超高速データ転送速度能力を有する短距離通信のためのミリメートル波無線相互接続（Ｍ２Ｗ２相互接続）方法
ミリメートル波無線（Ｍ２Ｗ２）相互接続は、高速データ転送能力を有する短距離無線通信のためにミリメートル波周波数において信号を送受信するために用いられる。送信器および受信器のアンテナは、オンチップ差動ダイポールアンテナまたはボンドワイヤ差動ダイポールアンテナを備え得る。ボンドワイヤ差動ダイポールアンテナは、集積回路（ＩＣ）ダイ上の一対のパッドとプリント回路基板（ＰＣＢ）上の一対のフローティングパッドとの間を接続する一対のボンドワイヤから構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は、３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．Ｓｅｃｔｉｏｎ １１９（ｅ）もとで、Ｓａｉ−Ｗａｎｇ ＴａｍおよびＭａｕ−Ｃｈｕｎｇ Ｆ．Ｃｈａｎｇによる、２００９年６月１０日に出願され、名称が「ＭＩＬＬＩ−ＭＥＴＥＲ−ＷＡＶＥ−ＷＩＲＥＬＥＳＳ−ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ（Ｍ２Ｗ２−ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＴ）ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＳＨＯＲＴ−ＲＡＮＧＥ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＷＩＴＨ ＵＬＴＲＡ−ＨＩＧＨ ＤＡＴＡ ＲＡＴＥ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＹ」である、代理人の整理番号３０４３５．２０９−ＵＳ−Ｐ１（２００９−４４５−１）の同時係属中で同一出願人に譲渡された米国仮特許出願第６１／１８５，９４６号の利益を主張し、その仮特許出願は、参照によって本明細書に援用される。
【０００２】
（発明の背景）
（１．発明の分野）
本発明は、超高速データ転送速度能力を有する短距離通信のためのミリメートル波無線（Ｍ２Ｗ２）相互接続方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
（２．関連技術の説明）
（注：本出願は、例えば［ｘ］などの角括弧内の１つ以上の参照番号によって、本明細書の全体にわたり示されるように、いくらかの異なる刊行物を参照する。これらの参照番号に従って配列されたこれらの異なる刊行物のリストは、下記の「参考文献」という表題の欄に見出され得る。これらの刊行物の各々は、参照によって本明細書に援用される）。
【０００４】
特に多重プロセッサチップおよびネットワークオンアチップ（ｎｅｔｗｏｒｋ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ）のためのオンチップ相互接続は、帯域幅、出力および待ち時間の点で制限要因として提起されてきた。しかしながら、オンチップ相互接続は、非スケーラブル（ｎｏｎ−ｓｃａｌａｂｌｅ）および非リコンフィギュラブル（ｎｏｎ−ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ）のままである。
【０００５】
先行成果［１］において、オンチップアンテナは、１ｍ以上の距離の無線データ伝送のために用いられた。しかしながら、このオンチップアンテナは、２進移相変調（ＢＰＳＫ）などの位相および周波数同期変調スキームを用いることを必要とし、このことは、アーキテクチャの複雑性および全消費電力を増加させた。
【０００６】
従って、無線データ伝送の改善された方法に対する技術のニーズがある。本発明はそのニーズを満たす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
（発明の概要）
上記に説明された先行技術における制限を克服するために、また本明細書を読みそして理解すると明らかになる他の制限を克服するために、本発明は、高速データ転送速度能力を有する短距離無線通信のためにミリメートル波周波数で信号を送受信するミリメートル波無線（Ｍ２Ｗ２）相互接続を開示し、ここで、Ｍ２Ｗ２相互接続は、非同期変調および差動信号伝達と共に用いられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
Ｍ２Ｗ２相互接続は、入力データストリームを用いてミリメートル波搬送波信号を変調する送信器を含み、ここで、変調されたミリメートル波搬送波信号は増幅され、次いで送信器アンテナに供給され、放射される。Ｍ２Ｗ２相互接続はまた、受信器を含み、受信器は、受信器アンテナにおいて放射されたミリメートル波搬送波信号を受信し、受信されたミリメートル波搬送波信号を増幅し、増幅されたミリメートル波搬送波信号を復調によって出力データストリームとしてフルスウィングデジタル信号に変換する。
【０００９】
受信器における差動相互ミキサは、エンベロープ検出器として働き、搬送波除去は、ミリメートル波搬送波信号をベースバンド信号に復調するために用いられ、ここで、ベースバンド信号は、フルスウィングデジタル信号に増幅される。
【００１０】
送信器および受信器のアンテナは、オンチップ差動ダイポールアンテナまたはボンドワイヤダイポールアンテナを備え得る。ボンドワイヤダイポールアンテナは、集積回路（ＩＣ）ダイ上の一対のパッドとプリント回路基板（ＰＣＢ）上の一対のフローティングパッドとの間を接続する一対のボンドワイヤから構成される。
【００１１】
ここで図面を参照すると、図面において、類似した参照番号は全体を通して対応する部分を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、オンチップアンテナを用いる単チャネル無線ラジオ周波数相互接続（ＲＦ−１）の略図である。
【図２】図２は、アンテナとして一対のボンドワイヤを用いる単チャネル無線ＲＦ−１の略図である。
【図３Ａ】図３Ａは、オンチップ差動ダイポールアンテナを有する送信器の略図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは２つのグラフを含み、上のグラフは振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変調器の入力データを示し、下のグラフはＡＳＫ変調器の出力データを示す。
【図４】図４は、オンチップ差動ダイポールアンテナを有する送信器のレイアウトである。
【図５Ａ】図５Ａはダイポールアンテナとして一対のボンドワイヤを例示し、図５Ａは上面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂはダイポールアンテナとして一対のボンドワイヤを例示し、図５Ｂは側面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃはダイポールアンテナとして一対のボンドワイヤを例示し、図５Ｃは断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄはダイポールアンテナとして一対のボンドワイヤを例示し、図５Ｄは三次元斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、オンチップダイポールアンテナを有する送信器の略図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、３つのグラフを含み、上のグラフは、最初に弱いＡＳＫ信号を受信するオンチップアンテナを示し、中間のグラフは、自己ミキサが、変調された信号を下のグラフに示されるようなベースバンドデジタル信号に復調し得るようにＡＳＫ信号を増幅する低ノイズ増幅器を示す。
【図７】図７は、オンチップダイポールアンテナを有する受信器のレイアウトである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（発明の詳細な説明）
好ましい実施形態の以下の説明において、明細書の一部を形成する添付の図面に参照がなされ、図面において、本発明が実施され得る特定の実施形態が例示として示される。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用され得、構造的変更がなされ得ることは理解されるべきである。
【００１４】
（技術的開示）
本発明は、非同期変調スキームおよび差動信号伝達アーキテクチャを用いるＭ２Ｗ２相互接続を含む、高速データ転送速度能力を有する短距離通信のために指定された周波数で信号を送受信する無線相互接続を含み、指定された周波数は、ミリメートル波周波数である。Ｍ２Ｗ２相互接続は、制御されたインピーダンス送信媒体を利用するＲＦ−１（無線周波数相互接続）の以前の実装と比べて、データを無線で送信する［２］。さらにＭ２Ｗ２相互接続と共に用いられる指定された周波数は、複数の異なる周波数帯域において同時に送信されて、複数の並列通信リンクを実装し得る。
【００１５】
本発明は、入力データストリームを用いてミリメートル波搬送波信号を変調する送信器を説明し、変調された搬送波信号は、より高い出力レベルにさらに増幅され、次いで変調された搬送波信号を放射する送信器アンテナに供給される。本発明はまた、受信器を説明し、受信器は、受信器アンテナにおいて放射された搬送波信号を受信し、受信された搬送波信号を増幅し、増幅された搬送波信号を復調によってベースバンド信号に変換し、ベースバンド信号は、次いで増幅され、出力データストリームを含むフルスウィングデジタル信号として出力される。送信器および受信器は、集積回路（ＩＣ）チップ間またはプリント回路基板（ＰＣＢ）間で通信するために非同期変調および差動信号を用いる。
【００１６】
ミリメートル波搬送波信号を選ぶことによって、より高い、搬送波対データ転送速度比率は、さらに変調信号の分散を最小限にし、電力要求等化回路（ｐｏｗｅｒ ｈｕｎｇｒｙ ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ）の必要性を除去する。さらにアンテナのサイズは、ミリメートル波周波数において劇的に減少させられ、短距離通信用途において、アンテナ利得、指向性、放射効率、電力適合などのアンテナの設計要件が大幅に緩和される。
【００１７】
本発明において、短距離Ｍ２Ｗ２相互接続のためのアンテナに対し２つの構成が提案される。すなわち、オンチップアンテナおよびボンドワイヤアンテナである。図１はオンチップ差動ダイポールアンテナを用いる単チャネル無線Ｍ２Ｗ２相互接続の略図であり、一方、図２はボンドワイヤダイポールアンテナを用いる単チャネル無線Ｍ２Ｗ２相互接続の略図である。
【００１８】
図１の単チャネル無線Ｍ２Ｗ２相互接続１００は、送信器を備えている第１のチップ（Ｃｈｉｐ １）１０２を、受信器を備えている第２のチップ（Ｃｈｉｐ ２）１０４に連結し、第１のチップ１０２は、短距離または長さ１０６だけ第２のチップ１０４から物理的に分離される。非同期変調および差動信号は、同じかまたは異なるプリント回路基板（ＰＣＢ）上の集積回路（ＩＣ）チップまたはダイス１０２と１０４との間で通信するために用いられる。
【００１９】
第１のチップ１０２は、無線周波（ＲＦ）搬送波信号を生成する電圧制御オシレータ（ＶＣＯ）１０８と、入力データストリームを含むデータイン信号１１２を用いてＲＦ搬送波信号を変調する送信器（Ｔｘ）１１０とを含み、変調されたＲＦ搬送波信号は、次いで変調されたＲＦ搬送波信号を放射するオンチップ差動ダイポールアンテナ１１４に供給される。
【００２０】
第２のチップ１０４は、放射されたＲＦ搬送波信号を受信するオンチップ差動ダイポールアンテナ１１６を含み、放射されたＲＦ搬送波信号は、次いで低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）１１８に供給され、低ノイズ増幅器１１８は、増幅されたＲＦ搬送波信号を生成する。増幅されたＲＦ搬送波信号は、増幅されたＲＦ搬送波信号とそれ自身１２２とを自己混合することによって自己ミキサ１２０において復調によって変換され、ベースバンド信号を生成する。ベースバンド信号は、ベースバンド増幅器１２４によって増幅され、フルスウィングデジタル信号である出力データストリームを含むデータアウト信号１２６を生成する。
【００２１】
図２の単チャネル無線Ｍ２Ｗ２相互接続２００は、第１のＰＣＢ２０４上に送信器を備えている第１のチップ（Ｃｈｉｐ １）２０２を、第２のＰＣＢ２０８上に受信器を備えている第２のチップ（Ｃｈｉｐ ２）２０６に連結し、第１のＰＣＢ２０４は、短距離または長さ２１０だけ第２のＰＣＢ２０８から物理的に分離される（従って、第１のチップ２０２は第２のチップ２０６から分離される）。図１の場合のように、非同期変調および差動信号は、ＰＣＢ２０４上の集積回路チップ２０２と、ＰＣＢ２０４とは異なるＰＣＢ２０８上の集積回路チップ２０６との間で通信するために用いられる。
【００２２】
第１のチップ２０２は、無線周波（ＲＦ）搬送波信号を生成する電圧制御オシレータ（ＶＣＯ）２１０と、入力データストリームを含むデータイン信号２１４を用いてＲＦ搬送波信号を変調する送信器（Ｔｘ）２１２とを含み、変調されたＲＦ搬送波信号は、次いで変調されたＲＦ搬送波信号を放射するダイポールアンテナとして働く一対のボンドワイヤアンテナ２１６に供給される。
【００２３】
第２のチップ２０６は、放射されたＲＦ搬送波信号を受信するダイポールアンテナとして働く一対のボンドワイヤアンテナ２１８を含み、放射されたＲＦ搬送波信号は、次いで、増幅されたＲＦ搬送波信号を生成するために低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）２２０に供給される。増幅されたＲＦ搬送波信号は、増幅されたＲＦ搬送波信号とそれ自身２２４とを自己混合することによって自己ミキサ２２２において復調によって変換され、ベースバンド信号を生成する。ベースバンド信号は、ベースバンド増幅器２２６によって増幅されることにより、フルスウィングデジタル信号である出力データストリームを含むデータアウト信号２２８を生成する。
【００２４】
図１のオンチップ差動ダイポールアンテナ１１４と、１１６とを備えている第１のタイプのアンテナ構成は、図３Ａおよび図３Ｂにさらに例示される。図３Ａは、図１からのＶＣＯ１０８、送信器１１０およびオンチップ差動ダイポールアンテナ１１４の略図であり、図３Ｂは２つのグラフを含み、上のグラフは送信器１１０によって行われる振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変調の入力データを示し、下のグラフは送信器１１０によって行われるＡＳＫ変調の出力データを示す。
【００２５】
送信器１１０は、ＡＳＫ変調を実装し、ＡＳＫ変調は、データイン信号１１２を用いてＲＦ搬送波信号を直接変調する、一対のオン−オフスイッチ３００および３０２を用いる、非同期変調スキームである。送信器１１０の出力は、次いで、さらなる増幅なしに、アンテナ１１４に供給される。
【００２６】
２進移相変調（ＢＰＳＫ）などの他の同期変調スキームとは異なり、非同期ＡＳＫ変調システムにおける受信器は、ＲＦ搬送波信号の振幅の変化を検出するのみであり、ＲＦ搬送波信号の位相変動または周波数変動の変化を検出しない。従って、受信器は、電力要求位相同期回路（ＰＬＬ）なしに非同期で動作し得る。
【００２７】
ＡＳＫ変調はまた、差動回路アーキテクチャおよび差動相互混合技術を用いることによって受信器においてＲＦ搬送波信号再生の必要性を除去して、追加の構成要素の必要なくＲＦ搬送波信号を自動的に除去する。その結果、Ｍ２Ｗ２相互接続は、送信（Ｔｘ）と受信（Ｒｘ）との間のプロセス誘起の搬送波変動を被らない。
【００２８】
差動ダイポールアンテナ１１４は、入力インピーダンスを高めることが可能であり、このことは、送信器１１０のＡＳＫ変調とアンテナ１１４との間のより良い電力適合を提供する。さらに、オンチップアンテナ１１４を用いるこの設計は、ミリメートル波周波数において動作する任意のパッケージングおよび静電放電（ＥＳＤ）保護回路を有する必要性を除去する。
【００２９】
図４は本発明に従う例示的ＡＳＫ ＲＦ−I送信器のレイアウトを示し、送信器はＩＢＭ９０ｎｍプロセスを用いて実装され、ダイサイズは１２００μｍ×５００μｍである。
【００３０】
図２の対のボンドワイヤダイポールアンテナ２１６、２１８を備えている第２のタイプのアンテナ構成は、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃおよび図５Ｄにさらに例示され、図５Ａは上面図であり、図５Ｂは側面図であり、図５Ｃは断面図であり、図５Ｄは三次元斜視図である。ボンドワイヤダイポールアンテナ２１６、２１８の各々は、一対のボンドワイヤ５００から構成され、一対のボンドワイヤ５００は、ＰＣＢ２０４、２０８に取り付けられるＩＣチップまたはダイ２０２、２０６上の一対のパッド５０２と、ＰＣＢ２０４、２０８上の一対のフローティングパッド５０４との間を接続する。ＰＣＢ２０４、２０８上の一対のフローティングパッド５０４にボンドワイヤ５００を取り付けることは、アンテナ２１６、２１８の物理的形状を安定させ得る。さらに、ＩＣチップまたはダイ２０２、２０６の厚さは、ミリメートル波周波数動作のために最適なアンテナ長に適合するように制御され得る。
【００３１】
図６Ａは、オンチップ差動ダイポールアンテナを有する送信器の略図であり、図６Ｂは、３つのグラフを含み、上のグラフは、オンチップアンテナが最初に弱いＡＳＫ信号を受信することを示し、中間のグラフは、自己ミキサが、変調された信号を下のグラフに示されるようなベースバンドデジタル信号に復調し得るように、低ノイズ増幅器がＡＳＫ信号を増幅することを示す。
【００３２】
受信器側において、図６Ａに示されるように、用途および通信距離に従って、受信されたＲＦ搬送波信号を増幅して受信器の感度を高めるために、低ノイズ増幅器１１８が追加され得る。ＡＳＫ ＲＦ−１において、マイクロ波周波数において動作できない以前のＲＦ相互接続とは対照的に、低ノイズ増幅器１１８の帯域幅は、数十Ｇｂｐｓデータ転送速度を、すなわちマイクロ波周波数において十分にサポートするように調整される。トランスフォーマカップリングＬＮＡアーキテクチャを有する差動共通ソースは、そのような広帯域用途に適している。
【００３３】
図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、自己ミキサ１２０は、エンベロープ検出器として働く差動相互ミキサを備え得、搬送波除去は、ＡＳＫ変調されたミリメートル波搬送波信号をベースバンド信号に復調するために用いられる。差動相互ミキサ１２０の後に、復調されたベースバンド信号は、次いで１２４においてフルスウィングデジタル信号１２８にさらに増幅される。
【００３４】
図７は本発明に従う例示的ＡＳＫ ＲＦ−１受信器のレイアウトを示し、受信器はＩＢＭ９０ｎｍプロセスを用いて実装され、ダイサイズは１２００μｍ×１０００μｍである。
【００３５】
本発明が好ましくは高性能ＣＭＯＳプロセス技術において実装されることに注意されたい。６０ＧＨｚ以上の搬送波速度において十分なトランジスタ利得を得るために、９０ｎｍ以下のゲート長が必要とされる。典型的な実装は、ＴｘおよびＲｘ機能それぞれに対するモノリシック半導体である。これらのＴｘおよびＲｘチップは、典型的には１つ以上のＰＣＢ上の物理的信号伝送路の終点に位置を定められる。
【００３６】
（利点）
本発明は、以前の技術に対して、次のことを含む多くの利点を提供する：
・超高速データ転送速度：数十Ｇｂｐｓほども高いデータ速度が、本発明の高い搬送波周波数により可能である。
【００３７】
・低電力：本発明が受信器において搬送波再生を除去し、受信器から電力要求ＰＬＬ回路の必要性を除去するので、その結果、低電力である。
【００３８】
・スケーラブル：ＣＭＯＳ技術は拡張し（ｓｃａｌｉｎｇ）続けるので、より高速の変調速度が可能である。
【００３９】
・非同期動作：ＡＳＫ変調スキームは、ＰＬＬベースの設計の動作を損なうプロセス変動に対して影響されない。
【００４０】
要約すると、本発明は、低コストの短距離無線通信リンクに対して高度に製造可能な解決策を提供する。代替のアプローチは、より低いプロセス歩留まりおよびより高い動作電力を被り、従って競争力のより低い解決策である。
【００４１】
（参考文献）
以下の参考文献は、参照によって本明細書に援用される。
【００４２】
［１］Ｃｈａｎｇｈｕａ Ｃａｏら、「Ａ ２４−ＧＨｚ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ｗｉｔｈ Ｏｎ−Ｃｈｉｐ Ｄｉｐｏｌｅ Ａｎｔｅｎｎａ ｉｎ ０．１３−μｍ ＣＭＯＳ」、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ，Ｖｏｌ．４３，Ｎｏ．６、２００８年６月。
【００４３】
［２］米国特許第６，８５６，７８８号は、２００５年２月１５日に発行され、Ｍａｕ−Ｃｈｕｎｇ Ｆ．Ｃｈａｎｇ、Ｔａｔｓｕｏ Ｉｔｏｈ、Ｙｏｎｇｘｉ Ｑｉａｎ、Ｋａｎｇ Ｌ．Ｗａｎｇへの、名称が「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＩＣ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ」である。
【００４４】
［３］Ｓａｉ−Ｗａｎｇ Ｔａｍ、Ｅｒａｎ Ｓｏｃｈｅｒ、Ａｌｄｅｎ ＷｏｎｇおよびＭａｕ−Ｃｈｕｎｇ Ｆｒａｎｋ Ｃｈａｎｇの「Ａ Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｔｒｉ−ｂａｎｄ Ｏｎ−Ｃｈｉｐ ＲＦ−Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ ｆｏｒ Ｆｕｔｕｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ−ｏｎ−Ｃｈｉｐ」は、２００９年６月１０日に出願され、Ｓａｉ−Ｗａｎｇ ＴａｍおよびＭａｕ−Ｃｈｕｎｇ Ｆ．Ｃｈａｎｇによる、名称が「ＭＩＬＬＩ−ＭＥＴＥＲ−ＷＡＶＥ−ＷＩＲＥＬＥＳＳ−ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ（Ｍ２Ｗ２−ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ）ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＳＨＯＲＴ−ＲＡＮＧＥ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＷＩＴＨ ＵＬＴＲＡ−ＨＩＧＨ ＤＡＴＡ ＲＡＴＥ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＹ」であり、代理人の整理番号３０４３５．２０９−ＵＳ−Ｐ１（２００９−４４５−１）である米国仮特許出願第６１／１８５，９４６号の付録である。
【００４５】
（結論）
これは、本発明の好ましい実施形態の説明を完結させる。本発明の１つ以上の実施形態の前述の説明は、例示および説明の目的のために提示された。網羅的であることまたは開示された正確な形態に本発明を限定することは意図されない。多くの修正形態および変形形態が、上記の教示を考慮して可能である。本発明の範囲が、この詳細な説明によって限定されるべきではなく、むしろ本明細書に添付された特許請求の範囲によって限定されるべきことが意図される。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は、３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．Ｓｅｃｔｉｏｎ １１９（ｅ）もとで、Ｓａｉ−Ｗａｎｇ ＴａｍおよびＭａｕ−Ｃｈｕｎｇ Ｆ．Ｃｈａｎｇによる、２００９年６月１０日に出願され、名称が「ＭＩＬＬＩ−ＭＥＴＥＲ−ＷＡＶＥ−ＷＩＲＥＬＥＳＳ−ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ（Ｍ２Ｗ２−ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＴ）ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＳＨＯＲＴ−ＲＡＮＧＥ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＷＩＴＨ ＵＬＴＲＡ−ＨＩＧＨ ＤＡＴＡ ＲＡＴＥ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＹ」である、代理人の整理番号３０４３５．２０９−ＵＳ−Ｐ１（２００９−４４５−１）の同時係属中で同一出願人に譲渡された米国仮特許出願第６１／１８５，９４６号の利益を主張し、その仮特許出願は、参照によって本明細書に援用される。
【０００２】
（発明の背景）
（１．発明の分野）
本発明は、超高速データ転送速度能力を有する短距離通信のためのミリメートル波無線（Ｍ２Ｗ２）相互接続方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
（２．関連技術の説明）
（注：本出願は、例えば［ｘ］などの角括弧内の１つ以上の参照番号によって、本明細書の全体にわたり示されるように、いくらかの異なる刊行物を参照する。これらの参照番号に従って配列されたこれらの異なる刊行物のリストは、下記の「参考文献」という表題の欄に見出され得る。これらの刊行物の各々は、参照によって本明細書に援用される）。
【０００４】
特に多重プロセッサチップおよびネットワークオンアチップ（ｎｅｔｗｏｒｋ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ）のためのオンチップ相互接続は、帯域幅、出力および待ち時間の点で制限要因として提起されてきた。しかしながら、オンチップ相互接続は、非スケーラブル（ｎｏｎ−ｓｃａｌａｂｌｅ）および非リコンフィギュラブル（ｎｏｎ−ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ）のままである。
【０００５】
先行成果［１］において、オンチップアンテナは、１ｍ以上の距離の無線データ伝送のために用いられた。しかしながら、このオンチップアンテナは、２進移相変調（ＢＰＳＫ）などの位相および周波数同期変調スキームを用いることを必要とし、このことは、アーキテクチャの複雑性および全消費電力を増加させた。
【０００６】
従って、無線データ伝送の改善された方法に対する技術のニーズがある。本発明はそのニーズを満たす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
（発明の概要）
上記に説明された先行技術における制限を克服するために、また本明細書を読みそして理解すると明らかになる他の制限を克服するために、本発明は、高速データ転送速度能力を有する短距離無線通信のためにミリメートル波周波数で信号を送受信するミリメートル波無線（Ｍ２Ｗ２）相互接続を開示し、ここで、Ｍ２Ｗ２相互接続は、非同期変調および差動信号伝達と共に用いられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
Ｍ２Ｗ２相互接続は、入力データストリームを用いてミリメートル波搬送波信号を変調する送信器を含み、ここで、変調されたミリメートル波搬送波信号は増幅され、次いで送信器アンテナに供給され、放射される。Ｍ２Ｗ２相互接続はまた、受信器を含み、受信器は、受信器アンテナにおいて放射されたミリメートル波搬送波信号を受信し、受信されたミリメートル波搬送波信号を増幅し、増幅されたミリメートル波搬送波信号を復調によって出力データストリームとしてフルスウィングデジタル信号に変換する。
【０００９】
受信器における差動相互ミキサは、エンベロープ検出器として働き、搬送波除去は、ミリメートル波搬送波信号をベースバンド信号に復調するために用いられ、ここで、ベースバンド信号は、フルスウィングデジタル信号に増幅される。
【００１０】
送信器および受信器のアンテナは、オンチップ差動ダイポールアンテナまたはボンドワイヤダイポールアンテナを備え得る。ボンドワイヤダイポールアンテナは、集積回路（ＩＣ）ダイ上の一対のパッドとプリント回路基板（ＰＣＢ）上の一対のフローティングパッドとの間を接続する一対のボンドワイヤから構成される。
【００１１】
ここで図面を参照すると、図面において、類似した参照番号は全体を通して対応する部分を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、オンチップアンテナを用いる単チャネル無線ラジオ周波数相互接続（ＲＦ−１）の略図である。
【図２】図２は、アンテナとして一対のボンドワイヤを用いる単チャネル無線ＲＦ−１の略図である。
【図３Ａ】図３Ａは、オンチップ差動ダイポールアンテナを有する送信器の略図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは２つのグラフを含み、上のグラフは振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変調器の入力データを示し、下のグラフはＡＳＫ変調器の出力データを示す。
【図４】図４は、オンチップ差動ダイポールアンテナを有する送信器のレイアウトである。
【図５Ａ】図５Ａはダイポールアンテナとして一対のボンドワイヤを例示し、図５Ａは上面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂはダイポールアンテナとして一対のボンドワイヤを例示し、図５Ｂは側面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃはダイポールアンテナとして一対のボンドワイヤを例示し、図５Ｃは断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄはダイポールアンテナとして一対のボンドワイヤを例示し、図５Ｄは三次元斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、オンチップダイポールアンテナを有する送信器の略図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、３つのグラフを含み、上のグラフは、最初に弱いＡＳＫ信号を受信するオンチップアンテナを示し、中間のグラフは、自己ミキサが、変調された信号を下のグラフに示されるようなベースバンドデジタル信号に復調し得るようにＡＳＫ信号を増幅する低ノイズ増幅器を示す。
【図７】図７は、オンチップダイポールアンテナを有する受信器のレイアウトである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（発明の詳細な説明）
好ましい実施形態の以下の説明において、明細書の一部を形成する添付の図面に参照がなされ、図面において、本発明が実施され得る特定の実施形態が例示として示される。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用され得、構造的変更がなされ得ることは理解されるべきである。
【００１４】
（技術的開示）
本発明は、非同期変調スキームおよび差動信号伝達アーキテクチャを用いるＭ２Ｗ２相互接続を含む、高速データ転送速度能力を有する短距離通信のために指定された周波数で信号を送受信する無線相互接続を含み、指定された周波数は、ミリメートル波周波数である。Ｍ２Ｗ２相互接続は、制御されたインピーダンス送信媒体を利用するＲＦ−１（無線周波数相互接続）の以前の実装と比べて、データを無線で送信する［２］。さらにＭ２Ｗ２相互接続と共に用いられる指定された周波数は、複数の異なる周波数帯域において同時に送信されて、複数の並列通信リンクを実装し得る。
【００１５】
本発明は、入力データストリームを用いてミリメートル波搬送波信号を変調する送信器を説明し、変調された搬送波信号は、より高い出力レベルにさらに増幅され、次いで変調された搬送波信号を放射する送信器アンテナに供給される。本発明はまた、受信器を説明し、受信器は、受信器アンテナにおいて放射された搬送波信号を受信し、受信された搬送波信号を増幅し、増幅された搬送波信号を復調によってベースバンド信号に変換し、ベースバンド信号は、次いで増幅され、出力データストリームを含むフルスウィングデジタル信号として出力される。送信器および受信器は、集積回路（ＩＣ）チップ間またはプリント回路基板（ＰＣＢ）間で通信するために非同期変調および差動信号を用いる。
【００１６】
ミリメートル波搬送波信号を選ぶことによって、より高い、搬送波対データ転送速度比率は、さらに変調信号の分散を最小限にし、電力要求等化回路（ｐｏｗｅｒ ｈｕｎｇｒｙ ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ）の必要性を除去する。さらにアンテナのサイズは、ミリメートル波周波数において劇的に減少させられ、短距離通信用途において、アンテナ利得、指向性、放射効率、電力適合などのアンテナの設計要件が大幅に緩和される。
【００１７】
本発明において、短距離Ｍ２Ｗ２相互接続のためのアンテナに対し２つの構成が提案される。すなわち、オンチップアンテナおよびボンドワイヤアンテナである。図１はオンチップ差動ダイポールアンテナを用いる単チャネル無線Ｍ２Ｗ２相互接続の略図であり、一方、図２はボンドワイヤダイポールアンテナを用いる単チャネル無線Ｍ２Ｗ２相互接続の略図である。
【００１８】
図１の単チャネル無線Ｍ２Ｗ２相互接続１００は、送信器を備えている第１のチップ（Ｃｈｉｐ １）１０２を、受信器を備えている第２のチップ（Ｃｈｉｐ ２）１０４に連結し、第１のチップ１０２は、短距離または長さ１０６だけ第２のチップ１０４から物理的に分離される。非同期変調および差動信号は、同じかまたは異なるプリント回路基板（ＰＣＢ）上の集積回路（ＩＣ）チップまたはダイス１０２と１０４との間で通信するために用いられる。
【００１９】
第１のチップ１０２は、無線周波（ＲＦ）搬送波信号を生成する電圧制御オシレータ（ＶＣＯ）１０８と、入力データストリームを含むデータイン信号１１２を用いてＲＦ搬送波信号を変調する送信器（Ｔｘ）１１０とを含み、変調されたＲＦ搬送波信号は、次いで変調されたＲＦ搬送波信号を放射するオンチップ差動ダイポールアンテナ１１４に供給される。
【００２０】
第２のチップ１０４は、放射されたＲＦ搬送波信号を受信するオンチップ差動ダイポールアンテナ１１６を含み、放射されたＲＦ搬送波信号は、次いで低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）１１８に供給され、低ノイズ増幅器１１８は、増幅されたＲＦ搬送波信号を生成する。増幅されたＲＦ搬送波信号は、増幅されたＲＦ搬送波信号とそれ自身１２２とを自己混合することによって自己ミキサ１２０において復調によって変換され、ベースバンド信号を生成する。ベースバンド信号は、ベースバンド増幅器１２４によって増幅され、フルスウィングデジタル信号である出力データストリームを含むデータアウト信号１２６を生成する。
【００２１】
図２の単チャネル無線Ｍ２Ｗ２相互接続２００は、第１のＰＣＢ２０４上に送信器を備えている第１のチップ（Ｃｈｉｐ １）２０２を、第２のＰＣＢ２０８上に受信器を備えている第２のチップ（Ｃｈｉｐ ２）２０６に連結し、第１のＰＣＢ２０４は、短距離または長さ２１０だけ第２のＰＣＢ２０８から物理的に分離される（従って、第１のチップ２０２は第２のチップ２０６から分離される）。図１の場合のように、非同期変調および差動信号は、ＰＣＢ２０４上の集積回路チップ２０２と、ＰＣＢ２０４とは異なるＰＣＢ２０８上の集積回路チップ２０６との間で通信するために用いられる。
【００２２】
第１のチップ２０２は、無線周波（ＲＦ）搬送波信号を生成する電圧制御オシレータ（ＶＣＯ）２１０と、入力データストリームを含むデータイン信号２１４を用いてＲＦ搬送波信号を変調する送信器（Ｔｘ）２１２とを含み、変調されたＲＦ搬送波信号は、次いで変調されたＲＦ搬送波信号を放射するダイポールアンテナとして働く一対のボンドワイヤアンテナ２１６に供給される。
【００２３】
第２のチップ２０６は、放射されたＲＦ搬送波信号を受信するダイポールアンテナとして働く一対のボンドワイヤアンテナ２１８を含み、放射されたＲＦ搬送波信号は、次いで、増幅されたＲＦ搬送波信号を生成するために低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）２２０に供給される。増幅されたＲＦ搬送波信号は、増幅されたＲＦ搬送波信号とそれ自身２２４とを自己混合することによって自己ミキサ２２２において復調によって変換され、ベースバンド信号を生成する。ベースバンド信号は、ベースバンド増幅器２２６によって増幅されることにより、フルスウィングデジタル信号である出力データストリームを含むデータアウト信号２２８を生成する。
【００２４】
図１のオンチップ差動ダイポールアンテナ１１４と、１１６とを備えている第１のタイプのアンテナ構成は、図３Ａおよび図３Ｂにさらに例示される。図３Ａは、図１からのＶＣＯ１０８、送信器１１０およびオンチップ差動ダイポールアンテナ１１４の略図であり、図３Ｂは２つのグラフを含み、上のグラフは送信器１１０によって行われる振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変調の入力データを示し、下のグラフは送信器１１０によって行われるＡＳＫ変調の出力データを示す。
【００２５】
送信器１１０は、ＡＳＫ変調を実装し、ＡＳＫ変調は、データイン信号１１２を用いてＲＦ搬送波信号を直接変調する、一対のオン−オフスイッチ３００および３０２を用いる、非同期変調スキームである。送信器１１０の出力は、次いで、さらなる増幅なしに、アンテナ１１４に供給される。
【００２６】
２進移相変調（ＢＰＳＫ）などの他の同期変調スキームとは異なり、非同期ＡＳＫ変調システムにおける受信器は、ＲＦ搬送波信号の振幅の変化を検出するのみであり、ＲＦ搬送波信号の位相変動または周波数変動の変化を検出しない。従って、受信器は、電力要求位相同期回路（ＰＬＬ）なしに非同期で動作し得る。
【００２７】
ＡＳＫ変調はまた、差動回路アーキテクチャおよび差動相互混合技術を用いることによって受信器においてＲＦ搬送波信号再生の必要性を除去して、追加の構成要素の必要なくＲＦ搬送波信号を自動的に除去する。その結果、Ｍ２Ｗ２相互接続は、送信（Ｔｘ）と受信（Ｒｘ）との間のプロセス誘起の搬送波変動を被らない。
【００２８】
差動ダイポールアンテナ１１４は、入力インピーダンスを高めることが可能であり、このことは、送信器１１０のＡＳＫ変調とアンテナ１１４との間のより良い電力適合を提供する。さらに、オンチップアンテナ１１４を用いるこの設計は、ミリメートル波周波数において動作する任意のパッケージングおよび静電放電（ＥＳＤ）保護回路を有する必要性を除去する。
【００２９】
図４は本発明に従う例示的ＡＳＫ ＲＦ−I送信器のレイアウトを示し、送信器はＩＢＭ９０ｎｍプロセスを用いて実装され、ダイサイズは１２００μｍ×５００μｍである。
【００３０】
図２の対のボンドワイヤダイポールアンテナ２１６、２１８を備えている第２のタイプのアンテナ構成は、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃおよび図５Ｄにさらに例示され、図５Ａは上面図であり、図５Ｂは側面図であり、図５Ｃは断面図であり、図５Ｄは三次元斜視図である。ボンドワイヤダイポールアンテナ２１６、２１８の各々は、一対のボンドワイヤ５００から構成され、一対のボンドワイヤ５００は、ＰＣＢ２０４、２０８に取り付けられるＩＣチップまたはダイ２０２、２０６上の一対のパッド５０２と、ＰＣＢ２０４、２０８上の一対のフローティングパッド５０４との間を接続する。ＰＣＢ２０４、２０８上の一対のフローティングパッド５０４にボンドワイヤ５００を取り付けることは、アンテナ２１６、２１８の物理的形状を安定させ得る。さらに、ＩＣチップまたはダイ２０２、２０６の厚さは、ミリメートル波周波数動作のために最適なアンテナ長に適合するように制御され得る。
【００３１】
図６Ａは、オンチップ差動ダイポールアンテナを有する送信器の略図であり、図６Ｂは、３つのグラフを含み、上のグラフは、オンチップアンテナが最初に弱いＡＳＫ信号を受信することを示し、中間のグラフは、自己ミキサが、変調された信号を下のグラフに示されるようなベースバンドデジタル信号に復調し得るように、低ノイズ増幅器がＡＳＫ信号を増幅することを示す。
【００３２】
受信器側において、図６Ａに示されるように、用途および通信距離に従って、受信されたＲＦ搬送波信号を増幅して受信器の感度を高めるために、低ノイズ増幅器１１８が追加され得る。ＡＳＫ ＲＦ−１において、マイクロ波周波数において動作できない以前のＲＦ相互接続とは対照的に、低ノイズ増幅器１１８の帯域幅は、数十Ｇｂｐｓデータ転送速度を、すなわちマイクロ波周波数において十分にサポートするように調整される。トランスフォーマカップリングＬＮＡアーキテクチャを有する差動共通ソースは、そのような広帯域用途に適している。
【００３３】
図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、自己ミキサ１２０は、エンベロープ検出器として働く差動相互ミキサを備え得、搬送波除去は、ＡＳＫ変調されたミリメートル波搬送波信号をベースバンド信号に復調するために用いられる。差動相互ミキサ１２０の後に、復調されたベースバンド信号は、次いで１２４においてフルスウィングデジタル信号１２８にさらに増幅される。
【００３４】
図７は本発明に従う例示的ＡＳＫ ＲＦ−１受信器のレイアウトを示し、受信器はＩＢＭ９０ｎｍプロセスを用いて実装され、ダイサイズは１２００μｍ×１０００μｍである。
【００３５】
本発明が好ましくは高性能ＣＭＯＳプロセス技術において実装されることに注意されたい。６０ＧＨｚ以上の搬送波速度において十分なトランジスタ利得を得るために、９０ｎｍ以下のゲート長が必要とされる。典型的な実装は、ＴｘおよびＲｘ機能それぞれに対するモノリシック半導体である。これらのＴｘおよびＲｘチップは、典型的には１つ以上のＰＣＢ上の物理的信号伝送路の終点に位置を定められる。
【００３６】
（利点）
本発明は、以前の技術に対して、次のことを含む多くの利点を提供する：
・超高速データ転送速度：数十Ｇｂｐｓほども高いデータ速度が、本発明の高い搬送波周波数により可能である。
【００３７】
・低電力：本発明が受信器において搬送波再生を除去し、受信器から電力要求ＰＬＬ回路の必要性を除去するので、その結果、低電力である。
【００３８】
・スケーラブル：ＣＭＯＳ技術は拡張し（ｓｃａｌｉｎｇ）続けるので、より高速の変調速度が可能である。
【００３９】
・非同期動作：ＡＳＫ変調スキームは、ＰＬＬベースの設計の動作を損なうプロセス変動に対して影響されない。
【００４０】
要約すると、本発明は、低コストの短距離無線通信リンクに対して高度に製造可能な解決策を提供する。代替のアプローチは、より低いプロセス歩留まりおよびより高い動作電力を被り、従って競争力のより低い解決策である。
【００４１】
（参考文献）
以下の参考文献は、参照によって本明細書に援用される。
【００４２】
［１］Ｃｈａｎｇｈｕａ Ｃａｏら、「Ａ ２４−ＧＨｚ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ｗｉｔｈ Ｏｎ−Ｃｈｉｐ Ｄｉｐｏｌｅ Ａｎｔｅｎｎａ ｉｎ ０．１３−μｍ ＣＭＯＳ」、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ，Ｖｏｌ．４３，Ｎｏ．６、２００８年６月。
【００４３】
［２］米国特許第６，８５６，７８８号は、２００５年２月１５日に発行され、Ｍａｕ−Ｃｈｕｎｇ Ｆ．Ｃｈａｎｇ、Ｔａｔｓｕｏ Ｉｔｏｈ、Ｙｏｎｇｘｉ Ｑｉａｎ、Ｋａｎｇ Ｌ．Ｗａｎｇへの、名称が「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＩＣ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ」である。
【００４４】
［３］Ｓａｉ−Ｗａｎｇ Ｔａｍ、Ｅｒａｎ Ｓｏｃｈｅｒ、Ａｌｄｅｎ ＷｏｎｇおよびＭａｕ−Ｃｈｕｎｇ Ｆｒａｎｋ Ｃｈａｎｇの「Ａ Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｔｒｉ−ｂａｎｄ Ｏｎ−Ｃｈｉｐ ＲＦ−Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ ｆｏｒ Ｆｕｔｕｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ−ｏｎ−Ｃｈｉｐ」は、２００９年６月１０日に出願され、Ｓａｉ−Ｗａｎｇ ＴａｍおよびＭａｕ−Ｃｈｕｎｇ Ｆ．Ｃｈａｎｇによる、名称が「ＭＩＬＬＩ−ＭＥＴＥＲ−ＷＡＶＥ−ＷＩＲＥＬＥＳＳ−ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ（Ｍ２Ｗ２−ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ）ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＳＨＯＲＴ−ＲＡＮＧＥ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＷＩＴＨ ＵＬＴＲＡ−ＨＩＧＨ ＤＡＴＡ ＲＡＴＥ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＹ」であり、代理人の整理番号３０４３５．２０９−ＵＳ−Ｐ１（２００９−４４５−１）である米国仮特許出願第６１／１８５，９４６号の付録である。
【００４５】
（結論）
これは、本発明の好ましい実施形態の説明を完結させる。本発明の１つ以上の実施形態の前述の説明は、例示および説明の目的のために提示された。網羅的であることまたは開示された正確な形態に本発明を限定することは意図されない。多くの修正形態および変形形態が、上記の教示を考慮して可能である。本発明の範囲が、この詳細な説明によって限定されるべきではなく、むしろ本明細書に添付された特許請求の範囲によって限定されるべきことが意図される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速データ転送速度能力を有する短距離通信のために指定された周波数で信号を送受信するための無線相互接続であって、
入力データストリームを用いて搬送波信号を変調する送信器であって、該変調された搬送波信号は、次いで、該変調された搬送波信号を放射する送信器アンテナに供給される、送信器と、
受信器アンテナにおいて該放射された搬送波信号を受信する受信器であって、該受信された搬送波信号を出力データストリームとしてフルスウィングデジタル信号に変換するための、受信器と
を備え、
該送信器および受信器は、集積回路チップ間またはプリント回路基板間の通信のために、非同期変調および差動信号伝達を用いる、無線相互接続。
【請求項２】
前記無線相互接続は、ミリメートル波無線（Ｍ２Ｗ２）相互接続であり、前記指定された周波数は、ミリメートル波周波数である、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項３】
前記変調された搬送波信号は、ミリメートル波搬送波信号である、請求項２に記載の無線相互接続。
【請求項４】
前記指定された周波数は、複数の異なる周波数帯域において同時に送信されることにより、複数の並列通信リンクを実装する、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項５】
前記送信器または受信器のアンテナは、オンチップ差動ダイポールアンテナを備えている、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項６】
前記送信器または受信器のアンテナは、ボンドワイヤダイポールアンテナを備えている、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項７】
前記ボンドワイヤダイポールアンテナは、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に取り付けられた集積回路（ＩＣ）ダイ上の一対のパッドと該ＰＣＢ上の一対のフローティングパッドとの間を接続する一対のボンドワイヤから構成されている、請求項６に記載の無線相互接続。
【請求項８】
前記送信器は、前記搬送波信号を生成する電圧制御オシレータを含む、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項９】
前記送信器は、振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変調器を含み、該振幅シフトキーイング変調器において、一対のオン−オフスイッチが前記入力データストリームを用いて前記搬送波信号を直接変調する、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項１０】
前記変調された搬送波信号は、前記送信器アンテナによって放射される前に、該送信器によって増幅される、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項１１】
前記受信された搬送波信号は、前記受信器アンテナによって受信された後に、該受信器によって増幅される、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項１２】
前記受信器は、エンベロープ検出器として働き、前記受信された搬送波信号を復調することによって該受信された搬送波信号をベースバンド信号に変換する差動相互ミキサを備えている自己ミキサを含む、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項１３】
前記ベースバンド信号は、フルスウィングデジタル信号に増幅される、請求項１２に記載の無線相互接続。
【請求項１４】
前記受信器は、前記搬送波信号の振幅の変化のみを検出し、該搬送波信号の位相変動または周波数変動の変化を検出せず、従って、該受信器は、位相同期回路なしに非同期で動作するので、搬送波信号の再生が全く不要である、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項１５】
無線相互接続を用いて高速データ転送速度能力を有する短距離通信のために、指定された周波数で信号を送受信する方法であって、
送信器において、入力データストリームを用いて搬送波信号を変調することであって、該変調された搬送波信号は、次いで、該変調された搬送波信号を放射する送信器アンテナに供給される、ことと、
受信器において、受信器アンテナにおいて該放射された搬送波信号を受信し、該受信された搬送波信号を出力データストリームとしてフルスウィングデジタル信号に変換することと
を包含し、
集積回路チップ間またはプリント回路基板間の通信のために、該送信器および受信器において、非同期変調および差動信号が用いられる、方法。
【請求項１６】
前記無線相互接続は、ミリメートル波無線（Ｍ２Ｗ２）相互接続であり、前記指定された周波数は、ミリメートル波周波数である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記変調された搬送波信号は、ミリメートル波搬送波信号である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記指定された周波数は、複数の異なる周波数帯域において同時に送信され、複数の並列通信リンクを実装する、請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記送信器または受信器のアンテナは、オンチップ差動ダイポールアンテナを備えている、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記送信器または受信器のアンテナは、ボンドワイヤダイポールアンテナを備えている、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記ボンドワイヤダイポールアンテナは、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に取り付けられた集積回路（ＩＣ）ダイ上の一対のパッドと該ＰＣＢ上の一対のフローティングパッドとの間を接続する一対のボンドワイヤから構成されている、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記送信器は、前記搬送波信号を生成する電圧制御オシレータを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
前記送信器は、振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変調器を含み、該振幅シフトキーイング変調器において、一対のオン−オフスイッチが前記入力データストリームを用いて前記搬送波信号を直接変調する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
前記変調された搬送波信号は、前記送信器アンテナによって放射される前に、該送信器によって増幅される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２５】
前記受信された搬送波信号は、前記受信器アンテナによって受信された後に、該受信器によって増幅される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２６】
前記受信器は、エンベロープ検出器として働き、前記受信された搬送波信号を復調することによって該受信された搬送波信号をベースバンド信号に変換する差動相互ミキサを備えている自己ミキサを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２７】
前記ベースバンド信号は、フルスウィングデジタル信号に増幅される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記受信器は、前記搬送波信号の振幅の変化のみを検出し、該搬送波信号の位相変動または周波数変動の変化を検出せず、従って、該受信器は、位相同期回路なしに非同期で動作するので、搬送波信号の再生が全く不要である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１】
高速データ転送速度能力を有する短距離通信のために指定された周波数で信号を送受信するための無線相互接続であって、
入力データストリームを用いて搬送波信号を変調する送信器であって、該変調された搬送波信号は、次いで、該変調された搬送波信号を放射する送信器アンテナに供給される、送信器と、
受信器アンテナにおいて該放射された搬送波信号を受信する受信器であって、該受信された搬送波信号を出力データストリームとしてフルスウィングデジタル信号に変換するための、受信器と
を備え、
該送信器および受信器は、集積回路チップ間またはプリント回路基板間の通信のために、非同期変調および差動信号伝達を用いる、無線相互接続。
【請求項２】
前記無線相互接続は、ミリメートル波無線（Ｍ２Ｗ２）相互接続であり、前記指定された周波数は、ミリメートル波周波数である、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項３】
前記変調された搬送波信号は、ミリメートル波搬送波信号である、請求項２に記載の無線相互接続。
【請求項４】
前記指定された周波数は、複数の異なる周波数帯域において同時に送信されることにより、複数の並列通信リンクを実装する、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項５】
前記送信器または受信器のアンテナは、オンチップ差動ダイポールアンテナを備えている、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項６】
前記送信器または受信器のアンテナは、ボンドワイヤダイポールアンテナを備えている、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項７】
前記ボンドワイヤダイポールアンテナは、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に取り付けられた集積回路（ＩＣ）ダイ上の一対のパッドと該ＰＣＢ上の一対のフローティングパッドとの間を接続する一対のボンドワイヤから構成されている、請求項６に記載の無線相互接続。
【請求項８】
前記送信器は、前記搬送波信号を生成する電圧制御オシレータを含む、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項９】
前記送信器は、振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変調器を含み、該振幅シフトキーイング変調器において、一対のオン−オフスイッチが前記入力データストリームを用いて前記搬送波信号を直接変調する、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項１０】
前記変調された搬送波信号は、前記送信器アンテナによって放射される前に、該送信器によって増幅される、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項１１】
前記受信された搬送波信号は、前記受信器アンテナによって受信された後に、該受信器によって増幅される、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項１２】
前記受信器は、エンベロープ検出器として働き、前記受信された搬送波信号を復調することによって該受信された搬送波信号をベースバンド信号に変換する差動相互ミキサを備えている自己ミキサを含む、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項１３】
前記ベースバンド信号は、フルスウィングデジタル信号に増幅される、請求項１２に記載の無線相互接続。
【請求項１４】
前記受信器は、前記搬送波信号の振幅の変化のみを検出し、該搬送波信号の位相変動または周波数変動の変化を検出せず、従って、該受信器は、位相同期回路なしに非同期で動作するので、搬送波信号の再生が全く不要である、請求項１に記載の無線相互接続。
【請求項１５】
無線相互接続を用いて高速データ転送速度能力を有する短距離通信のために、指定された周波数で信号を送受信する方法であって、
送信器において、入力データストリームを用いて搬送波信号を変調することであって、該変調された搬送波信号は、次いで、該変調された搬送波信号を放射する送信器アンテナに供給される、ことと、
受信器において、受信器アンテナにおいて該放射された搬送波信号を受信し、該受信された搬送波信号を出力データストリームとしてフルスウィングデジタル信号に変換することと
を包含し、
集積回路チップ間またはプリント回路基板間の通信のために、該送信器および受信器において、非同期変調および差動信号が用いられる、方法。
【請求項１６】
前記無線相互接続は、ミリメートル波無線（Ｍ２Ｗ２）相互接続であり、前記指定された周波数は、ミリメートル波周波数である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記変調された搬送波信号は、ミリメートル波搬送波信号である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記指定された周波数は、複数の異なる周波数帯域において同時に送信され、複数の並列通信リンクを実装する、請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記送信器または受信器のアンテナは、オンチップ差動ダイポールアンテナを備えている、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記送信器または受信器のアンテナは、ボンドワイヤダイポールアンテナを備えている、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記ボンドワイヤダイポールアンテナは、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に取り付けられた集積回路（ＩＣ）ダイ上の一対のパッドと該ＰＣＢ上の一対のフローティングパッドとの間を接続する一対のボンドワイヤから構成されている、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記送信器は、前記搬送波信号を生成する電圧制御オシレータを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
前記送信器は、振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変調器を含み、該振幅シフトキーイング変調器において、一対のオン−オフスイッチが前記入力データストリームを用いて前記搬送波信号を直接変調する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
前記変調された搬送波信号は、前記送信器アンテナによって放射される前に、該送信器によって増幅される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２５】
前記受信された搬送波信号は、前記受信器アンテナによって受信された後に、該受信器によって増幅される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２６】
前記受信器は、エンベロープ検出器として働き、前記受信された搬送波信号を復調することによって該受信された搬送波信号をベースバンド信号に変換する差動相互ミキサを備えている自己ミキサを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２７】
前記ベースバンド信号は、フルスウィングデジタル信号に増幅される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記受信器は、前記搬送波信号の振幅の変化のみを検出し、該搬送波信号の位相変動または周波数変動の変化を検出せず、従って、該受信器は、位相同期回路なしに非同期で動作するので、搬送波信号の再生が全く不要である、請求項１５に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【公表番号】特表２０１２−５２９８７１（Ｐ２０１２−５２９８７１Ａ）
【公表日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５１５１１３（Ｐ２０１２−５１５１１３）
【出願日】平成２２年６月９日（２０１０．６．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３８０３３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１４４６１７
【国際公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（５０６１１５５１４）ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア (87)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月９日（２０１０．６．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３８０３３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１４４６１７
【国際公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（５０６１１５５１４）ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア (87)
【Ｆターム（参考）】
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