CN101479952B - 脉间工作比控制 - Google Patents

Abstract

低功率无线通信技术可以用于通过无线体域网、无线个域网或者某种其它类型的无线通信链路进行通信的设备。在一些实现方式中，这些设备可以通过一个或多个基于冲激脉冲的超宽带信道进行通信。可以用脉间工作比控制来降低设备的功耗。可以根据脉间工作比控制给电容性元件进行充电和放电来为脉冲的发射和接收供电。可以通过公共频带发射和接收子数据包数据。蜂窝电话可以通过无线通信链路向两个或多个外设进行多播。

Description

脉间工作比控制

根据35U.S.C.§119的优先权要求

本申请要求2006年4月26日递交的代理机构文号为061202P1的共同拥有的第60/795,435号美国临时专利申请，以及2006年4月28日递交的代理机构文号为061202P2的第60/795,771号美国临时申请的优先权。在这里将它们全部引入作为参考。

技术领域

本申请涉及无线通信，并且在各个方面，涉及脉间工作比控制、工作比控制供电方案（power scheme）、子数据包（sub-packet）通信，以及无线设备和多个外围设备之间的无线通信。

背景技术

可以将无线通信系统设计成支持各种最终用途。在这里，在覆盖区、通信带宽、数据传输速率、连接的容易性（ease of connectivity）、功耗和其它系统参数方面可以进行一项或多项折衷。例如，可以优化蜂窝电话网络，以便在非常宽的区域上提供无线覆盖，并提供连接的容易性。相反，可以将Wi-Fi网络这种无线局域网优化成提供高速连接，付出的代价是无线覆盖区的大小，并且有可能在连接的容易性方面付出代价。另一方面，可以将无线体域网（Body Area Network）或无线个域网优化成实现低功耗，这可以通过使用甚至更小的无线覆盖区来实现。

作为网络后一种形式的一个实例，无线个域网可以为家庭或小型办公室提供连接，或者可以为个人携带的设备提供连接。在典型情况下，无线个域网可以为30米量级范围内的设备提供连接。在一些应用中，构成无线个域网的一个或多个设备可以是便携式设备。例如，蜂窝电话可以通过蓝牙这种无线个域网与头戴式耳机通信。

一般而言，需要降低这种便携式设备的功耗。例如，消耗更小功率的设备可以使用更小的电池，或者可以降低给电池重新充电或者更换电池的频度。在前一种情形下，可以以更小的形状因子（form factor）和更低的成本来制造设备。在后一种情形下，用户使用设备会更加方便，或者可以降低拥有它所需要的总成本。

一些个域网，例如蓝牙（比如IEEE 802.15.1）和Zigbee（例如基于IEEE802.15.4），可以采用断电（power-down）策略来降低设备的总功耗。例如，在设备发射或接收数据包以后，设备可以将设备的某些部分（例如无线电（radio））断电一段时间。在这里，在发射侧，设备可以维持低功率状态，直到有另一个数据包需要发送。相反，在接收一侧，设备可以以规则的间隔从低功率状态苏醒，判断是否有另一个设备在尝试发射数据。

在某些体域网应用中也可能需要采用低功率设备。在典型结构中，体域网可以在个人佩戴或携带的设备之间提供连接，或者可以将体域网结合到车辆、房间或某种其它较小区域内，或者放置在其中。因此在一些实现中，体域网可以提供10米量级的无线覆盖区。在一些应用中，构成体域网的设备可以是便携式设备，或者最好是不怎么需要维护的设备。因此，可以在这些和其它类型的应用中充分利用低功耗设备。

发明内容

下面是这一公开的样本方面的综述。要明白对这里的一些方面的任何引用都可能涉及这一公开的一个或多个方面。

在一些方面中，这一公开涉及低功率无线通信技术，这些技术用于通过无线体域网、无线个域网或者某种其它类型的无线通信链路进行通信的设备。在一些方面中，通信可以包括超宽带通信。例如，在网络或链路上的信号传输可以具有500MHz量级或更宽的带宽。

在一些方面中，这一公开涉及基于冲激脉冲的通信。在一些实现方式中，对应的信号传输脉冲可以包括超宽带脉冲。例如，在一些实现方式中，每个发射脉冲的持续时间可以在1纳秒量级上或更短。在一些实现方式中，还可以用较低工作比生成脉冲。也就是说，相对于脉冲持续时间而言，脉冲重复周期较长。

在一些方面，本公开涉及脉间工作比控制。在这里，脉间工作比控制（duty cycling）指的是用某种方式在脉冲的发射之间，脉冲的接收之间，或者脉冲的发射之间和接收之间（例如在连续的发射和接收脉冲之间）降低设备消耗的功率。在一些实现方式中，通过禁用（例如关闭其电源）设备的一个或多个无线电电路（例如组件的一部分、整个组件、几个组件）来降低功耗。在一些实现方式中，通过降低设备中一个或多个无线电电路的时钟信号的频率来降低功耗。

在一些方面，可以根据可变脉间持续时间来生成脉冲。例如，可以改变脉冲重复周期，使得不同组脉冲用不同的持续时间来隔开。在一些实现方式中，可以根据跳时序列来改变脉间持续时间。

在一些方面，脉冲重复周期可以动态地依赖于数据编码。例如，与信道有关的脉冲重复速率可以被调整成与可变速率编码器（例如源编码器或信道编码器）输出的数据的数据速率的任何改变相对应。因此，脉间工作比控制的加电时间也可以依赖于编码方案。例如，来自编码器的数据的数据速率的下降可以启用发射脉冲的较低工作比。

在一些方面，这一公开涉及根据脉间工作比控制对电容性元件进行充电和放电。例如，不发射或接收脉冲时可以对电容性元件充电，然后在发射或接收脉冲时放电，给设备供电。这样，在脉间工作比控制的加电时间期间，设备电池的尖峰电流消耗能够更好地匹配到设备电池的平均电流拉出。

在一些方面，这一公开涉及在公共频带上子数据包数据的共存发射和接收。例如，在包括数据包至少一部分的一个或多个脉冲的发射以后，通过同一频带接收与另一数据包的一部分有关的一个或多个脉冲。在脉冲的这一接收以后，跟随的是包括数据包至少一部分的一个或多个脉冲通过同一频带的发射。

在一些方面，这一公开涉及无线设备（例如蜂窝电话）和两个或多个外设（例如头戴式耳机）之间的通信。在一些方面，无线设备可以通过一条或多条无线通信链路向两个或多个外设进行多播。在一些方面，外设可以通过一条或多条无线通信链路向两个或多个设备（例如无线设备和另一个外设）进行多播。在一些方面，这一多播涉及与多播有关的子数据包业务通过公共频带的共存发射和接收。

附图说明

通过下面的详细说明，后面的权利要求，以及附图，将会更加全面地理解本公开的这些和其它特征、方面和优点。

图1是无线通信系统几个样本（sample）方面的简化框图；

图2是几个样本脉冲波形的简化示意图；

图3是无线设备几个样本方面的简化框图；

图4是可以用来发射脉冲的操作的几个样本方面的流程图；

图5是可以用来接收脉冲的操作的几个样本方面的流程图；

图6是可以用来将脉冲发射改变成可变编码速率的操作的几个样本方面的流程图；

图7是可以用来提供脉间工作比控制的操作的几个样本方面的流程图；

图8是可以用来在已加电状态期间从电容性元件供电的操作的几个样本方面的流程图；

图9是几个样本电流波形的简化示意图；

图10是说明公共频带上脉冲的顺序发射和接收的样本脉冲波形的简化示意图；

图11是可以用来在公共频带上发射和接收子数据包的操作的几个样本方面的流程图；

图12是可以用来将脉冲冲突问题考虑进来的操作的几个样本方面的流程图；

图13是无线通信系统几个样本方面的简化框图；

图14，包括图14A和14B，是可以用来提供多播会话的操作的几个样本方面的流程图；

图15是说明使用多个脉冲代表一个比特的可能效果的样本波形的简化示意图；以及

图16~21是几个无线装置的几个样本方面的简化框图。

根据一般实践，图中的各个特征可能没有按比例画出。因此，为了清楚起见，各个特征的尺寸可能被任意扩大或缩小。另外，为了清楚起见，一些附图可能被简化。因此，这些附图可能没有描述给定装置（例如设备）或方法的所有组件。最后，在整个说明书和附图中相似的标号可能被用于表示相似的特征。

具体实施方式

下面描述本公开的各个方面。显然，这里的启示可以用各种形式实现，这里公开的任何具体结构、功能或者这两者都只是代表性的。基于这些技术启示，本领域技术人员会明白可以独立于任何其它方面来实现这里公开的一个方面，这些方面中的两个或多个可以按照各种方式组合起来。例如，可以用这里给出的任意数量的方面来实现装置或实践方法。另外，还可以用这里给出的一个或多个方面以外的其它结构、功能或结构和功能来实现这种装置或实践这种方法。例如，在一些方面中，提供脉冲的方法包括生成已编码信息，基于已编码信息发射脉冲，以及在脉冲的发射之间进行工作比控制。另外，在提供脉冲的这一方法的一些方面中，还包括基于可变速率编码来改变脉冲的发射时序。

图1说明系统100的样本方面，它包括几个无线通信设备102、104、106和108，用于通过一个或多个无线通信链路（例如通信链路110、112和114）互相通信。每个设备102、104、106和108分别包括一个或多个信号处理器116、118、120和122以及射频无线电组件124、126、128和130（例如无线收发机），用来与其它设备建立无线通信。

在一些实现方式中，设备102、104、106和108可以形成无线体域网或个域网的至少一部分。例如，设备102可以包括无线台，例如蜂窝电话、个人数据助理或个人娱乐设备（例如音乐或视频播放机）。在一些实现方式中，设备104、106和108可以包括设备102的外围设备。例如，设备104可以包括头戴式耳机，其中有一个或多个输入设备132（例如麦克风）和一个或多个输出设备134（例如扬声器）。设备106可以包括医疗设备，其中有一个或多个输入设备136（例如心跳传感器这种传感器）。设备108可以包括手表，其中有一个或多个输出设备138（例如显示器）。要明白，在其它实现方式中，设备102、104、106和108可以包括其它类型的设备，并且可以通过其它类型的无线通信链路（例如网络）进行通信。

设备102、104、106和108可以互相发送各种数据，并且在一些情况下，可以将各种数据发送给其它设备（图1中没有画出）。例如，设备104可以生成或者转发数据（例如多媒体信息或消息），由设备104或设备108输出。类似地，设备106可以生成数据（例如心率信息），由设备102、104和108中的任何一个输出。在这里，多媒体信息可以包括例如音频、视频、图像、数据或者这些信息中两种或多种类型的组合。

设备102可以通过一个或多个其它通信链路（没有画出）与其它设备通信。例如，设备102可以包括局域或广域通信处理器140，用于与例如有线或无线接入点（例如基站）建立通信，该有线或无线接入点与另一个网络（例如蜂窝网、因特网等）相关联，或者提供与它的连接。因此，设备102、104或106中任何一个生成的数据可以被发送给一些其它设备（例如附着到另一个网络的电话或计算机）。类似地，其它设备可以提供数据，由设备102、104或108中的任何一个输出。

如同下面将更加详细地讨论的一样，信号处理器116、118和120可以分别提供适当的源编码相关功能142、144和146，用于处理要发射给另一设备或者从另一设备收到的数据。例如，这样的源编码可以涉及可变速率编码、波形编码、脉码调制编码、信号德尔塔调制编码或者某种编码。

在一些实现方式中，设备102、104、106和108可以通过基于冲激脉冲的物理层进行通信。在一些方面中，物理层可以利用长度较短（例如几纳秒的量级或更短）和宽带较宽的超宽带脉冲。例如，超宽带脉冲可以具有20%量级或更宽的分数带宽（fractional bandwidth），具有500MHz量级或更宽的带宽，或者这两者。

图2说明可以在例如来自图1所示编码器的信息的基础之上生成的几个脉冲波形的简化实例。波形202描述要发射的一系列脉冲204。波形206描述在经过带通滤波器之后但是发射之前出现的与脉冲204对应的脉冲208。波形210描述在通过通信介质传输之后在接收机出现的与脉冲208对应的脉冲212。在这里，因为在脉冲208通过通信介质到达接收机时发生的多径延迟扩展，脉冲212可能较宽。

脉冲204是在要发射给另一设备的已编码数据的基础之上调制的。脉冲204的调制可以采取各种形式，包括例如相位调制和脉冲位置调制。另外，在一些实现方式中，可以按照已发射基准格式（没有画出）来发射脉冲。

在一些方面中，可以用基于冲激脉冲的超宽带信号传输，以非常低的频谱效率来提供超低功率通信。特别是在图2所示的调制形式中，以较大的时间周期来分隔开冲激脉冲。例如，每个脉冲204的持续时间214可能小于1纳秒（例如100皮秒），而脉冲重复间隔216则可能在100纳秒到10微秒的量级。在这种情况下，对应发射机和接收机的电路（例如无线电前端）可以进行工作比控制，只有在需要发射或接收脉冲的时候它们才加电，在其余时间则断电。

作为实例，通过每100纳秒发送或接收一个脉冲，用1.5GHz的带宽可以支持10Mbps量级的数据速率。在每个脉冲208的持续时间在1纳秒量级的一个实例中，对应发射机可以在不到百分之一的时间内加电。也就是说，发射机可以在时间周期218期间加电，在线段220表示的时间周期期间关闭。

另外，在收到的每个脉冲212的持续时间222在10到20纳秒量级的一个实例中，对应接收机可以在不到百分之十的时间内加电。在这里，接收机可以在时间周期222期间打开，在线段224表示的时间周期期间关闭。

通过利用图2所示脉间工作比控制，能够降低功耗，因为与发射机和接收机有关消耗大量功率的电路可以仅仅在设备实际发射或接收的时候加电。相反，常规方法，例如蓝牙和Zigbee，则依赖于数据包级别上的宏观工作比控制，以此来努力实现较低平均功耗。也就是说，在这些方法中，发射机和接收机电路可以在发射或接收整个数据包的时候加电，因此与这里描述的脉间工作比控制技术相比，浪费了大量功率。

基于冲激脉冲的低工作比信号传输和脉间工作比控制可以被用来与各种其它特征结合。例如，在一些方面中，脉间持续时间可以随着时间变化。例如，一些实现方式可以采用脉冲跳时，其中脉冲的发射时刻随机抖动，以便支持多址和各态遍历的处理增益（ergodic processing gain）。在一些方面，可以按照可变速率编码器提供的数据的当前数据速率来调整基于冲激脉冲的信号的脉冲重复速率。在一些方面中，脉间工作比控制的加电时间期间，设备的峰值电流消耗可以被更好地匹配到设备的平均电流消耗。在这里，在脉间工作比控制的断电时间期间给电容性元件充电，在加电期间放电，为发射和接收脉冲供电。在一些方面中，可以用基于冲激脉冲的信号传输来有效地提供子数据包数据通过共用频带的同时发射和接收。在一些方面中，无线设备可以以无线方式用几个外设进行多播。下面将结合图3~15更加详细地描述这里提供的基于冲激脉冲的信号传输的这些和其它方面以及潜在优势。

图3说明能够实现例如图1所示无线设备中一个或多个的功能的至少一部分的装置300的简化实例。装置300包括收发机302（例如与图1的无线电类似），用于生成基于冲激脉冲的信号进行发射，并处理收到的基于冲激脉冲的信号。装置还包括一个或多个处理器304和306（例如与图1的信号处理器类似），用于处理要发射的数据，或者处理收到的数据。另外，装置300还包括一个或多个输入设备308和输出设备310，它们可能与图1所示的对应设备类似。如同下面将更加详细地讨论的一样，装置300还可以包括状态控制器312用来进行脉间工作比控制；电源控制器314，它包括充电电路，用来供电以便发射和接收脉冲；一个或多个脉冲时序控制器316，用于控制脉冲的相对时序（例如脉间持续时间；以及编码自适应控制器（coding adaptation controller）318，用来按照编码方案以自适应方式改变脉间持续时间（例如脉冲重复速率）（例如源编码方案或信道编码方案）。

下面将结合图4~8、10和12的流程图更加详细地讨论装置300的样本操作。为了方便起见，这些图的操作（或者这里讨论或给出启示的任何其它操作）可以被描述成用特殊组件进行。但是应当明白，这些操作可以用其它类型的组件来进行，并且可以用不同数量的组件来进行。还应当明白，在给定实现方式中可以不采用这里描述的一项或多项操作。

图4和5说明可以分别结合基于冲激脉冲的信号的发射和接收进行的几个样本操作。框402和502涉及例如可以用来在发射机和接收机之间建立通信信道的操作。因此，这些操作可以是联系程序（association procedure）或一些其它类似程序的一部分。

框402和502的操作可能涉及为了通过信道收发信号而选择与收发机操作（例如由处理器304和306进行的）有关的各种通信参数。这些操作包括例如发射侧的源编码、MAC分组和格式化、信道编码、交织和加扰。在接收侧可以进行互补操作，例如解扰、去交织、信道译码、去除MAC帧化和源译码。

框402和502的操作还可以涉及选择与脉冲的生成有关的参数。例如，可以为信道选择某个脉冲重复速率。另外，在一些实现方式中，可以为脉冲的跳时定义一组时隙。在这种情况下，框402和502可以涉及选择跳时序列，这个跳时序列定义每个后续（successive）脉冲会出现在其中的特定时隙。例如，在一些实现方式中，可以生成随机或伪随机序列，并将它们提供给收发机302。

现在参考图4所示的发射操作，在输入设备308或者装置300的一些其它组件提供要发射的信息（数据）以后，一个或多个处理器304和306处理这些信息，以便发射（框404）。在图3所示的实例中，编码器320可以对来自设备308的信息进行源编码。在一些实现方式中，源编码涉及将模拟波形转换成数字波形，以便在信道上发射信息。因此，源编码可以包括例如波形编码、脉冲编码调制编码或者西格玛德尔塔调制编码。在一些实现方式中，源编码器320可以包括无损/有损编码器。

处理器306可以进行与发射有关的其它操作，例如结合框402所讨论的那些。如同框406所表示的一样，在一些实现方式中，装置300可以包括信道编码器322，这个信道编码器322采用一种信道编码方案，从而将多个脉冲用来表示要发射的信息的每个比特。下面结合图15更加详细地描述编码方案的一个实例。

然后将已编码信息提供给发射机324，发射机324生成和发射已调制脉冲。如同框408表示的一样，脉冲发生器326基于已编码信息生成脉冲（例如用已编码信息进行调制）。在这里，一些实现方式可以采用非相干调制技术，例如，脉冲位置调制或者开/关键控。相反，一些实现方式可以使用相干调制方法，例如已发射基准技术。这种调制技术支持利用冲激脉冲发生器后面跟随无源带通滤波器进行发射。在这种情况下，发射机可以只在脉冲的活动期间打开。如同这里讨论的一样，这样的脉冲可能具有几纳秒量级或者短于一纳秒的持续时间。

生成的每个脉冲在时间上的实际位置可能依赖于所选择的脉冲重复速率、跳时序列或者一个或一些其它参数（框410）。在一些方面中，这些脉冲是按照可变脉间持续时间来生成的。例如，可变脉间持续时间可以是建立在可变脉冲重复周期、跳时或可变编码的基础之上的。因此，脉冲发生器326可以在收自脉冲重复速率控制器334和跳时序列控制器342的控制信号的基础之上生成脉冲。如同下面结合图6所讨论的一样，在一些实现方式中，可以基于源或信道编码动态地改变脉冲重复速率。脉冲发生器324生成的脉冲被提供给功率放大器328和带通滤波器330，然后通过天线332发射出去。

参考图6，在一些实现方式中，编码器320、编码器322或者这两者可以包括可变速率编码器。在这种情况下，编码器320或322可以按照一个速率来输出数据，这个速率依赖于输入编码器320或322的内容。作为实例，编码器320可以包括可变速率话音编码器（声码器），这里的话音编码器（声码器）对收自输入设备308（例如麦克风）的话音波形进行编码。在这里，在话音波形涉及给定时间周期内的连续语音的情况下，编码器320可以在这段时间内按照全速率（例如16ksps）来输出数据。相反，如果话音波形涉及另一个时间周期内的间歇语音，编码器320可以切换到在这个时间段内按照半速率输出数据（例如8ksps）。

因此，在图6中的框602里，一开始选择合适的可变速率编码方案。这一操作可以在例如前面结合框402和502描述的联系程序期间进行。

如同框604所表示的一样，编码器320可以从输入设备308接收要编码的信息。编码器320可以随后根据收到的信息的内容来选择合适的代码速率（例如全速率、半速率等）（框606）。例如，编码速率可以是建立在给定的一段时间内进入信息的平均数据速率的基础之上。类似的操作可以随后结合信道编码器322的框604和606进行。

如同框608表示的一样，编码自适应控制器318可以随后基于代码速率改变脉冲的发射时序。作为一个实例，当编码器320以全速率输出数据时，可以将脉冲的脉冲重复速率定义成每200纳秒输出一个脉冲。相反，当编码器320以半速率输出数据时，可以将脉冲的脉冲重复速率定义为每400纳秒输出一个脉冲。为了这一目的，控制器318可以控制为脉冲发生器326定义脉冲重复速率的脉冲重复速率控制器334。类似的自适应可以在框608中结合信道编码器322进行。

按照前面结合图4讨论的类似方式，发射机324在框610中根据已编码信息生成已调制脉冲。然后，在框612中，发射机324按照所选发射时序发射已编码信息（例如可变脉间持续时间）。

现在参考图7，脉冲的发射（以及如同将在接收下面讨论的一样）也可以涉及脉间工作比控制。为了这一目的，不发射或接收脉冲时，状态控制器312可以控制装置300的一个或多个电路来降低装置300的功耗。在典型的实现方式中，当收发机302不发射或接收脉冲时，可以关闭与收发机302的射频前端有关的电路。这些电路可以包括，例如，低噪声放大器、压控振荡器、检波器、混频器、增益缓冲器、电流转换器、平方器（squarer）、积分器、功率放大器等等。在一些情况下，可以关闭或禁用这些电路中的几个。总之，与装置中的其它电路（大多没有在图3中画出）相比，这些电路可能消耗较多的功率。

在一些实现方式中，状态控制器312可以包括电路禁用器组件336，用来临时禁用装置300的一个或多个电路。例如，电路禁用器336可以切断到一个或多个电路（例如模拟组件）的电源，或者可以发送信号给电路，使得电路例如禁用某些功能。在前一种情况下，电路禁用器336可以与电源控制器314合作，电源控制器314有选择地给装置300的一个或多个电路供电。

在一些实现方式中，状态控制器312可以包括时钟速率减小器（reducer）组件338。时钟速率减小器338可以调整驱动装置300的一个或多个电路的一个或多个时钟信号的时钟速率。在这里，调整时钟速率可能涉及降低驱动收发机324几个数字电路的时钟信号的频率。通过这种方式，一个或多个电路消耗的功率会因为时钟速率的下降而减小。在一些情况中，时钟速率可以减小到0赫兹（也就是将时钟关闭）。

参考图7的操作，如同框702所示，状态控制器312可以与装置300的另一个组件协作来判断是否要发射脉冲或接收脉冲。例如，处理器304和306、收发机302或脉冲时序控制器316可以刚好在收发机302输出脉冲之前提供指示给状态控制器312。

如同框704所示，状态控制器可以随后将脉间工作比状态设置成已加电状态。因此，状态控制器312能够启用以前被禁用的任何电路（例如打开给这些电路的电源）或者将所有时钟返回到它们的正常时钟速率。在图2所示的实例中，框704的发射方操作可以与时间周期218的开头吻合。

如同框706所示，发射机324可以随后生成和发射这里讨论的脉冲。于是，在图2所示的实例中，可以生成脉冲208，并将它提供给天线332。

如同框708所示，在发射了脉冲以后，状态控制器312将脉间工作比状态切换回断电状态。电路禁用器336于是可以禁用合适的电路和/或时钟速率减小器338可以降低一个或多个时钟的频率，如同上面讨论的一样。在图2所示的实例中，框708的发射方操作可以与时间周期218的末尾吻合。

如同框710和712所示，装置300保持断电状态，直到需要发射另一个脉冲（或者如同下面讨论的一样，直到需要接收脉冲）。如果按照脉冲重复速率发射脉冲（例如当前有数据要发射），断电状态的持续时间可以对应于图2所示实例中脉冲208之间的时间周期220。相反，如果没有数据要发射，装置300可以保持断电状态，直到要发射另一个脉冲。于是无论什么时候有脉冲需要发射时，可以根据需要重复图7所示的操作。

在接收方，装置300进行与上面结合图4和7描述的那些互补的操作。下面将结合图5更加详细地讨论这些操作。

如上所述，在框502中，为在信道上进行通信指定各种参数。这些参数可以包括例如，脉冲重复速率、跳时序列（如果可行的话），以及脉冲时序是否可以基于可变速率编码而改变。

如同框504所示，如果可行，可以基于代码速率来改变脉冲接收时序。这可能涉及，例如，接收正在发射或者将要发射的数据与某个代码速率相关联的指示。

如同框506所示，接收机340通过天线332接收进入脉冲。将收到的脉冲提供给带通滤波器344，然后提供给低噪声放大器346。脉冲处理器348可以随后处理这些脉冲，如果需要的话，来提取（例如解调）脉冲表示的信息（框508）。如上所述，可以按照可变脉间持续时间来接收脉冲。

在使用非相干调制的一些实现方式中，接收机340可以结合粗略锁定的（loosely locked）VCO来进行下变频。在这里，可以在冲激脉冲之间关闭VCO（例如在这里讨论的断电状态期间）。在一些实现方式中，这样的VCO可以不使用锁相环。在这里，非相干可能使得解调对一个脉冲到下一个脉冲之间的相差或频差比较敏感。

在一些实现方式中，接收机340可以采用可以用作二次采样（sub-sampling）接收机的超再生前端。在这里，超再生前端可以在短时间内（例如几皮秒的量级）对收到的信号采样，重用单个增益级。超再生前端可以随后有一个能量检测级跟随。

再参考图5，在框510中，由处理器304和306处理收到的信息，为输出设备310提供数据。为了这一目的，处理器306可以包括进行信道译码操作的信道译码器350。在一些实现方式中，信道译码操作可以与下面结合图15所讨论的那些相似。另外，处理器304还可以包括源译码器352。与上面讨论的操作互补，源译码器352可以例如将波形编码数据或西格玛德尔塔调制数据转换成模拟数据，供输出设备310输出。另外，信道译码器350、源译码器352或者这两者还可以包括可变速率译码器。

如上所述，还可以结合脉冲的接收来进行脉间工作比控制。再次参考图7，如同框702所表示的一样，状态控制器312可以与装置300的另一个组件合作来判断是否要接收脉冲。例如处理器304和306、收发机302或脉冲时序控制器316可以刚好在预期收发机302收到脉冲之前提供指示给状态控制器312。在这里，脉冲的预期接收时刻可以基于当前的脉冲重复速率、当前跳时序列（如果可行的话）、当前编码速率、为接收机340定义的已定义脉冲扫描间隔或者某种或某些其它判据。

如同框704所示，如果预期有脉冲，状态控制器312就可以将脉间工作比状态设置成加电状态。在图2所示的实例中，接收方框704的操作可以与时间周期222的开头吻合。

如同框706所表示的一样，接收机340可以随后按照这里讨论的方式处理收到的脉冲。在图2所示的实例中，收到的脉冲用脉冲212表示。

如同框708所示，在已经收到脉冲以后，状态控制器312将脉间工作比状态切换回断电状态。在图2所示的实例中，框708的接收方操作可以与时间周期222的末尾吻合。

如同框710和712所示，装置300保持断电状态，直到要接收另一个脉冲（或者如同下面讨论的一样，直到要发射脉冲）。如果按照脉冲重复速率接收脉冲（例如当前有数据要接收），断电状态的持续时间可以对应于图2所示实例中脉冲212之间的时间周期224。相反，如果没有数据要发射，装置300可以保持断电状态，直到需要接收另一个脉冲。于是无论什么时候有脉冲要接收时，可以根据需要重复图7所示的操作。

应当明白，图7所示的操作同样可以应用于发射脉冲之后收到脉冲的情形，或者反过来。例如，可以在脉冲发射期间将脉间工作比状态设置成加电，然后在发射以后设置成断电状态，然后收到脉冲时重新设置成加电状态。

现在参考图8和9，在一些实现方式中，可以按照脉间工作比控制选择性地给电容性元件充电和放电来有效地为脉冲处理供电。例如，可以一开始在收发机302不发射或接收脉冲时，给电容性元件充电。然后当收发机302发射或接收脉冲时，电容性元件可以放电来给一个或多个电路供电，以便发射和接收这些脉冲。这些电路可以包括例如，发射机324的电路，例如功率放大器328，以及接收机340的电路，例如低噪声放大器346。

在一些实现方式中，图3所示的电源控制器314可以包括对电容性元件354进行选择性充电和放电的充电电路。在一些方面中，充电电路可以包括一个或多个开关356，用于选择性地将电容性元件354耦合到电源358（例如电池）、负载360（例如一个或多个发射机或接收机电路）或者这两者。在一些实现方式中，在脉冲的发射和接收期间，可以从电容性元件354和电源358将电力提供给负载360。因此，可以用一种方式配置充电电路（例如激活一个或多个开关356），方便从多个源向一个或多个电路供电。

现在参考图8的操作，如同框802所示，可以一开始将充电电路配置成当发射机324不发射脉冲并且接收机不接收脉冲时，电容性元件354不给负载360供电。另外，可以一开始将充电电路配置成至少在这个时间的至少一部分内给电容性元件354充电。在图2中，这种情况可以与时间周期220和224吻合（例如状态控制器312的断电状态）。

如图框804所示，在一些时刻，装置300判断是否需要发射或接收脉冲。作为结果，装置300可以将工作比状态改变成加电状态（框806）。装置300可以执行这些操作，例如，如同前面结合图7所讨论的一样。

如同框808所示，充电电路可以随后在脉冲的发射或接收期间给指定电路供电（框810）。例如，在一些实现方式中，开关356可以将电容性元件354去耦，从而不用电源358充电，并将电容性元件354耦合成提供电流给负载360。应当明白，可以用各种电路来将电容性元件354耦合到电源358，以及耦合到负载360，来完成这一操作或其它类似操作。

图9画出了几个波形，用来说明框802和808的状态之间的相对电流拉出。波形902说明发射机324或接收机340处的电流拉出的实例。波形904说明电容性元件354的充电电流（波形上半部分）和放电电流（波形下半部分）。波形906说明从电源358的电流拉出的实例。应当明白，图9所示的波形是以简单的方式强调这里的基本概念。实际上，真实的电流会与图中画出的这些明显不同。

电平908、910和912涉及断电状态的电流。在这种情况下，发射机324或接收机340可能拉出较少量的电流，如同电平908所示。另外，还可以在这个时候给电容性元件354充电，如同电平910所表示的一样。还有，电源可能在提供相对平均量的电力给装置300，如同电平912所示。

电平914、916和918涉及与虚线920A和920B之间的时间段相对应的加电状态期间的电流。在这种情况下，发射机324或接收机340可以拉出比较明显量的电流，如同波形914的隆起部分所表示的一样。在这个时候，电容性元件354因此可以放电，如同波形916的下沉（dipped）部分所表示的一样。也就是说，现在可以将断电状态期间电容性元件354上储存的电流提供给发射机324或接收机340。另外，电源358还可以提供额外的输出电流给发射机324或接收机340，如同波形部分918所示。

应当明白，可以用电容性元件354的操作来减小电源358提供的峰值功率。例如，在峰值功率下电池可能无法有效地工作（例如导致不相称的寿命缩短）。因此，电容性元件354的操作可以通过减小电源358的峰值电流负荷来降低装置300的总功耗。

可以用各种方式来实现充电电路，在加电状态提供适当的功率。例如，在一些实现方式中，在加电状态期间将足够量的电荷放在电容性元件354上，从而能够在发射或接收一个或多个脉冲期间，使得电源358能够提供比从电源358拉出的平均电流明显大的电流。在一些实现方式中，上面提到的电流比从电源358拉出的平均电流至少多20%。要明白在其它实现方式中可以采用其它的百分比或量。

在一些实现方式中，在断电状态期间将足够的电荷放在电容性元件354上，从而在一个或多个脉冲的发射或接收期间，使得电源358能够提供的电流明显地比发射或接收一个或多个脉冲的相关峰值电流小。在这里，峰值电流可以包括，例如，发射期间发射机324或者接收期间接收机342拉出的电流。在一些实现方式中，上面提到的电流至少比峰值电流小至少20%。要明白在其它实现方式中可以采用其它的百分比或量。

再次参考图8，发射或接收了脉冲以后，可以将工作比状态设置回断电状态（框812）。因此，如同框814所示，可以重新配置电容性元件来进行充电而不供电，如同上面结合框802所讨论的一样。如同框816和818所示，根据需要，可以重复上述操作，按照脉间工作比控制给电容性元件354充电和放电。在这里，应当明白，上述技术还适用于收发机操作在脉冲的发射和接收之间切换的情形。例如，发射了脉冲以后，电容性元件可以在断电状态期间充电，然后在随后的接收操作中放电。

现在参考图10、11和12，在一些方面，本发明还涉及利用基于冲激脉冲的信号传输，以基本同时的方式，在共用频带上发射和接收数据包的一些部分。在这里，数据包可以包括用某种方式重复描述以便进行发射的数据的一些集合。例如，可以用形式上的协议报头、前缀或者合适的某种其它描述技术来定义数据包。

图10说明在给定频带内生成的一系列脉冲1000，它们将在给定的时间周期出现。在时间周期的第一部分期间，可以发射一个或多个脉冲。图10说明从时间周期的第一部分的最后一个已发射脉冲1002。在时间周期的后一部分期间，可以接收一个或多个脉冲1004。然后，在时间周期的更后面的一个部分里，可以再次发射一个或多个脉冲。图10说明从这个时间周期的最后一部分发射的第一个脉冲1006。图10中的椭圆说明可以随着时间发射和接收额外的若干组脉冲。

在这里，一组或多组脉冲1002、1004和1006可以包括数据包的一部分。也就是说，可以将要发射的数据包分开到不同的部分，数据包的每一部分可以作为一个或多个脉冲构成的一组来发射。类似地，要接收的数据包可以是已经被远程发射机分开到不同的部分，远程发射机将它的数据包的每一部分作为一个或多个脉冲的一组来发射。如图10所示，与不同的子数据包相关的这些不同组脉冲的发射和接收可以在给定时间周期内在时间上散布开（例如通过数据包若干部分的交替发射和接收）。例如，以交替方式发射数据包的一个脉冲，接收不同数据包的一个脉冲，发射第一数据包的下一个脉冲，如此下去。从宏观尺度上看，收发机看起来是在同一频带上同时发射和接收数据包。

脉冲的这些组的特定分组（例如如图10所示）可以是根据各种因素。例如，在一些应用中，不是发射会给峰值功率需求带来不利影响的较大的脉冲，可能需要换成将信息表示成相继发射的一系列较小脉冲。另外，可以以不同于接收脉冲的脉冲重复速率发射发射脉冲，或者反过来。这可能是例如不同数据速率或不同处理增益的结果。在一些实现方式中，相继发射的脉冲的数量可以在100个脉冲的量级上或更少，或者一组脉冲（例如发射脉冲）的最长持续时间可以在20微秒的量级上或更短。另外，为了保持足够低的工作比（例如如同前面结合图2所讨论的一样），在一些实现方式中，给定脉冲的持续时间可以是20纳秒或更短。

在一些实现方式中，发射脉冲1002和1006可以在已定义频带内通过一个已定义代码信道发射，通过同一频带内另一个已定义代码信道接收接收脉冲1004。在这里，这些不同代码信道可以按照不同的脉冲重复周期、不同的跳时序列、不同的加扰码、不同的调制方案、一些其它参数或者这些参数中两个或多个的某种组合来定义。

在一些实施例中，给定设备发射和接收的脉冲（例如如图10所示）可以是给一个或多个其它设备的，或者是从一个或多个其它设备收到的。例如，那些组发射的脉冲可以与不同设备收到的多播流相关。也可以将不同的组发射脉冲发送给不同的设备（例如用不同的代码信道）。相似地，不同组接收脉冲可以是由不同设备发射的（例如用不同的代码信道）。

图11说明可以用来发射和接收子数据包的几个样本操作。框1102表示在给定频带上基于冲激脉冲的数据包发射的开始。同这里所讨论的一样，基于冲激脉冲的信号传输方案可以选择采用跳时。

如同框1104所示，处理器306（图3）可以对信息（例如数据包数据）进行格式化以便发射。例如，在一些实现方式中，处理器306可以通过生成代表要发射的数据包当前部分的一系列码元来对要发射的信息编码。在这里，每个码元都可以代表来自这个子数据包的信息的一个或多个比特。应当明白，在一些实现方式中，代表要发射的数据的码元可以由调制方案生成（例如有或者没有预先编码）。在任何情况下，脉冲发生器326都可以生成代表每个码元的一个或多个脉冲。因此，图10的每个脉冲组可以代表码元的一部分，整个码元，或者几个码元。

如同框1106所示，收发机302还可以在所选频带上开始数据包的基本同时接收，并且可以选择采用跳时方式。如同框1108所示，在采用这里给出技术启示的脉间工作比控制的装置300中，工作比控制状态可以改变成加电状态。

如同框1110所示，发射机324发射第一组至少一个脉冲（例如图10中的脉冲1002）。如同这里所讨论的一样，第一脉冲组可以包括数据包的至少一部分。如同下面结合图13和14更加详细地讨论的一样，在一些实现方式中，可以结合多播操作采用子数据包的共存发射和接收。如同框1112所示，在发射了第一脉冲组以后，可以将工作比控制状态改变回到断电状态，直到下一次发射或接收（例如在框1114处）。

如同框1114所表示的一样，接收机340在共用频带上接收至少一个脉冲（例如脉冲1004）。在这里，应当明白，可以用在框1110中设置的发射第一脉冲的同一个无线电前端来接收这至少一个脉冲。如同上面结合框1110提到的一样，脉冲的这一接收可以与多播操作相关。如同框1116所示，收到了这至少一个脉冲以后，工作比控制状态可以改变回断电状态，直到下一次发射或接收（例如在框1118处）。

如同框1118所示，发射机324发射第二组至少一个脉冲（例如脉冲1006）。同样，这第二脉冲组可以包括数据包的至少一部分。如同框1120所示，已经发射了第二脉冲组以后，工作比控制状态可以改变回断电状态，直到下一次发射或接收。

如同框1122所示，上述操作可以根据需要重复，以便在共用频带上重复发射和接收子数据包。虽然上面的讨论主要涉及子数据包的发射和接收，但是在一些方面，这些组脉冲的一个或多个组可以包括整个数据包或者比整个数据包还要多。如同框1124所示，可以按照这里讨论的方式处理（例如译码）在框1114收到的至少一个脉冲。

现在参考图12，在一些方面，可以做出一些规定（provisions），以便将发生或者有可能发生在发射脉冲和接收脉冲之间的冲突考虑在内。也就是说，在一些时刻，可能在接收脉冲的同一时刻或者基本同一时刻发射脉冲。

如同框1202所示，纠错处理器组件362可以识别发射和接收脉冲的冲突。这一识别可以在已经发生了冲突以后进行，在冲突发生过程中进行，或者在一些方面中可以基于已知的或者预期的发射和接收时间进行预测。

如同框1204所示，组件362可以根据冲突的识别结果调整正在为信道使用的纠错。在这里，无论什么时候检测到冲突时，都可以将这一信息馈送到纠错方案中。于是纠错方案可以被配置成无论什么时候有冲突都采取某种措施。例如，在一些实现方式中，组件362可以将发射或接收的对应脉冲标记为要删除的脉冲（例如在卷积码中，将这个比特标记为零置信度）。在典型的实现方式中，组件362可以将发射脉冲标记为要删除的脉冲，因为这样做比让远程接收机尝试判断是否有发射更加容易。

如同框1206所示，在一些方面中，组件362可以确定与收到的脉冲有关的置信度。例如，一些应用可以采用纠错方案，给收到的数据分配置信度，表明收到的数据准确地代表远程发射机发射的信息的程度。在这里，依赖于所采用的纠错方案以及信道特性，即便在通过信道进行发射的过程中，一个或多个脉冲已经遭到破坏，这个置信度也可能较高。

如同框1208所示，组件362可以随后基于置信度来判断是否需要接收所关心的脉冲（例如与冲突或潜在冲突有关的）。例如，如果收到的信息具有很高置信度，可能不需要接收这个脉冲，因为这个脉冲可能仅仅是冗余信息。因此，在这种情况下，组件362可以简单地忽略收到的这个脉冲。另外，如果收到的脉冲将在发射机324希望发射脉冲的时候到达，就可以允许收发机302发射这个脉冲，而不必顾忌。相反，如果信道噪声较大，或者如果接收机340因为某种其它原因接收这一信息有困难，组件362可以确定它需要尝试对与这个脉冲有关的信息进行译码。由此可知，组件362可以动态地确定在碰到冲突或潜在冲突的情况下要采取的措施。

现在参考图13，在一些方面中，本发明涉及无线设备（例如蜂窝电话、个人娱乐设备，比如MP3播放机或视频播放机，个人数据助理，计算机等等）和多个外设（例如头戴式耳机）通过几个无线通信链路进行的通信。在一些方面中，这些组件通过无线通信链路进行组播。例如，无线设备可以在它自己和几个头戴式耳机之间通过无线链路建立多路会议呼叫。在一些方面中，无线链路可以利用基于冲激脉冲的信号传输，如同这里给出的技术启示一样。在这种情况下，设备还可以支持脉间工作比控制来节省电力，如同这里所讨论的一样。

在图13所示的实例中，无线通信系统1300包括无线设备1302和两个外设1304和1306。但是应当明白，给定的实现方式可以结合更多的外设。无线设备1302可以通过广域网组件1308与蜂窝网络通信。另外，无线设备1302还可以通过发射机1310和接收机1312与外设1304和1306建立无线通信链路。同样，外设1304和1306分别包括对应的发射机1314A和1314B以及接收机1316A和1316B。

图13中的每个设备1302、1304和1306还可以包括各种组件，用于与另一个或另一些其它设备通信（没有画出）。例如，设备1302包括扬声器1318、麦克风1320、控制设备（例如用于调整音量和加入呼叫）1322、基带处理器1324和源编码组件1326。设备1304包括扬声器1328A、麦克风1330A、控制设备1332A、基带处理器1334A和源编码组件1336A。类似地，设备1306包括扬声器1328B、麦克风1330B、控制设备1332B、基带处理器1334B和源编码组件1336B。

下面结合图14所示的流程图讨论设备1302、1304和1306的样本操作。如同图14A中的框1402所示，一开始无线设备1302与外设1304和1306建立无线通信链路。在一些方面中，这可能涉及为了通信会话（例如电话呼叫）这段时间临时将每个外设1304和1306与无线设备1302配对。在一些实现方式中，外设1304和1306可以同步到无线设备1302。

在一些方面中，可以用无线多播链路和若干无线单播链路或者只用若干无线单播链路实现多播。例如，在一些实现方式中，可以建立多播链路，从无线设备1302向外设1304和1306发送多播数据。在这种情况下，可以随后建立若干分开的单播链路，从每个外设1304和1306向无线设备1302发送数据。相反，在一些实现方式中，可以建立若干分开的单播链路，而不是多播链路，从无线设备向每个外设1304和1306发送多播数据。

在一种样本使用情形中，可以用单个无线设备（例如蜂窝电话）和头戴式耳机建立会议呼叫。在一些实现方式中，蜂窝电话可以使用多播链路（或若干单播链路）来向头戴式耳机发送多播数据。头戴式耳机则可以通过若干分开的单播链路（或多播链路）将数据发送回蜂窝电话。这一数据可以包括，例如，麦克风数据和侧音数据。蜂窝电话还可以从其它源接收数据，例如来自广域网的数据（例如与通过蜂窝网的呼叫有关的进来的信号）。蜂窝电话可以随后将进入数据（例如麦克风数据、侧音数据等）混合，并且将混合数据发送到设备（例如外设和广域网）。这样，蜂窝电话可以通过一个或多个无线链路向头戴式耳机多播麦克风数据（与其它音频数据混合，如果可行的话）。

在一些实现方式中，无线通信链路可以使用基于冲激脉冲的信号传输，如同这里给出的技术启示一样。例如，每条单播链路可以采用低工作比、脉冲跳时、脉间工作比控制或者这里给出技术启示的任何其它技术。另外，与多播有关的链路可以通过这里描述的评论频带用子数据包发射和接收来实现（例如图10~12）。

如同图14A中的框1404所示，外设之一1304或1306发送信息给无线设备1302。如同上面讨论的一样，这可以通过无线单播链路完成，也可以通过子数据包发射和接收链路的一个方向完成（例如图10的脉冲1004）。

如同框1406所示，无线设备1302从外设接收信息，并且在一些情况下，从某个或某些其它源接收信息。在这里，其它源可以包括另一个外设1304或1306，或者与当前通信会话（没有画出）有关的某个其它通信设备。例如，在会议呼叫情形中，无线设备1302可以通过蜂窝网连接到另一个呼叫者。

如同框1408所示，无线设备1302处理从外设和任何其它源设备收到的信息。例如，无线设备1302（例如基带处理器1324）可以将收到的信息（例如音频信号）混合。

如同框1410所示，无线设备1302将处理过的信息发射给外设1304和1306，并且，如果可行，与当前通信会话有关的任何其它设备。如上所述，在一些实现方式中，无线设备1302可以通过单条无线通信链路发射处理过的信息作为单个多播流。在这种情况下，每个外设将从多播链路接收这个流。在其它实现方式中，无线设备1302可以将处理过的信息作为多个单播流通过多条无线通信链路发射。在另一些实现方式中，无线设备1302可以通过子数据包发射和接收链路的一个方向进行发射（例如图10的脉冲1002和1006）。

如同框1412所示，外设1304和1306从无线设备1302接收处理过的信息。外设1304和1306随后根据需要处理收到的信息（框1414）。

如上所述，外设（例如外设1304）可以发射各种数据（也就是信息），并且可以用各种方式发射数据。下面将参考图14B的流程图说明外设的几个额外样本操作。

如同框1420所示，外设可以从一个或多个数据源获得要发射的数据。例如，外设可以从它的麦克风获得数据。另外，外设可以从无线设备1302，从一个或多个其它外设，从一些其它源，或者从这些源的某种组合接收数据。作为一个实例，外设1304可以通过无线链路从外设1306接收麦克风数据。

如同框1422所示，外设可以按照某种方式处理它获得的数据来方便发射数据。例如，在一些实现方式中，外设（例如基带处理器1334A）可以混合数据（例如来自多个源的麦克风数据）。

如同框1424所示，外设可以随后将处理过的数据发射给适当的一个或多个目的地。在一些实现方式中，外设可以通过单播链路将数据发射给另一个设备（例如无线设备1302或外设1306）。在一些实现方式中，外设可以通过几条单播链路发射数据给几个设备（例如无线设备1302和外设1306）。在一些实现方式中，外设可以通过多播链路发射数据给几个设备（例如无线设备1302和外设1306）。于是，在这种情况下，蜂窝电话能够通过无线链路将来自多个头戴式耳机的一些或所有麦克风数据（与其它音频数据混合，如果可行的话）多播给头戴式耳机或其它设备。

现在参考图15，如上所述，在一些实现方式中，使用基于脉冲的超宽带通信的设备可以采用各种编码技术来提高信道上数据传输的可靠性。在一些方面中，本公开涉及利用每比特多个脉冲，在非相干超宽带系统中提供改善的干扰性能。

在具有非相干接收机的超宽带系统中，传统方式是采用每个比特单个脉冲来降低非相干合并损耗，在有限噪声信道中获得最佳性能。例如，典型的非相干超宽带（UWB）接收机（例如根据IEEE 802.15.4a）以及采用这种接收机的实现方式可以使用非常高的速率（接近速率1）的编码脉冲与跳时分集相组合。

由于非相干接收机中存在噪声-噪声交叉项，因此每个比特使用一个以上的脉冲会导致E_b/N₀需求中的有效损失。例如，在二进制脉冲位置调制（BPPM）UWB系统中，对于扩展因子的每次加倍，在目标未编码BER=10^-3时，E_b/N₀近似有1分贝的损耗。这意味着扩展因子每次加倍都只能获得2分贝扩展增益，而不是相干接收机情况下的3分贝。由于这种非相干合并损耗，常规设计采用导致每比特脉冲值接近1的高速率码（例如Reed-Solomon码）。

但是，当系统是有限干扰的时，可以采用每比特一个以上的脉冲。为了说明这一点，将描述假设系统的一个实例。在这个假设系统中，为发射机定义如下条件：（1）除了基于重复（例如PN序列）的扩展以外，系统不采用任何编码；（2）选择这些参数，使得在链路内没有任何脉间、脉间位置假设或码元间干扰问题；以及（3）选择的任何跳时序列在可能的脉冲位置上都是在用户内和用户之间i.i.d.均匀分布的。另外，定义以下参数：（1）系统可以产生每个未编码比特N个不重叠二进制脉冲位置调制码元位置。在这里，每个BPPM码元包括表示1和0的两个不重叠的位置。因此，这意味着总共有2N个脉冲位置；以及（2）扩展码长度是M。于是，每个脉冲可以具有T=N/M个可能的跳时位置。最后，为接收机定义以下条件：（1）积累器捕获BPPM码元位置中的所有能量；以及（2）BPPM检测使用硬检测器。这意味着如果与1对应的脉冲位置处的能量大于0中的能量，检测器将它判定为1。

下一步，假设感兴趣的链路在存在强得多的干扰方的情况下工作。由于假设每个用户都具有i.i.d.均匀跳时序列，因此干扰方发送的脉冲落入与感兴趣的用户对应的两个跳时BPPM假设位置之一的概率是1/T。于是，根据干扰脉冲落入两个跳时BPPM假设位置之一，干扰会帮助或妨碍脉冲的准确检测。因此，平均脉冲差错率是1/(2T)。

在以上条件下，对于M取奇数值，BER差错底线可以是：

公式1

这就导致在干扰下扩展码长度（M）和BER底线之间的折衷。对于N=50，在图15中画出了这种折衷的一个实例。这个图说明在干扰情况下系统的表现可能得益于每比特的大量脉冲（例如五个或更多）。因此，可以在跳时非相干系统中采用每比特多个脉冲，来提高有限干扰区域的性能。

从以上描述应当明白，可以在具有超低功率要求的装置中采用这里给出技术启示的基于冲激脉冲的信号传输。在一些实现方式中，这里给出的技术启示可以被用来实现低于0.1比特每秒每赫兹的频谱效率。可以将这些技术用于近距离通信，例如，用来在蜂窝电话和手表之间发送数据，其中手表通常消耗几微瓦量级的功率。类似地，这些技术还可以被用来在蜂窝电话和耳内头戴式耳机（例如类似于助听器）之间发送数据，其中头戴式耳机通常消耗几毫瓦量级的功率。

无线设备可以包括各种组件，这些组件依赖于无线设备发射或接收的信号来进行工作。例如，头戴式耳机可以包括基于以下因素提供能够听见的输出的换能器：通过无线链路收到的脉冲；已译码信息；收到的一个或多个脉冲或者已处理信息。手表可以包括用来基于以下因素提供可视输出的显示器：通过无线链路收到的脉冲；已译码信息；收到的一个或多个脉冲或者已处理信息。医疗设备可以包括传感器，用来生成检测到的数据：由发射机发射；通过无线链路发射；提供一个或多个已发射脉冲或者发射给蜂窝电话。

无线设备可以通过一条或多条无线通信链路来进行通信，这些无线通信链路建立在任意合适的通信技术的基础之上，或者支持任何合适的通信技术。例如，在一些方面中，无线设备可以与网络相关联。在一些方面中，网络可以包括体域网或个域网（例如超宽带网络）。在一些方面中，网络可以包括局域网或广域网。无线设备可以支持或使用一种或多种无线通信协议或标准，包括例如CDMA、TDMA、OFDM、OFDMA、WiMAX、Wi-Fi以及其它无线技术。类似地，无线设备可以支持或使用一种或多种对应的调制或复用方案。因此无线设备可以包括适当的组件（例如空中接口），使用上述或其它无线通信技术，建立或通过一条或多条无线通信链路来进行通信。例如，设备可以包括无线收发机，它具有有关的发射机和接收机组件（例如发射机326和接收机340），这些组件可以包括支持通过无线媒质进行通信的各种组件（例如信号发生器和信号处理器）。

如上所述，在一些方面中，无线设备可以通过超宽带脉冲进行通信。在一些方面中，每个超宽带脉冲都可以具有1~2GHz量级的带宽。在一些方面中，超宽带脉冲可以具有近似6GHz~10GHz范围内的频带（也就是频率范围）。在一些方面中，每个超宽带脉冲可以具有近似7.25GHz~9GHz范围内的频带。在一些方面中，每个超宽带脉冲可以具有20纳秒量级或更短的持续时间。

这里给出的技术启示可以被结合到各种装置（例如设备）中去（例如由它们实现或完成）。例如，这里给出技术启示的一个或多个方面可以被结合进电话（例如蜂窝电话）、个人数据助理（PDA）、娱乐设备（例如音乐或视频设备）、头戴式耳机（例如包括头戴式电话、耳机、麦克风或者这些设备中两种或多种的组合）、麦克风、医疗设备（例如生物统计学传感器、心率监视仪、计步器、EKG设备等）、用户I/O设备（例如手表、遥控器、光开关、键盘、鼠标等等）、胎压监视仪、计算机、销售点设备、娱乐设备、助听器、机顶盒或者合适的任何其它设备。

这些设备可能具有不同的功率和数据要求。在一些方面中，这里给出的技术启示可以被用于低功率应用（例如通过利用基于冲激脉冲的信号传输方案和低工作比模式）并且支持包括较高数据速率的各种数据速率（例如通过利用大带宽脉冲）。

在一些方面中，无线设备可以包括用于通信系统的接入设备（例如Wi-Fi接入点）。这种接入设备可以通过有线或无线通信链路提供例如到另一个网络（例如因特网这种广域网或蜂窝网）的连接。因此，接入设备可以允许另一个设备（例如Wi-Fi站）接入其它网络或者一些其它功能。另外，要明白这些设备中的一个或两个可以是便携式的，或者在一些情况下，可以是相对非便携式的。

这里描述的组件可以用各种方式来实现。参考图16~21，将装置1600、1650、1700、1750、1800、1900、2000、2050、2100和2150表示成一系列相关功能框，它们可以表示用例如一个或多个集成电路（例如ASIC）实现的或者可以用这里给出的技术启示的一些其它方式实现的功能。如同这里所讨论的一样，集成电路可以包括处理器、软件、其它组件或者它们的某种组合。

如图16所示，装置1600可以包括一个或多个模块1602、1604、1606、1608、1610、1612和1614，它们可以实现这里针对各个图描述的功能中的一个或多个功能。例如，用于生成已编码信息1602的ASIC可以对应于例如前面讨论的组件320。用于发射的ASIC 1604可以对应于例如上面讨论的组件324。用于工作比控制的ASIC 1606可以对应于例如上面讨论的组件312。用于原编码的ASIC 1608可以对应于例如上面讨论的组件320。用于波形编码的ASIC 1610可以对应于例如上面讨论的组件320。用于西格玛德尔塔调制编码的ASIC 1612可以对应于例如上面讨论的组件320。用于提供跳时序列的ASIC 1614可以对应于例如上面讨论的组件342。

装置1605可以包括一个或多个模块1652、1654、1656、1658、1660、1662和1664，它们实现上面针对各个图描述的功能中的一个或多个功能。例如，用于接收的ASIC 1652可以对应于例如上面讨论的组件340。用于工作比控制的ASIC 1654可以对应于例如上面讨论的组件312。用于译码的ASIC 1656可以对应于例如上面讨论的组件352。用于源译码的ASIC 1658可以对应于例如上面讨论的组件352。用于波形译码的ASIC 1660可以对应于例如上面讨论的组件352。用于西格玛德尔塔调制译码的ASIC 1662可以对应于例如上面讨论的组件352。用于提供跳时序列的AASIC 1664可以对应于例如上面讨论的组件342。

如图17所示，装置1700可以包括一个或多个模块1702、1704、1706和1708，它们实现上面针对各个图描述的功能中的一个或多个功能。例如，用于发射的ASIC 1702可以对应于例如上面讨论的组件324。用于工作比控制的ASIC 1704可以对应于例如上面讨论的组件312。用于提供随机序列的ASIC 1706可以对应于例如上面讨论的组件342。用于生成已编码信息的ASIC 1708可以对应于例如上面讨论的组件320。

装置1750包括一个或多个模块1752、1754、1756和1758，它们实现上面针对各个图描述的功能中的一个或多个功能。例如，用于接收的ASIC1752可以对应于例如上面讨论的组件340。用于工作比控制的ASIC 1754可以对应于例如上面讨论的组件312。用于提供随机序列的ASIC 1756可以对应于例如上面讨论的组件342。用于译码的ASIC 1758可以对应于例如上面讨论的组件352。

如图18所示，装置1800可以包括一个或多个模块1802、1804、1806和1808，它们实现上面针对各个图描述的功能中的一个或多个功能。例如，使用功率的ASIC 1802可以对应于例如上面讨论的组件302。用于工作比控制的ASIC 1804可以对应于例如上面讨论的组件312。用于充电的ASIC1806可以对应于例如上面讨论的组件314。用于改变的ASIC 1808可以对应于例如上面讨论的组件316。

装置1900可以包括一个或多个模块1902、1904、1906、1908和1910，它们实现上面针对各个图描述的功能中的一个或多个功能。例如，用于发射的ASIC 1902可以对应于例如上面讨论的组件324。用于接收的ASIC1904可以对应于例如上面讨论的组件340。用于纠错的ASIC 1906可以对应于例如上面讨论的组件362。用于工作比控制的ASIC 1908可以对应于例如上面讨论的组件312。用于改变的ASIC 1910可以对应于例如上面讨论的组件316。

如图20所示，装置2000可以包括一个或多个模块2002和2004，它们实现上面针对各个图描述的功能中的一个或多个功能。例如，用于通信的ASIC 2002可以对应于例如上面讨论的组件302。用于处理的ASIC 2004可以对应于例如上面讨论的组件304和/或306。

装置2050可以包括一个或多个模块2052、2054和2056，它们实现上面针对各个图描述的功能中的一个或多个功能。例如，用于接收的ASIC2052可以对应于例如上面讨论的组件340。用于处理的ASIC 2054可以对应于例如上面讨论的组件304和/或306。用于发射的ASIC 2056可以对应于例如上面讨论的组件324。

如图21所示，装置2100可以包括一个或多个模块2102和2104，它们实现上面针对各个图描述的功能中的一个或多个功能。例如，用于多播的ASIC 2102可以对应于例如上面讨论的组件302。用于处理的ASIC 2104可以对应于例如上面讨论的组件304和/或组件306。

装置2150可以包括一个或多个模块2152、2154和2156，它们实现上面针对各个图描述的功能中的一个或多个功能。例如，用于接收的ASIC2152可以对应于例如上面讨论的组件340。用于处理的ASIC 2154可以对应于例如上面讨论的组件304和/或组件306。用于发射的ASIC 2156可以对应于例如上面讨论的组件324。

如上所述，在一些方面中，这些组件可以通过合适的处理器组件来实现。在一些方面中，这些处理器组件可以，至少可以部分地，用这里给出技术启示的结构来实现。在一些方面中，可以用处理器来实现这些组件中一个或多个的一部分或全部功能。在一些方面中，用虚线框表示的组件中的一个或多个是可选的。

如上所述，图16~21所示的组件可以包括一个或多个集成电路，这些电路提供对应组件的功能。例如，在一些方面中，单个集成电路可以实现这里说明的组件的功能，而在其它方面中，一个以上的集成电路可以实现这里说明的组件的功能。

另外，图16~21表示的组件和功能，以及这里描述的其它组件和功能，可以用合适的任意装置来实现。这些装置还可以至少部分地利用这里给出技术启示的对应结构来实现。例如，在一些方面中，用于生成已编码信息的装置可以包括编码器，用于发射的装置可以包括发射机，用于工作比控制的装置可以包括状态控制器，用于原编码的装置可以包括源编码器，用于波形编码的装置可以包括波形编码器，用于西格玛德尔塔调制的装置可以包括西格玛德尔塔调制编码器，用于提供跳时序列的装置可以包括跳时序列控制器，用于接收的装置可以包括接收机，用于译码的装置可以包括译码器，用于源译码的装置可以包括元译码器，用于波形译码的装置可以包括波形译码器，用于西格玛德尔塔调制译码的装置可以包括西格玛德尔塔调制译码器，用于提供随机序列的装置可以包括跳时序列控制器，用于使用功率的装置可以包括收发机，用于充电的装置可以包括充电电路，用于纠错的装置可以包括纠错处理器，用于通信的装置可以包括收发机，用于处理的装置可以包括处理器，用于多播的装置可以包括收发机，并且用于改变的装置可以包括脉冲时序控制器。这些装置中的一个或多个还可以按照图16~21的处理器组件的一个或多个来实现。

本领域技术人员会明白，信息和信号可以用各种不同的技术来表示。例如，整个说明中可能会用到的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者它们的任意组合来表示。

本领域技术人员还明白，这里描述的各种说明性的逻辑框、模块、处理器、装置、电路和算法步骤中的任意一部分都可以被实现为电子硬件（例如数字实现，模拟实现，或者这两者的组合，它们可以用源编码或某种其它技术来设计），各种形式的程序或结合指令的设计代码（为了方便起见，可以将它们称为软件或软件模块），或者这两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可交换性，上面以功能的方式一般性地描述了各种说明性的组件、框、模块、电路和步骤。是将这种功能实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加在整个系统上的设计约束。技术人员可以按照各种方式采用这里为每个具体应用描述的功能，但是这些实现决定不应当被解释为偏离本发明的范围。

这里结合所公开的各个方面描述的各种说明性的逻辑块、模块和电路可以在集成电路（IC）、接入终端或接入点内实现或者由它们完成。IC可以包括通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或者其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件、电子组件、光组件、机械组件或者设计成实现这里描述的功能并且能够执行IC内、IC外或者这两者的代码或指令的它们的任意组合。通用处理器可以是微处理器，但是，处理器也可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以用计算设备的组合实现，例如DSP和微处理器的组合，多个微处理器，一个或多个微处理器结合DSP内核，或者任何其它这种结构。

要明白，任何公开的过程中步骤的任何具体顺序或结构仅仅是样本方法的实例。基于设计优选，要明白过程中步骤的具体顺序或结构可以重新排列，同时保持仍然在本发明的范围之内。后面的方法权利要求按照样本顺序给出各个步骤的元素，不是要将本发明限于所给出的具体顺序或结构。

这里结合公开的各个方面描述的方法或算法步骤可以直接用硬件，用处理器执行的软件模块实现，或者用这两者的组合来实现。软件模块（例如包括可执行指令和相关数据）以及其它数据可以驻留于数据存储器，例如RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可拆除盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的计算机可读存储介质。样本存储介质可以耦合到机器，例如计算机/处理器（可以将它称为处理器），使得处理器能够从存储介质读出信息（例如代码）或者将信息写入存储介质。样本存储介质可以集成到处理器。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户设备中。也可以换成处理器和存储介质可以作为离散组件驻留在用户设备中。此外，在一些方面中，任何合适的计算机程序产品可以包括上面有与本公开的一个或多个方面有关的代码的计算机可读介质（例如可以用至少一个计算机执行）。在一些方面中，计算机程序产品可以包括封装材料。

这里公开的方面的上述描述是为了让本领域技术人员制作或使用本公开。对这些方面的各种改进对于本领域技术人员而言是显而易见的，这里给出的一般原理可以用于其它方面而不会偏离本公开的范围。因此，本公开不限于这里说明的方面，而是与这里公开的原理和新颖特征的最大范围一致。

Claims (39)

1.一种提供脉冲的方法，包括：

接收要编码的数据，生成已编码数据，并基于收到的数据选择代码速率；

基于所选代码速率改变发射时序；

根据已编码数据按照可变脉间持续时间生成已调制脉冲，并按照发射时序发射已调制脉冲，其中所述可变脉间持续时间是按照可变编码速率变化的；以及

在所述若干脉冲的发射之间降低设备与所述若干脉冲的发射有关的功率消耗。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述可变脉间持续时间包括可变脉冲重复周期。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述可变脉间持续时间是按照跳时序列变化的。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述可变编码速率包括可变源编码速率。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述可变编码速率包括可变信道编码速率。

6.如权利要求1所述的方法，其中降低功率消耗包括：

在所述若干脉冲的发射之间禁用发射机的电路的至少一部分；或者

对电容性元件进行充电和放电。

7.如权利要求1所述的方法，其中降低功率消耗包括在所述若干脉冲的发射之间关闭发射机的电路。

8.如权利要求1所述的方法，其中降低功率消耗包括在所述若干脉冲的发射之间降低发射机的电路使用的时钟信号的时钟速率。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述若干脉冲中的每一个具有20纳秒量级或更短的持续时间。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述若干脉冲中的每一个具有近似6GHz～10GHz范围内的频带。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述若干脉冲中的每一个：

具有20%量级或更宽的分数带宽；

具有500MHz量级或更宽的带宽；或者

具有20%量级或更宽的分数带宽并且具有500MHz量级或更宽的带宽。

12.如权利要求1所述的方法，其中：

所述若干脉冲中的至少两个脉冲构成的组代表数据的单个比特；以及

将所述组脉冲发射给非相干接收机。

13.一种提供脉冲的装置，包括：

编码器，用于接收要编码的数据，生成已编码数据，并基于收到的数据选择代码速率；

编码自适应控制器，用于基于所选代码速率改变发射时序；

发射机，用于根据已编码数据按照可变脉间持续时间生成已调制脉冲，并按照发射时序发射已调制脉冲，其中所述可变脉间持续时间是按照可变编码速率变化的；以及

状态控制器，用于在所述若干脉冲的发射之间降低设备与所述若干脉冲的发射有关的功率消耗。

14.如权利要求13所述的装置，其中所述可变脉间持续时间包括可变脉冲重复周期。

15.如权利要求13所述的装置，其中所述可变脉间持续时间是按照跳时序列变化的。

16.如权利要求13所述的装置，其中所述可变编码速率包括可变源编码速率。

17.如权利要求13所述的装置，其中所述可变编码速率包括可变信道编码速率。

18.如权利要求13所述的装置，其中降低功率消耗包括：

在所述若干脉冲的发射之间禁用所述发射机的电路的至少一部分；或者

对电容性元件进行充电和放电。

19.如权利要求13所述的装置，其中降低功率消耗包括在所述若干脉冲的发射之间关闭所述发射机的电路。

20.如权利要求13所述的装置，其中降低功率消耗包括在所述若干脉冲的发射之间降低所述发射机的电路使用的时钟信号的时钟速率。

21.如权利要求13所述的装置，其中所述若干脉冲中的每一个具有20纳秒量级或更短的持续时间。

22.如权利要求13所述的装置，其中所述若干脉冲中的每一个具有近似6GHz～10GHz范围内的频带。

23.如权利要求13所述的装置，其中所述若干脉冲中的每一个：

具有20%量级或更宽的分数带宽；

具有500MHz量级或更宽的带宽；或者

具有20%量级或更宽的分数带宽并且具有500MHz量级或更宽的带宽。

24.如权利要求13所述的装置，其中：

所述若干脉冲中的至少两个脉冲构成的组代表数据的单个比特；以及

所述发射机将所述组脉冲发射给非相干接收机。

25.一种提供脉冲的装置，包括：

编码模块，用于接收要编码的数据，生成已编码数据，并基于收到的数据选择代码速率；

编码自适应控制模块，用于基于所选代码速率改变发射时序；

发送模块，用于根据已编码数据按照可变脉间持续时间生成已调制脉冲，并按照发射时序发射已调制脉冲，其中所述可变脉间持续时间是按照可变编码速率变化的；以及

功率控制模块，用于在所述若干脉冲的发射之间降低设备与所述若干脉冲的发射有关的功率消耗。

26.如权利要求25所述的装置，其中所述可变脉间持续时间包括可变脉冲重复周期。

27.如权利要求25所述的装置，其中所述可变脉间持续时间是按照跳时序列变化的。

28.如权利要求25所述的装置，其中所述可变编码速率包括可变源编码速率。

29.如权利要求25所述的装置，其中所述可变编码速率包括可变信道编码速率。

30.如权利要求25所述的装置，其中降低功率消耗包括：

在所述若干脉冲的发射之间禁用所述发送模块的电路的至少一部分；或者

对电容性元件进行充电和放电。

31.如权利要求25所述的装置，其中降低功率消耗包括在所述若干脉冲的发射之间关闭所述发送模块的电路。

32.如权利要求25所述的装置，其中降低功率消耗包括在所述若干脉冲的发射之间降低所述发送模块的电路使用的时钟信号的时钟速率。

33.如权利要求25所述的装置，其中所述若干脉冲中的每一个具有20纳秒量级或更短的持续时间。

34.如权利要求25所述的装置，其中所述若干脉冲中的每一个具有近似6GHz～10GHz范围内的频带。

35.如权利要求25所述的装置，其中所述若干脉冲中的每一个：

具有20%量级或更宽的分数带宽；

具有500MHz量级或更宽的带宽；或者

具有20%量级或更宽的分数带宽并且具有500MHz量级或更宽的带宽。

36.如权利要求25所述的装置，其中：

所述若干脉冲中的至少两个构成的一组代表数据的单独一个比特；以及

所述发送模块将所述组脉冲发射给非相干接收机。

37.一种用于无线通信的头戴式耳机，包括：

编码器，用于接收要编码的数据，生成已编码数据，并基于收到的数据选择代码速率；

编码自适应控制器，用于基于所选代码速率改变发射时序；

发射机，用于根据已编码数据按照可变脉间持续时间生成已调制脉冲，并按照发射时序发射已调制脉冲，其中所述可变脉间持续时间是按照可变编码速率变化的；

状态控制器，用于在所述若干脉冲的发射之间降低设备与所述若干脉冲的发射有关的功率消耗；以及

换能器，用于基于接收机收到的若干脉冲提供听得见的输出。

38.一种用于无线通信的手表，包括：

编码器，用于接收要编码的数据，生成已编码数据，并基于收到的数据选择代码速率；

编码自适应控制器，用于基于所选代码速率改变发射时序；

发射机，用于根据已编码数据按照可变脉间持续时间生成已调制脉冲，并按照发射时序发射已调制脉冲，其中所述可变脉间持续时间是按照可变编码速率变化的；

状态控制器，用于在所述若干脉冲的发射之间降低设备与所述若干脉冲的发射有关的功率消耗；以及

显示器，用于基于接收机收到的若干脉冲提供视觉输出。

39.一种用于无线通信的医疗设备，包括：

编码器，用于接收要编码的数据，生成已编码数据，并基于收到的数据选择代码速率；

编码自适应控制器，用于基于所选代码速率改变发射时序；

发射机，用于根据已编码数据按照可变脉间持续时间生成已调制脉冲，并按照发射时序发射已调制脉冲，其中所述可变脉间持续时间是按照可变编码速率变化的；

状态控制器，用于在所述若干脉冲的发射之间降低设备与所述若干脉冲的发射有关的功率消耗；以及

传感器，用于生成将由所述发射机发射的传感数据。

Images