(57)【要約】本発明は、ＵＷＢベースの無線通信および有線通信を含む通信の方法およびシステムであって、情報が、連続するバーストシンボルサイクルの列を使用して送信され、各バーストシンボルサイクルが、情報の１ビットを表す複数のチップがウルトラワイドバンド信号を使用して送信されるＯＮ期間と、信号が送信されないＯＦＦ期間とを含み、スケーラビリティ、適合性、および柔軟性を含めることができる利益を提供する方法およびシステムを提供する。ローカルエリア内の複数のデジタルデバイスの間の無線通信および有線通信を提供する際にバーストシンボルサイクル伝送技法を使用するシステムが提供される。
2006519507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を送信する方法であって、
バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に、１つまたは複数のシンボルを送信するステップであって、前記シンボルのそれぞれが、ビットシーケンスを含み、前記ビットシーケンスのそれぞれが、前記情報の１つまたは複数のビットにマッピングするステップと、
バーストシンボルサイクルの前記列のそれぞれの第２期間に送信を停止するステップと
を含む方法。
【請求項２】
バーストシンボルサイクルの前記列のそれぞれを連続して送信するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
バーストシンボルサイクルの前記列を送信した後で、
前記列と第２列との間の期間に送信を停止するステップと、
前記列と前記第２列との間の前記期間に送信を停止した後で、バーストシンボルサイクルの前記第２列を送信するステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
１つまたは複数のシンボルの送信が、位相変調技法を使用して１つまたは複数のシンボルを送信するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記１つまたは複数のシンボルを送信する前に、前記情報の前記１つまたは複数のビットを前記１つまたは複数のシンボルにマッピングするステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記１つまたは複数のシンボルの送信が、前記１つまたは複数のシンボルを無線で送信するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記１つまたは複数のシンボルの送信が、有線伝送を使用して前記１つまたは複数のシンボルを送信するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
１つまたは複数のシンボルの送信が、ワイドバンド信号を送信するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
１つまたは複数のシンボルの送信が、ウルトラワイドバンド信号を送信するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
所望の送信パラメータに対応するために前記第１期間および第２期間のそれぞれの持続時間を決定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１期間および前記第２期間のそれぞれの持続時間の決定が、所望の電力使用、所望のデューティサイクル、所望のデータ転送レート、所望の干渉感受性、所望のスペクトルマスク、所望のスペクトル線セット、および所望のチャネル化の少なくとも１つに対応するために前記第１期間および前記第２期間のそれぞれの持続時間を決定するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
バーストごとの基礎で前記第１期間および前記第２期間のそれぞれの持続時間を決定するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
バーストシンボルサイクルの前記列が、第１サブシリーズおよび第２サブシリーズを含み、前記第１サブシリーズと前記第２サブシリーズとの間の、送信の期間および送信停止の期間の持続時間を変更するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
バーストシンボルサイクルの前記第１列を送信する前に、複数のビットシーケンスを継続的に送信するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
プリアンブル期間に前記複数のビットシーケンスを継続的に送信するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記バーストシーケンスサイクルの第１期間の間でビットシーケンシング技法を変更するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
スペクトル成形を制御するために送信信号極性を選択するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
各バーストを異なる周波数で送信するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記周波数が、前記情報および擬似ランダムシーケンスの少なくとも１つに従って選択される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
各バーストを複数の周波数で送信するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記周波数が、前記情報および擬似ランダムシーケンスの少なくとも１つに従って選択される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
情報を受信する方法であって、
バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に、１つまたは複数のシンボルを受信するステップであって、前記シンボルのそれぞれが、ビットシーケンスを含み、前記ビットシーケンスのそれぞれが、前記情報の１つまたは複数のビットにマッピングするステップと、
バーストシンボルサイクルの前記列のそれぞれの第２期間に受信を停止するステップと
を含む方法。
【請求項２３】
前記１つまたは複数のシンボルの受信の後で、前記１つまたは複数のシンボルを情報の前記１つまたは複数のビットにマッピングするステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
情報を送信する方法であって、
連続信号をバーストシンボルサイクルの列に変換するステップと、
バーストシンボルサイクルの前記列のそれぞれの第１期間に、１つまたは複数のシンボルを送信するステップであって、前記シンボルのそれぞれが、ビットシーケンスを含み、前記ビットシーケンスのそれぞれが、前記情報の１つまたは複数のビットにマッピングするステップと、
バーストシンボルサイクルの前記列のそれぞれの第２期間に送信を停止するステップと
を含む方法。
【請求項２５】
バーストシンボルサイクルの前記列のそれぞれを連続的に送信するステップを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
バーストシンボルサイクルの前記列を送信した後で、
前記列と第２列との間の期間に送信を停止するステップと、
前記列と前記第２列との間の前記期間に送信を停止した後で、バーストシンボルサイクルの前記第２列を送信するステップと
を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
情報を送信する方法であって、
前記情報を含む連続信号を前記情報を含む第２信号に変換するステップであって、前記第２信号が、バーストシンボルサイクルの列を含むステップと、
バーストシンボルサイクルの前記列のそれぞれの第１期間に、１つまたは複数のシンボルを送信するステップであって、各シンボルが、ビットシーケンスを含み、前記ビットシーケンスのそれぞれが、前記情報の１つまたは複数のビットにマッピングするステップと、
バーストシンボルサイクルの前記列のそれぞれの第２期間に送信を停止するステップと
を含む方法。
【請求項２８】
ウルトラワイドバンド信号を使用して、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に複数のチップを送信するステップと、
バーストシンボルサイクルの前記列のそれぞれの第２期間に送信を停止するステップと
を含む、情報を送信する方法。
【請求項２９】
複数のチップの送信が、前記情報の１つまたは複数のビットごとに１つまたは複数のバーストシンボルサイクルを送信するステップを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
複数のチップの送信が、１つまたは複数の擬似ランダムシーケンスを複数の情報ビットシーケンスと組み合わせることを含むダイレクトシーケンススペクトラム拡散伝送技法を使用して複数のチップを送信するステップを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記情報のすべてのビットの送信に単一の擬似ランダムビットシーケンスを使用するステップを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
複数のチップの送信が、２相位相偏移変調変調技法を使用して複数のチップを送信するステップを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３３】
ウルトラワイドバンド信号を使用して、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に、１つまたは複数のシンボルを送信するステップであって、前記シンボルのそれぞれが、ビットシーケンスを含み、前記ビットシーケンスのそれぞれが、前記情報の１つまたは複数のビットにマッピングするステップと、
バーストシンボルサイクルの前記列のそれぞれの第２期間に送信を停止するステップと
を行う送信器と、
前記送信されたシンボルを受信する受信器と
を含む、ウルトラワイドバンドベース無線通信システム。
【請求項３４】
ウルトラワイドバンド信号を使用して、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に複数のチップを送信し、
バーストシンボルサイクルの前記列のそれぞれの第２期間に送信を停止する
送信器と、
前記送信されたチップを受信する受信器と
を含む、ウルトラワイドバンドベース無線通信システム。
【請求項３５】
ウルトラワイドバンド信号を使用して、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に複数のチップを送信し、
バーストシンボルサイクルの前記列のそれぞれの第２期間に送信を停止する
送信器と、
前記送信されたチップを受信する受信器と
を含む、ウルトラワイドバンドベース無線通信装置。
【請求項３６】
第１送信器および第１受信器を含む第１デジタルデバイスと、
第２送信器および第２受信器を含む第２デジタルデバイスと
を含む、デジタルデバイスの間のウルトラワイドバンドベース通信のシステムであって、
前記第１送信器、前記第２送信器、前記第１受信器、および前記第２受信器が、前記第１デジタルデバイスと前記第２デジタルデバイスとの間の通信を容易にし、前記第１送信器および前記第２送信器が、
ウルトラワイドバンド信号を使用して、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に複数のチップを送信し、
バーストシンボルサイクルの前記列のそれぞれの第２期間に送信を停止し、
前記第１受信器および前記第２受信器が、前記送信されたチップを受信する
ウルトラワイドバンドベース通信のシステム。
【請求項３７】
前記システムが、バーストシンボルサイクル送信およびバーストシンボルサイクル受信を使用する３つ以上のデジタルデバイスのそれぞれの間での通信を容易にする、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記第１デジタルデバイスおよび前記第２デジタルデバイスが、少なくとも第１セルの一部であり、前記システムが、第２セルを含み、前記第２セルが、
第３送信器および第３受信器を含む第３デジタルデバイスと、
第４送信器および第４受信器を含む第４デジタルデバイスと
を含み、前記第３送信器、前記第４送信器、前記第３受信器、および前記第４受信器が、前記第３デジタルデバイスと前記第４デジタルデバイスの間の通信を容易にし、前記第３送信器および前記第４送信器が、
ウルトラワイドバンド信号を使用して、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に複数のチップを送信し、
バーストシンボルサイクルの前記列のそれぞれの第２期間に送信を停止し、
前記第３受信器および前記第４受信器が、前記送信されたチップを受信する
請求項３６に記載のシステム。
【請求項３９】
情報を送信する方法であって、
バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に１つまたは複数のシンボルを送信する手段であって、前記シンボルのそれぞれが、ビットシーケンスを含み、前記ビットシーケンスのそれぞれが、前記情報の１つまたは複数のビットにマッピングする、手段と、
バーストシンボルサイクルの前記列のそれぞれの第２期間に送信を停止する手段と
を含む方法。
【請求項４０】
情報を送信する方法であって、
信号送信のために、ウルトラワイドバンドスペクトルの複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振るステップと、
前記複数のサブバンドのそれぞれを介して信号を送信することを含む、前記ウルトラワイドバンドスペクトルを介して前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信するステップと
を含む方法。
【請求項４１】
前記ウルトラワイドバンド伝送を無線で送信するステップを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記信号の送信が、パルス化された信号を送信するステップを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記信号の送信が、バーストシンボルサイクル伝送を送信するステップを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
各バーストが、情報のシーケンス化されたビットを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
各バーストが、シンボルを含み、各シンボルが、情報の１つまたは複数のビットにマッピングするシーケンスを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記信号の送信が、各サブバンドを介して異なる波形を送信するステップを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４７】
前記異なる波形のそれぞれが、異なる情報を表すのに使用される、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記信号の送信が、所与の時に単一のサブバンドを介して複数の波形を送信するステップを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４９】
前記信号の送信が、複数の前記サブバンドのそれぞれを介して実質的に同一の波形を送信するステップを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項５０】
前記ウルトラワイドバンド信号の送信が、所与の時に単一のサブバンドだけを介して送信するステップを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項５１】
前記ウルトラワイドバンド信号の送信が、異なるサブバンドの間で切り替えるステップを含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記切替が、各シンボルが送信された後で実行される、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記切替が、複数のシンボルが送信された後で実行される、請求項５１に記載の方法。
【請求項５４】
前記切替が、１つまたは複数のシンボルが送信され、かつＯＦＦ期間の後で実行される、請求項５１に記載の方法。
【請求項５５】
送信される情報に基づいて１つまたは複数の前記サブバンドを割り振るステップを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項５６】
擬似ランダムシーケンスに基づいて１つまたは複数の前記サブバンドを割り振るステップを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項５７】
情報を受信する方法であって、
信号受信のために、ウルトラワイドバンドスペクトルの複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振るステップと、
前記複数のサブバンドのそれぞれを介して信号を受信することを含む、前記ウルトラワイドバンドスペクトルを介して前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を受信するステップと
を含む方法。
【請求項５８】
前記信号の受信が、前記ウルトラワイドバンド伝送を受信するステップと、前記サブバンド位相と前記信号タイミングとの間の前記関係を使用して前記信号タイミングを追跡するステップとを含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記タイミングの追跡が、単一無線チェーンを使用して前記サブバンド位相を追跡するステップを含む、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
前記信号の受信が、バーストシンボルサイクル伝送を受信するステップを含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項６１】
１００ＭＢＰＳ以上のビットレートで情報を送信するステップを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項６２】
情報を通信する方法であって、
信号送信のために、ウルトラワイドバンドスペクトルの複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振るステップと、
前記複数のサブバンドのそれぞれを介して信号を送信することを含む、前記ウルトラワイドバンドスペクトルを介して前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信するステップと、
前記信号を受信することを含む、前記ウルトラワイドバンドスペクトルを介して前記情報を含む前記ウルトラワイドバンド伝送を受信するステップと
を含む方法。
【請求項６３】
前記信号の送信が、バーストシンボルサイクル伝送を送信するステップを含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記ＯＦＦ期間が、前記受信器および前記送信器での電力消費を削減するのに使用される、請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記サブバンドの割振りが、少なくとも部分的にオーバーラップするサブバンドを割り振るステップを含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項６６】
前記信号の送信が、アナログ技法を使用して前記信号を生成するステップを含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項６７】
前記信号の送信が、デジタル技法を使用して前記信号を生成するステップを含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項６８】
前記ウルトラワイドバンド信号の送信が、
逆高速フーリエ変換を使用して、情報を含む第１データ信号を１つまたは複数のエンコードされた信号に変換するステップと、
前記エンコードされた信号をバーストシンボルサイクルを含むエンコードされたウルトラワイドバンド信号に変換するステップと
を含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項６９】
前記信号の送信が、各サブバンドを介して異なる波形を送信するステップを含む、請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記信号の送信が、所与の時に単一のサブバンドを介して複数の波形を送信するステップを含む、請求項６８に記載の方法。
【請求項７１】
前記ウルトラワイドバンド信号の送信が、所与の時に前記サブバンドのうちの１つだけを介して送信するステップを含む、請求項６８に記載の方法。
【請求項７２】
前記ウルトラワイドバンド信号の送信が、サブバンドの間で切り替えるステップを含む、請求項６８に記載の方法。
【請求項７３】
前記切替が、各シンボルが送信された後で実行される、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
前記切替が、複数のシンボルが送信された後で実行される、請求項７２に記載の方法。
【請求項７５】
前記切替が、１つまたは複数のシンボルが送信され、かつＯＦＦ期間の後で実行される、請求項７２に記載の方法。
【請求項７６】
前記ＯＦＦ期間が、前記受信器および前記送信器での電力消費を削減するのに使用される、請求項７５に記載の方法。
【請求項７７】
循環プリフィックスを有するＯＦＤＭ信号を含むナローバンド信号を使用するステップを含む、請求項６８に記載の方法。
【請求項７８】
ギャップおよび循環プリフィックスの少なくとも１つを有するＯＦＤＭ信号を含むナローバンド信号を使用するステップを含む、請求項６８に記載の方法。
【請求項７９】
並列受信器の使用、前記ＯＦＤＭシンボル間のギャップの提供、循環プリフィックス、および前記チャネル内のマルチパスによって生成される前記シンボルの前記末尾の使用の少なくとも１つによる、エネルギ収集および／または搬送波間干渉軽減を実行するステップを含む、請求項６８に記載の方法。
【請求項８０】
前記ウルトラワイドバンド信号の送信が、
逆高速フーリエ変換を使用して、情報を含む第１データ信号を１つまたは複数のエンコードされた信号に変換するステップと、
前記エンコードされた信号をエンコードされたパルス化ウルトラワイドバンド信号に変換するステップと
を含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項８１】
前記信号の送信が、各サブバンドを介して異なる波形を送信するステップを含む、請求項８０に記載の方法。
【請求項８２】
前記信号の送信が、所与の時に単一のサブバンドを介して複数の波形を送信するステップを含む、請求項８０に記載の方法。
【請求項８３】
前記ウルトラワイドバンド信号の送信が、所与の時に前記サブバンドのうちの１つだけを介して送信するステップを含む、請求項８０に記載の方法。
【請求項８４】
前記ウルトラワイドバンド信号の送信が、パルスが送信されるサブバンドの間で切り替えるステップを含む、請求項８０に記載の方法。
【請求項８５】
前記切替が、各シンボルが送信された後で実行される、請求項８４に記載の方法。
【請求項８６】
前記切替が、複数のシンボルが送信された後で実行される、請求項８４に記載の方法。
【請求項８７】
前記切替が、１つまたは複数のシンボルが送信され、かつＯＦＦ期間の後で実行される、請求項８４に記載の方法。
【請求項８８】
前記ＯＦＦ期間が、前記受信器および前記送信器での電力消費を削減するのに使用される、請求項８７に記載の方法。
【請求項８９】
前記ナローバンド信号が、循環プリフィックスを有するＯＦＤＭ信号を含む、請求項８０に記載の方法。
【請求項９０】
前記ナローバンド信号が、ギャップおよび／または循環プリフィックスを有するＯＦＤＭ信号を含む、請求項８０に記載の方法。
【請求項９１】
並列受信器の使用、前記ＯＦＤＭシンボル間のギャップの提供、循環プリフィックス、および前記チャネル内のマルチパスによって生成される前記シンボルの前記末尾の使用の少なくとも１つによる、エネルギ収集および／または搬送波間干渉軽減を実行するステップを含む、請求項８０に記載の方法。
【請求項９２】
前記第２信号によって使用される複数の帯域のそれぞれの帯域幅をナロウパルス幅によって判定するステップを含む、請求項８０に記載の方法。
【請求項９３】
情報を通信するシステムであって、
信号送信のための、ウルトラワイドバンドスペクトルの複数の周波数サブバンドのそれぞれの割振りと、
前記複数のサブバンドのそれぞれを介する信号の送信を含め、前記ウルトラワイドバンドスペクトルを介する前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信する送信器と、
前記信号の受信を含め、前記ウルトラワイドバンドスペクトルを介する前記情報を含む前記ウルトラワイドバンド伝送を受信する受信器と
を含むシステム。
【請求項９４】
前記信号の送信が、バーストシンボルサイクル伝送を送信することを含む、請求項９３に記載のシステム。
【請求項９５】
逆高速フーリエ変換を使用して、情報を含む第１データ信号をエンコードされた信号に変換するステップと、
前記エンコードされた信号を、バーストシンボルサイクルを含むエンコードされたウルトラワイドバンド信号に変換するステップと、
前記情報を得るために高速フーリエ変換を使用して前記エンコードされたウルトラワイドバンド信号をデコードするステップと
を含む、情報を通信する方法。
【請求項９６】
逆高速フーリエ変換を使用して、情報を含む第１データ信号をエンコードされた信号に変換するステップと、
前記エンコードされた信号を、エンコードされたパルス化ウルトラワイドバンド信号に変換するステップと、
前記情報を得るために高速フーリエ変換を使用して前記エンコードされたパルス化ウルトラワイドバンド信号をデコードするステップと
を含む、情報を通信する方法。
【請求項９７】
情報を送信する方法であって、
ナローバンド信号の変調の後で、前記情報を含む前記ナローバンド信号を、前記情報を含む第２信号に変換するステップであって、前記第２信号が、前記ナローバンド信号より広い帯域の信号であり、前記ナローバンド信号および前記第２信号が、前記同一の変調された波形を含むステップ
を含む方法。
【請求項９８】
前記方法が、単一バンドウルトラワイドバンド信号を生成するのに使用される、請求項９７に記載の方法。
【請求項９９】
前記方法が、マルチバンドウルトラワイドバンド信号のサブバンドを生成するのに使用される、請求項９７に記載の方法。
【請求項１００】
バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に前記情報の１つまたは複数のビットを送信するステップを含み、バーストシンボルサイクルの前記列のそれぞれの第２期間に送信を停止するステップを含む、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０１】
前記情報の１つまたは複数のビットの送信が、搬送波ベース信号を使用して前記情報の１つまたは複数のビットを送信するステップを含む、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０２】
前記情報の１つまたは複数のビットの送信が、キャリアレス信号を使用して前記情報の１つまたは複数のビットを送信するステップを含む、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０３】
サイクルの前記列のそれぞれの第２期間中に情報を送信するステップを含み、サイクルの前記列のそれぞれが、前記第１期間および前記第２期間からなる、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０４】
サイクルの前記列のそれぞれの第２期間中に、前記情報の前記１つまたは複数のビットの少なくとも１つを再送信するステップを含む、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０５】
サイクルの前記列のそれぞれの第２期間中に、前記ナローバンド信号によって含まれる前記情報以外の情報を送信するステップを含む、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０６】
前記ナローバンド信号が、循環プリフィックスを有するＯＦＤＭ信号を含む、請求項９７に記載の方法。
【請求項１０７】
前記ナローバンド信号が、ギャップおよび／または循環プリフィックスを有するＯＦＤＭ信号を含む、請求項９７に記載の方法。
【請求項１０８】
情報を送信する方法であって、
サイクルの列のそれぞれの第１期間に、情報の前記１つまたは複数のビットが前記ナローバンド信号を使用して送信される場合に前記１つまたは複数のビット情報が送信されるレートより速いレートで、前記情報の１つまたは複数のビットを送信するステップ
を含む方法。
【請求項１０９】
第２信号へのナローバンド信号の変換が、広大された信号を形成するために前記ナローバンド信号の幅を広げるステップと、その後、前記幅を広げられた信号にバーストシンボルサイクル信号を乗じるステップとを含む、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１０】
ナローバンド信号を第２信号に変換するステップを含み、前記第２信号への前記ナローバンド信号の変換が、前記ナローバンド信号に搬送波ベース信号を乗じるステップを含む、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１１】
ナローバンド信号を第２信号に変換するステップを含み、前記第２信号への前記ナローバンド信号の変換が、前記ナローバンド信号にキャリアレス信号を乗じるステップを含む、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１２】
ナローバンド信号を第２信号に変換するステップを含み、前記第２信号への前記ナローバンド信号の変換が、前記ナローバンド信号をウルトラワイドバンド信号に変換するステップを含む、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１３】
ナローバンド信号を、前記ナローバンド信号にワイドバンドバーストシンボルサイクル信号を乗じることによって第２信号に変換するステップを含む、情報を送信する方法。
【請求項１１４】
前記ナローバンド信号が、循環プリフィックスを有するＯＦＤＭ信号を含む、請求項１１３に記載の方法。
【請求項１１５】
前記ナローバンド信号が、ギャップおよび／または循環プリフィックスを有するＯＦＤＭ信号を含む、請求項１１３に記載の方法。
【請求項１１６】
前記第２信号によって使用される複数の帯域のそれぞれの帯域幅をナロウパルス幅によって判定するステップを含む、請求項１１３に記載の方法。
【請求項１１７】
ナローバンド信号の第２信号への変換が、前記ナローバンド信号にキャリアベース信号を乗じるステップを含む、請求項１１３に記載の方法。
【請求項１１８】
ナローバンド信号の第２信号への変換が、前記ナローバンド信号にキャリアレス信号を乗じるステップを含む、請求項１１３に記載の方法。
【請求項１１９】
ナローバンド信号の第２信号への変換が、前記ナローバンド信号をウルトラワイドバンド信号に変換するステップを含む、請求項１１３に記載の方法。
【請求項１２０】
ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法であって、
信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振るステップと、
前記複数の周波数サブバンドのそれぞれを介してバーストシンボルサイクル信号を送信することによって、前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信するステップと
を含む方法。
【請求項１２１】
前記バーストシンボルサイクル信号の少なくとも２つを直列に送信するステップを含む、請求項１２０に記載の方法。
【請求項１２２】
前記バーストシンボルサイクル信号の少なくとも２つを並列に送信するステップを含む、請求項１２０に記載の方法。
【請求項１２３】
電力消費を削減するために送信のＯＦＦ期間中に少なくとも１つの回路への電力をオフに切り替えるステップを含む、請求項１２０に記載の方法。
【請求項１２４】
ＯＮ期間の終りから次のＯＮ期間の始めまで信号周波数および位相を維持するステップを含む、請求項１２３に記載の方法。
【請求項１２５】
ＯＮ期間の終りから次のＯＮ期間の始めまで信号周波数を維持するステップを含む、請求項１２３に記載の方法。
【請求項１２６】
アナログ波ジェネレータ、デジタル波ジェネレータ、ならびにアナログ波ジェネレータおよびデジタル波ジェネレータの組合せの少なくとも１つを使用するステップを含む、請求項１２３に記載の方法。
【請求項１２７】
マルチバンドウルトラワイドバンド伝送の生成を容易にするための、回路を含む高速スイッチング周波数ジェネレータであって、前記回路が、
少なくとも１つの電圧制御発振器と、
少なくとも１つの分周器と
を含み、前記少なくとも１つの電圧制御発振器が、特定の中心周波数の信号を生成するのに使用されるように適合され、前記少なくとも１つの分周器が、特定の中心周波数の入力信号からステップ周波数の異なる周波数倍数の信号を出力することによって、前記マルチバンドウルトラワイドバンド伝送の複数の送信周波数帯域の生成を容易にするのに使用されるように適合される
高速スイッチング周波数ジェネレータ。
【請求項１２８】
ＱＰＳＫ変調を使用するステップを含み、ステップ周波数の異なる周波数倍数の信号を生成する前に、入力信号にデータ信号を乗じるステップを含む、請求項１２７に記載の方法。
【請求項１２９】
ウルトラワイドバンド伝送を使用する情報の伝送を容易にする方法であって、
ウルトラワイドバンド伝送に使用される第１デジタル信号を生成するステップと、
前記第１デジタル信号と実質的に前記同一の周波数であるが、前記第１デジタル信号に含まれる少なくとも１つの高調波を実質的に含まない第３デジタル信号を発生させるために、前記第１デジタル信号の遅延された形である第２デジタル信号を前記第１デジタル信号から減算することによって、前記第１デジタル信号から少なくとも１つの高調波を実質的に除去するステップと
を含む方法。
【請求項１３０】
前記減算が、スイッチミキサへの異なる入力を使用するステップを含む、請求項１２９に記載の方法。
【請求項１３１】
ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法であって、
信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振るステップと、
前記複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって、前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信するステップと
を含み、位相連続性が、
前記周波数サブバンドのそれぞれを複数のセグメントに分割するステップと、
前記サブバンドのそれぞれのセグメントの間で送信をサイクルするステップと
によって維持される
方法。
【請求項１３２】
実質的に途切れない位相の信号を発生させるために、前記周波数サブバンドのそれぞれのセグメントの間で送信をサイクルするステップを含む、請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３３】
ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法であって、
信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振るステップと、
複数のデジタル−アナログ変換器からの出力を使用して周波数サブバンドの少なくとも１つのアナログ搬送波を発生させることを含む、前記複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信するステップと
を含む方法。
【請求項１３４】
前記少なくとも１つのアナログ搬送波を発生させることが、前記デジタル−アナログ変換器のそれぞれが、入力ビットに基づいて前記アナログ搬送波の部分を出力するステップを含み、前記アナログ搬送波の連続するセグメントを発生させるために入力値をサイクルスルーするステップを含む、請求項１３３に記載の方法。
【請求項１３５】
ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法であって、
信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振るステップと、
少なくとも１つの搬送波周波数のサイドローブを減らすために正弦波エンベロープを使用することを含み、信号に前記搬送波周波数より低い周波数の正弦波を乗じることを含む、前記複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信するステップと
を含む方法。
【請求項１３６】
信号スペクトル特性および受信器選択性の制御を容易にするために、パルス反復周波数を一定に保ちながらパルス帯域幅を変更するステップを含む、請求項１３５に記載の方法。
【請求項１３７】
ウルトラワイドバンド伝送で使用される少なくとも１つの搬送波を生成するステップと、
前記搬送波の遅延された形である第１信号を発生させ、
単一モノサイクルを分離するために前記搬送波を前記第１信号と組み合わせる
ことによって前記搬送波から単一モノサイクルを分離するステップと
を含む、ウルトラワイドバンド伝送を使用する情報の伝送を容易にする方法。
【請求項１３８】
前記搬送波にクロック信号を乗じることおよびミキサを使用して前記搬送波を切り替えることの少なくとも１つによって前記搬送波の遅延された形である第１信号を発生させるステップを含む、請求項１３７に記載の方法。
【請求項１３９】
前記搬送波の遅延された形である第１信号を発生させるためにスタブに信号を供給するステップを含む、請求項１３７に記載の方法。
【請求項１４０】
ウルトラワイドバンド伝送での使用のためにナローバンドパルス信号を生成するステップであって、
第１パルス信号を生成し、
前記第１パルス信号の遅延された形である第２パルス信号を発生させ、
差動増幅器を使用して、前記ナローバンドパルス信号を発生させるために、前記第２パルス信号から前記第１パルス信号を減算する
ことを含むステップ
を含む、ウルトラワイドバンド伝送を使用する情報の伝送を容易にする方法。
【請求項１４１】
送信される情報に基づいて、前記第１パルス信号および前記第２パルス信号のどちらが前記差動増幅器への前記正入力になり、前記第１パルス信号および前記第２パルス信号のどちらが前記差動増幅器への前記負入力になるかを決定するために極性ジェネレータを使用するステップを含む、請求項１４０に記載の方法。
【請求項１４２】
情報の伝送を容易にする方法であって、ウルトラワイドバンド信号を生成するステップを含み、前記ウルトラワイドバンド信号の生成は、
第１ウルトラワイドバンド搬送波信号を生成するステップと、
前記第１搬送波信号に関して減らされたサイドローブを有する第１組合せ信号を生成するために、前記第１搬送波と正弦波エンベロープを組み合わせるステップと、
第２組合せ信号を生成するために前記第１組合せ信号を情報信号と組み合わせるステップと、
マルチバンドウルトラワイドバンド伝送の少なくとも一部として前記第２組合せ信号を送信するステップと
を含む方法。
【請求項１４３】
情報の伝送を容易にする方法であって、ウルトラワイドバンド信号を生成するステップを含み、前記ウルトラワイドバンド信号の生成が、
第１組合せ信号を生成するために、情報信号を正弦波エンベロープと組み合わせるステップと、
生成された搬送波信号に関して減らされたサイドローブを有する第２組合せ信号を生成するために、前記第１組合せ信号を前記生成された搬送波と組み合わせるステップと、
マルチバンドウルトラワイドバンド伝送の少なくとも一部として前記第２組合せ信号を送信するステップと、
を含む方法。
【請求項１４４】
ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法であって、
信号伝送のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振るステップと、
前記複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって、前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信するステップと、
電力消費、エネルギ収集、ビットレート、性能、範囲、多元接続干渉に対する抵抗、マルチパス干渉に対する抵抗、およびスペクトルの平坦さのうちの少なくとも２つの間でのトレードオフを容易にするために、少なくとも１つの送信パラメータの変更を可能にするステップと
を含む方法。
【請求項１４５】
パルス反復周波数の変更を可能にするステップを含む、請求項１４４に記載の方法。
【請求項１４６】
ウルトラワイドバンド伝送の送信が、バーストシンボルサイクル伝送を送信するステップを含む、請求項１４４に記載の方法。
【請求項１４７】
前記周波数サブバンドのそれぞれを介してバーストシンボルサイクル信号を送信するステップを含む、請求項１４４に記載の方法。
【請求項１４８】
ウルトラワイドバンド伝送の送信が、バーストシンボルサイクル伝送を送信するステップを含む、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１４９】
変化する応用例要件に適合するために、少なくとも１つの送信パラメータの変更を可能にするステップを含む、請求項１４４に記載の方法。
【請求項１５０】
変化する応用例要件および環境要件の少なくとも１つに適合するために、少なくとも１つの送信パラメータを自動的に変更するステップを含む、請求項１４９に記載の方法。
【請求項１５１】
変化する応用例要件および環境要件の少なくとも１つに適合するために、少なくとも１つの送信パラメータの変更を容易にする１つまたは複数のアルゴリズムを使用するステップを含む、請求項１４９に記載の方法。
【請求項１５２】
ウルトラワイドバンド伝送の送信が、直交周波数分割多重を使用するステップを含み、循環プリフィックス送信、０パディング、ならびに循環プリフィックス送信およびパディングの組合せの少なくとも１つを使用するステップを含む、請求項１４４に記載の方法。
【請求項１５３】
単一サブバンドならびに異なるサブバンドで同一情報を複数回送信しながら、時間拡散での変動を可能にするステップを含む、請求項１４４に記載の方法。
【請求項１５４】
ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を受信する方法であって、
信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振るステップと、
前記複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して送信された信号を受信することによって、前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を受信するステップと、
電力消費、エネルギ収集、ビットレート、性能、範囲、多元接続干渉に対する抵抗、マルチパス干渉に対する抵抗、およびスペクトルの平坦さのうちの少なくとも２つの間でのトレードオフを容易にするために１つまたは複数の受信パラメータのうちの少なくとも１つの変更を可能にするステップと
を含む方法。
【請求項１５５】
受信パルス反復周波数の変更を可能にするステップを含む、請求項１５４に記載の方法。
【請求項１５６】
オフ期間中、予想される冗長シンボル中、および予想される雑音の多いシンボル中の少なくとも１つに前記受信器をシャットオフすることによって電力消費を削減するステップを含む、請求項１５５に記載の方法。
【請求項１５７】
応用例要件および環境要件の少なくとも１つの変動に基づいてＡＤＣビット数を変更するステップを含む、請求項１５４に記載の方法。
【請求項１５８】
ウルトラワイドバンド伝送の受信が、バーストシンボルサイクル伝送を受信するステップを含む、請求項１５４に記載の方法。
【請求項１５９】
前記周波数サブバンドのそれぞれを介してバーストシンボルサイクル信号を受信するステップを含む、請求項１５４に記載の方法。
【請求項１６０】
ウルトラワイドバンド伝送の受信が、バーストシンボルサイクル伝送を受信するステップを含む、請求項１５９に記載の方法。
【請求項１６１】
ウルトラワイドバンド伝送およびウルトラワイドバンド受信を使用して情報を通信する方法であって、
信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振るステップと、
前記複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって、前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信するステップと、
前記複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して送信された信号を受信することによって、前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を受信するステップと、
電力消費、エネルギ収集、ビットレート、性能、範囲、多元接続干渉に対する抵抗、マルチパス干渉に対する抵抗、およびスペクトルの平坦さのうちの少なくとも２つの間のトレードオフを容易にするために１つまたは複数の送信パラメータおよび１つまたは複数の受信パラメータのうちの少なくとも１つの変更を可能にするステップと
を含む方法。
【請求項１６２】
ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法であって、
信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振るステップと、
前記複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって、前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信するステップと、
電力消費、エネルギ収集、ビットレート、性能、範囲、多元接続干渉に対する抵抗、マルチパス干渉に対する抵抗、およびスペクトルの平坦さのうちの少なくとも２つの間の所望のトレードオフを容易にするために少なくとも１つの送信パラメータを設定するステップと
を含む方法。
【請求項１６３】
パルス反復周波数を設定するステップを含む、請求項１６２に記載の方法。
【請求項１６４】
ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法であって、
信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振るステップと、
前記複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって、前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信するステップと、
電力消費、エネルギ収集、ビットレート、性能、範囲、多元接続干渉に対する抵抗、マルチパス干渉に対する抵抗、およびスペクトルの平坦さのうちの少なくとも２つの間のトレードオフを容易にするためにパルス反復周波数を変更するステップと
を含む方法。
【請求項１６５】
パルス反復周波数の変更が、シーケンス内の周波数の間隔を変更するステップを含む、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１６６】
パルス反復周波数の変更が、シーケンス内の選択された周波数をオフ期間に置換するステップを含む、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１６７】
パルス反復周波数が、特定の応用例および特定の環境の少なくとも１つに従って変更される、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１６８】
変化する応用例要件および変化する環境要件の少なくとも１つに従ってパルス反復周波数を適応式に変更するステップを含む、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１６９】
１つまたは複数のアルゴリズムを使用してパルス反復周波数を適応式に変更するステップを含む、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１７０】
パルス反復周波数を適応式に変更するステップを含む、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１７１】
フィルタ選択性を高めるためにパルス反復周波数を下げるステップを含む、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１７２】
ノッチフィルタ選択性を高めるためにパルス反復周波数を下げることが、１つまたは複数のフィルタのチップ実施を可能にする、請求項１７０に記載の方法。
【請求項１７３】
パルス送信のパルス反復周波数を変更するステップを含む、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１７４】
ＯＦＤＭ送信のパルス反復周波数を変更するステップを含む、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１７５】
クロス帯域干渉を減らすためにパルス反復周波数を変更するステップを含む、請求項１７４に記載の方法。
【請求項１７６】
それぞれが異なる周波数ホッピングシーケンスを使用する複数のピコネットの間での干渉を軽減するためにパルス反復周波数を減らすステップを含む、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１７７】
シーケンス内の選択された周波数を除去し、これらをオフ期間と置換することによって、パルス反復周波数を減らすステップを含む、請求項１７６に記載の方法。
【請求項１７８】
２つごとの連続する周波数の１つを除去することによって２倍だけパルス反復周波数を減らすステップを含む、請求項１７７に記載の方法。
【請求項１７９】
３つごとの連続する周波数の１つを除去することによって３倍だけパルス反復周波数を減らすステップを含む、請求項１７７に記載の方法。
【請求項１８０】
複数のピコネットのそれぞれについて異なる周波数ホッピングシーケンスを使用するステップを含む、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１８１】
ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法であって、
信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振るステップと、
前記複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって、前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信するステップと、
シンボル間干渉を軽減するためにパルス反復周波数を設定するステップと
を含む方法。
【請求項１８２】
ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法であって、
信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振るステップと、
前記複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって、前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信するステップと、
電力消費、エネルギ収集、ビットレート、性能、範囲、マルチパス干渉に対する抵抗、およびスペクトルの平坦さのうちの少なくとも２つの間のトレードオフを容易にするためにパルス反復周波数の変更を可能にするステップと
を含む方法。
【請求項１８３】
ウルトラワイドバンド送信およびウルトラワイドバンド受信を使用して情報を通信するシステムであって、
複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信する
送信器と、
複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して送信された信号を受信することによって前記情報を含むウルトラワイドバンド伝送を受信する
受信器と
を含み、前記システムが、電力消費、ビットレート、性能、範囲、マルチパス干渉に対する抵抗、およびスペクトルの平坦さのうちの少なくとも２つの間の適応トレードオフを提供するために、１つまたは複数の送信パラメータおよび１つまたは複数の受信パラメータの少なくとも１つの選択および変更の少なくとも１つを可能にする
システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
著作権表示
この特許文書の開示の一部に、著作権保護の対象になる材料が含まれる。著作権所有者は、特許商標局のファイルまたは記録に現れる特許文書または特許開示の何人による写真複製にも異議を申し立てないが、それ以外についてはすべての著作権を留保する。
【０００２】
関連優先出願
本願は、２００２年８月１６日出願の米国特許出願第６０／４０４０７０号および２００３年２月２８日出願の米国特許出願第６０／４５０７３７号に対する優先権を主張するものであり、この特許出願の両方が、参照によってその全体を本明細書に組み込まれる。さらに、本願は、２００３年３月１７日出願の米国特許出願第１０／３８９７８９号、２００３年６月２５日出願の米国特許出願第１０／６０３３７２号、２００３年８月１４日出願の「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉ−Ｂａｎｄ  Ｕｌｔｒａ−ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、弁理士整理番号５５７９／４号、および２００３年８月１４日出願の「Ｓｃａｌａｂｌｅ  Ｕｌｔｒａ−Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、弁理士整理番号５５７９／５号に対する優先権を主張するものであり、これらの特許出願のすべてが、参照によってその全体を本明細書に組み込まれる。
【０００３】
本発明は、通信の方法、システム、および装置に関し、具体的には、ウルトラワイドバンド（ｕｌｔｒａ−ｗｉｄｅ  ｂａｎｄ）に基づく無線通信の方法、システム、および装置に関する。
【背景技術】
【０００４】
ローカル環境内の複数のデジタルデバイス用の短距離から中距離の高速接続性に関する需要が、急激に高まり続けている。たとえば、多数の職場および家庭が、現在、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、テレビジョンセット、他のオーディオデバイスおよびビデオデバイス、ＤＶＤプレイヤ、カメラ、ビデオカメラ、プロジェクタ、ハンドヘルド機など、多数のデジタルコンピューティングデバイスまたはデジタルエンターテイメントデバイスを有する。たとえば、複数のコンピュータおよびテレビジョンセットが、アメリカの家庭で一般的になっている。さらに、そのようなデバイスに関する高速接続性の必要が、ますます重要になりつつある。この傾向は、近い将来に不可避的に高まる。
【０００５】
高速接続性の需要が通常の家庭および職場のデジタルデバイスの数と共に増えるにつれて、無線接続性に関する需要は、自然に同様に高まる。多くのデバイスに対して走る高速配線は、高価、不便、非実用的、かつ不便になる可能性がある。その一方で、高速無線接続性は、多数の実用的長所および美的長所を提供し、これが、それに対する大きい、増加しつつある需要の説明になる。理想的には、ローカル環境内の無線接続性は、高い信頼性、低いコスト、物理障壁によってならびに壁または共存する無線信号によって引き起こされる少ない干渉、セキュリティ、および複数のデジタルデバイスの高速データ転送を提供しなければならない。既存のナローバンド（ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ）無線接続性技法は、そのような解決策を提供せず、高いコスト、不満足なデータ転送レート、信号および障害物に関連する干渉からの不満足な自由、不満足なセキュリティ、および他の短所を有する。実際に、技術的現状は、ローカル環境内の複数のデジタルデバイスの高速無線接続性を提供する十分に満足な解決策を提供しない。
【０００６】
無線接続性の技術的現状に、一般に、様々な応用例でのスペクトラム拡散（ｓｐｒｅａｄ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）システムの使用が含まれる。スペクトラム拡散技法は、広範囲の周波数にわたって信号を拡散するが、信号ブロックまたは「ジャミング」に対する高い抵抗、「盗聴」に対する高いセキュリティまたは抵抗、および高い干渉抵抗を提供することが既知である。スペクトラム拡散技法は、高いセキュリティおよびタンパリングからの自由が要求されるシステムで使用されてきた。さらに、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、スペクトラム拡散、パケットベースの技術が、セル電話システムで使用され、部分的に、同時に同一の周波数を共用するための複数同時会話信号を可能にすることによって、高い容量を提供する。
【０００７】
ＣＤＭＡ技法、ダイレクトシーケンススペクトラム拡散（ｄｉｒｅｃｔ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ  ｓｐｒｅａｄ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ、ＤＳＳＳ）技法、タイムホッピングスペクトラム拡散（ｔｉｍｅ  ｈｏｐｐｉｎｇ  ｓｐｒｅａｄ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ、ＴＨＳＳ）技法、およびパルス位置変調（ＰＰＭ）技法を含む既知のスペクトラム拡散技法および変調技法は、高い信頼性、低いコスト、低い干渉、セキュリティ、複数のデジタルデバイスの高速データ転送を含む、ローカル環境内の無線接続性を満足に提供しない。さらに、既知のＵＷＢ伝送および通信の方法およびシステムは、電力使用、範囲、転送レート、および低コスト実施態様などの領域での柔軟性、適応性、および適応トレードオフ能力を含めることができる領域での満足な品質がない。
【０００８】
複数の米国および米国以外での特許および特許出願に、様々な用途のためのスペクトラム拡散またはＵＷＢに関連するシステムが記載されているが、これらは、それでも、上述の技術的現状によるものである。下で述べる米国および米国以外での特許および特許出願は、参照によってその全体を本明細書に組み込まれる。
【０００９】
この領域の一部に、複数の日本の特許および特許出願がある。１９９８年３月３１日出願、１９９９年１０月１５日公告の日本国特許出願第１１２８４５９９号に、スペクトラム拡散ＣＤＭＡモバイル通信が記載されている。１９９８年４月２７日出願、１９９９年１１月９日公告の日本国特許出願第１１３１３００５号に、間欠的に動作する信号変調回路を使用する、スペクトラム拡散通信でのすばやい搬送波同期化のシステムが記載されている。１９９７年７月２日出願、１９９９年１月２９日公告の日本国特許出願第１１０２７１８０号およびそれに対応する欧州特許出願ＥＰ  ０８８９６００号に、モバイル通信システム、特に基地局と移動局の間のスペクトラム拡散符号分割多元接続通信に使用される受信装置が記載されている。１９８８年１１月１８日出願、１９９０年５月２５日公告の日本国特許出願第２１３７８５３３号に、スペクトラム拡散通信用の送信器が記載されている。
【００１０】
複数の米国の特許および特許出願に、様々な文脈でのスペクトラム拡散またはＵＷＢが記載されている。２０００年２月１５日にラリック（Ｌａｒｒｉｃｋ，Ｊｒ．）他に発行された米国特許第６０２６１２５号は、制御された中心周波数および調整可能な帯域幅を有するキャリアコントロールドパルス化（ｃａｒｒｉｅｒ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｐｕｌｓｅｄ）ＵＷＢ信号の使用に関する。２００２年２月６日にフィン（Ｆｉｎｎ）他に発行された米国特許第６３５１６５２号に、インパルスＵＷＢ通信が記載されている。２０００年２月２９日にフラートン（Ｆｕｌｌｅｒｔｏｎ）他に発行された米国特許第６０３１８６２号、ならびに米国特許第５６７７９２７号、米国特許第５９６００３１号、米国特許第５９６３５８１号、および米国特許第５９９５５３４号を含む関連特許に、インパルス派生信号にテンプレート信号を乗じ、積分し、復調して、そうでなければ雑音によって不明瞭になる信号の可用性を高めるＵＷＢ通信システムが記載されている。２０００年６月１３日にワレン（Ｗａｒｒｅｎ）他に発行された米国特許第６０７５８０７号は、スペクトラム拡散デジタル整合フィルタに関する。１９９３年１月５日にカトウ（Ｋａｔｏ）に発行された米国特許第５１７７７６７号に、符号同期化の必要がなくなると記載された「構造的に単純な」無線スペクトラム拡散送信装置または受信装置が記載されている。１９９９年１２月１４日にシュウ（Ｔｈｕｅ）に発行された米国特許第６００２７０７号に、超高エネルギ狭パルス送信器受信器システムの必要をなくす、レーダ送信用の広周波数スペクトル信号を使用するレーダシステムが記載されている。１９９４年６月２１日にモリ（Ｍｏｒｉ）他に発行された米国特許第５３４７５３７号ならびに米国特許第５３２３４１９号および米国特許第５２１８６２０号を含む関連特許に、ダイレクトシーケンススペクトラム拡散送信器受信器システムが記載されている。１９９３年４月２７日発行の米国特許第５２０６８８１号に、データパケット信号との擬似雑音コード信号のすばやい同期化を使用することを試みるスペクトラム拡散通信システムが記載されている。
【００１１】
複数の公告されたＰＣＴ国際特許にも、様々な文脈でのスペクトラム拡散またはＵＷＢが記載されている。２００１年５月３１日公告のＰＣＴ国際特許公告番号ＷＯ  ０１／３９４５１号に、レーダ応用例または通信応用例で使用される波形適応送信器が記載されている。２００１年１２月６日公告のＰＣＴ国際特許公告番号ＷＯ  ０１／９３４４１号に、ウェーブレットまたはインパルスを使用するＵＷＢ高速デジタル通信システムが記載されている。２００１年１２月２７日公告のＰＣＴ国際特許公告番号ＷＯ  ０１／９９３００号に、ＵＷＢシグナリングを使用する無線通信が記載されている。２００１年２月１５日公告のＰＣＴ国際特許公告番号ＷＯ  ０１／１１８１４号に、スペクトラム拡散技術を使用する情報の有線または無線のブロードバンド送信の送信方法が記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のすべてによれば、当技術分野に、改善された通信方法および通信システムの必要がある。さらに、当技術分野に、ローカル環境内の複数のデジタルデバイスの間の無線接続性を提供する方法およびシステムの必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、通信の方法およびシステムを提供する。いくつかの実施形態では、本発明は、バーストシンボルサイクルの列として情報を送信することを含む、情報を送信する方法を提供する。各バーストシンボルサイクルに、１つまたは複数のシンボルが送信されるＯＮ期間（各シンボルは、ビットシーケンスであり、各ビットシーケンスは、情報の１つまたは複数のビットにマッピングされる）と、情報が送信されないＯＦＦ期間が含まれる。情報のビットは、シンボルを送信する前にシンボルにマッピングされる。
【００１４】
他の実施形態では、本発明は、連続するバーストシンボルサイクルの列の受信を含む、情報を受信する方法を提供する。各バーストシンボルサイクルに、１つまたは複数のシンボルが受信されるＯＮ期間（各シンボルは、ビットシーケンスであり、各ビットシーケンスは、情報の１つまたは複数のビットにマッピングされる）と、情報が受信されないＯＦＦ期間が含まれる。シンボルは、シンボルが受信された後で情報のビットにマッピングされる。
【００１５】
他の実施形態では、本発明は、連続信号ストリームをバーストシンボルサイクルの列に変換することを含む、情報を送信する方法を提供する。各バーストシンボルサイクルに、情報の１つまたは複数のビットが送信されるＯＮ期間と、情報が送信されないＯＦＦ期間が含まれる。
【００１６】
他の実施形態では、本発明は、ナローバンド信号からの情報のブロックが、ナローバンド信号内の情報の送信レートより速いレートでより広い帯域の信号で送信される、ナローバンド信号をより広い帯域の信号に変換することを含む、情報を送信する方法を提供する。一実施形態では、情報のブロックが、バーストシンボルサイクルの列を使用して、より広い帯域の信号で送信される。
【００１７】
他の実施形態では、本発明は、ナローバンド信号をバーストシンボルサイクルの列を含むワイドバンド信号に変換することを含む、情報を送信する方法を提供する。各バーストシンボルサイクルに、情報の１つまたは複数のビットが送信されるＯＮ期間と、情報が送信されないＯＦＦ期間が含まれる。ワイドバンド信号は、搬送波ベースまたは非搬送波ベースのいずれかとすることができる。
【００１８】
他の実施形態では、本発明は、連続信号ストリームをバーストシンボルサイクルの列に変換することを含む、情報を送信する方法を提供する。各バーストシンボルサイクルに、１つまたは複数のシンボルが送信されるＯＮ期間（各シンボルは、ビットシーケンスであり、各ビットシーケンスは、情報の１つまたは複数のビットにマッピングされる）と、情報が送信されないＯＦＦ期間が含まれる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、本発明は、バーストシンボルサイクルの列として情報を送信することを含む、情報を無線で送信する方法を提供する。各バーストシンボルサイクルに、１つまたは複数のシンボルが送信されるＯＮ期間（各シンボルは、ビットシーケンスであり、各ビットシーケンスは、情報の１つまたは複数のビットにマッピングされる）と、情報が送信されないＯＦＦ期間が含まれる。情報のビットは、シンボルが送信される前にシンボルにマッピングされる。
【００２０】
他の実施形態では、本発明は、連続するバーストシンボルサイクルの列を受信することを含む、情報を無線で受信する方法を提供する。各バーストシンボルサイクルに、１つまたは複数のシンボルが受信されるＯＮ期間（各シンボルは、ビットシーケンスであり、各ビットシーケンスは、情報の１つまたは複数のビットにマッピングされる）と、情報が受信されないＯＦＦ期間が含まれる。シンボルは、シンボルが受信された後で情報のビットにマッピングされる。
【００２１】
他の実施形態では、本発明は、連続信号ストリームをバーストシンボルサイクルの列に変換することを含む、情報を無線で送信する方法を提供する。各バーストシンボルサイクルに、情報の１つまたは複数のビットが送信されるＯＮ期間と、情報が送信されないＯＦＦ期間が含まれる。
【００２２】
他の実施形態では、本発明は、連続信号ストリームをバーストシンボルサイクルの列に変換することを含む、情報を無線で送信する方法を提供する。各バーストシンボルサイクルに、１つまたは複数のシンボルが送信されるＯＮ期間（各シンボルは、ビットシーケンスであり、各ビットシーケンスは、情報の１つまたは複数のビットにマッピングされる）と、情報が送信されないＯＦＦ期間が含まれる。
【００２３】
他の実施形態では、本発明は、バーストシンボルサイクルの列として情報を送信することを含む、情報を無線で送信するワイドバンドベースの方法を提供する。各バーストシンボルサイクルに、１つまたは複数のシンボルが送信されるＯＮ期間（各シンボルは、チップシーケンスであり、各チップシーケンスは、情報の１つまたは複数のビットにマッピングされる）と、情報が送信されないＯＦＦ期間が含まれる。情報のビットは、シンボルが送信される前にシンボルにマッピングされる。
【００２４】
他の実施形態では、本発明は、連続するバーストシンボルサイクルの列を受信することを含む、情報を無線で受信するワイドバンドベースの方法を提供する。各バーストシンボルサイクルに、１つまたは複数のシンボルが受信されるＯＮ期間（各シンボルは、チップシーケンスであり、各チップシーケンスは、情報の１つまたは複数のビットにマッピングされる）と、情報が受信されないＯＦＦ期間が含まれる。シンボルは、シンボルが受信された後で情報のビットにマッピングされる。
【００２５】
他の実施形態では、本発明は、バーストシンボルサイクルの列として情報を送信することを含む、情報を送信するＵＷＢベースの方法を提供する。各バーストシンボルサイクルに、１つまたは複数のシンボルが送信されるＯＮ期間（各シンボルは、チップシーケンスであり、各チップシーケンスは、情報の１つまたは複数のビットにマッピングされる）と、情報が送信されないＯＦＦ期間が含まれる。情報のビットは、シンボルが送信される前にシンボルにマッピングされる。
【００２６】
他の実施形態では、本発明は、連続するバーストシンボルサイクルの列を受信することを含む、情報を受信するＵＷＢベースの方法を提供する。各バーストシンボルサイクルに、１つまたは複数のシンボルが受信されるＯＮ期間（各シンボルは、チップシーケンスであり、各チップシーケンスは、情報の１つまたは複数のビットにマッピングされる）と、情報が受信されないＯＦＦ期間が含まれる。シンボルは、シンボルが受信された後で情報のビットにマッピングされる。
【００２７】
いくつかの実施形態では、本発明は、情報が連続するバーストシンボルサイクルの列を利用して送信され、各バーストシンボルサイクルが、情報の１ビットを表す複数のチップがウルトラワイドバンド信号を使用して送信されるＯＮ期間と、信号が送信されないＯＦＦ期間を含む、ＵＷＢベース通信の方法を提供する。
【００２８】
いくつかの実施形態では、この方法およびシステムは、ダイレクトシーケンススペクトラム拡散伝送技法を使用してＯＮ期間中に信号を送信し、いくつかの実施形態では、２相位相偏移変調（ＢＰＳＫ）技法を使用して、情報を搬送する搬送波信号を変調する。いくつかの実施形態では、各ＯＮ期間および各ＯＦＦ期間の持続時間は、範囲、転送レート、あるいは最大電力使用レート制限または要件などの可変パラメータに基づいて最適性能を提供するために変更される。
【００２９】
いくつかの実施形態では、この方法およびシステムは、高いデータ転送レート能力、低い電力使用、セキュリティ、低い干渉感受性、低コスト実施態様、柔軟性、スケーラビリティ、適合性、ならびに電力使用、範囲、および転送レートなどのパラメータに関する適応トレードオフ能力を含めることができる長所を提供する。
【００３０】
いくつかの実施形態では、本発明は、たとえば家庭、１つまたは複数の建物の中などのローカルエリア内のデジタルデバイスなどのデジタルデバイスと、上で説明したバーストシンボルサイクル伝送技法または変調技法あるいはその両方を使用するシステムとの間のＵＷＢベースの高データ転送レート無線通信のシステムを提供する。いくつかの実施形態では、このシステムは、さらに、モジュール性、自動構成、様々なネットワークトポロジでの使用可能性、および高データ転送レートを必要とする可能性がある広範囲のエンターテイメント応用例およびコンピューティング応用例での使用可能性という長所を提供する。
【００３１】
いくつかの実施形態では、本発明の技法を使用して、多数のユーザ（または通信するデバイス）のネットワークまたはグループの間の、ユーザの多数のセルを含む通信を効果的に容易にすることができる。たとえば、時分割多重（ＴＤＭ）の使用を含む本発明の実施形態を使用して、単一セル内のユーザまたはデバイスの間の同期通信および非同期通信を容易にすることができる。さらに、異なるセル内のユーザまたはデバイスの間の通信を含む応用例で、本発明のいくつかの実施形態に、異なるセル内のユーザを区別するための直交シーケンスまたは準直交シーケンスの使用を含めることができる。本明細書に記載の本発明の複数ユーザ実施形態または複数デバイス実施形態に、一般に、複数ユーザおよび複数デバイス実施形態を含めることができる。
【００３２】
一実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンドベースの無線通信方法を提供する。この方法には、送信器を使用して、情報を無線で送信することが含まれる。この方法には、さらに、受信器を使用して、送信された情報を受信することが含まれる。情報の送信に、バーストシンボルサイクルの列を使用することが含まれ、各バーストシンボルサイクルに、複数のチップがウルトラワイドバンド信号を使用して送信されるＯＮ期間（複数のチップは情報の１ビットを表すのに使用される）と、信号が送信されないＯＦＦ期間が含まれる。
【００３３】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンドベースの無線通信システムを提供する。このシステムには、情報を無線で送信する送信器が含まれる。このシステムには、さらに、送信された情報を受信する受信器が含まれる。送信器は、バーストシンボルサイクルの列を使用して情報を送信し、各バーストシンボルサイクルに、複数のチップがウルトラワイドバンド信号を使用して送信されるＯＮ期間（複数のチップは、情報の１ビットを表すのに使用される）と、信号が送信されないＯＦＦ期間が含まれる。
【００３４】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンドベースの無線通信装置を提供する。この装置には、情報を無線で送信する送信器が含まれる。この装置には、さらに、送信された情報を受信する受信器が含まれる。送信器は、バーストシンボルサイクルの列を使用して情報を送信し、各バーストシンボルサイクルに、複数のチップがウルトラワイドバンド信号を使用して送信されるＯＮ期間（複数のチップは、情報の１ビットを表すのに使用される）と、信号が送信されないＯＦＦ期間が含まれる。
【００３５】
他の実施形態では、本発明は、デジタルデバイスの間のウルトラワイドバンドベース無線通信のシステムを提供する。このシステムには、送信器および受信器を含む第１デジタルデバイスと、送信器および受信器を含む第２デジタルデバイスが含まれ、デジタルデバイスの送信器および受信器は、デバイスの間の無線通信を容易にするためのものである。送信器は、情報を無線で送信し、受信器は、送信された情報を無線で受信する。送信器は、バーストシンボルサイクルの列を使用して情報を送信し、各バーストシンボルサイクルに、複数のチップがウルトラワイドバンド信号を使用して送信されるＯＮ期間（複数のチップは、情報の１ビットを表すのに使用される）と、信号が送信されないＯＦＦ期間が含まれる。
【００３６】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンドベース無線通信方法を提供する。この方法には、送信器を使用して情報を無線で送信することが含まれる。この方法には、さらに、受信器を使用して、送信された情報を受信することが含まれる。情報の送信に、バーストシンボルサイクルの列を使用することが含まれ、各バーストシンボルサイクルに、複数のビットがウルトラワイドバンド信号を使用して送信されるＯＮ期間（複数のビットは、情報の１ビットを表すのに使用される）と、信号が送信されないＯＦＦ期間が含まれる。
【００３７】
他の実施形態では、本発明は、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に１つまたは複数のシンボルを送信することを含み、シンボルのそれぞれがビットシーケンスを含み、ビットシーケンスのそれぞれが情報の１つまたは複数のビットにマッピングされる、情報を送信する方法を提供する。この方法には、さらに、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第２期間に送信を停止することが含まれる。
【００３８】
他の実施形態では、本発明は、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に１つまたは複数のシンボルを受信することを含み、シンボルのそれぞれがビットシーケンスを含み、ビットシーケンスのそれぞれが情報の１つまたは複数のビットにマッピングされる、情報を受信する方法を提供する。この方法には、さらに、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第２期間に受信を停止することが含まれる。
【００３９】
他の実施形態では、本発明は、連続信号をバーストシンボルサイクルの列に変換することを含む、情報を送信する方法を提供する。この方法には、さらに、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に１つまたは複数のシンボルを送信することが含まれ、シンボルのそれぞれがビットシーケンスを含み、ビットシーケンスのそれぞれが、情報の１つまたは複数のビットにマッピングされる。この方法には、さらに、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第２期間に送信を停止することが含まれる。
【００４０】
他の実施形態では、本発明は、情報を含むナローバンド信号を情報を含む第２信号に変換することを含み、第２信号がナローバンド信号より広い帯域の信号である、情報を送信する方法を提供する。この方法には、さらに、サイクルの列のそれぞれの第１期間に、情報の１つまたは複数のビットがナローバンド信号を使用して送信される場合に１つまたは複数のビット情報が送信されるレートより速いレートで情報の１つまたは複数のビットを送信することが含まれる。
【００４１】
他の実施形態では、本発明は、情報を含む連続信号を情報を含む第２信号に変換することを含み、第２信号がバーストシグナルサイクルの列を含む、情報を送信する方法を提供する。この方法には、さらに、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に、１つまたは複数のシンボルを送信することが含まれ、各シンボルは、１つのビットシーケンスを含み、ビットシーケンスのそれぞれは、情報の１つまたは複数のビットにマッピングされる。この方法には、さらに、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第２期間に送信を停止することが含まれる。
【００４２】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンド信号を使用して、バーストシンボルサイクルの列の第１期間に複数のチップを送信することを含む、情報を送信する方法を提供する。この方法には、さらに、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第２期間に送信を停止することが含まれる。
【００４３】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンドベース無線通信システムであって、ウルトラワイドバンド信号を使用して、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に１つまたは複数のシンボルを送信する送信器を含み、シンボルのそれぞれがビットシーケンスを含み、ビットシーケンスのそれぞれが情報の１つまたは複数のビットにマッピングされるシステムを提供する。送信器は、さらに、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第２期間に送信を停止する。このシステムに、さらに、送信されたシンボルを受信する受信器が含まれる。
【００４４】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンドベース無線通信システムであって、ウルトラワイドバンド信号を使用して、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に複数のチップを送信する送信器を含むシステムを提供する。この送信器は、さらに、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第２期間に送信を停止する。このシステムに、さらに、送信されたチップを受信する受信器が含まれる。
【００４５】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンドベース無線通信装置であって、ウルトラワイドバンド信号を使用して、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に複数のチップを送信する送信器を含む装置を提供する。この送信器は、さらに、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第２期間に送信を停止する。この装置に、さらに、送信されたチップを受信する受信器が含まれる。
【００４６】
他の実施形態では、本発明は、第１送信器および第１受信器を含む第１デジタルデバイスを含むデジタルデバイスの間でのウルトラワイドバンドベース通信のシステムを提供する。このシステムには、さらに、第２送信器および第２受信器を含む第２デジタルデバイスが含まれる。第１送信器、第２送信器、第１受信器、および第２受信器は、第１デジタルデバイスと第２デジタルデバイスの間の通信を容易にする。第１送信器および第２送信器は、ウルトラワイドバンド信号を使用して、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に複数のチップを送信する。第１送信器および第２送信器は、さらに、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第２期間に送信を停止する。このシステムに、さらに、送信されたチップを受信する受信器が含まれる。
【００４７】
他の実施形態では、本発明は、情報を送信する方法であって、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第１期間に１つまたは複数のシンボルを送信する手段を含み、シンボルのそれぞれがビットシーケンスを含み、ビットシーケンスのそれぞれが情報の１つまたは複数のビットにマッピングされる方法を提供する。この方法には、さらに、バーストシンボルサイクルの列のそれぞれの第２期間に送信を停止する手段が含まれる。
【００４８】
本発明は、さらに、マルチバンドウルトラワイドバンド通信の方法およびシステムを含む、通信方法および通信システムを提供する。いくつかの実施形態では、ウルトラワイドバンドスペクトルの周波数サブバンドが、割り振られた送信または信号送信である方法およびシステムが提供される。情報を含むウルトラワイドバンド伝送が、複数のサブバンドのそれぞれを介して信号を送信することを含めて、送信される。
【００４９】
いくつかの実施形態では、逆高速フーリエ変換を使用して、情報を含む第１データ信号が、エンコードされた信号に変換される方法が提供される。エンコードされた信号は、バーストシンボルサイクルを使用してパルス化または送信することができるエンコードされたパルス化ウルトラワイドバンド信号に変換される。エンコードされたパルス化ウルトラワイドバンド信号は、高速フーリエ変換を使用してデコードされて、情報が得られる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンドスペクトルの複数の周波数サブバンドのそれぞれの信号送信のための割振りを含む、情報を送信する方法を提供する。この方法には、さらに、複数のサブバンドのそれぞれを介する信号の送信を含む、ウルトラワイドバンドスペクトルを介して情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信することが含まれる。
【００５１】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンドスペクトルの複数の周波数サブバンドのそれぞれの、信号受信のための割振りを含む、情報を受信する方法を提供する。この方法には、さらに、複数のサブバンドのそれぞれを介する信号の受信を含む、ウルトラワイドバンドスペクトルを介して情報を含むウルトラワイドバンド伝送を受信することが含まれる。
【００５２】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンドスペクトルの複数の周波数サブバンドのそれぞれの信号送信のための割振りを含む、情報を通信する方法を提供する。この方法には、さらに、複数のサブバンドのそれぞれを介する信号の送信を含む、ウルトラワイドバンドスペクトルを介して情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信することが含まれる。この方法には、さらに、信号の受信を含む、ウルトラワイドバンドスペクトルを介して情報を含むウルトラワイドバンド伝送を受信することが含まれる。
【００５３】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンドスペクトルの複数の周波数サブバンドのそれぞれの信号送信用の割振りを含む、情報を通信するシステムを提供する。このシステムには、さらに、複数のサブバンドのそれぞれを介する信号の送信を含む、ウルトラワイドバンドスペクトルを介して情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信する送信器が含まれる。このシステムには、さらに、信号の受信を含む、ウルトラワイドバンドスペクトルを介して情報を含むウルトラワイドバンド伝送を受信する受信器が含まれる。
【００５４】
他の実施形態では、本発明は、逆高速フーリエ変換を使用して、情報を含む第１データ信号をエンコードされた信号に変換することを含む、情報を通信する方法を提供する。この方法には、さらに、エンコードされた信号を、バーストシンボルサイクルを含むエンコードされたウルトラワイドバンド信号に変換することが含まれる。この方法には、さらに、高速フーリエ変換を使用してエンコードされたウルトラワイドバンド信号をデコードして情報を得ることが含まれる。
【００５５】
他の実施形態では、本発明は、逆高速フーリエ変換を使用して、情報を含む第１データ信号をエンコードされた信号に変換することを含む、情報を通信する方法を提供する。この方法には、さらに、エンコードされた信号を、エンコードされたパルス化ウルトラワイドバンド信号に変換することが含まれる。この方法には、さらに、高速フーリエ変換を使用して、エンコードされたパルス化ウルトラワイドバンド信号をデコードして、情報を得ることが含まれる。
【００５６】
他の実施形態では、本発明は、ナローバンド信号の変調の後で、情報を含むナローバンド信号を情報を含む第２信号に変換することを含み、第２信号がナローバンド信号より広い帯域であり、ナローバンド信号および第２信号が同一の変調された波形を含む、情報を送信する方法を提供する。
【００５７】
他の実施形態では、本発明は、サイクルの列のそれぞれの第１期間に、情報の１つまたは複数のビットがナローバンド信号を使用して送信される場合に１つまたは複数のビット情報が送信されるレートより速いレートで情報の１つまたは複数のビットを送信することを含む、情報を送信する方法を提供する。
【００５８】
一実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法を提供する。この方法には、信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振ることが含まれる。この方法には、さらに、複数の周波数サブバンドのそれぞれを介してバーストシンボルサイクル信号を送信することによって、情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信することが含まれる。
【００５９】
他の実施形態では、本発明は、回路を含み、マルチバンドウルトラワイドバンド伝送の生成を容易にする高速スイッチング周波数ジェネレータを提供する。この回路に、少なくとも１つの電圧制御発振器と少なくとも１つの分周器が含まれる。少なくとも１つの電圧制御発振器は、特定の中心周波数の信号を生成するのに使用されるように適合される。少なくとも１つの分周器は、特定の中心周波数の入力信号から、ステップ周波数の異なる周波数倍数の信号を出力することによって、マルチバンドウルトラワイドバンド伝送の複数の送信周波数帯域の生成を容易にするのに使用されるように適合される。
【００６０】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンド伝送を使用する情報の送信を容易にする方法を提供する。この方法には、ウルトラワイドバンド伝送で使用される第１デジタル信号を生成することが含まれる。この方法には、さらに、第１デジタル信号から第１デジタル信号の遅延された版である第２デジタル信号を減算することによって第１デジタル信号から少なくとも１つの高調波を実質的に除去して、第１デジタル信号と実質的に同一の周波数であるが、第１デジタル信号に含まれる高調波の少なくとも１つを実質的に含まない第３デジタル信号を発生させることが含まれる。
【００６１】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法を提供する。この方法には、信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振ることが含まれる。この方法には、さらに、複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって、情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信することが含まれる。周波数サブバンドのそれぞれを複数のセグメントに分割し、サブバンドのそれぞれのセグメントの間で送信をサイクルすることによって、位相連続性が維持される。
【００６２】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法を提供する。この方法には、信号送信のために複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振ることが含まれる。この方法には、さらに、複数のデジタル−アナログ変換器からの出力を使用して周波数サブバンドの少なくとも１つのアナログ搬送波を発生させることを含む、複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって、情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信することが含まれる。
【００６３】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法を提供する。この方法に、信号送信のために複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振ることが含まれる。この方法に、さらに、少なくとも１つの搬送波周波数でのサイドローブを減らすために正弦波エンベロープを使用することを含み、信号に搬送波周波数より低い周波数の正弦波を乗じることを含む、複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって、情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信することが含まれる。
【００６４】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンド伝送を使用する情報の送信を容易にする方法を提供する。この方法には、ウルトラワイドバンド伝送で使用される少なくとも１つの搬送波を生成することが含まれる。この方法には、さらに、搬送波の遅延された形である第１信号を発生させ、単一のモノサイクル（ｍｏｎｏｃｙｃｌｅ）を分離するために搬送波を第１信号と組み合わせることによって、搬送波から単一のモノサイクルを分離することが含まれる。
【００６５】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンド伝送を使用する情報の送信を容易にする方法を提供する。この方法には、第１パルス信号を生成することと、第１パルス信号の遅延された形である第２パルス信号を発生させることと、ナローバンドパルス信号を発生させるために、差動増幅器を使用して第２パルス信号から第１パルス信号を減ずることを含む、ウルトラワイドバンド伝送に使用されるナローバンドパルス信号を生成することが含まれる。
【００６６】
他の実施形態では、本発明は、情報の送信を容易にする方法を提供する。この方法には、第１ウルトラワイドバンド搬送波信号を生成することと、第１搬送波信号に対してサイドローブを減らされた第１組合せ信号を生成するために第１搬送波信号を正弦波エンベロープと組み合わせることと、第２組合せ信号を生成するために第１組合せ信号を情報信号と組み合わせることと、マルチバンドウルトラワイドバンド伝送の少なくとも一部として第２組合せ信号を送信することとを含む、ウルトラワイドバンド信号を生成することが含まれる。
【００６７】
他の実施形態では、本発明は、情報の送信を容易にする方法を提供する。この方法には、第１組合せ信号を生成するために情報信号を正弦波エンベロープと組み合わせることと、生成される搬送波に対して減らされたサイドローブを有する第２組合せ信号を生成するために、第１組合せ信号を生成される搬送波と組み合わせることと、マルチバンドウルトラワイドバンド伝送の少なくとも一部として第２組合せ信号を送信することとを含む、ウルトラワイドバンド信号を生成することが含まれる。
【００６８】
一実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法を提供する。この方法には、信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振ることが含まれる。この方法には、さらに、複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって、情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信することが含まれる。この方法には、さらに、電力消費、エネルギ収集、ビットレート、性能、範囲、多元接続干渉に対する抵抗、マルチパス干渉に対する抵抗、およびスペクトルの平坦さのうちの少なくとも２つの間のトレードオフを容易にするための少なくとも１つの送信パラメータの変更を可能にすることが含まれる。
【００６９】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を受信する方法を提供する。この方法には、信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振ることが含まれる。この方法には、さらに、複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して送信された信号を受信することによって、情報を含むウルトラワイドバンド伝送を受信することが含まれる。この方法には、さらに、電力消費、エネルギ収集、ビットレート、性能、範囲、多元接続干渉に対する抵抗、マルチパス干渉に対する抵抗、およびスペクトルの平坦さのうちの少なくとも２つの間のトレードオフを容易にするための１つまたは複数の受信パラメータの少なくとも１つの変更を可能にすることが含まれる。
【００７０】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンド送受信を使用して情報を通信する方法を提供する。この方法には、信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振ることが含まれる。この方法には、さらに、複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって、情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信することが含まれる。この方法には、さらに、複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して送信された信号を受信することによって、情報を含むウルトラワイドバンド伝送を受信することが含まれる。この方法には、さらに、電力消費、エネルギ収集、ビットレート、性能、範囲、多元接続干渉に対する抵抗、マルチパス干渉に対する抵抗、およびスペクトルの平坦さのうちの少なくとも２つの間のトレードオフを容易にするための１つまたは複数の送信パラメータおよび１つまたは複数の受信パラメータの少なくとも１つの変更を可能にすることが含まれる。
【００７１】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法を手供する。この方法には、信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振ることが含まれる。この方法には、さらに、複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって、情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信することが含まれる。この方法には、さらに、電力消費、エネルギ収集、ビットレート、性能、範囲、多元接続干渉に対する抵抗、マルチパス干渉に対する抵抗、およびスペクトルの平坦さのうちの少なくとも２つの間の所望のトレードオフを容易にするために少なくとも１つの送信パラメータをセットすることが含まれる。
【００７２】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法を提供する。この方法には、信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振ることが含まれる。この方法には、さらに、複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって、情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信することが含まれる。この方法には、さらに、電力消費、エネルギ収集、ビットレート、性能、範囲、多元接続干渉に対する抵抗、マルチパス干渉に対する抵抗、およびスペクトルの平坦さのうちの少なくとも２つの間のトレードオフを容易にするためにパルス反復周波数を変更することが含まれる。
【００７３】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法を提供し、この方法には、信号送信のために複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振ることが含まれる。この発明には、さらに、複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって、情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信することが含まれる。この方法には、さらに、シンボル間干渉を軽減するためにパルス反復周波数を設定することが含まれる。
【００７４】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンド伝送を使用して情報を送信する方法を提供する。この方法には、信号送信のために、複数の周波数サブバンドのそれぞれを割り振ることが含まれる。この方法には、さらに、複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって、情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信することが含まれる。この方法には、さらに、電力消費、エネルギ収集、ビットレート、性能、範囲、マルチパス干渉に対する抵抗、およびスペクトルの平坦さのうちの少なくとも２つの間のトレードオフを容易にするためにパルス反復周波数の変更を可能にすることが含まれる。
【００７５】
他の実施形態では、本発明は、ウルトラワイドバンド送受信を使用して情報を通信するシステムを提供する。このシステムには、複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して信号を送信することによって、情報を含むウルトラワイドバンド伝送を送信する送信器が含まれる。このシステムには、さらに、複数の周波数サブバンドのそれぞれを介して送信された信号を受信することによって、情報を含むウルトラワイドバンド伝送を受信する受信器が含まれる。このシステムは、電力消費、ビットレート、性能、範囲、マルチパス干渉に対する抵抗、およびスペクトルの平坦さのうちの少なくとも２つの間の適応トレードオフを提供するために、１つまたは複数の送信パラメータおよび１つまたは複数の受信パラメータの少なくとも１つの選択および変更の少なくとも１つを可能にする。
【００７６】
本発明の追加の態様は、次の説明に鑑みて明白になる。
本発明を、例示的であって制限的でないことを意図された添付図面に示すが、図では、類似する符号が、類似するまたは対応する部分を指すことが意図されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７７】
好ましい実施形態の次の説明では、その一部を形成する添付図面を参照するが、添付図面は、本発明を実践できる特定の実施形態を例として示すものである。本発明の範囲から逸脱せずに、他の実施形態を使用することができ、構造的変更を行えることを理解されたい。
【００７８】
図１および２は、スペクトラム拡散技法で使用できる、既存の伝送技法の例を示すタイミング図である。具体的に言うと、図１は、２相位相偏移変調変調技法を使用する既存のダイレクトシーケンススペクトラム拡散（ＤＳＳＳ）伝送技法の特性１００Ａを示すタイミング図であり、図２は、既存のパルス位置伝送技法の特性２００Ａを示すタイミング図である。
【００７９】
図１では、送信される信号またはＴＸ信号１０２Ａによって示されるように、ＤＳＳＳ伝送技法で、ＢＰＳＫ変調信号の連続送信が使用される。スペクトラム拡散システム全般と同様に、情報の各ビットが、複数の送信されるチップによって表される。通常のコンピュータ用語で、ビットが、情報の最小単位であり、２進ビットが、「０」または「１」として表されることに留意されたい。この通常のコンピュータ用語では、１チップが、実際に１ビットである。しかし、スペクトラム拡散システム用語では、通常、用語「ビット」が、拡散前の情報の１ビットを意味するのに使用され、用語「チップ」が、通常、拡散後の情報の１ビットを意味するのに使用され、チップは、他のチップと組み合わせて、拡散前に存在した情報の単一ビットを表すのに使用される。
【００８０】
図２に、送信される信号またはＴＸ信号２０２Ａを含む、従来技術のパルス伝送の特性２００Ａを示す。送信される信号２０２Ａに示されているように、信号は、間欠的なパルス２０４ＡＡおよび２０４ＢＡからなり、パルス２０４ＡＡおよび２０４ＢＡのそれぞれは、情報の１つまたは複数のビットの伝送に使用される（この段落で使用される用語「ビット」は、通常のコンピュータ用語に従う意味を有し、情報の最小単位を意味する）。間欠的な単一ビットが送信されるパルス伝送技法は、スペクトラム拡散技法ならびに非スペクトラム拡散技法で使用することができ、パルス振幅変調、パルス位置変調（ＰＰＭ）、または他のパルスタイミングベースの変調などの変調技法と共に使用することができる。
【００８１】
図３は、本発明の一実施形態による、バーストシンボルサイクルベース伝送３０４Ａの特性３００Ａを示すタイミング図である。バーストシンボルサイクルベース伝送３０４Ａが示されている。各バーストシンボルサイクルに、情報の１ビットを表す複数のチップがウルトラワイドバンド信号を使用して送信されるＯＮ期間と、信号が送信されないＯＦＦ期間が含まれる。この実施形態では、各バーストシンボルサイクルが、１ビットを表す複数のチップの送信に使用される。図からわかるように、バーストシンボルサイクル３０２Ａに、ＯＮ期間３０８とそれに続くＯＦＦ期間３１０Ａが含まれる。図からわかるように、各ＯＮ期間伝送３０６ＡＡおよび３０６ＢＡに、複数の連続する中断されない送信されるチップ３０６Ａが含まれる。図示の実施形態では、２相位相偏移変調（ＢＰＳＫ）が、チップを搬送する送信される信号３０４Ａの変調に使用される。しかし、本発明の他の実施形態では、ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ（ＱＰＳＫ）などの他の位相変調技法、位置ベース変調、位相ベース変調と位置ベース変調の組合せ、および通常はナローバンド伝送システムに関連する様々な変調技法を含む様々な他の変調技法を含む、多数の他の形の変調を使用することができる。たとえば、いくつかの実施形態では、ナローバンド信号が、バーストシンボルサイクルの列に変換され、ＵＷＢ信号に変換することができ、この技法に、ナローバンド信号にワイドバンドバーストシンボルサイクル信号（前に参照によって組み込まれた米国特許出願第６０／４０４０７０号の付録Ｃに記載されているように、搬送波ベースの信号または非搬送波ベースの信号のいずれかとすることができる）または一般的なウェーブレットを乗じることを含めることができる。
【００８２】
本発明のいくつかの実施形態では、送信される情報が、シンボルに変換され、シンボルは、送信される情報の１つまたは複数のビットにマッピングされるかそれを表すのに使用されるビットのシーケンスである。ビットシーケンスは、一般に、情報の１つまたは複数のビットと異なるが、いくつかの実施形態では、同一とすることができる。さらに、ビットシーケンスが送信される情報の１つまたは複数のビットと同一であるいくつかの実施形態では、マッピングを不要とすることができ（送信端と受信端の両方で）、したがってマッピングを含まないようにすることができる。したがって、いくつかの実施形態では、用語「シンボル」に、単純に、送信または受信される情報の信号またはビットを含めることができる。
【００８３】
しかし、一般に、情報のビットは、１つまたは複数のシンボルにマッピングされ、そのシンボルが、ＯＮ期間中に送信される。受信端では、１つまたは複数のシンボルが、ＯＮ期間中に受信され、その後、それを表すのにシンボルが使用された情報の１つまたは複数のビットにマッピングされるか、デコードされる。一般に、シンボルは、情報の１つまたは複数のビットにマッピングされるが、本発明のいくつかの実施形態では、複数のシンボルまたはバーストを使用して、情報の単一ビットを表すことができることに留意されたい。
【００８４】
いくつかの実施形態では、シンボルのビットシーケンスを選択しまたは変更して、システムパラメータの間のトレードオフを制御しまたは作成することができる。たとえば、ピーク対平均電力比およびスペクトルの成形または拡幅を、そのような技法によって制御することができる。本発明のいくつかの実施形態では、シーケンスを繰り返すか一定にする必要がなく、たとえばビットあるいはビット、パケット、またはセルのグループの間でシーケンスを変更できることに留意されたい。しかし、本発明のいくつかの実施形態では、シーケンシング関連技法以外の技法を使用して、様々なシステムパラメータを制御できることに留意されたい。たとえば、直交周波数分割多重またはＯＦＤＭを使用する本発明の実施形態の本明細書の説明を参照されたい。さらに、いくつかの実施形態では、各バーストを、異なる周波数または周波数範囲を使用して、複数の周波数または周波数範囲で、あるいは異なる位置で送信することができる。たとえば、２プレーン送信を使用する本発明の実施形態の本明細書の説明を参照されたい。
【００８５】
さらに、本発明のいくつかの実施形態では、ＯＮ期間の長さおよびＯＦＦ期間の長さが、サイクルごとに変更される。
一般に、本発明の様々な実施形態によるバーストシンボルサイクル送信は、ビットレートおよびデューティサイクルを含むシステムパラメータのより高い柔軟性および制御を提供する。たとえば、パルス伝送では、一般に、パルス位置変調またはパルス振幅変調のいずれかが使用される。比較的単純なパルス伝送技法は、本発明の技法のようなシステムパラメータに対する制御の度合を許容しない。さらに、様々なナローバンド技法およびスペクトラム拡散技法も、そのような制御を許容しない。たとえば、スペクトラム拡散ＤＳＳＳ技法は、一般に、たとえばパルス伝送技法より低いピーク電力をもたらすが、より高い全体的な電力消費をもたらす。パルス伝送技法は、逆に、ＤＳＳＳ技法より低い全体的な電力消費をもたらすが、より高いピーク電力をもたらす。さらに、本発明のいくつかの実施形態では、スペクトル成形は、バーストシンボルサイクルのＯＮ期間の信号の極性を選択することによって制御されるが、これは、今説明した形では制御できない一定のスペクトル形状を有するパルス伝送技法に対する長所である。さらに、本発明のいくつかの実施形態は、たとえばフィルタリング、スイッチングなどの他のパラメータに関する、ＤＳＳＳ技法およびパルス技法と比較して有利なトレードオフ制御機能を提供する。しかし、本発明の様々な実施形態は、そのようなパラメータの間のトレードオフおよび制御を可能にし、その制御の度合は、既存の技法では得ることができない。
【００８６】
いくつかの実施形態では、連続的または他の非バーストシンボルサイクルデータストリームまたは信号が、送信の前にバーストシンボルサイクルに変換される。たとえば、様々なナローバンド伝送を、本発明の方法に従ってワイドバンドバーストシンボルサイクル信号に変換することができる。そのような技法によって、本発明のいくつかの実施形態による送信および受信の利益を得ることができ、この利益は、既存のナローバンド技法によって情報が送受信される場合には得ることができない。本明細書で詳細に説明するように、本発明のいくつかの実施形態に、連続信号にバーストシンボルサイクル信号（搬送波ベースまたは非搬送波ベースの信号のいずれかとするか、参照によって前に組み込まれた米国特許出願第６０／４０４０７０号の付録Ｃにさらに記載されているものとすることができる）または一般的なウェーブレットを乗じることによって、ナローバンド信号をバーストシンボルサイクルの列に変換することが含まれる。そのような技法は、本発明のいくつかの実施形態では、ナローバンド信号をワイドバンド信号またはＵＷＢ信号に変換するのに使用することができる。
【００８７】
本発明のいくつかの実施形態では、より広いバンドの信号を乗じることなく、ナローバンド信号のブロックが、最初のナローバンド信号より速いレートで送信され、したがって、信号のスペクトルが広げられる。
【００８８】
情報が最初のナローバンド信号より速いレートで送信（または受信）される本発明のいくつかの実施形態では、情報のブロックを、ブロックの情報が送信されるＯＮ期間と、それに続く、最初のナローバンドで情報のブロックが送信されるのに必要な時間の残りを満たすＯＦＦ期間とを含むバーストシンボルサイクルの形で送信（または受信）することができる。代替案では、時間の残りの部分を使用して、情報のブロックの繰り返し、情報の異なるブロック、情報の部分的ブロック、情報のブロックの変形の形などの信号を送信し、各サイクルのＯＦＦ期間が、より短い持続時間を有するようにすることができる。さらに、いくつかの実施形態では、残りの期間全体を信号の送信に使用し、バーストシンボルサイクルの列ではなく、連続信号を送信することができる。
【００８９】
本発明の方法を、有線ＵＷＢシステムおよび実施態様を含む、有線システムならびに無線システムで有利に使用できることに留意されたい。しかし、本発明の方法に、ナローバンドデータストリーム、他の連続的データストリーム、または他の非連続データストリームが変換されない実施形態が含まれることに留意されたい。さらに、本発明で、搬送波信号を含む実施形態ならびに搬送波信号を含まない実施形態が企図されていることに留意されたい（本発明の搬送波ベース実施形態および非搬送波ベース実施形態のさらなる説明および例については、前に組み込まれた米国特許出願第６０／４０４０７０号の付録Ｃを参照されたい）。
【００９０】
一般に、バーストシンボルサイクル伝送が、連続的なまたは他の非バーストシンボルサイクル伝送より広いスペクトル帯域を引き起こすことに留意されたい。たとえば、ナローバンドデータストリームのバーストシンボルサイクルへの変換は、一般に、使用されるスペクトルの幅を広がらせる。したがって、本発明の様々な技法は、非ＵＷＢコンテキストに適用でき、有用であるが、これらの技法は、一般に、無線ＵＷＢ通信に使用される時に特に有利である。というのは、とりわけ、これらの技法が、一般に、非常に広い帯域の通信システムに最も役立ち、使用されるスペクトル帯域幅を広げるのを助けるからである。
【００９１】
図３に示された実施形態では、バーストシンボルサイクル伝送が、スペクトラム拡散のコンテキストで使用される。本明細書で使用される単語「スペクトラム拡散」は、既存のスペクトラム拡散に制限されるのではなく、本明細書に記載の新しい技法を含む、スペクトラム拡散方法論のいくつかの態様がその一部であるすべての技法を含む。図３に示されたスペクトラム拡散ベースの実施形態など、いくつかの実施形態では、電力制御を、たとえばビットあたりのチップ数を変更することによって、実施することができる。
【００９２】
たとえばデジタルデバイスまたはコンピュータ化されたデバイスなどの複数の異なる受信エンティティへの送信をサポートし、可能にするために、異なるチップ極性パターンおよびシーケンス位置を、特定の１つまたは複数の受信エンティティ宛のある送信される情報の識別に使用することができる。そのような技法は、各セルに複数のユーザまたはデバイスが含まれるユーザまたはデバイスの複数のセルを含む多数のユーザまたはデバイスの間の通信を容易にするのに使用することができる。シーケンスは、所期の受信エンティティへのすべての送信されるビットについて同一とするか、ビットごとに変更することができる。そのように使用できるシーケンスに、たとえば、擬似雑音（ＰＮ）シーケンス、バーカー（Ｂａｒｋｅｒ）シーケンス、ゴールド（Ｇｏｌｄ）シーケンス、カサミ（Ｋａｓａｍｉ）シーケンス、または他のシーケンスが含まれる。
【００９３】
ＵＷＢ伝送システムは、様々な用途を有する。ＵＷＢ伝送システムは、通常は、０ＭＨｚから５ＧＨｚ帯域内であり、通常は、中心周波数の約２０％の広いスペクトルをカバーし、通常は、約１ｍＷの電力を放射する。ＵＷＢシステムは、過去に、レーダおよびレーダ様応用例に使用され、ビルディングの壁などの厚い障害物の貫通が可能である。ＵＷＢは、検出および傍受に対する高い抵抗、高いマルチパス免疫性、高いスループット、ならびに正確な測距および位置測定を提供することも知られている。ＵＷＢの使用に対する制限の緩和が、近い将来に期待される。
【００９４】
本発明は、ＵＷＢベース通信の方法およびシステムを提供する。いくつかの実施形態では、本発明は、図３に関して説明したように情報が送信されるＵＷＢベース通信の方法であって、連続するバーストシンボルサイクルの列が使用され、各バーストシンボルサイクルに、情報の１ビットを表す複数のチップがウルトラワイドバンド信号を使用し送信されるＯＮ期間と信号が送信されないＯＦＦ期間が含まれる、ＵＷＢベース通信の方法を提供する。いくつかの実施形態では、ナローバンド信号が、より広い帯域またはワイドバンドバーストシンボルサイクルの列に変換されるか、ＵＷＢ信号に変換され、使用される技法に、ナローバンド信号にバーストシンボルサイクル信号（搬送波ベースまたは非搬送波ベースの信号のいずれかとするか、参照によって前に組み込まれた米国特許出願第６０／４０４０７０号の付録Ｃにさらに記載されているものとすることができる）または一般的なウェーブレットを乗じることを含めることができる。いくつかの実施形態では、高速可変ＯＮ期間を使用することによるなど、各ＯＮ期間および各ＯＦＦ期間の持続時間が変更されて、範囲、転送レート、最大電力使用レート制限または最大電力使用レート要件などの様々なパラメータに基づく最適性能が提供される。いくつかの実施形態では、この方法およびシステムは、高いデータ転送レート機能、低い電力使用、セキュリティ、低い干渉感受性、低コスト実施態様、柔軟性、適合性、ならびに電力使用、範囲、および転送レートなどのパラメータに対する適応トレードオフ能力を含めることができる長所を提供する。
【００９５】
いくつかの実施形態では、本発明は、たとえば家庭、１つまたは複数のビルディングなどのローカルエリア内のデジタルデバイス、および上に記載のバーストシンボルサイクル伝送技法または変調技法あるいはその両方を使用するシステムなどのデジタルデバイスの間のＵＷＢベース高データ転送レート無線通信のシステムを提供する。いくつかの実施形態では、このシステムは、さらに、モジュール性、自動構成、様々なネットワークトポロジでの使用可能性、ならびに、高品質オーディオおよびビデオのマルチストリーミングならびにブロードバンドマルチメディア応用例を含む高データ転送レートを必要とする可能性がある広範囲のエンターテイメント応用例およびコンピューティング応用例での使用可能性という長所を提供する。
【００９６】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の物理的コンポーネント、ハードウェア、ソフトウェア、およびプログラムは、ＰＨＹ、ＭＡＣ、およびプロトコルスタックソフトウェアを含む小さい低電力モジュラサブユニットを使用して実施される。いくつかの実施形態では、サブユニットは、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ  １３９４、イーサネット、ＰＣＭＣＩＡなどの標準インターフェースを使用してデジタルデバイスまたはコンピュータ化されたデバイスに接続される。いくつかの実施形態では、自動構成が提供され、電力は、標準インターフェースから供給することができる。いくつかの実施形態では、サブユニットまたは他のコンポーネントが、アンテナに取り付けられる。
【００９７】
いくつかの実施形態では、本発明の方法およびシステムは、高いデータ転送レートならびに高い度合の柔軟性および品質を提供する、広い範囲の同時に提供される無線サービスおよび無線アプリケーションをサポートするのに使用される。たとえば、サポートされるアプリケーションに、ＭＰＥＧ−２チャネル、高品質ブロードバンドアプリケーション、およびマルチメディアアプリケーションの高レート配布を含めることができる。ビデオまたはオーディオの電話または会議の両方向リアルタイムチャネル、対話型ゲーム、リソースファイル共有、ファイル転送、および制御情報転送を含む、様々な低速から中速の転送レートの応用例をサポートすることもできる。いくつかの実施形態では、１００から５００ＭＢ／ｓｅｃ以上の最大転送レートを達成することができる。いくつかの実施形態では、より高いまたは中程度のレートのサービスを、約１５から２０ｍの範囲でサポートすることができ、中程度またはより低いレートのサービスを、約３０から５０ｍ以上の範囲でサポートすることができる。いくつかの実施形態では、本発明は、通常のビルディング内でのオーバーラップを有する少なくとも３つまでの独立セルをサポートし、通常の環境および使用条件での他の無線システムとの干渉しない共存をサポートする。
【００９８】
図４から６は、本発明のいくつかの実施態様および実施形態を示すブロック図である。図４に、本発明の一実施形態による、バーストシンボルサイクル送受信を使用するシステム４００Ａを示す。この図では、バーストシンボルサイクル伝送に、一般に、連続するバーストシンボルサイクルの列を含む伝送が含まれる。図からわかるように、バーストシンボルサイクル伝送４０２Ａは、送信器４０４Ａによって無線で送信され、受信器４０６Ａによって受信される。この図では、無線伝送および無線通信が、送信エンティティから受信エンティティに無線で送られる伝送および通信を指し、これらの用語は、一般に、ワイヤを用いることができる、送信器、受信器、およびトランシーバの内部動作を指さない。
【００９９】
本明細書では、用語送信器、受信器、およびトランシーバに、一般に、１つまたは複数のアンテナなどの物理的構成要素ならびにコンピュータ化されたまたはコンピュータハードウェア、ソフトウェア、およびプログラミングを含む、デバイスの機能を実施するのに必要なすべての必要な構成要素を含むデバイスが含まれる。送信器４０４Ａおよび受信器４０６Ａのそれぞれに、本発明によるバーストシンボルサイクル伝送を送信し、受信する１つまたは複数のアンテナ４２６Ａおよび４２８Ａが含まれる。送信器４０４Ａおよび受信器４０６Ａのそれぞれに、１つまたは複数の中央処理ユニット（ＣＰＵ）４０８Ａおよび４１６Ａと、１つまたは複数のデータストレージデバイス４１０Ａおよび４１８Ａが含まれる。送信器４０４Ａのデータストレージデバイスに、デジタル情報データベース４１４Ａおよび送信器プログラム４１２Ａが含まれる。受信器４０６Ａのデータストレージデバイスに、デジタル情報データベース４２２Ａおよび受信器プログラム４１２Ａが含まれる。本明細書に記載のデータストレージデバイスに、コンピュータプログラムおよび他のデータを保管する様々な量のＲＡＭを含めることができる。さらに、本明細書に記載の送信器、受信器、およびトランシーバに、通常は送信器、受信器、およびトランシーバに関連する様々な他の構成要素を含めることができる。異なる実施形態では、本明細書に記載の送信器、受信器、およびトランシーバに、特殊目的コンピュータまたは目的を制限されたコンピュータを含めることができ、あるいは、一般に、Ｗｉｎｄｏｗｓ、Ｍａｃｉｎｔｏｓｈ、ＵＮＩＸなどのオペレーティングシステムの制御の下で動作し、コンピュータプログラムを実行する汎用コンピュータを含めることができる。さらに、本明細書に記載のトランシーバに、一般に、本明細書に記載の送信器および受信器の機能性を有するデバイスが含まれ、そのようなデバイスは、送信器および受信器の物理的構成要素、コンピュータ化された構成要素、またはプログラミングコンポーネントが、別々であるか区別不能に混ざり合うかにかかわらず、送信器および受信器を含むとみなされる。
【０１００】
送信器プログラム４１２Ａおよび受信器プログラム４１６Ａのそれぞれに、一般に、本明細書に記載の発明の方法によるバーストシンボルサイクル伝送の送信および受信をそれぞれ実施するのに必要な、プログラミングおよびアプリケーション、プログラミングモジュール、またはアプリケーションモジュールのすべてが含まれる。いくつかの実施形態では、送信器４０４Ａ、受信器４０６Ａ、またはこのそれぞれを、トランシーバに置換し、送信器および受信器の両方の機能性を組み合わせることができる。
【０１０１】
一般に、本発明のコンピュータプログラムは、たとえばコンピュータに接続された１つまたは複数のデータストレージデバイスなどのコンピュータ可読媒体で有形に実施される。いくつかの実施形態では、オペレーティングシステムの制御の下で、コンピュータプログラムを、ＣＰＵによる後続の実行のためにデータストレージデバイスからコンピュータＲＡＭにロードすることができる。コンピュータプログラムには、コンピュータによって読み取られ、実行される時に、本明細書に記載の技法の要素を実行するのに必要なステップをコンピュータに実行させる命令が含まれる。
【０１０２】
送信器４０４Ａおよび受信器４２２Ａのデジタル情報データベース４１４Ａおよび４２２Ａに、一般に、送信器４０４Ａおよび受信器４０６Ａの機能に使用されるすべての保管された情報が含まれる。たとえば、送信器４０４Ａのデジタル情報データベース４１４Ａに、受信器に送信される保管された情報ならびに、本明細書に記載の発明の方法による保管された中間情報、処理された情報、コード化された情報、およびデコードされた情報のすべてが含まれる。受信器４０６Ａのデジタル情報データベース４２２Ａには、一般に、受信されたすべての情報ならびに、本明細書に記載の発明の方法によるすべての中間情報、処理された情報、コード化された情報、およびデコードされた情報が含まれる。図示されてはいないが、いくつかの実施形態では、送信器４０４Ａならびに本明細書に記載のトランシーバは、有線通信、無線通信、フロッピディスクまたはコンパクトディスクなどの外部ストレージデバイスの読み取り、あるいは様々な他の形のいずれかによるなど、様々なソースから様々な形で、デジタル情報データベース４１４Ａに保管される情報を得るか受け取ることができる。
【０１０３】
図５に、第１デジタルデバイス５０２Ａの送信器５０６Ａによって送信され、第２デジタルデバイス５０４Ａの受信器５０８Ａによって受信されるバーストシンボルサイクル伝送５０６を使用するシステム５００Ａを示す。図からわかるように、トランシーバ５２２Ａに、送信器５１０Ａ、受信器５１２Ａ、１つまたは複数のＣＰＵ  ５１４Ａ、および１つまたは複数のデータストレージデバイス５１６Ａが含まれる。データストレージデバイス５１６Ａに、トランシーバプログラムおよびデジタル情報データベース５２０Ａが含まれる。トランシーバ５２２Ａに、一般に、本明細書に記載の発明によるバーストシンボルサイクル伝送の送信および受信を可能にするのに必要なすべての構成要素が含まれることを理解されたい。様々な異なる構成が、本発明に従って可能である。たとえば、送信器５１０Ａおよび受信器５１２Ａならびにその要素を、図示のように別々とするか、組み合わせることができ、ＣＰＵおよびデータストレージデバイスを、送信器ならびに受信器に含めることができ、あるいは、１つまたは複数のＣＰＵ、データストレージデバイス、および他の要素を使用して、送信器機能および受信器機能を実行することができる。図からわかるように、トランシーバ５２２Ａのデータストレージデバイス５１６Ａに、トランシーバプログラム５１８Ａおよびデジタル情報データベース５２０Ａが含まれ、これらは、単独でまたは送信器５１０Ａおよび受信器５１２Ａの要素と組み合わされて、本明細書に記載の発明の方法によるバーストシンボルサイクルの送信および受信をトランシーバが実行できるようにする。
【０１０４】
図６に、本発明の一実施形態による、ゲートウェイサーバ６０４Ａを使用し、複数のデジタルデバイス６１６ＡＡ、６１６ＢＡ、および６１６ＣＡを接続することによって実施される無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）６０２を示す。いくつかの実施形態では、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）またはＬＡＮあるいはその両方もしくは様々な他のタイプのネットワークおよびそれらの組合せの中でまたはこれらを含めて、無線または有線の形で本発明を実施できることに留意されたい。ゲートウェイサーバ６０４Ａは、ＣＰＵ  ６０６Ａ、トランシーバ６０８Ａ、およびデータストレージデバイス６１０Ａを含むサーバコンピュータである。図からわかるように、データストレージデバイスに、デジタル情報データベース６１２Ａおよびホームゲートウェイプログラム６１４Ａが含まれる。ゲートウェイサーバ６０４Ａは、オーディオ／ビデオサーバまたは様々な応用例のための様々なタイプのサーバのいずれかとすることができる。ゲートウェイプログラム６１４Ａには、一般に、本明細書に記載のゲートウェイサーバ６０４Ａの機能を実行するのに必要なすべてのプログラミング、アプリケーション、およびプログラミングモジュールまたはアプリケーションモジュールが含まれる。具体的に言うと、ゲートウェイサーバ６０４Ａは、バーストシンボルサイクル伝送の送信および受信用であり、無線ＬＡＮ  ６０２Ａを介する、デジタルデバイスおよびゲートウェイサーバ６０４Ａに、これらから、またはこれらの間の通信の管理および統合用である。図からわかるように、ゲートウェイサーバ６０４Ａは、情報フローを調整し、管理し、この情報フローに、１つまたは複数の特定の受信デバイスによって受信されることを意図された送信デバイスからの複数の同時送信を含めることができる。矢印６１８ＡＡ、６１８ＢＡ、６１８ＣＡ、および６１８ＤＡは、バーストシンボルサイクル通信を表す。
【０１０５】
図７は、本発明の一実施形態による、バーストシンボルサイクルを送信できる送信器の実施態様を示すブロック図７００Ａである。第１ミキサ７０２Ａが、ＢＲＳＫナローバンドシステムを実施する。第２ミキサ７０４Ａが、バーストシンボルサイクルジェネレータ７０６Ａからの高速バーストシンボルサイクル信号と混合することによって、信号を拡散する。第２ミキサＬＯ入力は、バーストシンボルサイクルジェネレータ７０６Ａからの０信号をタイムリーに適用することによって、バーストシンボルサイクルのＯＦＦ期間中に信号をブロックするのに使用される。入力信号の周波数を変更するのに使用される３ポートＲＦ構成要素であるミキサは、米国ニューヨーク州ＲｏｎｋｏｎｋｏｍａのＨＤ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｒｐ．社などの多数の会社から市販されている。増幅器７０８Ａの電圧は、送信電力消費を削減するためにバーストシンボルサイクルの間７１０Ａに切り替えられ、これは、本発明の方法を使用して低電力消費を可能にする形の１つである。図７のバーストシンボルサイクルジェネレータ７０６Ａによるものなどのバーストシンボルサイクル生成は、複数の異なる形で実施することができる。
【０１０６】
図８および９は、バースト（バーストシンボルサイクルの）の生成に使用できる２つの技法を示すブロック図である。図８は、本発明の一実施形態による、図７に示された送信器で使用できる、バーストシンボルサイクルを生成するための並列ローディングのシフトレジスタベース実施態様を示すブロック図である。図８に示された技法では、バーストシンボルサイクルが、低速並列ローディング８０２ＡＡ、８０２ＢＡ、８０２ＣＡ、８０２ＤＡ、８０２ＥＡ、および高速リリースを使用して生成される。たとえば、５つのチップを含むＯＮ期間を仮定すると、５つのチップのそれぞれを、レジスタに並列にロードすることができ、システムクロックが、チップを順次追い出すのに使用される。
【０１０７】
図９は、本発明の一実施形態による、図７に示された送信器で使用できる、バーストを生成するための並列ローディングのマルチプレクサベース実施態様を示すブロック図である。図９に示された技法では、低速並列ローディング９０２Ａおよび高速マルチプレクサ９０４Ａを使用する多重化が使用される。たとえば、マルチプレクサベースの実施態様では、たとえば５チップのローディングを、図８に示した実施形態で説明したものと同一に達成することができる。しかし、図９に示された実施形態では、カウンタが、１から５までサイクルし、マルチプレクサ９０４Ａを制御することができ、マルチプレクサは、チップを順次追い出すことができる。
【０１０８】
バースト生成に関して上で説明した方法のほかに、いくつかの実施形態では、３進変調を使用することができる（たとえば、参照によって前に組み込まれた米国特許出願第６０／４０４０７０号の付録Ｃに記載のキャリアレス実施態様を参照されたい）。
【０１０９】
図１０は、本発明の一実施形態による、バーストシンボルサイクル伝送を受信することができる受信器の実施態様を示すブロック図１０００Ａである。図１０からわかるように、この受信器は、入力バーストシンボルサイクルの変調されない版との受信された信号または入力信号の相関を使用して実施される。図からわかるように、相関は、バーストシンボルサイクルジェネレータ１００２Ａによって生成される変調されていないバーストシンボルサイクルによる受信信号の乗算と、それに続くシーケンス長までの整合フィルタリングによって実施される。たとえば、いくつかの実施形態では、フィルタリング技法およびサンプリング技法を使用することができ、搬送波および短いシーケンスの乗算の後で、信号が最大エネルギ状態でサンプリングされるＯＮ期間に基づいて低域フィルタを使用することができる（図１１を参照されたい）。その代わりに、「インテグレーテッドアンドダンプ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ａｎｄ  ｄｕｍｐ）」またはＩ＆Ｄ技法を使用することができる。
【０１１０】
図８から１０に示された実施形態のどれにおいても、スイッチを最初の構成要素として使用して、ＯＦＦ期間中の雑音をブロックすることができる。
図１１は、本発明の一実施形態による、バーストシンボルサイクル受信の特性を示すタイミング図である。具体的に言うと、図１１には、本発明の一実施形態による受信器が送信器バーストシンボルサイクルジェネレータと同期化されている間の送信された信号またはＴＸ信号と受信された信号またはＲＸ信号が経時的に示されている。許容されるサンプリング時間ウィンドウ１１０２Ａは、ＯＦＦ期間の始めから始まる。フィルタが、ビットレートではなくシーケンス長に整合されるので、単一のベースバンドフィルタを使用して多数の異なる情報転送レートまたはビットレートに対処できることに留意されたい。信号または雑音がない区域すなわちＯＦＦ期間での積分が、出力信号対雑音比を変更しないので、フィルタ帯域幅の精度に関するかなりの柔軟性が提供される。さらに、バーストシンボルサイクルを使用することによって、ベースバンドでの信号との交流結合およびより高いカットオフ周波数が可能になる。
【０１１１】
図１２から１４に、本発明のいくつかの実施形態による信号トラッキングおよび獲得を示す。図１２から１４は、受信器がパケットごとの基礎で信号を獲得し、追跡しなければならないパケットベースシグナリング実施態様に関する。図１２から１４は、パケットベースのシグナリング実施態様に関するが、非パケットベースシグナリング実施態様を使用する本発明の他の実施形態が企図されていることに留意されたい。
【０１１２】
図１２は、本発明の一実施形態による、受信器による信号の獲得およびトラッキングに関連する状態を示す状態図１２００Ａである。状態１  １２０２Ａは、アイドル状態の受信器を表し、この受信器は、節電低電力モードで信号を待つことができる。信号の識別時に、受信器は状態２  １２０４Ａになる。
【０１１３】
状態２  １２０４Ａは、受信された信号または受信された信号チェーンの高速較正中に自動利得制御（ＡＧＣ）が作動する受信器状態を表す。利得の安定化の際に、自動利得制御ループが、情報パケットの残りについて利得制御を低速にするように切り替えられ、受信器は状態３  １２０６Ａになる。
【０１１４】
状態３  １２０６Ａは、シーケンス獲得を表し、この状態では、受信器は、Ｉ２＋Ｑ２エネルギの検出を求めながら送信器シーケンス位相に同期化することを試み、クロックスワロウ（ｃｌｏｃｋ  ｓｗａｌｌｏｗ）機構（たとえばＤＳＳＳシステムでシーケンス位相を獲得する、ＤＳＳＳシステムで使用される既知の技法）を使用して、Ｉ２＋Ｑ２相関を実行する。エネルギを検出しながら、アーリイ−レイトディザ（ｅａｒｌｙ−ｌａｔｅ  ｄｉｔｈｅｒ）（たとえばＤＳＳＳシステムで使用される既知の技法）が、受信器のバーストシンボルサイクルジェネレータで微細ステップ検索またはアーリイ−レイトディザを使用してバーストシンボルサイクル中心を検出するために、正確な位相を検出するのに使用される。いくつかの実施形態では、状態３  １２０６Ａでの獲得が成功の場合に、状態４  １２０８Ａになり、獲得が不成功の場合に、状態１  １２０２Ａになる。
【０１１５】
状態４  １２０８Ａは、キャリア獲得を表し、この状態では、受信器が、同相（Ｉ）信号および直角位相（Ｑ）信号を使用して送信器搬送波位相を推定する（位相検出）。いくつかの実施形態では、検出が成功の場合に、受信器は状態５  １２１０Ａになり、そうでない場合に、受信器１２００Ａは状態１  １２０２Ａになる。
【０１１６】
状態５  １２１０Ａは、位相トラッキングを表し、この状態では、受信器は、トラッキングモードであり、位相トラッキングにＣｏｓｔａｓループを使用する。Ｃｏｓｔａｓループトラッキングには、一般に、ローカル（ＩおよびＱ）の間の９０°分離を有する２つの相関器を使用し、ＩおよびＱを乗じ、クロックを制御するためにフィルタを使用した後で搬送波信号をトラッキングすることが含まれる。受信器は、単一のクロックを使用するので、このトラッキングでは、シーケンス位相も維持される。情報パケットが終わった時に、受信器は状態１  １２０２Ａになる。Ｃｏｓｔａｓループトラッキングシステムを、本発明のキャリアレス実施形態でも使用できることに留意されたい。
【０１１７】
いくつかの実施形態では、ビットの間の再同期化が不要すなわち、ＯＮ期間の間（初期同期化の後）の再同期化が不要であり、トラッキングが、受信器ＶＣＸＯ安定性に基づく。たとえば、１０ＭＨｚビット、１０ｎｓｅｃ  ＯＮ期間、および９０ｎｓｅｃ  ＯＦＦ期間を伴う受信情況で、受信器ＶＣＸＯは、バーストシンボルサイクル持続時間中にその周波数および位相を維持するのに十分に安定している。
【０１１８】
図１３は、本発明の一実施形態による、図１２の状態３  １２０６Ａで実行されるＩ２＋Ｑ２相関を絵図的に示す概念図１３００Ａである。同相ミキサ出力１３０２Ａ、直角位相ミキサ出力１３０４Ａ、およびＩ２＋Ｑ２出力が示されている。
【０１１９】
図１４は、本発明の一実施形態による、非バーストシンボルサイクル、連続プリアンブル送信を用いるパケット送信の特性を示すタイミング図１４００Ａである。図１４に示された実施形態では、情報の新しいパケットの高速同期化のために、各パケットのプリアンブル部分１４０２Ａで、連続伝送が使用される。しかし、ペイロード部分１４０４Ａは、バーストシンボルシーケンスとして送信される（および受信される）。初期同期化の後で、バーストシンボルシーケンス伝送のＯＮ期間の間のＯＦＦ期間は、ＯＮ期間の間の再同期化が不要になるのに十分に短く、システム効率が高まる。
【０１２０】
図１５は、本発明の一実施形態による、送信の方法１５００Ａを示す流れ図である。ステップ１５０２Ａで、信号スクランブルを実行して、ＤＣ成分のない「ホワイト」ソースを作成する。比較的低いビットレートの情況では、ＤＣから離れる方に信号を十分に移動するために、数ＭＨｚクロックを使用する追加の乗算、たとえば、Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒコード化を実行することができる（たとえば、「０」信号とそれに続く「１」信号を使用して正のビットをコード化し、「１」信号とそれに続く「０」信号を使用して負のビットをコード化する）。ステップ１５０４Ａで、信号のコード化を実行し、改善された干渉抵抗を可能にする。ステップ１５０６Ａで、バーストエラーと戦う信号のインターリーブを実行する。ステップ１５０８Ａで、ビット値およびバーストシンボルサイクルジェネレータに基づいて、各ビットまたはビットのグループをチップのシーケンスにマッピングする。ステップ１５１０Ａで、必要なマスクによるフィルタリングを実行し、方法１５００Ａを実行する送信器のアンテナに信号を送る。最後に、ステップ１５１２Ａで、ビットレートに伴って変化するＯＮ期間／ＯＦＦ期間持続時間を用いて、バーストシンボルサイクルの形で信号を送信する。たとえば、いくつかの実施形態では、１０ＭＨｚビットレートおよび１ＧＨｚチップレートを使用する、所与のビットをシーケンシングするための単一ビットマッピングの場合に、２０チップが送信されるＯＮ期間およびその持続時間の４倍のＯＦＦ期間を有するバーストシンボルサイクルを使用することができる。
【０１２１】
図１６は、本発明の一実施形態による、受信の方法１６００Ａを示す流れ図である。ステップ１６０２Ａで、受信信号を、バーストシンボルサイクルに従ってスイッチングして、雑音および干渉を減らす。ステップ１６０４Ａで、送信した送信器によって使用されたシーケンスおよびマッピング関数に対応するシーケンスおよびマッピング関数を受信信号に使用することによって、信号を相関解除する。ステップ１６０６Ａで、低域フィルタに結合されたＡＣを使用して出力信号をフィルタリングする（ＯＦＦ期間の存在によって、そうでなければ必要なものより精度の低いフィルタを使用できるようになることに留意されたい）。ステップ１６０８Ａで、ステップ１６０４Ａからの出力信号を、Ａ／Ｄを使用してサンプリングする。ステップ１６１０Ａで、Ｉの値を推定するためにサンプルをデコードし、このＩの値は、情報を得るためにインターリーブ解除、スクランブル解除、およびデコードで使用される。
【０１２２】
図１７は、本発明の一実施形態による、受信器によるバーストシンボルサイクル信号の獲得およびトラッキングの方法１７００Ａを示す流れ図である。ステップ１７０２Ａで、受信された信号を送信した送信器によって使用されたバーストシンボルサイクルジェネレータ信号の位相を探すことによって、獲得を実行する。ステップ１７０４Ａで、既知のジッタ関数（サイン関数）をシステムクロックに導入する。ステップ１７０６Ａで、受信器が、ジッタ関数にロックする。ステップ１７０８Ａで、受信器が、ジッタ関数を使用して周波数誤差および位相誤差を推定し、これによってアーリー／レイトコリレータ（ｅａｒｌｙ／ｌａｔｅ  ｃｏｒｒｅｌａｔｏｒ）の必要をなくす。
【０１２３】
図１７Ａは、各バーストが異なる周波数を使用して送信される信号のスペクトルを示すグラフ１７５０Ａである。本発明のいくつかの実施形態では、各バーストが、異なる周波数で送信される。さらに、いくつかの実施形態では、各バーストが、複数の周波数で送信される。さらに、いくつかの実施形態では、送信される情報、擬似ランダムシーケンス、またはその両方に従って、１つまたは複数の周波数を選択することができる。
【０１２４】
図１８から２０は、本発明の一実施形態による、トランシーバの構成および実施態様の例を提供するブロック図である。図１８Ａは、本発明の一実施形態による、トランシーバの実施態様１８００Ａを示すブロック図である。図１９は、本発明の一実施形態による、トランシーバの実施態様１９００Ａを示す概略図である。図１９に示された実施態様では、トランシーバが、時分割二重技法を使用し、これによって、送信された信号（ＴＸ）または信号チェーンと、受信された信号（ＲＸ）または信号チェーンの一部の要素を再利用できるようになる。図２０は、本発明のもう１つの実施形態による、トランシーバのもう１つの実施態様２０００Ａを示す概略図である。具体的に言うと、図２０には、送信器２００４Ａ部分および受信器２００６Ａ部分を含むフルＱＡＭトランシーバが示されている。このトランシーバの送信器２００４Ａ部分に、ＱＰＳＫミキサ２００２Ａおよび２つのＤＡＣ  ２００８ＡＡおよび２００８ＢＡが含まれる。たとえば、１６ＱＡＭを使用すると、１６個のシーケンスのうちの１つを、ＩおよびＱの４つの異なる振幅レベルを使用して、あるＯＮ期間中に送信することができる。この技法を使用すると、次式に従って、４ビットを１つのシンボルにマッピングすることができる。
【０１２５】
Ｓ＝（Ａ＋２Ｂ）Ｓｉｎ＋（Ｃ＋２ｄ）Ｃｏｓ
ここで、Ｓはシンボルであり、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤは、＋１または−１の値を有する各ビットである。
【０１２６】
本発明のいくつかの実施形態では、Ｉ搬送波およびＱ搬送波を、送信器内および受信器内のワイドバンド信号およびワイドバンド信号の遅延された版に置換することができる。さらに、いくつかの実施形態では、Ｉ搬送波およびＱ搬送波を、送信器内および受信器内のワイドバンド信号およびワイドバンド信号の９０度位相シフト（ヒルベルト変換）置換することができる。
【０１２７】
いくつかの実施形態では、最大電力使用レート要件、最小データ転送レート要件、範囲指示要件、または他のパラメータなどの様々なパラメータに対処するために、ＯＮ期間およびＯＦＦ期間のそれぞれの持続時間を適応的に変更することができる。たとえば、いくつかの実施形態では、本発明の方法およびシステムは、ＯＮ期間長さおよびＯＦＦ期間長さまたは他のパラメータを変更することによって、異なるビットレートモードで動作することができる。たとえば、一実施形態では、低ビットレートモード、中レートモード、および高ビットレートモードが使用可能である。低ビットレートモードでは、１ＭＨｚのビットレート、１０個のチップが送信される１０ｎｓｅｃのＯＮ期間長さ、９９０ｎｓｅｃのＯＦＦ期間長さ、１０００ｎｓｅｃのＢＰＳＫシンボル変調時間、１ＧＨｚのチップレート（１ｎｓｅｃのチップ時間）、４ＧＨｚの搬送波周波数、および３ＧＨｚと５ＧＨｚの間の信号スペクトルという送信パラメータが使用される。中ビットレートモードでは、１０ＭＨｚのビットレート、１０個のチップが送信される１０ｎｓｅｃのＯＮ期間長さ、９０ｎｓｅｃのＯＦＦ期間長さ、１００ｎｓｅｃのＢＰＳＫシンボル変調時間、１ＧＨｚのチップレート（１ｎｓｅｃのチップ時間）、４ＧＨｚの搬送波周波数、および３ＧＨｚと５ＧＨｚの間の信号スペクトルという送信パラメータが使用される。高ビットレートモードでは、２００ＭＨｚのビットレート、５個のチップが送信される５ｎｓｅｃのＯＮ期間長さ、１５ｎｓｅｃのＯＦＦ期間長さ、２０ｎｓｅｃの１６ＱＡＭシンボル変調時間、１ＧＨｚのチップレート（１ｎｓｅｃのチップ時間）、４ＧＨｚの搬送波周波数、および３ＧＨｚと５ＧＨｚの間の信号スペクトルという送信パラメータが使用される。
【０１２８】
いくつかの実施形態では、１６ＱＡＭシンボル変調以外の技法を使用して、高ビットレート伝送を提供する。たとえば、いくつかの実施形態では、複数のビットが送信されるＯＮ期間を使用する。いくつかの実施形態では、複数のビットを１つのシンボルに変換し、１つのシンボルをＯＮ期間中に送信し、その結果、ＯＮ期間ごとに複数のビットが送信されるようになる。たとえば、この技法を使用して、２００ＭＢＰＳレートが達成可能であり、毎秒５０Ｍシーケンスが送信される。他の実施形態では、チップではなく、情報のビット自体をＯＮ期間中に送信することができる。たとえば、この技法を使用すると、１０ビットが送信される１０ｎｓｅｃのＯＮ期間と９０ｎｓｅｃのＯＦＦ期間を使用することによって、１００ＭＢＰＳレートを達成可能である。
【０１２９】
本発明の様々な実施形態の方法およびシステムは、既知の無線伝送システムに対する多数の利益をもたらすことができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の送信器および受信器は、ＤＳＳＳを使用する通常の既知のシステムよりはるかに少ない電力を使用する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の送信器および受信器は、ＯＮ期間中に少ない電力を使用して動作し、非常に低い電力モードになることによって、ＯＦＦ期間中にさらに少ない電力を使用することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の方法およびシステムは、よりよいマルチパスフェージング抵抗をもたらす。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の送信器は、通常の既知のパルス送信器と比較して、はるかに低いピーク電力使用量、およびより望ましいピーク対平均比という利益をもたらす。いくつかの実施形態では、上で説明したように、バーストシンボルサイクル伝送によって、非バーストシンボルサイクルシステムと比較して、ＩＳＩ制限により簡単で精度の低いフィルタを使用できるようになり、所与の特定の性能について、より精度の低いスイッチタイミングも可能になる。さらに、本明細書に記載のバーストシンボルサイクル伝送は、異なるユーザ宛の信号の間の干渉を含む、同期化されない多元接続の情況で利益を提供する。本発明のいくつかの実施形態が、上に記載のものと異なる複数ユーザ応用例または複数ユーザコンテキストに適用可能であることに留意されたい。
【０１３０】
図２１から２６は、バーストシンボルサイクルＵＷＢ通信を使用する複数同時高速データ通信を提供するのに本発明の様々な実施形態が使用される、デジタルデバイスおよびゲートウェイサーバの様々なコンフィギュレーションを絵図的に表すブロック図である。図からわかるように、各サーバおよびデジタルデバイスに、本発明による通信を可能にするトランシーバが含まれる。しかし、たとえばゲートウェイサーバからデジタルデバイスへなど、１方向通信だけが必要な他の実施形態では、ゲートウェイサーバに送信器を含める（受信器を含めない）ことができ、デジタルデバイスに受信器を含める（送信器を含めない）ことができる。
【０１３１】
具体的に言うと、図２１に、本発明の一実施形態による、いくつかの実施形態で複数のデジタルデバイス２１０４Ａに接続されたセットトップボックスコンフィギュレーションで実施できる、ホームゲートウェイサーバ２１０２Ａを示す。図２２に、本発明の一実施形態による、家の複数の異なる部屋２２０４Ａの複数のオーディオ／ビデオデジタルデバイスに接続されたオーディオ／ビデオサーバ２２０２Ａであるゲートウェイサーバを示す。図２３に、本発明の一実施形態による、それぞれがプロジェクタ２３０４Ａに接続された複数のデジタルデバイス２３０２Ａを示す。プロジェクタは、たとえば、デジタルデバイスからのオーディオビジュアルデータ通信に基づく大画面エンターテイメントを提供するのに使用することができる。図２４に、本発明の一実施形態による、複数のテレビジョンセット２４０４Ａに接続されたＤＶＤプレイヤ２４０２Ａを示す。図２５に、本発明の一実施形態による、１つのビルディングの３つの部屋ＡからＣ  ２５０２Ａの間で分散した、ビルディング内無線ネットワーク２５００Ａのトポロジの図を示す。図２６に、本発明の一実施形態による、家２６０６Ａのホームゲートウェイサーバ２６０２Ａおよび複数のデジタルデバイス２６０４Ａを含むネットワーク２６００Ａを示す。図２６からわかるように、デジタルデバイス２６０４Ａには、ホームゲートウェイサーバ２６０２Ａと通信するもの、他のデジタルデバイス２６０４Ａと通信するもの、およびその両方を行うものがある。
【０１３２】
いくつかの実施形態のＵＷＢ通信を使用するシステムで、信号を、複数の帯域を使用して送信することができる。次は、マルチバンドＵＷＢ通信のシステムおよび方法の説明である。
【０１３３】
図２７に、本発明の一実施形態による、マルチバンドＵＷＢ実施態様の周波数対パワースペクトル大きさのチャート７００Ｂを示す。図２７には、スペクトルが、特定のオーバーラップを有する特定の数のサブバンドに分割される実施形態が示されている。この分割されたスペクトルは、ＵＷＢに関するＦＣＣ要件を満たすために、約５００ＭＨｚの帯域幅を有する。実施形態には、すべての帯域を使用するものと、帯域をグループに分割するものがある。１５個のサブバンドの２つのオーバーラップするグループを示す例が、図２７に示されている。
【０１３４】
様々な伝送方式および伝送方法またはその組合せが、本発明の様々な実施形態で使用されるが、これらを次で簡単に説明される。使用中の帯域は、１つまたは複数のシンボルごとに変更することができる。各バーストは、異なる周波数で送信することができる。各バーストは、複数の周波数で送信することができる。さらに、いくつかの実施形態では、送信される情報、擬似ランダムシーケンス、またはこの両方に従って、１つまたは複数の周波数を選択することができる。送信は、たとえば最大パルスレートを使用する時に連続的とすることができ、あるいは、たとえばより低いレートを使用する時に不連続とすることができる。複数の帯域を、並列に使用することができる。情報は、Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ（ＰＳＫ）、Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＱＡＭ）、３進信号、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）、Ｐｕｌｓｅｄ  ＯＦＤＭ、マルチコード（たとえばアダマールシーケンスの組合せ）、パルス幅変調（ＰＰＭ）、などを含む変調技法を使用するか、情報に従って帯域を選択することによって、異なる帯域でコード化することができる。性能を高めるためにコード化を追加することができる。異なるサブバンドの間の相違は、送信器、受信器、またはこの両方でチャネル状態情報を使用して平均化することができる。
【０１３５】
パルスシステムを使用する実施形態では、パルス反復間隔を縮めて、低いサンプリングレート、低い電力消費、改善されたシンボル間干渉（ＩＳＩ）軽減、改善されたエネルギ収集、および改善された多元接続を考慮に入れることができる。
【０１３６】
いくつかの実施形態では、周波数範囲がサブバンドに分割される場合に、１５個のサブバンドの２つのオーバーラップするグループが、分割されるが、特定のリンクでの１５個未満のサブバンドの使用が可能である。図２７からわかるように、グループＡに、４７０ＭＨｚの間隔の１５個のサブバンドが含まれる。グループＢにも１５個のサブバンドが含まれ、これは、第１のグループとオーバーラップするが、２３５ＭＨｚだけシフトされている。この方法では、共存、干渉軽減、および多元接続に関するシステムの柔軟性が強化されている。各サブバンドは、５２０ＭＨｚまでの１０ｄＢ帯域幅のパルスによって生成される。
【０１３７】
いくつかの実施形態は、干渉および共存での利益をもたらす。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の帯域が、８０２．１１Ａのように帯域内干渉を検出しながら除去される。これによって、帯域が、単一帯域システムに対して狭いという事実に基づく、帯域外干渉に関するよりよい選択性が達成される。
【０１３８】
いくつかの実施形態では、既知のシーケンスに従って異なる帯域で各シンボルを送信することによって、ＩＳＩに対するよりよい抵抗が達成される。これは、サブバンドあたりの短いパルス反復間隔に基づく。
【０１３９】
いくつかの実施形態では、各ピコネットは、異なる時間周波数インターリーブシーケンスを使用する。このシーケンスは、擬似ランダムシーケンスまたは事前に決定されるシーケンスに基づく。同一のシーケンスの異なる位相を、同期化されたケースまたは準同期化されたケースで使用することもできる。いくつかの実施形態では、カラーコードを上のシーケンスに追加して、可能なシーケンスおよびピコネットの数を増やすこともできる。図２８に、時間−周波数インターリーブシーケンスの表８００Ｂを示し、シーケンスによる７つのバンドの使用の例を示す。時間周波数インターリーブの種シーケンスは、２つのピコネットで２つの非同期シーケンスを使用する時に、すべての位相で単一の衝突だけが期待される形で定義されている。
【０１４０】
いくつかの実施形態では、同一の種シーケンスが、より短いパルス反復間隔、少ない数のサブバンド、または並列のサブバンドの送信に使用される。
いくつかの実施形態では、複数のシンボルについて同一周波数に留まるオプションがある。これによって、性能が改善され、多元接続が改善され、エネルギ収集が可能になり、たとえばより低い周波数のスイッチングを可能にすることによって波ジェネレータが単純になる。
【０１４１】
いくつかの実施形態では、帯域をバーストモードで使用することができる。所与の周波数のバーストにオフ期間が続く、または周波数のバーストにオフ期間が続くのいずれかになる。
【０１４２】
いくつかの実施形態では、単一チェーン、二重チェーン、または並列チェーンが実施される。多くの例で、１つの受信器オプションを、最も単純な解決策とすることができ、最良の電流効率を有するものとすることができる。各レシーバが各帯域専用の並列レシーバを使用することによって、各帯域のエネルギ収集が可能になる。一般に、このオプションは、より大きいダイサイズおよびより多くの電力を必要とする。いくつかの実施形態は、複数のチェーンを使用することができ、これは、いくつかの情況で、存在する可能性がある望ましくない特性を軽減するのに役立つ可能性がある。
【０１４３】
いくつかの実施形態では、レーク受信器（ｒａｋｅ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ）を生成するために、並列受信器を使用する（たとえば、すべての帯域で並列に働くか、それらの間で帯域を分割する）か、より短いパルス反復間隔の場合に、同一の受信器を使用するのいずれかになる。
【０１４４】
図２９は、本発明の一実施形態による、マルチバンド信号ジェネレータの例を示すブロック図９００Ｂである。ブロック９０１Ｂで、スクランブルを実行し（０だけまたは１だけのシーケンスを防ぐため）、コード化を実行し（誤りを訂正するために）、インターリーブを実行する（エラーのバーストを防ぐため）。ブロック９０２Ｂには、ストリームデマルチプレクサ（たとえば、各出力が別々のサブバンドになる直列並列デマルチプレクサ）およびインナーコード化（帯域ごとに異なるコードまたは異なるコードレートがあり、一部のサブバンドが、空気の周波数減衰スロープまたは干渉のいずれかに従って異なるリンクバジェットを有する場合）が含まれる。ブロック９０３Ｂに、マルチプレクサ（たとえば、直列出力を有する並列直列マルチプレクサ）が含まれる。ブロック９０４Ｂおよび９０５Ｂは、各シンボルが別のサブバンドで変調されるＩＱ変調器である。上側帯域変調器９０５Ｂは、オプションであり、２つのシンボルを送信し、これによってより高いビットレートをサポートするのに使用することができる。
【０１４５】
本発明のいくつかの実施形態では、ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）システムを、高ビットレート情報の送信に使用することができる。いくつかの実施形態では、ＵＷＢを使用して送信する時に、データストリームを変換することができ、または変換しなければならない。次の説明では、ＵＷＢ伝送を使用して送信されるデータシーケンスを変換する技法の例を示す。本発明の様々な実施形態によれば、伝送方式に、ＵＷＢスペクトル全体で、またはマルチバンドＵＷＢを使用してＵＷＢスペクトルのサブバンドでの伝送を含めることができる。
【０１４６】
変換をデータシーケンスに対して実行して、たとえば、送信される元々のデータ信号の送信時間を減らすことができる。いくつかの実施形態では、データ信号は、収集され、バーストとして送信される。図３０は、そのようなバースト方式の一実施形態を示すタイミング図１０００Ｂである。本発明のいくつかの実施形態では、少数または複数のビットが、送信器によって収集され、その後、高速シーケンスとしてバーストで送信され、その一例を、図３０に示す。データ信号１００２Ｂは、０および１のシーケンスを表し、１μ秒で送信される。このシーケンスが、データの１０ナノ秒バーストおよび９０ナノ秒の沈黙時間に圧縮される。信号１００４Ｂは、圧縮されたバースト送信信号を表す。図３０には、どのデータビットがどのバースト信号に変換されるかが示されている。様々な実施形態では、変換された信号１００４Ｂを、下で説明するように、図３０からの方式の１つを使用して送信することができる。
【０１４７】
図３０の前述のバースト伝送方式を使用するいくつかの実施形態では、送信されるシーケンスごとに、ランダム位置決めを使用することができ、または使用しなければならない。コード化は、各ユーザがすべてのシーケンスを使用することができるので、多元接続システムのユーザを適切に区別することができない場合がある。したがって、いくつかの実施形態では、バーストシーケンスが、シンボルサイクル内のランダムな位置で送信される。
【０１４８】
図３１は、本発明の一実施形態による、シンボルマッピングされた送信を示すタイミング図１１００Ｂである。図３１からわかるように、データシーケンス１１０２Ｂが、シンボルにマッピングされる。少数または複数のビットが、収集され、シンボルに変換され、各シンボルは、異なるシーケンスとして送信される。いくつかの実施形態では、データビットが、より短い期間に送信されるより長いビットのシーケンスに変換される。図３１に示された１つの例は、４つのデータビットを１６個の異なるシーケンスの１つに変換することである。この変換は、マッパー１１０４によって実行される。４つのデータビット１１０２Ｂの組合せごとに、１つのシンボル１１０６Ｂが送信される。シンボルシーケンスは、より多くのビットを含むが、より短い期間に送信される。この形で、シンボルが４ビットである時に、１０Ｍシーケンス毎秒を用いて４０ＭＢＰＳを送信することができる。シーケンスデューティサイクルは、シンボルを送信する１０ｎｓｅｃのｏｎと９０ｎｓｅｃのｏｆｆとすることができる。いくつかの実施形態では、図３０に示された、後で説明する伝送方式を使用することができる。
【０１４９】
いくつかの実施形態では、上の方式を、４０ＭＢＰＳなどの中データレート送信に使用することができる。２００ＭＢＰＳなどのより高いビットレートでは、データ信号の１６ビットすべてを各シンボルにマッピングする必要が生じる場合がある。その場合に、図３０に示された方式のように、２１６個のシーケンスから２１６個のシーケンスへのマッピングが、ビット自体のマッピングになる。図３１を参照し、１００ｎｓごとに１つの１０ｎｓバーストで４０Ｍｂｐｓのビットレートの送信を仮定すると、４ビットが１つのシンボルにマッピングされるからである。同様に、２００Ｍｂｐｓのレートでは、２０ビットが１つのシンボルにマッピングされる。したがって、この場合に、シンボルごとに２０チップの最小値が必要になる。図３０に示された機構は、より低いビットレートで必要になるマッピングコード化利得を必要としない。
【０１５０】
いくつかの実施形態では、エンコードされたシーケンスを、一般に、異なるコードの間の最大距離を有するように選択しなければならない。たとえば、ウォルシュ−アダマール直交シーケンスを使用することができる。その代わりに、ＰＮシーケンス、バーカーシーケンス、ゴールドシーケンス、またはカサミシーケンスなどの他のシーケンスを使用することができる。
【０１５１】
マルチバンド伝送方式に、パルス化ＯＦＤＭ伝送またはバーストＯＦＤＭ伝送を含めることができる。図３２は、パルス化ＯＦＤＭ伝送を示すタイミング図１２００Ｂであり、図３３は、バーストＯＦＤＭ伝送を示すタイミング図１３００Ｂである。図３２および３３に示されたものなど、いくつかの実施形態では、データシーケンスの変換は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）伝送に似て、送信器での逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）および受信器での高速フーリエ変換ＦＦＴに基づく。この技法は、本質的に直交シーケンスを使用するＯＦＤＭのデジタル版とすることができ、その場合に、複数レベル信号を、ナローバンドデジタル信号のバースト化またはパルス化によって送信することができる。
【０１５２】
上で説明したものなどのマルチバンドＵＷＢ方式を使用して、パルス化ＯＦＤＭ信号またはバーストＯＦＤＭ信号を、ＵＷＢ範囲を介して送信することができる。いくつかの実施形態では、１つのパルス化ＯＦＤＭシンボルを送信した後で、使用される帯域を変更することができる。その代わりに、複数のＯＦＤＭシンボルを送信した後で、使用される帯域を変更することができる。
【０１５３】
いくつかの実施形態では、不連続伝送またはバーストシンボルサイクル伝送が使用される。バーストシンボルサイクル伝送を使用することの利益の１つは、バーストシンボルサイクル伝送を使用する高速フーリエ変換（ＦＦＴ）レートが、連続ＯＦＤＭ伝送のＦＦＴレートより低いことである。
【０１５４】
本発明の一実施形態では、図３２に示されているように、ＯＦＤＭパルスのトレーンが送信される。図示の方式では、パルストレーンは、あるサブバンドで、時間周波数シーケンスによる次のサブバンドへの切替の前に送信される。この技法では、ナローバンドＯＦＤＭ信号ジェネレータが使用される。オリジナルデータシーケンス１２０２Ｂは、ＩＦＦＴ  １２０４Ｂを使用してパルスのシーケンス１２０６Ｂに変換される。このパルス化方式では、パルスの送信が、シンボル時間１２０８Ｂの長さを要する。比較的狭いＯＦＤＭ信号が、信号のパルス化によって幅を広げられる。
【０１５５】
図３３に、バーストＯＦＤＭ方式を使用する実施形態を示す。いくつかの実施形態では、図３３に示されているように、各サブバンドでＯＦＤＭパルスのバーストが送信される。図示の方式では、バーストは、あるサブバンドで、時間周波数シーケンスによる次のサブバンドへの切替の前に送信される。この技法では、ナローバンドＯＦＤＭ信号ジェネレータが使用される。狭いＯＦＤＭ信号が、バースト化によって幅を広げられる。オリジナルデータビット１３０２は、ＩＦＦＴ  １３０４Ｂを使用して変換され、バースト１３０６Ｂとして送信される。図３３に示された送信は、一般に、図３２に示されたものより高速であり、シンボル時間の分数を要する。いくつかの実施形態では、図４０の伝送方式を使用することができる。
【０１５６】
図３４は、マルチバンドパルス化ＯＦＤＭの実施態様を示すブロック図である。図示のように、ＵＷＢシステムの各サブバンドでパルス化ＯＦＤＭを送信することによって、システムが、ＩＳＩ問題と対抗しながら同一周波数により長い期間にわたって留まることを許容することができる。コード化を、１４０１Ｂによって実行する。インターリーブ１４０２Ｂの後で、直列並列変換器１４０３Ｂがあり、直列並列変換器１４０３Ｂは、パルスＯＦＤＭジェネレータ１４０４Ｂ用の並列ワードを生成する。直列並列変換器１４０３Ｂは、図３２で使用されるシンボルを生成する（各シンボルは、異なる帯域で送信される）。チャネルマルチプレクサ１４０５Ｂが、シンボルをとり、直列ストリームに変換し、ＱＰＳＫ変調器１４０６Ｂに渡す。
【０１５７】
図３４に示されたものなどの方式は、一般に、より低い帯域変更レートまたはより単純な波生成；マルチパス特性に関連する干渉の下での改善されたチャネル化；改善されたエネルギ収集；およびＯＦＤＭに基づくＩＳＩに対するよりよい抵抗などの利益を提供することができる。一般に、図３４に示されたものなどの方式のトレードオフの一部に、実施態様が、他のマルチバンドシステムに対して、一般により複雑であり、ピーク対平均が増えることが含まれる。
【０１５８】
図３５は、バーストＯＦＤＭ送信器および受信器の機構の一実施態様を示すブロック図１５００Ｂである。数ビットが収集される。各ビットは、＋１または−１とすることができる。ビットは、周波数スペクトルであるかのように、ＩＦＦＴ  １５０２Ｂを使用してデジタル値に変換される。この信号は、並列直列（Ｐ／Ｓ）変換器１５０４Ｂおよびデジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器１５０６Ｂを使用して変換される。バーストが、いくつかの前に説明した実施形態のように、デジタルではなくアナログ値を使用して送信される。送信器は、２相位相偏移変調（ＢＰＳＫ）またはｑｕａｔｅｒｎａｒｙ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ（ＱＰＳＫ）変調を使用することができる。受信側では、信号が、アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）１５０８Ｂを使用して変換された後で、直列並列（Ｓ／Ｐ）変換器１５１０ＢおよびＦＦＴ  １５１２Ｂによって変換される。
【０１５９】
図３６は、本発明の一実施形態による、ＯＦＤＭ送信器および受信器の機構を示すブロック図１６００Ｂである。図３６に示されたものなど、いくつかの実施形態は、ＯＦＤＭ送信器のより単純な実施形態であるものを使用することができる。周波数の部分が、それらの間の最小限の間隔を有する状態で使用される。フィルタのシーケンスが、ＩＦＦＴおよびＦＦＴの代わりに送信器および受信器で使用される。非コヒーレント受信器が、エネルギ検出器を使用して実施される。送信器１６１０ＢＢ側のワイドバンド信号ジェネレータに、ＵＷＢスペクトル全体にわたる信号を生成するソース１６１１Ｂが含まれる。各フィルタ１６０２Ｂから１６０５Ｂが、特定の帯域をフィルタリングする。したがって、ワイドバンド信号がフィルタ入力に存在する時に、必ず、その特定の帯域が、コンバイナ１６１４Ｂ入力に存在する。ロジックが、帯域のすべての組合せをすべての瞬間に放送できる形でスイッチのシーケンスを制御する。受信器１６１３Ｂに、フィルタ１６０６Ｂから１６０９Ｂと検出器が含まれ、この検出器は、非コヒーレントな形ですべての瞬間の各帯域の存在を検出することができる。これは、周波数の諸部分がその間の最小限の間隔を有する状態で使用される（これらはサブバンドである）ＯＦＤＭ送信器の実施態様である。
【０１６０】
図３７は、本発明の一実施形態による、周波数選択オプション実施態様を示すチャート１７００Ｂである。いくつかの実施形態では、図３７に示されているように、実施態様が、異なるバースト位置のほかに、周波数選択オプションを有する。図３７に示された２つのプレーンを使用して、プレーンＡの情報とプレーンＢの情報の一部が送信され、あるいは両方のプレーンの同一の情報が送信される。それを行う際に、システムは、一般に、ダイバーシチの利得すなわち、一定の周波数の干渉および周期的な時間干渉の両方に対する抵抗を達成することができる。
【０１６１】
各シンボル時間中に、ＯＦＤＭマッピングに従って、異なる位置だが同一の情報に従って、ダイバーシチのための、またはより高いビットレートを提供するための追加ビットに従って、少数または複数の周波数を送信することができる。
【０１６２】
図３７に示された実施形態は、２つのプレーンでの送信の例を提供する。図示の例では、バースト時間が、シンボル時間の２０％であり、したがって、各シンボル期間内にバーストの５つの位置がある。各シンボル内で、周波数のパターンが、異なる位置で送信される。
【０１６３】
いくつかの実施形態では、最大ビットレートを２倍にするために、送信器および受信器でＱｕａｔｅｒｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ（ＱＰＳＫ）ミキサを使用することができる。
【０１６４】
図３８は、長いサンプルウィンドウ実施態様を示すタイミング図１８００Ｂである。図１８に示されたものなど、いくつかの実施形態では、受信器で、入力１８０２Ｂは、時間的により長いウィンドウ１８０４を用いてサンプリングされる。これによって、マルチパスの収集が可能になり、レーク受信器の実施およびチャネルの等化が可能になる。
【０１６５】
実際のサンプルレートが１ＧＨｚである、ある実施形態では、たとえば、ＦＦＴを使用する時に、システムは、スペクトル全体を理解でき、干渉に対するノッチを用いて信号を受信することによって、干渉を打ち消すことができる。
【０１６６】
いくつかの実施形態では、すべてのオプションを有する多元接続を可能にする形は、ランダムバースト位置を使用することによるものである。
前述の信号を、いくつかの実施形態では、マルチバンドＵＷＢを使用して送信することができる。いくつかの実施形態では、すべての波形を異なる帯域で送信することができる。ここで、用語「波形」は、関連する波形特性を含む信号を指すのに使用される。さらに、いくつかの実施形態では、複数の波形を同一の帯域で送信することができる。さらに、いくつかの実施形態では、すべての送信を同一の帯域で行うことができる。
【０１６７】
たとえば、バーストＯＦＤＭを使用する実施形態では、信号を、複数の形で送信することができる。伝送機構に、異なる帯域でのすべてのバースト信号の送信、同一帯域での複数のバーストの送信、または同一帯域でのすべてのバーストの送信が含まれる。同様に、パルス化ＯＦＤＭを使用する実施形態では、信号を、複数の形で送信することができる。伝送機構に、異なる帯域でのすべてのシンボルまたはパルスのトレーンの送信、同一帯域での複数のシンボルまたはパルスのトレーンの送信、あるいは同一帯域でのすべてのシンボルまたはパルスのトレーンの送信が含まれる。
【０１６８】
伝送技法に対する変形が、本発明の様々な実施形態で可能である。たとえば、ジャンピングシーケンスを短くすることができ、他の実施形態では長くすることができる。また、ジャンピングシーケンスの長さを、情報に依存するものまたは情報に依存しないものとすることができる。さらに、帯域を、別々にすることができ、オーバーラップさせることができ、または部分的にオーバーラップさせることができる。さらに、波ジェネレータを、少数の搬送波を有するアナログとすることができ、あるいは、周波数分周器と共に１つの搬送波を含むものとすることができる。その代わりに、波ジェネレータを、たとえば２つまたは３つのレベルのデジタル信号を伴う、デジタル式とすることができる。さらに、周波数は、同一の基準にそれによってロックする一定の位相関係を有するものとするか、一定の位相関係を有しないものとすることができる。さらに、いくつかの実施形態では、少数の帯域を並列に使用することができ、各帯域に、異なる情報が含まれる。他の実施形態では、同一の情報を複数の帯域で送信することができる。
【０１６９】
本明細書に記載の発明の様々な実施形態は、既知の代替物と比較して多数の利益を提供することができる。これらの利益に、とりわけ、干渉をよりよく扱う能力、より少ないシンボル間干渉（ＩＳＩ）、よりよいチャネルエネルギ収集、よりよいスペクトル成形、および高速同期化の１つまたは複数を含めることができる。さらに、本発明のいくつかの実施形態は、多元接続の解決策を提供する。いくつかの実施形態では、よりよいピーク対平均比（Ｐ／Ａ）とより高いビットレートの間のトレードオフ能力が提供される。
【０１７０】
図３９および４０に、情報を送信できる３つの形の図を示す。これらの伝送機構は、上で説明したマルチバンドＵＷＢ伝送方式の実施形態で使用することができる。
図３９は、排他的にまたはある組合せで使用できる、複数の伝送方式の実施態様を示すブロック図１９００Ｂである。図３９からわかるように、本発明のいくつかの実施形態によれば、伝送を、３つの形の１つで達成することができる。高速クロックを有するナロウ信号１９０２Ｂを、図３９に示された３つの機構の１つを使用して送信することができる。いくつかの実施形態では、規則的バースト伝送１９０４Ｂが使用される。他の実施形態では、シンボル時間内の反復バースト伝送１９０６Ｂを使用して、情報を送信し、これによってＰ／Ａ比の改善をもたらすことができる。他の実施形態では、反復によって、各反復でコードを用いて、またはコードを用いる反復１９０８Ｂによって伝送を実行することができ、これによって、信号のスペクトル形成が改善され、多元接続の追加の分離が提供される。
【０１７１】
図４０に、３つの可能な伝送機構のタイミング図２０００Ｂを示す。いくつかの実施形態では、信号をバースト２００２Ｂとして送信することができ、情報２０１４Ｂは、シンボル時間２００４Ｂの始めに送信される。バースト伝送は、送信される１つのバースト期間またはバースト時間２００６Ｂを要し、シンボル時間２００４Ｂの残りは、沈黙である。他の実施形態では、信号２０１６Ｂが、反復２０１０Ｂを用いて送信される。１つのシンボル時間２００４Ｂ中に、情報２０１６Ｂが繰り返して送信される。他の実施形態では、情報２０１８Ｂが、繰り返してバーストされ２０１２Ｂ、各送信の後でコード２０２０Ｂが続く。
【０１７２】
位相トラッキングにＣｏｓｔａｓループトラッキングを使用することができる。Ｃｏｓｔａｓループには、一般に、ローカル（ＩおよびＱ）の間の９０°分離を有する２つの相関器を使用し、ＩおよびＱを乗じ、クロックを制御するためにループフィルタを使用した後で搬送波信号をトラッキングすることが含まれる。受信器が単一のクロックを使用するので、このトラッキングでは、シーケンス位相も維持される。情報パケットが終わる時に、受信器は、状態１  １２０２Ｂになる。Ｃｏｓｔａｓループトラッキングシステムを、本発明のキャリアレス実施形態でも使用できることに留意されたい。
【０１７３】
前に参照によって組み込まれた米国特許出願第１０／３８９７８９号に詳細に記載されているように、本発明の様々な実施形態による方法およびシステムは、とりわけ、少ない電力使用量、少ない干渉、よりよいマルチパスフェージング抵抗、少ないピーク電力使用量、より望ましいピーク対平均比、ＩＳＩ制限のための単純化されたより精度の低いフィルタの使用、および所与の特定の性能に関するより精度の低いスイッチタイミングの使用を含む、既知の無線伝送システムに対する多数の利益を提供することができる。
【０１７４】
次は、マルチバンドＵＷＢ信号ジェネレータの議論である。マルチバンドウルトラワイド伝送方式は、単一バンドウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）システムの拡張である。マルチバンドウルトラワイドバンドシステムでは、各帯域自体が、ＵＷＢ信号である。サブバンドのそれぞれを、単一帯域信号とすることができる。複数の信号を、一緒に直列に送信することができ、あるいは、異なる周波数帯域で並列に送信することができる。各サブバンドは、独立に見られる時に、不連続伝送方式を使用することができる。サブバンドのそれぞれは、たとえば、パルスアンドクワイエットタイム（ｐｕｌｓｅ  ａｎｄ  ｑｕｉｅｔ  ｔｉｍｅ）伝送を使用することができ、あるいは、ＯＦＤＭシンボルとクワイエットタイムを使用して送信することができる。
【０１７５】
いくつかの実施形態では、信号を、バーストシンボルサイクル伝送方式または不連続伝送方式を使用して複数の帯域で送信することができる。バーストシンボルサイクル伝送には、１つまたは複数のシンボルが送信されるＯＮ期間と信号が送信されないｏｆｆ期間が含まれる。バーストシンボルサイクルおよびバーストシンボルサイクル伝送に関するさらなる詳細は、前に参照によって組み込まれた２００３年６月２５日出願の米国特許出願第１０／６０３３７２号にある。
【０１７６】
本発明によるマルチバンドウルトラワイドバンド送信または受信のいくつかの実施形態では、同一の信号周波数および位相が、ＯＮ期間の終りから次のＯＮ期間の始めまで維持される。いくつかの実施形態では、同一の信号周波数が、ＯＮ期間の終りから次のＯＮ期間の始めまで維持される。
【０１７７】
複数の帯域を、複数の形で生成することができる。信号が生成された後で、様々な伝送方式が存在する。一実施形態では、複数のサブバンドが、並列に送信され、各サブバンドは、不連続伝送技法で独立に使用される。他の実施形態では、様々なサブバンド信号が、時間的にスタガ化されて送信される。この最後に述べた実施形態では、様々な信号の期間が、時間的に異なる期間を占めることができる。全体的な時間領域が、不連続な挙動を示しても示さなくてもよいが、独立に見られる各帯域は、それでも不連続とすることができる。
【０１７８】
マルチバンドＵＷＢの各サブバンドは、複数のデータ信号を搬送することができる。複数のパルス形状を組み合わせて、単一帯域伝送またはマルチバンド伝送の単一帯域のいずれかとして、単一のＵＷＢ伝送を形成することができる。たとえば、一実施形態では、単一周波数ＱＰＳＫ信号のＩ部分およびＱ部分が、別々のデータを搬送することができ、単一の帯域でこれらを送信することができる。
【０１７９】
図４１に、マルチバンドＵＷＢシステムの１つまたは複数のサブバンドを生成するために複数の信号ジェネレータをどのように組み合わせることができるかの一実施形態を示す。各ブロック１０１ＡＣから１０１ＮＣは、単一のサブバンドを含めることができる異なる波形を表す。いくつかの実施形態では、並列に送信されるマルチバンド信号の複数の帯域を生成するために、波ジェネレータ１０１Ｃの別々のグループが、サブバンドごとに必要である。他の実施形態では、信号が直列に送信される場合に、個々のジェネレータ１０１Ｃを、異なるサブバンドについて再利用することができる。
【０１８０】
一実施形態では、１４個の可能なパルス形状がある。１４個の可能なパルス形状は、７つの異なるサブバンドのサインおよびコサインを表す。１４個のパルス形状のうちで、４つを一緒に送信することができる。すなわち、２つのサブバンドのグループが、並列に送信され、グループは、直列に送信される。４つの同時に送信される形状のそれぞれは、異なるデータを搬送することができる。４つの同時に送信されるパルス形状は、２つの異なる周波数またはサブバンドのＩおよびＱまたはサインおよびコサインを表す。各パルスで、４ビットのデータを送信することができる。周波数の１組に基づいてパルスの所与の組を送信した後で、パルスの次の組を、７つのサブバンドのうちの別の２つから選択することができる。複数のサブバンドを、並列に送り、その後で直列に送ることができる。
【０１８１】
他の実施形態では、可能なサブバンドの数を、７より多くまたは７より少なくすることができる。さらに、同時に送信される帯域の数を変更することができる。さらに、他の実施形態では、特定の周波数で送られる波形の数を、２より多くまたは２より少なくすることができる。周波数の順序は、システムに依存し、異なるシステムで変更することができる。
【０１８２】
複数の順序での異なるサブバンドの送信によって、複数のピコネットが同時に動作できるようになる。複数のピコネットは、いくつかの実施形態では、サブバンドの同一の組を使用して送信すると同時に、各ピコネットが異なる順序を使用するサブバンドのサイクルによって干渉を避けることができる。周波数順序の選択は、いくつかの実施形態では、シーケンスを検査して使用中の周波数を調べ、空の周波数を選択する、ＦＤＭＡに類似するものとすることができる。
【０１８３】
マルチバンドＵＷＢ信号ジェネレータを実施する際に、周波数の間で簡単に切り替えられる送信器を実施することが望ましい。そのような送信器を有することは、複雑な並列送信器または受信器が回避されるので、実施態様の観点からより効率的である。
【０１８４】
いくつかの実施形態では、送信器は、可能なサブバンドのサブセットを送信することができる（受信器はこれを受信することができる）。サブバンドをすばやく切り替え、複数のサブバンドの直列の連続的伝送を可能にするために、高速スイッチング送信器および高速スイッチング受信器を有することが必要である。次は、高速周波数切替を達成する様々な形の説明である。
【０１８５】
図４２を参照すると、高速スイッチング周波数ジェネレータの一実施形態の回路図が示されている。この回路には、電圧制御発振器（ＶＣＯ）２０１Ｃおよび２０２Ｃ、分周器２０３Ｃから２０９Ｃ、マルチプレクサ２１２Ｃ、およびミキサ２１３Ｃが含まれる。分周器は、通常は単一の周波数を生成するために位相ロックループで使用されるが、ここでは、単一の中心周波数から複数の周波数を生成するのに使用される。
【０１８６】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数のアナログ波ジェネレータが使用される。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のデジタル波ジェネレータが使用される。さらに、いくつかの実施形態では、デジタルとアナログの組合せである１つまたは複数の波ジェネレータが使用される。
【０１８７】
図４２に示された実施形態では、２つの中心周波数が、ＶＣＯ  ２０１Ｃおよび２０２Ｃによって生成される。中心周波数にステップ周波数の整数倍を乗じて、複数の帯域を生成する。具体的には、ステップ周波数は４４０ＭＨｚである。第１ＶＣＯ  ２０１Ｃは、５２８０ＭＨｚの中心周波数を生成し、これ自体は、ステップ周波数の倍数である。中心周波数が、分周器２０３Ｃから２０９Ｃのグループに接続され、これらの分周器は、ステップ周波数の様々な倍数を出力する。これらのステップ倍数が、マルチプレクサ２１２Ｃに入力され、マルチプレクサ２１２Ｃは乗算器２１３Ｃに出力する。ステップ周波数の様々な倍数を、マルチプレクサ２１２Ｃへの異なる入力を選択することによって選択することができる。乗算器２１３Ｃは、その第２入力として中心周波数をとり、選択されたステップ倍数に中心周波数を乗じたものを出力する。ＱＰＳＫ変調が使用されるいくつかの実施形態では、入力信号が、ステップ周波数の異なる周波数倍数の信号を生成する前にデータ信号を乗じられ、これによって、ナローバンドミキサの使用が可能になるが、マルチバンド信号を変調するために、ワイドバンドＱＰＳＫミキサが必要になる可能性がある。
【０１８８】
周波数を切り替えるために、マルチプレクサ２１２Ｃへの入力が切り替えられ、これによって、中心周波数がかけられる倍数が変更される。この実施形態では、すべての周波数が、いつでも使用可能であり、その結果、構成要素の安定化を待たずに切替をすばやく達成することができる。さらに、１つのＶＣＯだけが必要である。
【０１８９】
ある実施形態では、第２のＶＣＯ  ２０２Ｃを追加することによって、中心がステップ周波数の厳密な整数倍に制限されない周波数を生成できるようになる。この実施形態では、第２のＶＣＯ  ２０２Ｃが、５０６０ＭＨｚの中心周波数を発生させるが、これは、ステップ周波数の１１．５倍である。
【０１９０】
テーブル２１４Ｃに、２つの中心周波数から生成される様々なチャネルまたはサブバンド、グループＡおよびグループＢを示す。２つの中心周波数を有することは、複数の帯域にまたがる干渉を避けるのに役立つ。すなわち、干渉が２つの隣接する帯域で検出され、これによってその２つの帯域が役に立たなくなる場合に、別の中心周波数を選択することができ、これによって、より高い帯域幅利用のために単一帯域への干渉が移動される。
【０１９１】
他の実施形態では、他の中心周波数およびステップ周波数を使用することができる。さらに、他の実施形態では、必要でない時に構成要素の電源を切ることによって、電流消費を改善する（減らす）ことができる。たとえば、いくつかの実施形態では、送信または受信のＯＦＦ期間中に、送信器、受信器、またはその回路の１つもしくは複数の構成要素に関して電力をオフに切り替えるかサイクルする。
【０１９２】
デジタル信号、たとえば図４２の回路によって生成されるデジタル信号は、高調波を有する。所望の出力信号のほかに、高調波に起因する望ましくない周波数の信号の不必要な出力がある。
【０１９３】
一実施形態では、高調波を、フィルタを使用して除去することができる。フィルタの使用の否定的な態様の１つが、回路内で大きい空間を占めることである。さらに、フィルタは、アナログであり、較正および製造が難しい。
【０１９４】
図４３を参照すると、高調波のデジタル除去の形が示されている。クロック信号３０１Ｃは、望ましくない高調波を有する信号を表す。この実施形態では、クロックの５０％デューティサイクルのゆえに、信号からの偶数高調波がない。第３高調波は、符号３０２Ｃによって示されるように、Ｔ／６だけクロックサイクルを遅延させることによって除去される。遅延されたクロック３０２Ｃがクロック３０１Ｃから減じられる時に、３進信号３０３Ｃが生じる。新しい信号３０３Ｃは、最初のクロック３０１Ｃと同一の周波数を有するが、第３高調波がない。
【０１９５】
一実施形態では、クロックを、図４２で使用された４４０ＭＨｚのステップ周波数とすることができる。クロックは、５０％デューティサイクルで動作するので、偶数高調波は存在しない。第３高調波は、干渉を制限しなければならない帯域にあり、したがって、この高調波を除去しなければならない。次の第５高調波は、関係する範囲の外にある。
【０１９６】
いくつかの実施形態では、デジタル−アナログ変換器を使用せずにこの処理を達成することができる。ほとんどすべての処理が、アナログ構成要素を必要とせずにデジタルに行われる。減算器は、アナログにすることができる。
【０１９７】
いくつかの実施形態では、減算は、２つのストリームをミキサの差動入力に接続することによって達成することができる。そのような実施形態では、リニアミキサ（ｌｉｎｅａｒ  ｍｉｘｅｒ）ではなくスイッチミキサ（ｓｗｉｔｃｈ  ｍｉｘｅｒ）を使用することができる。この機構は、一般に、２つの２進信号から３レベルまたは３進信号を生成するのに使用することができる。
【０１９８】
他の実施形態では、第５高調波を、２つの３進信号を減ずることによって除去することができる。Ｔ／６より小さい遅延、たとえばＴ／１０を使用することによって、第５高調波を除去することができる。第３高調波と第５高調波の両方を一緒に除去するためには、この方法を２回実行する必要がある。Ｔ／６だけ遅延された信号を、オリジナルのクロック信号から減ずる。結果の第１減算を、Ｔ／１０だけ遅延させ、第１の減算の結果から減ずる。結果の信号は、第３高調波と第５高調波の両方を除去されている。
【０１９９】
一実施形態では、この結果が、２進信号を使用して実施される。第１組は、図４３に示されているように動作し、この第１結果は、第３高調波がない信号である。第２の信号が、追加のＴ／１０だけ遅延されたクロックをオリジナルのクロック周波数から減ずることによって生成される。この第２結果は、Ｔ／１０だけ遅延された第１結果、または第３高調波がないオリジナルクロックの遅延された版である。第２結果と第１結果の差が、第３高調波および第５高調波のないオリジナルクロックである。
【０２００】
他の実施形態では、周波数の異なる位相を生成することができる。これは、データを搬送波に変調する追加のミキサの必要なしに、デジタル要素だけを使用して行うことができる。オリジナルクロックの異なる遅延によって、出力信号の異なる位相を発生させることができる。さらに、０時間でホッピングを行い、バックツーバックパルスを可能にすることができる。一実施形態では、回路内の分周器の異なる位相を使用して、これを達成する。
【０２０１】
サブバンドの周波数の間のすばやい切替では、所与の周波数での送信が、位相において一貫していることが重要である。位相一貫性を達成する形の１つを、図４４のテーブル４００Ｃに示す。このテーブルでは、実際に送信される信号が、「マルチキャリア」と示されている。マルチキャリアは、搬送波Ａ、Ｂ、およびＣと示された３つのサブバンドからのセグメントを含む集合信号である。マルチキャリアでは、搬送波Ａから開始し、すばやく搬送波Ｂに切り替え、すばやく搬送波Ｃに切り替え、搬送波Ａに戻ることによって、ラウンドロビンの形で各周波数で送信する。
【０２０２】
特定の搬送波に戻る時に、最後に送信された点からシーケンスを再開することによって、送信される信号内の搬送波信号の位相のシフトがもたらされる。そうではなく、送信される信号は、搬送波信号が連続的に送信された場合に搬送波信号がある点から継続されなければならない。
【０２０３】
たとえば、図４４に示された実施形態では、各搬送波信号が、４つの等しい長さのセグメントに分割される。各セグメントは、データのない搬送波を表す。各セグメントに、多数の２進ビットまたは３進ビットを含めることができる。マルチキャリアでは、搬送波Ａからの「１Ａ」と示された第１セグメントを送信する。搬送波Ｂにすばやく切り替える時に、マルチキャリア信号は、搬送波Ｂのセグメント２Ｂから開始される。すなわち、この信号は、搬送波Ｂのセグメント１Ｂが送信されたかのように動作する。そのような実施形態では、マルチキャリアが、すべての搬送波のすべてのセグメントを送信するのに１２個のセグメントを必要とする。この方式では、搬送波信号の中および間での位相一貫性が保証される。
【０２０４】
図４４に示された方式は、完全にデジタルな伝送機構によく適する。各周波数が連続的に生成され、必要な時にシフトされ、したがって信号が位相はずれになる危険性がない図４２のジェネレータと異なって、完全デジタル方式は、必要な時にのみ搬送波信号を発生させる。したがって、位相がコヒーレントであることを保証することが重要である。たとえば、図４３の信号３０３Ｃは、１、０、および−１のシーケンスによって記述することができる。この信号は、実際の周波数より高い分解能で記述することができ、すなわち、信号の０を、「００００」によって表すことができる。信号は、図４４に示されているように、４つの等しい長さのセグメントに分割される。その実施形態では、２つの他の搬送波が、同様にエンコードされる。各搬送波を、テンプレートとしてＲＡＭに保管することができ、マルチキャリアを発生させる信号ジェネレータは、テーブル４００Ｃに記載された順序で、保管されたシーケンスを送信する。
【０２０５】
図４５を参照すると、デジタル−アナログ変換器（Ｄ／Ａ）およびシフトレジスタを使用する、様々なサブバンド搬送波を生成するシステムが示されている。
Ｎ個の送信されるサブバンド搬送波のそれぞれについて、１つのＤ／Ａ  ５０１ＡＣから５０１ＮＣがある。各Ｄ／Ａは、所与の入力に基づいて、アナログ搬送波の一部を出力するようにプログラムされている。各Ｄ／Ａは、アナログ量子化レベルの異なる組を有することができる。たとえば、一実施形態では、Ｄ／Ａが３２ビットであり、各入力ビットによって、出力搬送波の１／３２が作られる。入力をサイクルすることによって、アナログ搬送波全体を発生させることができる。
【０２０６】
シフトレジスタ５０２Ｃは、可能な入力を順番にサイクルするのに使用される。説明されている実施形態では、３２ビットシフトレジスタが使用される。シフトレジスタへの入力は、１つの１と、その後の０だけからなり、これによって１の出力が作られる。ビットがシフトされる時に、１が、シフトされ、その後、出力のそれぞれで連続して作られる。１が、レジスタの端に達した時には、入力としてサイクルバックされ、このプロセスが繰り返される。
【０２０７】
各出力は、Ｄ／Ａの入力に接続され、その結果、レジスタの第１出力の１によって、アナログ搬送波の第１部分が作られる。
図４４を参照すると、全体的な出力の所望のシーケンスは、各搬送波の様々な部分の間で切り替えることである。一実施形態では、各搬送波が３２ビットによって表され、４つのシーケンスに分割される場合に、各シーケンスは、８ビットになる。すなわち、ビット０から７によって、第１シーケンスが作られ、以下同様である。Ｄ／Ａ  ５０１ＡＣから５０１ＮＣの出力の間で切り替えるために、出力ポート５０３Ｃの後で周波数を選択する要素が使用される。すなわち、すべての搬送波が、同時に生成され、選択された出力が、所与のシーケンスに基づいて送信される。他の実施形態では、シフトレジスタの出力を、その搬送波の出力が必要な時に異なるＤ／Ａにリダイレクトすることができる。
【０２０８】
他の実施形態では、搬送波を、任意の個数のビットによって表すことができる。Ｄ／Ａおよびシフトレジスタは、任意のビットサイズとすることができる。
前の実施形態によって生成されるパルスは、周波数の形状を制御するためにエンベロープを与えられる。時間領域で信号に正弦波を乗じると、サイドローブを減らし、帯域幅を広げることによって周波数スペクトルの形状が変更される。一実施形態では、サイドローブは、中心の約１３ｄＢ下から中心の約２３ｄＢ下まで減らされる。エンベロープ正弦波は、搬送波周波数より低い周波数を有する。一実施形態では、エンベロープ正弦波は、２５０ｐｓ搬送波周波数と比較して、４ｎｓの波である。
【０２０９】
図４７Ａおよび４７Ｂを参照すると、エンベロープを有する信号の時間領域および周波数領域のグラフが示されている。図４７Ａには、搬送波信号（高周波数を有し、正弦波の半分の形状を有する）が示されている。その信号の周波数スペクトルが、図４７Ｂに示されている。サイドローブは、中心周波数の約２３ｄＢ下である。これは、中心より約１３ｄＢだけ低いサイドローブを有する、エンベロープのない方形の形状を有する搬送波周波数に対する改善である。
【０２１０】
図４６に、搬送波信号にエンベロープを乗じるのに使用することができる回路の一実施形態を示す。入力正弦波６０１Ｃは、半波整流器６０２Ｃを介して送られ、半波整流器６０２Ｃは、正弦波の正の半分だけをもたらす。閾値の調整を介して整流器を使用することによって、結果の半分の正弦波のスペクトル挙動を制御できるようになる。たとえば、閾値を増やすと、残りの波のサイズが減り、これによって、エンベロープのパルスの長さが減る。エンベロープは、すべての異なるサブバンドについて一定のままになる。サブバンド周波数の相違は、たとえば図４７Ａで、エンベロープ内の周波数の差として見られる。搬送波は、入力６０３Ｃに入力される。すばやく切り替えられる周波数は、すべてが６０３Ｃの回路に入力され、整流器６０２Ｃからのエンベロープ正弦波を乗じられる。いくつかの実施形態では、パルス帯域幅が変更されると同時に、パルス反復周波数が一定のままにされて、信号スペクトル特性および受信器の選択的な制御が容易にされる。
【０２１１】
図４６の回路は、いくつかの実施形態では、１つの完全なミキサとすることができる。ミキサでは、データを搬送波に乗じる。エンベロープは、定直流電流に普通に使用されるポートに入力される。この実施形態では、正弦波が、定電流の代わりに使用される。完全なミキサでは、データが、エンベロープと並列に、搬送波に乗じられる。データ入力は、図４６には示されていない。この実施形態では、乗算は、データ入力が搬送波周波数より低い周波数である時に限って行われる。
【０２１２】
ミキサ回路を使用しないもう１つの実施形態では、サイドローブを減らすために、各サブバンド搬送波がフィルタを必要とする。出力は、フィルタの後で選択される。図４６の回路は、複数のフィルタなしで、すべての搬送波周波数について単一の要素を用いて同一の結果を達成する。乗算器回路によって、フィルタのスペースならびにフィルタの使用および製造の問題が除去される。
【０２１３】
他の実施形態では、他の回路を使用して、搬送波の正弦波エンベロープを作成することができる。これらの他の実施形態では、サイドローブが減り、帯域幅が増える。
ＵＷＢ信号を送信する時に、ウルトラワイドスペクトルを作成するために、狭いパルスを生成する必要が生じる場合がある。次は、搬送波から単一パルスサイクルを分離する様々な技法である。以前には、制御されたプロパティを有するワイドバンド信号の生成が困難であった。具体的に言うと、完全にデジタルの方法を使用すると、信号の正確な立ち上がり時間および立ち下がり時間の制御が難しいことに部分的に起因して、制御されたパルス信号の生成が困難であった。
【０２１４】
図４８に、搬送波から抽出された単一のモノサイクルを示す。搬送波８０２Ｃに低速データクロック８０１Ｃを乗じて、サイクルのグループ８０３Ｃを分離する。単一のモノサイクル８０４Ｃを、下で説明する方式を使用してサイクルのグループ８０３Ｃから分離することができる。結果のモノサイクルは、搬送波に類似する多くの特性を有し、立ち上がりおよび立ち下がりの時間および周波数など、様々な態様を、搬送波８０２Ｃの制御を介して制御することができる。
【０２１５】
サイクルのグループの中からモノサイクルを分離する形の１つを、図４９に示す。図４９に示された結果は、スタブを使用して実施することができる。図４９では、搬送波８０２Ｃに低速データクロック８０１Ｃを乗じ、これによってサイクルのグループ８０３Ｃを分離する。結果の信号８０３Ｃは、スタブに供給され、スタブは、この信号を１サイクルだけ遅延させる９０１Ｃ。２つの信号９０１Ｃおよび８０３Ｃが、組み合わされ、その結果が、単一サイクルの出力９０２Ｃである。
【０２１６】
一実施形態では、最初のスイッチを、ダイオードとして実施することができる。第２ステージは、エッジをグラウンドに接続された０．５波長のスタブを使用して実施することができる。結果の波９０２Ｃは、パルスの末尾に負の残余を有する。これは、必要なパルス周波数の半分を有するクロックを使用して除去することができ、この場合に、クロックの立ち上がりエッジからの正極性のモノサイクルと、クロックの立ち下がりエッジからの負極性のモノサイクルがある。負極性のモノサイクルは、すべての偶数パルスに−１を乗じることによって打ち消すことができる。これは、偶数データビットまたは偶数チップの極性を変更することによって行うことができる。
【０２１７】
図５０および５１に、搬送波切替を実施する形の２つの実施形態を示す。図５０には、ダイオード１００３Ｃを使用して高速搬送波切替を達成する実施形態が示されている。この実施形態では、搬送波１００１Ｃが、ダイオード１００３Ｃを使用して５０％のデューティサイクルでオンおよびオフに切り替えられる。信号は、その後、スタブ１００４Ｃを通過する。データ１００５Ｃが、ミキサ１００６Ｃを使用して、結果の信号に乗じられる。
【０２１８】
図５１に示されたもう１つの実施形態では、搬送波１１０１Ｃが、ミキサ１１０３Ｃを用いてクロック信号に乗じることによって切り替えられる。信号は、その後、スタブ１１０４Ｃを通過する。データ１１０５Ｃが、もう１つのミキサ１１０６Ｃを使用して、結果の信号に乗じられる。
【０２１９】
図５２に、図５１に示した実施形態が単一モノサイクルの分離をどのように達成するかを示す。データクロック１２０１Ｃが、搬送波１２０２Ｃと混合され、信号１２０３Ｃがもたらされる。結果の信号１２０３Ｃが、スタブに供給され、スタブは、この信号を１サイクルだけ遅延させる１２０１。２つの信号１２０１Ｃおよび１２０３Ｃが組み合わされ、その結果が、単一サイクルの出力１２０５Ｃである。
【０２２０】
他の実施形態では、図５３に示されたアクティブスタブコンフィギュレーションを使用して、類似する結果を達成することができる。アクティブ要素を使用することによって、ある実施形態をチップ上で実施することが可能になる。この実施形態では、スタブが、差動増幅器１３０１Ｃおよび遅延線１３０２Ｃに置換される。他の実施形態で行われるように搬送波を遅延させるのではなく、この実施形態では、搬送波が乗じられる信号が、遅延される。搬送波１３０６Ｃに、ミキサ１  １３０４Ｃでデータクロック１３０５Ｃを乗じ、搬送波に、ミキサ２  １３０３Ｃで、遅延されたデータクロックを乗じる。２つの結果の信号を、差動増幅器１３０１Ｃを使用して減算し、単一モノサイクルを有する信号をもたらす。
【０２２１】
図５４に、図５３に示された実施形態が単一モノサイクルの分離をどのように達成するかを示す。データクロック１４０１Ｃに搬送波１４０２Ｃを乗じ、信号１４０３Ｃをもたらす。データクロック１４０１Ｃを遅延させ、搬送波１４０２Ｃを乗じ、信号１４０４Ｃをもたらす。信号１４０４Ｃと１４０３Ｃの減算によって、分離されたモノサイクル１４０５Ｃがもたらされる。
【０２２２】
いくつかの実施形態では、モノサイクルの分離が、正と負の両方に現れるモノサイクルをもたらす。図４９の例で、いくつかのモノサイクルが、正９０３Ｃであり、いくつかのモノサイクルが、負９０４Ｃであることがわかる。他の例を、他の実施形態で見ることができる。いくつかの実施形態では、搬送波信号に変調されるデータ信号を変更することによって、この効果を補償することができる。
【０２２３】
他の実施形態では、キャリアレス伝送方式を使用してパルスを生成することができる。
図５５に、キャリアレス送信器の一実施形態を示す。図５６に、図５５の実施形態の様々要素からの結果の信号を示す。ベースバンドパルスジェネレータ１５０１Ｃが、パルス形状１６０１Ｃを生成する。パルスおよびパルスの遅延された版１５０２Ｃの両方が、極性ジェネレータ１５０４Ｃに送られる。パルスの遅延された版は、１６０２Ｃに示されている。極性ジェネレータは、入力データ信号１５０３Ｃに応じて、交差する線または並行の線のいずれかを介して２つの信号を送ることを選択する。２つの信号が、差動増幅器１５０５Ｃを使用して減算される。増幅器１５０５Ｃの入力は、極性ジェネレータ１５０４Ｃへのデータ入力に応じて、１６０３Ｃおよび１６０４Ｃ、または１６０６Ｃおよび１６０７Ｃのいずれかになる。入力が１６０３Ｃおよび１６０４Ｃである場合に、増幅器の出力は、１６０５Ｃになる。入力が１６０６Ｃおよび１６０７Ｃである場合に、増幅器の出力は、１６０８Ｃになる。フィルタ１５０６Ｃは、いくつかの実施形態では、信号が送られる周波数範囲を選択するのに使用することができる。
【０２２４】
図５７に、伝送が搬送波信号を使用して達成されるパルス生成送信器の一実施形態を示す。パルス生成は、パルスジェネレータがパルスおよび遅延されたパルスを極性ジェネレータに送る、図５５に示された実施形態に類似する。図５７の実施形態では、差動増幅器を使用してパルスを減算するのではなく、差動ミキサが使用される。極性ジェネレータ１５０４Ｃの出力は、差動ミキサ１６０１Ｃの入力に送られ、差動ミキサ１６０１Ｃで減算される。差動ミキサの第２入力は、搬送波信号１６０２Ｃであり、搬送波信号１６０２Ｃを減算の結果に乗じて、出力が作られる。
【０２２５】
図５８に、図５７に示されたものを含む、様々な３進変調方式の異なるステージでの結果の信号を示す。
図５９に、データクロックの周波数を増やす形の一実施形態を示す。この実施形態では、低周波数データクロックが、まず８倍乗算器１９０２Ｃ、次に６倍乗算器によって乗算され、クロック信号の周波数が、１００ＭＨｚから４．８ＧＨｚに増やされる。パルスが、パルスジェネレータ１９０４Ｃおよびスイッチ１９０５Ｃを使用して、搬送波に変調される。乗算器電圧をオンおよびオフに切り替えることによって、ＵＷＢ信号を生成することができる。
【０２２６】
次は、スケーラブルマルチバンドＵＷＢのシステムおよび方法の議論である。いくつかの実施形態では、本発明は、通信に関する異なる要件ならびに異なる所望のまたは理想の特性を有する異なる応用例を適応式にスケーラブルにサポートできるマルチバンドウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）通信システムを提供する。様々な要件または理想的な特性に、電力消費、性能、範囲、マルチパス干渉に対する抵抗、およびスペクトルの平坦さなどのパラメータを含めることができる。そのようなシステムでのいくつかの実施形態では、あるパラメータの最適化に、他のパラメータのトレードオフを含めることができる。たとえば、ＵＷＢ通信システムは、さらに、低い範囲または高い範囲のいずれかを要求することができ、あるいは、低電力消費または高電力消費を要求するか、理想的に含むことができる。ＵＷＢは、スケーラブルであり、したがって、パラメータトレードオフを可能にすることによく適する。いくつかの実施形態では、マルチバンドＵＷＢによって、そのようなパラメータトレードオフを可能にすることが容易になる。
【０２２７】
いくつかの実施形態では、マルチバンドＵＷＢ通信システムで、送信に使用されるパルス反復周波数などのマルチバンドＵＷＢ通信システムの少なくとも１つの送信パラメータまたは受信パラメータを設定または変更して、所与の応用例に関連するパラメータを同調する能力を提供することができる。そのような送信パラメータまたは受信パラメータは、特定の応用例について、要件に従って、あるいは理想的に、または所望の特性を設定することができる。代替案では、そのような送信パラメータおよび受信パラメータを、様々な応用例の要件に従って、理想的に、または所望の特性に適合するためにシステムによって変更することができる。たとえば、いくつかの実施形態では、送信パラメータまたは受信パラメータを、アルゴリズムの使用によるなど、通信システムによって自動的に変更することができる。
【０２２８】
スケーラブルマルチバンドＵＷＢ通信システムは、複雑さ、電力消費、性能、およびビットレートなどのパラメータの間のトレードオフを可能にする。さらに、スケーラブルＵＷＢシステムは、周波数ホッピングシーケンスの衝突回避特性を維持しながら、これらのトレードオフを実行することができる。
【０２２９】
複数のピコネットにまたがることができるマルチバンドＵＷＢシステムで、各ピコネットが異なる周波数ホッピングシーケンスを使用することが有利になる場合がある。すなわち、各ピコネットが送信する帯域の順序が、異なる。この技法は、異なるピコネットから発する信号の間の衝突の回避を含む利益を提供する。
【０２３０】
いくつかの実施形態では、スケーラブルＵＷＢシステムで、信号を、バーストシンボルサイクル伝送方式または不連続伝送方式を使用して複数の帯域で送信することができる。バーストシンボルサイクル伝送には、１つまたは複数のシンボルが送信されるＯＮ期間と、信号が送信されないｏｆｆ期間が含まれる。バーストシンボルサイクルおよびバーストシンボルサイクル伝送に関するさらなる詳細は、前に参照によって組み込まれた２００３年６月２５日出願の米国特許出願第１０／６０３３７２号にある。しかし、帯域のすべての範囲にわたる全体としての送信は、１つまたは複数の個々のサブバンドを介して送信される信号が不連続であっても、連続的であるように見える場合がある。代替案では、特定のサブバンドを介する信号送信が不連続であることに加えて、サブバンドの範囲全体にわたって全体として見られる送信自体が不連続である場合がある。
【０２３１】
図６０に示された実施形態では、送信される信号１Ｄが、様々な周波数Ｆａ、Ｆｂなどからなるが、全体としてほぼ連続的に見える。パルス反復周波数（ＰＲＦ）を変更することによって帯域にまたがる送信の間の間隔を増やすことによって、周波数ホッピングシーケンスの衝突回避特性を維持しながらのパラメータの間の様々なトレードオフが容易になる。図６０では、送信される信号３Ｄが、１つおきの信号だけが送信され、これによって送信全体の信号の間隔が広げられる、ＰＲＦ減少の一実施形態を示す。
【０２３２】
いくつかの実施形態では、ＰＲＦの変更が、ある送信信号を削除することによって達成される。たとえば、１／２ＰＲＦを使用するパルス伝送方式では、全ＰＲＦ信号からの１つおきの信号をスキップすることができる。すなわち、元々の信号が、周波数ｆａ、ｆｂ、ｆｃ、ｆｄ、およびｆｅでこの順序でパルスを送信する場合に、１／２ＰＲＦ伝送では、ｆａ、ｆｃ、およびｆｅのパルスだけが送信され、ｆｂおよびｆｄでの送信に割り振られた時間は沈黙し、次のサイクルには、ｆｂおよびｆｄのパルスだけがある。他の実施形態では、図６０の信号２のように、同一周波数の間に遅延を追加して、スペクトル全体を使用することができる。前の例と同様に、全ＰＲＦ送信が、ｆａ、ｆｂ、ｆｃ、ｆｄなど、この順序で行われる場合に、１／２ＰＲＦは、すべての周波数を使用し、送信の間に追加の沈黙時間を追加することができる。ＰＲＦを変更する技法は、パルス伝送に制限されない。他の実施形態では、ＯＦＤＭ、ＱＰＳＫ、または他の変調方式を使用する伝送を使用し、ＰＲＦ変更から利益を得ることができる。
【０２３３】
ＰＲＦ変更は、送信信号のビットレートに影響する。信号が、ＰＲＦを減らされたシナリオで、より低いレートで送信されるので、全ＰＲＦシナリオと同一のビットレートを維持するようにシステムを調整しなければならない。いくつかの実施形態では、システムは、拡散またはコード化に使用されるビットの量を減らすことができる。これによって、有効ビットレートを同一に保つことができるが、性能に影響する可能性がある。他の実施形態では、コード化または拡散の量を一定に保つことができるが、有効ビットレートが減る。もう１つの実施形態では、ビットレート、コード化、および拡散の低下のある組合せを使用して、所望のレベルのビットレートおよび性能を達成することができる。
【０２３４】
いくつかの実施形態では、ＰＲＦの変更は、あるシーケンスの周波数内のオン期間およびオフ期間の組合せを介して達成することができる。たとえば、１／２ＰＲＦは、シーケンスの１つおきの周波数にオフ期間を有することによって達成することができる。その代わりに、他の実施形態では、１／２ＰＲＦが、２つの周波数をオンにし、それに続く２つの周波数をオフにすることを必要とする。他の実施形態は、オン期間およびオフ期間の他の組合せを有することができる。
【０２３５】
ＰＲＦを変更することによって、スケーラブルＵＷＢシステムに利益がもたらされる。次は、もたらされる利益の一部の説明である。
ＰＲＦを減らすことによって、受信器のエネルギ収集特性が改善される。一実施形態では、１つの受信器チェーンを有する全ＰＲＦシステムは、次の周波数に切り替える必要が生じる前に特定の周波数で送信されるエネルギを収集する、制限された時間を有する。全ＰＲＦシステムでのエネルギ収集を増やすためには、追加の受信器チェーンが必要である。エネルギ収集の向上は、交番する周波数で各チェーンを並列に動作させることを介して達成することができる。図６１を参照すると、１／２ＰＲＦシステムで、送信信号１０１Ｄは、より長い時間にわたって受信器チェーンから使用可能である。したがって、たとえば、次の周波数ｆ４の送信の開始まで、１受信器チェーンの場合１０２Ｄに、ｆ１のエネルギを収集することができる。
【０２３６】
いくつかの実施形態では、受信器チェーンの数を増やすことによって、エネルギ収集を改善することができる。一実施形態では、周波数ごとに１つの受信器チェーンを有することによって、より長いエネルギ収集時間が可能になる。他の実施形態では、周波数の数より少ないチェーンを設けることができ、このチェーンは、複数の周波数でエネルギを収集する必要がある場合がある。
【０２３７】
いくつかの実施形態では、エネルギ収集を増やすのではなく、受信器チェーンをクワイエットタイムにシャットダウンし、これによって電力消費を削減することができる。いくつかの実施形態では、送信信号の間の期間中にシャットオフすることによって、送信器で電力消費を削減することもできる。
【０２３８】
いくつかの実施形態では、ＡＤＣビット数、または送信もしくは受信に関する他の特性もしくはパラメータを、応用例での変動または環境要件の変動に基づいて変更することができる。
【０２３９】
いくつかの実施形態では、ＯＦＤＭシンボルなど、シンボル長が長い時に、このシステムは、パルス化システムと比較して高い電力効率を達成することができる。長いシンボルの場合に、オンとオフの切替時間に関するオーバヘッドが少ない。
【０２４０】
マルチバンドＵＷＢ自体は、シンボル間干渉（ＩＳＩ）に対するある保護を提供する。類似する周波数の使用の間に間隔を置くことによって、ＩＳＩ回避に関して、周波数の繰返しの間に十分な時間を設けることができる。たとえば、チャネル応答が長いなどの情況で、同一周波数の繰返しの間にＩＳＩを回避するのに十分な時間がない場合がある。
【０２４１】
図６２を参照すると、ＰＲＦの減少は、ＩＳＩ効果の軽減に役立つ可能性がある。送信信号２０１Ｄは、７パルスごとにｆ１を繰り返す。チャネル効果によって、受信器で見られる信号２０２Ｄが長くなり、その結果、受信される信号は、同一周波数の次の信号と衝突する。１／２ＰＲＦ  ２０３Ｄを送信し、送信されるパルスに間隔をおくことによって、受信器での衝突２０４Ｄが回避される。
【０２４２】
この情況は、信号送信時間がチャネルの効果よりはるかに短いパルス伝送に特に関連する。ＯＦＤＭなどのより長い伝送方式では、ＰＲＦ減少の有益な効果は、ある周波数での送信が、時間的に近くで送信される別の周波数に漏れる可能性がある場合に見ることができる。いくつかの実施形態では、ＰＲＦを減らすことによって、クロス帯域干渉を軽減することができる。
【０２４３】
ＩＳＩ軽減に関して達成される利益に似て、様々なＰＲＦによって、ノッチフィルタのより効率的な使用も可能にすることができる。ノッチフィルタは、いくつかの実施形態では、ナローバンド干渉をフィルタアウトするのに使用することができる。これらの実施形態では、信号が、信号を延ばすチャネル効果に似て、フィルタの効果に起因して時間的に拡散される可能性がある。ＰＲＦを減らすことによって、受信器が、ノッチフィルタの効果をよりよく扱えるようになる。
【０２４４】
いくつかの実施形態では、ＰＲＦを減らすと、積分時間が増えることによって、および／または透過技法を使用することによって、ナローバンド干渉に対する選択性が高まる。ＰＲＦを減らすことによってもたらされる時間の増加によって、フィルタでのより高い周波数選択性も可能にすることができる。ＰＲＦの減少に起因する改善によって、いくつかの実施形態では、チップ上でフィルタを実施することが可能になる。
【０２４５】
ＯＦＤＭなどのより長いシンボルを使用するいくつかの実施形態では、ナローバンドフィルタリングおよびＤＣフィルタリングを、より簡単に達成することができる。
一実施形態では、ノッチフィルタが、オンチップで実施され、適応較正を有する能動要素を使用して実施される。フィルタは、受信器チェーンによく一体化され、低い減衰を有し、隣接サブバンドで非常に位相直線的である。
【０２４６】
ＰＲＦを減らすことは、いくつかの実施形態では、ピコネットの間のマルチパス干渉の影響を軽減するのに役立つ。いくつかの実施形態では、各ピコネットは、別個の周波数ホッピングシーケンスを使用する。これは、同一周波数が複数のピコネットによって使用される時の衝突を防ぐために行われる。高パルスレート伝送を使用するシステムでは、チャネル効果およびマルチパス干渉に起因して、より長い時間にまたがって周波数が拡散される場合がある。
【０２４７】
図６３を参照すると、２つのピコネットでの送信すなわち所望の送信および干渉送信が示されている。チャネルまたはマルチパスの悪影響がないときに、干渉送信３０１Ｄと所望の送信３０２Ｄは、１つの周波数ｆ１だけで衝突する可能性がある。しかし、干渉送信３０３Ｄが、マルチパス干渉またはチャネル効果に起因して延ばされる場合に、衝突は、ｆ１およびｆ２など、複数の周波数で発生する可能性がある。
【０２４８】
図６４に示されているようにＰＲＦを減らすと、マルチパス干渉およびチャネル効果の影響が軽減される。所望の送信４０１Ｄと干渉送信４０２Ｄが、１／２ＰＲＦを用いて送信される。チャネル効果または干渉がないと、ｆ１での、１つの潜在的な衝突だけがある。干渉送信４０３Ｄにマルチパス干渉があると、１／２ＰＲＦによって衝突が減らされ、その結果、干渉は、所望の送信４０４Ｄの１つの信号だけに影響するようになる。
【０２４９】
たとえばＯＦＤＭなどのより長いシンボルを使用する伝送方式では、チャネル効果およびマルチパス干渉が、それほど関連しない。各送信により長いシンボルを使用することによって、ウルトラワイドバンドシステムに利益をもたらすことができる。というのは、チャネル応答長さが、シンボル長と比較して重要でなくなるからである。これによって、多元接続干渉の影響を軽減することができ、増やされたシンボル長によって、エネルギ収集を改善することができる。ある実施形態では、より長いシンボルのためにＯＦＤＭ伝送を使用することができ、他の実施形態では、他の伝送方式を使用することができる。
【０２５０】
前述の利益のほかに、ＰＲＦを減らすと、複数シンボル干渉が減る。いくつかの実施形態では、複数のピコネットが、調整されない場合があり、位相が不揃いになる。その場合に、１／２シンボルまたは１／３シンボルなど、部分的シンボルでピコネット間の干渉が生じる可能性がある。図６５に、３つのシンボルのうちの２つが失われる可能性がある、２つのピコネット伝送５０１Ｄおよび５０２Ｄの周波数Ｆ１とＦ３の間の１／２衝突を示す。１／２ＰＲＦを使用することによって、そのような衝突を防ぐことができる。図６６に、２つの信号６０１Ｄおよび６０２Ｄを示す。ＰＲＦを減らすと、３つのうちの１つのシンボル衝突だけが可能になる。
【０２５１】
衝突の数を制限することによって、異なるピコネットが、互いにより接近して動作できるようになる。シンボル間の干渉が最小になるので、近くのシステムでの伝送を中断させたはずの些細な衝突が除去される。
【０２５２】
上にリストした利益は、本発明のいくつかの実施形態で有用になる可能性があるパラメータのトレードオフを表す。いくつかの実施形態では、このシステムは、応用例によって設定されるレベルに基づいて、パラメータを調整する方法およびＰＲＦ低下のレベルを選択することができる。他の実施形態では、システムは、適応式になることができ、使用中にあるパラメータの必要を感知し、それ相応に変更することができる。
【０２５３】
いくつかの実施形態では、Ａ／Ｄ変換器の可変ビット数を使用することによって、マルチバンドＵＷＢシステムに追加のスケーラビリティを追加することができる。これは、電力消費を削減するのに役立つ可能性がある。Ａ／Ｄでは、ビット数を変更することによって、信号を表すのにより少ないビット数が使用されるようになる。このシナリオでは、性能が悪影響を受ける可能性がある。
【０２５４】
複数のピコネットを有するシナリオで衝突回避を提供するために、いくつかの実施形態では、各ピコネット内で異なる周波数ホッピングシーケンスが使用される。マルチバンドウルトラワイドバンドのいくつかの実施形態では、下で説明するように７つの周波数からなる周波数ホッピングシーケンスを使用する。可変ＰＲＦを可能にするために、いくつかの実施形態では、各シーケンスのある周波数が、上で説明したように、第１サイクルでスキップされ、他の周波数が、第２サイクルにスキップされる。他の実施形態では、異なるシーケンスを有する可変ＰＲＦを使用するか、オリジナルの周波数シーケンスの間に間隔を挿入することができる。いくつかの実施形態では、シーケンスで、７つ以外の周波数を使用することができる。
【０２５５】
図６７を参照すると、シーケンスの組が示されている。各シーケンスｓ１からｓ６に、ピコネットによって使用することができる周波数ホッピングシーケンスが示されている。この例では、異なるシーケンスによって、ピコネットの間の衝突を回避しながら、同一の近接内で６つのピコネットが動作することが可能になる。図６７に示された周波数の組は、シーケンスが互いにどのようにシフトされるかに無関係に、複数のピコネットが同一周波数を使用している場合に多くとも１つの衝突だけがあるという特性を有する。
【０２５６】
図６８を参照すると、１／２ＰＲＦおよび１／３ＰＲＦへの切り替えの後の図６７のシーケンスが示されている。この実施形態の半レートＰＲＦおよび低レート（１／３）ＰＲＦは、１つおきの周波数を除去するか、２つおきの周波数を残すことによって容易にされる。図６９に、シーケンスが４つの周波数からなるもう１つの実施形態を示す。これは、ある帯域での干渉または限られた帯域幅のシステムに起因するものとすることができる。図７０に、各送信器が２つの周波数で並列に送信する、シーケンス内の１４個の周波数を有する実施例を示す。他の実施形態は、異なる個数の周波数を有することができる。
【０２５７】
マルチバンドＵＷＢ信号を送信する際に、いくつかの実施形態では、循環プリフィックス（ＣＰ）伝送、０パディング（ＺＰ）伝送、またはこの両方の組合せを使用することができる。ＯＦＤＭ伝送を使用する実施形態は、特にＣＰ、ＺＰ、または両方を使用するのに適する可能性がある。図７１に、ＣＰを使用するＯＦＤＭのアルゴリズムを示す。図７２に、ＺＰを使用するＯＦＤＭのアルゴリズムを示す。図７３に、部分的ＣＰとＺＰの組合せを使用するＯＦＤＭのアルゴリズムを示す。
【０２５８】
好ましい実施形態に関して本発明を説明し、図示したが、当業者に明白な多数の変形形態および修正形態を、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに発生させることができ、したがって、そのような変形形態および修正形態が本発明の範囲に含まれることが意図されるので、本発明は、上で示した方法論または構成の正確案詳細に制限されない。
【図面の簡単な説明】
【０２５９】
【図１】従来技術のダイレクトシーケンススペクトラム拡散伝送技法の特性を示すタイミング図である。
【図２】従来技術のパルス位置変調スペクトラム拡散伝送技法の特性を示すタイミング図である。
【図３】本発明の一実施形態による、バーストシンボルサイクルベース伝送の特性を示すタイミング図である。
【図４】本発明の一実施形態による、バーストシンボルサイクル送受信を使用するシステムを示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による、２つのデジタルデバイスの間のバーストシンボルサイクルビットサイクル送受信を使用するシステムを示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態による、ゲートウェイサーバを使用し、複数のデジタルデバイスを接続することによって実施される無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態による、バーストシンボルサイクルを送信できる送信器の実施態様を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態による、図７に示された送信器で使用できる、バーストシンボルサイクルを生成するための並列ローディングのシフトレジスタベース実施態様を示すブロック図である。
【図９】本発明の一実施形態による、図７に示された送信器で使用できる、バーストシンボルサイクルを生成するための並列ローディングのマルチプレクサベース実施態様を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、バーストシンボルサイクル伝送を受信することができる受信器の実施態様を示すブロック図である。
【図１１】本発明の一実施形態による、バーストシンボルサイクル受信の特性を示すタイミング図である。
【図１２】本発明の一実施形態による、受信器による信号の獲得およびトラッキングに関連する状態を示す状態図である。
【図１３】本発明の一実施形態による、図１２の状態３  １２０６で実行されるＩ２＋Ｑ２相関を絵図的に示す概念図である。
【図１４】本発明の一実施形態による、非バーストシンボルサイクルプリアンブル送信を用いるパケット送信の特性を示すタイミング図である。
【図１５】本発明の一実施形態による、送信の方法を示す流れ図である。
【図１６】本発明の一実施形態による、受信の方法を示す流れ図である。
【図１７】本発明の一実施形態による、受信器によるバーストシンボルサイクル信号の獲得およびトラッキングの方法を示す流れ図である。
【図１７Ａ】各バーストが異なる周波数を使用して送信される信号のスペクトルを示すグラフである。
【図１８】本発明の一実施形態による、トランシーバの実施態様を示すブロック図である。
【図１９】本発明の一実施形態による、トランシーバの実施態様を示す概略図である。
【図２０】本発明のもう１つの実施形態による、トランシーバのもう１つの実施態様を示す概略図である。
【図２１】本発明の一実施形態による、複数のデジタルデバイスに結合されたホームゲートウェイサーバを示すブロック図である。
【図２２】本発明の一実施形態による、複数のオーディオ／ビデオデジタルデバイスに接続されたオーディオ／ビデオサーバを示すブロック図である。
【図２３】本発明の一実施形態による、それぞれがプロジェクタに接続された複数のデジタルデバイスを示すブロック図である。
【図２４】本発明の一実施形態による、複数のテレビジョンセットに接続されたＤＶＤプレイヤを示すブロック図である。
【図２５】本発明の一実施形態による、ビルディング内無線ネットワークトポロジの図を示すブロック図である。
【図２６】本発明の一実施形態による、家庭内のホームゲートウェイおよび複数のデジタルデバイスを含むネットワークを示すブロック図である。
【図２７】本発明の一実施形態による、マルチバンドＵＷＢ実施態様の周波数対パワースペクトル大きさのチャートである。
【図２８】本発明の一実施形態による、時間−周波数インターリーブシーケンスを示す表である。
【図２９】本発明の一実施形態による、マルチバンド信号ジェネレータの実施態様を示すブロック図である。
【図３０】本発明の一実施形態による、バースト送信を示すタイミング図である。
【図３１】本発明の一実施形態による、シンボルマッピングされた送信を示すタイミング図である。
【図３２】本発明の一実施形態による、パルス化ＯＦＤＭ伝送を示すタイミング図である。
【図３３】本発明の一実施形態による、バーストＯＦＤＭ伝送を示すタイミング図である。
【図３４】本発明の一実施形態による、マルチパルス化ＯＦＤＭの実施態様を示すブロック図である。
【図３５】本発明の一実施形態による、ＯＦＤＭ送信器機構およびＯＦＤＭ受信器機構の一実施態様を示すブロック図である。
【図３６】本発明の一実施形態による、ＯＦＤＭ送信器機構およびＯＦＤＭ受信器機構を示すブロック図である。
【図３７】本発明の一実施形態による、周波数選択オプション実施態様を示すチャートである。
【図３８】本発明の一実施形態による、長いサンプルウィンドウ実施態様を示すタイミング図である。
【図３９】本発明の一実施形態による、複数の伝送方式の実施態様を示すブロック図である。
【図４０】本発明の一実施形態による、複数の伝送方式を示すタイミング図である。
【図４１】本発明の一実施形態による、マルチバンドＵＷＢシステムの１つまたは複数のサブバンドを生成するために組み合わされる複数のジェネレータを示すブロック図である。
【図４２】本発明の一実施形態による、高速スイッチング周波数ジェネレータに関する回路図である。
【図４３】本発明の一実施形態による、高調波のデジタル除去の技法を示すタイミング図である。
【図４４】本発明の一実施形態による、各搬送波信号の４つの等しい長さのセグメントへの分割の技法を示すチャートである。
【図４５】本発明の一実施形態による、デジタル−アナログ変換器（Ｄ／Ａ）およびシフトレジスタを使用する、サブバンド搬送波を生成する方法に関する回路図である。
【図４６】本発明の一実施形態による、搬送波信号にエンベロープを乗じるのに使用することができる回路に関する回路図である。
【図４７】図４７Ａは、本発明の一実施形態による、時間領域の、エンベロープを有する信号のグラフである。
【０２６０】
図４７Ｂは、本発明の一実施形態による、周波数領域の、エンベロープを有する信号のグラフである。
【図４８】本発明の一実施形態による、搬送波から抽出された単一のモノサイクルを示すタイミング図である。
【図４９】本発明の一実施形態による、サイクルのグループの中からモノサイクルを分離する技法を示すタイミング図である。
【図５０】本発明の一実施形態による、搬送波切替の技法を示す回路図である。
【図５１】本発明の一実施形態による、搬送波切替のもう１つの技法を示す回路図である。
【図５２】本発明の一実施形態による、図１１に関して示した技法を使用する単一モノサイクルの分離を示すタイミング図である。
【図５３】本発明の一実施形態による、スタブを使用して単一モノサイクルを分離する技法を示す回路図である。
【図５４】本発明の一実施形態による、図１３に関して説明した技法を使用する単一モノサイクルの分離を示すタイミング図である。
【図５５】本発明の一実施形態による、キャリアレス送信器に関する回路図である。
【図５６】本発明の一実施形態による、図１５に関して示したキャリアレス送信器に関連する結果の信号を示すタイミング図である。
【図５７】本発明の一実施形態による、パルス生成送信器を示す回路図である。
【図５８】本発明の一実施形態による、様々な３進変調方式の異なるステージでの結果の信号を示すタイミング図である。
【図５９】データクロックの周波数を増やす技法に関する回路図である。
【図６０】ＰＲＦ削減の様々なレベルを使用して送信される信号を示すタイミング図である。
【図６１】受信器によるエネルギ収集を示すタイミング図である。
【図６２】送信された信号内のシンボル間干渉を示すタイミング図である。
【図６３】送信された信号内の多元接続干渉を示すタイミング図である。
【図６４】送信された信号内の多元接続干渉を示すタイミング図である。
【図６５】２つの信号の間の可能な衝突を示すタイミング図である。
【図６６】２つの信号の間の可能な衝突を示すタイミング図である。
【図６７】複数のピコネットでの衝突を回避する周波数ホッピングシーケンスを示すチャートである。
【図６８】１／２ＰＲＦおよび１／３ＰＲＦを使用して、複数のピコネットでの衝突を回避するシーケンスの周波数ホッピングシーケンスを示すチャートである。
【図６９】減らされたＰＲＦを使用して複数のピコネットでの衝突を回避する周波数ホッピングシーケンスシーケンスを示すチャートである。
【図７０】並列に送信できる２つの周波数ホッピングシーケンスを示すチャートである。
【図７１】循環プリフィックスを使用して送信される信号を示すグラフである。
【図７２】０パディングを使用して送信される信号を示すグラフである。
【図７３】循環プリフィックスおよび０パディングを使用して送信される信号を示すグラフである。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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