(57)【要約】      （修正有）【課題】インパルスベース通信システムにおいて信号を送信するための方法に関する。【解決手段】受信機によって予め知られている信号特徴指示パターンを表すインパルス系列が、送信すべき信号内に周期的に挿入され、インパルス系列は、送信すべき信号の各フレームが時間基準パターンを表すインパルス系列を搬送し、上記時間基準パターンを表す単一のインパルス系列が送信すべき信号の各フレームに挿入されることを指示する、信号生成ステップと、受信信号の被観測部分から、受信信号フレームに埋め込まれた信号特徴指示パターンを表すインパルス系列のうちの１つの存在を検出するように構成される信号特徴検出ステップと、信号特徴指示パターンを表すインパルス系列が検出されたときに、上記信号フレームによって搬送される時間基準パターンを表すインパルス系列の存在を検出するように意図される時間基準検出ステップとを含む。【選択図】図１
2008099252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インパルスベース通信システム（ＳＹＳＴ）において送信機（ＴＲＤ）から受信機（ＲＣＤ）にデータを搬送する信号を送信するための方法であって、
前記搬送データは、受信信号が時間的に同期しているときに前記受信機によって再生され、
前記受信信号の時間的な前記同期は、前記受信機によって予め知られている時間基準パターン（ＴＴＰ）から生成されるインパルス系列が、送信信号の受信フレームから検出されるときに達成され、
前記方法は、
前記送信機によって実行される信号生成ステップ（１００）であって、その過程において、
インパルス系列が１つの信号特徴指示パターン（ＳＣＰ）を表し、
前記信号特徴指示パターンの前記特徴は、振幅値／位置値対の組であって、前記振幅値／位置値対の組に関連付けられる少なくとも１つの確率則によって完成される振幅値／位置値対の組であり、
前記信号特徴指示パターン（ＳＣＰ）の前記特徴は前記受信機によって予め知られており、
前記インパルス系列は、送信すべき前記信号の各フレームが前記時間基準パターン（ＴＴＰ）を表すインパルス系列を搬送することを指示し、
前記インパルス系列は送信すべき前記信号に周期的に挿入され、
前記時間基準パターン（ＴＴＰ）を表す単一のインパルス系列が、送信すべき前記信号の各フレームに挿入される
信号生成ステップ（１００）と、
所定の閾値と、前記受信機（ＲＣＤ）がわかっている前記少なくとも１つの確率則に従って定義される信号関数（ＳＦ）の、前記受信信号の被観測部分から求められる数値とを比較することによって、前記受信信号の前記被観測部分から、受信信号フレーム内に埋め込まれた前記信号特徴指示パターン（ＳＣＰ）を表すインパルス系列のうちの１つの存在を検出するように意図される、信号特徴検出ステップ（２００）と、
前記信号特徴指示パターン（ＳＣＰ）を表すインパルス系列が検出されたときに、前記信号フレームによって搬送される前記時間基準パターン（ＴＴＰ）を表す前記インパルス系列の存在を検出するように意図される、時間基準検出ステップ（３００）と
を含むことを特徴とする、インパルスベース通信システム（ＳＹＳＴ）において送信機（ＴＲＤ）から受信機（ＲＣＤ）にデータを搬送する信号を送信するための方法。
【請求項２】
前記信号の単一のインパルスが時間チップ内に埋め込まれ、
前記信号特徴検出ステップは、時間周期Ｔ毎に実行され、
前記フレームの全持続時間（ＰＳ）及び前記時間周期Ｔは、前記信号フレームの全持続時間（ＰＳ）の、前記時間チップの持続時間（Ｔｃ）に対する比の値と、前記時間周期Ｔの、前記時間チップの持続時間（Ｔｃ）に対する比の値とが、それらの間の素数である２つの数になるように選択されることを特徴とする、請求項１に記載のインパルスベース通信システム（ＳＹＳＴ）において送信機（ＴＲＤ）から受信機（ＲＣＤ）にデータを搬送する信号を送信するための方法。
【請求項３】
前記信号特徴検出ステップは、所定の条件（ＰＣ）が満たされるまで実行されることを特徴とする、請求項２に記載のインパルスベース通信システム（ＳＹＳＴ）において送信機（ＴＲＤ）から受信機（ＲＣＤ）にデータを搬送する信号を送信するための方法。
【請求項４】
前記所定の条件（ＰＣ）は、前記信号特徴指示パターンの特徴を示すインパルス系列が検出されるときに満たされることを特徴とする、請求項３に記載のインパルスベース通信システム（ＳＹＳＴ）において送信機（ＴＲＤ）から受信機（ＲＣＤ）にデータを搬送する信号を送信するための方法。
【請求項５】
前記所定の条件（ＰＣ）は、周期的に実行される前記信号特徴検出ステップの累積的な持続時間が所定の時間値を超えないときに満たされることを特徴とする、請求項３に記載のインパルスベース通信システム（ＳＹＳＴ）において送信機（ＴＲＤ）から受信機（ＲＣＤ）にデータを搬送する信号を送信するための方法。
【請求項６】
前記所定の条件は、プロトコルに由来する外部イベントが生じるときに満たされることを特徴とする、請求項３に記載のインパルスベース通信システム（ＳＹＳＴ）において送信機（ＴＲＤ）から受信機（ＲＣＤ）にデータを搬送する信号を送信するための方法。
【請求項７】
前記信号特徴検出ステップ（２００）は、
ａ）時間窓定義サブステップ（２０１）であって、その過程において、時間インターバルであって前記時間インターバルに渡って前記信号が観測される時間インターバルを決定する１組の時間窓が、前記信号特徴指示パターン（ＳＣＰ）の前記特徴から定義される、時間窓定義サブステップ（２０１）と、
ｂ）パターン位置決めサブステップ（２０２）であって、その過程において、前記１組の時間窓の先頭が現在の時刻（θｉ）に配置される、パターン位置決めサブステップ（２０２）と、
ｃ）数値計算サブステップ（２０３）であって、その過程において、前記信号関数が数値計算される、数値計算サブステップ（２０３）と、
ｄ）比較サブステップ（２０４）であって、その過程において、前記信号関数の数値が、前記所定の閾値と比較される、比較サブステップ（２０４）と、
ｅ）前記信号関数の数値が前記所定の閾値よりも小さいときに、時刻更新サブステップ（２０５）であって、その過程において、前記現在の時刻（θｉ）に前記時間周期Ｔを加えることによって新たな現在の時刻（θｉ＋１）が得られ、その後、ステップｂ）が、前記新たな現在の時刻（θｉ＋１）を考慮することによって繰り返される、時刻更新サブステップ（２０５）と
を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のインパルスベース通信システム（ＳＹＳＴ）において送信機（ＴＲＤ）から受信機（ＲＣＤ）にデータを搬送する信号を送信するための方法。
【請求項８】
受信機（ＲＣＤ）にデータを搬送する信号を送信するように意図されるインパルスベース通信システムの送信機であって、
前記搬送データは、受信信号が時間的に同期しているときに前記受信機（ＲＣＤ）によって再生され、
前記受信信号の前記時間的な同期は、前記受信機によって予め知られている時間基準パターン（ＴＴＰ）から生成されるインパルス系列が送信信号の受信フレームから検出されるときに達成され、
前記送信機は、信号特徴指示パターン（ＳＣＰ）から、前記信号特徴指示パターンを表すインパルス系列を形成するための手段（ＳＣＰＧＭ）を備え、
前記信号特徴指示パターンの特徴は振幅値／位置値対の組であり、
前記振幅値／位置値対の組は、前記振幅値／位置値対の組に関連付けられる少なくとも１つの確率則によって完成される
ことを特徴とする、受信機（ＲＣＤ）にデータを搬送する信号を送信するように構成されるインパルスベース通信システムの送信機。
【請求項９】
送信機（ＴＲＤ）によって送信されるデータを搬送する信号を受信するように構成されるインパルスベース通信システムの受信機であって、
前記搬送データは、受信信号が時間的に同期しているときに前記受信機（ＲＣＤ）によって再生され、
前記受信信号の前記時間的な同期は、前記受信機によって予め知られている時間基準パターン（ＴＴＰ）から生成されるインパルス系列が前記送信信号の受信フレームから検出されるときに達成され、
前記受信機は、前記受信信号の被観測部分から、受信信号フレームに埋め込まれた前記信号特徴指示パターン（ＳＣＰ）を表すインパルス系列のうちの１つの存在を検出するための手段（ＳＣＰＤＭ）を備え、
前記受信信号の被観測部分から前記信号特徴指示パターン（ＳＣＰ）を表すインパルス系列のうちの１つの存在を検出するための前記手段（ＳＣＰＤＭ）は、前記受信信号の前記被観測部分にわたって信号関数（ＳＦ）を数値計算するための手段（ＳＦＥＭ）を備え、
前記信号関数（ＳＦ）は、前記受信機（ＲＣＤ）がわかっている前記少なくとも１つの確率則に従って定義されることを特徴とする、送信機（ＴＲＤ）によって送信されるデータを搬送する信号を受信するように構成されるインパルスベース通信システムの受信機。
【請求項１０】
前記受信信号の被観測部分から前記信号特徴指示パターン（ＳＣＰ）を表すインパルス系列のうちの１つの存在を検出するための前記手段（ＳＣＰＤＭ）は、
前記信号特徴指示パターン（ＳＣＰ）の前記振幅値／位置値から１組の時間窓ＴＷ（ｊ）を定義するための手段（ＴＷＧＭ）であって、前記１組の時間窓ＴＷ（ｊ）は前記受信信号の前記被観測部分を定義する、手段（ＴＷＧＭ）と、
或る時刻によって定義される時間チップにわたって前記１組の時間窓のうちの第１の時間窓ＴＷ（１）を位置決めするための手段（ＳＣＰＰＭ）と、
前記１組の時間窓にわたって前記信号関数（ＳＦ）を数値計算するための手段（ＳＦＥＭ）と、
前記信号関数の数値を所定の閾値（ＴＨｖ）と比較するための手段（ＳＦＣＭ）と
を備えることを特徴とする、請求項９に記載のインパルスベース通信システムｉの受信機。
【請求項１１】
前記信号の単一のインパルスが１つの時間チップ内に含まれ、
前記受信信号の被観測部分から、受信信号フレーム（Ｆ）に埋め込まれた前記信号特徴指示パターン（ＳＣＰ）を表すインパルス系列のうちの１つの存在を検出するための前記手段（ＳＣＰＤＭ）は時間周期Ｔ毎に用いられ、
前記信号フレーム（Ｆ）の全持続時間（ＰＳ）及び前記時間周期Ｔは、前記信号フレームの全持続時間（ＰＳ）の、前記時間チップの持続時間（Ｔｃ）に対する比の値と、前記時間周期Ｔの、前記時間チップの持続時間（Ｔｃ）に対する比の値とが、それらの間の素数である２つの数になるように選択されることを特徴とする、請求項９又は１０に記載のインパルスベース通信システムの受信機。
【請求項１２】
前記受信信号の被観測部分から、受信信号フレーム（Ｆ）に埋め込まれた前記信号特徴指示パターン（ＳＣＰ）を表すインパルス系列のうちの１つの存在を検出するための前記手段（ＳＣＰＤＭ）は、所定の条件（ＰＣ）が満たされるまで、時間周期Ｔ毎に用いられることを特徴とする、請求項１１に記載のインパルスベース通信システムの受信機。
【請求項１３】
前記所定の条件（ＰＣ）は、前記信号特徴指示パターンの特徴を表すインパルス系列が検出されるときに満たされることを特徴とする、請求項１２に記載のインパルスベース通信システムの受信機。
【請求項１４】
前記所定の条件は、前記受信信号の被観測部分から前記信号特徴指示パターン（ＳＣＰ）を表すインパルス系列のうちの１つの存在を検出するための累積的な持続時間が所定の時間値を超えないときに満たされることを特徴とする、請求項１２に記載のインパルスベース通信システムの受信機。
【請求項１５】
前記所定の条件は、プロトコルに由来する外部イベントが生じるときに満たされることを特徴とする、請求項１２に記載のインパルスベース通信システムの受信機。
【請求項１６】
送信機（ＴＲＤ）から受信機（ＲＣＤ）にデータを搬送する信号を送信するように意図されるインパルスベース通信システムであって、
前記搬送データは、受信信号が時間的に同期しているときに前記受信機によって再生され、
前記受信信号の前記時間的な同期は、前記受信機によって予め知られている時間基準パターン（ＴＴＰ）から生成されるインパルス系列が、前記送信信号の受信フレームから検出されるときに達成され、
前記送信機は請求項８に従って動作し、前記受信機は請求項９〜１５のいずれか一項に従って動作することを特徴とする、送信機（ＴＲＤ）から受信機（ＲＣＤ）にデータを搬送する信号を送信するように構成されるインパルスベース通信システム。
【請求項１７】
インパルスベース通信システム（ＳＹＳＴ）の送信機（ＴＲＤ）によって送信され、受信機（ＲＣＤ）によって受信されるように意図されるデータを搬送する信号であって、
搬送データは、前記信号が時間的に同期しているときに前記受信機によって再生され、
前記信号の前記時間的な同期は、前記受信機によって予め知られている時間基準パターン（ＴＴＰ）から生成されるインパルス系列が前記信号の受信フレームから検出されるときに達成され、
前記信号フレームは、
信号特徴指示パターン（ＳＣＰ）を表す複数のインパルス系列であって、前記信号特徴指示パターンの特徴は振幅値／位置値対の組であり、前記振幅値／位置値対の組は、前記振幅値／位置値対の組に関連付けられる少なくとも１つの確率則によって完成され、前記インパルス系列はそれぞれ、送信すべき前記信号の各フレームが前記時間基準パターン（ＴＴＰ）を表すインパルス系列を搬送することを指示する、複数のインパルス系列と、
前記時間基準パターンを表す単一のインパルス系列と
を含むことを特徴とする、インパルスベース通信システム（ＳＹＳＴ）の送信機（ＴＲＤ）によって送信され、受信機（ＲＣＤ）によって受信されるように構成されるデータを搬送する信号。
【請求項１８】
前記信号フレームは、前記時間基準パターンを表す前記インパルス系列の最後のインパルスと、送信すべき前記データを搬送する前記インパルス系列の最初のインパルスとの間に位置するサイレント持続時間（ＳＤ）をさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載のインパルスベース通信システム（ＳＹＳＴ）の送信機（ＴＲＤ）によって送信され、受信機（ＲＣＤ）によって受信されるように構成されるデータを搬送する信号。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インパルスベース通信システムにおいて送信機から受信機にデータを搬送する信号を送信するための方法に関する。また、そのハードウエア指向の態様のうちの１つによれば、本発明は、通信システム、そのような信号を送信するように意図されるデバイス、及びそのような信号を受信するように構成されるデバイスに関する。最後に、本発明は、そのような通信システムにおいて送信機と受信機との間で送信される信号に関する。
【０００２】
インパルスベース通信システムでは、交換される信号が、送信機と受信機との間で送信すべきデータ、シグナリング又は制御情報のいずれかによって変調される一連のインパルスによって形成される。当該一連のインパルスは、或る時間則に従って定義されるフレーム毎に送信される。信号フレームは通常、トレーラ及びペイロードを含み、それらはいずれも、複数組のインパルスを含む。ペイロードは、送信すべきデータを搬送する複数組のインパルスを含み、トレーラは、受信機端に存在する信号の各フレームを時間的に同期させるために用いられる何らかの情報を搬送する複数組のインパルスを含む。
【０００３】
受信機は送信機と時間的に同期していないので、受信機は、受信機端に存在する信号フレームに含まれるデータを直ちに再生（obtain）することはできない。言い換えると、受信機は、信号フレームの先頭、それゆえ送信データを搬送する複数組のインパルスの先頭、すなわちペイロードの先頭がわからない。この同期問題を解決するために、トレーラの中に、以下において時間基準パターンと呼ばれるパターンから生成される１組のインパルスを含むことが通例である。したがって、この１組のインパルスは、送信信号によって周期的に搬送されることに留意されたい。この周期の値はフレーム持続時間である。
【０００４】
パターンは振幅値／位置値対の組である。各振幅値／位置値対は、そのパターンから生成されるインパルス系列のインパルスの最大振幅を定義し、同じ対の他方の値は、そのインパルスの時間的な位置を定義する。
【０００５】
時間基準パターンから生成されるインパルス系列が検出されているとき、すなわち、受信機が送信機と時間的に同期しているときに、受信機は、信号フレームの構造がわかっているので、ペイロードの先頭を正確に判定することができ、その際、送信データを再生することができる。
【０００６】
インパルスベース通信システムでは、インパルスの持続時間は非常に短い。たとえば、いわゆる超広帯域通信システム（ＵＷＢシステムとも呼ばれる）では、インパルスの持続時間は０．１ナノ秒未満であり、そのようなシステムに少なくとも１０ギガヘルツ程の広い帯域幅を提供し、それに伴って、システムの自由度が高くなり、それゆえそのようなシステムのための実現可能な応用形態が広がる。
【０００７】
しかしながら、そのようなインパルスベース通信システムに関連するインパルスが短いことに起因して、時間基準パターンから生成される、ただ１つのインパルス系列を受信機端において検出するのは難しい。なぜなら、受信機には、受信信号がそのような１つの系列を含むか否かがわからず、さらには、その信号のフレームの開始時刻がわからないためである。
【０００８】
自明の解決策は、各信号フレームのトレーラにおいて、時間基準パターンから生成される同じインパルス系列を繰り返すことである。その際、受信機端では、これらの系列のうちの１つを検出するために、反復検出過程が実行される。トレーラにおいて１つの時間基準パターンから生成される同じインパルス系列を繰り返すことにより、受信機端におけるこの系列の検出確率が大幅に高められる。しかしながら、これらの繰り返される系列のうちの１つが検出されるときに、受信機には、検出された系列が、最初であるか、最後であるか、又はトレーラに含まれる任意の他の中間の系列であるかがわからないので、時間基準が曖昧になる。したがって、時間基準パターンから生成される同じインパルス系列を繰り返すことは、受信機端において時間基準が曖昧になることを伴うので、同期問題を解決することにはならない。
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／１３６４３９号明細書（要約書、［０２２１］段落、［０３１６］段落、［０３１７］段落、［０３２０］段落、［０３２１］段落、［０３２７］段落、［０３３８］段落、［０３４１］段落、［０４９７］段落、図５ｂ、図１２ａ、図１３〜図１５、図２１、図２２）
【特許文献２】欧州特許出願公開第１５５３７０８号明細書（要約書、［０００３］段落、［０００５］段落、［００１４］段落、図１、図２）
【００１０】
したがって、本発明は、上記のように、インパルスベース通信システムにおいて送信機から受信機にデータを搬送する信号を送信するための方法を提供することを目的とし、当該方法は、送信機によって実行されるように意図される信号生成ステップであって、その過程において、
受信機によって予め知られている信号特徴指示パターンを表すインパルス系列が、送信すべき信号内に周期的に挿入され、当該インパルス系列は、送信すべき信号の各フレームが時間基準パターンを表すインパルス系列を搬送することを指示し、
上記時間基準パターンを表す単一のインパルス系列が、送信すべき信号の各フレームに挿入される、信号生成ステップを含むことを特徴とする。
【００１１】
信号特徴指示パターンを表すインパルス系列が信号に挿入される周期の値は、信号特徴指示パターンを表す単一のインパルス系列が各信号フレームに含まれるときに、その信号フレームの全持続時間に等しいか、又はそのようなパターンを表す複数のインパルス系列が同じ信号フレームに含まれるときに、その信号特徴指示パターンを表すインパルス系列の持続時間に等しい。したがって、本発明によれば、受信機が、時間基準パターンを表す系列を、信号特徴指示パターンを表すインパルス系列と区別できるようにするような時間基準パターン、すなわち、信号特徴指示パターンを表す系列の周期性を破壊するインパルス系列を定義することによって、受信機は、曖昧性なく、時間基準を得ることができる。
【００１２】
或るパターンから生成されるインパルス系列は、このパターンを表すと言われている。なぜなら、当該インパルス系列に関連する振幅値／位置値対の組が、そのパターンの振幅値／位置値対の組と同一であることがあるか（その際、そのインパルス系列はそのパターンと同一であると言われる）、又はそのパターンの振幅値／位置値対の組とわずかに異なることがあるためである（その際、そのインパルス系列はそのパターンとわずかに異なると言われる）。
【００１３】
或るパターンを表すインパルス系列を定義する振幅値／位置値対の組において生じることがあるわずかな違いは、以下において変動とも呼ばれ、送信機によって引き起こされることがあるか、又は送信機と受信機との間に確立されるチャネルを介して、上記系列を送信する結果として生じることがある。そのような変動は、それらの元の値とは無関係に、受信系列の振幅値／位置値対の組を不確かにする。その際、そのパターン特徴は、振幅値／位置値対の組と、この振幅値／位置値対の組に関連する少なくとも１つの確率則とを含む。各確率則は、その振幅値／位置値対の組において生じることがある変動のタイプを定義する。値対の組に複数の確率則が関連付けられることもある。たとえば、それらの確率則のうちの１つは、或る系列のインパルスの振幅に関連付けられることがあり、別の確率則は、そのような系列のインパルスの位置又は両方に関連付けられることがある。
【００１４】
或る信号が複数のエアーインターフェースから送信されるとき、この信号において、たとえば振幅減衰又は伝搬遅延のような、いくつかの摂動が生じる。そのような摂動は、或るパターンから生成される送信インパルス系列をわずかに変更する。したがって、或るパターンを表すインパルス系列を検出するようになっている受信機、すなわちパターン特徴がわかっている受信機は、送信機によって送信されるときに、そのパターンと同一であり、送信チャネルによってわずかに変更されているインパルス系列を検出することができる。したがって、本発明による送信方法は、そのパターンの確率則がそのようなチャネル摂動を記述する範囲内で、送信チャネル摂動に耐えることができるので好都合である。また、これは、そのパターンと同一であるインパルス系列を検出するために受信機によって一般に必要とされる構成要素と比べて安価な構成要素を含むので好都合である。
【００１５】
本発明によれば、その送信方法はまた、受信信号の被観測部分から、受信信号フレーム内に埋め込まれた信号特徴指示パターンを表すインパルス系列のうちの１つの存在を検出するように意図される信号特徴検出ステップと、信号特徴指示パターンを表すインパルス系列が検出されているときに、その信号フレームによって搬送される時間基準パターンを表すインパルス系列の存在を検出するように意図される時間基準検出ステップとを含む。
【００１６】
信号特徴検出ステップの一実施の形態によれば、信号特徴指示パターンを表すインパルス系列の存在は、所定の閾値と、受信機がわかっている信号特徴指示パターンの特徴に従って定義される信号関数の、受信信号の被観測部分から求められる数値（evaluation）とを比較することによって検出される。
【００１７】
振幅値／位置値対の組は、任意の受信機によって知られているパターン特徴である。そのようなパターン特徴は、１つ（又は複数の）確率則によって完成される。受信機が知っている１つ（又は複数の）確率則に従って信号関数が定義され、その信号関数は、インパルス系列を検出するために、且つそのような系列によって搬送される何らかの情報を得るために受信機によって用いられる。その際、そのような確率則、全ての確率則、又はそれらの確率則のうちのいくつかの確率則がわかっていない別の受信機は、その信号関数が、そのような確率則、全ての確率則に従って定義されていないので、そのような情報を部分的にしか得ることができない。したがって、受信機がわかっている確率則に従って、受信機が分類される。受信機の各クラスは、受信機がわかっているパターン特徴に従って、その受信機が得ることができる情報に関連付けられる。
【００１８】
これは、たとえば、異なるクラスの受信機に対応する、同じパターンの異なる特徴を受信機に予め送信することによって、データへのアクセスを、インパルスベース通信システムのいくつかの受信機に限定することを望むオペレータにとって好都合である。
【００１９】
一例によれば、受信機によって知られているパターン特徴が、振幅値／位置値対の組に制限されるとき、信号関数は、受信インパルス系列と、そのような受信機によってそのパターンから生成され、そのパターンと同一であるインパルス系列との間の相関関数になることがある。
【００２０】
別の例によれば、パターン特徴が、振幅値／位置値対の組であり、いくつかの確率則がこの値対の組に関連付けられるときに、その信号関数は、受信インパルス系列のエネルギーの関数になることがある。
【００２１】
本発明の別の態様によれば、信号特徴指示パターンを表すインパルス系列の存在を検出するように意図される信号特徴検出ステップは、時間周期Ｔ毎に実行される。
【００２２】
送信機と受信機との間に確立される無線リンクに影響を及ぼす物理現象は、受信機が或るパターンを表すインパルス系列の存在を検出する能力に影響を与えるであろう。雑音が強いこと、又は距離が長いことを特徴とするリンクは、間違いなく、当該リンクを通じて送信される信号に大きな減衰及び／又は歪みを引き起こすことになり、それは、当該信号によって搬送されるエネルギーが、低雑音、短距離のチャネルを通じて送信される信号によって搬送されるエネルギーよりも、検出及び定量するのが難しくなることを意味する。平均及びピーク放射電力が米国連邦通信委員会によって規制されるので、この問題に対する解決策は、受信機端において、或るパターンを表すインパルス系列の大きな検出確率値を達成するために、送信機及び受信機を離隔する距離に応じて信号の被観測部分を定義する積分区間を適切に長くすることである。したがって、トレーラは、受信機が、同時に観測される信号の複数の部分にわたって定義される積分区間にわたって信号関数の１回の数値計算（evaluation）を必要に応じて実行できるようにする多数の系列を含み得る。そのようにして、遠距離に位置する送信機によって送信されるインパルス系列を検出することができる。しかしながら、信号特徴指示パターンを表すインパルス系列の検出が、トレーラに含まれる、これらの系列のうちの最初から達成されたとしても、信号特徴指示パターンを表すインパルス系列の検出と、時間基準パターンを表すインパルス系列を検出するための時間との間の待ち時間が長くなる。したがって、受信機が信号特徴指示パターンを表すインパルス系列の検出を迅速に達成したとしても、そのような受信機は、時間基準パターンを表すインパルス系列を考慮する前に長い時間を待たなければならないので、当該受信機が信号特徴指示パターンを表すインパルス系列を検出した後に、送信機によって、その送信機の近くにいる受信機に送信されるデータへのアクセス時間が不当に長くなる。
【００２３】
この問題を回避するために、本発明によれば、信号特徴指示パターンを表すインパルス系列が、複数の信号フレームにわたって分散される。しかしながら、以下に詳述されるように、場合によっては、受信機が、そのようなインパルス系列を確実に検出することができないことが起こり得る。送信信号の複数のフレームにわたってインパルス系列が分散される場合であっても、限られた繰返し数で、受信機が信号特徴指示パターンを表すインパルス系列を確実に検出できるようにするために、本発明者らは、信号フレームの全持続時間の、インパルスが埋め込まれた時間チップの持続時間に対する比の値、及び、時間周期Ｔの、時間チップ持続時間に対する比の値が、それらの間の素数である２つの数になるように、信号フレームの全持続時間及び時間周期Ｔが選択されるべきであることを実証する。
【００２４】
信号フレームの持続時間及び時間周期Ｔに関するこの制約は、時間チップの所与の持続時間及び所与の時間周期Ｔの場合の信号フレームの１組の全持続時間を定義する。同じようにして、それは、時間チップの所与の持続時間及び信号フレームの所与の全持続時間の場合の１組の時間周期Ｔも定義する。
【００２５】
本発明の一実施の形態によれば、信号特徴検出ステップは、所定の条件が満たされるまで実行される。たとえば、所定の条件は、信号特徴指示パターンを表すインパルス系列が検出されるときに、若しくは周期的に実行される信号特徴検出ステップの累積的な持続時間が、所定の時間値を超えないときに、又は、たとえば、アプリケーションレベルのプロトコルに由来する外部イベントが生じるときに満たされる。そのようなプロトコルは、本発明の範囲外である。
【００２６】
上記信号特徴検出ステップの一実施の形態によれば、当該信号特徴検出ステップは、
ａ）時間窓定義サブステップであって、その過程において、時間インターバルであってその時間インターバルに渡って信号が観測される時間インターバルを決定する１組の時間窓が、信号特徴指示パターン（ＳＣＰ）の特徴から定義される、時間窓定義サブステップと、
ｂ）パターン位置決めサブステップであって、その過程において、１組の時間窓の先頭が現在の時刻に配置される、パターン位置決めサブステップと、
ｃ）数値計算サブステップであって、その過程において、信号関数が数値計算される、数値計算サブステップと、
ｄ）比較サブステップであって、その過程において、上記信号関数の数値が、所定の閾値と比較される、比較サブステップと、
ｅ）信号関数の数値が所定の閾値よりも小さいときに、時刻更新であって、その過程において、現在の時刻に時間周期Ｔを加えることによって新たな現在の時刻が得られ、その後、ステップｂ）が上記新たな現在の時刻を考慮することによって繰り返される、時間更新と
を含む。
【００２７】
本発明はまた、そのハードウエア指向の態様によれば、インパルスベース通信システム、そのような信号を送信するように意図されるデバイス、及びそのような信号を受信するように構成されるデバイスに関する。最後に、本発明は、そのようなインパルスベース通信システムにおいて送信機と受信機との間で送信される信号に関する。
【００２８】
上記及び他の本発明の特徴は、添付の図面に関連して与えられる以下の説明を読むことから、さらに明らかになるであろう。
【００２９】
図１は、本発明による、インパルスベース通信システムＳＹＳＴの一例を示す概略図を示す。そのシステムＳＹＳＴは、送信機ＴＲＤと、受信機ＲＣＤとを備え、それらは、たとえば、携帯電話のようなデバイスによって構成されることがある。送信機ＴＲＤは、信号Ｔｓｇ（ｔ）を生成するように意図される信号生成手段ＳＧＭを含み、信号Ｔｓｇ（ｔ）は、送信すべきデータを搬送するインパルス系列Ｄ（ｔ）によって、受信機ＲＣＤによって予め知られている信号特徴指示パターンＳＣＰをそれぞれ表すインパルス系列ＳＣ（ｔ）、によって、さらには受信機によって予め知られている時間基準パターンＴＴＰを表すインパルス系列ＴＴ（ｔ）によって形成される。その後、信号Ｔｓｇ（ｔ）は、送信機ＴＲＤから受信機ＲＣＤまで、それぞれのアンテナＴＡＮＴ及びＲＡＮＴによって、また図１に示されない他の伝送手段によって、送信される。
【００３０】
受信機ＲＣＤは、最初に、信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列ＳＣ（ｔ）のうちの１つを検出し、次に、時間基準パターンＴＴＰを表すインパルス系列ＴＴ（ｔ）を検出することによって、受信機ＲＣＤを送信機ＴＲＤと時間的に同期させるように意図される手段ＳＹＮＣＭを備える。また、受信機ＲＣＤは、受信機ＴＲＤが送信機ＴＲＤと時間的に同期すると、受信機端において存在する信号Ｔｓｇ（ｔ）から、送信データを再生するように意図される手段ＤＭも備える。信号Ｔｓｇ（ｔ）は、アンテナＲＡＮＴから受信機ＲＣＤによって受信されるときに、又は予め受信されているときに、受信機端に存在すると言われる。
【００３１】
図２は、信号Ｔｓｇ（ｔ）を構成するために選択されることがある、取り得る形状ｐ（ｔ）を示すクロノグラムである。信号Ｔｓｇ（ｔ）のインパルスｐ（ｔ）は、それらのインパルスが全て本質的に同じ幅を有し、同じ量のエネルギーを搬送するという条件で、異なる形状を有することができる。しかしながら、１つのパターンを表す同じインパルス系列に属する全てのインパルスｐ（ｔ）は、図２に示される形状ｐ（ｔ）のような同じ形状を有することがあり、その形状は、その持続時間が整数値Ｔｃである時間チップにわたって、ガウス関数の二次の導関数として定義され、数学的には、ｐ（ｔ）＝β［１−４π（ｔ／Ｔｗ）２］ｅｘｐ（−２π（ｔ／Ｔｗ）２）と表すことができる。もちろん、当業者に知られている他のインパルス形状を、この同じ目的で用いることができる。
【００３２】
以下において、各時間チップには単一のインパルスが含まれるものと仮定される。その際、信号Ｔｓｇ（ｔ）の各インパルスは、時間チップ内のインパルスの最大振幅βと、その信号Ｔｓｇ（ｔ）内の時間チップの時間位置とを定義する振幅値／位置値の対に関連付けられる。
【００３３】
数学的に記述すると、１つのパターン（ＳＣＰ又はＴＴＰ）を表すインパルス系列は、以下の式によって与えられる。
【００３４】
【数１】
2008099252.tif 000003
【００３５】
ただし、系列Ｍ（ｔ）のインパルスｐ（．）に関連する値βｊ及びｍｊ（ｊ∈［１，．．．，ＮＳ］）はそれぞれ、そのようなインパルスの振幅を表す実数値及びそのようなインパルスの位置を表す整数値である。その系列の第１のインパルスに関連する位置ｍ１は任意に選択され、位置ｍｊ（ｊ≠１）は先行するインパルスの位置ｍｊ−１に基づいて定義されることに留意されたい。
【００３６】
さらに、振幅値／位置値対の組（βｊ，ｍｊ）（ｊ∈［１，．．．，ＮＳ］）は、少なくとも１つの確率則に関連付けられることがある。振幅値／位置値対の組、及び関連付けられることがある確率則（複数可）は、パターンＳＣＰ及びＴＴＰの特徴である。
【００３７】
パターンＴＴＰの特徴は、冒頭の段落において述べられたように、パターンＴＴＰを表す、インパルス系列ＴＴ（ｔ）が、信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列ＳＣ（ｔ）の周期性を破壊するように定義される。
【００３８】
図３は、信号特徴指示パターンＳＣＰの一例と、信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列の３つの例ＳＣ１（ｔ）、ＳＣ２（ｔ）及びＳＣ３（ｔ）とを図式的に示す。この例では、信号特徴指示パターンＳＣＰは、４つの値対（β１，０）、（β２，３）、（β３，２）及び（β４，２）の組である。この例では、各インパルスは、時間チップの中央に位置する。もちろん、時間チップ内のインパルスの他の位置も考えることができる。
【００３９】
インパルス系列ＳＣ１（ｔ）は、信号特徴指示パターンＳＣＰと同一である。したがって、第１のインパルスＰ１が、この系列の或る時間チップ内に挿入され、第２のインパルスＰ２が、３時間チップ後に位置する時間チップ内に挿入され、第３のインパルスＰ３が、２時間チップ後に位置する時間チップ内に挿入され、第４のインパルスＰ４が、２時間チップ後に位置する時間チップ内に挿入される。
【００４０】
インパルス系列ＳＣ２（ｔ）は、信号特徴指示パターンＳＣＰとはわずかに異なる。インパルス系列ＳＣ１（ｔ）のインパルスと比べて、この系列のインパルスでは、３つのタイプの変動が生じた。
【００４１】
第１の変動は、いずれも時間インターバル［−ε／２；ε／２］に属する正の実数値δｔ１及び負の実数値δｔ２によってそれぞれ時間シフトされる、インパルスＰ１及びＰ２の位置の変更である。ただし、ε値は、そのインパルスが同じ時間チップ内に確実に留まるように定義され、ランダムである可能性がある値δｔ１及びδｔ２は確率則に従う。その際、信号特徴指示パターンＳＣＰの最低限の特徴は、確率則によって完成される可能性がある振幅値／位置値対の組である。したがって、この例によれば、２つのクラスの受信機を定義することができる。一方のクラスの受信機は、そのパターンの最低限の特徴に関連付けられ、他方のクラスの受信機は、ランダム値δｔ１及びδｔ２に関連付けられる確率則によって完成される最低限の特徴に関連付けられる。
【００４２】
第２の変動は、インパルス系列ＳＣ１（ｔ）の各インパルスの、値「＋１」又は値「−１」のいずれかによる乗算である。乗算値の決定は、ここで、インパルスと値＋１とを乗算する確率がインパルスと値−１とを乗算する確率に等しいように定義される別の確率則に従って果たされる。その際、信号特徴指示パターンＳＣＰの最低限の特徴は、振幅値／位置値対の組、及びインパルスが全て同じ極性を有するという事実であり、その特徴は、極性に関連付けられる確率則によって完成される可能性がある。したがって、この例によれば、２つのクラスの受信機を定義することができる。一方のクラスの受信機は、そのパターンの最低限の特徴に関連付けられ、他方のクラスの受信機は、極性に関連付けられる確率則によって完成される最低限の特徴に関連付けられる。
【００４３】
第３の変動は、減衰値Ｂ（本明細書では、Ｂ＝０．５）によって乗算されるインパルスの振幅の減衰である。その際、信号特徴指示パターンＳＣＰの最低限の特徴は、振幅値／位置値対の組、及び一定の減衰値Ｂであり、その特徴は、そのような値を推定することができる確率則によって完成される可能性がある。したがって、この例によれば、２つのクラスの受信機を定義することができる。一方のクラスの受信機は、そのパターンの最低限の特徴に関連付けられ、他方のクラスの受信機は、減衰値Ｂを推定することができる確率則によって完成される最低限の特徴に関連付けられる。
【００４４】
インパルス系列ＳＣ３（ｔ）も、信号特徴指示パターンＳＣＰを表すが、信号特徴指示パターンの最低限の特徴は１組のインパルス位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４であり、その特徴は、各インパルスの振幅を推定することができる確率則によって完成される可能性がある。したがって、この例によれば、２つのクラスの受信機を定義することができる。一方のクラスの受信機は、そのパターンの最低限の特徴に関連付けられ、他方のクラスの受信機は、振幅を推定することができる確率則によって完成される最低限の特徴に関連付けられる。
【００４５】
図４は、本発明による送信方法のステップを表す図である。
【００４６】
信号Ｔｓｇ（ｔ）を送信機ＴＲＤから受信機ＲＣＤまで送信するための方法は、信号生成ステップ１００を含む。信号生成ステップ１００の過程では、信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列ＳＣ（ｔ）が、信号Ｔｓｇ（ｔ）を形成するために用いられる信号フレームの構造に従って、信号Ｔｓｇ（ｔ）内に周期的に挿入される。信号生成ステップ１００の過程では、時間基準パターンＴＴＰを表すインパルス系列ＴＴ（ｔ）も各信号フレーム内に含まれる。信号生成ステップ１００の後に、受信信号Ｔｓｇ（ｔ）の被観測部分から、受信信号フレームＦに埋め込まれた信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列ＳＣ（ｔ）のうちの１つの存在を検出するように意図される、信号特徴検出ステップ２００が実行される。信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列ＳＣ（ｔ）が検出されたとき、信号特徴検出ステップ２００の後に、信号フレームＦによって搬送される時間基準パターンＴＴＰを表すインパルス系列ＴＴ（ｔ）の存在を検出するように意図される、時間基準検出ステップ３００が実行される。
【００４７】
図５は、信号Ｔｓｇ（ｔ）を形成するために用いられるフレームＦの２つの例を図式的に示す。信号Ｔｓｇ（ｔ）は、信号フレームＦを定義する以下の式によって与えられる時間則に従う。
【００４８】
【数２】
2008099252.tif 000004
【００４９】
ただし、ＴＲＡ０（ｔ）は、信号特徴指示パターンＳＣＰを表す少なくとも１つのインパルス系列ＳＣ（ｔ）を含むトレーラである。式ＴＲＡ０（ｔ）内の添え字「０」は、インパルス系列ＳＣ（ｔ）の数が、信号Ｔｓｇ（ｔ）の送信中に変化することがあることを意味する。トレーラＴＲＡ０（ｔ）の後には、時間基準パターンＴＴＰを表す単一のインパルス系列ＴＴ（ｔ）があり、そのインパルス系列の後には、送信すべきデータを搬送するインパルス系列Ｄ（ｔ）がある。図５には単一のインパルス系列Ｄ（ｔ）が示されるが、送信すべき各データを搬送するいくつかのインパルス系列Ｄ（ｔ）が信号フレームＦに含まれることがあることに留意されたい。
【００５０】
トレーラＴＲＡ０（ｔ）に単一のインパルス系列ＳＣ（ｔ）が含まれるとき、フレームＦの全持続時間ＰＳは、信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列ＳＣ（ｔ）の持続時間と、インパルス系列ＴＴ（ｔ）の持続時間と、インパルス系列Ｄ（ｔ）の持続時間との和によって定義される。その際、インパルス系列ＳＣ（ｔ）が信号Ｔｓｇ（ｔ）に挿入される周期は、フレームＦの全持続時間ＰＳに等しい。
【００５１】
トレーラＴＲＡ０（ｔ）には、いくつかのインパルス系列ＳＣ（ｔ）が含まれることが好ましい。その際、フレームＦの全持続時間ＰＳは、信号特徴指示パターンＳＣＰを表すＭ個のインパルス系列ＳＣ（ｔ）の持続時間と、インパルス系列ＴＴ（ｔ）の持続時間と、インパルス系列Ｄ（ｔ）の持続時間との和によって定義される。その際、上記Ｍ個のインパルス系列から、インパルス系列ＳＣ（ｔ）が信号Ｔｓｇ（ｔ）に挿入される周期は、インパルス系列ＳＣ（ｔ）の持続時間ＴＳに等しい。
【００５２】
Ｆ１と呼ばれる、信号フレームの第１の例が図５に示される。その信号フレームＦ１は、Ｍ個のインパルス系列ＳＣ１（ｔ），．．．，ＳＣＭ（ｔ）と、その後に、単一のインパルス系列ＴＴ（ｔ）と、その後に、インパルス系列Ｄ（ｔ）とを含む。
【００５３】
受信機ＲＣＤが、信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列ＳＣ（ｔ）の検出から、時間基準パターンＴＴＰを表すインパルス系列ＴＴ（ｔ）の検出に切り替わるのに十分に長い時間を有するようにするために、時間基準パターンＴＴＰの最初のいくつかの振幅値／位置値対の振幅は、たとえば、この切替え時間としていくつかの時間チップを予約するために、０に等しくなるように選択されることがあることに留意されたい。
【００５４】
フレームＦを定義する時間則は、インパルス系列Ｄ（ｔ）がインパルス系列ＴＴ（ｔ）の直後に挿入されるように強いることはない。したがって、インパルス系列ＴＴ（ｔ）の最後のインパルスと、インパルス系列Ｄ（ｔ）の最初のインパルスとの間に、サイレント持続時間ＳＤが観測されることがある。サイレント持続時間ＳＤ中に、いくつかのシグナリング情報又は制御情報が送信されることがある。その際、図５において信号フレームＦ２と呼ばれる、信号フレームの全持続時間ＰＳは、Ｍ個のインパルス系列ＳＣ（ｔ）の持続時間と、インパルス系列ＴＴ（ｔ）の持続時間と、サイレント持続時間ＳＤと、インパルス系列Ｄ（ｔ）の持続時間との和によって定義される。
【００５５】
インパルス系列Ｄ（ｔ）の送信は、本発明の目的とは直に関連しないので、明確にするために、それらは以下では考慮されない。
【００５６】
信号特徴検出ステップ２００の一実施形態によれば、信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列ＳＣ（ｔ）の存在は、所定の閾値ＴＨｖと、受信機ＲＣＤが知っている信号特徴指示パターン特徴に従って定義される信号関数ＳＦの、受信信号の被観測部分から求められる数値とを比較することによって検出される。
【００５７】
閾値Ｔｈｖは、信号関数ＳＦの数値が閾値Ｔｈｖよりも小さいときに、信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列ＳＣ（ｔ）が、所定の誤検出確率で、信号の被観測部分に存在しないように定義され、信号特徴検出ステップ２００は、信号の別の被観測部分を考慮することによって繰り返される。信号特徴検出ステップ２００の繰返しは、信号関数の数値が閾値ＴＨｖ以上であるときに、すなわち、インパルス系列ＳＣ（ｔ）が信号の被観測部分において検出されるときに中止される。
【００５８】
一例によれば、インパルス系列ＳＣ（ｔ）が信号特徴指示パターンＳＣＰと同一であるとき、すなわち、受信機ＲＣＤによって知られているパターンＳＣＰの特徴が、振幅値／位置値対の組（βｊ，ｍｊ）（ｊ∈［１，．．．，ＮＳ］）に限定されるとき、信号関数ＳＦは、その信号の被観測部分に埋め込まれたインパルスと、信号特徴指示パターンＳＣＰに同一な、パターンＳＣＰの特徴から受信機ＲＣＤによって生成されるインパルス系列との間の相関関数である。その際、インパルス系列ＳＣ（ｔ）は、そのような相関が高いスコアを与えるときに、すなわち、信号特徴指示パターンＳＣＰに同一であるインパルス系列が、その信号の被観測部分に埋め込まれたインパルス系列と時間的に厳密に一致するときに検出される。
【００５９】
別の例によれば、受信機ＲＣＤによって知られているパターン特徴が、何らかの確率則によって完成されるときに、信号関数ＳＦは、その信号の被観測部分のエネルギーに基づく関数である。
【００６０】
信号特徴検出ステップ２００が繰り返されるとき、繰返し（ｉ＋１）の信号の被観測部分の場所は、被観測部分が繰返し（ｉ）において位置した時刻θｉに時間周期Ｔを加えることによって、繰返し（ｉ）の被観測部分の場所から定義される。最初の繰返し時の時刻θ１は任意に決定され、時間周期Ｔの時間チップ持続時間ＴＣに対する比は整数であることに留意されたい。
【００６１】
たとえば、時間周期Ｔは、インパルス系列ＳＣ（ｔ）の持続時間Ｔｓを法として、時間チップ持続時間Ｔｃに等しい。
【００６２】
信号特徴検出ステップ２００は、所定の条件ＰＣが満たされるまで繰り返される。たとえば、受信信号Ｔｓｇ（ｔ）が信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列ＳＣ（ｔ）を含まないときにこのような検出ステップを繰り返すのを避けるために、信号特徴検出ステップの累積的な持続時間が所定の時間値を超えないときに、この条件が満たされる。
【００６３】
また、この条件は、たとえば、アプリケーションレベルにおいて実装されるプロトコルに由来する外部イベントが生じるときに満たされてもよい。
【００６４】
図６に示される、信号特徴検出ステップ２００の一実施形態によれば、信号特徴検出ステップ２００は、時間窓定義サブステップ２０１を含み、その過程において、時間インターバルであってその時間インターバルに渡って信号が観測される、時間インターバルを決定する、１組の時間窓ＴＷ（ｊ）（ｊ＝１，．．．，Ｎｓ）が、信号特徴指示パターンＳＣＰの特徴から定義される。
【００６５】
図７は、信号特徴指示パターンＳＣＰの上記の例に従って定義される１組の時間窓ＴＷ（ｊ）の一例を示す。各時間窓ＴＷ（ｊ）は、時間チップ持続時間Ｔｃに少なくとも等しい持続時間を有し、信号特徴指示パターンＳＣＰの振幅値／位置値対（βｊ＋１，ｍｊ＋１）の位置値によって、他の時間窓ＴＷ（ｊ＋１）から分離される時間チップにわたって定義される。
【００６６】
ここで図６を参照すると、その後、サブステップ２０１に続いて、パターン位置決めサブステップ２０２が実行され、その過程において、１組の時間窓ＴＷ（ｊ）（ｊ＝１，．．．，Ｎｓ）の先頭が現在の時刻θｉに位置決めされる。最初の時間窓ＴＷ（ｊ＝１）が時刻θｉに位置決めされる、すなわち、時間窓ＴＷ（ｊ＝１）が時刻θｉを含む時間チップを包含するとき、その１組の時間窓の全ての他の時間窓も定義によって位置決めされる。したがって、信号Ｔｓｇ（ｔ）の被観測部分の場所は、時刻θｉに基づいて定義される。その後、サブステップ２０２に続いて、数値計算サブステップ２０３が実行され、その過程において、信号関数ＳＦが数値計算される。その後、サブステップ２０３に続いて、比較サブステップ２０４が実行され、その過程において、信号関数の数値が、所定の閾値ＴＨｖと比較される。信号関数ＳＦの数値が所定の閾値ＴＨｖ未満である場合には、サブステップ２０４に続いて、時刻更新サブステップ２０５が実行され、その過程において、時刻θｉに時間周期Ｔを加えることによって、時刻θｉ＋１が得られる。その後、サブステップ２０６の過程において検査される条件ＰＣが満たされない場合には、サブステップ２０５に続いて、時刻θｉを時刻θｉ＋１に設定して、上記で説明されたサブステップ２０２が実行される。
【００６７】
限られた数だけ繰り返した後に、インパルス系列ＳＣ（ｔ）が確実に検出されるようにするために（ただし、受信信号Ｔｓｇ（ｔ）内に存在する場合）、最初の時間窓ＴＷ（１）を位置決めするために、同じ時間チップを２度考慮することがないようにインパルス系列ＳＣ（ｔ）を埋め込んでいる可能性があるトレーラの各時間チップが考慮されるべきである。
【００６８】
図８は、信号Ｔｓｇ（ｔ）が受信機端において存在するときの、信号特徴検出ステップ２００の一連の繰返しの一例を示すクロノグラムである。
【００６９】
図８に示される例では、インパルス系列ＳＣ（ｔ）は、図３に示されるような信号特徴指示パターンＳＣＰを表しており（ＮＳ＝４）、信号フレームＦは、トレーラＴＲＡ０（ｔ）内に複数のインパルス系列ＳＣ（ｔ）を含み、サイレント持続時間ＳＤを含む。上記で述べられたようなインパルス系列Ｄ（ｔ）は示されない。その際、１組の窓は、４つ（ＮＳ）の時間窓ＴＷ（ｊ）を含む。明確にするために、最初の時間窓ＴＷ（１）と、ここでは５つのインパルスから成るインパルス系列の最初のインパルスが埋め込まれることがある時間チップとだけが図８に示される。この例では、時間周期Ｔは６・Ｔｃに等しく、インパルス系列ＴＴ（ｔ）は単一のインパルスから構成される。
【００７０】
信号特徴検出ステップ２００の最初の繰返し時に、最初の時間窓ＴＷ（１）が任意の時刻θ１に位置決めされ、その時刻は、図８に示される例では、時間チップｐｏ１の中央に位置する。その後、時間窓ＴＷ（ｊ）（ｊ＝１〜ＮＳ）にわたって信号関数ＳＦが数値計算される。図８に示される例では、時間窓がいずれもインパルス系列ＳＣ（ｔ）の１つのインパルスを含むか、又は時間窓のうちのいくつかがインパルス系列ＳＣ（ｔ）のインパルスを含まないものと仮定される。その際、信号関数の数値は閾値ＴＨｖ未満であり、信号特徴検出ステップ２００は繰り返される。
【００７１】
図８では、信号特徴検出ステップ２００の繰返し中に１つの時間チップが考慮されたときに、その時間チップを表す長方形にバツ印が付されることに留意されたい。
【００７２】
信号特徴検出ステップ２００の第２の繰返し中に、第１の時間窓ＴＷ（１）は、時刻θ１に時間周期Ｔを加えることによって得られる時刻θ２に位置決めされる。ここに示される例では、時刻θ２は、時間チップｐｏ２の中央に位置する。
【００７３】
この例では、第１の時間窓ＴＷ（１）が時間チップｐｏ２上に位置決めされるとき、信号関数ＳＦが数値計算され、閾値Ｔｈｖと比較される。ここで、信号関数の数値は閾値ＴＨｖ未満であるものと仮定され、その後、信号特徴検出ステップ２００が繰り返される。
【００７４】
信号特徴検出ステップ２００の第３の繰返し中に、第１の窓ＴＷ（１）は時刻θ３に位置決めされ、その時刻は、ここに示される例では、時間チップｐｏ３の中央に位置する。時刻θ３は、時刻θ２に時間周期Ｔを加えることによって得られる。この例では、信号関数の数値が依然として、閾値Ｔｈｖ未満であるものと仮定される。
【００７５】
したがって、この例によれば、系列ＳＣ（ｔ）の最初のインパルスを埋め込む可能性がある３つの異なる時間チップｐｏ１、ｐｏ２及びｐｏ３が考慮された。条件ＰＣが満たされないものと仮定すると、サイレント持続時間ＳＤ中に、受信機ＲＣＤは依然として、時間周期Ｔ毎に信号特徴検出ステップ２００の繰返しを実行している。この例において、サイレント持続時間ＳＤの持続時間Ｔ１がトレーラＴＲＡ０（ｔ）の全持続時間Ｔｅに等しいものと仮定すると、３つの新たな信号特徴検出ステップが実行される。サイレント持続時間ＳＤ後に、第１の時間窓ＴＷ（１）は時刻θ４に位置決めされ、その時刻は、ここに示される例では、新たなフレームの時間チップｐｏ２の中央に位置する。時間チップｐｏ２は、以前に、信号特徴検出ステップ２００の第２の繰返し中に考慮されているが、時間チップｐｏ０（たとえば）はまだ考慮されていない。したがって、インパルス系列ＳＣ（ｔ）の最初のインパルスが時間チップｐｏ０に埋め込まれるとき、そのインパルス系列ＳＣ（ｔ）を検出することはできない。
【００７６】
数学的に記述すると、この問題は、以下の式によって表すことができる。
【００７７】
【数３】
2008099252.tif 000005
【００７８】
ただし、θは、その信号の被観測部分が定義される時刻であり、ｘは数学的な変数を意味し、Ｎは１組の自然数を意味する。ＰＳ／Ｔｃ及びＴＳ／Ｔｃが全て整数値であると仮定すると、比ＰＳ（ｋ）／Ｔｃの値及び比Ｔ／Ｔｃの値が、それらの間の素数である場合には、この式が正しいことを証明することができる。
【００７９】
図８に示される例では、ＰＳ（ｋ）／Ｔｃ＝３０及びＴ／Ｔｃ＝６であるので、この制約は破られる。
【００８０】
図９は、信号特徴抽出検出ステップ２００の一連の繰返しの一例を示すクロノグラムを示しており、受信機端において信号Ｔｓｇ（ｔ）が存在するときに、限られた繰返し数の後に、このステップから信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列ＳＣ（ｔ）が検出される。ここでも、図８の説明のために用いられた信号フレーム及び信号特徴指示パターンＳＣＰに関する仮定が用いられる。
【００８１】
図８に示される信号特徴検出ステップ２００の３つの最初の繰返し後、３つの時間チップｐｏ１、ｐｏ２及びｐｏ３の考慮が完了している。サイレント持続時間ＳＤ中に、受信機ＲＣＤは依然として、時間周期Ｔ毎に信号特徴検出ステップを実行している。それが、図９において破線によって示される。
【００８２】
図９に示される例では、比ＰＳ（ｋ）／Ｔｃは４５に等しく、比Ｔ／Ｔｃは６に等しく、これらの２つの比は、それらの間の素数であるので、上記の制約が満たされる。
【００８３】
したがって、サイレント持続時間ＳＤの直後に実行される信号特徴検出ステップ２００の繰返し中に、第１の時間窓ＴＷ（１）は時刻θ５に設定され、その時刻は、ここに示される例では、時間チップｐｏ０の持続時間の中央に位置する。ここで、信号関数の数値が閾値ＴＨｖよりも大きいものと仮定され、信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列ＳＣ（ｔ）が検出されるものと見なされる。
【００８４】
図１０は、本発明による信号生成手段ＳＧＭを表すブロック図である。
【００８５】
信号生成手段ＳＧＭは、短い持続時間を有するインパルスを生成するように意図されるインパルス発生器ＩＧを備える。インパルスの形状は、たとえば、図２に示される形状に類似である。信号生成手段ＳＧＭはまた、生成されたインパルスから信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列ＳＣ（ｔ）を形成するための手段ＳＣＰＧＭと、生成されたインパルスから時間基準パターンＴＴＰを表すインパルス系列ＴＴ（ｔ）を形成するための手段ＴＴＰＧＭとを備える。さらに、信号生成手段ＳＧＭは、送信すべきデータＤを搬送するインパルス系列Ｄ（ｔ）を形成するための手段ＤＧＭも備える。信号生成手段ＳＧＭは、その信号フレーム内に、少なくとも１つのインパルス系列ＳＣ（ｔ）、単一のインパルス系列ＴＴ（ｔ）及びインパルス系列Ｄ（ｔ）を挿入することによって、時間則ＴＬに従って信号Ｔｓｇ（ｔ）のフレームＦを形成するための手段ＳＦＧＭをさらに備える。
【００８６】
図１１は、本発明による、受信機ＲＣＤを送信機ＴＲＤと時間的に同期させるように意図される手段ＳＹＮＣＭを表すブロック図である。手段ＳＹＮＣＭは、信号特徴指示パターンＳＣＰの特徴及び時間基準パターンＴＴＰの特徴を格納するための手段ＭＥＭと、受信信号の被観測部分から信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列ＳＣ（ｔ）を検出するための手段ＳＣＰＤＭと、時間基準パターンＴＴＰを表すインパルス系列ＴＴ（ｔ）を検出するための手段ＴＴＰＤＭとを備える。
【００８７】
受信機ＲＣＤの一実施形態によれば、手段ＳＣＰＤＭは、手段ＭＥＭに格納される信号特徴指示パターンＳＣＰの特徴から１組の時間窓ＴＷ（ｊ）を定義するための手段ＴＷＧＭと、或る時刻によって定義される時間チップにわたって１組の時間窓の第１の時間窓ＴＷ（１）を位置決めするための手段ＳＣＰＰＭと、１組の時間窓にわたって信号関数ＳＦを数値計算するための手段ＳＦＥＭと、信号関数の数値を所定の閾値ＴＨｖと比較するための手段ＳＦＣＭとを備える。
【００８８】
受信機ＲＣＤの一実施形態によれば、受信信号の被観測部分から、受信信号フレームＦ内に埋め込まれた信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列のうちの１つの存在を検出するための手段ＳＣＰＤＭが時間周期Ｔ毎に用いられるとき、信号フレームＦの全持続時間ＰＳ及び時間周期Ｔは、信号フレームＦの全持続時間ＰＳとその時間チップの持続時間Ｔｃとの比の値、及び時間周期Ｔとその時間チップの持続時間Ｔｃとの比の値が、それらの間の素数である２つの数になるように選択される。
【００８９】
受信機ＲＣＤの一実施形態によれば、受信信号の被観測部分から、受信信号フレームＦ内に埋め込まれた信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列のうちの１つの存在を検出するための手段ＳＣＰＤＭは、所定の条件ＰＣが満たされるまで、時間周期Ｔ毎に用いられる。
【００９０】
受信機ＲＣＤの一実施形態によれば、所定の条件ＰＣは、信号特徴指示パターンを表すインパルス系列が検出されるときに満たされる。
【００９１】
受信機ＲＣＤの一実施形態によれば、受信信号の被観測部分から、信号特徴指示パターンＳＣＰを表すインパルス系列のうちの１つの存在を検出するための累積的な持続時間が所定の時間値を超えないときに、所定の条件ＰＣが満たされる。
【００９２】
受信機ＲＣＤの一実施形態によれば、たとえば、アプリケーションレベルにおいて実装されるプロトコルに由来する外部イベントが生じるとき、所定の条件ＰＣが満たされる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明による、ＵＷＢ通信システムＳＹＳＴの一例を示す機能図である。
【図２】信号Ｔｓｇ（ｔ）を構成するために選択され得る、可能な形状ｐ（ｔ）を示すクロノグラムである。
【図３】信号特徴指示パターンの一例、及び信号特徴指示パターンを表すインパルス系列のいくつかの例を示す概略図である。
【図４】本発明による、送信方法のステップを表す図である。
【図５】本発明による、信号フレームの２つの例を示す概略図である。
【図６】本発明の一実施形態による、送信方法の一実施形態を示す図である。
【図７】信号特徴指示パターンに従って定義される１組の時間窓の一例を示す図である。
【図８】信号が受信機端に存在するときに、信号特徴検出ステップの一連の繰返しの一例を示すクロノグラムである。
【図９】信号が受信機端に存在するときに、限られた数だけ繰返した後に、信号特徴指示パターンを表すインパルス系列が検出される、信号特徴検出ステップの一連の繰返しの一例を示すクロノグラムである。
【図１０】本発明による、信号生成手段を表すブロック図である。
【図１１】本発明による、受信機を送信機と時間的に同期させるように意図される手段を表すブロック図である。
【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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【図１１】
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【外国語明細書】
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