(57)【要約】パルスを復号する通信システムに関して、システムのロバストネスを強化し、かつ情報搬送容量を大きくし得る複数の受信器アプローチが開示される。受信信号からパルスの群を生成するために２つ以上の受信器が用いられる。１実施形態において、システムのロバストネスが冗長性によって強化される。別の実施形態において、情報容量は、アナログ波形の１サイクルからパルスの独立した群を生成することによって大きくされる。本発明は、アナログ波形の第１の部分に基づいて１つ以上のパルスの第１の群を生成する工程と、該アナログ波形の第２の部分に基づいて１つ以上のパルスの少なくとも第２の群を生成する工程と、該第１および該第２のパルスの群に基づいて、少なくとも１つのシンボルを生成する工程とを包含する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ波形の第１の部分に基づいて１つ以上のパルスの第１の群を生成する工程と、
該アナログ波形の第２の部分に基づいて１つ以上のパルスの少なくとも第２の群を生成する工程と、
該第１および該第２のパルスの群に基づいて、少なくとも１つのシンボルを生成する工程と
を包含する、アナログ波形の単一サイクルから情報を回復する方法。
【請求項２】
送信信号を受信する工程と、該送信信号から前記アナログ波形を生成する工程とをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つ以上のパルスの第１の群を生成する工程は、前記アナログ波形の第１の傾き部分または該アナログ波形の第１の振幅を検出する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記１つ以上のパルスの第２の群を生成する工程は、前記アナログ波形の第２の傾き部分または該アナログ波形の第２の振幅を検出する工程を包含する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記アナログ波形は単一シンボルを表し、かつ、前記少なくとも１つのシンボルを生成する工程は、前記パルスの第１および第２の群に基づいて単一シンボルを生成する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記アナログ波形は少なくとも２つのシンボルを表し、かつ、前記少なくとも１つのシンボルを生成する工程は、前記パルスの第１の群に基づいて第１のシンボルを、および前記パルスの第２の群に基づいて第２のシンボルを生成する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記工程は、アナログ波形のさらなるサイクルに対して繰返され、これによって、少なくとも１つのシンボルをアナログ波形のさらなるサイクル各々について生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
アナログ波形から情報を生成する方法であって、該アナログ波形は、傾きおよび振幅の測定値を有し、
第１の値を有する第１の測定値を検出し、これに応答して、１つ以上のパルスの第１の群を生成する工程と、
第２の値を有する第２の測定値を検出し、これに応答して、１つ以上のパルスの第２の群を生成する工程と、
該第１のパルスの群および該第２のパルスの群に基づいて、少なくとも１つのシンボルを生成する工程と
を包含する、方法。
【請求項９】
前記検出する工程は、前記アナログ波形の単一サイクル上で実行される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのシンボルを生成する工程は、前記第１のパルスの群および前記第２のパルスの群に基づいて単一シンボルを生成する工程である、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つのシンボルを生成する前記工程は、前記第１のパルスの群に基づいて第１のシンボルを生成し、かつ、前記第２のパルスの群に基づいて第２のシンボルを生成する工程である、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記アナログ波形は、第２の部分から独立して選択された第１の部分と、該第１の部分に関する第１の測定値と、該第２の部分に関する第２の測定値とを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
アナログ波形の１サイクルから情報を回復するための回路システムであって、
該アナログ波形を受信するための入力を有する第１の回路であって、第１のパルスの群を生成することによって、該アナログ波形の第１の測定値に応答する、第１の回路と、
該アナログ波形を受信するための入力を有する少なくとも第２の回路であって、１つ以上のパルスの第２の群を生成することによって、該アナログ波形の第２の測定値に応答する、少なくとも第２の回路と、
該第１および該第２の回路から該第１および該第２のパルスをそれぞれ受信するために結合される復号器回路であって、該第１および該第２のパルスに基づいて、少なくとも１つのシンボルを生成するように構成された、複合器回路と
を備える、回路システム。
【請求項１４】
通信システムにさらに組み込まれる、請求項１３に記載の回路システム。
【請求項１５】
前記第１の測定値は、前記アナログ波形の傾きまたは振幅である、請求項１３に記載の回路システム。
【請求項１６】
前記第２の測定値は、前記アナログ波形の傾きまたは振幅である、請求項１５に記載の回路システム。
【請求項１７】
前記復号回路は、前記第１のパルスの群および前記第２のパルスの群に基づいて、単一シンボルを生成するように構成される、請求項１３に記載の回路システム。
【請求項１８】
前記復号器回路は、前記パルスの第１の群に基づいて第１のシンボルを、および前記パルスの第２の群に基づいて第２のシンボルを生成するように構成される、請求項１３に記載の回路システム。
【請求項１９】
前記アナログ波形は、少なくとも２つのシンボルを含み、前記第１のシンボルは、該少なくとも２つのシンボルの一方であり、前記第２のシンボルは、該少なくとも２つのシンボルの他方である、請求項１８に記載の回路システム。
【請求項２０】
前記第１および前記第２の回路の各々は、伝達関数が２つの安定した動作領域によって境界付けされる、少なくとも１つの不安定動作領域を有するという点で特徴付けられる、請求項１３に記載の回路システム。
【請求項２１】
アナログ波形の第１のサイクルを生成するための波形発生器を備える送信ユニットと、
該アナログ波形の第１のサイクルを受信するように適合される受信器ユニットと、
該アナログ波形の第１のサイクルを受信するように結合される第１の回路であって、第１のパルスの群を生成することによって該アナログ波形の第１のサイクルの第１の測定値に応答する、第１の回路と、
該アナログ波形の第１のサイクルを受信するための入力を有する少なくとも第２の回路であって、１つ以上のパルスの第２の群を生成することによって、該アナログ波形の第１のサイクルの第２の測定値に応答する、少なくとも第２の回路と、
該第１および該第２のパルスを該第１および該第２の回路それぞれから受信するように結合される復号器回路であって、該第１および該第２のパルスに基づいて、少なくとも１つのシンボルを生成するように構成される、復号器回路と
を備える、通信システム。
【請求項２２】
前記送信器は、アナログ波形の前記第１のサイクルを含む変調信号を生成するための変調器であって、該変調信号が送信される、変調器をさらに備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記受信器は、前記変調信号を受信するように動作可能であり、該受信器は、前記第１のアナログ波形を生成するために前記変調信号を復号する復号器を備える、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記波形発生器は、前記少なくとも１つのシンボルを表すアナログ波形を生成するように動作可能である、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２５】
前記第１の測定値は、アナログ波形の前記第１のサイクルの傾きまたは振幅である、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第２の測定値は、前記アナログ波形の第１のサイクルの傾きまたは振幅である、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記復号器回路は、前記第１および前記第２のパルスの群に基づいて、単一シンボルを生成するように構成される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２８】
前記復号回路は、前記第１のパルスの群に基づいて第１のシンボルを、かつ、前記第２のパルスの群に基づいて第２のシンボルを生成するように構成される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２９】
前記第１および前記第２の回路の各々は、２つの安定動作領域によって境界付けられる、少なくとも１つの不安定動作領域を有する伝達関数によって特徴付けられる、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３０】
前記波形発生器は、独立して選択可能な２つ以上の部分を有するアナログ波形のサイクルを生成するように構成される、請求項２１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ  ＰＵＬＳＥＳ  ＦＲＯＭ  ＡＮＡＬＯＧ  ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ」（１９９９年１０月２８日出願）と称される米国出願第０９／４２９，５２７号、および「ＣＩＲＣＵＩＴＲＹ  ＷＩＴＨ  ＲＥＳＩＳＴＩＶＥ  ＩＮＰＵＴ  ＩＭＰＥＤＡＮＣＥ  ＦＯＲ  ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ  ＰＵＬＳＥＳ  ＦＲＯＭ  ＡＮＡＬＯＧ  ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ」（２００１年３月１３日出願）と称される米国出願第０９／８０５，８４５号の一部継続出願であり、これらの出願の両方は、本発明の譲受人によって所有され、かつ、参考のため、本明細著中に援用される。
【０００２】
本出願は、「Ａ  ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＵＳＩＮＧ  ＰＵＬＳＥ  ＤＥＣＯＤＩＮＧ」（１９９９年１０月２８日）と称される同時係属中の米国出願第０９／４２９，５１９号、および「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＴＯ  ＲＥＣＯＶＥＲ  ＤＡＴＡ  ＦＲＯＭ  ＰＵＬＳＥＳ」（２００１年３月１３日）と称される同時係属中および共有に係る米国出願第０９／８０５，８５４号に関し、これらの出願の両方は本発明の譲受人によって所有され、かつ、参考のため、本明細書中に援用される。
【０００３】
（発明の背景）
本発明は、概して、通信技術、および、より具体的には、任意のアナログ波形をパルスのシーケンスに変換することによって通信する技術に関する。
【背景技術】
【０００４】
同時係属中および共有に係る米国特許第０９／４２９，５１９号において、図１に示される通信システムは、パルスの群が復号デバイス（判定デバイス）１４に供給されることを示す。この明細書中にて開示される復号器は、例えば、パルスをカウントすることによって、パルスからデータを回復させる。さらなる回復技術は、同時係属中および共有に係る米国特許第０９／８０５，８５４号にて開示される。
【０００５】
上述の出願にて開示される技術を用いてシステムのロバスト性を向上させることが望ましい。このようなシステムの実用性は、その情報搬送容量を向上させることによってさらに高めることができる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の要旨）
本発明により、受信信号における情報を回復するための通信回路の方法および装置が提供される。この通信回路は、少なくとも２つの受信器回路を備える。受信信号は、各受信器回路に供給される。各受信器回路は、本発明により構成され、受信信号の特定の部分を検出することに応答して、１つ以上のパルスの群を含む出力を生成する。各受信器の出力は、判定デバイスに供給され、これは１つ以上のシンボルを生成する。
【０００７】
本発明の１実施形態において、各受信器からのパルスの群は、判定デバイスによって処理されて単一シンボルを生成する。本発明のこの実施形態において、情報の送信は、情報の冗長性に基づいて、よりロバストである。
【０００８】
本発明の別の実施形態において、各受信器からのパルスの群は処理されて、このような群の各々からシンボルを生成し、これによって情報搬送容量を大きくする。
【０００９】
本発明の教示は、添付の図面と関連する以下の詳細な説明を考察することによって、容易に理解され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（特定の実施形態の説明）
図１を参照して、本発明を組み入れる通信システム１０が模式的に示される。送信ユニット２は、送信されるべき情報１７を受信する。本発明の例示的実施形態において、送信ユニットにおける波形発生器は、情報に含まれるシンボルを表す複数のアナルグ波形を生成する。本発明によると、各シンボルは、対応する波形を有する。送信ユニットは、情報における個々のシンボルを表す個々のアナログ波形を含むアナログ波形信号を生成する。アナログ波形信号は、適切な送信媒体を介して受信器ユニット４に送信される。受信器ユニットは、受信信号ｙ（ｔ）としてアナログ波形信号を生成する。
【００１１】
受信信号ｙ（ｔ）は、複数の受信器１２−１．．．１２−Ｎに供給される入力１１に付与される。後述されるように、各受信器は、振動性出力１５を生成することによって受信信号に応答するように構成される。各受信器の出力は、判定デバイス１４に供給される。判定デバイスは、これに供給される振動性出力の関数としてアルファベット（例えば、アルファベットは、３ビット文字「０００」、「００１」、「０１０」、「０１１」、「１００」、「１０１」、「１１０」および「１１１」を含み得る）から選択される文字（シンボル）を生成する。判定デバイスの出力１９は文字を出力する。例えば、本発明の例示的実施形態において、判定デバイス１４は、パルスの各群におけるパルスの数を単にカウントする。従って、例えば、定義により、１のパルスカウントは、３ビット文字「０００」を、２のパルスカウントは３ビット文字「００１」等を表し得る。パルスカウント回路は公知であるため、この回路についてはこれ以上言及される必要がない。判定デバイスのさらなるインプリメンテーションは、米国特許０９／８０５，８５４号に見出され得る。特定のインプリメンテーションは、コスト、性能、システムの複雑性、回路の複雑性などの要素に依存するが、これらを考慮することは、本発明の実用化には関係しない。
【００１２】
別の例示的実施形態において、送信器ユニット２は、前述のアナログ波形信号を生成するための波形発生部分２Ａ、および変調回路２Ｂを備える。この特定の実施形態において、アナログ波形信号それ自体が送信のために適切でないと想定されたい。例えば、通信システムが従来の無線送信システムである場合、実際問題として、アナログ波形信号は、搬送信号に変調される必要があり得る。このような場合、変調回路は、従来の無線変調回路であり得る。従って、受信器ユニット４は、受信信号ｙ（ｔ）としてのアナログ波形信号を生成するための復調器回路を備え得る。
【００１３】
本発明の簡単な実施形態において、送信器ユニット２から受信器ユニット４への通信は、有線または無線チャネルを介してアナログ波形信号を可能な限り簡単に送信し得る。このような場合、受信器ユニットは、ある種のフィルタおよび増幅器回路であり得るにすぎない。より洗練された実施形態は、アナログ波形信号が、送信媒体を順応させる（ａｃｃｏｍｏｄａｔｅ）ために適切な方法で変調され、結果として復調されることを必要とし得る。アナログ波形信号を送信する方法は、本発明の実行に関しない（例えば、変調が必要とされるか否か等）。任意の数の公知の送信技術が用いられ得る。
【００１４】
本発明の１実施形態において、アナログ波形信号の生成が区分的に生じる。第１に、情報を含むシンボルのセットが規定される。これは、「１」および「０」のバイナリコードであり得る。シンボルセットは、２ビットバイナリ文字のアルファベット、すなわち、「００」、「０１」、「１０」および「１１」であり得る。シンボルは、英語のアルファベット「ａ」〜「ｚ」等であり得る。各シンボル（文字）に対して、少なくとも１つのアナログ波形がこれと関連付けられる。
【００１５】
次に、情報１７(図１）が受信される。各シンボルについて、送信器ユニット２の部分２Ａで発生させる波形は、対応するアナログ波形を生成する。アナログ波形は、デジタル化され得、波形発生部分は、アナログ波形を生成するためにテーブルルックアップを実行するにすぎないデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）であり得る。他の従来技術が、この機能を実行するために容易に適合される。アナログ波形は、送信されるべき情報１７を含むアナログ波形信号を生成するように組み合わせられる。本発明の１実施形態において、各シンボルと関連付けられた個々のアナログ波形は、無線送信のための準備ができている。
【００１６】
図１０Ａおよび図１０Ｂをしばらく参照して、本発明にて開示される例示的回路は、図１０Ａにて示されるようなＳ形の外観または図１０Ｂにて示されるＮ形の外観のどちらかを有する伝達関数を示す。本発明の目的上、回路の「伝達関数」は、回路の任意の２つの状態変数間の関係に関する。電子回路は、通常、電流および電圧の２つの状態変数に関するそのＩ−Ｖの曲線によって特徴付けられる。このような曲線は、一方の状態変数（例えば、電流）が、他方の状態変数（電圧）が変化した場合、どのように変化するかを示す。図１０Ａおよび図１０Ｂに見出され得るように、各伝達関数１００２は、領域１００４内に位置する部分（本明細書中にて「不安定」領域と呼ばれる）を含む。不安定領域は、領域１００６および領域１００８（これらの各々は、本明細書中にて「安定」領域と呼ばれる）によってどちらの側も境界付けされる。
【００１７】
本発明による回路は、関連する「動作点」を有する。これは、その位置を伝達関数１００２上に規定される。回路の出力の性質は、その動作点の位置に依存する。動作点が領域１００４内に位置する伝達関数の部分に沿って配置される場合、回路の出力は、振動性挙動を示す。従って、伝達関数のこの部分が見出される領域１００４は、不安定領域と呼ばれる。動作点が領域１００６および１００８のどちらかの中に位置する伝達関数の部分に沿って配置される場合、回路の出力は、通常、時間によって変化するが、そうでない場合、非振動性挙動を示す。この理由で、領域１００６および１００８は、安定領域と呼ばれる。
【００１８】
ここで、本発明による通信回路２０の例示である図２に注意を向けられたい。回路は、３つの受信器回路２５〜２７を備える。各受信器回路は、受信信号ｙ（ｔ）の振幅または受信信号の傾きのどちらかに応答するように構成され得る。各受信器回路の出力は、判定デバイス１４に付与される（図１）。
【００１９】
通信回路２０への入力２１は、信号ｙ（ｔ）を受信するために提供される。この入力は、３つのバッファ２３の各々に付与される。１つのこのようなバッファが受信器２５〜２７ごとに存在する。受信器を備える回路は、上述のように、安定および不安定領域を有するという点で特徴付けられる。より具体的には、１実施形態において、回路は、２つの安定領域によって境界付けられた不安定領域を有する。
【００２０】
第１の受信器２５は、動作増幅器（オペアンプ）Ｕ１を備える。この特定の実施形態において、オペアンプは、容易に利用可能なＬＭ７１２１オペアンプである。オペアンプは、約１ＫΩの抵抗を有する抵抗素子Ｒ１を含む負のフィードバック経路で構成される。Ｒ１は、オペアンプの出力をその負の入力に結合する。入力信号は、約０．４μＦのキャパシタンスを有する容量性素子Ｃ１を通じて負の入力に供給される。正のフィードバック経路は、約１０Ωの抵抗と直列の約６８Ωの抵抗を含む分圧器によって提供される。オペアンプのＶｃｃピンは、＋３．５Ｖに結合され、オペアンプのＶｄｄは、−１．５Ｖに結合される。
【００２１】
第２の受信器２６は、ＬＭ７１２１オペアンプＵ２を含む。オペアンプは、オペアンプ出力とオペアンプの正の入力との間に結合された容量性素子Ｃ２を含む正のフィードバックレグで構成される。容量性素子は、約６８ｎＦのキャパシタンスを有する。負のフィードバックレグは、それぞれ約６８Ωおよび１０Ωの抵抗を有する抵抗性素子Ｒ５およびＲ６から構成される分圧器を備える。入力信号は、約６８０Ωの抵抗を有する抵抗性素子Ｒ４を介して正の入力に結合される。オペアンプのＶｃｃピンは、−１．５Ｖに接続され、Ｖｄｄピンは、＋３．５Ｖに接続される。
【００２２】
第３の受信器２７は、ＬＭ７１２１オペアンプから構成される。約６８ｎＦのキャパシタンスを有する容量性素子は、オペアンプの出力とその正の入力との間に結合される。分圧器回路は、オペアンプの出力をその負の入力に接続する。分圧器回路は、約６８Ωの抵抗を有する抵抗性素子Ｒ８および約１０Ωの抵抗を有する抵抗性素子Ｒ９を備える。入力が抵抗性素子Ｒ７を通じてオペアンプの正の入力に結合される。抵抗性素子Ｒ７は、約６８０Ωの抵抗を有する。オペアンプＶｃｃピンは、−３．５Ｖに接続され、Ｖｄｄピンは、＋１．６Ｖに接続される。
【００２３】
さらなる回路が、同時係属中および共有に係る米国出願第０９／４２９，５２７号および米国出願第０９／８０５，８４５号に開示され、これらの出願は、参考のため、本明細書中に援用される。受信器回路の特定のインプリメンテーションは、コスト、システムの複雑性、回路の複雑性等の要素に依存するが、これらを考慮することは、本発明の実用化には関係しない。
【００２４】
受信器２５は、Ｓ形伝達特性で構成される。説明されるように、このような受信器は、その入力に付与された入力アナログ信号の傾きに応答する。より具体的には、受信器２５は、パルスの群を生成することによって入力アナログ信号の負の傾きに応答するように構成される。
【００２５】
受信器２６は、Ｎ形伝達特性を有するように構成される。説明されるように、このような受信器は、入力アナログ信号の振幅に敏感である。より具体的には、受信器２６は、パルスの群を発生させることによって、入力アナログ信号の正の振幅部分に応答するように構成される。
【００２６】
受信器２７は、Ｎ形伝達特性で構成される。この特定の例示的実施形態において、受信器は、入来するアナログ信号の負の振幅部分に応答するように構成される。受信器２７は、入力信号の負の振幅部分に応答してのみパルスの群を発生させる。
【００２７】
図２および図８をしばらく参照されたい。受信器２５は、Ｓ形伝達関数を有する。Ｖとｉとの関係は、ｉのレート変化が０の場合、Ｖ＝Ψ（ｉ）として表現される。図８は、受信器回路２５の伝達関数を示す。オペアンプＵ１の出力飽和電圧は、差動電圧（Ｖ＋−Ｖ−）が０よりも大きい場合にＥ＋に比例する。逆に、出力飽和電圧は、差動電圧が０よりも小さい場合にＥ−に比例する。
【００２８】
電圧Ｖａ、Ｖｃｌ、Ｖおよび電流ｉに関する式は、
【００２９】
【数１】
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であり、ここで、Ｌは、コンポーネントのリード線の形態で存在し得る寄生インダクタンスであり、Ｖは、オペアンプの反転入力における電圧であり、ｉは、Ｒ１を通って流れる電流であり、Ｖａは、受信信号であり、Ｖｃｌは、容量性素子Ｃ１を横断する電圧である。
【００３０】
受信器回路２５は、伝達関数曲線に沿う重要な動作点を有する。これらの動作点は、式２においてｄＶ／ｄｔ＝０を、および式３においてｄｉ／ｄｔ＝０を設定することによって求められる。上述のように、Ｖ＝Ψ（ｉ）の場合、ｄｉ／ｄｔ＝０である。解析を簡略化するために、Ｖａは、三角波形ソースであるときを想定する。この波形ソースの時間導関数は、Ｖ０が一定である場合、±Ｖ０に等しい。従って、動作点は、ｉ＝＋ＣＶ０と伝達関数の区分的線形関数との交差部分にて、ならびに、ｉ＝−ＣＶ０と区分的線形関数との交差部分にて生じる。動作点が、図８（すなわち、安定領域）に示されるように、正の傾きの線の傾き１または傾き３のどちらかに位置する場合、回路の出力は、非振動性である。しかしながら、動作点が負の傾きの線の傾き２、すなわち、不安定領域に位置する場合、連続的な「跳躍（ｊｕｍｐｉｎｇ）」現象が生じる。時間領域において、これは、回路の出力における一連の振動として見出される。換言すると、傾き１および傾き３に沿う動作点は、安定動作点である。他方、傾き２に沿う動作点は、不安定動作点である。図８に示される伝達関数の場合、傾き２は、線ｉ＝−ＣＶ０とのみ交差し得る。これは、ｄＶａ／ｄｔが負の場合にのみ振動が観察されることを意味する。これは、付与された信号の負の傾きに応答するように構成される受信器回路２５に当てはまる。ｄＶａ／ｄｔが正の場合、振動アクティビティは観察されない。任意のアナログ信号の負の傾きを変更することによって、動作点は、不安定領域と安定領域との間に移動され（「させ（ｆｏｒｃｅｄ）」）得る。このアクションは、振動性および非振動性挙動のサイクルを生成する。従って、Ｓ形伝達関数曲線を有する回路の場合、これは、回路の動作点を安定領域と不安定領域との間に「移動させる（ｆｏｒｃｅｓ）」付与されたアナログ波形の変化する傾きである。
【００３１】
ここで、図２および図９を参照されたい。受信器２６は、２つの電圧Ｖ１とＶとの間の関係に基づく伝達関数を有する。受信器２６は、図９に示されるＮ形伝達関数によって特徴付けられ、ここで、Ｖは、オペアンプ非反転端子における電圧であり、Ｖ１は、キャパシタＣ２を横断する電圧である。図９のＮ形伝達関数は、２つの動作の安定領域９０６、９０８によって境界付けられる動作の不安定領域９０４を示す。
【００３２】
図９に示される伝達関数は、ピンＶｃｃおよびＶｄｄを通じてオペアンプを適切にバイアスすることによって得られる。従って、図２における受信器２６の場合、Ｖｃｃは−１．５Ｖに設定され、Ｖｄｄは＋３．５Ｖに設定される。不安定領域は、ｄＶ１／ｄＶが負である領域として定義され、安定領域は、ｄＶ１／ｄＶが正である領域として定義される。
【００３３】
受信器回路２６の支配方程式は、以下のようであるＶ１とＶとの間の関係を表す。回路の動作点は、
【００３４】
【数２】
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である。
【００３５】
式４は、Ｖ１とＶとの間の関係を表す。回路の動作点は、式５にてｄＶ１／ｄＶを０に設定し、Ｖ１＝Ψ（Ｖ）との交差部分を見出すことによって得られ得る。この動作点を、上述のように、不安定領域９０４に移動、およびこの領域から移動させることによって、制御された緩和振動挙動（不安定動作）が観察される。挙動は、それ自体、１つ以上のパルスの群の形態で明らかになる。この特定の場合において、電圧Ｖｓは、動作点を制御するアナログ波形ソース２９の振幅である。アナログ波形ソースは、受信信号を表し、この信号からパルスが抽出される。不安定領域ｄＶ１／ｄＶ＜０は、ｖ＞０平面に位置するので、回路２６は、アナログ波形の正の振幅の特定の範囲に応答してのみ振動する。
【００３６】
ＶｃｃおよびＶｄｄがバイアスされて、入力信号の負の振動部分の間、受信器が振動性出力を生成することを除いて、受信器回路２７に関して類似のＮ形伝達関数が得られる。この場合、不安定領域ｄＶ１／ｄＶ＜０はＶ＜０平面に位置することに留意されたい。従って、回路２７は、アナログ波形の負の振幅の特定の範囲に応答してのみ振動する。
【００３７】
ここで、図３を参照して、図２に示される回路２０に関して実験結果が示される。この実験の場合、信号発生器２１は、受信信号ｙ（ｔ）のソースを表す（図１）。信号発生器によって生成されるアナログ信号は、受信器２５〜２７に供給される。トレース３２は、入力アナログ波形を示す。トレース３４は、受信器２５の出力にて取得される。同様に、トレース３６および３８は、それぞれ受信器２６および２７の出力である。
【００３８】
上述の議論から期待されるように、トレース３４は、パルス３１の群は、信号３２の負の傾き部分の間にのみ受信器２５によって生成されることを示す。同様に、パルス３３の群は、入力信号３２の正の振幅部分の間、トレース３６において見出される。トレース３８から見出され得るように、受信器２７は、入力信号３２の負の振幅部分の間、パルス３５の群を生成する。
【００３９】
ここで、図１〜図３を参照して、パルス１５の群は、判定デバイス１４に供給される。判定デバイスは、パルスの群を処理して、発生させられるべき文字に関しての判定を下す。本発明の１実施形態において、受信信号の各サイクルはアルファベットからの文字を表し、例えば、バイナリ「０」および「１」は、バイナリアルファベットを構成する文字である。別の例は、４つの２ビット文字、すなわち、「００」、「０１」、「１０」および「１１」を含むアルファベットである。上述のことは、本発明の動作を示すための例にすぎず、かつ、本発明を開示されたアルファベットに限定すると解釈されるべきでない。
【００４０】
受信信号の各サイクルの場合、各受信器２５〜２７は、図３に示されるように１つ以上のパルスの群を生成する。任意の所与の受信器によって生成されるパルスの群は、アルファベットにおける文字に予め割り当てられる。各サイクルは、文字を表すので、３つの受信器によって生成されるパルスの３つの群の各々は、文字にマッピングされるべきである。従って、パルスの３つの群を受信する判定デバイス１４に、冗長情報が提供される。理想的には、各群は、受信信号に含まれる文字が実際、文字「ｘ」であることを非常に高い確かさで示す同じ文字「ｘ」にマップする。しかしながら、送信チャネルの効果に基づいて、受信信号ｙ（ｔ）は、歪まされ得る。この場合、判定デバイスには、同じ文字にマッピィングされない３つの受信器からのパルスの群が提供され得る。従って、判定デバイスは、文字が何なのかを判定するために公知の技術を用いて「推測」しなければならない。例えば、各受信器によって発生したパルスの数に付与されたある種の重み関数に関する軟判定が用いられ得る。米国出願第０９／８０５，８５４号において、さらなる技術が開示される。複数の受信器を用いて判定デバイスに受信信号の複数の「ビュー（ｖｉｅｗｓ）」を提供することによって、歪んだ信号が受信された場合、文字のより正確な推測がなされ得る。従って、本発明のこの特定の実施形態は、通信システムを復号する複数の受信器パルスのロバストネスを強化するために有効である。
【００４１】
本発明の別の実施形態において、通信システムを復号する複数の受信器パルスは、情報容量を大きくするように構成される。同時係属中および共有に係る米国出願第０９／４２９，５２７号にて開示されるパルス復号システムは、単一受信器を含む。従って、この受信器は、アナログ波形の１サイクルに対して１つのシンボルのみを復号することができる。
【００４２】
図４および図５を参照して、情報容量を大きくし得る本発明の局面による２つの受信器構成の例示が示される。図４に示される受信器４０は、２つの受信器回路４２、４４を備え、これらの各々は、Ｓ形伝達特性を有する制御された発振器を含み、従って、信号の傾きに応答する。制御された発振器の状態変数はｘおよびｙである。第１の受信器４４は、ｘ＞０である伝達特性の一部に不安定領域を有する。同様に、第２の受信器４２は、ｘ＜０である伝達特性の一部に不安定領域を有する。
【００４３】
第１の部分および第２の部分を含むアナログ波形が生成され得、これらの両方は、互いに依存せずに選択され得る。例えば、図７は、特定の測定値（すなわち、傾き値）の正の傾き部分、および特定の測定値の負の傾き部分を有する台形波形の１サイクルを示す。両方の傾き部分が互いに依存せずに選択され得ることが図７から見出され得る。他のこのような波形を統合することは、当該技術の範囲内である。
【００４４】
本発明の実施形態により、第１の文字および第２の文字が送られると考えることを継続する。アナログ波形の単一サイクルが生成され、従って、これは、第１の文字を表すために選択された正の傾きを有する正の傾き部分を有する。アナログ波形は、第２の文字を表すために選択された負の傾きを有する負の傾き部分も含む。従って、結果として生じた波形は変調され、かつ、もとのアナログ波形である受信信号ｙ（ｔ）を生成するために復調器４（図１）に送信され得る。受信信号は、受信器４０に付与される。当然、実際には、このようなアナログ波形の複数のサイクルが生成され、従って、連続的信号が生成され、その後、送信される。
【００４５】
受信器４０において、アナログ信号は、受信器回路４２、４４に付与される。受信器回路４２は、負の傾きに応答し、かつその出力Ｖｏｕｔにて、第１の文字を表す１つ以上のパルスの群を生成する。同様に、受信器４４は、正の傾きに応答し、かつ第２の文字を表す１つ以上のパルスの別の群を生成する。波形部分（すなわち、傾き部分）は、独立して選択されたので、パルスの２つの群は、さらに、互いに依存もしない。パルスの各群は、シンボルを表し、従って、本発明により、独立して選択された２つのシンボルがアナログ波形の１サイクルで発信され得る。
【００４６】
本発明の、この単一サイクルという局面は、従来技術を越える進歩を表す。従来の通信システムは、理論上、アナログ波形の１サイクルに含まれるシンボルを復号し得る。しかしながら、実際に、これは行われ得ない。なぜなら、復調は、アナログ波形の１サイクルのみに応答し、かつ、信号を生成するためにこれを復号するために十分に高速でないからである。従って、本発明は、高速の復調およびより大きい情報容量が可能である。
【００４７】
図５は、本発明のこの局面による、２つの受信器回路５２、５４を備える受信器５０の別の実施形態を示す。各受信器回路は、同様に、Ｎ形伝達特性を有する制御された発振器回路５２、５４を備える。制御された発振器の状態変数は、ｘおよびｙである。第１の受信器回路５２は、ｙ＞０である領域における不安定領域を有し、第２の受信器回路５４は、ｙ＞０である領域において不安定領域を有する。受信器回路５２、５４は、アナログ波形の任意の１サイクルの正および負の振幅部分に対して敏感である。
【００４８】
図６は、受信器５０の回路構成を示す。受信器回路６４は、分圧器構成で設けられる抵抗性素子Ｒ５、Ｒ６を介して提供される負のフィードバック経路を有するＬＭ７１２１オペアンプを備える。抵抗性素子Ｒ５は、約６８Ωであり、抵抗性素子Ｒ６は、約１０Ωである。オペアンプは、約６８ｎＦのキャパシタンスを有する容量性素子Ｃ１を含む正のフィードバック経路を備える。オペアンプのＶｃｃピンは、−１．０Ｖに設定され、そのＶｄｄピンは＋３．５Ｖである。バッファ回路６２は、一連の抵抗Ｒ４を介して入力信号をオペアンプの正の入力に供給する。受信器回路６６は、回路６６におけるオペアンプのＶｃｃピンが−３．５Ｖに設定される一方で、そのＶｄｄピンが＋１．０Ｖに設定されるということを除いて、同様に構成される。
【００４９】
パルスの群は、受信器６４がアナログ波形の正の振幅部分に応答する一方で、受信器６６が、アナログ波形の負の振幅部分に応答することによって発生される。アナログ波形の１サイクルが正および負の振幅部分を含み、各部分が１つのシンボルを搬送し得る場合、アナログ波形の１サイクルは、２つのシンボルを搬送し得る。
【００５０】
信号発生器６１は、受信信号ｙ（ｔ）をシミュレートするために用いられた。信号発生器の出力は、図７におけるトレース７１に示される。トレース７３および７５は、受信器６４および６６のそれぞれが信号発生器によって発生されるアナログ波形の１サイクルに応答する態様を示す。波形の正の方向に向かう部分７６の間、受信器６４は、パルスの第１の群７２を生成することによって応答する一方で、受信器６６は、実質的に定常状態出力を維持する。波形の負の方向に向かう部分７８の間、受信器６６は、パルス７４の第２の群を生成することによって応答する一方で、受信器６４は、実質的に定常状態出力を維持する。判定デバイス１４（図１）は、その後、パルスの第１の群をシンボル（文字）にマッピングし、パルスの第２の群をシンボル（文字）にマッピングする。従って、少なくとも２つのシンボルがアナログ波形の１サイクルによって搬送され得ることが見出され得る。
【００５１】
上述のことから、２つより多い独立して選択されるシンボルを受信波形のサイクルごとに生成することが可能な受信器を獲得する本発明の開示された局面が推定され得る。従って、送信局２におけるアナログ波形の単一サイクル（図１）が形成され得、従って、独立して選択された３つ（またはそれ以上）の部分が存在し、各部分は、１つのシンボルを表す。受信局において、アナログ信号の異なった部分の感知に応答して、パルスの３つ（またはそれ以上）の群が３つ（またはそれ以上）の受信器回路により生成される。パルスの群は、判定デバイス１４に供給され、これらは、マッピングされるか、そうでない場合、復号されて、３つのシンボルを再生する。
【００５２】
本発明は、特定の例示的実施形態を参照して説明された。アナログ波形からパルスを発生させるための抵抗性入力インピーダンスを有する種々の回路が提供された。抵抗性入力インピーダンスは、他の回路に容易に整合される。なぜなら、これは、周波数に依存しないからである。従って、広帯域への整合は課題ではない。
【００５３】
本発明の特定の実施形態が記載されたが、種々の改変、変更、代替的構成および均等物も本発明の範囲内に含まれる。記載された発明は、特定の特殊なデータ処理環境内で動作することに限定されず、複数のデータ処理環境内で自由に動作できる。本発明が特定の実施形態に関して記載されたが、本発明の範囲が記載された特定の実施形態に限定されないことは当業者に明らかであるべきである。
【００５４】
さらに、本発明は、ハードウェアとソフトウェアとの特定の組み合わせを用いて記載されたが、ハードウェアとソフトウェアとの他の組み合わせも本発明の範囲内であることが理解されるべきである。本発明は、ハードウェアにおいてのみ、またはソフトウェアにおいてのみ、あるいはこれらの組み合わせを用いて、性能目標に依存して、かつ、本発明に関係しない他の基準に依存してインプリメントされ得る。
【００５５】
従って、明細書および図面は、限定的ではなく例示的であるとみなされるべきである。しかしながら、追加、削除、置換、および他の改変が、請求項に示されるような本発明の比較的広い主旨および範囲から逸脱することなくなされ得ることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本発明の例示的実施形態を示す。
【図２】図２は、図１に示される受信回路として用いられる例示的回路を示す。
【図３】図３は、図２の回路により生成されたトレースを示す。
【図４】図４は、本発明の別の例示的実施形態を示す。
【図５】図５は、本発明のさらに別の例示的実施形態を示す。
【図６】図６は、図５に模式的に示される実施形態の典型的な回路の実現である。
【図７】図７は、図６の回路実施形態がアナログ波形の１サイクルにて２つのシンボルを搬送することができることを示す。
【図８】図８は、本発明によるＳ形伝達関数を示す。
【図９】図９は、本発明によるＮ形伝達関数を示す。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の回路によって用いられる１つのタイプの伝達関数を示す。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明の回路によって用いられる１つのタイプの伝達関数を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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