発振器、および発振を開始する方法
【課題】休止期間は消費電力を削減すると共に起動特性のよい発振器を提供する。
【解決手段】発振信号がコールドスタートからの規定の定常状態条件に達する時を早める回路を含んでいる発振信号を生成するための装置。装置は、発振信号を生成するための発振回路412と、前記発振回路に第1の電流を供給する第1の制御可能電流源404と、発振回路に第2の電流を供給する第2の制御可能電流源408と、を含み、第1および第2の電流は、発振信号が規定の定常状態条件に達するための時間分を縮小するのに適している。装置は、1以上の通信チャネルを確立するために低い負荷サイクルパルス変調を用いる通信システムに有益であるかもしれず、それによって装置はパルスのほぼ始めで発振信号を生成し始め、パルスのほぼ終わりに発振信号を終了する。
【解決手段】発振信号がコールドスタートからの規定の定常状態条件に達する時を早める回路を含んでいる発振信号を生成するための装置。装置は、発振信号を生成するための発振回路412と、前記発振回路に第1の電流を供給する第1の制御可能電流源404と、発振回路に第2の電流を供給する第2の制御可能電流源408と、を含み、第1および第2の電流は、発振信号が規定の定常状態条件に達するための時間分を縮小するのに適している。装置は、1以上の通信チャネルを確立するために低い負荷サイクルパルス変調を用いる通信システムに有益であるかもしれず、それによって装置はパルスのほぼ始めで発振信号を生成し始め、パルスのほぼ終わりに発振信号を終了する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般的に発振信号の生成に関し、特に発振信号が規定の定常状態条件に達する時間を縮小することに関する。
【背景技術】
【0002】
以前の通信システムは、一般的に非能率な電力である技術を用いる。これらのシステムは、送信機および受信機が通信を送信または受信していない間でさえ常時電力を必要とするそれらを典型的には用いる。常に電力を消費する間に使用されていないままであるようなシステムは、パワー観点から典型的に非能率である。
【0003】
いくつかのアプリケーションでは、パワー非能率な通信装置はそれらの連続使用に関して限定を与えてもよい。例えば、バッテリー電力に一般的に依存するポータブル通信装置は、バッテリーを差し替えるか充電する必要がある前に、比較的短い連続操作を提供する。いくつかの状況において、これは、データ損失、通信遅延、中断されたセッションおよびダウンタイムのような意に沿わない結果になるかもしれない。
【0004】
他方では、アイドルタイムの時に実質的により低い電力を消費する通信システムは制限のある電源で長い期間動作することができる。このように、信号が送信されることになっている場合に限り送信機に電力を供給する通信システムは、一般的に電力が継続的に供給される送信機より少ない電力を消費する。同様に、信号が受信されることになっている場合に限り受信機に電力を供給する通信システムは、一般的に電力が継続的に供給される受信機より少ない電力を消費する。
【0005】
パルス変調器は信号を送受信するための時間を制御するために用いられてもよい。この点では、パルス変調器は、パルスの持続期間のためのみの信号を送信するための送信機局部発振器(LO)に電力を供給してもよい。同様に、パルス変調器は、パルスの持続期間のためのみの信号を受信するための受信機LOに電力を供給してもよい。このキャパシティでは、LOは、各パルスの持続期間内の発振信号を生成し維持する。低い負荷サイクル適用におけるようにパルス幅が比較的短い場合、LOは十分に安定した発振信号を生成するために直ちに応答するべきである。
【発明の概要】
【0006】
この開示のサンプル態様の要約は以下である。利便性上、この開示の1以上の態様はここで単に「いくつかの態様」と呼ばれてもよい。
【0007】
この開示のいくつかの態様は発振信号を生成するための装置に関する。装置は、発振信号を生成する第1の回路と、第1の回路に第1の電流を供給する第2の回路と、第1の回路に第2の電流を供給する第3の回路と、を具備し、第1および第2の電流は発振信号が規定の定常状態条件に達するための時間分を縮小するのに適している。
【0008】
ある態様では、装置は電圧制御発振器(VCO)として構成されてもよい。この点では、第2の回路は、発振信号がコールドスタートからの規定の定常状態条件に達する時を早めるために、ブーストバイアス回路として構成されてもよい。これは、1以上の通信チャネルを確立するために低い負荷サイクルパルス変調を用いるデバイスおよび通信システムに特に役立つ。そのような応用では、局部発振器(LO)として役立つVCOは、パルスのほぼ始めで発振信号を生成し始め、パルスのほぼ終わりに発振信号を終了する。向上された通信性能については、発振信号はパルス幅に比べて比較的短期間で規定の定常状態条件に達するべきである。
【0009】
ある態様では、VCOは、発振信号を生成する発振回路と、発振回路にゼロ入力電流を供給する休止バイアス回路と、発振回路にブースト電流を供給するブーストバイアス回路と、を具備し、ブースト電流およびゼロ入力電流は発振信号が規定の定常状態条件に達するために時間分を縮小するのに適している。
【0010】
ある態様では、装置の第1の回路は、負性抵抗生成器につながれたタンク回路を具備してもよい。タンク回路は、次には、容量エレメントにつながれた誘導素子を具備してもよい。容量エレメントは発振信号の周波数を調整するためのプログラマブルなスイッチドキャパシターバンクを具備してもよい。
【0011】
ある態様では、装置は、発振信号の規定の定常状態条件を検出することに応じて、第1の回路に第2の電流を供給することから第3の回路を無効にするのに適した定常状態検出器をさらに具備してもよい。このように、第3の回路は、発振信号の規定の定常状態条件に直ちに到達するために、単にスタートアップで用いられてもよい。発振信号の規定の定常状態条件は、発振信号の振幅および/または周波数について安定要件を指定してもよい。
【0012】
ある態様では、装置は、発振信号が規定の周波数範囲内に繰り返すように第1の回路を調整するのに適した周波数較正ユニットをさらに具備してもよい。エネルギー検知システムのようないくつかの通信システムでは、LOの周波数はあまり正確である必要がない。例えば、規定の周波数範囲は定義された中心周波数の5パーセント以内かもしれない。周波数較正ユニットは、定義された閾値上の周囲温度変化を検出する際、および/または発振信号について新規の周波数仕様を受信する際に、パワーアップに関して第1の回路を較正するか調整するのに適しているかもしれない。
【0013】
ある態様では、1以上の装置は、信号をアップコンバートしダウンコンバートするために、通信システムとデバイスにおいて局部発振器(LO)として用いられてもよい。例えば、装置は、パルス分割多重アクセス(PDMA)、パルス分割マルチプレキシング(PDM)または他の型のパルス変調技術を用いて、他のデバイスと通信するための1以上のウルトラワイドバンド(UWB)チャネルを確立するために用いられてもよい。UWBチャネルは、約20%またはそれ以上のオーダーでの分数帯域幅(fractional bandwidth)、約500MHzまたはそれ以上の帯域幅またはその両方を持っていることとして定義されてもよい。分数帯域幅は、その中心周波数で分割されたデバイスに関連した特定の帯域幅である。例えば、この開示に従うデバイスは、中心周波数8.125GHzを有する1.75GHzの帯域幅を持っていてもよく、このように、その分数帯域幅は1.75/8.125または21.5%である。
【0014】
ある態様では、装置は、ヘッドセット、医療機器、マイクロホン、生体計測センサ、心拍数モニター、歩数計、EKGデバイス、ユーザ入出力デバイス、腕時計、リモートコントロール、スイッチ、タイヤ圧モニター、娯楽デバイス、コンピュータ、POSシステムデバイス、補聴器、セットトップボックス、携帯電話機、あるいは無線通信シグナリング性能の何らかの形式によるデバイスで実行されるか、または具備していてもよい。ある態様では装置は、WiFiノードのようなアクセスポイントで実行されるか、または具備してもよい。例えば、アクセスポイントは、有線または無線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のような広域ネットワーク)への接続性を提供してもよい。
【0015】
本開示の他の態様、利点および新規な特徴は、添付図面と共に検討されたときに、この開示の以下の詳細な説明から明白になる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1A】図1Aは、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成するための典型的な装置のブロック図を示す。
【図1B】図1Bは、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成するための典型的な装置のブロック図を示す。
【図1C】図1Cは、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成する典型的な方法のフロー図を示す。
【図2】図2は、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成するための装置を較正する典型的な方法のフロー図を示す。
【図3】図3は、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成するための装置を可能にし無効にする典型的な方法のフロー図を示す。
【図4】図4は、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成するための典型的な装置の概要図を示す。
【図5】図5は、この開示のいくつかの態様に従って典型的な通信装置のブロックおよび概要図を示す。
【図6A】図6Aは、この開示のいくつかの態様に従って種々のパルス変調技術のタイミング図を示す。
【図6B】図6Bは、この開示のいくつかの態様に従って種々のパルス変調技術のタイミング図を示す。
【図6C】図6Cは、この開示のいくつかの態様に従って種々のパルス変調技術のタイミング図を示す。
【図6D】図6Dは、この開示のいくつかの態様に従って種々のパルス変調技術のタイミング図を示す。
【図7】図7は、この開示のいくつかの態様に従って種々のチャネルを通じて互いと通信する種々の通信装置のブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0017】
この開示の種々の態様は下記に述べられる。ここでの教示が、種々様々の形式で具体化されていることと、任意の特定の構造、機能、またはここに開示されている両方が単に代表的であることは、明白であるべきである。ここで教示に基いて当業者は、ここで開示されたある態様が他の態様と無関係に実装され、これらの態様の2つ以上が種々の方法で合成されてもよいことを認識するべきである。例えば、装置は実装されてもよいし、方法はここで説明された態様の任意の数を用いて実行されてもよい。更に、そのような装置は実装されてもよいし、または、そのような方法は、ここで説明された態様の1つ以上に加えてまたはそれ以外に、他の構造、機能性、または構造および機能性を用いて実行されてもよい。
【0018】
上記の概念のうちのいくつかの例として、いくつかの態様では、この開示に従う発明のデバイスまたは装置は、発振信号を生成する第1の回路と、第1の回路に第1の電流を供給する第2の回路と、第1の回路に第2の電流を供給する第3の回路と、を具備し、第1および第2の電流は発振信号が規定の定常状態条件に達するべき時間分を縮小するのに適している。他の態様では、発明の装置は、発振回路が定義された定常状態発振信号の生成を早めるために初期のより高い電流と、発振回路が定義された定常状態発振信号の生成を維持するための続くより低い電流と、を生成するのに適した単一の回路を次には具備するVCOを具備してもよい。ここで用いられる用語「規定の」は、「予め決定された」「あらかじめ定められた」または「ダイナミックに定義された」と解釈されてもよい。
【0019】
図1Aは、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成することについて典型的な装置100のブロック図を示す。装置100は、周波数入力によって指示される周波数を有する発振信号を生成することができる。何らかの態様では、装置100は電圧制御発振器(VCO)を構成されるかまたは具備してもよい。装置100は、スタートアップ状態からの規定の定常状態条件に達する際に発振信号を早めるために、第1および第2の電流を生成する集積回路を具備する。より詳細に以下で議論されるように、これは通信チャネルを確立するために比較的低い負荷サイクルパルス変調を用いる通信装置のための特に役立つ。この点では、装置100は、パルスのほぼ始めで発振信号を生成し始め、パルスのほぼ終わりに発振信号を生成することをやめる。
【0020】
より具体的には、装置100は、第1の電流(例えばゼロ入力バイアス電流)を生成する集積回路(IC)102と、第2の電流(例えばブーストバイアス電流)を生成するIC104と、発振信号106を生成するIC106と、を具備する。この例においては、IC102、104および106は分離したICとして示されるが、これらのうちのどれでも1以上のICへ構成されてもよいことが理解されるものとする。IC106は、周波数入力によって規定された周波数で繰り返される発振信号(例えば正弦波信号)を生成する。IC102はスタートアップと定常状態の状態中にIC106に第1の電流を提供する。規定の定常状態条件に達する際に発振信号を早めるために、IC104はスタートアップの時にIC106に第2の電流を提供する。規定の定常状態条件は、発振信号の周波数および/または振幅についての安定要件を指定してもよい。
【0021】
図1Bは、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成するための典型的な装置150のブロック図を示す。装置150は以前に議論された装置100のより詳細な実装である。特に、装置150は、第1の電流(例えばゼロ入力バイアス電流)を生成するための回路152と、第2の電流(例えばブーストバイアス電流)を生成するための回路154と、出力定常状態検出器156と、周波数較正ユニット158と、発振信号を生成するための回路160(「発振回路」)と、周囲温度センサ162と、を具備する。回路160は、周波数較正ユニット158から受信された周波数調整通知によって調整可能な周波数で繰り返す発振信号を生成する。
【0022】
周波数較正ユニット158は、発振信号の周波数または周波数範囲を指定する周波数入力通知を受信し、発振回路160の出力から受信されたサンプルからの発振信号の実際の周波数を測定する。周波数入力通知および測定された周波数に基いて、周波数較正ユニット158は、発振信号の周波数が周波数入力通知によって指定された要件内にあるように、発振回路160を調整する周波数調整通知を生成する。周波数較正ユニット158は、新規の周波数入力通知を受信する際に、定義された閾値を越える周囲温度における変化を検出する際に、および/またはパワーアップの際に発振信号の周波数を較正してもよい。周波数較正ユニット158は周囲温度センサ162から温度情報を受信する。
【0023】
回路152はスタートアップおよび定常状態の状態中に発振回路160に第1の電流を提供する。ブーストバイアス回路154は、スタートアップ状態から規定の定常状態条件に達する発振信号を早めるために、スタートアップの間に発振回路160に第2の電流を提供する。出力定常状態検出器156は、検出器156が発振信号の規定の定常状態条件を検出する場合に、回路154を無効にするために発振回路160の出力をサンプリングする。このように、回路154は、発振信号が定義された定常状態に達するための時間を縮小するために発振回路160のスタートアップの間に用いられる。以前に議論したように、規定の定常状態条件は周波数および/または発振信号の振幅についての安定要件を指定してもよい。
【0024】
図1Cは、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成する典型的な方法170のフロー図を示す。方法170によれば、第1の電流(例えばゼロ入力バイアス電流)は生成される(ブロック171)。さらに、第2の電流(例えばブーストバイアス電流)は生成される(ブロック174)。その後、発振信号は第1および第2の電流に応じて生成される(ブロック176)。
【0025】
図2は、この開示のいくつかの態様に従って装置150を較正する典型的な方法200のフロー図を示す。方法200によれば、周波数較正ユニット158は、装置150を組込むユニット(例えば通信装置)のパワーアップを検出する(ブロック202)。その後、周波数較正ユニット158は、発振回路160によって生成された発振信号について周波数または周波数範囲を指定する周波数入力通知を受信してもよい(ブロック204)。特定の応用において、より詳細に以下で議論されるように、規定の周波数範囲は比較的大きくてもよい。すなわち、装置150の出力周波数はあまり正確である必要がない。例えば、指定された周波数範囲は、定義された中心周波数の1パーセントと同じくらい大きくてもよい。
【0026】
その後、周波数較正ユニット158は、発振器イネーブル信号を回路152および154に送信することにより、発振回路160が発振回路160に第1および第2の電流を提供することを可能にする(ブロック206)。その後、周波数較正ユニット158は、発振回路160に、初期周波数で繰り返される発振信号を生成させるために、入力周波数調整通知を生成する(ブロック208)。周波数較正ユニット158は、発振回路160のサンプリングされた出力からの発振信号の周波数を測定する(ブロック210)。
【0027】
その後、周波数較正ユニット158は、発振信号の測定された周波数が定義された範囲内にあるかどうかを判定する(ブロック212)。測定された周波数が定義された範囲よりも上にあると周波数較正ユニット158が判定した場合には、周波数較正ユニット158は発振信号の周波数を減少させるように周波数調整通知をディクリメントする(ブロック214)。他方、測定された周波数が定義された範囲よりも下であると周波数較正ユニット158が判定した場合には、周波数較正ユニット158は発振信号の周波数を増加させるように入力周波数調整通知をインクリメントする(ブロック216)。動作214または216を行った後に、周波数較正ユニット158は、動作210および212において、別の周波数測定および比較をそれぞれ行う。
【0028】
動作212で発振信号の測定された周波数が定義された範囲内にあると周波数較正ユニット158が判定した場合には、周波数較正ユニット158は周波数調整通知を記憶する(ブロック218)。その後、周波数較正ユニット158は、発振回路を無効にするように第1の電流を生成するのを止めるために、回路152にディスエーブル発振器信号を送信する(ブロック220)。出力定常状態検出器156が発振信号の規定の定常状態条件を検出した後に既に回路154を無効にしている可能性があるので、周波数較正ユニット158が回路154にディスエーブル発振器信号を送信する必要はないことに注意する。
【0029】
以前に議論したように、定義された閾値を越える周囲温度変化を検出する場合、または新規の周波数入力通知を受信する場合には、周波数較正ユニット158は発振回路160の周波数較正を行ってもよい。この点では、周波数較正ユニット158は周囲温度センサ162から周囲温度情報を受信する(ブロック222)。その後、周波数較正ユニット158は、定義された閾値によって前の周波数較正に関連した周囲温度から現在の周囲温度が変ったかどうかを判定する(ブロック224)。周囲温度における変動が閾値を越えることを周波数較正が判定する場合、周波数較正ユニット158は発振回路160を有効にし(ブロック228)、動作210から220までによって指定されるような別の較正ルーチンを行う。
【0030】
他方では、周囲温度における変動が閾値を越えないことを周波数較正ユニット158が判定する場合、周波数較正ユニット158はそれが新規の周波数入力通知を受信したかどうかを判定する(ブロック226)。周波数較正ユニット158が新規の周波数入力通知を受信していない場合、それは周囲温度が閾値を越えて変ったかどうかを判定するために動作222に戻ってもよい。他方、周波数較正ユニット158が新規の周波数入力通知を受信した場合、周波数較正ユニット158はまた(ブロック228)発振回路160を有効にし、動作210から220までによって指定されるような別の較正ルーチンを行う。周波数較正ユニット158は、率先して周囲温度変化および/または新規の周波数入力通知についてテストしてもよいし、または割込み動作によってそれに単に反応してもよい。
【0031】
図3は、この開示のいくつかの態様に従って装置150を有効にし無効にする典型的な方法300のフロー図を示す。方法300によれば、装置150は外部デバイスから発振器イネーブル信号を受信する(ブロック302)。例えば、外部デバイスは、PDMAまたはPDMの変調方式の使用によって通信チャネルを確立するために用いられるパルス変調デバイスかもしれない。この点では、装置150は、ほぼパルスの持続期間だけ作動される。このように、パルスの先端は発振器イネーブル信号としての機能を果たしてもよい。
【0032】
発振器イネーブル信号に応じて、電流生成回路152および154は任意の順に、または同時に作動される(ブロック304および306)。回路152および154の起動は発振回路160に発振信号を生成させ始める。以前に議論したように、回路154は発振信号が規定の定常状態条件に達するべき時間を縮小することを支援する。規定の定常状態条件は、発振信号の振幅および/または周波数の安定性に基いてもよい。例えば、規定の定常状態条件は、15パーセント以上を変えない発振信号の振幅安定性を指定してもよい。規定の定常状態条件はまた、1パーセント以上を変えない発振信号の周波数安定性を指定してもよい。
【0033】
出力定常状態検出器156は、発振回路160によって生成された発振信号の定常状態条件を測定する(ブロック308)。その後、出力定常状態検出器156は、発振信号の定常状態条件が規定の定常状態条件の要件を満たすかどうかを判定する(ブロック310)。発振信号の定常状態条件が要件を満たさない場合、規定の定常状態条件が満たされるまで、出力定常状態検出器156は動作308および310を行い続ける。発振信号の定常状態条件が仕様を満たすことを出力定常状態検出器156が判定する場合、出力定常状態検出器156は回路154を無効にする(ブロック312)。このように、回路154によって単に規定の定常状態条件に達する際に発振信号を早めることができ、それによって、定常状態発振中にエネルギーを節約する。
【0034】
その後、装置150は外部デバイスから発振器ディスエーブル信号を受信してもよい(ブロック314)。以前に議論したように、外部デバイスはパルスの終わりで装置150を無効にしてもよい。従って、発振器ディスエーブル信号はパルスの立ち下がりでもよい。発振器ディスエーブル信号に応じて、回路152は作動しなくなる(ブロック316)。回路152を無効にする1つの目的は電力を節約することである。しかし、発振の持続性は回路152を初期に止めるために用いられ、それによって、より多くの電力を節約する。
【0035】
図4は、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成するための典型的な装置400の概要図を示す。装置400は以前に議論された態様のうちのいずれかの詳細な実装であってもよい。装置400は、スイッチドキャパシターバンク416および負性抵抗生成器418と並列につながれたインダクタ414を含む発振回路412を具備する。装置400は、発振回路412によって生成された発振信号の周波数を較正するのに適した周波数較正回路410をさらに具備する。より具体的には、周波数較正回路410は、スイッチドキャパシターバンク416のどのコンデンサが、インダクタ414および負性抵抗生成器418と並列にそれによってつながれ、それによって発振信号の周波数を制御するかを選択するデジタル周波数通知を生成する。周波数較正回路410は、同調目的のため信号の周波数を測定するために発振信号の期間を数えるカウンタ(図示せず)を含んでもよい。
【0036】
装置400は、直流(DC)電源410、第1の制御可能電流源404および、休止DCバイアス回路402をさらに具備する。電源409は第1の制御可能電流源404に電力を供給する。イネーブル信号を受信することに応じて、休止DCバイアス回路402は、第1の制御可能電流源404によって発振回路412に適用されるゼロ入力バイアス電流を制御する。ゼロ入力バイアス電流はスタートアップに用いられ、発振信号を生成する発振回路412を維持するために用いられる。
【0037】
装置400はさらにブーストバイアス回路422、出力定常状態検出器420、制御可能アンプ424および第2の制御可能電流源408を具備する。電源409は第2の制御可能電流源408に電力を供給する。イネーブル信号を受信することに応じて、ブーストバイアス回路422は、制御可能アンプ424および第2の制御可能電流源408によって発振回路412に適用されるブーストバイアス電流を生成する。以前に議論したように、ブーストバイアス回路422は発振信号が規定の定常状態条件に達するべき時間を縮小することを支援する。出力定常状態検出器420は、発振信号の定常状態条件を判定するために、発振回路412につながれる。発振信号の振幅、周波数または両方の振幅および周波数が定義された仕様を満たすことを出力定常状態検出器420が判定する場合、ブーストバイアス電流がもはや発振回路412に適用されないように、出力定常状態検出器420は制御可能アンプ424を無効にする。
【0038】
図5は、この開示のいくつかの態様に従って局部発振器(LO)としての発振信号に関する1以上の装置を用いる典型的な通信装置500のブロック図を示す。通信装置500は、低雑音増幅器(LNA)502、ミキサー504、受信機局部発振器(LO)510、ベースバンドアンプ506、およびエネルギー検出器508を含む受信機部分を具備する。通信装置500は、ベースバンドアンプ528、ミキサー526、送信機LO 522、および電力増幅器524を含む送信機部分をさらに具備する。通信装置500は、アンテナ512および、送信の間に受信機部分から選択的に送信機部分を分離するスイッチ514をさらに具備する。さらに、通信装置500はベースバンドユニット520、チャネルコントローラ518、およびパルス変調器516を具備する。ベースバンドユニット520は、受信機部分から受信されたベースバンド信号を処理し、送信機部分による送信のためのベースバンド信号を処理する。
【0039】
パルス分割多重アクセス(PDMA)、パルス分割マルチプレキシング(PDM)または他の型のパルス変調を用いて、受信通信チャネル(例えばウルトラワイドバンド(UWB)通信チャネル)を確立するために、パルスによって定義された特定のインスタンスで受信機LOを有効にするパルス変調器516は、受信機LO 510につながれる。PDMA、PDMまたは他の型のパルス変調を用いて、送信する通信チャネル(例えばウルトラワイドバンド(UWB)通信チャネル)を確立するために、パルスによって定義された特定のインスタンスで送信機LOを有効にするパルス変調器516は、送信機LO 522にもつながれる。送信および受信チャンネルは、チャネルは互いに干渉しないように直交していてもよいが、同時に確立されてもよい。ウルトラワイドバンド(UWB)チャネルは、約20%またはそれ以上のオーダーでの分数帯域幅があるチャネルとして定義されてもよく、約500MHzまたはそれ以上のオーダーでの帯域幅を持っているか、約20%またはそれ以上のオーダーでの分数帯域幅を持っており、約500MHzまたはそれ以上のオーダーでの帯域幅を有する。分数帯域幅は、その中心周波数で分割されたデバイスに関連した特定の帯域幅である。例えば、この開示に従うデバイスは、中心周波数8.125GHzで1.75GHzの帯域幅を持っていてもよく、このようにその分数帯域幅は1.75/8.125または21.5%である。
【0040】
チャネルコントローラ518は、より詳細に以下で議論されるようなパルス変調技術によって受信および送信の通信チャネルを確立するために、パルス変調器516につながれる。チャネルコントローラ518は、スイッチがLNA 502にアンテナ514をつなぐ受信モードにスイッチを設定するか、またはスイッチがアンテナ512に電力増幅器524をつなぐ送信モードにスイッチを設定するために、スイッチ514につながれる。通信装置500が、IEEE802.11または802.15関連無線装置のような無線装置として構成される場合、アンテナ504は、他の無線装置から無線で情報を送信するし受信するために無線媒体にインタフェースとしての機能を果たす。
【0041】
送信機と受信機を有効にし無効にするパルス変調技術を用いると、向上されたパワー効率が通信装置500用に実現される可能性がある。例えば、送信機が送信しておらず、受信機が受信していない間、これらのデバイスは、バッテリーによって提供される電力のような電力を節約するために、低電力またはゼロ電力モードで作動されてもよい。データ伝送に関して、例えば、周波数帯幅を占めるデータは、時間インターバル内の第1期間に送信され、ここでは、変動が少なくとも2つの時間インターバルに関連しているように変化する第1期間でデータが送信され、通信装置500のいくつかのコンポーネントの電力消費はインターバル内の少なくとも第2期間で縮小される場合である。
【0042】
図6Aは、PDMA変調の例として異なるパルス繰返周波数(PRF)で定義された異なるチャネル(チャネル1および2)を示す。具体的には、チャネル1に関するパルスは、パルス間遅延期間(pulse-to-pulse delay period)602に対応するパルス繰返周波数(PRF)がある。反対に、チャネル2に関するパルスはパルス間遅延期間604に対応するパルス繰返周波数(PRF)がある。この技術は、2つのチャネル間のパルス衝突の比較的低い尤度により擬直交チャネルを定義するためにこのように用いられてもよい。特に、パルス衝突の低い尤度は、パルスに関する低い負荷サイクルの使用を通じて実現されてもよい。例えばパルス繰返周波数(PRF)の適切な選択を通して、実質的に、あるチャネルに関するパルスはすべて任意の他のチャネルに関するパルスとは異なる時間で送信されてもよい。チャネルコントローラ518およびパルス位置変調器516はパルス繰返周波数(PRF)変調をセットアップするように構成されてもよい。
【0043】
あるチャネルについて定義されたパルス繰返周波数(PRF)は、そのチャネルによってサポートされたデータレートまたはレートに依存してもよい。例えば、非常に低いデータレート(例えば数キロビット/秒またはKbpsのオーダー)をサポートするチャネルは、対応する低いパルス繰返周波数(PRF)を用いてもよい。反対に、高データレート(例えば数メガビット/秒またはMbpsのオーダー)を比較的サポートするチャネルは、対応してより高いパルス繰返周波数(PRF)を用いてもよい。
【0044】
図6Bは、PDMA変調の例として異なるパルス位置またはオフセットで定義された異なるチャネル(チャネル1および2)を示す。チャネル1に関するパルスは、(例えば、図示はしないが、ある時点に関して)最初のパルスオフセットに従って線606によって表されるような時点で生成される。反対に、チャネル2に関するパルスは、第2のパルスオフセットに従って線608によって表されるような時点で生成される。(矢610によって表されるような)パルス間のパルスオフセット差が与えられた場合、この技術は2つのチャネル間のパルス衝突の尤度を減少させるために用いられてもよい。(例えばここで議論されるような)チャネル、およびデバイス間のタイミングの精度(例えば相対的なクロックドリフト)について定義される任意の他のシグナリングパラメータに依存して、異なるパルスオフセットの使用は、直交または擬直交チャネルを提供するために用いられてもよい。チャネルコントローラ518およびパルス位置変調器516は位置またはオフセットの変調をセットアップするように構成されてもよい。
【0045】
図6Cは、異なるタイミングホッピングシーケンスで定義された異なるチャネル(チャネル1および2)を示す。例えば、チャネル1に関するパルス612はワンタイムホッピングシーケンスに従って時々生成されてもよく、一方、チャネル2に関するパルス614が別の時間ホッピングシーケンスに従って時々生成されていてもよい。用いられる特殊シーケンス、およびデバイス間のタイミングの精度に依存して、この技術は直交または擬直交チャネルを提供するために用いられてもよい。例えば、時間ホップされたパルス位置は、隣接のチャネルからの繰り返しパルス衝突の可能性を縮小するために周期的ではなくてもよい。チャネルコントローラ518およびパルス位置変調器516は時間ホッピング変調をセットアップするように構成されてもよい。
【0046】
図6Dは、PDM変調の例として異なるタイムスロットで定義された異なるチャネルを示す。チャネルLlに関するパルスは特定の時間インスタンスで生成される。同様に、チャネルL2に関するパルスは他の時間インスタンスで生成される。同じ方法で、チャネルL3に関するパルスはさらに他の時間インスタンスで生成される。一般的に、異なるチャネルに関係する時間インスタンスは、一致しないか、または種々のチャネル間の干渉を縮小するか消去するために直交していてもよい。チャネルコントローラ518およびパルス位置変調器516はPDM変調をセットアップするように構成されてもよい。
【0047】
パルス変調スキームに従ってチャネルを定義するために、他の技術が用いられてもよいことは、認識されるべきである。例えば、チャネルは、異なる拡散擬似乱数列、または何らかの他の適切な1以上のパラメータに基いて定義されてもよい。さらに、チャネルは2つ以上のパラメータの組合せに基いて定義されてもよい。
【0048】
図7は、この開示のいくつかの態様に従って種々のチャネルを通じて互いに通信する種々のウルトラワイドバンド(UWB)通信装置のブロック図を示す。例えば、UWBデバイス1 702は2つの同時UWBチャネル1および2を通じてUWBデバイス2 704と通信している。UWBデバイス702は1つのチャネル3によってUWBデバイス3 706と通信している。また次には、UWBデバイス3 706は、1チャネル4によってUWBデバイス4 708と通信している。他の構成は可能である。
【0049】
任意のここで記述されたこれら装置は種々の形式をとってもよい。例えばいくつかの態様では、装置は、電話機(例えば携帯電話)、個人データ補助物(「PDA」)、ヘッドセット(例えばヘッドホン、イヤホーンなど)、マイクロホン、医療機器(例えば生体計測センサ、心拍数モニター、歩数計、EKGデバイスなど)、生体計測センサ、心拍数モニター、歩数計、EKGデバイス、ユーザ入出力デバイス、腕時計、リモートコントロール、スイッチ、ライトスイッチ、キーボード、マウス、タイヤ圧監視、娯楽デバイス(例えば音楽または映像デバイス)、コンピュータ、POSシステムのデバイス、補聴器、セットトップボックス、または無線通信シグナリング性能の何らかの形式によりデバイスに実装されるか、これらを具備してもよい。さらに、これら装置は異なる電力およびデータ要求を持っていてもよい。ある態様では、ここで記述されたいずれかの装置も、低消費電力アプリケーション(例えばパルスに基いた信号方式および低い負荷サイクルモードの使用を通じて)での使用に適している可能性があり、(例えば高帯域幅パルスの使用を通じて)比較的高データレートを含む様々なデータレートをサポートしてもよい。ある態様では、ここで記述された装置のうちのどれでもWi−Fiノードのようなアクセスポイントに実装されるか、または具備してもよい。例えば、そのような装置は、有線か無線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のような広域ネットワーク)に接続性を提供してもよい。
【0050】
任意のこれらの装置は、無線通信リンクを介して送信されまたは受信される信号に基づいて機能を行う種々のコンポーネントを含んでもよい。例えば、ヘッドセットは、ここで記述された態様のうちの任意のものを組込む局部発振器に応答する受信機によって確立された無線通信リンクを介して受信された信号に基いて聞える出力を提供するのに適したトランスデューサーを含んでもよい。腕時計は、ここで記述された態様のうちの任意のものを組込む局部発振器に応答する受信機によって無線通信リンクを介して受信された信号に基いて視覚的な出力を提供するのに適したディスプレイを含んでもよい。医療機器は、ここで記述された態様のうちの任意のものを組込む局部発振器に応答する送信機によって無線通信リンクを介して送信される、少なくともセンスされた信号、またはセンスされたデータを生成するのに適したセンサを含んでもよい。
【0051】
この開示の種々の態様は上記に記述されている。ここでの教示が種々様々の形式で具体化されてもよいこと、および、ここに開示されている任意の特定の構造、機能または両方は単に代表に過ぎないことは明らかである。ここでの教示に基いて、当業者は、ここで開示されたある態様が他の態様と無関係に実行され、2つ以上のこれらの態様が種々の方法で合成されてもよいことを認識するべきである。例えば、ここで説明された任意の数の態様を用いて、装置は実装されてもよいし、または方法は実践されてもよい。更に、他の構造、機能性、またはここで説明された態様の1つ以上に加えてまたはこれら以外での構造および機能性を用いて実行されてもよい。上記の概念のうちのいくつかの例として、いくつかの態様では、同時チャネルはパルス繰返周波数に基いて確立されてもよい。ある態様では、同時チャネルはパルス位置またはオフセットに基いて確立されてもよい。ある態様では、同時チャネルは時間ホッピングシーケンスに基いて確立されてもよい。ある態様では、同時チャネルは、パルス繰返周波数、パルス位置またはオフセット、および時間ホッピングシーケンスに基いて確立されてもよい。
【0052】
情報および信号は、様々な異なる技術および技法のうちのいずれかを使用して表され得ることを当業者は理解するであろう。例えば、以上の説明の至るところで参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光粒子、またはそれらの任意の組合せによって表され得る。
【0053】
当業者は、種々の例示的な論理ブロック、モジュール、プロセッサ、手段、回路、およびここで開示された態様に関連して記述されたアルゴリズムステップが電子ハードウェア(例えば、デジタル実装、アナログ実装またはソースコーディングまたは他のいくつかの技術を用いて設計されてもよい2つの組合せ)、命令を取り込むプログラムまたは設計コードの種々の形式(ここでは便宜上、「ソフトウェア」または「ソフトウェアモジュール」と呼ぶ)、または、この両方の組み合わせとして実装されてもよいことをさらに認識するだろう。ハードウェアおよびソフトウェアのこの交換可能性を明瞭に例示するために、様々な例示的な成分、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、一般的に、それらの機能性に関して記述されている。かかる機能性がハードウェアまたはソフトウェアとして実装されるかどうかは、システム全体に課せられた設計制約および特定の応用に依存する。当業者は、記述された機能性を、それぞれの特定の応用に関して様々な方法で実装してもよいが、かかる実装決定は、本開示範囲からの逸脱を引き起こすと解釈されるべきではない。
【0054】
ここで開示された態様に関連して記述される種々の例示の論理ブロック、モジュール、および回路は、集積回路(「IC」)内に実装されてもよいし、ICによって実行されてもよい。ICは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(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(FPGA)または他のプログラマブルロジックデバイス、個別のゲートまたはトランジスタロジック、個別のハードウェア構成機器、電子的コンポーネント、光学コンポーネント、機械的なコンポーネントまたはここに記述された機能を行うことを目指した任意のそれらの組み合わせを具備してもよく、またIC内部、IC外部、またはその両方に存在する符号または命令を実行してもよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサでもよいが、代わりに、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラまたは状態機械でもよい。プロセッサはまた、コンピューティング装置の組合せ(例えば、DSPとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連動する1以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成)として実装されてもよい。
【0055】
任意の開示されたプロセスにおける任意の特定の順序またはステップの階層が、サンプルアプローチの例であることは理解される。設計選択に基いて、プロセスにおける任意の特定の順序またはステップの階層が、本開示の範囲内にありつつ再整理されてもよいことは理解される。伴う方法は、サンプル順序での種々のステップの現在の要素を請求し、現在の特定の順序またはステップの階層に限定することを意味しない。
【0056】
ここで開示された態様に関連して記述された方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアで、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2つの組合せにおいて具現化されてもよい。(例えば、実行可能命令および関連するデータを含む)ソフトウェアモジュールおよび他のデータは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROM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、または当技術において既知のコンピュータ読取可能記憶媒体の任意の他の形式のようなデータメモリに存在してもよい。サンプル記憶媒体は、例えば(利便性上ここでは「プロセッサ」と呼ばれてもよい)コンピュータ/プロセッサのような機械につながれてもよく、そのようなプロセッサは情報(例えば符号)を記憶媒体から読み出し、記憶媒体へ書き込みすることができる。サンプル記憶媒体はプロセッサに不可欠かもしれない。プロセッサ及び記憶媒体はASIC内に存在してもよい。ASICはユーザ機器に存在してもよい。代替案では、プロセッサと記憶媒体はユーザ機器において個別部品として存在してもよい。さらに、いくつかの態様では、いずれか適切なコンピュータプログラム製品も、この開示の態様の1つ以上に関連する符号を具備するコンピュータ読取可能媒体を具備してもよい。ある態様では、コンピュータプログラム製品は包装材料を具備してもよい。
【0057】
この発明は種々の態様に関連して記述されているが、この発明がさらなる変更ができることは理解される。本出願は、任意の変更、以下の本発明の使用または適応一般的には本発明の原理をカバーするように意図され、本発明が関係する技術範囲内で既知かつ慣行に入るような本開示からの逸脱を含んでいる。
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般的に発振信号の生成に関し、特に発振信号が規定の定常状態条件に達する時間を縮小することに関する。
【背景技術】
【0002】
以前の通信システムは、一般的に非能率な電力である技術を用いる。これらのシステムは、送信機および受信機が通信を送信または受信していない間でさえ常時電力を必要とするそれらを典型的には用いる。常に電力を消費する間に使用されていないままであるようなシステムは、パワー観点から典型的に非能率である。
【0003】
いくつかのアプリケーションでは、パワー非能率な通信装置はそれらの連続使用に関して限定を与えてもよい。例えば、バッテリー電力に一般的に依存するポータブル通信装置は、バッテリーを差し替えるか充電する必要がある前に、比較的短い連続操作を提供する。いくつかの状況において、これは、データ損失、通信遅延、中断されたセッションおよびダウンタイムのような意に沿わない結果になるかもしれない。
【0004】
他方では、アイドルタイムの時に実質的により低い電力を消費する通信システムは制限のある電源で長い期間動作することができる。このように、信号が送信されることになっている場合に限り送信機に電力を供給する通信システムは、一般的に電力が継続的に供給される送信機より少ない電力を消費する。同様に、信号が受信されることになっている場合に限り受信機に電力を供給する通信システムは、一般的に電力が継続的に供給される受信機より少ない電力を消費する。
【0005】
パルス変調器は信号を送受信するための時間を制御するために用いられてもよい。この点では、パルス変調器は、パルスの持続期間のためのみの信号を送信するための送信機局部発振器(LO)に電力を供給してもよい。同様に、パルス変調器は、パルスの持続期間のためのみの信号を受信するための受信機LOに電力を供給してもよい。このキャパシティでは、LOは、各パルスの持続期間内の発振信号を生成し維持する。低い負荷サイクル適用におけるようにパルス幅が比較的短い場合、LOは十分に安定した発振信号を生成するために直ちに応答するべきである。
【発明の概要】
【0006】
この開示のサンプル態様の要約は以下である。利便性上、この開示の1以上の態様はここで単に「いくつかの態様」と呼ばれてもよい。
【0007】
この開示のいくつかの態様は発振信号を生成するための装置に関する。装置は、発振信号を生成する第1の回路と、第1の回路に第1の電流を供給する第2の回路と、第1の回路に第2の電流を供給する第3の回路と、を具備し、第1および第2の電流は発振信号が規定の定常状態条件に達するための時間分を縮小するのに適している。
【0008】
ある態様では、装置は電圧制御発振器(VCO)として構成されてもよい。この点では、第2の回路は、発振信号がコールドスタートからの規定の定常状態条件に達する時を早めるために、ブーストバイアス回路として構成されてもよい。これは、1以上の通信チャネルを確立するために低い負荷サイクルパルス変調を用いるデバイスおよび通信システムに特に役立つ。そのような応用では、局部発振器(LO)として役立つVCOは、パルスのほぼ始めで発振信号を生成し始め、パルスのほぼ終わりに発振信号を終了する。向上された通信性能については、発振信号はパルス幅に比べて比較的短期間で規定の定常状態条件に達するべきである。
【0009】
ある態様では、VCOは、発振信号を生成する発振回路と、発振回路にゼロ入力電流を供給する休止バイアス回路と、発振回路にブースト電流を供給するブーストバイアス回路と、を具備し、ブースト電流およびゼロ入力電流は発振信号が規定の定常状態条件に達するために時間分を縮小するのに適している。
【0010】
ある態様では、装置の第1の回路は、負性抵抗生成器につながれたタンク回路を具備してもよい。タンク回路は、次には、容量エレメントにつながれた誘導素子を具備してもよい。容量エレメントは発振信号の周波数を調整するためのプログラマブルなスイッチドキャパシターバンクを具備してもよい。
【0011】
ある態様では、装置は、発振信号の規定の定常状態条件を検出することに応じて、第1の回路に第2の電流を供給することから第3の回路を無効にするのに適した定常状態検出器をさらに具備してもよい。このように、第3の回路は、発振信号の規定の定常状態条件に直ちに到達するために、単にスタートアップで用いられてもよい。発振信号の規定の定常状態条件は、発振信号の振幅および/または周波数について安定要件を指定してもよい。
【0012】
ある態様では、装置は、発振信号が規定の周波数範囲内に繰り返すように第1の回路を調整するのに適した周波数較正ユニットをさらに具備してもよい。エネルギー検知システムのようないくつかの通信システムでは、LOの周波数はあまり正確である必要がない。例えば、規定の周波数範囲は定義された中心周波数の5パーセント以内かもしれない。周波数較正ユニットは、定義された閾値上の周囲温度変化を検出する際、および/または発振信号について新規の周波数仕様を受信する際に、パワーアップに関して第1の回路を較正するか調整するのに適しているかもしれない。
【0013】
ある態様では、1以上の装置は、信号をアップコンバートしダウンコンバートするために、通信システムとデバイスにおいて局部発振器(LO)として用いられてもよい。例えば、装置は、パルス分割多重アクセス(PDMA)、パルス分割マルチプレキシング(PDM)または他の型のパルス変調技術を用いて、他のデバイスと通信するための1以上のウルトラワイドバンド(UWB)チャネルを確立するために用いられてもよい。UWBチャネルは、約20%またはそれ以上のオーダーでの分数帯域幅(fractional bandwidth)、約500MHzまたはそれ以上の帯域幅またはその両方を持っていることとして定義されてもよい。分数帯域幅は、その中心周波数で分割されたデバイスに関連した特定の帯域幅である。例えば、この開示に従うデバイスは、中心周波数8.125GHzを有する1.75GHzの帯域幅を持っていてもよく、このように、その分数帯域幅は1.75/8.125または21.5%である。
【0014】
ある態様では、装置は、ヘッドセット、医療機器、マイクロホン、生体計測センサ、心拍数モニター、歩数計、EKGデバイス、ユーザ入出力デバイス、腕時計、リモートコントロール、スイッチ、タイヤ圧モニター、娯楽デバイス、コンピュータ、POSシステムデバイス、補聴器、セットトップボックス、携帯電話機、あるいは無線通信シグナリング性能の何らかの形式によるデバイスで実行されるか、または具備していてもよい。ある態様では装置は、WiFiノードのようなアクセスポイントで実行されるか、または具備してもよい。例えば、アクセスポイントは、有線または無線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のような広域ネットワーク)への接続性を提供してもよい。
【0015】
本開示の他の態様、利点および新規な特徴は、添付図面と共に検討されたときに、この開示の以下の詳細な説明から明白になる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1A】図1Aは、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成するための典型的な装置のブロック図を示す。
【図1B】図1Bは、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成するための典型的な装置のブロック図を示す。
【図1C】図1Cは、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成する典型的な方法のフロー図を示す。
【図2】図2は、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成するための装置を較正する典型的な方法のフロー図を示す。
【図3】図3は、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成するための装置を可能にし無効にする典型的な方法のフロー図を示す。
【図4】図4は、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成するための典型的な装置の概要図を示す。
【図5】図5は、この開示のいくつかの態様に従って典型的な通信装置のブロックおよび概要図を示す。
【図6A】図6Aは、この開示のいくつかの態様に従って種々のパルス変調技術のタイミング図を示す。
【図6B】図6Bは、この開示のいくつかの態様に従って種々のパルス変調技術のタイミング図を示す。
【図6C】図6Cは、この開示のいくつかの態様に従って種々のパルス変調技術のタイミング図を示す。
【図6D】図6Dは、この開示のいくつかの態様に従って種々のパルス変調技術のタイミング図を示す。
【図7】図7は、この開示のいくつかの態様に従って種々のチャネルを通じて互いと通信する種々の通信装置のブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0017】
この開示の種々の態様は下記に述べられる。ここでの教示が、種々様々の形式で具体化されていることと、任意の特定の構造、機能、またはここに開示されている両方が単に代表的であることは、明白であるべきである。ここで教示に基いて当業者は、ここで開示されたある態様が他の態様と無関係に実装され、これらの態様の2つ以上が種々の方法で合成されてもよいことを認識するべきである。例えば、装置は実装されてもよいし、方法はここで説明された態様の任意の数を用いて実行されてもよい。更に、そのような装置は実装されてもよいし、または、そのような方法は、ここで説明された態様の1つ以上に加えてまたはそれ以外に、他の構造、機能性、または構造および機能性を用いて実行されてもよい。
【0018】
上記の概念のうちのいくつかの例として、いくつかの態様では、この開示に従う発明のデバイスまたは装置は、発振信号を生成する第1の回路と、第1の回路に第1の電流を供給する第2の回路と、第1の回路に第2の電流を供給する第3の回路と、を具備し、第1および第2の電流は発振信号が規定の定常状態条件に達するべき時間分を縮小するのに適している。他の態様では、発明の装置は、発振回路が定義された定常状態発振信号の生成を早めるために初期のより高い電流と、発振回路が定義された定常状態発振信号の生成を維持するための続くより低い電流と、を生成するのに適した単一の回路を次には具備するVCOを具備してもよい。ここで用いられる用語「規定の」は、「予め決定された」「あらかじめ定められた」または「ダイナミックに定義された」と解釈されてもよい。
【0019】
図1Aは、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成することについて典型的な装置100のブロック図を示す。装置100は、周波数入力によって指示される周波数を有する発振信号を生成することができる。何らかの態様では、装置100は電圧制御発振器(VCO)を構成されるかまたは具備してもよい。装置100は、スタートアップ状態からの規定の定常状態条件に達する際に発振信号を早めるために、第1および第2の電流を生成する集積回路を具備する。より詳細に以下で議論されるように、これは通信チャネルを確立するために比較的低い負荷サイクルパルス変調を用いる通信装置のための特に役立つ。この点では、装置100は、パルスのほぼ始めで発振信号を生成し始め、パルスのほぼ終わりに発振信号を生成することをやめる。
【0020】
より具体的には、装置100は、第1の電流(例えばゼロ入力バイアス電流)を生成する集積回路(IC)102と、第2の電流(例えばブーストバイアス電流)を生成するIC104と、発振信号106を生成するIC106と、を具備する。この例においては、IC102、104および106は分離したICとして示されるが、これらのうちのどれでも1以上のICへ構成されてもよいことが理解されるものとする。IC106は、周波数入力によって規定された周波数で繰り返される発振信号(例えば正弦波信号)を生成する。IC102はスタートアップと定常状態の状態中にIC106に第1の電流を提供する。規定の定常状態条件に達する際に発振信号を早めるために、IC104はスタートアップの時にIC106に第2の電流を提供する。規定の定常状態条件は、発振信号の周波数および/または振幅についての安定要件を指定してもよい。
【0021】
図1Bは、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成するための典型的な装置150のブロック図を示す。装置150は以前に議論された装置100のより詳細な実装である。特に、装置150は、第1の電流(例えばゼロ入力バイアス電流)を生成するための回路152と、第2の電流(例えばブーストバイアス電流)を生成するための回路154と、出力定常状態検出器156と、周波数較正ユニット158と、発振信号を生成するための回路160(「発振回路」)と、周囲温度センサ162と、を具備する。回路160は、周波数較正ユニット158から受信された周波数調整通知によって調整可能な周波数で繰り返す発振信号を生成する。
【0022】
周波数較正ユニット158は、発振信号の周波数または周波数範囲を指定する周波数入力通知を受信し、発振回路160の出力から受信されたサンプルからの発振信号の実際の周波数を測定する。周波数入力通知および測定された周波数に基いて、周波数較正ユニット158は、発振信号の周波数が周波数入力通知によって指定された要件内にあるように、発振回路160を調整する周波数調整通知を生成する。周波数較正ユニット158は、新規の周波数入力通知を受信する際に、定義された閾値を越える周囲温度における変化を検出する際に、および/またはパワーアップの際に発振信号の周波数を較正してもよい。周波数較正ユニット158は周囲温度センサ162から温度情報を受信する。
【0023】
回路152はスタートアップおよび定常状態の状態中に発振回路160に第1の電流を提供する。ブーストバイアス回路154は、スタートアップ状態から規定の定常状態条件に達する発振信号を早めるために、スタートアップの間に発振回路160に第2の電流を提供する。出力定常状態検出器156は、検出器156が発振信号の規定の定常状態条件を検出する場合に、回路154を無効にするために発振回路160の出力をサンプリングする。このように、回路154は、発振信号が定義された定常状態に達するための時間を縮小するために発振回路160のスタートアップの間に用いられる。以前に議論したように、規定の定常状態条件は周波数および/または発振信号の振幅についての安定要件を指定してもよい。
【0024】
図1Cは、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成する典型的な方法170のフロー図を示す。方法170によれば、第1の電流(例えばゼロ入力バイアス電流)は生成される(ブロック171)。さらに、第2の電流(例えばブーストバイアス電流)は生成される(ブロック174)。その後、発振信号は第1および第2の電流に応じて生成される(ブロック176)。
【0025】
図2は、この開示のいくつかの態様に従って装置150を較正する典型的な方法200のフロー図を示す。方法200によれば、周波数較正ユニット158は、装置150を組込むユニット(例えば通信装置)のパワーアップを検出する(ブロック202)。その後、周波数較正ユニット158は、発振回路160によって生成された発振信号について周波数または周波数範囲を指定する周波数入力通知を受信してもよい(ブロック204)。特定の応用において、より詳細に以下で議論されるように、規定の周波数範囲は比較的大きくてもよい。すなわち、装置150の出力周波数はあまり正確である必要がない。例えば、指定された周波数範囲は、定義された中心周波数の1パーセントと同じくらい大きくてもよい。
【0026】
その後、周波数較正ユニット158は、発振器イネーブル信号を回路152および154に送信することにより、発振回路160が発振回路160に第1および第2の電流を提供することを可能にする(ブロック206)。その後、周波数較正ユニット158は、発振回路160に、初期周波数で繰り返される発振信号を生成させるために、入力周波数調整通知を生成する(ブロック208)。周波数較正ユニット158は、発振回路160のサンプリングされた出力からの発振信号の周波数を測定する(ブロック210)。
【0027】
その後、周波数較正ユニット158は、発振信号の測定された周波数が定義された範囲内にあるかどうかを判定する(ブロック212)。測定された周波数が定義された範囲よりも上にあると周波数較正ユニット158が判定した場合には、周波数較正ユニット158は発振信号の周波数を減少させるように周波数調整通知をディクリメントする(ブロック214)。他方、測定された周波数が定義された範囲よりも下であると周波数較正ユニット158が判定した場合には、周波数較正ユニット158は発振信号の周波数を増加させるように入力周波数調整通知をインクリメントする(ブロック216)。動作214または216を行った後に、周波数較正ユニット158は、動作210および212において、別の周波数測定および比較をそれぞれ行う。
【0028】
動作212で発振信号の測定された周波数が定義された範囲内にあると周波数較正ユニット158が判定した場合には、周波数較正ユニット158は周波数調整通知を記憶する(ブロック218)。その後、周波数較正ユニット158は、発振回路を無効にするように第1の電流を生成するのを止めるために、回路152にディスエーブル発振器信号を送信する(ブロック220)。出力定常状態検出器156が発振信号の規定の定常状態条件を検出した後に既に回路154を無効にしている可能性があるので、周波数較正ユニット158が回路154にディスエーブル発振器信号を送信する必要はないことに注意する。
【0029】
以前に議論したように、定義された閾値を越える周囲温度変化を検出する場合、または新規の周波数入力通知を受信する場合には、周波数較正ユニット158は発振回路160の周波数較正を行ってもよい。この点では、周波数較正ユニット158は周囲温度センサ162から周囲温度情報を受信する(ブロック222)。その後、周波数較正ユニット158は、定義された閾値によって前の周波数較正に関連した周囲温度から現在の周囲温度が変ったかどうかを判定する(ブロック224)。周囲温度における変動が閾値を越えることを周波数較正が判定する場合、周波数較正ユニット158は発振回路160を有効にし(ブロック228)、動作210から220までによって指定されるような別の較正ルーチンを行う。
【0030】
他方では、周囲温度における変動が閾値を越えないことを周波数較正ユニット158が判定する場合、周波数較正ユニット158はそれが新規の周波数入力通知を受信したかどうかを判定する(ブロック226)。周波数較正ユニット158が新規の周波数入力通知を受信していない場合、それは周囲温度が閾値を越えて変ったかどうかを判定するために動作222に戻ってもよい。他方、周波数較正ユニット158が新規の周波数入力通知を受信した場合、周波数較正ユニット158はまた(ブロック228)発振回路160を有効にし、動作210から220までによって指定されるような別の較正ルーチンを行う。周波数較正ユニット158は、率先して周囲温度変化および/または新規の周波数入力通知についてテストしてもよいし、または割込み動作によってそれに単に反応してもよい。
【0031】
図3は、この開示のいくつかの態様に従って装置150を有効にし無効にする典型的な方法300のフロー図を示す。方法300によれば、装置150は外部デバイスから発振器イネーブル信号を受信する(ブロック302)。例えば、外部デバイスは、PDMAまたはPDMの変調方式の使用によって通信チャネルを確立するために用いられるパルス変調デバイスかもしれない。この点では、装置150は、ほぼパルスの持続期間だけ作動される。このように、パルスの先端は発振器イネーブル信号としての機能を果たしてもよい。
【0032】
発振器イネーブル信号に応じて、電流生成回路152および154は任意の順に、または同時に作動される(ブロック304および306)。回路152および154の起動は発振回路160に発振信号を生成させ始める。以前に議論したように、回路154は発振信号が規定の定常状態条件に達するべき時間を縮小することを支援する。規定の定常状態条件は、発振信号の振幅および/または周波数の安定性に基いてもよい。例えば、規定の定常状態条件は、15パーセント以上を変えない発振信号の振幅安定性を指定してもよい。規定の定常状態条件はまた、1パーセント以上を変えない発振信号の周波数安定性を指定してもよい。
【0033】
出力定常状態検出器156は、発振回路160によって生成された発振信号の定常状態条件を測定する(ブロック308)。その後、出力定常状態検出器156は、発振信号の定常状態条件が規定の定常状態条件の要件を満たすかどうかを判定する(ブロック310)。発振信号の定常状態条件が要件を満たさない場合、規定の定常状態条件が満たされるまで、出力定常状態検出器156は動作308および310を行い続ける。発振信号の定常状態条件が仕様を満たすことを出力定常状態検出器156が判定する場合、出力定常状態検出器156は回路154を無効にする(ブロック312)。このように、回路154によって単に規定の定常状態条件に達する際に発振信号を早めることができ、それによって、定常状態発振中にエネルギーを節約する。
【0034】
その後、装置150は外部デバイスから発振器ディスエーブル信号を受信してもよい(ブロック314)。以前に議論したように、外部デバイスはパルスの終わりで装置150を無効にしてもよい。従って、発振器ディスエーブル信号はパルスの立ち下がりでもよい。発振器ディスエーブル信号に応じて、回路152は作動しなくなる(ブロック316)。回路152を無効にする1つの目的は電力を節約することである。しかし、発振の持続性は回路152を初期に止めるために用いられ、それによって、より多くの電力を節約する。
【0035】
図4は、この開示のいくつかの態様に従って発振信号を生成するための典型的な装置400の概要図を示す。装置400は以前に議論された態様のうちのいずれかの詳細な実装であってもよい。装置400は、スイッチドキャパシターバンク416および負性抵抗生成器418と並列につながれたインダクタ414を含む発振回路412を具備する。装置400は、発振回路412によって生成された発振信号の周波数を較正するのに適した周波数較正回路410をさらに具備する。より具体的には、周波数較正回路410は、スイッチドキャパシターバンク416のどのコンデンサが、インダクタ414および負性抵抗生成器418と並列にそれによってつながれ、それによって発振信号の周波数を制御するかを選択するデジタル周波数通知を生成する。周波数較正回路410は、同調目的のため信号の周波数を測定するために発振信号の期間を数えるカウンタ(図示せず)を含んでもよい。
【0036】
装置400は、直流(DC)電源410、第1の制御可能電流源404および、休止DCバイアス回路402をさらに具備する。電源409は第1の制御可能電流源404に電力を供給する。イネーブル信号を受信することに応じて、休止DCバイアス回路402は、第1の制御可能電流源404によって発振回路412に適用されるゼロ入力バイアス電流を制御する。ゼロ入力バイアス電流はスタートアップに用いられ、発振信号を生成する発振回路412を維持するために用いられる。
【0037】
装置400はさらにブーストバイアス回路422、出力定常状態検出器420、制御可能アンプ424および第2の制御可能電流源408を具備する。電源409は第2の制御可能電流源408に電力を供給する。イネーブル信号を受信することに応じて、ブーストバイアス回路422は、制御可能アンプ424および第2の制御可能電流源408によって発振回路412に適用されるブーストバイアス電流を生成する。以前に議論したように、ブーストバイアス回路422は発振信号が規定の定常状態条件に達するべき時間を縮小することを支援する。出力定常状態検出器420は、発振信号の定常状態条件を判定するために、発振回路412につながれる。発振信号の振幅、周波数または両方の振幅および周波数が定義された仕様を満たすことを出力定常状態検出器420が判定する場合、ブーストバイアス電流がもはや発振回路412に適用されないように、出力定常状態検出器420は制御可能アンプ424を無効にする。
【0038】
図5は、この開示のいくつかの態様に従って局部発振器(LO)としての発振信号に関する1以上の装置を用いる典型的な通信装置500のブロック図を示す。通信装置500は、低雑音増幅器(LNA)502、ミキサー504、受信機局部発振器(LO)510、ベースバンドアンプ506、およびエネルギー検出器508を含む受信機部分を具備する。通信装置500は、ベースバンドアンプ528、ミキサー526、送信機LO 522、および電力増幅器524を含む送信機部分をさらに具備する。通信装置500は、アンテナ512および、送信の間に受信機部分から選択的に送信機部分を分離するスイッチ514をさらに具備する。さらに、通信装置500はベースバンドユニット520、チャネルコントローラ518、およびパルス変調器516を具備する。ベースバンドユニット520は、受信機部分から受信されたベースバンド信号を処理し、送信機部分による送信のためのベースバンド信号を処理する。
【0039】
パルス分割多重アクセス(PDMA)、パルス分割マルチプレキシング(PDM)または他の型のパルス変調を用いて、受信通信チャネル(例えばウルトラワイドバンド(UWB)通信チャネル)を確立するために、パルスによって定義された特定のインスタンスで受信機LOを有効にするパルス変調器516は、受信機LO 510につながれる。PDMA、PDMまたは他の型のパルス変調を用いて、送信する通信チャネル(例えばウルトラワイドバンド(UWB)通信チャネル)を確立するために、パルスによって定義された特定のインスタンスで送信機LOを有効にするパルス変調器516は、送信機LO 522にもつながれる。送信および受信チャンネルは、チャネルは互いに干渉しないように直交していてもよいが、同時に確立されてもよい。ウルトラワイドバンド(UWB)チャネルは、約20%またはそれ以上のオーダーでの分数帯域幅があるチャネルとして定義されてもよく、約500MHzまたはそれ以上のオーダーでの帯域幅を持っているか、約20%またはそれ以上のオーダーでの分数帯域幅を持っており、約500MHzまたはそれ以上のオーダーでの帯域幅を有する。分数帯域幅は、その中心周波数で分割されたデバイスに関連した特定の帯域幅である。例えば、この開示に従うデバイスは、中心周波数8.125GHzで1.75GHzの帯域幅を持っていてもよく、このようにその分数帯域幅は1.75/8.125または21.5%である。
【0040】
チャネルコントローラ518は、より詳細に以下で議論されるようなパルス変調技術によって受信および送信の通信チャネルを確立するために、パルス変調器516につながれる。チャネルコントローラ518は、スイッチがLNA 502にアンテナ514をつなぐ受信モードにスイッチを設定するか、またはスイッチがアンテナ512に電力増幅器524をつなぐ送信モードにスイッチを設定するために、スイッチ514につながれる。通信装置500が、IEEE802.11または802.15関連無線装置のような無線装置として構成される場合、アンテナ504は、他の無線装置から無線で情報を送信するし受信するために無線媒体にインタフェースとしての機能を果たす。
【0041】
送信機と受信機を有効にし無効にするパルス変調技術を用いると、向上されたパワー効率が通信装置500用に実現される可能性がある。例えば、送信機が送信しておらず、受信機が受信していない間、これらのデバイスは、バッテリーによって提供される電力のような電力を節約するために、低電力またはゼロ電力モードで作動されてもよい。データ伝送に関して、例えば、周波数帯幅を占めるデータは、時間インターバル内の第1期間に送信され、ここでは、変動が少なくとも2つの時間インターバルに関連しているように変化する第1期間でデータが送信され、通信装置500のいくつかのコンポーネントの電力消費はインターバル内の少なくとも第2期間で縮小される場合である。
【0042】
図6Aは、PDMA変調の例として異なるパルス繰返周波数(PRF)で定義された異なるチャネル(チャネル1および2)を示す。具体的には、チャネル1に関するパルスは、パルス間遅延期間(pulse-to-pulse delay period)602に対応するパルス繰返周波数(PRF)がある。反対に、チャネル2に関するパルスはパルス間遅延期間604に対応するパルス繰返周波数(PRF)がある。この技術は、2つのチャネル間のパルス衝突の比較的低い尤度により擬直交チャネルを定義するためにこのように用いられてもよい。特に、パルス衝突の低い尤度は、パルスに関する低い負荷サイクルの使用を通じて実現されてもよい。例えばパルス繰返周波数(PRF)の適切な選択を通して、実質的に、あるチャネルに関するパルスはすべて任意の他のチャネルに関するパルスとは異なる時間で送信されてもよい。チャネルコントローラ518およびパルス位置変調器516はパルス繰返周波数(PRF)変調をセットアップするように構成されてもよい。
【0043】
あるチャネルについて定義されたパルス繰返周波数(PRF)は、そのチャネルによってサポートされたデータレートまたはレートに依存してもよい。例えば、非常に低いデータレート(例えば数キロビット/秒またはKbpsのオーダー)をサポートするチャネルは、対応する低いパルス繰返周波数(PRF)を用いてもよい。反対に、高データレート(例えば数メガビット/秒またはMbpsのオーダー)を比較的サポートするチャネルは、対応してより高いパルス繰返周波数(PRF)を用いてもよい。
【0044】
図6Bは、PDMA変調の例として異なるパルス位置またはオフセットで定義された異なるチャネル(チャネル1および2)を示す。チャネル1に関するパルスは、(例えば、図示はしないが、ある時点に関して)最初のパルスオフセットに従って線606によって表されるような時点で生成される。反対に、チャネル2に関するパルスは、第2のパルスオフセットに従って線608によって表されるような時点で生成される。(矢610によって表されるような)パルス間のパルスオフセット差が与えられた場合、この技術は2つのチャネル間のパルス衝突の尤度を減少させるために用いられてもよい。(例えばここで議論されるような)チャネル、およびデバイス間のタイミングの精度(例えば相対的なクロックドリフト)について定義される任意の他のシグナリングパラメータに依存して、異なるパルスオフセットの使用は、直交または擬直交チャネルを提供するために用いられてもよい。チャネルコントローラ518およびパルス位置変調器516は位置またはオフセットの変調をセットアップするように構成されてもよい。
【0045】
図6Cは、異なるタイミングホッピングシーケンスで定義された異なるチャネル(チャネル1および2)を示す。例えば、チャネル1に関するパルス612はワンタイムホッピングシーケンスに従って時々生成されてもよく、一方、チャネル2に関するパルス614が別の時間ホッピングシーケンスに従って時々生成されていてもよい。用いられる特殊シーケンス、およびデバイス間のタイミングの精度に依存して、この技術は直交または擬直交チャネルを提供するために用いられてもよい。例えば、時間ホップされたパルス位置は、隣接のチャネルからの繰り返しパルス衝突の可能性を縮小するために周期的ではなくてもよい。チャネルコントローラ518およびパルス位置変調器516は時間ホッピング変調をセットアップするように構成されてもよい。
【0046】
図6Dは、PDM変調の例として異なるタイムスロットで定義された異なるチャネルを示す。チャネルLlに関するパルスは特定の時間インスタンスで生成される。同様に、チャネルL2に関するパルスは他の時間インスタンスで生成される。同じ方法で、チャネルL3に関するパルスはさらに他の時間インスタンスで生成される。一般的に、異なるチャネルに関係する時間インスタンスは、一致しないか、または種々のチャネル間の干渉を縮小するか消去するために直交していてもよい。チャネルコントローラ518およびパルス位置変調器516はPDM変調をセットアップするように構成されてもよい。
【0047】
パルス変調スキームに従ってチャネルを定義するために、他の技術が用いられてもよいことは、認識されるべきである。例えば、チャネルは、異なる拡散擬似乱数列、または何らかの他の適切な1以上のパラメータに基いて定義されてもよい。さらに、チャネルは2つ以上のパラメータの組合せに基いて定義されてもよい。
【0048】
図7は、この開示のいくつかの態様に従って種々のチャネルを通じて互いに通信する種々のウルトラワイドバンド(UWB)通信装置のブロック図を示す。例えば、UWBデバイス1 702は2つの同時UWBチャネル1および2を通じてUWBデバイス2 704と通信している。UWBデバイス702は1つのチャネル3によってUWBデバイス3 706と通信している。また次には、UWBデバイス3 706は、1チャネル4によってUWBデバイス4 708と通信している。他の構成は可能である。
【0049】
任意のここで記述されたこれら装置は種々の形式をとってもよい。例えばいくつかの態様では、装置は、電話機(例えば携帯電話)、個人データ補助物(「PDA」)、ヘッドセット(例えばヘッドホン、イヤホーンなど)、マイクロホン、医療機器(例えば生体計測センサ、心拍数モニター、歩数計、EKGデバイスなど)、生体計測センサ、心拍数モニター、歩数計、EKGデバイス、ユーザ入出力デバイス、腕時計、リモートコントロール、スイッチ、ライトスイッチ、キーボード、マウス、タイヤ圧監視、娯楽デバイス(例えば音楽または映像デバイス)、コンピュータ、POSシステムのデバイス、補聴器、セットトップボックス、または無線通信シグナリング性能の何らかの形式によりデバイスに実装されるか、これらを具備してもよい。さらに、これら装置は異なる電力およびデータ要求を持っていてもよい。ある態様では、ここで記述されたいずれかの装置も、低消費電力アプリケーション(例えばパルスに基いた信号方式および低い負荷サイクルモードの使用を通じて)での使用に適している可能性があり、(例えば高帯域幅パルスの使用を通じて)比較的高データレートを含む様々なデータレートをサポートしてもよい。ある態様では、ここで記述された装置のうちのどれでもWi−Fiノードのようなアクセスポイントに実装されるか、または具備してもよい。例えば、そのような装置は、有線か無線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のような広域ネットワーク)に接続性を提供してもよい。
【0050】
任意のこれらの装置は、無線通信リンクを介して送信されまたは受信される信号に基づいて機能を行う種々のコンポーネントを含んでもよい。例えば、ヘッドセットは、ここで記述された態様のうちの任意のものを組込む局部発振器に応答する受信機によって確立された無線通信リンクを介して受信された信号に基いて聞える出力を提供するのに適したトランスデューサーを含んでもよい。腕時計は、ここで記述された態様のうちの任意のものを組込む局部発振器に応答する受信機によって無線通信リンクを介して受信された信号に基いて視覚的な出力を提供するのに適したディスプレイを含んでもよい。医療機器は、ここで記述された態様のうちの任意のものを組込む局部発振器に応答する送信機によって無線通信リンクを介して送信される、少なくともセンスされた信号、またはセンスされたデータを生成するのに適したセンサを含んでもよい。
【0051】
この開示の種々の態様は上記に記述されている。ここでの教示が種々様々の形式で具体化されてもよいこと、および、ここに開示されている任意の特定の構造、機能または両方は単に代表に過ぎないことは明らかである。ここでの教示に基いて、当業者は、ここで開示されたある態様が他の態様と無関係に実行され、2つ以上のこれらの態様が種々の方法で合成されてもよいことを認識するべきである。例えば、ここで説明された任意の数の態様を用いて、装置は実装されてもよいし、または方法は実践されてもよい。更に、他の構造、機能性、またはここで説明された態様の1つ以上に加えてまたはこれら以外での構造および機能性を用いて実行されてもよい。上記の概念のうちのいくつかの例として、いくつかの態様では、同時チャネルはパルス繰返周波数に基いて確立されてもよい。ある態様では、同時チャネルはパルス位置またはオフセットに基いて確立されてもよい。ある態様では、同時チャネルは時間ホッピングシーケンスに基いて確立されてもよい。ある態様では、同時チャネルは、パルス繰返周波数、パルス位置またはオフセット、および時間ホッピングシーケンスに基いて確立されてもよい。
【0052】
情報および信号は、様々な異なる技術および技法のうちのいずれかを使用して表され得ることを当業者は理解するであろう。例えば、以上の説明の至るところで参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光粒子、またはそれらの任意の組合せによって表され得る。
【0053】
当業者は、種々の例示的な論理ブロック、モジュール、プロセッサ、手段、回路、およびここで開示された態様に関連して記述されたアルゴリズムステップが電子ハードウェア(例えば、デジタル実装、アナログ実装またはソースコーディングまたは他のいくつかの技術を用いて設計されてもよい2つの組合せ)、命令を取り込むプログラムまたは設計コードの種々の形式(ここでは便宜上、「ソフトウェア」または「ソフトウェアモジュール」と呼ぶ)、または、この両方の組み合わせとして実装されてもよいことをさらに認識するだろう。ハードウェアおよびソフトウェアのこの交換可能性を明瞭に例示するために、様々な例示的な成分、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、一般的に、それらの機能性に関して記述されている。かかる機能性がハードウェアまたはソフトウェアとして実装されるかどうかは、システム全体に課せられた設計制約および特定の応用に依存する。当業者は、記述された機能性を、それぞれの特定の応用に関して様々な方法で実装してもよいが、かかる実装決定は、本開示範囲からの逸脱を引き起こすと解釈されるべきではない。
【0054】
ここで開示された態様に関連して記述される種々の例示の論理ブロック、モジュール、および回路は、集積回路(「IC」)内に実装されてもよいし、ICによって実行されてもよい。ICは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(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(FPGA)または他のプログラマブルロジックデバイス、個別のゲートまたはトランジスタロジック、個別のハードウェア構成機器、電子的コンポーネント、光学コンポーネント、機械的なコンポーネントまたはここに記述された機能を行うことを目指した任意のそれらの組み合わせを具備してもよく、またIC内部、IC外部、またはその両方に存在する符号または命令を実行してもよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサでもよいが、代わりに、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラまたは状態機械でもよい。プロセッサはまた、コンピューティング装置の組合せ(例えば、DSPとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連動する1以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成)として実装されてもよい。
【0055】
任意の開示されたプロセスにおける任意の特定の順序またはステップの階層が、サンプルアプローチの例であることは理解される。設計選択に基いて、プロセスにおける任意の特定の順序またはステップの階層が、本開示の範囲内にありつつ再整理されてもよいことは理解される。伴う方法は、サンプル順序での種々のステップの現在の要素を請求し、現在の特定の順序またはステップの階層に限定することを意味しない。
【0056】
ここで開示された態様に関連して記述された方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアで、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2つの組合せにおいて具現化されてもよい。(例えば、実行可能命令および関連するデータを含む)ソフトウェアモジュールおよび他のデータは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROM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、または当技術において既知のコンピュータ読取可能記憶媒体の任意の他の形式のようなデータメモリに存在してもよい。サンプル記憶媒体は、例えば(利便性上ここでは「プロセッサ」と呼ばれてもよい)コンピュータ/プロセッサのような機械につながれてもよく、そのようなプロセッサは情報(例えば符号)を記憶媒体から読み出し、記憶媒体へ書き込みすることができる。サンプル記憶媒体はプロセッサに不可欠かもしれない。プロセッサ及び記憶媒体はASIC内に存在してもよい。ASICはユーザ機器に存在してもよい。代替案では、プロセッサと記憶媒体はユーザ機器において個別部品として存在してもよい。さらに、いくつかの態様では、いずれか適切なコンピュータプログラム製品も、この開示の態様の1つ以上に関連する符号を具備するコンピュータ読取可能媒体を具備してもよい。ある態様では、コンピュータプログラム製品は包装材料を具備してもよい。
【0057】
この発明は種々の態様に関連して記述されているが、この発明がさらなる変更ができることは理解される。本出願は、任意の変更、以下の本発明の使用または適応一般的には本発明の原理をカバーするように意図され、本発明が関係する技術範囲内で既知かつ慣行に入るような本開示からの逸脱を含んでいる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発振信号を生成するための装置であって、
発振信号を生成する第1の回路と、
前記第1の回路に第1の電流を供給する第2の回路と、
前記第1の回路に第2の電流を供給する第3の回路と、を具備し、
前記第1および第2の電流は前記発振信号が規定の定常状態条件に達する時間分を縮小するようになっている装置。
【請求項2】
前記第1の回路は、
タンク回路と、
前記タンク回路につながれた負性抵抗生成器と、を具備する請求項1の装置。
【請求項3】
前記タンク回路は、
誘導デバイスと、
前記誘導デバイスと並列につながれた容量デバイスと、を具備する請求項2の装置。
【請求項4】
前記容量デバイスはプログム可能なスイッチドキャパシターバンクを具備する請求項3の装置。
【請求項5】
前記発振信号の前記規定の定常状態条件を検出することに応じて、前記第1の回路に前記第2の電流を供給することから前記第3の回路を無効にするのに適した定常状態検出器をさらに具備する請求項1の装置。
【請求項6】
前記規定の定常状態条件は前記発振信号の振幅安定性に基く請求項1の装置。
【請求項7】
前記規定の定常状態条件は15パーセント以上変化しない前記発振信号の振幅に基く請求項6の装置。
【請求項8】
前記規定の定常状態条件は前記発振信号の周波数安定性に基く請求項1の装置。
【請求項9】
前記規定の定常状態条件は1パーセント以上変化しない前記発振信号の周波数に基く請求項8の装置。
【請求項10】
前記発振信号が規定の周波数範囲内で繰り返すように、前記第1の回路を調整するのに適した周波数較正ユニットをさらに具備する請求項1の装置。
【請求項11】
前記規定の周波数範囲は定義された中心周波数の1パーセントに等しい請求項10の装置。
【請求項12】
前記周波数較正ユニットは、前記装置の電源を入れる上で、定義された閾値の上の周囲温度変化の検出する上で、または第1の回路のための新規の周波数通知の受信する上で、第1の回路を調整するのに適している請求項10の装置。
【請求項13】
別の装置との間で少なくとも1つのウルトラワイドバンド通信チャネルを確立するために前記発振信号に応答する送受信機をさらに具備する請求項1の装置。
【請求項14】
ウルトラワイドバンドチャネルはそれぞれ20%以上のオーダーの分数帯域幅を有しているか、500MHz以上のオーダーの帯域幅を有しているか、または、20%以上のオーダーの分数帯域幅を有していてかつ500MHz以上のオーダーの帯域幅を有している請求項13の装置。
【請求項15】
発振信号を生成するための方法であって、
第1の電流の生成し、
第2の電流の生成し、
前記第1および第2の電流に応じて発振信号を生成することを具備し、
前記第2の電流は、前記発振信号が規定の定常状態条件に達する時間分を縮小する方法。
【請求項16】
前記発振信号を生成することは、
タンク回路と、
前記タンク回路につながれた負性抵抗生成器によって遂行される請求項15の方法。
【請求項17】
前記タンク回路は、
誘導デバイスと、
前記誘導デバイスと並列につながれた容量デバイスと、を具備する請求項16の方法。
【請求項18】
前記容量デバイスはプログム可能なスイッチドキャパシターバンクを具備する請求項17の方法。
【請求項19】
前記発振信号の前記規定の定常状態条件を検出することに応じて前記第2の電流の生成を無効にする請求項15の方法。
【請求項20】
前記規定の定常状態条件は前記発振信号の振幅安定性に基く請求項15の方法。
【請求項21】
前記規定の定常状態条件は15パーセント以上変化しない前記発振信号の振幅に基く請求項20の方法。
【請求項22】
前記規定の定常状態条件は前記発振信号の周波数安定性に基く請求項15の方法。
【請求項23】
前記規定の定常状態条件は1パーセント以上変化しない前記発振信号の周波数に基く請求項22の方法。
【請求項24】
前記発振信号が規定の周波数範囲内で繰り返されるように、発振信号を較正することをさらに含む請求項15の方法。
【請求項25】
規定の周波数範囲は定義された中心周波数の1パーセントと等しいことを特徴とする請求項24の方法。
【請求項26】
前記発振信号を較正することは、パワーアップを検出することに応じて、定義された閾値より上での周囲温度変化を検出することに応じて、または新規の周波数通知を受信することに応じて行われる請求項24の方法。
【請求項27】
前記発振信号を用いて、少なくとも1つのウルトラワイドバンド通信チャネルを確立することをさらに含む請求項15の方法。
【請求項28】
ウルトラワイドバンドチャネルはそれぞれ20%以上のオーダーの分数帯域幅を有しているか、500MHz以上のオーダーの帯域幅を有しているか、または、20%以上のオーダーの分数帯域幅を有していてかつ500MHz以上のオーダーの帯域幅を有している請求項27の方法。
【請求項29】
発振信号を生成するための装置であって、
発振信号を生成する手段と、
前記生成手段に第1の電流を供給する手段と、
前記生成手段に第2の電流を供給する手段と、を具備し、前記第1および第2の電流は前記発振信号が規定の定常状態条件に達する時間分を縮小するようになっている装置。
【請求項30】
前記生成手段は、
タンク回路と、
前記タンク回路につながれた負性抵抗生成器と、を具備する請求項29の装置。
【請求項31】
前記タンク回路は、
誘導デバイスと、
前記誘導デバイスと並列につながれた容量デバイスと、を具備する請求項30の装置。
【請求項32】
前記容量デバイスはプログム可能なスイッチドキャパシターバンクを具備する請求項31の装置。
【請求項33】
前記発振信号の前記規定の定常状態条件を検出することに応じて、前記第2の電流を供給することから第2電流供給手段を無効にする手段をさらに具備する請求項29の装置。
【請求項34】
前記規定の定常状態条件は前記発振信号の振幅安定性に基く請求項29の装置。
【請求項35】
前記規定の定常状態条件は15パーセント以上変化しない前記発振信号の振幅に基く請求項34の装置。
【請求項36】
前記規定の定常状態条件は前記発振信号の周波数安定性に基く請求項29の装置。
【請求項37】
前記規定の定常状態条件は1パーセント以上変化しない前記発振信号の周波数に基く請求項36の装置。
【請求項38】
前記発振信号が規定の周波数範囲内で繰り返すように、前記発振信号生成手段を較正する手段をさらに具備する請求項29の装置。
【請求項39】
前記規定の周波数範囲は定義された中心周波数の1パーセントに等しい請求項38の装置。
【請求項40】
前記較正手段は、前記装置の電源を入れる上で、定義された閾値の上の周囲温度変化を検出する上で、または前記発振信号生成手段のための新規の周波数通知の受信する上で、前記発振信号生成手段を較正するのに適している請求項38の装置。
【請求項41】
前記発振信号を用いて、別の装置との間で少なくとも1つのウルトラワイドバンド通信チャネルを確立する手段をさらに具備する請求項29の装置。
【請求項42】
ウルトラワイドバンドチャネルはそれぞれ20%以上のオーダーの分数帯域幅を有しているか、500MHz以上のオーダーの帯域幅を有しているか、または、20%以上のオーダーの分数帯域幅を有していてかつ500MHz以上のオーダーの帯域幅を有している請求項41の装置。
【請求項43】
発振信号を生成するためのコンピュータプログラム製品であって、該製品は、少なくとも1つのコンピュータによって以下の実行可能なコードを具備し、
発振信号を生成し、
前記発振信号の生成を生産する第1の電流を供給し、
前記発振信号が規定の定常状態条件に達する時間分を縮小するために第2の電流を供給することを具備する製品。
【請求項44】
距離に基いて動作を行うためのヘッドセットであって、
発振信号を生成する第1の回路と、
前記第1の回路に第1の電流を供給する第2の回路と、
前記第1の回路に第2の電流を供給する第3の回路と、前記第1および第2の電流は前記発振信号が規定の定常状態条件に達する時間分を縮小するのに適していて、
少なくとも1つのオーディオ信号を生成するのに適したトランスデューサーと、
前記少なくとも1つのオーディオ信号と前記発振信号とを合成し、該合成された信号を送信するのに適した送信機と、を具備するヘッドセット。
【請求項45】
距離に基いて動作を行うための時計であって、
発振信号を生成する第1の回路と、
前記第1の回路に第1の電流を供給する第2の回路と、
前記第1の回路に第2の電流を供給する第3の回路と、前記第1および第2の電流は前記発振信号が規定の定常状態条件に達する時間分を縮小するのに適していて、
到来信号と前記発振信号とを合成するのに適した受信機と、
前記合成された信号に基いて視覚的な出力を提供するのに適したディスプレイと、を具備する時計。
【請求項46】
距離に基いて動作を行うための医療機器であって、
発振信号を生成する第1の回路と、
前記第1の回路に第1の電流を供給する第2の回路と、
前記第1の回路に第2の電流を供給する第3の回路と、前記第1および第2の電流は前記発振信号が規定の定常状態条件に達する時間分を縮小するのに適していて、
前記少なくとも1つのセンスされた信号を生成するのに適したセンサと、
前記少なくとも1つのセンスされた信号と前記発振信号とを合成し、該合成された信号を無線通信リンク上で送信する送信機と、を具備する医療機器。
【請求項1】
発振信号を生成するための装置であって、
発振信号を生成する第1の回路と、
前記第1の回路に第1の電流を供給する第2の回路と、
前記第1の回路に第2の電流を供給する第3の回路と、を具備し、
前記第1および第2の電流は前記発振信号が規定の定常状態条件に達する時間分を縮小するようになっている装置。
【請求項2】
前記第1の回路は、
タンク回路と、
前記タンク回路につながれた負性抵抗生成器と、を具備する請求項1の装置。
【請求項3】
前記タンク回路は、
誘導デバイスと、
前記誘導デバイスと並列につながれた容量デバイスと、を具備する請求項2の装置。
【請求項4】
前記容量デバイスはプログム可能なスイッチドキャパシターバンクを具備する請求項3の装置。
【請求項5】
前記発振信号の前記規定の定常状態条件を検出することに応じて、前記第1の回路に前記第2の電流を供給することから前記第3の回路を無効にするのに適した定常状態検出器をさらに具備する請求項1の装置。
【請求項6】
前記規定の定常状態条件は前記発振信号の振幅安定性に基く請求項1の装置。
【請求項7】
前記規定の定常状態条件は15パーセント以上変化しない前記発振信号の振幅に基く請求項6の装置。
【請求項8】
前記規定の定常状態条件は前記発振信号の周波数安定性に基く請求項1の装置。
【請求項9】
前記規定の定常状態条件は1パーセント以上変化しない前記発振信号の周波数に基く請求項8の装置。
【請求項10】
前記発振信号が規定の周波数範囲内で繰り返すように、前記第1の回路を調整するのに適した周波数較正ユニットをさらに具備する請求項1の装置。
【請求項11】
前記規定の周波数範囲は定義された中心周波数の1パーセントに等しい請求項10の装置。
【請求項12】
前記周波数較正ユニットは、前記装置の電源を入れる上で、定義された閾値の上の周囲温度変化の検出する上で、または第1の回路のための新規の周波数通知の受信する上で、第1の回路を調整するのに適している請求項10の装置。
【請求項13】
別の装置との間で少なくとも1つのウルトラワイドバンド通信チャネルを確立するために前記発振信号に応答する送受信機をさらに具備する請求項1の装置。
【請求項14】
ウルトラワイドバンドチャネルはそれぞれ20%以上のオーダーの分数帯域幅を有しているか、500MHz以上のオーダーの帯域幅を有しているか、または、20%以上のオーダーの分数帯域幅を有していてかつ500MHz以上のオーダーの帯域幅を有している請求項13の装置。
【請求項15】
発振信号を生成するための方法であって、
第1の電流の生成し、
第2の電流の生成し、
前記第1および第2の電流に応じて発振信号を生成することを具備し、
前記第2の電流は、前記発振信号が規定の定常状態条件に達する時間分を縮小する方法。
【請求項16】
前記発振信号を生成することは、
タンク回路と、
前記タンク回路につながれた負性抵抗生成器によって遂行される請求項15の方法。
【請求項17】
前記タンク回路は、
誘導デバイスと、
前記誘導デバイスと並列につながれた容量デバイスと、を具備する請求項16の方法。
【請求項18】
前記容量デバイスはプログム可能なスイッチドキャパシターバンクを具備する請求項17の方法。
【請求項19】
前記発振信号の前記規定の定常状態条件を検出することに応じて前記第2の電流の生成を無効にする請求項15の方法。
【請求項20】
前記規定の定常状態条件は前記発振信号の振幅安定性に基く請求項15の方法。
【請求項21】
前記規定の定常状態条件は15パーセント以上変化しない前記発振信号の振幅に基く請求項20の方法。
【請求項22】
前記規定の定常状態条件は前記発振信号の周波数安定性に基く請求項15の方法。
【請求項23】
前記規定の定常状態条件は1パーセント以上変化しない前記発振信号の周波数に基く請求項22の方法。
【請求項24】
前記発振信号が規定の周波数範囲内で繰り返されるように、発振信号を較正することをさらに含む請求項15の方法。
【請求項25】
規定の周波数範囲は定義された中心周波数の1パーセントと等しいことを特徴とする請求項24の方法。
【請求項26】
前記発振信号を較正することは、パワーアップを検出することに応じて、定義された閾値より上での周囲温度変化を検出することに応じて、または新規の周波数通知を受信することに応じて行われる請求項24の方法。
【請求項27】
前記発振信号を用いて、少なくとも1つのウルトラワイドバンド通信チャネルを確立することをさらに含む請求項15の方法。
【請求項28】
ウルトラワイドバンドチャネルはそれぞれ20%以上のオーダーの分数帯域幅を有しているか、500MHz以上のオーダーの帯域幅を有しているか、または、20%以上のオーダーの分数帯域幅を有していてかつ500MHz以上のオーダーの帯域幅を有している請求項27の方法。
【請求項29】
発振信号を生成するための装置であって、
発振信号を生成する手段と、
前記生成手段に第1の電流を供給する手段と、
前記生成手段に第2の電流を供給する手段と、を具備し、前記第1および第2の電流は前記発振信号が規定の定常状態条件に達する時間分を縮小するようになっている装置。
【請求項30】
前記生成手段は、
タンク回路と、
前記タンク回路につながれた負性抵抗生成器と、を具備する請求項29の装置。
【請求項31】
前記タンク回路は、
誘導デバイスと、
前記誘導デバイスと並列につながれた容量デバイスと、を具備する請求項30の装置。
【請求項32】
前記容量デバイスはプログム可能なスイッチドキャパシターバンクを具備する請求項31の装置。
【請求項33】
前記発振信号の前記規定の定常状態条件を検出することに応じて、前記第2の電流を供給することから第2電流供給手段を無効にする手段をさらに具備する請求項29の装置。
【請求項34】
前記規定の定常状態条件は前記発振信号の振幅安定性に基く請求項29の装置。
【請求項35】
前記規定の定常状態条件は15パーセント以上変化しない前記発振信号の振幅に基く請求項34の装置。
【請求項36】
前記規定の定常状態条件は前記発振信号の周波数安定性に基く請求項29の装置。
【請求項37】
前記規定の定常状態条件は1パーセント以上変化しない前記発振信号の周波数に基く請求項36の装置。
【請求項38】
前記発振信号が規定の周波数範囲内で繰り返すように、前記発振信号生成手段を較正する手段をさらに具備する請求項29の装置。
【請求項39】
前記規定の周波数範囲は定義された中心周波数の1パーセントに等しい請求項38の装置。
【請求項40】
前記較正手段は、前記装置の電源を入れる上で、定義された閾値の上の周囲温度変化を検出する上で、または前記発振信号生成手段のための新規の周波数通知の受信する上で、前記発振信号生成手段を較正するのに適している請求項38の装置。
【請求項41】
前記発振信号を用いて、別の装置との間で少なくとも1つのウルトラワイドバンド通信チャネルを確立する手段をさらに具備する請求項29の装置。
【請求項42】
ウルトラワイドバンドチャネルはそれぞれ20%以上のオーダーの分数帯域幅を有しているか、500MHz以上のオーダーの帯域幅を有しているか、または、20%以上のオーダーの分数帯域幅を有していてかつ500MHz以上のオーダーの帯域幅を有している請求項41の装置。
【請求項43】
発振信号を生成するためのコンピュータプログラム製品であって、該製品は、少なくとも1つのコンピュータによって以下の実行可能なコードを具備し、
発振信号を生成し、
前記発振信号の生成を生産する第1の電流を供給し、
前記発振信号が規定の定常状態条件に達する時間分を縮小するために第2の電流を供給することを具備する製品。
【請求項44】
距離に基いて動作を行うためのヘッドセットであって、
発振信号を生成する第1の回路と、
前記第1の回路に第1の電流を供給する第2の回路と、
前記第1の回路に第2の電流を供給する第3の回路と、前記第1および第2の電流は前記発振信号が規定の定常状態条件に達する時間分を縮小するのに適していて、
少なくとも1つのオーディオ信号を生成するのに適したトランスデューサーと、
前記少なくとも1つのオーディオ信号と前記発振信号とを合成し、該合成された信号を送信するのに適した送信機と、を具備するヘッドセット。
【請求項45】
距離に基いて動作を行うための時計であって、
発振信号を生成する第1の回路と、
前記第1の回路に第1の電流を供給する第2の回路と、
前記第1の回路に第2の電流を供給する第3の回路と、前記第1および第2の電流は前記発振信号が規定の定常状態条件に達する時間分を縮小するのに適していて、
到来信号と前記発振信号とを合成するのに適した受信機と、
前記合成された信号に基いて視覚的な出力を提供するのに適したディスプレイと、を具備する時計。
【請求項46】
距離に基いて動作を行うための医療機器であって、
発振信号を生成する第1の回路と、
前記第1の回路に第1の電流を供給する第2の回路と、
前記第1の回路に第2の電流を供給する第3の回路と、前記第1および第2の電流は前記発振信号が規定の定常状態条件に達する時間分を縮小するのに適していて、
前記少なくとも1つのセンスされた信号を生成するのに適したセンサと、
前記少なくとも1つのセンスされた信号と前記発振信号とを合成し、該合成された信号を無線通信リンク上で送信する送信機と、を具備する医療機器。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【公開番号】特開2012−134997(P2012−134997A)
【公開日】平成24年7月12日(2012.7.12)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2012−15129(P2012−15129)
【出願日】平成24年1月27日(2012.1.27)
【分割の表示】特願2010−502068(P2010−502068)の分割
【原出願日】平成19年5月15日(2007.5.15)
【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)】
【公開日】平成24年7月12日(2012.7.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−15129(P2012−15129)
【出願日】平成24年1月27日(2012.1.27)
【分割の表示】特願2010−502068(P2010−502068)の分割
【原出願日】平成19年5月15日(2007.5.15)
【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)】
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