つが関連付けられた複数のUWB結合装置と、
前記UWB結合装置のうちの2つ以上の間の1つまたは複数の有線通信リンクと
を備える電気的バックプレーンシステム。
46.前記UWB結合装置が、誘導性または近距離場UWB結合装置を含む条項45に記載の電気的バックプレーンシステム。
47.前記有線リンクが、少なくとも1つの能動リンクを含む条項45または46に記載の電気的バックプレーンシステム。
48.第1UWBトランシーバと、
第2UWBトランシーバと、
前記第1UWBトランシーバ用の第1の組のソフトウェアドライバと、
前記第2UWBトランシーバ用の第2の組のソフトウェアドライバとを備えるUWBデータコネクタシステムであって、
前記第1の組のドライバが、複数の第1インターフェースを前記第1UWBトランシーバに提供する第1UWBマルチプレックスドライバを含み、複数の第2ドライバが、前記複数の第1インターフェースに結合されて複数のソフトウェアインターフェースを提供し、
前記第2の組のドライバが、複数の第2インターフェースを前記第2UWBトランシーバに提供する第2UWBマルチプレックスドライバを含み、複数の第3ドライバが、前記複数の第2インターフェースに結合されて複数のハードウェアインターフェースを提供するUWBデータコネクタシステム。
49.前記ソフトウェアインターフェースがアプリケーションプログラムインターフェースを含む条項48に記載のUWBデータコネクタシステム。
50.前記ハードウェアインターフェースが、RS-232、RS-423、RS-485、IEEE-488、IEEE-1394、USB、USB2、パーソナルコンピュータパラレルポート、ビデオ、コンポジットビデオ、Sビデオ、RGBビデオ、PCIバス、PCI-expressバス、PCMCIAインターフェース、イーサネット（登録商標）、およびデジタルカメラインターフェースから選択された1つまたは複数のインターフェースを含む条項48または49に記載のUWBデータコネクタシステム。
51.前記ソフトウェアインターフェースが、前記ハードウェアインターフェース用の1つまたは複数の標準インターフェースを提供するように構成される条項50に記載のUWBデータコネクタシステム。
52.前記システムが、前記ソフトウェアインターフェースのうちの1つまたは複数で使用される第1プロトコルと、1つまたは複数の前記ハードウェアインターフェースで使用される第2プロトコルとの間のプロトコル変換を実現するように構成される条項48から51のいずれか一項に記載のUWBデータコネクタシステム。
53.前記第1および第2UWBマルチプレックスドライバが、複数のプロトコルを同時に使用して、前記第1ドライバと前記第3ドライバの間でデータを通信するように構成される条項48から52のいずれか一項に記載のUWBデータコネクタシステム。
54.前記第1および第2UWBマルチプレックスドライバの一方または両方が、別の前記UWBトランシーバおよびドライバの組によって提供または要求される1つまたは複数のサービスを発見する発見プロトコルを含む条項48から53のいずれか一項に記載のUWBデータコネクタシステム。
55.前記サービス発見プロトコルが、別の前記UWBトランシーバが範囲内にあるかどうかを検出するプロトコルと、前記別の前記UWBトランシーバおよびドライバの組に提供することのできる1つまたは複数のサービスを宣伝するプロトコルと、前記サービス宣伝に応答して、前記第1、第2、または第3ドライバの1つまたは複数を前記他の前記UWBトランシーバおよびドライバの組に対して利用可能にするプロトコルのうちの1つまたは複数を含む条項54に記載のUWBデータコネクタ。
56.第3UWBトランシーバおよび前記第3UWBトランシーバ用の第3の組のドライバを備え、前記第3の組のドライバが、複数の第3インターフェースを前記第3UWBトランシーバに提供する第3UWBマルチプレックスドライバを含み、複数のハードウェアまたはソフトウェアインターフェースドライバが前記複数の第3インターフェースに結合され、それによって前記UWBデータコネクタシステムがポイント-マルチポイントデータ接続のために使用可能にされる条項48から55のいずれか一項に記載のUWBデータコネクタ。
57.第1UWBトランシーバと、
第2UWBトランシーバと、
前記第1UWBトランシーバ用の少なくとも1つのドライバと、
前記第2UWBトランシーバ用の少なくとも1つのドライバと
を備えるUWBデータコネクタシステムであって、
前記ドライバの一方または両方が、他の前記UWBトランシーバおよびドライバによって提供または要求される1つまたは複数のサービスを発見するサービス発見プロトコルを含むUWBデータコネクタシステム。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１ａ】UWBトランシーバを示す図である。
【図１ｂ】送信されるUWB信号を示す図である。
【図１ｃ】搬送波ベースのUWB送信機を示す図である。
【図１ｄ】UWB受信機のブロック図を示す図である。
【図２ａ】本発明の一態様の一実施形態によるデータコネクタシステムを示す図である。
【図２ｂ】1対のUWB結合要素間の誘導(変圧器)結合を示す図である。
【図２ｃ】本発明の実施形態と共に使用される誘導電力移送システムを示す図である。
【図３ａ】本発明の実施形態を組み込むドッキングステーションを示す図である。
【図３ｂ】本発明の実施形態を組み込む機械的コネクタを示す図である。
【図４ａ】本発明の代替実施形態を示す図である。
【図４ｂ】本発明の代替実施形態を示す図である。
【図４ｃ】本発明の代替実施形態を示す図である。
【図４ｄ】本発明の代替実施形態を示す図である。
【図５ａ】選択可能な結合ベースの機能を提供する本発明の一態様を示す図である。
【図５ｂ】選択可能な結合ベースの機能を提供する本発明の一態様を示す図である。
【図６ａ】複数の多重化データ接続を提供するように構成された本発明の一実施形態を示す図である。
【図６ｂ】複数の多重化データ接続を提供するように構成された本発明の一実施形態を示す図である。
【図７ａ】本発明の実施形態を実装する電子装置および関連するドッキングステーションの例を示す図である。
【図７ｂ】本発明の実施形態を実装する電子装置および関連するドッキングステーションの例を示す図である。
【図７ｃ】本発明の実施形態を実装する電子装置および関連するドッキングステーションの例を示す図である。
【図８】ラップトップドッキングステーション用のデータ接続システムのブロック図である。
【図９】コネクタを介してUWBインパルスのパターンとして送られるデータビットを符号化するUWBコネクタシステムのブロック図である。
【図１０ａ】UWBデータ接続バックプレーンおよび関連する電子回路カードの上面図である。
【図１０ｂ】UWBデータ接続バックプレーンおよび関連する電子回路カードの側面図である。
【図１１ａ】UWBデータコネクタシステム用のドライバアーキテクチャの第1の例を示す図である。
【図１１ｂ】UWBデータコネクタシステム用のドライバアーキテクチャの第2の例を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
100  UWBトランシーバ
102  送受信アンテナ
104  送受信スイッチ
106  UWB受信機
108  UWB送信機
120  UWB送信機
124  発振器
126  ミキサ
128  インパルスジェネレータ
130  帯域フィルタ
132  データ入力
134  帯域フィルタ
136  デジタル制御rf減衰器
138  広帯域電力増幅器
140  送信アンテナ
150  UWB受信機
156  低雑音増幅器(LNA)およびフィルタ
158  アナログ-デジタル変換器
160  レジスタ
162  復調ブロック
164  相関器バンク
166  検出器
168  基準信号メモリ
170  前方誤り訂正(FEC)ブロック
172  トレリスまたはビタビ状態デコーダ
174  (デ)インターリーバ
176  リードソロモンデコーダ
178  (デ)スクランブラ
180  データ同期ユニット
182  周期的冗長検査(CRC)ブロック
184  デフレーマ
186  制御プロセッサ
200  データ接続システム
202  コネクタ部分
204  コネクタ部分
208a  結合要素
208b  結合要素
210  送信機
214  受信機
216  データ出力
250  無接点誘導電力移送システム
252  電力送信システム
254  電力受信システム
256  電源
258  ドライバ
260  電力送信コイル
262  電力受信コイル
264  電力変換ユニット
266  低電圧DC電力出力
300  ポータブル電子装置
302  ドッキングステーション
350  データコネクタシステム
352、354  コネクタ部分
356  クリップ
400  データコネクタシステム
402  第1コネクタ部分
404  第2コネクタ部分
406、408  UWBトランシーバ
500  コネクタシステム組込み手段
502  電子装置
504  UWBトランシーバ
506  UWB結合要素
508  インターフェースユニット
510、512  相補的UWBインターフェース
514  プリンタインターフェース
516  プリンタ
518  データ記憶インターフェース
520  データ記憶装置
522  共通コントローラ
524  データ入出力接続
526  機能識別信号
600  入力データストリーム
602  マルチプレクサ
604、606  UWBデータコネクタシステム
608  デマルチプレクサ
610  多重化解除後出力データストリーム
612  シリアライザ
614  デシリアライザ
700  ラップトップコンピュータ
702  ドッキングステーション
704  UWBカップラ
706  誘導電力受信機
708  相補的UWBカップラ
710  誘導電力送信機
712  ビデオ出力
714  モニタ
716  パラレルデータバス接続
718  シリアルデータ接続
720  主電源入力
730  ドッキングステーション
732  モバイル通信装置
740  ドッキングステーション
742  デジタルカメラ
800  UWBコネクタシステム
802  ドッキングステーションコネクタ
804  コネクタ
806  マルチプレクサ/デマルチプレクサ
808、812  UWBカップラ
814  電力入力
816  ドライバ
818  電力送信コイル
820  電力受信コイル
822  電力変換ユニット
902  第1コネクタ部分
904  第2コネクタ部分
906  エンコーダ
908  UWBドライバ
910  結合要素
912  結合要素
914  UWB受信機
916  デコーダ
918、920  チャープ
1000  UWBバックプレーンコネクタシステム
1002  UWBバックプレーン
1004a、b、c  カード
1006a、b、c  コネクタ
1008a〜c  UWBコネクタ
1010a〜c  UWB結合要素
1014  能動(双方向)ドライバ
1100  アプリケーションソフトウェア
1102  ドライバ
1104  UWB送信機またはトランシーバハードウェア
1106  UWB受信機またはトランシーバハードウェア
1108  ドライバ
1110  アプリケーションプログラムインターフェース
1150a、b  ソフトウェアアプリケーション
1152a、b  仮想ドライバ
1154  UWBマルチプレックスドライバ
1156  UWBハードウェアトランシーバ
1158  第2UWBトランシーバ
1160  第2UWBマルチプレックスドライバ
1162a、b  ハードウェアドライバ
1164a、b  ハードウェアインターフェース
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【国際調査報告】
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