ワイヤレスセンサの分散処理のための方法及び装置
本願開示のある態様は、圧縮センシング（ＣＳ）のための方法に関する。ＣＳは、任意に高い分解能を用いて信号を復元するためにシャノン／ナイキストサンプリング定理により提案されるものより著しく少ないセンサ測定値を使用することができる信号処理概念である。この開示において、医療及びフィットネス用途向けのボディエリアネットワーク（ＢＡＮ）において信頼できる通信と低い電力のロバスト・センサをサポートするために、ＣＳフレームワークがセンサ信号処理のために適用される。
【発明の詳細な説明】
【関連技術】
【０００１】
本願は、２００９年１２月３日に出願された米国特許仮出願第６１／２６６，３２４号に基づいて３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ.１１９（ｅ）の下に優先権を主張する。上記の米国特許仮出願は、その全体が本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本願開示のある態様は、一般に信号処理に関し、具体的には、ワイヤレスセンサの分散処理のための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ボディエリアネットワーク（ＢＡＮ）のようなネットワークは、個人のバイタルサインをモニタリングするためにパルスオキシメータのようなワイヤレスセンサを利用する。このようなＢＡＮの性能を改善するために、このようなワイヤレスセンサの複雑さ及び電力消費を低減することが望ましい。したがって、個人のバイタルサインのような情報を正確に検出して通信することのできる低電力センサが必要とされている。
【発明の概要】
【０００４】
１つの態様において、データを処理する方法が提供される。この方法は、第１の装置において、第１のクロック信号を維持することと、第２の装置において、第２のクロック信号を第１のクロック信号に同期するためのクロック同期信号を第１の装置から送信することと、第１の装置において、ある時間期間にわたってある入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを受信することと、ここにおいて、このサンプルの第１のセットは、第２のクロック信号に対応する、第１の装置において、サンプルの第１のセットに、少なくとも部分的に、基づいてサンプルの第２のセットを生成することとを含み、このサンプルの第２のセットは、第１のクロック信号に対応する。
【０００５】
別の態様において、データを処理するための装置が提供される。この装置は、第１のクロック信号を維持するように構成された処理システムと、第１のクロック信号に第２のクロック信号を同期するためのクロック同期信号を送信するように構成された送信機と、ある時間期間にわたってある入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを受信するように構成された受信機とを含み、このサンプルの第１のセットは、第２のクロック信号に対応する。この処理システムは、サンプルの第１のセットに、少なくとも部分的に、基づいてサンプルの第２のセットを生成するようにさらに構成され、サンプルの第２のセットは、第１のクロック信号に対応する。
【０００６】
別の態様はデータを処理するための装置を提供する。この装置は、第１のクロック信号を維持するための手段と、第１のクロック信号に第２のクロック信号を同期するためのクロック同期信号を送信するための手段と、ある時間期間にわたってある入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを受信するための手段と、ここにおいて、このサンプルの第１のセットは第２のクロック信号に対応する、サンプルの第１のセットに、少なくとも部分的に、基づいてサンプルの第２のセットを生成するための手段とを含み、サンプルの第２のセットは第１のクロック信号に対応する。
【０００７】
別の態様は、コンピュータプログラム製品を提供する。コンピュータプログラム製品はコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、装置によって実行される場合、その装置に方法を行わせるコンピュータ実行可能な命令を含む。この方法は、第１のクロック信号を維持することと、第１のクロック信号に第２のクロック信号を同期するためのクロック同期信号を送信することと、ある時間期間にわたってある入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを受信することと、ここにおいて、このサンプルの第１のセットは第２のクロック信号に対応する、サンプルの第１のセットに、少なくとも部分的に、基づいてサンプルの第２のセットを生成することとを含み、サンプルの第２のセットは第１のクロック信号に対応する。
【０００８】
別の態様は携帯電話を提供する。携帯電話はアンテナと、第１のクロック信号を維持するように構成された処理システムと、第１のクロック信号に第２のクロック信号を同期するためのクロック同期信号を、アンテナを介して送信するように構成された送信機と、ある時間期間にわたってある入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを、アンテナを介して受信するように構成された受信機とを含み、このサンプルの第１のセットは、第２のクロック信号に対応する。処理システムは、サンプルの第１のセットに、少なくとも部分的に、基づいてサンプルの第２のセットを生成するようにさらに構成され、そのサンプルの第２のセットは、第１のクロック信号に対応する。
【０００９】
別の態様はデータ通信の方法を提供する。その方法は、クロック同期信号を受信することと、そのクロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいてクロック信号を調節することと、調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成することと、サンプルの第１のセットを、少なくとも部分的に、備える１または複数のパケットを生成することと、その１または複数のパケットを送信することとを含む。
【００１０】
別の態様はデータ通信のための装置を提供する。その装置は、クロック同期信号を受信するように構成された受信機と、そのクロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいてクロック信号を調節し、その調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成し、サンプルの第１のセットを、少なくとも部分的に、備える１または複数のパケットを生成するように構成された処理システムと、その１または複数のパケットを送信するように構成された送信機とを含む。
【００１１】
別の態様はデータ通信のための装置を提供する。その装置は、クロック同期信号を受信するための手段と、そのクロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいてクロック信号を調節するための手段と、その調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成するための手段と、サンプルの第１のセットを、少なくとも部分的に、備える１または複数のパケットを生成するための手段と、その１または複数のパケットを送信するための手段とを含む。
【００１２】
別の態様はコンピュータプログラム製品を提供する。コンピュータプログラム製品はコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、装置によって実行される場合、その装置に方法を行わせるコンピュータ実行可能な命令を含む。この方法は、クロック同期信号を受信することと、そのクロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいてクロック信号を調節することと、その調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成することと、サンプルの第１のセットを、少なくとも部分的に、備える１または複数のパケットを生成することと、その１または複数のパケットを送信することとを含む。
【００１３】
別の態様は、センシングデバイスを提供する。このデバイスは、入力を受信するように構成されたトランスデューサと、クロック同期信号を受信するように構成された受信機と、そのクロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいてクロック信号を調節し、入力に、少なくとも部分的に、基づいてその調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成し、サンプルの第１のセットを少なくとも部分的に備える１または複数のパケットを生成するように構成された処理システムと、その１または複数のパケットを送信するように構成された送信機とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本願開示の前述の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約された、より具体的な説明は態様を参照して行われ、そのいくつかは添付の図面に示される。しかし、この説明は他の同様に有効な態様を許容できるので、添付の図面は本願開示の特定の典型的な態様を示しているに過ぎず、したがってその範囲を限定するものと見なすべきではないことに留意されたい。
【図１】図１はワイヤレス通信システム例を示す。
【図２】図２はワイヤレスデバイスで利用できる種々の構成要素を示すブロック図である。
【図３】図３は、本願開示のある態様によるセンサの部分のブロック図である。
【図４】図４は、ボディエリアネットワーク（ＢＡＮ）の一例を示す。
【図５】図５は、ＢＡＮ内で使用されるセンサのアレイを示すブロック図である。
【図６】図６は、ＢＡＮ内で使用されるアグリゲータを示すブロック図である。
【図７】図７は、時間領域光電脈波（ＰＰＧ：photoplethysmograph）信号及びその周波数スペクトルの一例を示す。
【図８】図８は、時間領域心電図（ＥＣＧ）信号及びその周波数スペクトルの一例を示す。
【図９】図９は、圧縮センシングサンプル分布を示す。
【図１０】図１０は、データを検知する方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、データを処理する方法を示すフローチャートである。
【図１２Ａ】図１２Ａは、クロックアライメント不整を処理する方法を示すフローチャートである。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、クロックアライメント不整を処理する別の方法を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、本願開示のある態様によるリコンストラクタ及びセンサの一例のブロック図を示す。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本願開示のある態様によるＰＰＧ信号及びガボール空間におけるその変換の一例を示す。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、本願開示のある態様によるＰＰＧ信号及びガボール空間におけるその変換の一例を示す。
【図１５】図１５は、本願開示のある態様によるアンダーサンプリングされた捕捉及び再構成のための例示的な動作を示す。
【図１６】図１６は、本願開示のある態様による、センサにおける光源をアクチュエートし、デアクチュエートするための例示的な動作を示す。
【図１７】図１７は、本願開示のある態様による、異なるアンダーサンプリング比（ＵＳＲ）を使用して取得された再構成された信号の比較を示す。
【図１８】図１８は、本願開示のある態様による、不均一なサンプリングインスタンスで検知された信号の一例を示す。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本願開示のある態様による、受信機クロック速度より高い送信機クロック速度に関する、受信機と送信機との間のクロック不一致の影響を表す波形を示す。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、本願開示のある態様による、受信機クロック速度より高い送信機クロック速度に関する、受信機と送信機との間のクロック不一致の影響を表す波形を示す。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、本願開示のある態様による、受信機クロック速度より高い送信機クロック速度に関する、受信機と送信機との間のクロック不一致の影響を表す波形を示す。
【図２０Ａ】図２０Ａは、本願開示のある態様による、受信機クロック速度より低い送信機クロック速度に関する、受信機と送信機との間のクロック不一致の影響を表す追加の波形を示す。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、本願開示のある態様による、受信機クロック速度より低い送信機クロック速度に関する、受信機と送信機との間のクロック不一致の影響を表す追加の波形を示す。
【図２０Ｃ】図２０Ｃは、本願開示のある態様による、受信機クロック速度より低い送信機クロック速度に関する、受信機と送信機との間のクロック不一致の影響を表す追加の波形を示す。
【図２１Ａ】図２１Ａは、本願開示のある態様による、圧縮センシングレジーム及びナイキストサンプリング下でローパスフィルタを省いた影響を表す波形を示す。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、本願開示のある態様による、圧縮センシングレジーム及びナイキストサンプリング下でローパスフィルタを省いた影響を表す波形を示す。
【図２２】図２２は、本願開示のある態様による、装置のブロック図である。
【図２３】図２３は、本願開示のある態様による、別の装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
新しいシステム、装置、及び方法の種々の態様について、添付の図面を参照して以下でより詳しく説明する。ただし、本願の教示は、多数の異なる形態で実施されてもよく、本願開示を通じて提示されるいかなる特定の構造または機能にも限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの態様は、本願開示が徹底的かつ完全で、本願開示の技術的範囲を当業者に十分伝えるように提供される。本明細書の教示に基づいて、本願開示の範囲は、本願開示の他の任意の態様から独立して実施されようとこれと組み合わせて実施されようと、本明細書で開示される新しいシステム、装置、及び方法のいかなる態様も包含するものであることが当業者には了解されるであろう。例えば、本明細書に記載された任意の数の態様を使用して、装置が実施でき、または方法が実施されることができる。さらに、本願開示の範囲は、本明細書に記載された本願開示の種々の態様に加えて、またはこれら以外の、他の構造、機能、または構造及び機能を使用して実施されるこのような装置または方法を包含するものである。本明細書で開示される開示のいかなる態様も請求項の１つまたは複数の要素によって実施できることを理解されたい。
【００１６】
「典型的」という単語は、ここでは、「例、実例、あるいは例証として役に立つこと」を意味するために使用される。「典型的」としてここに記載された任意の態様は、必ずしも他の態様より好ましい、あるいは有利と解釈されるとは限らない。
【００１７】
特定の態様がここに記載されているが、これらの態様の多くの変形及び並べ替えは、本願開示の技術的範囲内である。好ましい態様のいくつかの利益及び利点が言及されているが、本願開示の技術的範囲は、特定の利益、用途、または目的に限定されるものではない。むしろ、本願開示の態様は、異なるワイヤレス技術、システム構成、ネットワーク、及び伝送プロトコルに広く適用可能であることを意図され、そのいくつかは図及び好ましい態様の以下の説明において例として示されている。詳細な説明及び図面は、本願開示を限定するのではなく、本願開示の例示に過ぎず、本願開示の技術的範囲は添付の特許請求の範囲及びその等価物によって定義される。
【００１８】
ワイヤレス通信システム例
本明細書の教示は、さまざまな有線装置またはワイヤレス装置（例えば、ノード）に組み込まれる（例えば、装置内で実施されるかまたは装置によって実行される）ことができる。いくつかの態様では、本明細書の教示により実施されるノードは、アクセスポイントまたはアクセス端末を備えることができる。
【００１９】
アクセスポイント（「ＡＰ」）は、ノードＢ、無線ネットワーク制御器（「ＲＮＣ」）、ｅノードＢ、基地局制御器（「ＢＳＣ」）、基地トランシーバ局（「ＢＴＳ」）、基地局（「ＢＳ」）トランシーバ機能（「ＴＦ」）、無線ルータ、無線トランシーバ、基本サービス・セット（「ＢＳＳ」）、拡張サービス・セット（「ＥＳＳ」）、無線基地局（「ＲＢＳ」）、あるいは他の何らかの用語を備える、これらをとして実施される、またはこれらとして既知である。
【００２０】
アクセス端末（「ＡＴ」）は、アクセス端末、加入者局、加入者ユニット、移動局、遠隔局、遠隔端末、ユーザ端末、ユーザエージェント、ユーザデバイス、ユーザ機器、または他の何らかの用語を備え、これらとして実施され、またはこれらとして既知である。いくつかの実装形態では、アクセス端末は、セルラー式電話機、コードレス電話機、セッション開始プロトコル（「ＳＩＰ」）電話機、ワイヤレスローカルループ（「ＷＬＬ」）局、携帯情報端末（「ＰＤＡ」）、ワイヤレス接続機能を有するハンドヘルドデバイス、またはワイヤレスモデムに接続された他の何らかの適切な処理デバイスを備えることができる。したがって、本明細書で教示される１つまたは複数の態様は、電話機（例えば、セルラーフォンまたはスマートフォン）、コンピュータ（例えば、ラップトップ）、ポータブル通信デバイス、ポータブルコンピューティングデバイス（例えば、携帯情報端末）、エンターテイメントデバイス（例えば、音楽デバイスもしくはビデオデバイス、または衛星ラジオ）、全地球測位システムデバイス、またはワイヤレス媒体もしくは有線媒体を介して通信するように構成された他の任意の適切なデバイスに組み込まれることができる。いくつかの態様では、ノードはワイヤレスノードである。このようなワイヤレスノードは、例えば、有線通信リンクまたはワイヤレス通信リンクを介してネットワーク（例えば、インターネットまたはセルラーネットワークなどのワイドエリアネットワーク）に接続性を、またはこれへの接続性を提供することができる。
【００２１】
図１は、本願開示の態様が使用され得るワイヤレス通信システム１００の一例を示す。ワイヤレス通信システム１００は、ブロードバンドワイヤレス通信システムであり得る。ワイヤレス通信システム１００は、いくつかのセル１０２に通信を提供することができ、それらの各々は基地局１０４によりサービスされる。基地局１０４は、ユーザ端末１０６と通信する固定局であることができる。その代わり、基地局１０４はアクセスポイント、ノードＢまたは他の何らかの用語と呼ばれることができる。
【００２２】
図１は、システム１００中に分散された種々のユーザ端末１０６を示す。ユーザ端末１０６は固定される（すなわち、静止している）か、あるいはモバイルであることができる。ユーザ端末１０６は、その代わりに、遠隔局、アクセス端末、ターミナル、加入者ユニット、移動局、局、ユーザイクイップメント等と呼ばれることができる。ユーザ端末１０６は、セルラーフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドヘルドデバイス、ワイヤレスモデム、ラップトップコンピュータ、パーソナルコンピュータ等のようなワイヤレスデバイスであることができる。
【００２３】
基地局１０４とユーザ端末１０６との間のワイヤレス通信システム１００中の送信のために、種々のプロセス及び方法が使用され得る。例えば、信号は、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ技術にしたがって基地局１０４とユーザ端末１０６との間で送受信されることができる。これが事実である場合、ワイヤレス通信システム１００はＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡシステムと呼ばれることができる。その代わりに、信号はＣＤＭＡ技術にしたがって基地局１０４とユーザ端末１０６との間で送受信されることができる。これが事実である場合、ワイヤレス通信システム１００はＣＤＭＡシステムと呼ばれることができる。
【００２４】
基地局１０４からユーザ端末１０６への送信を容易にする通信リンクは、ダウンリンク（ＤＬ）１０８と呼ばれることができ、ユーザ端末１０６から基地局１０４への送信を容易にする通信リンクは、アップリンク（ＵＬ）１１０と呼ばれることができる。その代わり、ダウンリンク１０８は順方向リンクまたは順方向チャネルと呼ばれることができ、アップリンク１１０は逆方向リンクまたは逆方向チャネルと呼ばれることができる。
【００２５】
セル１０２は、複数のセクタ１１２に分割されることができる。セクタ１１２はセル１０２内の物理的カバレージエリアである。ワイヤレス通信システム１００内の基地局１０４は、セル１０２の特定のセクタ１１２内に電力の流れを集中させるアンテナを使用することができる。このようなアンテナは指向性アンテナと呼ばれることができる。
【００２６】
図２は、ワイヤレス通信システム１００内で使用されることのできるワイヤレスデバイス２０２において使用され得る種々の構成要素を示す。ワイヤレスデバイス２０２は、ここに説明される種々の方法を実施するように構成されることのできるデバイスの一例である。ワイヤレスデバイス２０２は基地局１０４またはユーザ端末１０６であり得る。
【００２７】
ワイヤレスデバイス２０２は、そのワイヤレスデバイス２０２の動作を制御するプロセッサ２０４を含むことができる。プロセッサ２０４はまた中央処理装置（ＣＰＵ）とも呼ばれる。メモリ２０６は読取り専用メモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の両者を含むことができるものであり、そのメモリ２０６はプロセッサ２０４へ命令及びデータを提供する。メモリ２０６の一部分はまた不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）を含むことができる。プロセッサ２０４は典型的に、メモリ２０６内に記憶されたプログラム命令に基づいて論理及び算術演算を行う。メモリ２０６内の命令はここに記載されている方法を実施するために実行可能であり得る。さらに、ＤＳＰ２２０及びプロセッサ２０４の機能は単一のモジュール中に含まれることができる。
【００２８】
ワイヤレスデバイス２０２はまた、そのワイヤレスデバイス２０２と遠隔地との間におけるデータの送受信を可能にするために送信機２１０及び受信機２１２を含むことができるハウジング２０８を含むことができる。送信機２１０及び受信機２１２はトランシーバ２１４に結合され得る。アンテナ２１６はハウジング２０８に取り付けられ、トランシーバ２１４に電気的に結合されることができる。ワイヤレスデバイス２０２はまた、複数の送信機、複数の受信機、複数のトランシーバ、及び／または複数のアンテナを含むことができる。
【００２９】
ワイヤレスデバイス２０２はまた、トランシーバ２１４によって受信された信号のレベルを検出し定量化しようとして使用できる信号検出器２１８を含むことができる。信号検出器２１８は、このような信号を全エネルギー、シンボルあたりのサブキャリアあたりのエネルギー、パワースペクトル密度、及び他の信号として検出することができる。ワイヤレスデバイス２０２はまた、信号処理で使用するデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）２２０を含むことができる。信号検出器はまた、フォトダイオード、ＥＣＧ電極、マイクロホン等のようなトランスデューサ（示されていない）に接続されることができる。
【００３０】
ワイヤレスデバイス２０２の種々の構成要素はバスシステム２２２によって互いに結合されることができる。バスシステム２２２は、データバスに加えて、電力バスと、制御信号バスと、状態信号バスとを含むことができる。
【００３１】
ボディエリアネットワーク概念
図４は、ボディエリアネットワーク（ＢＡＮ）４００の一例を示す。ボディエリアネットワークは診断目的のバイタルサインの連続的モニタリング、慢性疾患に対する薬剤の効果などの医療用途の有望な概念を表す。
【００３２】
ＢＡＮは、いくつかの捕捉回路からなることができる。各捕捉回路は、１つまたは複数のバイタルサインを検知してそれらを、モバイルハンドセット、ワイヤレス腕時計（wireless watch）、または携帯情報端末（ＰＤＡ）のようなアグリゲータ（すなわち、アクセス端末）に通信するワイヤレスセンサを備えることができる。アグリゲータは時として、ゲートウェイと呼ばれることができる。生物医学的信号を捕捉して、それらをワイヤレスチャネルでアグリゲータ４１０へ送信するセンサ４０２、４０４、４０６及び４０８は、アクセスポイント１０４と同じ機能を有することができる。図５は、ＢＡＮ４００内のセンサ４０２−４０８に相当することができる生物医学的センサ５０１及び５５０のアレイの詳細なブロック図を示す。
【００３３】
図４中に示されているアグリゲータ４１０は、センサ４０２−４０８からワイヤレスチャネルによって送信された種々の生物医学的信号を受信し、処理することができる。アグリゲータ４１０はモバイルハンドセットまたはＰＤＡであることができ、図１からのモバイルデバイス１０６と同じ機能を有し得る。他の実施形態においては、アグリゲータ４１０はアクセスポイントまたはフェムトノードであることができる。図６は、ＢＡＮ４００内のアグリゲータ４１０に対応し得るアグリゲータ６１０の詳細なブロック図を示す。アグリゲータ６１０は、図２からの受信機２１２の一例であることができる。
【００３４】
ＢＡＮ中で使用されるセンサは、非侵入型で長持ちするものであることが望ましいであろう。センサ信号処理のための圧縮センシング（ＣＳ）技術の利益を実証するために、光電脈波（ＰＰＧ）及び心電図（ＥＣＧ）信号がこの開示において検討されることができる。ＰＰＧ、ＥＣＧ及びアクティビィティセンシングは、ヒト個体群の広いセグメントにおける高い割合の慢性疾患をカバーし、したがってワイヤレスエリアネットワーク（ＷＡＮ）接続性を用いてモバイルデバイス及びＢＡＮにおけるワイヤレス技術に、このような疾患の治療及び診断を改良する有意な機会を提供する。
【００３５】
パルスオキシメータセンサは、呼吸及び肺を含む呼吸器系の非常に重要なインジケータ、血液酸素化（blood oxygenation）（ＳpＯ2とも呼ばれる）の連続的モニタリングを可能にすることができるＰＰＧ波形を生成することができる。血液は、それらの生存や適切な働きを確実にし、細胞の老廃物を除去するために酸素、栄養素及び化学物質を体の細胞に運ぶ。ＳpＯ2は、診断、外科的処置、長期モニタリング等のために臨床現場において広く使用される。図７は時間領域ＰＰＧ信号及びその周波数スペクトルの一例を示す。
【００３６】
ＥＣＧは、心臓血管系を評価するためのもう一つの重要なバイタルサインである。心臓はもっともよく働く体の器官の１つであり、１分当り約６リットルの血液を人の体中に送り出す。各心臓周期中に生成される電気信号はＥＣＧ信号を形成し、Ａｇ／ＡｇＣｌ電極センサによって容易に捕えられることができる。ＥＣＧは心臓関連の問題を診断するために臨床現場において慣行的に使用されることができ、ＥＣＧの連続的モニタリングは多くの慢性の病気の早期診断を可能にし得る。図８は、時間領域ＥＣＧ信号及びその周波数スペクトルの一例を示す。血圧（ＢＰ）は極めて高い臨床価値を有するもう一つのバイタルサインである。最高血圧（ＳＢＰ）及び最低血圧（ＤＢＰ）は、ＥＣＧ及びＰＰＧ信号を使用して推定されることができる。
【００３７】
ある態様においては、ここに記載のセンサ及びゲートウェイは、圧縮センシング（ＣＳ）を使用する。ＣＳにおいては、任意に高い分解能を用いて信号を復元するために、シャノン／ナイキストサンプリング定理により提案されるものより著しく少ないセンサ測定値が使用されことができる。これは、検知されている信号が本質的に圧縮可能であるか、あるいはある領域においてスパース(sparse)であるときに可能である。Ｍの非ゼロのスペクトル成分を備える帯域限定信号のクラスが考えられ、ここでＭ＜＜ｆs／２及びｆsは、ナイキストサンプリングレートのような提案されるサンプリングレートである。従来、このような信号は、より効率的な送信及び／または記憶のために捕捉後に圧縮されることができる。
【００３８】
ＣＳフレームワークにおいて、捕捉プロセス（すなわち、センシング）はソース圧縮と一体化されることができ、信号のスパース性質から独立していることができる。しかしながら、このスパース性（sparsity）情報は、信号の再構成を行うために受信機側で要求されることがある。ＣＳフレームワーク中の測定値は、一般に、ランダムな基底関数とのその信号の内積として定義される。これらの信号は、少なくともＭ log（Ｎ／Ｍ）のサンプルがその受信機で利用可能な場合に、この受信機で若干の付加的な計算上の複雑さを伴うが、正確に復元されることができ、ここでＮはその再構成におけるサンプルの数である。ＢＡＮ中で使用されるセンサの可使用時間を延ばすためにその計算上の複雑さをフレキシブルな電力バジェットを有するノードに変えることができるので、これはボディエリアネットワーク（ＢＡＮ）の環境において有用であることができる。
【００３９】
ＣＳパラダイムは、信号の検出／分類、イメージング、データ圧縮及び磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）に関する適用に使用されることができる。ＣＳの利益は改善された信号フィデリティ及び優れた認識性能に関して報告される。本願開示において、医療及びフィットネス用途向けのＢＡＮ内に低電力センサを提供するために、ＣＳベースの信号処理が提案される。
【００４０】
医療適用におけるＢＡＮの一つの態様は、センサ電力及び通信待ち時間を最小にする一方で、複数のセンサ（すなわち、複数の送信機）と１つのアグリゲータ（すなわち、受信機）との間に信頼できる通信リンクを提供することである。
【００４１】
図５は、本願開示のある態様にしたがってＢＡＮ内で使用されるセンサのアレイのブロック図の一例を示す。一つの態様において、センサ５０１及び５５０は、センサ中で使用される回路の複雑さ及び電力消費を著しく低下させるために圧縮センシングを利用するように設計される。例えば、圧縮センシングの使用は、電力消費を低下させるためにセンサ５０１及び５５０がある処理ステップ及びある信号調整ステップを省くことを可能にすることができる。以下、これらのステップ並びにその対応する回路及び機能を省くことを詳細に説明する。
【００４２】
センサ５０１は、処理システム５０５を備える。処理システム５０５は、センサ５０１の動作を制御し、指図するように動作することができる。一つの態様においては、処理システム５０５は、クロック信号を生成し、維持し、調節するためのクロック回路を含む。ここに記載されるように、センサ５０１の動作の減少した複雑さは、処理システム５０５が簡単化することを可能にし、ＣＰＵのような、より多くの電力の集中するハードウェアは、センサ５０１がその機能を実行する必要がない。例えば、その代わりに、専用のハードウェア有限ステートマシンを使用することができる。処理システム５０５は、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）５０８に結合される。ＤＡＣ５０８は、トランスデューサ５０９に結合される。ＤＡＣ５０８は、センサ５０１により測定される信号を生成するためにトランスデューサ５０９を駆動するように構成されることができる。例えば、一つの態様においては、センサ５０１は、パルスオキシメータセンサを備える。センサ５０１は、測定のために、この態様では発光ダイオード（ＬＥＤ）であるトランスデューサ５０９を駆動するために処理システム５０５からのアクチュエーション(actuation)信号を変換するためにＤＡＣ５０８を使用することができる。他の態様においては、センサはアクチュエーション信号を要求しないＤＡＣ５０８及びトランスデューサ５０９を省くことができる。センサ５０１は、アナログ信号を受信するためにトランスデューサ５１０をさらに備えることができる。上述したように、トランスデューサ５１０は光検出または他のセンス回路を備えることができる。トランスデューサ５１０は、例えば、低雑音増幅器（ＬＮＡ）回路５１１のような、調整回路に結合される。ＬＮＡ回路５１１は、例えば、圧縮センシング（ＣＳ）アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）５１３のようなサンプリング回路に結合される。一つの態様においては、ＣＳ ＡＤＣ５１３は、量子化回路（示されていない）と同一直線上のサンプル及びホールド回路（示されていない）として部分的に実施されることができる。以下、図３を参照して、種々の態様によるＣＳ ＡＤＣ ５１３の構造をさらに詳細に説明する。ここに記載されるように、ＣＳ ＡＤＣ ５１３は、ある時間期間にわたってトランスデューサにより受信されたアナログ信号を表すサンプルのセットを生成するために使用されることができる。センサ５０１は、メディアアクセスコントローラ５１６及び無線機５１４をさらに備えることができる。処理システム５０５は、ＭＡＣ５１６と共に、ＣＳ ＡＤＣ ５１３により生成されたサンプルのそのセットをパケット化するように、及び無線機５１４を介してこのようなパケットの１または複数のものを送信するように構成されることができる。
【００４３】
都合のよいことに、センサ５０１における動作の減少された複雑さは、他の場合ではセンサ中で従来使用されるある回路の除去を可能にする。例えば、ナイキストレートでサンプリングを行うために、エイリアシングを除去するためにアンチエイリアシングフィルタが従来使用される。このようなフィルタリングには、著しい電力消費が要求され得る。ＣＳ技術を使用することにより、アンチエイリアシング回路の性能要件は緩和され得る。その代わりに、いくつかの実施形態においては、アンチエイリアシング回路は省かれることができる。これは図２１Ａ及び２１Ｂに関して示されている。図２１Ａには、２００Ｈｚのナイキストエッジが示されている。図２１Ａはまた、約３７Ｈｚにおいてそのナイキストエッジより下の有効成分２１０３を有し、約５００Ｈｚにおいてナイキストエッジより上の有効成分２１０５を有する信号を示す。ナイキストエッジより上の成分２１０５は帯域外トーンである。従来、２００Ｈｚのナイキストエッジには４００サンプル／秒のナイキストサンプリング周波数が必要とされる。従来のナイキストサンプリングでは、２００Ｈｚより上の全ての成分を除去するためのアンチエイリアシングフィルタと、その後４００サンプル／秒で均一にサンプリングすることを必要とする。図２１Ｂには、アンチエイリアシングフィルタを省いたが、ナイキスト再構成を依然使用した結果が示されている。具体的には、波形２１０９は、アンチエイリアシングフィルタを用いずに、４００サンプル／秒で均一にサンプリングされたデジタル信号のスペクトルを示す。図２１Ａの５００Ｈｚの成分２１０５のエイリアシング効果は、図２１Ｂ中の１００Ｈｚにおけるスプリアス成分２１１３によって示される。したがって、示されるように、従来のサンプリング技術を使用しながらアンチエイリアシングフィルタを省くことは、不適当な結果を提供する。対比するために、波形２１１１は、アンチエイリアシングフィルタを使用したときの従来のナイキストサンプリングの結果を示す。示されるように、従来のサンプリングがアンチエイリアシングフィルタと組合せられるとき、３７Ｈｚにおける成分２１０３は保存され、１つのスプリアストーンも公表され(promulgated)ない。さらに、図２１Ｂは、アンチエイリアシングフィルタを用いずにＣＳサンプリングを使用した再構成を示す波形２１０７を示す。示されているように、波形２１０７は３７Ｈｚで成分２１０３を再び生じさせるが、しかしエイリアシングからのスプリアストーンを含まない。ＣＳ再構成２１０７を生成することにおいて、平均サンプリングレートは４００サンプル／秒であり、それはナイキストの場合と同じである。しかしながら、上述したように、ＣＳ再構成におけるサンプリングは不均一である。さらに、１００Ｈｚより高いスペクトル成分が関心の対象の帯域から外れているアプリオリ情報は使用されることができ、帯域外成分は再構成されることはない。
【００４４】
一つの態様においては、センサ５５０のような付加的なセンサもまた図４に記載のボディエリアネットワークに含まれ得る。例えば、センサ５０１はパルスオキシメータを備えることができ、一方センサ５５０は３次元加速度計を備えることができる。以下説明するように、センサ５０１及び５５０からの出力は合成されることができ、他の場合には、共通のゲートウェイによって処理されることができる。
【００４５】
処理システム５０５は１または複数のプロセッサを用いて実施されることができる。１または複数のプロセッサは、汎用マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ信号（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、コントローラ、ステートマシン、論理ゲート、ディスクリートハードウェア構成要素、専用ハードウェア有限ステートマシン、あるいは情報の計算または他の操作を行うことのできる任意の他の適切なエンティティの任意の組合せを用いて実施されることができる。
【００４６】
処理システム５０５はまたソフトウェアを記憶するための機械可読媒体を含むことができる。ソフトウェアは、それがソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、あるいは別の方法と呼ばれようと、任意のタイプの命令を意味するように広く解釈される。命令はコード（例えば、ソースコードフォーマット、２進コードフォーマット、実行可能なコードフォーマット、あるいは任意の他の適切なコードフォーマットの）を含むことができる。命令は、１または複数のプロセッサにより実行されるとき、ここに記載されている種々の機能を処理システム５０５に行わせる。
【００４７】
図３は低雑音増幅器（ＬＮＡ）２２１９、ランダム遅延発生器２２２０、サンプルホールド（Ｓ＆Ｈ）回路２２２１、及び量子化回路２２２３を示す。ＬＮＡ回路２２１９は、図５のＬＮＡ回路５１１に相当することができる。ランダム遅延発生器２２２０、Ｓ＆Ｈ回路２２２１及び量子化回路２２２３は、図５のＣＳ ＡＤＣ ５１３に相当することができる。示されるように、アナログ信号Ｘ（ｔ）はＬＮＡ２２１９で受信されることができる。アナログ信号は、ＬＮＡ回路２２１９、Ｓ＆Ｈ回路２２２１、及び量子化回路２２２３によって逐次的に処理されることができる。ランダム遅延発生器２２２０は、その信号がＳ＆Ｈ回路２２２１によってサンプリングされ、及び量子化回路２２２３によってサンプリングされるインスタンスを制御することができる。ランダム遅延発生器２２２０は、不均一なサンプリングインスタンスを生成することにおいて使用される入力としてシードを受信することができる。量子化回路２２２３の出力は、ここに記載されるやり方で都合よく使用されるデジタル信号である。一つの態様において、各回路は、介在する回路なしに出力を次の回路へ直接提供するように構成される。したがって、上述されるように、この態様において、一つのローパスフィルタあるいはアンチエイリアシングフィルタも存在せず、あるいは使用されない。記載のように、この削除は、電力消費の減少、複雑さの減少、及びセンサによって提供されるデータの品質を損なうことなくセンサの費用の減少に、都合よく帰着する。
【００４８】
図６は、アグリゲータ６１０を示す。アグリゲータ６１０はまた、ここではゲートウェイ６１０と呼ばれることができる。ゲートウェイ６１０は、図５のセンサ５０１及び５５０のような１または複数のセンサからのセンサ入力からのサンプルのセットのようなデータを受信するために使用されることができる。ゲートウェイ６１０は、ここに記載されているそのデータに関する追加の処理を行うためにさらに構成されることができる。一つの態様において、ゲートウェイ６１０は、ＢＡＮラジオ６１３を備える。ＢＡＮ無線機６１３は、図５のセンサ５０１及び５５０のようなセンサからの送信を受信するように構成されることができる。ＢＡＮ無線機６１３はまた、１または複数のワイヤレスセンサへメッセージを送信するように構成されることができる。例えば、ここに記載されるように、ゲートウェイ６１０は、ＢＡＮ無線機６１３を介して１または複数のワイヤレスセンサへのクロック動作またはデータに関する要求を送信するように構成されることができる。ゲートウェイ６１０は、ＢＡＮ無線機６１３を通った通信を制御するためにそのＢＡＮ無線機６１３に結合されたメディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）６１６をさらに備える。ゲートウェイ６１０は、ＭＡＣ６１６に結合された処理システム６１９をさらに備える。処理システム６１９は、ＢＡＮ無線機６１３及びＭＡＣ６１６を介してセンサと通信するように構成されることができる。例えば、ここに記載されているように、処理システム６１９は、センサからのＣＳサンプルのセットを受信するように、及びその受信されたサンプルセットからサンプルのナイキストセットを再構成するように構成されることができる。同様に、処理システム６１９はパケットロスを軽減し、受信されたサンプルセット中のアーティファクトを除去し、ゲートウェイ６１０とセンサとの間のクロック不整合を判断し軽減し、複数のセンサからのサンプルセットをアラインし、受信されたあるいは再構成されたサンプルを解析して、バイタルサインを読み取り、アラームをトリガすることができる。一つの態様において、処理システム６１９は、クロック信号を生成し、維持するためのクロック回路を含む。
【００４９】
ゲートウェイ６１０は、例えば、ＷｉＦｉ無線機等の、ＬＡＮ無線機６２５、あるいは、例えば、第３世代無線機等の、広域ネットワーク無線機６２２のような追加の無線機をさらに備えることができる。これらの無線機は、他のデバイスへセンサからの情報を通信するために使用されることができる。例えば、ある人の携帯電話はゲートウェイ６１０として機能し得る。ゲートウェイ６１０は、ＷＡＮ無線機６２２とＬＡＮ無線機６２５と処理システム６１９との間の通信を制御するための別のメディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）６２３をさらに備えることができる。いくつかの実施形態においては、ＭＡＣ６１６および６２３は共用ハードウェアまたはソフトウェアによって実施されることができる。センサからのデータに基づいてバイタルサインを判断した後、処理システム６１９は、ＬＡＮラジオ６２５のＷＡＮラジオ６２２を介して、バイタルサインに関する情報を、遠く離れて位置する医師へ送信することができる。都合よく、ゲートウェイ６１０におけるセンサからのサンプルの集中処理は、センサの複雑さの減少と電力消費量の低下を容易にする。さらに、ゲートウェイ６１０は、複数のセンサのための集中型クロック同期コントローラとして動作することができる。
【００５０】
処理システム６１９は１または複数のプロセッサを用いて実施され得る。１または複数のプロセッサは、汎用プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、コントローラ、ステートマシン、論理ゲート、ディスクリートハードウェア構成要素、専用のハードウェア有限ステートマシン、あるいは情報の計算または他の操作を行うことのできる任意の他の適切なエンティティの任意の組合せを用いて実施され得る。
【００５１】
処理システム６１９はまた、ソフトウェアを記憶するための機械可読媒体を含むことができる。ソフトウェアは、それがソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、あるいは別の方法と呼ばれようと、任意のタイプの命令を意味するように広く解釈される。命令はコード（例えば、ソースコードフォーマット、２進コードフォーマット、実行可能なコードフォーマット、あるいは任意の他の適切なコードフォーマットの）を含むことができる。命令は、１または複数のプロセッサにより実行されるとき、ここに記載されている種々の機能を処理システム６１９に行わせる。
【００５２】
図９は、本願開示のある態様による圧縮センシングサンプル分布を示す。ここに記載されているように、ＣＳサンプリングのために、デジタル信号から忠実に再構成されるようにアナログ信号に関して下記の条件が満たされることができる。第１に、ホールド時間
【数１】
【００５３】
ここで、ｆmaxは、大きさ
【数２】
【００５４】
を有する信号ｘ（ｔ）中の最大スペクトル成分であり、ここでｑはｘ（ｎ）を量子化におけるビットの数である。第２に、任意の与えられた時間ウインドウにおいて、ＣＳサンプリングにおける測定値の数ｋはｃ*Ｍ*ｌｏｇ（Ｎ／Ｍ）となり、ここでＭは６*ｑｄＢより上のスペクトル成分の数であり、Ｎはその与えられた時間ウインドウにおいて再構成されるナイキストサンプルの数である。定数ｃは、測定値基底とスパース基底との間のコヒーレンスを表すことができる。例えば、２つの基底がよりコヒーレントになると、ｃの値はより小さくなる。ある態様においては、ｃは、ｋが値Ｍのほぼ３乃至５倍となるように選択される。いくつかの態様では、ｃは１と２の間の値を有することができる。図９に認められるように、同じ時間ウインドウの中のサンプルの数は、ナイキストレートサンプリングに関して存在するものよりはるかに少ない。この例において、１０のアンダーサンプリング比が使用された。これは、平均で、ＣＳ再構成に関する与えられた時間ウインドウに使用されるサンプルの数が従来のナイキストサンプリングのものの１／１０であることを意味する。都合よく、より少ないサンプルを使用することにより、センサにおける電力消費が減少する。実際に、サンプルを生成するためにより少ない処理が使用される。さらに、パルスオキシメータ、ＬＥＤまたは類似の素子のようなセンサに関して、その信号のサンプリング期間に対応する減少した持続期間の間給電されることができる。ｘ（ｔ）がスペクトル領域においてスパースであるとき、観察の１秒毎に、ｋは、ｘ（ｔ）における冗長に依存して、Ｆsの測定値よりはるかに小さくなり得る。さらに、センサにおけるアナログ回路の複雑さを、ゲートウェイにおけるデジタル領域の再構成の複雑さへ移すことから、センサ中には著しい電力利得が存在することができる。上述したように、あるウインドウ中の測定値の数ｋは、６*ｑｄＢより上のスペクトル成分の数Ｍとの関係で判断される。したがって、測定値の数は、それらはゲートウェイで再構成されることはないかもしれないが、６*ｑｄＢより上の帯域外成分を考慮する。実際に、多くの実世界センサは高い周波数で減少した感度を有し、帯域外信号による測定値の数の増加は法外に高いのもとはならないかもしれない。以下において、ＣＳサンプリング及び再構成もまた詳細に説明される。
【００５５】
本願開示のある態様は、パルスオキシメータセンサの電力消費を減少させるための方法に関する。市販のパルスオキシメータは、典型的に、２０―６０ｍＷ程度の電力を消費し得る。赤色及び赤外線の発光ダイオード（ＬＥＤ）はこの電力の大部分を占める。ＰＰＧセンサの電力効率のよい設計は、電力消費を１．５ｍＷに低下させることができる。ＬＥＤ照明に関連したデューティサイクルは、与えられた均一のサンプリングレートに関して減少されることができる。高速検出器及びより高いクロック周波数は、他の最適化の中で使用されることができる。したがって、ＬＥＤはＴ・ｆsの持続期間のあいだオンにされていることができ、ここで、ｆs及びＴはそれぞれサンプリングレート及び各サンプルを捕捉するために使用される照明の持続期間を表す。
【００５６】
ＰＰＧ信号はスペクトル領域においてスパースであることができ、したがって圧縮可能である。これは、ＰＰＧ信号を捕捉するために圧縮センシング（ＣＳ）フレームワークの使用を可能にすることができる。ＰＰＧ信号は不均一な（すなわち、ランダムな）時間インターバルで、しかしｆsの平均サンプリングレートを用いてサンプリングされることができる。ＣＳアプローチでは、サンプリングレートＦsは均一なサンプリングレートｆsよりはるかに小さくてよい。ファクタｆs／Ｆsはアンダーサンプリング比（ＵＳＲ）と呼ぶことができる。このサンプリングアプローチは、ＰＰＧ捕捉のために使用されるパルスオキシメータの減少した（すなわち、ほぼＵＳＲのファクタだけ）電力消費となり得ることが認められる。これは、ＬＥＤがＴ・ｆsの代わりに、わずかＴ・ｆs／ＵＳＲの持続期間のあいだのみ点灯されることができるからである。
【００５７】
ｆs／ＵＳＲでのサンプリング及びローパスフィルタリングに比較されるＣＳベースのアプローチの利点は、ｆs／ＵＳＲより上の信号内容が失われないことである。同様に、高い周波数における狭帯域信号もまた、高いＵＳＲを用いて捕捉されることができる。ＣＳフレームワークを使用する別の利点は、ナイキストレートサンプリングにおけるようなフーリエ空間を含む、再構成で使用される変換空間から測定値が独立していることである。
【００５８】
図１０は、本願開示のある態様によるデータを検知する方法１００１を示す。一つの態様において、方法１００１は図５のセンサ５０１のようなセンサにおいて実施されることができる。ステップ１００５において、センサ５０１は、時間の期間に対応するデータに関する要求を受信する。この要求は、ゲートウェイ６１０から生じ得る。その代わり、センサ５０１は、他の刺激に応答してデータを周期的に生成するように構成されることができる。続いて、ステップ１０２７において、センサ５０１は、行われている特定の測定においてアクチュエーション信号が使用されるか否かを判断する。例えば、センサ５０１が、ＬＥＤ５０９のようなＬＥＤによって生成された光を検出している場合、そのＬＥＤを駆動するためにアクチュエーション信号が使用されることができる。この場合、方法はステップ１０１０進んで、アクチュエーション信号を生成し、追加のサンプルを捕捉する。特定の測定に関して１つのアクチュエーション信号も使用されない場合、追加のサンプルを捕捉するために方法はステップ１０１５に進む。ステップ１０１０に続いて、その要求を受信した後、センサ５０１はアクチュエーション信号を生成することができる。上述したように、あるセンサは、センサ５０１により測定される信号を生成するためにアクチュエートされるＬＥＤまたは他の回路を備えることができる。上述のように、加速度計のような他のセンサは、アクチュエーション信号を必要とせず、このステップを省くことができる。ステップ１０１５に続いて、センサ５０１はアナログ信号を受信する。アナログ信号はあるバイタルサインあるいは人間の他の特性を示すことができる。ステップ１０２０に続いて、センサ５０１はアナログ信号をサンプリングすることができる。１つの態様においては、これらサンプルを生成するために圧縮センシングが使用される。
【００５９】
続いて決定ステップ１０２５で、センサ５０１は、サンプリングされた信号がゲートウェイ６１０によって正確に再生されることができるように十分な数のサンプルが取得されたかどうかを判断する。上述したように、ある数ｋのサンプルは、サンプリングされた信号を正確に再構成するのに十分であると判断される。しかしながら、クロック不整合、パケットロス、あるいは他の問題のために、追加のサンプルが含まれるか、あるいはいくつかのサンプルが省かれ得る。追加の、あるいは存在しないサンプルのこの数を、δと呼ぶことができる。ここに記載されるように、ゲートウェイは、ｋ＋δのサンプルを受信しているとき、サンプリングされた信号の再構成を処理することができる。サンプルの数が不十分であると判断される場合、方法は決定ステップ１０２７に戻る。しかしながら、サンプルの数が十分である場合は、方法はステップ１０３０に進む。ステップ１０３０において、センサ１０３０は、アナログ信号のサンプルを含む１または複数のパケットを生成する。続いて、ステップ１０３５において、パケットはゲートウェイ６１０へ送信される。都合よく、サンプリングされた信号に関して行われる減少したプロセス及びセンサで捕捉される減少した数のサンプルは、センサにおける回路の複雑さと電力消費の減少となる。
【００６０】
図１１は、本願開示のある態様によるデータを処理する方法１１０１を示す。一つの態様において、方法１１０１は図６のゲートウェイ６１０のようなゲートウェイに関して実施されることができる。ステップ１１０５において、ゲートウェイ６１０は、ある時間の期間に対応するデータに関する要求を、センサ５０１、５５０のようなセンサへ送信する。一つの態様において、ステップ１１０５は周期的に、あるいはユーザインタラクションまたは非同期要求のような特定の刺激に応答して、行われることかできる。別の態様においては、センサ５０１は、要求を受信せずにゲートウェイ６１０へデータを周期的にあるいは非周期的に送信するように構成されることができる。ステップ１１１０に進んで、ゲートウェイはセンサ５０１からサンプルの第１のセットを受信する。上述したように、サンプルの第１のセットは、センサ５０１によってとられたｋ＋δのＣＳサンプルのセットを備える。ステップ１１１５に進んで、ゲートウェイ６１０は、センサ５０１からのサンプルの第１のセットに基づいてサンプルの第２のセットを生成する。一つの態様において、サンプルの第２のセットは、その時間の期間にわたるナイキストサンプルの完全なセットに相当する。ＣＳサンプルからナイキストサンプルの完全なセットを生成するプロセスは、図１３−１８に関して、以下にさらに詳細に記載される。ステップ１１２０に進んで、ゲートウェイ６１０は、サンプルの第２のセットに関して追加の処理を行う。例えば、ゲートウェイ６１０はパケットロスを軽減し、受信されたサンプルセット中のアーティファクトを除去し、ゲートウェイ６１０とセンサ５０１との間のクロック不整合を判断し軽減し、サンプルの第２のセットを解析して、バイタルサインを解釈し、及びアラームをトリガすることができる。別の態様において、ゲートウェイは、２以上のセンサからのサンプルのセットを受信するように構成されることができ、各セットは共通の時間期間に対応する。いくつかの態様においては、サンプルの各セットは、この共通の時間期間中にセンサ入力の比較を容易にするためにゲートウェイ６１０によって整列されることができる。都合よく、ゲートウェイ６１０においてＣＳ再構成を行うことによって、センサ５１０における電力消費及びサーキットリーは著しく減少されることができる。
【００６１】
図１２Ａは、本願開示のある態様に従ってクロック不整合を処理するための方法１２０１を示す。一つの態様において、方法１２０１は図６のゲートウェイ６１０のようなゲートウェイに関して実施されることができる。いくつかの通信システムにおいて、受信機と送信側との間にクロック不一致が存在するとき、実時間バッファが空にならないように、あるいはオーバーフローしないようにするために、ノードのうちの１つにおいてサンプル挿入／削除が行われることができる。サンプル挿入／削除による適切な注意がなされない場合、この動作から結果的に生じる不連続性は、望ましくないアーティファクトとなり得る。デバイスの費用及び複雑さは、望まれるクロックの正確度に依存する。例えば、ＧＰＳクロックに同期されたデバイスは、±２０ｐｐｍ(parts per million)の結晶に基づくクロックを用いて動作するデバイスよりも高価になるであろう。同様に、±７５ｐｐｍの結晶に基づくクロックを用いて動作するデバイスは、さらに経済的なものになるであろう。ＣＳ再構成を用いるゲートウェイ６１０においては、ナイキストサンプルは、センサにおける測定値に基づいてそのゲートウェイで再構成される。いくつかの態様において、ゲートウェイ６１０は典型的に、良好なクロック管理が行われ、実際の壁時計（ＧＰＳのような）に近い。これは、測定値の数がｋ±δであるときでさえ、ゲートウェイ６１０が多数のセンサからのデータのストリームを同期することを可能にし、ここで、δはクロック不一致による測定値の数を備える。いくつかの実施形態において、多数のセンサのうちの１または複数のものに関して、δ値は異なることができる。さらに、δ値は各センサに関して時間にわたって変化し得る。それにもかかわらず、ここに記載されるように、ＣＳ構成を用いる受信機は、観察の与えられたウインドウに関する変化する数の測定値をうまく処理することができる。受信機は、センサ５０１、５５０のそれぞれに関してＮのナイキストサンプルを再構成することによりこれを達成することができ、ここでＮはゲートウェイにおけるクロックに基づく観察のウインドウに対応する。
【００６２】
図１９Ａ−１９Ｃ及び図２０Ａ-２０Ｃを参照して、ＣＳ再構成のこのクロック不一致対処能力とその利点をさらに説明する。図１９Ａは、センサ／送信機で検出される波形１９０３を示す。図面に示されるように、送信機のクロック速度は１０．１５２３ＭＨｚである。示されているように、波形１９０３の有効成分は３７Ｈｚに存在する。図１９Ｂは、受信機／ゲートウェイにおいて生成される波形１９０３の再構成１９０５を示す。図示されるように、受信機におけるクロック速度１０ＭＨｚである。したがって、送信機と受信機との間にクロック速度の不一致が存在する。示されるように、図１９Ｂにおいて、送信機と受信機との間のクロック不一致は、ＣＳ技術を使用した再構成に対して最小の影響を与える。したがってＣＳ再構成された波形１９０５は、クロック不一致に関わらず、図１９Ａの波形１９０３に実質的に類似している。上述したように、ＣＳ再構成において使用されるサンプルは、サンプリングされた信号の期間にわたって規則的に間隔を隔てられていないことがあり得る。この不均一のサンプリングは、クロック不一致にかかわらず、正確な再構成を部分的に容易にする。図１９Ｃは、図１９Ａの波形１９０３の別の再構成１９０７を示す。図１９Ｂの波形１９０５に関するように、受信機／ゲートウェイのクロック速度は１０ＭＨｚである。したがって、同じクロック不一致が存在する。しかしながら、再構成１９０７は、従来の補間ベースの再構成を使用して生成される。示されているように、クロック不一致の状況下での補間ベースの再構成は、再構成１９０７においてスプリアストーン１９０９を生じさせる。部分的に、スプリアストーンは従来のクロック不一致の軽減から生じ得る。例えば、１つの技術は、その不一致によるオーバーフローから受信機バッファを保守するために、その隣接するものを用いて一次補間されたサンプルを挿入すること及び２つのサンプルを削除することを伴う。都合の良いことに、ＣＳ技術を使用すると、このような軽減スキームは不要となる。したがって、正確な再構成は、クロック不一致状況にもかかわらず発生することができる。上述のように、これはまた、より簡単で、より少ない電力集中型の(less power intensive)クロック回路が、ゲートウェイにおいて受信されるデータに悪影響を与えずに、センサで使用されることを可能にする。
【００６３】
図２０Ａ−２０Ｃは図１９Ａ−１９Ｃに類似しているが、しかし再構成を示し、ここで、送信機／センサは、受信機／ゲートウェイのクロック速度と不整合になっており、これより遅いクロック速度を有する。図２０Ａは、センサ／送信機で検出される波形２００３を示す。図面に示されるように、送信機のクロック速度は９．８５ＭＨｚである。示されるように、波形２００３の有効成分は３７Ｈｚに存在する。図２０Ｂは、受信機／ゲートウェイで生成された波形２００３の再構成２００５を示す。図示されるように、受信機におけるクロック速度は１０ＭＨｚである。したがって、受信機と送信機との間にクロック速度の不一致が存在する。示されるように、図２０Ｂにおいて、受信機と送信機との間のクロック不一致は、ＣＳ技術を使用した再構成に対して最小の影響を与える。したがって、再構成された波形２００５は、クロック不一致にかかわらず、図２０Ａの波形２００３に実質的に類似している。上述したように、ＣＳ再構成において使用されるサンプルは、サンプリングされた信号の期間にわたって規則的に間隔を隔てられていないかもしれない。この不均一のサンプリングは、クロック不一致にかかわらず、正確な再構成を部分的に容易にする。図２０Ｃは、図２０Ａの波形２００３の別の再構成２００７を示す。図２０Ｂの波形２００５に関するように、受信機／ゲートウェイのクロック速度は１０ＭＨｚである。したがって、同じクロック不一致が存在する。しかしながら、再構成２００７は、従来の補間ベースの再構成を使用して生成される。示されているように、クロック不一致の状況下での補間ベースの再構成は、再構成２００７においてスプリアストーン２００９を生じさせる。部分的に、スプリアストーンは従来のクロック不一致の軽減から生じ得る。例えば、１つの技術は、その不一致によるアンダーフローすることから、受信機バッファを保守するために、その隣接するものを用いて一次補間されたサンプルを挿入すること及び２つのサンプルを削除することを伴う。都合の良いことに、ＣＳ技術を使用すると、このような軽減スキームは不要となる。したがって、正確な再構成は、クロック不一致状況にもかかわらず発生することができる。上述のように、これはまた、より簡単で、より少ない電力集中型のクロック回路が、ゲートウェイにおいて受信されるデータに悪影響を与えずに、センサで使用されることを可能にする。
【００６４】
上述のように、ゲートウェイ６１０は、低電力センサ５０１及び５５０に関するクロック管理と比較してすぐれたクロック管理を有し得る。ゲートウェイ６１０は周期的あるいは非周期的であることができるメッセージをセンサ５０１及び５５０に送り、それによって、これらがゲートウェイ６１０のクロックに同期するようにすることができる。これは方法１２０１に示されている。ステップ１２０５において、ゲートウェイ６１０は、ゲートウェイ６１０のクロックとセンサ５０１のクロックとの間のアライメント不整を検出する。ステップ１２１０に進んで、ゲートウェイ６１０は、クロック同期信号をセンサ５０１に送信することができる。いくつかの態様において、ステップ１２１０はステップ１２０５における判断に応じて行われることができる。別の態様において、ステップ１２０１は周期的に、あるいは他の刺激に応じて行われることができる。もう一つの態様においては、ゲートウェイ６１０は、複数のセンサ５０１及び５５０と通信していることができる。ゲートウェイ６１０は、複数のセンサ５０１及び５５０のあるものまたはすべてにクロック同期信号を同報通信することができる。
【００６５】
都合よく、図１１及び図１２Ａに関して記述された態様を組合せることができる。したがって、例えば、ゲートウェイ６１０は、比較的精密な回路にしたがってそれ自身の第１のクロックを維持することができる。同様に、センサ５０１は比較的精密でない回路にしたがってそれ自身の第２のクロックを維持することができる。上述のように、センサ５０１は、その第２のクロック信号にしたがって、ＣＳサンプルのようなサンプルのセットを生成し、そのセットをゲートウェイ６１０に送信する。同様に、ゲートウェイ６１０は、サンプルの受信したセットに基づき、それ自身の第１のクロックにしたがって、ナイキストサンプルのフルセットのようなサンプルの第２のセットを生成し、そのセットをゲートウェイ６１０に送信する。周期的に、あるいはクロック間のアライメント不整の検出に応じて、センサ５０１からの要求に応じて、あるいは他の刺激に応じて、ゲートウェイ６１０はクロック同期信号をセンサ５０１へ送信することができる。
【００６６】
図１２Ｂは、本願開示のある態様によるクロックアライメント不整を処理するための方法１２５０を示す。一つの態様においては、方法１２５０は図５中のセンサ５０１のようなセンサにおいて実施される。ステップ１２５５において、センサはゲートウェイ６１０のようなゲートウェイからのクロック同期信号を受信する。ステップ１２６０に進むと、センサ５０１はそのクロックをゲートウェイ１２６０のクロックに同期させる。
【００６７】
図１３は、生物医学的信号の検知及び再構成の一例のブロック図を示す。ＰＰＧ信号のような生物医学的信号を捕捉するためのセンサ２６０２は、ＬＥＤ２６０６、光検出器２６１０、並びにＬＥＤ及び光検出器のそれぞれのための照明及びサンプリングシーケンス２６０４及び２６１２という３つの主な構成要素を備えることができる。ＬＥＤ２６０６は、６００ｎｍと１０００ｎｍとの間の波長を有する光を発することでき、それはまたのスペクトルの赤色及び赤外線部分を備える。ＬＥＤ２６０６からの光は、組織２６０８（例えば、図１３に示されている人間の指または耳）から送信される／反射されることができ、光検出器２６１０上で収集されることができる。この光検出器において測定されるＬＥＤに対応する平均強度の比は、血中の酸素含有量（ＳpＯ2）を判断することにおいて有用であり得る。したがって、ＳpＯ2はＰＰＧ信号の平均（ＤＣ含有量）の関数であり得る。
【００６８】
照明シーケンス２６０４及びサンプリングシーケンス２６１２は、規定されたアンダーサンプリング比（ＵＳＲ）２６１６にしたがってシード生成器(seed generator)２６１４により生成されるランダムシードを使用して取得されることができる。光検出器２６１０からのサンプリングされたデータ２６１８は、送信前に、メディアアクセス制御／物理層（ＭＡＣ／ＰＨＹ）処理２６２０のために送られることができる。処理されたサンプルはその後パッケージ化され、１または複数のアンテナ２６２２によって送信されることができる。
【００６９】
受信機側においては、図１３に示されるように、送信されたサンプルは１または複数のアンテナ２６２４で受信され、ＭＡＣ／ＰＨＹブロック２６２６によって処理されることができる。データはその後、ナイキストレートで生物医学的信号を取得するためにリコンストラクタ２６２８へ渡されることができる。正確な再構成のために、サンプリングシーケンス２６３２を生成するランダムシード生成器２６３０は、センサのランダムシード生成器２６１４と同期される必要があり得る。
【００７０】
本願開示の１つの態様においては、グラジエントベースのスパース再構成２６３６は、例えば、ｌ1−ノルムに関する修正されたガボールスパース性基底正則化ベクトル２６３８を使用することによってサンプリングされたデータ２５３４に関して転用されることができる。推定される信号２６４０はその後、例えば、血圧推定値、血中酸素のレベル、及び心拍数を取得するために、タスク特定処理のためにユニット２６４２によって使用されることができる。ＥＣＧデータまたは３Ｄ加速度計データを含む５５０のような他のセンサから再構成されたデータは、このようなタスク特定処理のために２６４２が利用可能なものであり得る。実際の信号２６４４は、サンプリングインスタンスを生成するために使用されるＵＳＲを更新するためにユニット２６４８によりターゲットの信号２６４６と比較されることができる。ユニット２６５０の出力で更新されたＵＳＲ値２６５２はランダムシード生成器２６３０により使用されることができ、センサのＵＳＲ２６１６を適合させるためにそのセンサにフィードバックされることもできる。ＵＳＲに加えて、センサにおける測定値の数、測定値行列の係数、信号の送信されるサンプルの数、及び送信される各パケット中のサンプルの数のような他のあるパラメータを適合させるために、追加のフィードバック情報もまたそのセンサに送信されることができる。
【００７１】
ＰＰＧ波形（赤色または赤外線のいずれのＬＥＤに関連する）の変調は、瞬時の血液の流れに関連付けられることができる。瞬時の心拍数（ＨＲ）は、波形のピーク間の距離の逆数として推定されることができる。ＬＥＤの照明シーケンスは、ＰＰＧ信号の望まれるサンプリングレートに依存することができる。それは均一なナイキストサンプリングレートと仮定されることができる。また、ＬＥＤの頻繁な照明は、パルスオキシメータセンサの著しい電力消費を発生させ得ることが認識できる。
【００７２】
本願開示のある態様は、センサ電力を節約するためにより少ない測定を行うこと及びＰＰＧ信号のスパース性質を利用することをサポートする。ガボール基底は、異なるスケールでガウシアン窓関数により制限されるタイムサポート(time support)と共に、種々の余弦波からなる変換空間として使用されることができる。
【００７３】
オリジナルのサンプリングされたＰＰＧ信号をＮ次元ベクトルｘで示されるものとし、スパース領域変換基底をＮ×Ｎ行列Ｗで表されるものとする。行列Ｗの（ｉ，ｊ）エントリは次のように与えられる。
【数３】
【００７４】
式（１）からの項ｗはガボール基底中のガウシアンカーネルの幅と関連付けられることができる。行列Ｗの各行は、対応するｌ2−ノルムが１に等しくなるように正規化されることができ、行列Ｗはスパース基底と呼ばれることができる。ＰＰＧ信号ｘは、ガボール変換空間における対応するＮ次元表現を生成するためにスパース基底上に射影されることができ、それは次のように与えられることができる。
ｙ＝Ｗ・ｘ （２）
【００７５】
図１４Ａは、本願開示のある態様によるＰＰＧ信号とガボール変換空間における対応する表現ｙの短いセグメントの一例を示す。図１４Ｂは１２５Ｈｚでサンプリングされた８秒セグメント（すなわち、合計Ｎ＝１０００のサンプル）を示す。信号ｘはスパースであり、絶対量による０．２より大きい約３０の係数を備える変換領域において圧縮可能であり得ることが観察できる。これは、ＰＰＧ信号特性の大部分がＮに比較してはるかに低い次元の空間中に存在することができ、したがってＰＰＧ信号が圧縮可能であり得ることを示す。
【００７６】
したがって、Ｋ＜＜Ｎの測定を行うこと（すなわち、オリジナルのデータを重くアンダーサンプリングすること）を可能にし、そして依然として高い忠実度でｘを推定することができるＣＳ原理が利用され得る。信号ｘが、変換空間中にＭの非ゼロの要素だけを備える、明示的にスパースである場合、Ｋ≧ＭｌｏｇＮ／Ｍのサンプルをｘからランダムに選択することにより、ゼロエラーによる信号再構成を可能にするのに十分な情報が高い確率で提供され得る。
【００７７】
実際の状況においては、信号は厳密にスパースではなく、何等かの情報内容が変換空間中に存在し得る。しかしながら、ε＜＜ｍａｘ（ｙ）であるεより大きい大きさを有する有効成分(significant components)の数は、Ｎよりはるかに小さいものであり得る。図１４において、εの値は０．２である。このアプローチは、ｘが明示的にスパースではなく、そしてＣＳパラダイムが依然として有効なままであり得る場合に拡大することができる。しかしながら、再構成エラーは必ずしもゼロに等しくないことがある。
【００７８】
ｘに関するセンシングプロセスは数学的に表わされることができる。Ｐを、１とＮとの間で境界をつけられた各要素を有する固有のエントリ（例えば、ランダムに選ばれる）を含むＫ次元ベクトルを示すものとする。これは、ｘから要素を選択するためのＫのランダムな位置を本質的に提供することができる。このベクトルＰを構成するための乱数生成のためのシードは、受信機またはセンサにおいて局部的に生成されることができる。シードは通信リンクのセキュリティプロトコルにおいて使用されるキーに基づくことができる。ｘから取得されるＫ次元の測定値ベクトルｒは次のように書くことができる。
ｒ＝Ｈ・ｘ （３）
ここで、ＨはＫ×Ｎの測定値行列を示す。
【００７９】
式（３）からの行列Ｈのｉ番目の行は、Ｐのｉ番目の要素により与えられる位置に１を備えるすべてゼロのベクトルであり得る。ＣＳフレームワークにおいて、測定値行列は、ランダムな独立同分布（ｉ．ｉ．ｄ．）な要素を含む行列として規定されることができることが認識できる。このような測定値行列は、入力信号が時間領域あるいは変換領域においてスパースであることがアプリオリに知られていないときに必要であり得る。実際に、センシングプロセスは、Δi＝ＭＩＮＤＵＲ*ＵＳＲ＋Ｊ（ｉ）として実施されることができ、ここでΔiは（ｉ−１）番目とｉ番目のサンプリングインスタンス間の持続期間であり、ＭＩＮＤＵＲは均一なナイキストサンプリングに関する最小持続期間であり、ＵＳＲはアンダーサンプリング比であり、Ｊ（ｉ）は、Ｊ（ｉ）≦ＭＩＮＤＵＲであるように、ｉ番目のサンプルに関して導入されたあるランダムジッタである。
【００８０】
マッチング追跡（ＭＰ）アルゴリズムは測定値ベクトルｒからの信号再構成のために使用されることができる。ＭＰ技術は、局部的に最適な決定を行うことにより信号近似を反復的に確立（builds up）する貪欲算法を表す。ＭＰアルゴリズムの初期化は、Ｖ＝［Ｖ1・・・ＶN］であるように、次元Ｋ×Ｎの修正された基底Ｖ＝Ｈ・Ｗを規定することによって与えられることができ、ここでＶjはＶのｊ番目の列ベクトルである。その後、残余はｒ0＝ｒとして初期化されることができ、近似は、
【数４】
【００８１】
である。ベクトル
【数５】
【００８２】
の次元数はｙの次元数と同じ（すなわち、Ｎ）である。反復カウンタはまたｉ＝１として初期化されることができる。
【００８３】
その後、Ｖへの残余ｒi-1の内積を最大化するＶからの列ベクトルが見出されることができる。
【数６】
【００８４】
その後、残余は更新されることができ、係数ベクトルｙは次のように推定されることができる。
【数７】
【００８５】
その後、反復カウンタｉは増やされることができ、
【数８】
【００８６】
が規定されることができる。ｉ＜ｍ及びΔi＞εである場合、式（４）により規定されるアルゴリズムステップは繰り返されることができる。他の場合は、
【数９】
【００８７】
であり、アルゴリズムは式（５）及び（６）によって規定されるステップに進むことができる。最後に、オリジナルの推定値は、
【数１０】
【００８８】
として取得されることができる。
【００８９】
項ｍは、再構成に関して許される反復の数に関する上限を表し、項εは収束基準を規定する。ＭＰアルゴリズムの背後の直観的なもの(intuition)は２つの部分を有する。各反復ステップにおいて、アルゴリズムは、ｒの残余と最も強く相関され得るＶの列を見出すことを試みることができ、その後ｒからこの列ベクトルの寄与(contribution)を減算することができる。このアルゴリズムは、それが各ステップで射影空間Ｗにおけるオリジナルの信号ｘの最も優勢な成分を推定することができるため、本質的に貪欲である。ＭＰアルゴリズムの主な複雑さは、単一の反復について複数のＯ（Ｋ・Ｎ）算術演算を要し得る式（４）にあることもまた認識できる。
【００９０】
本願開示のある態様は、測定値ベクトルｒから再構成された信号を取得するためにグラジエント計画ベースのスパース再構成（ＧＰＳＲ）アプローチを使用する。このアプローチは、無制約下において変換空間中のｌ1−ノルム（すなわち、スパース性の尺度）とデータ忠実度の項（すなわち、エラーのｌ2−ノルム）を連帯的に最小化することにより、オリジナルの信号ｘを推定することができる。本願開示においては、重みつきｌ1−ノルムを使用することにより、この最適化問題を修正することが提案される。再構成アルゴリズムは次のように与えられることができる。
【数１１】
【００９１】
ここで、ｆは、スパース性の尺度（すなわち、ｌ1−ノルム）を計算するために変換空間中の係数の相対的な重要度を提供するＮ次元ベクトルである。量τは、余弦関数におけるｌ1−ノルム及びｌ2−ノルムの相対的な重みを示す負でないパラメータである。項［f］i及び項［Ｗ・ｘ］iは、それぞれ、ベクトルｆ及び［Ｗ・ｘ］iのｉ番目の要素を示す。
【００９２】
ベクトルｆのｉ番目の要素は、
【数１２】
【００９３】
によって与えられることができ、ここで、σは小さい正則化パラメータである。量
【数１３】
【００９４】
はオリジナルの信号ベクトルｘの集団平均を表し、トレーニング例ベクトルを平均することによって推定されることができる。ＭＩＭＩＣデータベースからのセグメントは、
【数１４】
【００９５】
を推定するために使用されることができ、その後、それは以下に説明される実験的確認から除外されることができる。
【００９６】
図１５は、本願開示のある態様による、受信機における再構成及びセンサにおけるアンダーサンプリングされた捕捉の例示的な動作示す。図１６は、センサにおける光源をアクチュエートし、デアクチュエートするための例示的な動作２８００を示す。以下説明するように、図１５及び図１６に示される動作を関連付けることができる。したがって、ここでは説明のために図１５及び図１６を連帯的に記述する。図１５のステップ２５１０において、不均一なサンプリングインスタンスは、ランダムシードにしたがってセンサで生成され得る。ステップ２５２０においては、信号のサンプルは、少なくとも複数の不均一なサンプリングインスタンス中に検知されることができる。図１６のステップ２８１０では、例えば、少なくとも複数の生成された不均一なサンプリングインスタンス中に１または複数のＬＥＤをオンにすることによって、センサにおけるソースをアクチュエートすることができ、ステップ２８２０では、少なくとも複数の不均一なサンプリングインスタンス間にセンサをデアクチュエートすることができる。
【００９７】
信号の検知されたサンプルは、その後、検知されたサンプルの少なくとも１つのパケットを取得するためにパッケージ化されることができ、その取得された少なくとも１つのパケットはワイヤレスチャネル上で送信されることができる。図１５のステップ２５３０において、信号のサンプルはリコンストラクタでセンサから受信されることができる。ステップ２５４０において、不均一なサンプリングインスタンスのセットは、上述のランダムシードにしたがって信号がセンサでサンプリングされた間中に、リコンストラクタにおいて判断されることができる。一つの態様においては、不均一なサンプリングシーケンスのシードは、リコンストラクタとセンサとの間の通信リンクのセキュリティプロトコルにおいて使用されたキーに基づいて、リコンストラクタで生成されることができる。別の態様において、不均一なサンプリングシーケンスのシードはセンサにおいて判断され、リコンストラクタ（すなわち、受信機）へ伝達されることができる。さらに別の態様においては、不均一なサンプリングシーケンスのシードは受信機において判断され、センサへ伝達されることができる。ステップ２５５０において、例えば、式（７）−（８）によって規定される修正されたＧＰＳＲアルゴリズムにしたがってその判断された不均一なサンプリングシーケンスを使用して、信号は受信されたサンプルから再構成されることができる。
【００９８】
不均一なサンプリングインスタンスは、信号の正確な再構成のためにその信号の受信されたサンプルと同期されることができる。再構成中に観察される情報（例えば、変数
【数１５】
【００９９】
、チャネル信号対雑音比、送信中にドロップしたパケットの数、あるいは再構成された信号に関連する係数、のうちの少なくとも１つ）は、フィードバックメカニズムを介してセンサへ観察された情報を伝達することにより、種々のセンサパラメータ（例えば、ＵＳＲ、測定値の数Ｋ、信号の送信されたサンプルの数Ｎ、各送信されたパケット中の信号のサンプルの数Ｐ、及び測定値行列Ｈ）を適合させるために使用されることができる。その後、不均一なサンプリングインスタンスは、受信されたフィードバック情報にしたがってセンサにおいて適合されることができる。
【０１００】
本願開示には、ＣＳアプローチに基づいて生成された、いくつかの再構成の例が記載されている。１２５ＨｚでサンプリングされたＭＩＭＩＣデータベース（すなわち、Ｎ＝１０００のサンプル）から８秒セグメントが選択されることができる。ＣＳサンプルの数は、アンダーサンプリング比（ＵＳＲ）をＮ／Ｋとして規定するＫであることを想起することができる。図１７は、５００に等しいＭＰ反復の数ｍに関する上限を用いて１０、２０及び３０のＵＳＲに関して取得されたＣＳ-ＰＰＧ信号再構成の一例を示す。曲線１７１０は、不均一にサンプリングされたオリジナルの信号を表し、曲線１７２０、１７３０及び１７４０は、それぞれ、１０、２０及び３０のＵＳＲの値に関する再構成された信号の値を表す。図１８は、４０のＵＳＲで不均一なサンプリングインスタンスで検知された信号の一例を示す。サンプリングインスタンスは垂直線として示されている。
【０１０１】
図１７から、信号完全性は、２０のＵＳＲまで十分に保たれることができ、その後劣化し始め得ることが認められる。しかしながら、信号ピーク位置は、高いＵＳＲ（すなわち、３０のＵＳＲ値）に関してさえ十分に保たれることができることが認識できる。この場合、ＬＥＤははるかに短い持続期間のあいだ、具体的には、Ｔ・ｆs秒の代わりにＴ・ｆs／ＵＳＲ秒の間のみ照明されることができるため、ＬＥＤ電力消費（ＰＰＧデータ捕捉の一部として）は、ＵＳＲのファクタだけ著しく減少されることができる。
【０１０２】
いくつかの態様において、ここに記載の１または複数の機能は、１または複数の機能を行うように構成された回路において実施される。同様に、上述された手段は、その手段の機能を実施するように構成された１または複数の回路を備えることができる。例えば、図２２はワイヤレス通信デバイス２３５０の態様を示す。ワイヤレス通信デバイスは、図６のゲートウェイ６１０のようなゲートウェイに相当し得る。一つの態様において、通信デバイス２２５０は、送信するための回路２２５３、受信するための回路２２５５、生成するための回路２２５７、及び維持するための回路２２５９を備える。送信するための回路２２５３は、図６の処理システム６１９及びＢＡＮ ＭＡＣ６１６に関連したＢＡＮラジオ６１３あるいはＢＡＮラジオ６１３に相当し得る。受信するための回路２２５５は、図６の処理システム６１９及びＢＡＮ ＭＡＣ６１６に関連したＢＡＮラジオ６１３あるいはＢＡＮラジオ６１３に相当し得る。生成するための回路２２５７は、処理システム６１９に相当し得る。維持するための回路２２５９は処理システム６１９に相当し得る。
【０１０３】
図２３は、ワイヤレス通信デバイス２３１５の複数の態様を示す。ワイヤレス通信デバイスは図５のセンサ５０１のようなセンサに相当し得る。一つの態様において、ワイヤレス通信デバイ２３１５は、受信するための回路２３２３、調節するための回路２３２９、生成するための回路２３１９、送信するための回路２３３１、取得するための回路２３１７、判断するための回路２３２１、調整するための回路２３２５、及びサンプリングするための回路２３２７を備える。受信するための回路２３２３は、ＢＡＮ ＭＡＣ５１６に関連したＢＡＮラジオ５１４の図５のＢＡＮラジオ５１４に相当し得る。調節するための回路２３２９は、処理システム５０５に相当し得る。生成するための回路２３１９は、図５のＣＳ ＡＤＣ５１３に、あるいは図５の処理システム５０５及びＢＡＮ ＭＡＣ５１６に関連したＣＳ ＡＤＣ５１３に相当し得る。送信するための回路２３３１は、図５のＢＡＮラジオ５１４に、あるいは図５のＢＡＮ ＭＡＣ５１６に関連したＢＡＮラジオ５１４に相当し得る。取得するための回路２３１７は、図５のＬＮＡ５１１に、あるいはＤＡＣ５０８に関連したＬＮＡ５１１に相当し得る。判断するための回路２３２１は、図５のＣＳ ＡＤＣ５１３及びＬＮＡ５１１に相当し得る。調整するための回路２３２５は、図５のＣＳ ＡＤＣ５１３及びＬＮＡ５１１に相当し得る。サンプリングするための回路２３２７は、図５のＣＳ ＡＤＣ回路５１３に相当し得る。
【０１０４】
上述された方法の種々の動作は、対応した機能を行うことのできる任意の適切な手段によって行われることができる。その手段は、回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはプロセッサを含むがこれらに限定されない、１または複数の種々のハードウェア及び／またはソフトウェア構成要素及び／または１または複数のモジュールを含み得る。
【０１０５】
ここで使用されるように、「判断すること」という用語は、多種多様のアクションを包含する。例えば、「判断すること」は、計算すること、コンピュータで計算すること、処理すること、導出すること、調査すること、検索すること（例えば、表、データベースまたは別のデータ構造を検索すること）、確認することなどを含むことができる。また、「判断すること」は、受信すること（例えば、情報を受信すること）、アクセスすること（例えば、メモリ内のデータにアクセスすること）等を含むことができる。また、「判断すること」は、分解すること、選択すること、選定すること、確立することなどを含むことができる。
【０１０６】
ここで使用されるように、項目のリスト「のうちの少なくとも１つ」に言及する句は、単一のメンバーを含む、それらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「ａ、ｂ、またはｃのうちの少なくとも１つ」は、ａ、ｂ、ｃ、ａ−ｂ、ａ−ｃ、ｂ−ｃ、及びａ−ｂ−ｃを含むものである。
【０１０７】
上述した方法の種々の動作は、１または複数の種々のハードウェア及び／またはソフトウェア構成要素、回路、及び／または１または複数のモジュールのような、それら動作を行うことのできる任意の適切な手段によって行われることができる。一般に、図面に示される動作は、これらの動作を行うことのできる対応した機能手段により行われることができる。
【０１０８】
本願開示に関連して説明される種々の例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、ここに説明される機能を実行するように設計された、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ信号（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア構成要素、またはこれらの任意の組み合わせを用いて実施または実行されることができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサとすることができるが、代替形態では、このプロセッサは、任意の市販のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであることができる。プロセッサはまた、例えば、１または複数のＤＳＰコアに関連した１または複数のマイクロプロセッサ、複数のＤＳＰコア、複数のマイクロプロセッサ、１つのマイクロプロセッサと１つのＤＳＰの組合せ等の、複数の計算デバイスの組合せ、あるいは任意の他のこのような構成として実施され得る。
【０１０９】
本願開示に関連して説明される方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール、またはこの２つの組合せで直接的に実施されることができる。ソフトウェアモジュールは、当技術分野で知られている任意の記憶媒体の形で存在することができる。使用できる記憶媒体のいくつかの例としては、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどがある。ソフトウェアモジュールは、単一の命令または多数の命令を備えることができ、いくつかの異なるコードセグメント、異なるプログラム、及び複数の記憶媒体に分散されることができる。記憶媒体は、プロセッサがその記憶媒体から情報を読み出し、また、情報を書き込むことができるように、そのプロセッサに結合されることができる。代替形態では、記憶媒体はプロセッサと一体化されることができる。
【０１１０】
ここに開示される方法は、説明される方法を達成するための１つまたは複数のステップまたはアクションを備える。方法のステップ及び／またはアクションは、特許請求の範囲の技術的範囲から逸脱することなく、互いと交換されることができる。言換すれば、ステップまたはアクションの特定の順序が指定されない限り、特定のステップ及び／またはアクションの順序及び／または使用は、特許請求の範囲の技術的範囲から逸脱することなく、修正されることができる。
【０１１１】
説明される機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせで実施されることができる。ソフトウェアで実施される場合、その機能は、コンピュータ可読媒体上に１つまたは複数の命令として記憶されることができる。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスできる任意の利用可能な媒体であることができる。限定ではなく、例として、このようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、信号、または命令もしくはデータ構造の形で所望のプログラムコードを搬送もしくは記憶するために使用でき、コンピュータによってアクセスできる他の任意の媒体を備えることができる。本明細書で使用されるディスク（ｄｉｓｋ及びｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ：compact disc）と、レーザディスク（disc）と、光ディスク（disc）と、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：digital versatile disc）と、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）と、ブルーレイ（登録商標）ディスク（disc）とを含み、ここでディスク（disk）は通常、磁気的にデータを再生するが、ディスク（disc）はレーザを用いて光学的にデータを再生する。
【０１１２】
したがって、特定の態様は、本明細書で提示される動作を実行するためのコンピュータプログラム製品を備えることができる。例えば、このようなコンピュータプログラム製品は、記憶された（及び／またはエンコードされた）命令を有するコンピュータ可読媒体を備えることができ、その命令は、本願明細書で説明される動作を実行するために１つまたは複数のプロセッサによって実行可能である。特定の態様では、コンピュータプログラム製品は、パッケージング材料を含むことができる。
【０１１３】
ソフトウェアまたは命令は、伝送媒体を経由して送信されることもできる。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、撚線対、デジタル加入者線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線、及びマイクロ波などのワイヤレス技術を使用してウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、その同軸ケーブル、光ファイバケーブル、撚線対、ＤＳＬ、または赤外線、無線、及びマイクロ波などのワイヤレス技術は伝送媒体の定義に含まれる。
【０１１４】
さらに、本願明細書に説明される方法及び技法を実行するためのモジュール及び／または他の適切な手段はダウンロードされ、及び／または、他の場合には、適切なアクセス端末及び／またはアクセスポイントによって取得することができることを理解されたい。例えば、このようなデバイスは、ここに記載の方法を実行するための手段の転送を容易にするためにサーバに結合されることができる。その代わりに、本願で説明される種々の方法は、記憶手段をデバイスに結合または提供するときにアクセス端末及び／またはアクセスポイントが種々の方法を得ることができるように、記憶手段（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、コンパクトディスク（ＣＤ）またはフロッピーディスク等の物理記憶媒体）を介して提供されることができる。さらに、ここに説明される方法及び技法をデバイスに提供するための他の任意の適切な技法が利用されることができる。
【０１１５】
特許請求の範囲は、上述の明確な構成及び構成要素に限定されないことを理解されたい。種々の修正、変更、及び変形が、特許請求の範囲から逸脱することなく、上述の方法及び装置の構成、動作、及び詳細で行われることができる。
【０１１６】
本開示のワイヤレスデバイスは、ワイヤレスデバイスによって送信されるかまたはこれにおいて受信される信号に基づいて機能を実行する種々の構成要素を含むことができる。ワイヤレスデバイスは、ウェアラブルワイヤレスデバイスとも呼ばれることがある。いくつかの態様では、ウェアラブルワイヤレスデバイスは、ワイヤレスヘッドセットまたはワイヤレス腕時計を備えることができる。例えば、ワイヤレスヘッドセットは、受信器を介して受信されたデータに基づいて音声出力を提供するように適合されたトランスデューサを含むことができる。ワイヤレス腕時計は、受信器を介して受信されたデータに基づいて表示を提供するように適合されたユーザインターフェースを含むことができる。ワイヤレスセンシングデバイスは、送信器を介して送信されるべきデータを提供するように適合されたセンサを含むことができる。
【０１１７】
ワイヤレスデバイスは、任意の適切なワイヤレス通信技術に基づくか、あるいは、そうでなければ、これをサポートする１つまたは複数のワイヤレス通信リンクを介して通信することができる。例えば、いくつかの態様では、ワイヤレスデバイスはネットワークと関連することができる。いくつかの態様では、このネットワークは、超広帯域技術または他の何らかの適切な技術を使用して実施されるパーソナルエリアネットワーク（例えば、３０メートル程度のワイヤレス受信可能範囲（wireless coverage area）をサポートする）またはボディエリアネットワーク（例えば、１０メートル程度のワイヤレス受信可能範囲をサポートする）を備えることができる。いくつかの態様では、ネットワークは、ローカルエリアネットワークまたはワイドエリアネットワークを備えることができる。ワイヤレスデバイスは、例えば、さまざまなワイヤレス通信技術、プロトコル、またはＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＯＦＤＭ、ＯＦＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、及びＷｉ−Ｆｉなどの規格のうちの１つまたは複数をサポートするかまたはこれを使用することができる。同様に、ワイヤレスデバイスは、対応するさまざまな変調スキームまたは多重化スキームのうちの１つまたは複数をサポートするかまたはこれを使用することができる。したがって、ワイヤレスデバイスは、上記または他のワイヤレス通信技術を使用して１つまたは複数のワイヤレス通信リンクを介して確立し通信するために適正な構成要素（例えば、エアインターフェース）を含むことができる。例えば、ワイヤレスデバイスは、ワイヤレス媒体を経由した通信を容易にする種々の構成要素（例えば、信号発生器及び信号プロセッサ）を含むことができる関連する送信機及び受信機の構成要素（例えば、送信機２１０または３０２及び受信機２１２または３０４）を有するワイヤレストランシーバを備えることができる。
【０１１８】
本願の教示は、さまざまな装置（例えば、デバイス）に組み込まれる（例えば、装置内で実施されるかまたは装置によって実行される）ことができる。例えば、本願において教示される１または複数の態様は、電話機（例えば、セルラーフォン）、携帯情報端末（“ＰＤＡ”）または、いわゆる、スマートフォン、エンターテイメントデバイス（例えば、音楽及びビデオプレーヤを含む、ポータブルメディアデバイス）、ハンドセット（例えば、ヘッドホン、イヤホン）、マイクロホン、医療用センシングデバイス（例えば、バイオメトリクスセンサ、心拍数モニタ、歩数計、ＥＫＧデバイス、スマート包帯（smart bandage）等）、ユーザＩ／Ｏデバイス（例えば、腕時計、遠隔制御装置、光スイッチ、キーボード、マウス等）、環境センシングデバイス（例えば、タイヤ圧力モニタ）、医療または環境センシングデバイス（例えば、デスクトップ、モバイルコンピュータ等）からデータを受信できるモニタリングデバイス、ポイントオブケアデバイス、補聴器、セットトップボックス、あるいは他の任意の適切なデバイスに組み込まれることができる。モニタリングデバイスはまた、ネットワークとの接続を介して異なるセンシングデバイスからのデータにアクセスすることができる。
【０１１９】
これらのデバイスは、異なる電力要件とデータ要件を有することができる。いくつかの態様では、ここにおける教示は、（例えば、インパルスベースの信号スキームと低デューティサイクルモードとを使用することにより）低電力適用における使用に適合されることができ、（例えば、高帯域パルスを使用することにより）比較的高いデータレートを含むさまざまなデータレートをサポートすることができる。
【０１２０】
いくつかの態様では、ワイヤレスデバイスは、通信システムのためのアクセスデバイス（例えば、アクセスポイント）を備えることができる。このようなアクセスデバイスは、例えば、有線通信リンクまたはワイヤレス通信リンクを介して別のネットワーク（例えば、インターネットまたはセルラーネットワークなどのワイドエリアネットワーク）への接続性を提供することができる。したがって、アクセスデバイスによって、別のデバイス（例えば、ワイヤレスステーション）が他のネットワークまたは他の何らかの機能にアクセスできるようになることができる。さらに、これらのデバイスの一方または両方は携帯型であってよく、または場合によっては、比較的非携帯型（relatively non-portable）であってよいことを理解されたい。同様に、ワイヤレスデバイスは、適正な通信インターフェースを介してワイヤレスでない方法で（例えば、有線接続を介して）情報を送信及び／または受信可能とすることもできることを理解されたい。
【関連技術】
【０００１】
本願は、２００９年１２月３日に出願された米国特許仮出願第６１／２６６，３２４号に基づいて３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ.１１９（ｅ）の下に優先権を主張する。上記の米国特許仮出願は、その全体が本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本願開示のある態様は、一般に信号処理に関し、具体的には、ワイヤレスセンサの分散処理のための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ボディエリアネットワーク（ＢＡＮ）のようなネットワークは、個人のバイタルサインをモニタリングするためにパルスオキシメータのようなワイヤレスセンサを利用する。このようなＢＡＮの性能を改善するために、このようなワイヤレスセンサの複雑さ及び電力消費を低減することが望ましい。したがって、個人のバイタルサインのような情報を正確に検出して通信することのできる低電力センサが必要とされている。
【発明の概要】
【０００４】
１つの態様において、データを処理する方法が提供される。この方法は、第１の装置において、第１のクロック信号を維持することと、第２の装置において、第２のクロック信号を第１のクロック信号に同期するためのクロック同期信号を第１の装置から送信することと、第１の装置において、ある時間期間にわたってある入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを受信することと、ここにおいて、このサンプルの第１のセットは、第２のクロック信号に対応する、第１の装置において、サンプルの第１のセットに、少なくとも部分的に、基づいてサンプルの第２のセットを生成することとを含み、このサンプルの第２のセットは、第１のクロック信号に対応する。
【０００５】
別の態様において、データを処理するための装置が提供される。この装置は、第１のクロック信号を維持するように構成された処理システムと、第１のクロック信号に第２のクロック信号を同期するためのクロック同期信号を送信するように構成された送信機と、ある時間期間にわたってある入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを受信するように構成された受信機とを含み、このサンプルの第１のセットは、第２のクロック信号に対応する。この処理システムは、サンプルの第１のセットに、少なくとも部分的に、基づいてサンプルの第２のセットを生成するようにさらに構成され、サンプルの第２のセットは、第１のクロック信号に対応する。
【０００６】
別の態様はデータを処理するための装置を提供する。この装置は、第１のクロック信号を維持するための手段と、第１のクロック信号に第２のクロック信号を同期するためのクロック同期信号を送信するための手段と、ある時間期間にわたってある入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを受信するための手段と、ここにおいて、このサンプルの第１のセットは第２のクロック信号に対応する、サンプルの第１のセットに、少なくとも部分的に、基づいてサンプルの第２のセットを生成するための手段とを含み、サンプルの第２のセットは第１のクロック信号に対応する。
【０００７】
別の態様は、コンピュータプログラム製品を提供する。コンピュータプログラム製品はコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、装置によって実行される場合、その装置に方法を行わせるコンピュータ実行可能な命令を含む。この方法は、第１のクロック信号を維持することと、第１のクロック信号に第２のクロック信号を同期するためのクロック同期信号を送信することと、ある時間期間にわたってある入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを受信することと、ここにおいて、このサンプルの第１のセットは第２のクロック信号に対応する、サンプルの第１のセットに、少なくとも部分的に、基づいてサンプルの第２のセットを生成することとを含み、サンプルの第２のセットは第１のクロック信号に対応する。
【０００８】
別の態様は携帯電話を提供する。携帯電話はアンテナと、第１のクロック信号を維持するように構成された処理システムと、第１のクロック信号に第２のクロック信号を同期するためのクロック同期信号を、アンテナを介して送信するように構成された送信機と、ある時間期間にわたってある入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを、アンテナを介して受信するように構成された受信機とを含み、このサンプルの第１のセットは、第２のクロック信号に対応する。処理システムは、サンプルの第１のセットに、少なくとも部分的に、基づいてサンプルの第２のセットを生成するようにさらに構成され、そのサンプルの第２のセットは、第１のクロック信号に対応する。
【０００９】
別の態様はデータ通信の方法を提供する。その方法は、クロック同期信号を受信することと、そのクロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいてクロック信号を調節することと、調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成することと、サンプルの第１のセットを、少なくとも部分的に、備える１または複数のパケットを生成することと、その１または複数のパケットを送信することとを含む。
【００１０】
別の態様はデータ通信のための装置を提供する。その装置は、クロック同期信号を受信するように構成された受信機と、そのクロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいてクロック信号を調節し、その調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成し、サンプルの第１のセットを、少なくとも部分的に、備える１または複数のパケットを生成するように構成された処理システムと、その１または複数のパケットを送信するように構成された送信機とを含む。
【００１１】
別の態様はデータ通信のための装置を提供する。その装置は、クロック同期信号を受信するための手段と、そのクロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいてクロック信号を調節するための手段と、その調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成するための手段と、サンプルの第１のセットを、少なくとも部分的に、備える１または複数のパケットを生成するための手段と、その１または複数のパケットを送信するための手段とを含む。
【００１２】
別の態様はコンピュータプログラム製品を提供する。コンピュータプログラム製品はコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、装置によって実行される場合、その装置に方法を行わせるコンピュータ実行可能な命令を含む。この方法は、クロック同期信号を受信することと、そのクロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいてクロック信号を調節することと、その調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成することと、サンプルの第１のセットを、少なくとも部分的に、備える１または複数のパケットを生成することと、その１または複数のパケットを送信することとを含む。
【００１３】
別の態様は、センシングデバイスを提供する。このデバイスは、入力を受信するように構成されたトランスデューサと、クロック同期信号を受信するように構成された受信機と、そのクロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいてクロック信号を調節し、入力に、少なくとも部分的に、基づいてその調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成し、サンプルの第１のセットを少なくとも部分的に備える１または複数のパケットを生成するように構成された処理システムと、その１または複数のパケットを送信するように構成された送信機とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本願開示の前述の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約された、より具体的な説明は態様を参照して行われ、そのいくつかは添付の図面に示される。しかし、この説明は他の同様に有効な態様を許容できるので、添付の図面は本願開示の特定の典型的な態様を示しているに過ぎず、したがってその範囲を限定するものと見なすべきではないことに留意されたい。
【図１】図１はワイヤレス通信システム例を示す。
【図２】図２はワイヤレスデバイスで利用できる種々の構成要素を示すブロック図である。
【図３】図３は、本願開示のある態様によるセンサの部分のブロック図である。
【図４】図４は、ボディエリアネットワーク（ＢＡＮ）の一例を示す。
【図５】図５は、ＢＡＮ内で使用されるセンサのアレイを示すブロック図である。
【図６】図６は、ＢＡＮ内で使用されるアグリゲータを示すブロック図である。
【図７】図７は、時間領域光電脈波（ＰＰＧ：photoplethysmograph）信号及びその周波数スペクトルの一例を示す。
【図８】図８は、時間領域心電図（ＥＣＧ）信号及びその周波数スペクトルの一例を示す。
【図９】図９は、圧縮センシングサンプル分布を示す。
【図１０】図１０は、データを検知する方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、データを処理する方法を示すフローチャートである。
【図１２Ａ】図１２Ａは、クロックアライメント不整を処理する方法を示すフローチャートである。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、クロックアライメント不整を処理する別の方法を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、本願開示のある態様によるリコンストラクタ及びセンサの一例のブロック図を示す。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本願開示のある態様によるＰＰＧ信号及びガボール空間におけるその変換の一例を示す。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、本願開示のある態様によるＰＰＧ信号及びガボール空間におけるその変換の一例を示す。
【図１５】図１５は、本願開示のある態様によるアンダーサンプリングされた捕捉及び再構成のための例示的な動作を示す。
【図１６】図１６は、本願開示のある態様による、センサにおける光源をアクチュエートし、デアクチュエートするための例示的な動作を示す。
【図１７】図１７は、本願開示のある態様による、異なるアンダーサンプリング比（ＵＳＲ）を使用して取得された再構成された信号の比較を示す。
【図１８】図１８は、本願開示のある態様による、不均一なサンプリングインスタンスで検知された信号の一例を示す。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本願開示のある態様による、受信機クロック速度より高い送信機クロック速度に関する、受信機と送信機との間のクロック不一致の影響を表す波形を示す。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、本願開示のある態様による、受信機クロック速度より高い送信機クロック速度に関する、受信機と送信機との間のクロック不一致の影響を表す波形を示す。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、本願開示のある態様による、受信機クロック速度より高い送信機クロック速度に関する、受信機と送信機との間のクロック不一致の影響を表す波形を示す。
【図２０Ａ】図２０Ａは、本願開示のある態様による、受信機クロック速度より低い送信機クロック速度に関する、受信機と送信機との間のクロック不一致の影響を表す追加の波形を示す。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、本願開示のある態様による、受信機クロック速度より低い送信機クロック速度に関する、受信機と送信機との間のクロック不一致の影響を表す追加の波形を示す。
【図２０Ｃ】図２０Ｃは、本願開示のある態様による、受信機クロック速度より低い送信機クロック速度に関する、受信機と送信機との間のクロック不一致の影響を表す追加の波形を示す。
【図２１Ａ】図２１Ａは、本願開示のある態様による、圧縮センシングレジーム及びナイキストサンプリング下でローパスフィルタを省いた影響を表す波形を示す。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、本願開示のある態様による、圧縮センシングレジーム及びナイキストサンプリング下でローパスフィルタを省いた影響を表す波形を示す。
【図２２】図２２は、本願開示のある態様による、装置のブロック図である。
【図２３】図２３は、本願開示のある態様による、別の装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
新しいシステム、装置、及び方法の種々の態様について、添付の図面を参照して以下でより詳しく説明する。ただし、本願の教示は、多数の異なる形態で実施されてもよく、本願開示を通じて提示されるいかなる特定の構造または機能にも限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの態様は、本願開示が徹底的かつ完全で、本願開示の技術的範囲を当業者に十分伝えるように提供される。本明細書の教示に基づいて、本願開示の範囲は、本願開示の他の任意の態様から独立して実施されようとこれと組み合わせて実施されようと、本明細書で開示される新しいシステム、装置、及び方法のいかなる態様も包含するものであることが当業者には了解されるであろう。例えば、本明細書に記載された任意の数の態様を使用して、装置が実施でき、または方法が実施されることができる。さらに、本願開示の範囲は、本明細書に記載された本願開示の種々の態様に加えて、またはこれら以外の、他の構造、機能、または構造及び機能を使用して実施されるこのような装置または方法を包含するものである。本明細書で開示される開示のいかなる態様も請求項の１つまたは複数の要素によって実施できることを理解されたい。
【００１６】
「典型的」という単語は、ここでは、「例、実例、あるいは例証として役に立つこと」を意味するために使用される。「典型的」としてここに記載された任意の態様は、必ずしも他の態様より好ましい、あるいは有利と解釈されるとは限らない。
【００１７】
特定の態様がここに記載されているが、これらの態様の多くの変形及び並べ替えは、本願開示の技術的範囲内である。好ましい態様のいくつかの利益及び利点が言及されているが、本願開示の技術的範囲は、特定の利益、用途、または目的に限定されるものではない。むしろ、本願開示の態様は、異なるワイヤレス技術、システム構成、ネットワーク、及び伝送プロトコルに広く適用可能であることを意図され、そのいくつかは図及び好ましい態様の以下の説明において例として示されている。詳細な説明及び図面は、本願開示を限定するのではなく、本願開示の例示に過ぎず、本願開示の技術的範囲は添付の特許請求の範囲及びその等価物によって定義される。
【００１８】
ワイヤレス通信システム例
本明細書の教示は、さまざまな有線装置またはワイヤレス装置（例えば、ノード）に組み込まれる（例えば、装置内で実施されるかまたは装置によって実行される）ことができる。いくつかの態様では、本明細書の教示により実施されるノードは、アクセスポイントまたはアクセス端末を備えることができる。
【００１９】
アクセスポイント（「ＡＰ」）は、ノードＢ、無線ネットワーク制御器（「ＲＮＣ」）、ｅノードＢ、基地局制御器（「ＢＳＣ」）、基地トランシーバ局（「ＢＴＳ」）、基地局（「ＢＳ」）トランシーバ機能（「ＴＦ」）、無線ルータ、無線トランシーバ、基本サービス・セット（「ＢＳＳ」）、拡張サービス・セット（「ＥＳＳ」）、無線基地局（「ＲＢＳ」）、あるいは他の何らかの用語を備える、これらをとして実施される、またはこれらとして既知である。
【００２０】
アクセス端末（「ＡＴ」）は、アクセス端末、加入者局、加入者ユニット、移動局、遠隔局、遠隔端末、ユーザ端末、ユーザエージェント、ユーザデバイス、ユーザ機器、または他の何らかの用語を備え、これらとして実施され、またはこれらとして既知である。いくつかの実装形態では、アクセス端末は、セルラー式電話機、コードレス電話機、セッション開始プロトコル（「ＳＩＰ」）電話機、ワイヤレスローカルループ（「ＷＬＬ」）局、携帯情報端末（「ＰＤＡ」）、ワイヤレス接続機能を有するハンドヘルドデバイス、またはワイヤレスモデムに接続された他の何らかの適切な処理デバイスを備えることができる。したがって、本明細書で教示される１つまたは複数の態様は、電話機（例えば、セルラーフォンまたはスマートフォン）、コンピュータ（例えば、ラップトップ）、ポータブル通信デバイス、ポータブルコンピューティングデバイス（例えば、携帯情報端末）、エンターテイメントデバイス（例えば、音楽デバイスもしくはビデオデバイス、または衛星ラジオ）、全地球測位システムデバイス、またはワイヤレス媒体もしくは有線媒体を介して通信するように構成された他の任意の適切なデバイスに組み込まれることができる。いくつかの態様では、ノードはワイヤレスノードである。このようなワイヤレスノードは、例えば、有線通信リンクまたはワイヤレス通信リンクを介してネットワーク（例えば、インターネットまたはセルラーネットワークなどのワイドエリアネットワーク）に接続性を、またはこれへの接続性を提供することができる。
【００２１】
図１は、本願開示の態様が使用され得るワイヤレス通信システム１００の一例を示す。ワイヤレス通信システム１００は、ブロードバンドワイヤレス通信システムであり得る。ワイヤレス通信システム１００は、いくつかのセル１０２に通信を提供することができ、それらの各々は基地局１０４によりサービスされる。基地局１０４は、ユーザ端末１０６と通信する固定局であることができる。その代わり、基地局１０４はアクセスポイント、ノードＢまたは他の何らかの用語と呼ばれることができる。
【００２２】
図１は、システム１００中に分散された種々のユーザ端末１０６を示す。ユーザ端末１０６は固定される（すなわち、静止している）か、あるいはモバイルであることができる。ユーザ端末１０６は、その代わりに、遠隔局、アクセス端末、ターミナル、加入者ユニット、移動局、局、ユーザイクイップメント等と呼ばれることができる。ユーザ端末１０６は、セルラーフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドヘルドデバイス、ワイヤレスモデム、ラップトップコンピュータ、パーソナルコンピュータ等のようなワイヤレスデバイスであることができる。
【００２３】
基地局１０４とユーザ端末１０６との間のワイヤレス通信システム１００中の送信のために、種々のプロセス及び方法が使用され得る。例えば、信号は、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ技術にしたがって基地局１０４とユーザ端末１０６との間で送受信されることができる。これが事実である場合、ワイヤレス通信システム１００はＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡシステムと呼ばれることができる。その代わりに、信号はＣＤＭＡ技術にしたがって基地局１０４とユーザ端末１０６との間で送受信されることができる。これが事実である場合、ワイヤレス通信システム１００はＣＤＭＡシステムと呼ばれることができる。
【００２４】
基地局１０４からユーザ端末１０６への送信を容易にする通信リンクは、ダウンリンク（ＤＬ）１０８と呼ばれることができ、ユーザ端末１０６から基地局１０４への送信を容易にする通信リンクは、アップリンク（ＵＬ）１１０と呼ばれることができる。その代わり、ダウンリンク１０８は順方向リンクまたは順方向チャネルと呼ばれることができ、アップリンク１１０は逆方向リンクまたは逆方向チャネルと呼ばれることができる。
【００２５】
セル１０２は、複数のセクタ１１２に分割されることができる。セクタ１１２はセル１０２内の物理的カバレージエリアである。ワイヤレス通信システム１００内の基地局１０４は、セル１０２の特定のセクタ１１２内に電力の流れを集中させるアンテナを使用することができる。このようなアンテナは指向性アンテナと呼ばれることができる。
【００２６】
図２は、ワイヤレス通信システム１００内で使用されることのできるワイヤレスデバイス２０２において使用され得る種々の構成要素を示す。ワイヤレスデバイス２０２は、ここに説明される種々の方法を実施するように構成されることのできるデバイスの一例である。ワイヤレスデバイス２０２は基地局１０４またはユーザ端末１０６であり得る。
【００２７】
ワイヤレスデバイス２０２は、そのワイヤレスデバイス２０２の動作を制御するプロセッサ２０４を含むことができる。プロセッサ２０４はまた中央処理装置（ＣＰＵ）とも呼ばれる。メモリ２０６は読取り専用メモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の両者を含むことができるものであり、そのメモリ２０６はプロセッサ２０４へ命令及びデータを提供する。メモリ２０６の一部分はまた不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）を含むことができる。プロセッサ２０４は典型的に、メモリ２０６内に記憶されたプログラム命令に基づいて論理及び算術演算を行う。メモリ２０６内の命令はここに記載されている方法を実施するために実行可能であり得る。さらに、ＤＳＰ２２０及びプロセッサ２０４の機能は単一のモジュール中に含まれることができる。
【００２８】
ワイヤレスデバイス２０２はまた、そのワイヤレスデバイス２０２と遠隔地との間におけるデータの送受信を可能にするために送信機２１０及び受信機２１２を含むことができるハウジング２０８を含むことができる。送信機２１０及び受信機２１２はトランシーバ２１４に結合され得る。アンテナ２１６はハウジング２０８に取り付けられ、トランシーバ２１４に電気的に結合されることができる。ワイヤレスデバイス２０２はまた、複数の送信機、複数の受信機、複数のトランシーバ、及び／または複数のアンテナを含むことができる。
【００２９】
ワイヤレスデバイス２０２はまた、トランシーバ２１４によって受信された信号のレベルを検出し定量化しようとして使用できる信号検出器２１８を含むことができる。信号検出器２１８は、このような信号を全エネルギー、シンボルあたりのサブキャリアあたりのエネルギー、パワースペクトル密度、及び他の信号として検出することができる。ワイヤレスデバイス２０２はまた、信号処理で使用するデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）２２０を含むことができる。信号検出器はまた、フォトダイオード、ＥＣＧ電極、マイクロホン等のようなトランスデューサ（示されていない）に接続されることができる。
【００３０】
ワイヤレスデバイス２０２の種々の構成要素はバスシステム２２２によって互いに結合されることができる。バスシステム２２２は、データバスに加えて、電力バスと、制御信号バスと、状態信号バスとを含むことができる。
【００３１】
ボディエリアネットワーク概念
図４は、ボディエリアネットワーク（ＢＡＮ）４００の一例を示す。ボディエリアネットワークは診断目的のバイタルサインの連続的モニタリング、慢性疾患に対する薬剤の効果などの医療用途の有望な概念を表す。
【００３２】
ＢＡＮは、いくつかの捕捉回路からなることができる。各捕捉回路は、１つまたは複数のバイタルサインを検知してそれらを、モバイルハンドセット、ワイヤレス腕時計（wireless watch）、または携帯情報端末（ＰＤＡ）のようなアグリゲータ（すなわち、アクセス端末）に通信するワイヤレスセンサを備えることができる。アグリゲータは時として、ゲートウェイと呼ばれることができる。生物医学的信号を捕捉して、それらをワイヤレスチャネルでアグリゲータ４１０へ送信するセンサ４０２、４０４、４０６及び４０８は、アクセスポイント１０４と同じ機能を有することができる。図５は、ＢＡＮ４００内のセンサ４０２−４０８に相当することができる生物医学的センサ５０１及び５５０のアレイの詳細なブロック図を示す。
【００３３】
図４中に示されているアグリゲータ４１０は、センサ４０２−４０８からワイヤレスチャネルによって送信された種々の生物医学的信号を受信し、処理することができる。アグリゲータ４１０はモバイルハンドセットまたはＰＤＡであることができ、図１からのモバイルデバイス１０６と同じ機能を有し得る。他の実施形態においては、アグリゲータ４１０はアクセスポイントまたはフェムトノードであることができる。図６は、ＢＡＮ４００内のアグリゲータ４１０に対応し得るアグリゲータ６１０の詳細なブロック図を示す。アグリゲータ６１０は、図２からの受信機２１２の一例であることができる。
【００３４】
ＢＡＮ中で使用されるセンサは、非侵入型で長持ちするものであることが望ましいであろう。センサ信号処理のための圧縮センシング（ＣＳ）技術の利益を実証するために、光電脈波（ＰＰＧ）及び心電図（ＥＣＧ）信号がこの開示において検討されることができる。ＰＰＧ、ＥＣＧ及びアクティビィティセンシングは、ヒト個体群の広いセグメントにおける高い割合の慢性疾患をカバーし、したがってワイヤレスエリアネットワーク（ＷＡＮ）接続性を用いてモバイルデバイス及びＢＡＮにおけるワイヤレス技術に、このような疾患の治療及び診断を改良する有意な機会を提供する。
【００３５】
パルスオキシメータセンサは、呼吸及び肺を含む呼吸器系の非常に重要なインジケータ、血液酸素化（blood oxygenation）（ＳpＯ2とも呼ばれる）の連続的モニタリングを可能にすることができるＰＰＧ波形を生成することができる。血液は、それらの生存や適切な働きを確実にし、細胞の老廃物を除去するために酸素、栄養素及び化学物質を体の細胞に運ぶ。ＳpＯ2は、診断、外科的処置、長期モニタリング等のために臨床現場において広く使用される。図７は時間領域ＰＰＧ信号及びその周波数スペクトルの一例を示す。
【００３６】
ＥＣＧは、心臓血管系を評価するためのもう一つの重要なバイタルサインである。心臓はもっともよく働く体の器官の１つであり、１分当り約６リットルの血液を人の体中に送り出す。各心臓周期中に生成される電気信号はＥＣＧ信号を形成し、Ａｇ／ＡｇＣｌ電極センサによって容易に捕えられることができる。ＥＣＧは心臓関連の問題を診断するために臨床現場において慣行的に使用されることができ、ＥＣＧの連続的モニタリングは多くの慢性の病気の早期診断を可能にし得る。図８は、時間領域ＥＣＧ信号及びその周波数スペクトルの一例を示す。血圧（ＢＰ）は極めて高い臨床価値を有するもう一つのバイタルサインである。最高血圧（ＳＢＰ）及び最低血圧（ＤＢＰ）は、ＥＣＧ及びＰＰＧ信号を使用して推定されることができる。
【００３７】
ある態様においては、ここに記載のセンサ及びゲートウェイは、圧縮センシング（ＣＳ）を使用する。ＣＳにおいては、任意に高い分解能を用いて信号を復元するために、シャノン／ナイキストサンプリング定理により提案されるものより著しく少ないセンサ測定値が使用されことができる。これは、検知されている信号が本質的に圧縮可能であるか、あるいはある領域においてスパース(sparse)であるときに可能である。Ｍの非ゼロのスペクトル成分を備える帯域限定信号のクラスが考えられ、ここでＭ＜＜ｆs／２及びｆsは、ナイキストサンプリングレートのような提案されるサンプリングレートである。従来、このような信号は、より効率的な送信及び／または記憶のために捕捉後に圧縮されることができる。
【００３８】
ＣＳフレームワークにおいて、捕捉プロセス（すなわち、センシング）はソース圧縮と一体化されることができ、信号のスパース性質から独立していることができる。しかしながら、このスパース性（sparsity）情報は、信号の再構成を行うために受信機側で要求されることがある。ＣＳフレームワーク中の測定値は、一般に、ランダムな基底関数とのその信号の内積として定義される。これらの信号は、少なくともＭ log（Ｎ／Ｍ）のサンプルがその受信機で利用可能な場合に、この受信機で若干の付加的な計算上の複雑さを伴うが、正確に復元されることができ、ここでＮはその再構成におけるサンプルの数である。ＢＡＮ中で使用されるセンサの可使用時間を延ばすためにその計算上の複雑さをフレキシブルな電力バジェットを有するノードに変えることができるので、これはボディエリアネットワーク（ＢＡＮ）の環境において有用であることができる。
【００３９】
ＣＳパラダイムは、信号の検出／分類、イメージング、データ圧縮及び磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）に関する適用に使用されることができる。ＣＳの利益は改善された信号フィデリティ及び優れた認識性能に関して報告される。本願開示において、医療及びフィットネス用途向けのＢＡＮ内に低電力センサを提供するために、ＣＳベースの信号処理が提案される。
【００４０】
医療適用におけるＢＡＮの一つの態様は、センサ電力及び通信待ち時間を最小にする一方で、複数のセンサ（すなわち、複数の送信機）と１つのアグリゲータ（すなわち、受信機）との間に信頼できる通信リンクを提供することである。
【００４１】
図５は、本願開示のある態様にしたがってＢＡＮ内で使用されるセンサのアレイのブロック図の一例を示す。一つの態様において、センサ５０１及び５５０は、センサ中で使用される回路の複雑さ及び電力消費を著しく低下させるために圧縮センシングを利用するように設計される。例えば、圧縮センシングの使用は、電力消費を低下させるためにセンサ５０１及び５５０がある処理ステップ及びある信号調整ステップを省くことを可能にすることができる。以下、これらのステップ並びにその対応する回路及び機能を省くことを詳細に説明する。
【００４２】
センサ５０１は、処理システム５０５を備える。処理システム５０５は、センサ５０１の動作を制御し、指図するように動作することができる。一つの態様においては、処理システム５０５は、クロック信号を生成し、維持し、調節するためのクロック回路を含む。ここに記載されるように、センサ５０１の動作の減少した複雑さは、処理システム５０５が簡単化することを可能にし、ＣＰＵのような、より多くの電力の集中するハードウェアは、センサ５０１がその機能を実行する必要がない。例えば、その代わりに、専用のハードウェア有限ステートマシンを使用することができる。処理システム５０５は、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）５０８に結合される。ＤＡＣ５０８は、トランスデューサ５０９に結合される。ＤＡＣ５０８は、センサ５０１により測定される信号を生成するためにトランスデューサ５０９を駆動するように構成されることができる。例えば、一つの態様においては、センサ５０１は、パルスオキシメータセンサを備える。センサ５０１は、測定のために、この態様では発光ダイオード（ＬＥＤ）であるトランスデューサ５０９を駆動するために処理システム５０５からのアクチュエーション(actuation)信号を変換するためにＤＡＣ５０８を使用することができる。他の態様においては、センサはアクチュエーション信号を要求しないＤＡＣ５０８及びトランスデューサ５０９を省くことができる。センサ５０１は、アナログ信号を受信するためにトランスデューサ５１０をさらに備えることができる。上述したように、トランスデューサ５１０は光検出または他のセンス回路を備えることができる。トランスデューサ５１０は、例えば、低雑音増幅器（ＬＮＡ）回路５１１のような、調整回路に結合される。ＬＮＡ回路５１１は、例えば、圧縮センシング（ＣＳ）アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）５１３のようなサンプリング回路に結合される。一つの態様においては、ＣＳ ＡＤＣ５１３は、量子化回路（示されていない）と同一直線上のサンプル及びホールド回路（示されていない）として部分的に実施されることができる。以下、図３を参照して、種々の態様によるＣＳ ＡＤＣ ５１３の構造をさらに詳細に説明する。ここに記載されるように、ＣＳ ＡＤＣ ５１３は、ある時間期間にわたってトランスデューサにより受信されたアナログ信号を表すサンプルのセットを生成するために使用されることができる。センサ５０１は、メディアアクセスコントローラ５１６及び無線機５１４をさらに備えることができる。処理システム５０５は、ＭＡＣ５１６と共に、ＣＳ ＡＤＣ ５１３により生成されたサンプルのそのセットをパケット化するように、及び無線機５１４を介してこのようなパケットの１または複数のものを送信するように構成されることができる。
【００４３】
都合のよいことに、センサ５０１における動作の減少された複雑さは、他の場合ではセンサ中で従来使用されるある回路の除去を可能にする。例えば、ナイキストレートでサンプリングを行うために、エイリアシングを除去するためにアンチエイリアシングフィルタが従来使用される。このようなフィルタリングには、著しい電力消費が要求され得る。ＣＳ技術を使用することにより、アンチエイリアシング回路の性能要件は緩和され得る。その代わりに、いくつかの実施形態においては、アンチエイリアシング回路は省かれることができる。これは図２１Ａ及び２１Ｂに関して示されている。図２１Ａには、２００Ｈｚのナイキストエッジが示されている。図２１Ａはまた、約３７Ｈｚにおいてそのナイキストエッジより下の有効成分２１０３を有し、約５００Ｈｚにおいてナイキストエッジより上の有効成分２１０５を有する信号を示す。ナイキストエッジより上の成分２１０５は帯域外トーンである。従来、２００Ｈｚのナイキストエッジには４００サンプル／秒のナイキストサンプリング周波数が必要とされる。従来のナイキストサンプリングでは、２００Ｈｚより上の全ての成分を除去するためのアンチエイリアシングフィルタと、その後４００サンプル／秒で均一にサンプリングすることを必要とする。図２１Ｂには、アンチエイリアシングフィルタを省いたが、ナイキスト再構成を依然使用した結果が示されている。具体的には、波形２１０９は、アンチエイリアシングフィルタを用いずに、４００サンプル／秒で均一にサンプリングされたデジタル信号のスペクトルを示す。図２１Ａの５００Ｈｚの成分２１０５のエイリアシング効果は、図２１Ｂ中の１００Ｈｚにおけるスプリアス成分２１１３によって示される。したがって、示されるように、従来のサンプリング技術を使用しながらアンチエイリアシングフィルタを省くことは、不適当な結果を提供する。対比するために、波形２１１１は、アンチエイリアシングフィルタを使用したときの従来のナイキストサンプリングの結果を示す。示されるように、従来のサンプリングがアンチエイリアシングフィルタと組合せられるとき、３７Ｈｚにおける成分２１０３は保存され、１つのスプリアストーンも公表され(promulgated)ない。さらに、図２１Ｂは、アンチエイリアシングフィルタを用いずにＣＳサンプリングを使用した再構成を示す波形２１０７を示す。示されているように、波形２１０７は３７Ｈｚで成分２１０３を再び生じさせるが、しかしエイリアシングからのスプリアストーンを含まない。ＣＳ再構成２１０７を生成することにおいて、平均サンプリングレートは４００サンプル／秒であり、それはナイキストの場合と同じである。しかしながら、上述したように、ＣＳ再構成におけるサンプリングは不均一である。さらに、１００Ｈｚより高いスペクトル成分が関心の対象の帯域から外れているアプリオリ情報は使用されることができ、帯域外成分は再構成されることはない。
【００４４】
一つの態様においては、センサ５５０のような付加的なセンサもまた図４に記載のボディエリアネットワークに含まれ得る。例えば、センサ５０１はパルスオキシメータを備えることができ、一方センサ５５０は３次元加速度計を備えることができる。以下説明するように、センサ５０１及び５５０からの出力は合成されることができ、他の場合には、共通のゲートウェイによって処理されることができる。
【００４５】
処理システム５０５は１または複数のプロセッサを用いて実施されることができる。１または複数のプロセッサは、汎用マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ信号（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、コントローラ、ステートマシン、論理ゲート、ディスクリートハードウェア構成要素、専用ハードウェア有限ステートマシン、あるいは情報の計算または他の操作を行うことのできる任意の他の適切なエンティティの任意の組合せを用いて実施されることができる。
【００４６】
処理システム５０５はまたソフトウェアを記憶するための機械可読媒体を含むことができる。ソフトウェアは、それがソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、あるいは別の方法と呼ばれようと、任意のタイプの命令を意味するように広く解釈される。命令はコード（例えば、ソースコードフォーマット、２進コードフォーマット、実行可能なコードフォーマット、あるいは任意の他の適切なコードフォーマットの）を含むことができる。命令は、１または複数のプロセッサにより実行されるとき、ここに記載されている種々の機能を処理システム５０５に行わせる。
【００４７】
図３は低雑音増幅器（ＬＮＡ）２２１９、ランダム遅延発生器２２２０、サンプルホールド（Ｓ＆Ｈ）回路２２２１、及び量子化回路２２２３を示す。ＬＮＡ回路２２１９は、図５のＬＮＡ回路５１１に相当することができる。ランダム遅延発生器２２２０、Ｓ＆Ｈ回路２２２１及び量子化回路２２２３は、図５のＣＳ ＡＤＣ ５１３に相当することができる。示されるように、アナログ信号Ｘ（ｔ）はＬＮＡ２２１９で受信されることができる。アナログ信号は、ＬＮＡ回路２２１９、Ｓ＆Ｈ回路２２２１、及び量子化回路２２２３によって逐次的に処理されることができる。ランダム遅延発生器２２２０は、その信号がＳ＆Ｈ回路２２２１によってサンプリングされ、及び量子化回路２２２３によってサンプリングされるインスタンスを制御することができる。ランダム遅延発生器２２２０は、不均一なサンプリングインスタンスを生成することにおいて使用される入力としてシードを受信することができる。量子化回路２２２３の出力は、ここに記載されるやり方で都合よく使用されるデジタル信号である。一つの態様において、各回路は、介在する回路なしに出力を次の回路へ直接提供するように構成される。したがって、上述されるように、この態様において、一つのローパスフィルタあるいはアンチエイリアシングフィルタも存在せず、あるいは使用されない。記載のように、この削除は、電力消費の減少、複雑さの減少、及びセンサによって提供されるデータの品質を損なうことなくセンサの費用の減少に、都合よく帰着する。
【００４８】
図６は、アグリゲータ６１０を示す。アグリゲータ６１０はまた、ここではゲートウェイ６１０と呼ばれることができる。ゲートウェイ６１０は、図５のセンサ５０１及び５５０のような１または複数のセンサからのセンサ入力からのサンプルのセットのようなデータを受信するために使用されることができる。ゲートウェイ６１０は、ここに記載されているそのデータに関する追加の処理を行うためにさらに構成されることができる。一つの態様において、ゲートウェイ６１０は、ＢＡＮラジオ６１３を備える。ＢＡＮ無線機６１３は、図５のセンサ５０１及び５５０のようなセンサからの送信を受信するように構成されることができる。ＢＡＮ無線機６１３はまた、１または複数のワイヤレスセンサへメッセージを送信するように構成されることができる。例えば、ここに記載されるように、ゲートウェイ６１０は、ＢＡＮ無線機６１３を介して１または複数のワイヤレスセンサへのクロック動作またはデータに関する要求を送信するように構成されることができる。ゲートウェイ６１０は、ＢＡＮ無線機６１３を通った通信を制御するためにそのＢＡＮ無線機６１３に結合されたメディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）６１６をさらに備える。ゲートウェイ６１０は、ＭＡＣ６１６に結合された処理システム６１９をさらに備える。処理システム６１９は、ＢＡＮ無線機６１３及びＭＡＣ６１６を介してセンサと通信するように構成されることができる。例えば、ここに記載されているように、処理システム６１９は、センサからのＣＳサンプルのセットを受信するように、及びその受信されたサンプルセットからサンプルのナイキストセットを再構成するように構成されることができる。同様に、処理システム６１９はパケットロスを軽減し、受信されたサンプルセット中のアーティファクトを除去し、ゲートウェイ６１０とセンサとの間のクロック不整合を判断し軽減し、複数のセンサからのサンプルセットをアラインし、受信されたあるいは再構成されたサンプルを解析して、バイタルサインを読み取り、アラームをトリガすることができる。一つの態様において、処理システム６１９は、クロック信号を生成し、維持するためのクロック回路を含む。
【００４９】
ゲートウェイ６１０は、例えば、ＷｉＦｉ無線機等の、ＬＡＮ無線機６２５、あるいは、例えば、第３世代無線機等の、広域ネットワーク無線機６２２のような追加の無線機をさらに備えることができる。これらの無線機は、他のデバイスへセンサからの情報を通信するために使用されることができる。例えば、ある人の携帯電話はゲートウェイ６１０として機能し得る。ゲートウェイ６１０は、ＷＡＮ無線機６２２とＬＡＮ無線機６２５と処理システム６１９との間の通信を制御するための別のメディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）６２３をさらに備えることができる。いくつかの実施形態においては、ＭＡＣ６１６および６２３は共用ハードウェアまたはソフトウェアによって実施されることができる。センサからのデータに基づいてバイタルサインを判断した後、処理システム６１９は、ＬＡＮラジオ６２５のＷＡＮラジオ６２２を介して、バイタルサインに関する情報を、遠く離れて位置する医師へ送信することができる。都合よく、ゲートウェイ６１０におけるセンサからのサンプルの集中処理は、センサの複雑さの減少と電力消費量の低下を容易にする。さらに、ゲートウェイ６１０は、複数のセンサのための集中型クロック同期コントローラとして動作することができる。
【００５０】
処理システム６１９は１または複数のプロセッサを用いて実施され得る。１または複数のプロセッサは、汎用プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、コントローラ、ステートマシン、論理ゲート、ディスクリートハードウェア構成要素、専用のハードウェア有限ステートマシン、あるいは情報の計算または他の操作を行うことのできる任意の他の適切なエンティティの任意の組合せを用いて実施され得る。
【００５１】
処理システム６１９はまた、ソフトウェアを記憶するための機械可読媒体を含むことができる。ソフトウェアは、それがソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、あるいは別の方法と呼ばれようと、任意のタイプの命令を意味するように広く解釈される。命令はコード（例えば、ソースコードフォーマット、２進コードフォーマット、実行可能なコードフォーマット、あるいは任意の他の適切なコードフォーマットの）を含むことができる。命令は、１または複数のプロセッサにより実行されるとき、ここに記載されている種々の機能を処理システム６１９に行わせる。
【００５２】
図９は、本願開示のある態様による圧縮センシングサンプル分布を示す。ここに記載されているように、ＣＳサンプリングのために、デジタル信号から忠実に再構成されるようにアナログ信号に関して下記の条件が満たされることができる。第１に、ホールド時間
【数１】
【００５３】
ここで、ｆmaxは、大きさ
【数２】
【００５４】
を有する信号ｘ（ｔ）中の最大スペクトル成分であり、ここでｑはｘ（ｎ）を量子化におけるビットの数である。第２に、任意の与えられた時間ウインドウにおいて、ＣＳサンプリングにおける測定値の数ｋはｃ*Ｍ*ｌｏｇ（Ｎ／Ｍ）となり、ここでＭは６*ｑｄＢより上のスペクトル成分の数であり、Ｎはその与えられた時間ウインドウにおいて再構成されるナイキストサンプルの数である。定数ｃは、測定値基底とスパース基底との間のコヒーレンスを表すことができる。例えば、２つの基底がよりコヒーレントになると、ｃの値はより小さくなる。ある態様においては、ｃは、ｋが値Ｍのほぼ３乃至５倍となるように選択される。いくつかの態様では、ｃは１と２の間の値を有することができる。図９に認められるように、同じ時間ウインドウの中のサンプルの数は、ナイキストレートサンプリングに関して存在するものよりはるかに少ない。この例において、１０のアンダーサンプリング比が使用された。これは、平均で、ＣＳ再構成に関する与えられた時間ウインドウに使用されるサンプルの数が従来のナイキストサンプリングのものの１／１０であることを意味する。都合よく、より少ないサンプルを使用することにより、センサにおける電力消費が減少する。実際に、サンプルを生成するためにより少ない処理が使用される。さらに、パルスオキシメータ、ＬＥＤまたは類似の素子のようなセンサに関して、その信号のサンプリング期間に対応する減少した持続期間の間給電されることができる。ｘ（ｔ）がスペクトル領域においてスパースであるとき、観察の１秒毎に、ｋは、ｘ（ｔ）における冗長に依存して、Ｆsの測定値よりはるかに小さくなり得る。さらに、センサにおけるアナログ回路の複雑さを、ゲートウェイにおけるデジタル領域の再構成の複雑さへ移すことから、センサ中には著しい電力利得が存在することができる。上述したように、あるウインドウ中の測定値の数ｋは、６*ｑｄＢより上のスペクトル成分の数Ｍとの関係で判断される。したがって、測定値の数は、それらはゲートウェイで再構成されることはないかもしれないが、６*ｑｄＢより上の帯域外成分を考慮する。実際に、多くの実世界センサは高い周波数で減少した感度を有し、帯域外信号による測定値の数の増加は法外に高いのもとはならないかもしれない。以下において、ＣＳサンプリング及び再構成もまた詳細に説明される。
【００５５】
本願開示のある態様は、パルスオキシメータセンサの電力消費を減少させるための方法に関する。市販のパルスオキシメータは、典型的に、２０―６０ｍＷ程度の電力を消費し得る。赤色及び赤外線の発光ダイオード（ＬＥＤ）はこの電力の大部分を占める。ＰＰＧセンサの電力効率のよい設計は、電力消費を１．５ｍＷに低下させることができる。ＬＥＤ照明に関連したデューティサイクルは、与えられた均一のサンプリングレートに関して減少されることができる。高速検出器及びより高いクロック周波数は、他の最適化の中で使用されることができる。したがって、ＬＥＤはＴ・ｆsの持続期間のあいだオンにされていることができ、ここで、ｆs及びＴはそれぞれサンプリングレート及び各サンプルを捕捉するために使用される照明の持続期間を表す。
【００５６】
ＰＰＧ信号はスペクトル領域においてスパースであることができ、したがって圧縮可能である。これは、ＰＰＧ信号を捕捉するために圧縮センシング（ＣＳ）フレームワークの使用を可能にすることができる。ＰＰＧ信号は不均一な（すなわち、ランダムな）時間インターバルで、しかしｆsの平均サンプリングレートを用いてサンプリングされることができる。ＣＳアプローチでは、サンプリングレートＦsは均一なサンプリングレートｆsよりはるかに小さくてよい。ファクタｆs／Ｆsはアンダーサンプリング比（ＵＳＲ）と呼ぶことができる。このサンプリングアプローチは、ＰＰＧ捕捉のために使用されるパルスオキシメータの減少した（すなわち、ほぼＵＳＲのファクタだけ）電力消費となり得ることが認められる。これは、ＬＥＤがＴ・ｆsの代わりに、わずかＴ・ｆs／ＵＳＲの持続期間のあいだのみ点灯されることができるからである。
【００５７】
ｆs／ＵＳＲでのサンプリング及びローパスフィルタリングに比較されるＣＳベースのアプローチの利点は、ｆs／ＵＳＲより上の信号内容が失われないことである。同様に、高い周波数における狭帯域信号もまた、高いＵＳＲを用いて捕捉されることができる。ＣＳフレームワークを使用する別の利点は、ナイキストレートサンプリングにおけるようなフーリエ空間を含む、再構成で使用される変換空間から測定値が独立していることである。
【００５８】
図１０は、本願開示のある態様によるデータを検知する方法１００１を示す。一つの態様において、方法１００１は図５のセンサ５０１のようなセンサにおいて実施されることができる。ステップ１００５において、センサ５０１は、時間の期間に対応するデータに関する要求を受信する。この要求は、ゲートウェイ６１０から生じ得る。その代わり、センサ５０１は、他の刺激に応答してデータを周期的に生成するように構成されることができる。続いて、ステップ１０２７において、センサ５０１は、行われている特定の測定においてアクチュエーション信号が使用されるか否かを判断する。例えば、センサ５０１が、ＬＥＤ５０９のようなＬＥＤによって生成された光を検出している場合、そのＬＥＤを駆動するためにアクチュエーション信号が使用されることができる。この場合、方法はステップ１０１０進んで、アクチュエーション信号を生成し、追加のサンプルを捕捉する。特定の測定に関して１つのアクチュエーション信号も使用されない場合、追加のサンプルを捕捉するために方法はステップ１０１５に進む。ステップ１０１０に続いて、その要求を受信した後、センサ５０１はアクチュエーション信号を生成することができる。上述したように、あるセンサは、センサ５０１により測定される信号を生成するためにアクチュエートされるＬＥＤまたは他の回路を備えることができる。上述のように、加速度計のような他のセンサは、アクチュエーション信号を必要とせず、このステップを省くことができる。ステップ１０１５に続いて、センサ５０１はアナログ信号を受信する。アナログ信号はあるバイタルサインあるいは人間の他の特性を示すことができる。ステップ１０２０に続いて、センサ５０１はアナログ信号をサンプリングすることができる。１つの態様においては、これらサンプルを生成するために圧縮センシングが使用される。
【００５９】
続いて決定ステップ１０２５で、センサ５０１は、サンプリングされた信号がゲートウェイ６１０によって正確に再生されることができるように十分な数のサンプルが取得されたかどうかを判断する。上述したように、ある数ｋのサンプルは、サンプリングされた信号を正確に再構成するのに十分であると判断される。しかしながら、クロック不整合、パケットロス、あるいは他の問題のために、追加のサンプルが含まれるか、あるいはいくつかのサンプルが省かれ得る。追加の、あるいは存在しないサンプルのこの数を、δと呼ぶことができる。ここに記載されるように、ゲートウェイは、ｋ＋δのサンプルを受信しているとき、サンプリングされた信号の再構成を処理することができる。サンプルの数が不十分であると判断される場合、方法は決定ステップ１０２７に戻る。しかしながら、サンプルの数が十分である場合は、方法はステップ１０３０に進む。ステップ１０３０において、センサ１０３０は、アナログ信号のサンプルを含む１または複数のパケットを生成する。続いて、ステップ１０３５において、パケットはゲートウェイ６１０へ送信される。都合よく、サンプリングされた信号に関して行われる減少したプロセス及びセンサで捕捉される減少した数のサンプルは、センサにおける回路の複雑さと電力消費の減少となる。
【００６０】
図１１は、本願開示のある態様によるデータを処理する方法１１０１を示す。一つの態様において、方法１１０１は図６のゲートウェイ６１０のようなゲートウェイに関して実施されることができる。ステップ１１０５において、ゲートウェイ６１０は、ある時間の期間に対応するデータに関する要求を、センサ５０１、５５０のようなセンサへ送信する。一つの態様において、ステップ１１０５は周期的に、あるいはユーザインタラクションまたは非同期要求のような特定の刺激に応答して、行われることかできる。別の態様においては、センサ５０１は、要求を受信せずにゲートウェイ６１０へデータを周期的にあるいは非周期的に送信するように構成されることができる。ステップ１１１０に進んで、ゲートウェイはセンサ５０１からサンプルの第１のセットを受信する。上述したように、サンプルの第１のセットは、センサ５０１によってとられたｋ＋δのＣＳサンプルのセットを備える。ステップ１１１５に進んで、ゲートウェイ６１０は、センサ５０１からのサンプルの第１のセットに基づいてサンプルの第２のセットを生成する。一つの態様において、サンプルの第２のセットは、その時間の期間にわたるナイキストサンプルの完全なセットに相当する。ＣＳサンプルからナイキストサンプルの完全なセットを生成するプロセスは、図１３−１８に関して、以下にさらに詳細に記載される。ステップ１１２０に進んで、ゲートウェイ６１０は、サンプルの第２のセットに関して追加の処理を行う。例えば、ゲートウェイ６１０はパケットロスを軽減し、受信されたサンプルセット中のアーティファクトを除去し、ゲートウェイ６１０とセンサ５０１との間のクロック不整合を判断し軽減し、サンプルの第２のセットを解析して、バイタルサインを解釈し、及びアラームをトリガすることができる。別の態様において、ゲートウェイは、２以上のセンサからのサンプルのセットを受信するように構成されることができ、各セットは共通の時間期間に対応する。いくつかの態様においては、サンプルの各セットは、この共通の時間期間中にセンサ入力の比較を容易にするためにゲートウェイ６１０によって整列されることができる。都合よく、ゲートウェイ６１０においてＣＳ再構成を行うことによって、センサ５１０における電力消費及びサーキットリーは著しく減少されることができる。
【００６１】
図１２Ａは、本願開示のある態様に従ってクロック不整合を処理するための方法１２０１を示す。一つの態様において、方法１２０１は図６のゲートウェイ６１０のようなゲートウェイに関して実施されることができる。いくつかの通信システムにおいて、受信機と送信側との間にクロック不一致が存在するとき、実時間バッファが空にならないように、あるいはオーバーフローしないようにするために、ノードのうちの１つにおいてサンプル挿入／削除が行われることができる。サンプル挿入／削除による適切な注意がなされない場合、この動作から結果的に生じる不連続性は、望ましくないアーティファクトとなり得る。デバイスの費用及び複雑さは、望まれるクロックの正確度に依存する。例えば、ＧＰＳクロックに同期されたデバイスは、±２０ｐｐｍ(parts per million)の結晶に基づくクロックを用いて動作するデバイスよりも高価になるであろう。同様に、±７５ｐｐｍの結晶に基づくクロックを用いて動作するデバイスは、さらに経済的なものになるであろう。ＣＳ再構成を用いるゲートウェイ６１０においては、ナイキストサンプルは、センサにおける測定値に基づいてそのゲートウェイで再構成される。いくつかの態様において、ゲートウェイ６１０は典型的に、良好なクロック管理が行われ、実際の壁時計（ＧＰＳのような）に近い。これは、測定値の数がｋ±δであるときでさえ、ゲートウェイ６１０が多数のセンサからのデータのストリームを同期することを可能にし、ここで、δはクロック不一致による測定値の数を備える。いくつかの実施形態において、多数のセンサのうちの１または複数のものに関して、δ値は異なることができる。さらに、δ値は各センサに関して時間にわたって変化し得る。それにもかかわらず、ここに記載されるように、ＣＳ構成を用いる受信機は、観察の与えられたウインドウに関する変化する数の測定値をうまく処理することができる。受信機は、センサ５０１、５５０のそれぞれに関してＮのナイキストサンプルを再構成することによりこれを達成することができ、ここでＮはゲートウェイにおけるクロックに基づく観察のウインドウに対応する。
【００６２】
図１９Ａ−１９Ｃ及び図２０Ａ-２０Ｃを参照して、ＣＳ再構成のこのクロック不一致対処能力とその利点をさらに説明する。図１９Ａは、センサ／送信機で検出される波形１９０３を示す。図面に示されるように、送信機のクロック速度は１０．１５２３ＭＨｚである。示されているように、波形１９０３の有効成分は３７Ｈｚに存在する。図１９Ｂは、受信機／ゲートウェイにおいて生成される波形１９０３の再構成１９０５を示す。図示されるように、受信機におけるクロック速度１０ＭＨｚである。したがって、送信機と受信機との間にクロック速度の不一致が存在する。示されるように、図１９Ｂにおいて、送信機と受信機との間のクロック不一致は、ＣＳ技術を使用した再構成に対して最小の影響を与える。したがってＣＳ再構成された波形１９０５は、クロック不一致に関わらず、図１９Ａの波形１９０３に実質的に類似している。上述したように、ＣＳ再構成において使用されるサンプルは、サンプリングされた信号の期間にわたって規則的に間隔を隔てられていないことがあり得る。この不均一のサンプリングは、クロック不一致にかかわらず、正確な再構成を部分的に容易にする。図１９Ｃは、図１９Ａの波形１９０３の別の再構成１９０７を示す。図１９Ｂの波形１９０５に関するように、受信機／ゲートウェイのクロック速度は１０ＭＨｚである。したがって、同じクロック不一致が存在する。しかしながら、再構成１９０７は、従来の補間ベースの再構成を使用して生成される。示されているように、クロック不一致の状況下での補間ベースの再構成は、再構成１９０７においてスプリアストーン１９０９を生じさせる。部分的に、スプリアストーンは従来のクロック不一致の軽減から生じ得る。例えば、１つの技術は、その不一致によるオーバーフローから受信機バッファを保守するために、その隣接するものを用いて一次補間されたサンプルを挿入すること及び２つのサンプルを削除することを伴う。都合の良いことに、ＣＳ技術を使用すると、このような軽減スキームは不要となる。したがって、正確な再構成は、クロック不一致状況にもかかわらず発生することができる。上述のように、これはまた、より簡単で、より少ない電力集中型の(less power intensive)クロック回路が、ゲートウェイにおいて受信されるデータに悪影響を与えずに、センサで使用されることを可能にする。
【００６３】
図２０Ａ−２０Ｃは図１９Ａ−１９Ｃに類似しているが、しかし再構成を示し、ここで、送信機／センサは、受信機／ゲートウェイのクロック速度と不整合になっており、これより遅いクロック速度を有する。図２０Ａは、センサ／送信機で検出される波形２００３を示す。図面に示されるように、送信機のクロック速度は９．８５ＭＨｚである。示されるように、波形２００３の有効成分は３７Ｈｚに存在する。図２０Ｂは、受信機／ゲートウェイで生成された波形２００３の再構成２００５を示す。図示されるように、受信機におけるクロック速度は１０ＭＨｚである。したがって、受信機と送信機との間にクロック速度の不一致が存在する。示されるように、図２０Ｂにおいて、受信機と送信機との間のクロック不一致は、ＣＳ技術を使用した再構成に対して最小の影響を与える。したがって、再構成された波形２００５は、クロック不一致にかかわらず、図２０Ａの波形２００３に実質的に類似している。上述したように、ＣＳ再構成において使用されるサンプルは、サンプリングされた信号の期間にわたって規則的に間隔を隔てられていないかもしれない。この不均一のサンプリングは、クロック不一致にかかわらず、正確な再構成を部分的に容易にする。図２０Ｃは、図２０Ａの波形２００３の別の再構成２００７を示す。図２０Ｂの波形２００５に関するように、受信機／ゲートウェイのクロック速度は１０ＭＨｚである。したがって、同じクロック不一致が存在する。しかしながら、再構成２００７は、従来の補間ベースの再構成を使用して生成される。示されているように、クロック不一致の状況下での補間ベースの再構成は、再構成２００７においてスプリアストーン２００９を生じさせる。部分的に、スプリアストーンは従来のクロック不一致の軽減から生じ得る。例えば、１つの技術は、その不一致によるアンダーフローすることから、受信機バッファを保守するために、その隣接するものを用いて一次補間されたサンプルを挿入すること及び２つのサンプルを削除することを伴う。都合の良いことに、ＣＳ技術を使用すると、このような軽減スキームは不要となる。したがって、正確な再構成は、クロック不一致状況にもかかわらず発生することができる。上述のように、これはまた、より簡単で、より少ない電力集中型のクロック回路が、ゲートウェイにおいて受信されるデータに悪影響を与えずに、センサで使用されることを可能にする。
【００６４】
上述のように、ゲートウェイ６１０は、低電力センサ５０１及び５５０に関するクロック管理と比較してすぐれたクロック管理を有し得る。ゲートウェイ６１０は周期的あるいは非周期的であることができるメッセージをセンサ５０１及び５５０に送り、それによって、これらがゲートウェイ６１０のクロックに同期するようにすることができる。これは方法１２０１に示されている。ステップ１２０５において、ゲートウェイ６１０は、ゲートウェイ６１０のクロックとセンサ５０１のクロックとの間のアライメント不整を検出する。ステップ１２１０に進んで、ゲートウェイ６１０は、クロック同期信号をセンサ５０１に送信することができる。いくつかの態様において、ステップ１２１０はステップ１２０５における判断に応じて行われることができる。別の態様において、ステップ１２０１は周期的に、あるいは他の刺激に応じて行われることができる。もう一つの態様においては、ゲートウェイ６１０は、複数のセンサ５０１及び５５０と通信していることができる。ゲートウェイ６１０は、複数のセンサ５０１及び５５０のあるものまたはすべてにクロック同期信号を同報通信することができる。
【００６５】
都合よく、図１１及び図１２Ａに関して記述された態様を組合せることができる。したがって、例えば、ゲートウェイ６１０は、比較的精密な回路にしたがってそれ自身の第１のクロックを維持することができる。同様に、センサ５０１は比較的精密でない回路にしたがってそれ自身の第２のクロックを維持することができる。上述のように、センサ５０１は、その第２のクロック信号にしたがって、ＣＳサンプルのようなサンプルのセットを生成し、そのセットをゲートウェイ６１０に送信する。同様に、ゲートウェイ６１０は、サンプルの受信したセットに基づき、それ自身の第１のクロックにしたがって、ナイキストサンプルのフルセットのようなサンプルの第２のセットを生成し、そのセットをゲートウェイ６１０に送信する。周期的に、あるいはクロック間のアライメント不整の検出に応じて、センサ５０１からの要求に応じて、あるいは他の刺激に応じて、ゲートウェイ６１０はクロック同期信号をセンサ５０１へ送信することができる。
【００６６】
図１２Ｂは、本願開示のある態様によるクロックアライメント不整を処理するための方法１２５０を示す。一つの態様においては、方法１２５０は図５中のセンサ５０１のようなセンサにおいて実施される。ステップ１２５５において、センサはゲートウェイ６１０のようなゲートウェイからのクロック同期信号を受信する。ステップ１２６０に進むと、センサ５０１はそのクロックをゲートウェイ１２６０のクロックに同期させる。
【００６７】
図１３は、生物医学的信号の検知及び再構成の一例のブロック図を示す。ＰＰＧ信号のような生物医学的信号を捕捉するためのセンサ２６０２は、ＬＥＤ２６０６、光検出器２６１０、並びにＬＥＤ及び光検出器のそれぞれのための照明及びサンプリングシーケンス２６０４及び２６１２という３つの主な構成要素を備えることができる。ＬＥＤ２６０６は、６００ｎｍと１０００ｎｍとの間の波長を有する光を発することでき、それはまたのスペクトルの赤色及び赤外線部分を備える。ＬＥＤ２６０６からの光は、組織２６０８（例えば、図１３に示されている人間の指または耳）から送信される／反射されることができ、光検出器２６１０上で収集されることができる。この光検出器において測定されるＬＥＤに対応する平均強度の比は、血中の酸素含有量（ＳpＯ2）を判断することにおいて有用であり得る。したがって、ＳpＯ2はＰＰＧ信号の平均（ＤＣ含有量）の関数であり得る。
【００６８】
照明シーケンス２６０４及びサンプリングシーケンス２６１２は、規定されたアンダーサンプリング比（ＵＳＲ）２６１６にしたがってシード生成器(seed generator)２６１４により生成されるランダムシードを使用して取得されることができる。光検出器２６１０からのサンプリングされたデータ２６１８は、送信前に、メディアアクセス制御／物理層（ＭＡＣ／ＰＨＹ）処理２６２０のために送られることができる。処理されたサンプルはその後パッケージ化され、１または複数のアンテナ２６２２によって送信されることができる。
【００６９】
受信機側においては、図１３に示されるように、送信されたサンプルは１または複数のアンテナ２６２４で受信され、ＭＡＣ／ＰＨＹブロック２６２６によって処理されることができる。データはその後、ナイキストレートで生物医学的信号を取得するためにリコンストラクタ２６２８へ渡されることができる。正確な再構成のために、サンプリングシーケンス２６３２を生成するランダムシード生成器２６３０は、センサのランダムシード生成器２６１４と同期される必要があり得る。
【００７０】
本願開示の１つの態様においては、グラジエントベースのスパース再構成２６３６は、例えば、ｌ1−ノルムに関する修正されたガボールスパース性基底正則化ベクトル２６３８を使用することによってサンプリングされたデータ２５３４に関して転用されることができる。推定される信号２６４０はその後、例えば、血圧推定値、血中酸素のレベル、及び心拍数を取得するために、タスク特定処理のためにユニット２６４２によって使用されることができる。ＥＣＧデータまたは３Ｄ加速度計データを含む５５０のような他のセンサから再構成されたデータは、このようなタスク特定処理のために２６４２が利用可能なものであり得る。実際の信号２６４４は、サンプリングインスタンスを生成するために使用されるＵＳＲを更新するためにユニット２６４８によりターゲットの信号２６４６と比較されることができる。ユニット２６５０の出力で更新されたＵＳＲ値２６５２はランダムシード生成器２６３０により使用されることができ、センサのＵＳＲ２６１６を適合させるためにそのセンサにフィードバックされることもできる。ＵＳＲに加えて、センサにおける測定値の数、測定値行列の係数、信号の送信されるサンプルの数、及び送信される各パケット中のサンプルの数のような他のあるパラメータを適合させるために、追加のフィードバック情報もまたそのセンサに送信されることができる。
【００７１】
ＰＰＧ波形（赤色または赤外線のいずれのＬＥＤに関連する）の変調は、瞬時の血液の流れに関連付けられることができる。瞬時の心拍数（ＨＲ）は、波形のピーク間の距離の逆数として推定されることができる。ＬＥＤの照明シーケンスは、ＰＰＧ信号の望まれるサンプリングレートに依存することができる。それは均一なナイキストサンプリングレートと仮定されることができる。また、ＬＥＤの頻繁な照明は、パルスオキシメータセンサの著しい電力消費を発生させ得ることが認識できる。
【００７２】
本願開示のある態様は、センサ電力を節約するためにより少ない測定を行うこと及びＰＰＧ信号のスパース性質を利用することをサポートする。ガボール基底は、異なるスケールでガウシアン窓関数により制限されるタイムサポート(time support)と共に、種々の余弦波からなる変換空間として使用されることができる。
【００７３】
オリジナルのサンプリングされたＰＰＧ信号をＮ次元ベクトルｘで示されるものとし、スパース領域変換基底をＮ×Ｎ行列Ｗで表されるものとする。行列Ｗの（ｉ，ｊ）エントリは次のように与えられる。
【数３】
【００７４】
式（１）からの項ｗはガボール基底中のガウシアンカーネルの幅と関連付けられることができる。行列Ｗの各行は、対応するｌ2−ノルムが１に等しくなるように正規化されることができ、行列Ｗはスパース基底と呼ばれることができる。ＰＰＧ信号ｘは、ガボール変換空間における対応するＮ次元表現を生成するためにスパース基底上に射影されることができ、それは次のように与えられることができる。
ｙ＝Ｗ・ｘ （２）
【００７５】
図１４Ａは、本願開示のある態様によるＰＰＧ信号とガボール変換空間における対応する表現ｙの短いセグメントの一例を示す。図１４Ｂは１２５Ｈｚでサンプリングされた８秒セグメント（すなわち、合計Ｎ＝１０００のサンプル）を示す。信号ｘはスパースであり、絶対量による０．２より大きい約３０の係数を備える変換領域において圧縮可能であり得ることが観察できる。これは、ＰＰＧ信号特性の大部分がＮに比較してはるかに低い次元の空間中に存在することができ、したがってＰＰＧ信号が圧縮可能であり得ることを示す。
【００７６】
したがって、Ｋ＜＜Ｎの測定を行うこと（すなわち、オリジナルのデータを重くアンダーサンプリングすること）を可能にし、そして依然として高い忠実度でｘを推定することができるＣＳ原理が利用され得る。信号ｘが、変換空間中にＭの非ゼロの要素だけを備える、明示的にスパースである場合、Ｋ≧ＭｌｏｇＮ／Ｍのサンプルをｘからランダムに選択することにより、ゼロエラーによる信号再構成を可能にするのに十分な情報が高い確率で提供され得る。
【００７７】
実際の状況においては、信号は厳密にスパースではなく、何等かの情報内容が変換空間中に存在し得る。しかしながら、ε＜＜ｍａｘ（ｙ）であるεより大きい大きさを有する有効成分(significant components)の数は、Ｎよりはるかに小さいものであり得る。図１４において、εの値は０．２である。このアプローチは、ｘが明示的にスパースではなく、そしてＣＳパラダイムが依然として有効なままであり得る場合に拡大することができる。しかしながら、再構成エラーは必ずしもゼロに等しくないことがある。
【００７８】
ｘに関するセンシングプロセスは数学的に表わされることができる。Ｐを、１とＮとの間で境界をつけられた各要素を有する固有のエントリ（例えば、ランダムに選ばれる）を含むＫ次元ベクトルを示すものとする。これは、ｘから要素を選択するためのＫのランダムな位置を本質的に提供することができる。このベクトルＰを構成するための乱数生成のためのシードは、受信機またはセンサにおいて局部的に生成されることができる。シードは通信リンクのセキュリティプロトコルにおいて使用されるキーに基づくことができる。ｘから取得されるＫ次元の測定値ベクトルｒは次のように書くことができる。
ｒ＝Ｈ・ｘ （３）
ここで、ＨはＫ×Ｎの測定値行列を示す。
【００７９】
式（３）からの行列Ｈのｉ番目の行は、Ｐのｉ番目の要素により与えられる位置に１を備えるすべてゼロのベクトルであり得る。ＣＳフレームワークにおいて、測定値行列は、ランダムな独立同分布（ｉ．ｉ．ｄ．）な要素を含む行列として規定されることができることが認識できる。このような測定値行列は、入力信号が時間領域あるいは変換領域においてスパースであることがアプリオリに知られていないときに必要であり得る。実際に、センシングプロセスは、Δi＝ＭＩＮＤＵＲ*ＵＳＲ＋Ｊ（ｉ）として実施されることができ、ここでΔiは（ｉ−１）番目とｉ番目のサンプリングインスタンス間の持続期間であり、ＭＩＮＤＵＲは均一なナイキストサンプリングに関する最小持続期間であり、ＵＳＲはアンダーサンプリング比であり、Ｊ（ｉ）は、Ｊ（ｉ）≦ＭＩＮＤＵＲであるように、ｉ番目のサンプルに関して導入されたあるランダムジッタである。
【００８０】
マッチング追跡（ＭＰ）アルゴリズムは測定値ベクトルｒからの信号再構成のために使用されることができる。ＭＰ技術は、局部的に最適な決定を行うことにより信号近似を反復的に確立（builds up）する貪欲算法を表す。ＭＰアルゴリズムの初期化は、Ｖ＝［Ｖ1・・・ＶN］であるように、次元Ｋ×Ｎの修正された基底Ｖ＝Ｈ・Ｗを規定することによって与えられることができ、ここでＶjはＶのｊ番目の列ベクトルである。その後、残余はｒ0＝ｒとして初期化されることができ、近似は、
【数４】
【００８１】
である。ベクトル
【数５】
【００８２】
の次元数はｙの次元数と同じ（すなわち、Ｎ）である。反復カウンタはまたｉ＝１として初期化されることができる。
【００８３】
その後、Ｖへの残余ｒi-1の内積を最大化するＶからの列ベクトルが見出されることができる。
【数６】
【００８４】
その後、残余は更新されることができ、係数ベクトルｙは次のように推定されることができる。
【数７】
【００８５】
その後、反復カウンタｉは増やされることができ、
【数８】
【００８６】
が規定されることができる。ｉ＜ｍ及びΔi＞εである場合、式（４）により規定されるアルゴリズムステップは繰り返されることができる。他の場合は、
【数９】
【００８７】
であり、アルゴリズムは式（５）及び（６）によって規定されるステップに進むことができる。最後に、オリジナルの推定値は、
【数１０】
【００８８】
として取得されることができる。
【００８９】
項ｍは、再構成に関して許される反復の数に関する上限を表し、項εは収束基準を規定する。ＭＰアルゴリズムの背後の直観的なもの(intuition)は２つの部分を有する。各反復ステップにおいて、アルゴリズムは、ｒの残余と最も強く相関され得るＶの列を見出すことを試みることができ、その後ｒからこの列ベクトルの寄与(contribution)を減算することができる。このアルゴリズムは、それが各ステップで射影空間Ｗにおけるオリジナルの信号ｘの最も優勢な成分を推定することができるため、本質的に貪欲である。ＭＰアルゴリズムの主な複雑さは、単一の反復について複数のＯ（Ｋ・Ｎ）算術演算を要し得る式（４）にあることもまた認識できる。
【００９０】
本願開示のある態様は、測定値ベクトルｒから再構成された信号を取得するためにグラジエント計画ベースのスパース再構成（ＧＰＳＲ）アプローチを使用する。このアプローチは、無制約下において変換空間中のｌ1−ノルム（すなわち、スパース性の尺度）とデータ忠実度の項（すなわち、エラーのｌ2−ノルム）を連帯的に最小化することにより、オリジナルの信号ｘを推定することができる。本願開示においては、重みつきｌ1−ノルムを使用することにより、この最適化問題を修正することが提案される。再構成アルゴリズムは次のように与えられることができる。
【数１１】
【００９１】
ここで、ｆは、スパース性の尺度（すなわち、ｌ1−ノルム）を計算するために変換空間中の係数の相対的な重要度を提供するＮ次元ベクトルである。量τは、余弦関数におけるｌ1−ノルム及びｌ2−ノルムの相対的な重みを示す負でないパラメータである。項［f］i及び項［Ｗ・ｘ］iは、それぞれ、ベクトルｆ及び［Ｗ・ｘ］iのｉ番目の要素を示す。
【００９２】
ベクトルｆのｉ番目の要素は、
【数１２】
【００９３】
によって与えられることができ、ここで、σは小さい正則化パラメータである。量
【数１３】
【００９４】
はオリジナルの信号ベクトルｘの集団平均を表し、トレーニング例ベクトルを平均することによって推定されることができる。ＭＩＭＩＣデータベースからのセグメントは、
【数１４】
【００９５】
を推定するために使用されることができ、その後、それは以下に説明される実験的確認から除外されることができる。
【００９６】
図１５は、本願開示のある態様による、受信機における再構成及びセンサにおけるアンダーサンプリングされた捕捉の例示的な動作示す。図１６は、センサにおける光源をアクチュエートし、デアクチュエートするための例示的な動作２８００を示す。以下説明するように、図１５及び図１６に示される動作を関連付けることができる。したがって、ここでは説明のために図１５及び図１６を連帯的に記述する。図１５のステップ２５１０において、不均一なサンプリングインスタンスは、ランダムシードにしたがってセンサで生成され得る。ステップ２５２０においては、信号のサンプルは、少なくとも複数の不均一なサンプリングインスタンス中に検知されることができる。図１６のステップ２８１０では、例えば、少なくとも複数の生成された不均一なサンプリングインスタンス中に１または複数のＬＥＤをオンにすることによって、センサにおけるソースをアクチュエートすることができ、ステップ２８２０では、少なくとも複数の不均一なサンプリングインスタンス間にセンサをデアクチュエートすることができる。
【００９７】
信号の検知されたサンプルは、その後、検知されたサンプルの少なくとも１つのパケットを取得するためにパッケージ化されることができ、その取得された少なくとも１つのパケットはワイヤレスチャネル上で送信されることができる。図１５のステップ２５３０において、信号のサンプルはリコンストラクタでセンサから受信されることができる。ステップ２５４０において、不均一なサンプリングインスタンスのセットは、上述のランダムシードにしたがって信号がセンサでサンプリングされた間中に、リコンストラクタにおいて判断されることができる。一つの態様においては、不均一なサンプリングシーケンスのシードは、リコンストラクタとセンサとの間の通信リンクのセキュリティプロトコルにおいて使用されたキーに基づいて、リコンストラクタで生成されることができる。別の態様において、不均一なサンプリングシーケンスのシードはセンサにおいて判断され、リコンストラクタ（すなわち、受信機）へ伝達されることができる。さらに別の態様においては、不均一なサンプリングシーケンスのシードは受信機において判断され、センサへ伝達されることができる。ステップ２５５０において、例えば、式（７）−（８）によって規定される修正されたＧＰＳＲアルゴリズムにしたがってその判断された不均一なサンプリングシーケンスを使用して、信号は受信されたサンプルから再構成されることができる。
【００９８】
不均一なサンプリングインスタンスは、信号の正確な再構成のためにその信号の受信されたサンプルと同期されることができる。再構成中に観察される情報（例えば、変数
【数１５】
【００９９】
、チャネル信号対雑音比、送信中にドロップしたパケットの数、あるいは再構成された信号に関連する係数、のうちの少なくとも１つ）は、フィードバックメカニズムを介してセンサへ観察された情報を伝達することにより、種々のセンサパラメータ（例えば、ＵＳＲ、測定値の数Ｋ、信号の送信されたサンプルの数Ｎ、各送信されたパケット中の信号のサンプルの数Ｐ、及び測定値行列Ｈ）を適合させるために使用されることができる。その後、不均一なサンプリングインスタンスは、受信されたフィードバック情報にしたがってセンサにおいて適合されることができる。
【０１００】
本願開示には、ＣＳアプローチに基づいて生成された、いくつかの再構成の例が記載されている。１２５ＨｚでサンプリングされたＭＩＭＩＣデータベース（すなわち、Ｎ＝１０００のサンプル）から８秒セグメントが選択されることができる。ＣＳサンプルの数は、アンダーサンプリング比（ＵＳＲ）をＮ／Ｋとして規定するＫであることを想起することができる。図１７は、５００に等しいＭＰ反復の数ｍに関する上限を用いて１０、２０及び３０のＵＳＲに関して取得されたＣＳ-ＰＰＧ信号再構成の一例を示す。曲線１７１０は、不均一にサンプリングされたオリジナルの信号を表し、曲線１７２０、１７３０及び１７４０は、それぞれ、１０、２０及び３０のＵＳＲの値に関する再構成された信号の値を表す。図１８は、４０のＵＳＲで不均一なサンプリングインスタンスで検知された信号の一例を示す。サンプリングインスタンスは垂直線として示されている。
【０１０１】
図１７から、信号完全性は、２０のＵＳＲまで十分に保たれることができ、その後劣化し始め得ることが認められる。しかしながら、信号ピーク位置は、高いＵＳＲ（すなわち、３０のＵＳＲ値）に関してさえ十分に保たれることができることが認識できる。この場合、ＬＥＤははるかに短い持続期間のあいだ、具体的には、Ｔ・ｆs秒の代わりにＴ・ｆs／ＵＳＲ秒の間のみ照明されることができるため、ＬＥＤ電力消費（ＰＰＧデータ捕捉の一部として）は、ＵＳＲのファクタだけ著しく減少されることができる。
【０１０２】
いくつかの態様において、ここに記載の１または複数の機能は、１または複数の機能を行うように構成された回路において実施される。同様に、上述された手段は、その手段の機能を実施するように構成された１または複数の回路を備えることができる。例えば、図２２はワイヤレス通信デバイス２３５０の態様を示す。ワイヤレス通信デバイスは、図６のゲートウェイ６１０のようなゲートウェイに相当し得る。一つの態様において、通信デバイス２２５０は、送信するための回路２２５３、受信するための回路２２５５、生成するための回路２２５７、及び維持するための回路２２５９を備える。送信するための回路２２５３は、図６の処理システム６１９及びＢＡＮ ＭＡＣ６１６に関連したＢＡＮラジオ６１３あるいはＢＡＮラジオ６１３に相当し得る。受信するための回路２２５５は、図６の処理システム６１９及びＢＡＮ ＭＡＣ６１６に関連したＢＡＮラジオ６１３あるいはＢＡＮラジオ６１３に相当し得る。生成するための回路２２５７は、処理システム６１９に相当し得る。維持するための回路２２５９は処理システム６１９に相当し得る。
【０１０３】
図２３は、ワイヤレス通信デバイス２３１５の複数の態様を示す。ワイヤレス通信デバイスは図５のセンサ５０１のようなセンサに相当し得る。一つの態様において、ワイヤレス通信デバイ２３１５は、受信するための回路２３２３、調節するための回路２３２９、生成するための回路２３１９、送信するための回路２３３１、取得するための回路２３１７、判断するための回路２３２１、調整するための回路２３２５、及びサンプリングするための回路２３２７を備える。受信するための回路２３２３は、ＢＡＮ ＭＡＣ５１６に関連したＢＡＮラジオ５１４の図５のＢＡＮラジオ５１４に相当し得る。調節するための回路２３２９は、処理システム５０５に相当し得る。生成するための回路２３１９は、図５のＣＳ ＡＤＣ５１３に、あるいは図５の処理システム５０５及びＢＡＮ ＭＡＣ５１６に関連したＣＳ ＡＤＣ５１３に相当し得る。送信するための回路２３３１は、図５のＢＡＮラジオ５１４に、あるいは図５のＢＡＮ ＭＡＣ５１６に関連したＢＡＮラジオ５１４に相当し得る。取得するための回路２３１７は、図５のＬＮＡ５１１に、あるいはＤＡＣ５０８に関連したＬＮＡ５１１に相当し得る。判断するための回路２３２１は、図５のＣＳ ＡＤＣ５１３及びＬＮＡ５１１に相当し得る。調整するための回路２３２５は、図５のＣＳ ＡＤＣ５１３及びＬＮＡ５１１に相当し得る。サンプリングするための回路２３２７は、図５のＣＳ ＡＤＣ回路５１３に相当し得る。
【０１０４】
上述された方法の種々の動作は、対応した機能を行うことのできる任意の適切な手段によって行われることができる。その手段は、回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはプロセッサを含むがこれらに限定されない、１または複数の種々のハードウェア及び／またはソフトウェア構成要素及び／または１または複数のモジュールを含み得る。
【０１０５】
ここで使用されるように、「判断すること」という用語は、多種多様のアクションを包含する。例えば、「判断すること」は、計算すること、コンピュータで計算すること、処理すること、導出すること、調査すること、検索すること（例えば、表、データベースまたは別のデータ構造を検索すること）、確認することなどを含むことができる。また、「判断すること」は、受信すること（例えば、情報を受信すること）、アクセスすること（例えば、メモリ内のデータにアクセスすること）等を含むことができる。また、「判断すること」は、分解すること、選択すること、選定すること、確立することなどを含むことができる。
【０１０６】
ここで使用されるように、項目のリスト「のうちの少なくとも１つ」に言及する句は、単一のメンバーを含む、それらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「ａ、ｂ、またはｃのうちの少なくとも１つ」は、ａ、ｂ、ｃ、ａ−ｂ、ａ−ｃ、ｂ−ｃ、及びａ−ｂ−ｃを含むものである。
【０１０７】
上述した方法の種々の動作は、１または複数の種々のハードウェア及び／またはソフトウェア構成要素、回路、及び／または１または複数のモジュールのような、それら動作を行うことのできる任意の適切な手段によって行われることができる。一般に、図面に示される動作は、これらの動作を行うことのできる対応した機能手段により行われることができる。
【０１０８】
本願開示に関連して説明される種々の例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、ここに説明される機能を実行するように設計された、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ信号（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア構成要素、またはこれらの任意の組み合わせを用いて実施または実行されることができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサとすることができるが、代替形態では、このプロセッサは、任意の市販のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであることができる。プロセッサはまた、例えば、１または複数のＤＳＰコアに関連した１または複数のマイクロプロセッサ、複数のＤＳＰコア、複数のマイクロプロセッサ、１つのマイクロプロセッサと１つのＤＳＰの組合せ等の、複数の計算デバイスの組合せ、あるいは任意の他のこのような構成として実施され得る。
【０１０９】
本願開示に関連して説明される方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール、またはこの２つの組合せで直接的に実施されることができる。ソフトウェアモジュールは、当技術分野で知られている任意の記憶媒体の形で存在することができる。使用できる記憶媒体のいくつかの例としては、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどがある。ソフトウェアモジュールは、単一の命令または多数の命令を備えることができ、いくつかの異なるコードセグメント、異なるプログラム、及び複数の記憶媒体に分散されることができる。記憶媒体は、プロセッサがその記憶媒体から情報を読み出し、また、情報を書き込むことができるように、そのプロセッサに結合されることができる。代替形態では、記憶媒体はプロセッサと一体化されることができる。
【０１１０】
ここに開示される方法は、説明される方法を達成するための１つまたは複数のステップまたはアクションを備える。方法のステップ及び／またはアクションは、特許請求の範囲の技術的範囲から逸脱することなく、互いと交換されることができる。言換すれば、ステップまたはアクションの特定の順序が指定されない限り、特定のステップ及び／またはアクションの順序及び／または使用は、特許請求の範囲の技術的範囲から逸脱することなく、修正されることができる。
【０１１１】
説明される機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせで実施されることができる。ソフトウェアで実施される場合、その機能は、コンピュータ可読媒体上に１つまたは複数の命令として記憶されることができる。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスできる任意の利用可能な媒体であることができる。限定ではなく、例として、このようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、信号、または命令もしくはデータ構造の形で所望のプログラムコードを搬送もしくは記憶するために使用でき、コンピュータによってアクセスできる他の任意の媒体を備えることができる。本明細書で使用されるディスク（ｄｉｓｋ及びｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ：compact disc）と、レーザディスク（disc）と、光ディスク（disc）と、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：digital versatile disc）と、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）と、ブルーレイ（登録商標）ディスク（disc）とを含み、ここでディスク（disk）は通常、磁気的にデータを再生するが、ディスク（disc）はレーザを用いて光学的にデータを再生する。
【０１１２】
したがって、特定の態様は、本明細書で提示される動作を実行するためのコンピュータプログラム製品を備えることができる。例えば、このようなコンピュータプログラム製品は、記憶された（及び／またはエンコードされた）命令を有するコンピュータ可読媒体を備えることができ、その命令は、本願明細書で説明される動作を実行するために１つまたは複数のプロセッサによって実行可能である。特定の態様では、コンピュータプログラム製品は、パッケージング材料を含むことができる。
【０１１３】
ソフトウェアまたは命令は、伝送媒体を経由して送信されることもできる。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、撚線対、デジタル加入者線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線、及びマイクロ波などのワイヤレス技術を使用してウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、その同軸ケーブル、光ファイバケーブル、撚線対、ＤＳＬ、または赤外線、無線、及びマイクロ波などのワイヤレス技術は伝送媒体の定義に含まれる。
【０１１４】
さらに、本願明細書に説明される方法及び技法を実行するためのモジュール及び／または他の適切な手段はダウンロードされ、及び／または、他の場合には、適切なアクセス端末及び／またはアクセスポイントによって取得することができることを理解されたい。例えば、このようなデバイスは、ここに記載の方法を実行するための手段の転送を容易にするためにサーバに結合されることができる。その代わりに、本願で説明される種々の方法は、記憶手段をデバイスに結合または提供するときにアクセス端末及び／またはアクセスポイントが種々の方法を得ることができるように、記憶手段（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、コンパクトディスク（ＣＤ）またはフロッピーディスク等の物理記憶媒体）を介して提供されることができる。さらに、ここに説明される方法及び技法をデバイスに提供するための他の任意の適切な技法が利用されることができる。
【０１１５】
特許請求の範囲は、上述の明確な構成及び構成要素に限定されないことを理解されたい。種々の修正、変更、及び変形が、特許請求の範囲から逸脱することなく、上述の方法及び装置の構成、動作、及び詳細で行われることができる。
【０１１６】
本開示のワイヤレスデバイスは、ワイヤレスデバイスによって送信されるかまたはこれにおいて受信される信号に基づいて機能を実行する種々の構成要素を含むことができる。ワイヤレスデバイスは、ウェアラブルワイヤレスデバイスとも呼ばれることがある。いくつかの態様では、ウェアラブルワイヤレスデバイスは、ワイヤレスヘッドセットまたはワイヤレス腕時計を備えることができる。例えば、ワイヤレスヘッドセットは、受信器を介して受信されたデータに基づいて音声出力を提供するように適合されたトランスデューサを含むことができる。ワイヤレス腕時計は、受信器を介して受信されたデータに基づいて表示を提供するように適合されたユーザインターフェースを含むことができる。ワイヤレスセンシングデバイスは、送信器を介して送信されるべきデータを提供するように適合されたセンサを含むことができる。
【０１１７】
ワイヤレスデバイスは、任意の適切なワイヤレス通信技術に基づくか、あるいは、そうでなければ、これをサポートする１つまたは複数のワイヤレス通信リンクを介して通信することができる。例えば、いくつかの態様では、ワイヤレスデバイスはネットワークと関連することができる。いくつかの態様では、このネットワークは、超広帯域技術または他の何らかの適切な技術を使用して実施されるパーソナルエリアネットワーク（例えば、３０メートル程度のワイヤレス受信可能範囲（wireless coverage area）をサポートする）またはボディエリアネットワーク（例えば、１０メートル程度のワイヤレス受信可能範囲をサポートする）を備えることができる。いくつかの態様では、ネットワークは、ローカルエリアネットワークまたはワイドエリアネットワークを備えることができる。ワイヤレスデバイスは、例えば、さまざまなワイヤレス通信技術、プロトコル、またはＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＯＦＤＭ、ＯＦＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、及びＷｉ−Ｆｉなどの規格のうちの１つまたは複数をサポートするかまたはこれを使用することができる。同様に、ワイヤレスデバイスは、対応するさまざまな変調スキームまたは多重化スキームのうちの１つまたは複数をサポートするかまたはこれを使用することができる。したがって、ワイヤレスデバイスは、上記または他のワイヤレス通信技術を使用して１つまたは複数のワイヤレス通信リンクを介して確立し通信するために適正な構成要素（例えば、エアインターフェース）を含むことができる。例えば、ワイヤレスデバイスは、ワイヤレス媒体を経由した通信を容易にする種々の構成要素（例えば、信号発生器及び信号プロセッサ）を含むことができる関連する送信機及び受信機の構成要素（例えば、送信機２１０または３０２及び受信機２１２または３０４）を有するワイヤレストランシーバを備えることができる。
【０１１８】
本願の教示は、さまざまな装置（例えば、デバイス）に組み込まれる（例えば、装置内で実施されるかまたは装置によって実行される）ことができる。例えば、本願において教示される１または複数の態様は、電話機（例えば、セルラーフォン）、携帯情報端末（“ＰＤＡ”）または、いわゆる、スマートフォン、エンターテイメントデバイス（例えば、音楽及びビデオプレーヤを含む、ポータブルメディアデバイス）、ハンドセット（例えば、ヘッドホン、イヤホン）、マイクロホン、医療用センシングデバイス（例えば、バイオメトリクスセンサ、心拍数モニタ、歩数計、ＥＫＧデバイス、スマート包帯（smart bandage）等）、ユーザＩ／Ｏデバイス（例えば、腕時計、遠隔制御装置、光スイッチ、キーボード、マウス等）、環境センシングデバイス（例えば、タイヤ圧力モニタ）、医療または環境センシングデバイス（例えば、デスクトップ、モバイルコンピュータ等）からデータを受信できるモニタリングデバイス、ポイントオブケアデバイス、補聴器、セットトップボックス、あるいは他の任意の適切なデバイスに組み込まれることができる。モニタリングデバイスはまた、ネットワークとの接続を介して異なるセンシングデバイスからのデータにアクセスすることができる。
【０１１９】
これらのデバイスは、異なる電力要件とデータ要件を有することができる。いくつかの態様では、ここにおける教示は、（例えば、インパルスベースの信号スキームと低デューティサイクルモードとを使用することにより）低電力適用における使用に適合されることができ、（例えば、高帯域パルスを使用することにより）比較的高いデータレートを含むさまざまなデータレートをサポートすることができる。
【０１２０】
いくつかの態様では、ワイヤレスデバイスは、通信システムのためのアクセスデバイス（例えば、アクセスポイント）を備えることができる。このようなアクセスデバイスは、例えば、有線通信リンクまたはワイヤレス通信リンクを介して別のネットワーク（例えば、インターネットまたはセルラーネットワークなどのワイドエリアネットワーク）への接続性を提供することができる。したがって、アクセスデバイスによって、別のデバイス（例えば、ワイヤレスステーション）が他のネットワークまたは他の何らかの機能にアクセスできるようになることができる。さらに、これらのデバイスの一方または両方は携帯型であってよく、または場合によっては、比較的非携帯型（relatively non-portable）であってよいことを理解されたい。同様に、ワイヤレスデバイスは、適正な通信インターフェースを介してワイヤレスでない方法で（例えば、有線接続を介して）情報を送信及び／または受信可能とすることもできることを理解されたい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを処理する方法であって、
第１の装置において、第１のクロック信号を維持することと、
第２の装置において、第２のクロック信号を前記第１のクロック信号に同期するためのクロック同期信号を前記第１の装置から送信することと、
前記第１の装置において、ある時間期間にわたる入力を示すサンプル指標となる第１のセットを備える１または複数のパケットを受信することと、ここにおいて、前記サンプルの第１のセットは、前記第２のクロック信号に対応する、
前記第１の装置において、前記サンプルの第１のセットに、少なくとも部分的に、基づいてサンプルの第２のセットを生成することと
を備え、前記サンプルの第２のセットは、前記第１のクロック信号に対応する、
方法。
【請求項２】
前記クロック同期信号は、非周期的に送信される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１及び第２のクロック信号が同期されない量を判断することと、
前記量を閾値と比較することと、
をさらに備え、前記クロック同期信号は、前記量が前記閾値を越えることを前記比較が示す場合に送信される、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は、前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの他の隣接したサンプルの間の時間持続期間とは異なる、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記サンプルの第２のセット中の任意の２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は同じである、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
データを処理するための装置であって、
第１のクロック信号を維持するように構成された処理システムと、
前記第１のクロック信号に第２のクロック信号を同期するためのクロック同期信号を送信するように構成された送信機と、
ある時間期間にわたる入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを受信するように構成された受信機と
を備え、前記サンプルの第１のセットは、前記第２のクロック信号に対応し、
前記処理システムは、前記サンプルの第１のセットに、少なくとも部分的に、基づいてサンプルの第２のセットを生成するようにさらに構成され、前記サンプルの第２のセットは、前記第１のクロック信号に対応する、
装置。
【請求項７】
前記送信機は、前記クロック同期信号は非周期的に送信するように構成される、
請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記処理システムは、
前記第１及び第２のクロック信号が同期されない量を判断し、
前記量を閾値と比較する
ように構成され、前記送信機は、前記量が前記閾値を越えることを前記比較が示す場合に、前記クロック同期信号を送信するように構成される、
請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は、前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの他の隣接したサンプルの間の時間持続期間とは異なる、
請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記サンプルの第２のセット中の任意の２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は同じである、
請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
データを処理するための装置であって、
第１のクロック信号を維持するための手段と、
前記第１のクロック信号に第２のクロック信号を同期するためのクロック同期信号を送信するための手段と、
ある時間期間にわたる入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを受信するための手段と、ここにおいて、前記サンプルの第１のセットは、前記第２のクロック信号に対応する、
前記サンプルの第１のセットに少なくとも部分的に基づいてサンプルの第２のセットを生成するための手段と
を備え、前記サンプルの第２のセットは、前記第１のクロック信号に対応する、
装置。
【請求項１２】
前記送信するための手段は、前記クロック同期信号は非周期的に送信するように構成される、
請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記第１及び第２のクロック信号が同期されない量を判断するための手段と、
前記量を閾値と比較するための手段と、
をさらに備え、前記送信するための手段は、前記量が前記閾値を越えることを前記比較が示す場合に、前記クロック同期信号を送信するように構成される、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は、前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの他の隣接したサンプルの間の時間持続期間とは異なる、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記サンプルの第２のセット中の任意の２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は同じである、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
装置によって実行される場合に、方法を前記装置に行わせるコンピュータ実行可能な命令をその上に記憶したコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラム製品であって、
前記方法は、
第１のクロック信号を維持することと、
前記第１のクロック信号に第２のクロック信号を同期するためのクロック同期信号を送信することと、
ある時間期間にわたる入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを受信することと、ここにおいて、前記サンプルの第１のセットは前記第２のクロック信号に対応する、
前記サンプルの第１のセットに、少なくとも部分的に、基づいてサンプルの第２のセットを生成することと
を備え、前記サンプルの第２のセットは、前記第１のクロック信号に対応する、
コンピュータプログラム製品。
【請求項１７】
アンテナと、
第１のクロック信号を維持するように構成された処理システムと、
前記第１のクロック信号に第２のクロック信号を同期するためのクロック同期信号を、前記アンテナを介して送信するように構成された送信機と、
ある時間期間にわたる入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを、前記アンテナを介して受信するように構成された受信機と
を備え、前記サンプルの第１のセットは、前記第２のクロック信号に対応し、
前記処理システムは、前記サンプルの第１のセットに少なくとも部分的に基づいてサンプルの第２のセットを生成するようにさらに構成され、前記サンプルの第２のセットは前記第１のクロック信号に対応する、
携帯電話。
【請求項１８】
データ通信の方法であって、
クロック同期信号を受信することと、
前記クロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいてクロック信号を調節することと、
前記調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成することと、
前記サンプルの第１のセットを、少なくとも部分的に、備える１または複数のパケットを生成することと、
前記１または複数のパケットを送信することと
を備える、方法。
【請求項１９】
前記クロック同期信号は、非周期的に受信される、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ある時間期間にわたる入力に関する要求を受信することをさらに備え、前記サンプルの第１のセットを生成することは、前記要求に応答して行われる、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は、前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの他の隣接したサンプルの間の時間持続期間とは異なる、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記サンプルの第１のセット中のサンプルの合計数は、前記時間期間にわたるナイキストレートサンプリングに対応するサンプルの数より少ない、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
データ通信のための装置であって、
クロック同期信号を受信するように構成された受信機と、
処理システムと、ここにおいて、前記処理システムは、
前記クロック同期信号に少なくとも部分的に基づいてクロック信号を調節し、
前記調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成し、
前記サンプルの第１のセットを、少なくとも部分的に、備える１または複数のパケットを生成する
ように構成される、
前記１または複数のパケットを送信するように構成された送信機と
を備える、装置。
【請求項２４】
前記処理システムは、ハードウェア有限ステートマシンを備える、
請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
前記受信機は、前記クロック同期信号を非周期的に受信するように構成される、
請求項２３記載の装置。
【請求項２６】
前記受信機は、前記入力に関する要求を受信するようにさらに構成され、前記処理システムは、前記要求に応答して前記サンプルの第１のセットを生成するように構成される、
請求項２３記載の装置。
【請求項２７】
前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は、前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの他の隣接したサンプルの間の時間持続期間とは異なる、
請求項２３記載の装置。
【請求項２８】
前記サンプルの第１のセット中のサンプルの合計数は、前記時間期間にわたるナイキストレートサンプリングに対応するサンプルの数より少ない、
請求項２３記載の装置。
【請求項２９】
データ通信のための装置であって、
クロック同期信号を受信するための手段と、
前記クロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいてクロック信号を調節するための手段と、
前記調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成するための手段と、
前記サンプルの第１のセットを、少なくとも部分的に、備える１または複数のパケットを生成するための手段と、
前記１または複数のパケットを送信するための手段と
を備える、装置。
【請求項３０】
時間期間にわたる前記入力に関する要求を受信するための手段をさらに備え、前記生成するための手段は、前記要求に応答して前記サンプルの第１のセットを生成するように構成される、
請求項２９記載の装置。
【請求項３１】
前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は、前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの他の隣接したサンプルの間の時間持続期間とは異なる、
請求項２９記載の装置。
【請求項３２】
前記サンプルの第１のセット中のサンプルの合計数は、前記時間期間にわたるナイキストレートサンプリングに対応するサンプルの数より少ない、
請求項２９記載の装置。
【請求項３３】
装置によって実行される場合、方法を前記装置に行わせるコンピュータ実行可能な命令をその上に記憶したコンピュータ可読媒体を備える、コンピュータプログラム製品であって、前記方法は、
クロック同期信号を受信することと、
前記クロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいてクロック信号を調節することと、
前記調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成することと、
前記サンプルの第１のセットを少なくとも部分的に備える１または複数のパケットを生成することと、
前記１または複数のパケットを送信することと
を備える、コンピュータプログラム製品。
【請求項３４】
入力を受信するように構成されたトランスデューサと、
クロック同期信号を受信するように構成された受信機と、
処理システムと、ここにおいて、前記処理システムは、
前記クロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいて、前記クロック信号を調節し、
前記調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成し、
前記サンプルの第１のセットを少なくとも部分的に備える１または複数のパケットを生成する
ように構成される、
前記１または複数のパケットを送信するように構成された送信機と
を備える、センシングデバイス。
【請求項１】
データを処理する方法であって、
第１の装置において、第１のクロック信号を維持することと、
第２の装置において、第２のクロック信号を前記第１のクロック信号に同期するためのクロック同期信号を前記第１の装置から送信することと、
前記第１の装置において、ある時間期間にわたる入力を示すサンプル指標となる第１のセットを備える１または複数のパケットを受信することと、ここにおいて、前記サンプルの第１のセットは、前記第２のクロック信号に対応する、
前記第１の装置において、前記サンプルの第１のセットに、少なくとも部分的に、基づいてサンプルの第２のセットを生成することと
を備え、前記サンプルの第２のセットは、前記第１のクロック信号に対応する、
方法。
【請求項２】
前記クロック同期信号は、非周期的に送信される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１及び第２のクロック信号が同期されない量を判断することと、
前記量を閾値と比較することと、
をさらに備え、前記クロック同期信号は、前記量が前記閾値を越えることを前記比較が示す場合に送信される、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は、前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの他の隣接したサンプルの間の時間持続期間とは異なる、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記サンプルの第２のセット中の任意の２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は同じである、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
データを処理するための装置であって、
第１のクロック信号を維持するように構成された処理システムと、
前記第１のクロック信号に第２のクロック信号を同期するためのクロック同期信号を送信するように構成された送信機と、
ある時間期間にわたる入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを受信するように構成された受信機と
を備え、前記サンプルの第１のセットは、前記第２のクロック信号に対応し、
前記処理システムは、前記サンプルの第１のセットに、少なくとも部分的に、基づいてサンプルの第２のセットを生成するようにさらに構成され、前記サンプルの第２のセットは、前記第１のクロック信号に対応する、
装置。
【請求項７】
前記送信機は、前記クロック同期信号は非周期的に送信するように構成される、
請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記処理システムは、
前記第１及び第２のクロック信号が同期されない量を判断し、
前記量を閾値と比較する
ように構成され、前記送信機は、前記量が前記閾値を越えることを前記比較が示す場合に、前記クロック同期信号を送信するように構成される、
請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は、前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの他の隣接したサンプルの間の時間持続期間とは異なる、
請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記サンプルの第２のセット中の任意の２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は同じである、
請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
データを処理するための装置であって、
第１のクロック信号を維持するための手段と、
前記第１のクロック信号に第２のクロック信号を同期するためのクロック同期信号を送信するための手段と、
ある時間期間にわたる入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを受信するための手段と、ここにおいて、前記サンプルの第１のセットは、前記第２のクロック信号に対応する、
前記サンプルの第１のセットに少なくとも部分的に基づいてサンプルの第２のセットを生成するための手段と
を備え、前記サンプルの第２のセットは、前記第１のクロック信号に対応する、
装置。
【請求項１２】
前記送信するための手段は、前記クロック同期信号は非周期的に送信するように構成される、
請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記第１及び第２のクロック信号が同期されない量を判断するための手段と、
前記量を閾値と比較するための手段と、
をさらに備え、前記送信するための手段は、前記量が前記閾値を越えることを前記比較が示す場合に、前記クロック同期信号を送信するように構成される、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は、前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの他の隣接したサンプルの間の時間持続期間とは異なる、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記サンプルの第２のセット中の任意の２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は同じである、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
装置によって実行される場合に、方法を前記装置に行わせるコンピュータ実行可能な命令をその上に記憶したコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラム製品であって、
前記方法は、
第１のクロック信号を維持することと、
前記第１のクロック信号に第２のクロック信号を同期するためのクロック同期信号を送信することと、
ある時間期間にわたる入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを受信することと、ここにおいて、前記サンプルの第１のセットは前記第２のクロック信号に対応する、
前記サンプルの第１のセットに、少なくとも部分的に、基づいてサンプルの第２のセットを生成することと
を備え、前記サンプルの第２のセットは、前記第１のクロック信号に対応する、
コンピュータプログラム製品。
【請求項１７】
アンテナと、
第１のクロック信号を維持するように構成された処理システムと、
前記第１のクロック信号に第２のクロック信号を同期するためのクロック同期信号を、前記アンテナを介して送信するように構成された送信機と、
ある時間期間にわたる入力を示すサンプルの第１のセットを備える１または複数のパケットを、前記アンテナを介して受信するように構成された受信機と
を備え、前記サンプルの第１のセットは、前記第２のクロック信号に対応し、
前記処理システムは、前記サンプルの第１のセットに少なくとも部分的に基づいてサンプルの第２のセットを生成するようにさらに構成され、前記サンプルの第２のセットは前記第１のクロック信号に対応する、
携帯電話。
【請求項１８】
データ通信の方法であって、
クロック同期信号を受信することと、
前記クロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいてクロック信号を調節することと、
前記調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成することと、
前記サンプルの第１のセットを、少なくとも部分的に、備える１または複数のパケットを生成することと、
前記１または複数のパケットを送信することと
を備える、方法。
【請求項１９】
前記クロック同期信号は、非周期的に受信される、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ある時間期間にわたる入力に関する要求を受信することをさらに備え、前記サンプルの第１のセットを生成することは、前記要求に応答して行われる、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は、前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの他の隣接したサンプルの間の時間持続期間とは異なる、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記サンプルの第１のセット中のサンプルの合計数は、前記時間期間にわたるナイキストレートサンプリングに対応するサンプルの数より少ない、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
データ通信のための装置であって、
クロック同期信号を受信するように構成された受信機と、
処理システムと、ここにおいて、前記処理システムは、
前記クロック同期信号に少なくとも部分的に基づいてクロック信号を調節し、
前記調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成し、
前記サンプルの第１のセットを、少なくとも部分的に、備える１または複数のパケットを生成する
ように構成される、
前記１または複数のパケットを送信するように構成された送信機と
を備える、装置。
【請求項２４】
前記処理システムは、ハードウェア有限ステートマシンを備える、
請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
前記受信機は、前記クロック同期信号を非周期的に受信するように構成される、
請求項２３記載の装置。
【請求項２６】
前記受信機は、前記入力に関する要求を受信するようにさらに構成され、前記処理システムは、前記要求に応答して前記サンプルの第１のセットを生成するように構成される、
請求項２３記載の装置。
【請求項２７】
前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は、前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの他の隣接したサンプルの間の時間持続期間とは異なる、
請求項２３記載の装置。
【請求項２８】
前記サンプルの第１のセット中のサンプルの合計数は、前記時間期間にわたるナイキストレートサンプリングに対応するサンプルの数より少ない、
請求項２３記載の装置。
【請求項２９】
データ通信のための装置であって、
クロック同期信号を受信するための手段と、
前記クロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいてクロック信号を調節するための手段と、
前記調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成するための手段と、
前記サンプルの第１のセットを、少なくとも部分的に、備える１または複数のパケットを生成するための手段と、
前記１または複数のパケットを送信するための手段と
を備える、装置。
【請求項３０】
時間期間にわたる前記入力に関する要求を受信するための手段をさらに備え、前記生成するための手段は、前記要求に応答して前記サンプルの第１のセットを生成するように構成される、
請求項２９記載の装置。
【請求項３１】
前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの隣接したサンプルの間の時間持続期間は、前記サンプルの第１のセット中の少なくとも２つの他の隣接したサンプルの間の時間持続期間とは異なる、
請求項２９記載の装置。
【請求項３２】
前記サンプルの第１のセット中のサンプルの合計数は、前記時間期間にわたるナイキストレートサンプリングに対応するサンプルの数より少ない、
請求項２９記載の装置。
【請求項３３】
装置によって実行される場合、方法を前記装置に行わせるコンピュータ実行可能な命令をその上に記憶したコンピュータ可読媒体を備える、コンピュータプログラム製品であって、前記方法は、
クロック同期信号を受信することと、
前記クロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいてクロック信号を調節することと、
前記調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成することと、
前記サンプルの第１のセットを少なくとも部分的に備える１または複数のパケットを生成することと、
前記１または複数のパケットを送信することと
を備える、コンピュータプログラム製品。
【請求項３４】
入力を受信するように構成されたトランスデューサと、
クロック同期信号を受信するように構成された受信機と、
処理システムと、ここにおいて、前記処理システムは、
前記クロック同期信号に、少なくとも部分的に、基づいて、前記クロック信号を調節し、
前記調節されたクロック信号に対応するサンプルの第１のセットを生成し、
前記サンプルの第１のセットを少なくとも部分的に備える１または複数のパケットを生成する
ように構成される、
前記１または複数のパケットを送信するように構成された送信機と
を備える、センシングデバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図１９Ｃ】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図１９Ｃ】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２２】
【図２３】
【公表番号】特表２０１３−５１３３１０（Ｐ２０１３−５１３３１０Ａ）
【公表日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４２１９２（Ｐ２０１２−５４２１９２）
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５８７６３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６８９９２
【国際公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（５９５０２０６４３）クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５８７６３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６８９９２
【国際公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（５９５０２０６４３）クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]