JP2013517838A

JP2013517838A - 位置および動きを検出する指向性ビームステアリングシステムおよび方法

Info

Publication number: JP2013517838A
Application number: JP2012550039A
Authority: JP
Inventors: チェン，ユ，ジュ; アライアンファー，ファーシッド; ウェルナー，カール，ダブリュー．
Original assignee: ラムバス・インコーポレーテッド
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2013-05-20
Also published as: US20140323223A1; EP2528671A2; US8795082B2; US20120289338A1; US9814972B2; WO2011090886A2; WO2011090886A3

Abstract

【課題】コスト効率の高い正確な３次元追跡技術の要求を満たすこと。
【解決手段】開示のゲーム機システムは、処理装置および送受信回路を有する本体を含んでいる。送受信回路は、処理装置と結合されており、受信回路および送信回路をそれぞれ含んでいる。第１のフェーズドアレイアンテナインタフェースが、処理装置に対する応答として、指向性信号の送信および受信を行う。本システムは、モバイルゲームコントローラを含んでおり、モバイルゲームコントローラは、指向性信号を受信し、方向を変えて第１のフェーズドアレイアンテナインタフェースに返す第２のフェーズドアレイアンテナインタフェースを含む。処理装置は、指向性信号に関連付けられたパラメータに少なくとも部分的に基づいて近接度データを生成し、近接度データは、ゲーム機本体に対するモバイルゲームコントローラの近接度を表す。
【選択図】図１

Description

本明細書における開示は、無線通信システムおよび方法に関し、特に、コンピューティング装置と１つ以上のヒューマンインタフェース入出力（Ｉ／Ｏ）装置との間の通信を確立するゲーム機システムに関する。

ゲーム業界におけるハードウェアとソフトウェアの共生関係は、特定のゲーム機の成功にしばしば重要な役割を果たす。最先端のゲームソフトウェアは、最高品質のゲーム体験を提供するために、相応に高度なハードウェアを必要とする場合が多い。たとえば、プレーヤの動きを追跡してゲームプレイを高度化することは、こうした依存関係によるものである。大まかに言えば、これを行うためには、プレーヤの動きをハンドヘルドコントローラパッド経由で追跡するための十分なハードウェアを与えることと、ゲームソフトウェア用データを用いてゲームプレイ中の位置変化を表示することとが必要である。

従来のゲームコントローラの追跡方式は、主に、２次元の左右方向または上下方向の動きを監視することが必要であった。こうしたソリューションは、主に、動き検出に依存して、基準点に対する相対位置を報告する。また、複雑な光学系を用いてプレーヤの位置を追跡する方式もある。従来の位置追跡方式は、それぞれの意図された用途において十分機能しているが、一方で、コスト効率の高い、正確な３次元追跡技術が必要とされており、たとえば、絶対位置という観点での、ゲーム機本体に対するコントローラの近接度を含む、そのような技術が必要とされている。本明細書に記載のそのようなシステムおよび方法の実施形態は、こうした要求を満たすものである。

本開示の実施形態を、限定ではなく例として、添付図面の各図に示しており、これらの図面において、類似の参照符号は類似の要素を指している。

ゲーム機システムの一実施形態の側面斜視図である。図１のゲーム機本体内の電子リソースの一実施形態のブロック図である。図２のゲーム機本体内で使用されるフェーズドアレイアンテナ送受信回路の一実施形態のブロック図である。図１のゲームコントローラの１つの内部回路の一実施形態のブロック図である。図４のゲームコントローラで使用される逆指向性アンテナアレイの一実施形態のブロック図である。アップリンク通信経路およびダウンリンク通信経路をそれぞれ確立するゲーム機本体およびコントローラのペアの一実施形態のブロック図である。ゲーム機本体と１つ以上のゲームコントローラとの間でデータ転送を実施するためのパケットプロトコルの一実施形態を示す図である。図７のパケットプロトコルを用いるコントローラ初期化手順を実施する各方法ステップを詳細に示す図である。スキャンモードの一実施形態の間のゲーム機本体の側面図であって、様々な垂直角度θ_Ｖに方向づけられた各ビームを示す図である。図９Ａと同様のスキャンモードの一実施形態の間のゲーム機本体の上部平面図であって、様々な水平角度φ_Ｈに方向づけられた各ビームを示す図である。スキャンモードでのコントローラの位置検出に用いる信号強度マトリックスの一例を示す図である。コントローラ位置検出手順を実施する各方法ステップを詳細に示す図である。ゲーム機システムの上面図であって、ゲーム機本体に対するゲームコントローラの近接度を判定するための近接度ゾーンを表す近接度環を示す図である。

本明細書では、ゲーム機本体を基準とする、１つ以上のモバイルゲームコントローラの３次元追跡を、ミリ波無線リンクを用いて実施するゲーム機システムおよびゲーム方法の実施形態を記載する。一実施形態では、このリンクは、各コントローラとゲーム機本体との間で、それぞれのフェーズドアレイアンテナの間で放射される指向性ビームにより確立される。各コントローラは、固有のフェーズドアレイアンテナを用いて指向性ビームを反射してゲーム機本体に返し、ビーム方向情報により、コントローラの３次元座標が確定される。この場合、ミリ波スペクトルを用いることは、コスト、複雑さ、およびエンドユーザ体験に関して顕著な利点をもたらす。

一実施形態では、モバイルゲームコントローラは、フェーズドアレイアンテナを逆指向性アレイの形で用いる。逆指向性アレイは、直接的な位置検出追跡のための、低電力かつ低コストの自動追跡方式を提供する。逆指向性アレイの一実施形態では、より実用的な双方向シグナリングのために、アクティブまたはパッシブな位相共役回路により、シグナリングレベルをブーストすることが可能である。

他の実施形態では、ミリ波無線リンクは、様々なアップリンク／ダウンリンク構成で、１つ以上のモバイルゲームコントローラとゲーム機本体との間でデータ転送を行う。モバイルコントローラからゲーム機本体への通信を確立する、アップリンクの一実施形態では、複数のコントローラが同じ搬送波周波数を利用することを可能にするために符号拡散技術を必要とする。一実施形態では、直接ダウンリンクを達成するために、周波数シフトキーイング変調法を用いる。

システム概要
図１を参照すると、（全体が１００で示される）ゲーム機システムの一実施形態が、本体１０２と、本体１０２と通信するモバイルゲームコントローラ１０４および１０６とを含んでいる。ゲームコントローラ１０４および１０６は、典型的には、各プレーヤに装着され、かつ／または各プレーヤによって保持され、かつ／または各プレーヤによって操作されて、ビデオディスプレイ１０８（たとえば、相互接続されたコンピュータモニタまたはテレビ）上の仮想キャラクタまたは仮想オブジェクトを制御する。本体１０２とコントローラ１０４および１０６との間でそれぞれ確立されたミリ波無線リンク１１０および１１２は、システム１００が、本体１０２から見た、プレーヤの３次元（ｘ、ｙ、ｚ）の動きを追跡することを可能にしている。φ次元およびθ次元は、それぞれ、左右方向および上下方向の動きに対応し、Ｒ次元は、近接方向の動きに対応する。本体１０２上で動作するソフトウェア（図示せず）として具体化されているゲームが、コントローラ１０４および１０６によって生成される（リアルタイムで更新される）位置情報に対応する動きをディスプレイ１０８上に視覚化する。プレーヤのゲーム活動が進行するにつれて、３次元追跡機能は、より真に迫った３次元ビデオゲーム体験を提供することにより、プレーヤの関与を増大させる。コントローラの実施形態については、後で図４を参照しながら詳述する。

後で図６に関して詳述するが、無線リンク１１０および１１２は、一般に、コントローラ１０４、１０６と本体１０２との間に１つ以上の通信経路を確立する。コントローラ１０４および１０６から本体１０２へのデータ転送はアップリンク構成によって促進され、本体１０２からコントローラ１０４および１０６へのデータ転送はダウンリンク構成によって可能である。

本明細書に記載のゲーム機システム１００では、ミリ波信号を用いることにより、ミリメートル規模の寸法において比較的高いアンテナ利得が得られる。ミリ波信号は、３０ＧＨｚから３００ＧＨｚの範囲の信号として大まかに定義されている。波長が短ければ、位置の検出および追跡において非常に精細な角度分解能が得られる。さらに、規制上の観点からは、（６０ＧＨｚを中心とする）約７ＧＨｚの広い、拘束を受けない帯域が、ゲームプレイに利用するのに都合がよい。このスペクトルを使用すると、約１．７インチ前後の距離分解能が、直接高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により達成可能である。ＣＨＩＲＰなどのシグナリング技術を用いると、分解能をさらに高めることが可能である。ミリ波シグナリングのさらなる利点としては、たとえば、マルチパスの影響が少ないこと、後処理方法の効率がよいこと、検出方法がロバストであることなどが挙げられる。

ゲーム機本体
本明細書に記載のゲーム機本体１０２は、一般に、ビデオ表示信号を生成する、対話型の娯楽用コンピュータまたは電子装置を含む。この表示信号は、ディスプレイ装置１０８（図１）（たとえば、テレビまたはモニタ）にビデオゲームを表示するために用いる。ゲーム機本体１０２は、ビデオゲームのプレイを主要用途として設計されることが多いが、他のタスク（いくつか例を挙げると、ウェブブラウジング、写真管理、電子メールなど）を実施するための汎用コンピュータ機能性を含んでもよい。本明細書に記載のゲーム機本体１０２に関して重要なのは、モバイルコントローラ装置（たとえば、コントローラ１０４および１０６）が、ペアとなる本体（たとえば、本体１０２）から遠く離れて配置されるゲーム関連環境またはコンピュータ関連環境が、本体１０２によって提供されることである。以下、ゲーム機本体１０２の一実施形態を、図２を参照しながら詳述する。

図２を参照すると、（全体が２００で示される）ゲーム機本体の一実施形態が、中央処理ユニット（ＣＰＵ）２０４および／またはグラフィックスプロセッサユニット（ＧＰＵ）（図示せず）などの処理装置の形で、コンピュータ処理リソースを含んでいる。処理装置２０４は、（たとえば、ＤＶＤまたはＢｌｕ−Ｒａｙメディアなどのメディアを受ける読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）ドライブなどの大容量記憶アクセス装置２０６を介して）メインメモリ２０８にロードされたソフトウェアに対する応答として、計算集約型タスクを実施する。高性能の汎用プロセッサまたはマルチコアプロセッサを用いて、十分な処理能力を実現することが可能である。処理装置リソースは、本体ハウジング（図示せず）の中にあってもよく、あるいは、遠く離れた場所にあって、ネットワークインタフェース（図示せず）経由でゲーム機システム１００とインタフェースするようにしてもよい。本体メインメモリ２０８は、処理装置２０４とインタフェースするグラフィックスＤＲＡＭアーキテクチャの形で、動作中にゲームフレーム用の陰影やトライアングルフォーメーション（triangle formations）のような処理中の計算結果を記憶するようにしてよい。さらに、（たとえば、１つ以上のハードドライブの形の）大容量記憶装置２０９を、よく使うゲームソフトウェアおよび関連ファイルの記憶に用いてよい。

図２をさらに参照すると、モバイルコントローラ１０４および１０６のうちの１つ以上との無線リンクを確立するために、処理装置２０４は、（点線で示した）１つ以上の無線送受信回路２１０とインタフェースしている。各送受信回路２１０では、送信回路２１２が、ダウンリンクの一部としてコントローラ１０４および１０６と通信しており、受信回路２１４が、アップリンクの受信端を形成している。送信回路および受信回路のそれぞれについては、後で詳述する。送受信回路２１０は、指向性アンテナ２１８と結合している指向性アンテナインタフェース２１６と結合している。指向性アンテナ２１８の一実施形態は、フェーズドアレイアンテナを定義する、アンテナ素子の２次元アレイを含んでおり、これについては、後で図３を参照しながら詳述する。利得が全方向で均一な無指向性アンテナと異なり、指向性アンテナは、方向によってアンテナ利得が異なる。

図２をさらに参照すると、ゲーム機本体２００は、後述の方法に従って、１つ以上のコントローラ１０４および１０６に対応する位置データを検出して計算する。コントローラ１０４および１０６からは、位置情報が到着角度（ＡＯＡ）信号成分および到着時刻（ＴＯＡ）信号成分の形で受信され、処理装置２０４に送られる。処理装置２０４では、実際の位置データが計算され、処理される。次に、処理装置２０４は、ディスプレイポートまたはディスプレイインタフェース２２２を駆動する。ディスプレイインタフェース２２２と結合されたディスプレイ装置１０８（たとえば、モニタまたはテレビ）が、計算された位置データを、モニタまたはディスプレイ１０８上で、コントローラの動きに対応するキャラクタまたはオブジェクトの動きとして視覚化する。高精細表示を行う場合は、好適なデータレートを保証するディスプレイインタフェースとして、好適な有線または無線のＨＤＭＩインタフェース（図示せず）を用いる。複数のゲームコントローラ１０４および１０６と本体２００との間の通信は、パケットスケジューラ２２４によるチャネル化およびアービトレーションが可能であり、これによって、各コントローラ１０４および１０６と本体２００との間のデータ転送同士の衝突および／または競合が防止される。

ゲーム機本体アンテナ
次に図３を参照すると、（図２の）本体２００において使用される（全体が３００で示される）フェーズドアレイアンテナ回路の一実施形態が、複数のアンテナ素子３０２（たとえば、２次元アレイとして配置されたマイクロストリップライン素子）を含んでいる。これらの素子は、たとえば、６０ＧＨｚを中心とする７ＧＨｚ周波数帯の（または３０ＧＨｚから３００ＧＨｚの間の周波数の）信号を出力および／または受信するように構成可能である。アンテナ電力は、それぞれの電力増幅器３０６によって制御される。電力増幅器３０６は、可変または固定の利得で、アンテナ素子と、対応する位相調節器３０４との間で信号を増幅する。フェーズドアレイアンテナ回路３００は、その全体を集積回路チップ上にモノリシック形成してよいが、アンテナアレイ３０２は、フェーズドアレイアンテナ回路３００の外部に配置してもよく、チップ上に形成してもよく、チップパッケージ上またはチップ支持体上に形成してもよく、かつ／または、別の集積回路上に（たとえば、チップスタックの形で）形成してもよい。位相調節器３０４は、複数のアンテナ素子に対応しており、メモリ３０８（たとえば、ルックアップテーブル）に記憶されている係数に基づいて、それぞれのアンテナ素子ごとに送信信号または受信信号の相対位相を設定する。位相調節器３０４は、制御ロジック３１０および信号制御回路３１２（これらは両方とも、処理装置２０４によって実現可能）に対して応答する形で協調的に動作して、各アンテナ素子３０２によって送信または受信される信号に異なる位相角オフセットを割り当てることにより、信号送信の方向を有効にステアリングする。

フェーズドアレイアンテナ３００の形状は、アンテナによる検出および追跡に重要な役割を果たす。アンテナ設計の重要なパラメータの１つが、指向性である。指向性は、所与の指向性方向におけるビーム強度の尺度である。一般に、アンテナの直線アレイが半空間に放射する場合の指向性Ｄは、近似として次式で表される。

ただし、ｄはアンテナの間隔、λは波長、Ｌはアレイの長さである。さらに、均質なブロードサイドアレイの場合の垂直３ｄＢビーム幅θ_Ｖおよび水平３ｄＢビーム幅φ_Ｈは、次の関係式で近似される。

したがって、アレイの寸法を適宜調節することにより、所望の指向性を達成することが可能である。なお、３ｄＢビーム幅は、大まかには、電力が少なくとも半分低下する、メインビームのどちらかの側の角度の２倍として定義される。本開示によるアレイの一例では、１００個のアンテナ素子が、相対的な間隔が約５ｍｍの、２０×５のマトリックスとして配置されている。

図３をさらに参照すると、アンテナ受信中は、位相調節器３０４の作用を受けた電気信号が測定回路３１４に送られる。測定回路３１４は、受信信号に関する指標（たとえば、チャネル品質インデックスパラメータ、電力レベルパラメータなど）が、その指標に対応する閾値を超えたかどうかを判定する。これは、特に、初期位置検出手順において有用である（これについては後で詳述する）。実施形態によっては、オプションのマルチプレクサ３１６が、１つ以上のアンテナ素子に関連付けられた１つ以上の受信電気信号を、測定回路３１４および／または処理装置２０４と選択的に結合することによる時分割多重化操作を行う。あるいは、異なるアンテナ素子を、異なる周波数帯に関連付けることによる周波数分割多重化操作を行う。

実施形態によっては、本体アンテナインタフェース３００は、送信機能および検出機能を時分割で使用する設計であっても、専用の送信機能および検出機能を有する設計であってもよい。所与のフェーズドアレイを送信と受信とで時分割使用することは、制御ロジック３１０によって制御されるオプションの切替器（図示せず）を実装することにより、直接的な方式で実施可能である。必要に応じて増設用アンテナリソースを追加することにより、専用の送信機能および受信機能を達成することも可能である。

モバイルゲームコントローラ
図４は、モバイルゲームコントローラ４００の一実施形態を示しており、コントローラ４００は、図１に示したコントローラ１０４および１０６に対応しており、ゲーム機本体２００（図２）と通信する。コントローラ４００は、プレーヤの手になじむように人間工学的に作り込んだり、ストラップや取り付け可能な衣服を用いてプレーヤの身体に装着するように構成したり、ゲームに関連付けられた物体に装着するように構成したりできる。一般的なゲーム機能に対応できるように、コントローラは、オプションで様々なゲーム信号発生器を組み込んでおり、たとえば、アクチュエータ４０２および／またはミニジョイスティックなどや、キーパッド４０４を組み込んでいる。機能追加のために、タッチスクリーン４０６を用いてもよい。

図４をさらに参照すると、オプションのマイクロコントローラ４０８が、信号発生器（たとえば、アクチュエータ４０２、キーパッド４０４、およびタッチスクリーン４０６）からのデータの流れを管理し、（点線で示した）送受信回路４１０を制御する。送受信回路４１０では、受信回路４１２がダウンリンク６０６（図６）の受信端となり、送信回路４１４がアップリンク６０８（図６）の送信側となる。送受信回路４１０は、フェーズドアレイアンテナ４１８を用いる固有のアンテナインタフェース４１６を介して、本体（たとえば、本体２００）と通信する。後で詳述するが、コントローラアンテナ４１８は、本体アンテナ（たとえば、本体アンテナ３０２）と連係して、本体（たとえば、本体２００）がゲームプレイ中にコントローラの位置を検出して追跡することを可能にする。

次に図５を参照すると、位置の検出および追跡を可能にするモバイルコントローラ４００（図４）の一実施形態が、（全体が５００で示される）逆指向性アレイと呼ばれる、特殊な形式のフェーズドアレイアンテナを含んでいる。逆指向性アレイの一形式として、本体アンテナ３００（図３）と同様に構成された、アンテナ素子の２次元アレイ５０２があり、その幾何学的レイアウトは、所望の指向性パラメータに合わせて最適化される。しかしながら、完全にステアリング可能な本体アンテナと異なり、逆指向性アレイでは、それぞれが局部発振器５０８と接続されている複数の個別ミキサ５０４の形のアクティブ位相共役回路を用いる。本体アンテナと同様に、各アンテナ素子で受信された信号は、ビームの送信または受信を協調的にステアリングする特定の位相だけオフセットされる。局部発振器周波数を着信ＲＦ搬送波周波数の２倍に設定することにより、アンテナは、以下の近似に従って、着信信号を反射して信号源に返す。

展開された式の第２の成分は、その中心周波数が進み成分の中心周波数の高調波であることから、フィルタリングにより廃棄される。結果として、基本的に着信信号の方向を変えて、それが発せられた場所に返す、着信信号の自動位相共役が行われる。

モバイルゲームコントローラ４００がゲーム機本体２００との通信に逆指向性アレイ５００を使用することにより、コントローラ４００の使用電力を最小限にすることが可能である。これが可能であるのは、専用の制御回路で反射信号をアクティブにステアリングすることが不要なためである。さらに、位相共役回路のアクティブな性質により、反射信号が本体へ伝搬して戻る際に、反射信号がブーストされる効果がある。さらに、コントローラは、デジタルベースバンド処理回路を避けたい場合には、アナログ回路だけで済ますことが可能である。他の実施形態では、コーナーアレイやVan Attaアレイのような、着信信号をパッシブに反射する、別の位相共役方法を用いることが可能である。それらの構成は当業者には周知であるため、ここでの詳しい説明は不要であろう。

逆指向性アレイは、１つ以上の低電力モバイルコントローラについては明確な利点があるが、実施形態によっては、１つ以上の完全にステアリング可能なフェーズドアレイアンテナが選択される場合がある。これにより、コントローラは、本体の位置をサーチして検出することが可能になる。さらに、アンテナ構造物を位置決めする際には、視野方向の操作性を最大化するために、アレイをコントローラ本体と面一に取り付けることや、アレイを開口内に入れ子式で取り付けることが必要になる。

ゲーム機システムのダウンリンク
ほとんどの無線デジタルデータ通信システムでは、デジタルデータシンボルがアナログ無線周波数（ＲＦ）搬送波信号ωに変調されるのが普通である。搬送波信号は、アンテナ構造物を介して送信および受信される。受信されたシンボルは、アナログ信号として復調され、閾値と比較されてデータビット値が決定され（スライシングと呼ぶ）、サンプリングされて、送信されたデジタルデータが復元される。

図６は、それぞれがゲーム機本体６０４およびペアとなる１つのモバイルコントローラ６０２を含むアップリンク構成およびダウンリンク構成を示す。一実施形態では、後で詳述するように、様々なシグナリング回路および方法を用いて、（点線で示した）アップリンク経路６０６およびダウンリンク経路６０８を実現する。図２を再度大まかに参照し、かつ、図６を詳細に参照すると、本体送信回路２１２は、システムダウンリンク６０６の一部分として、ゲーム機本体からコントローラへデータを送信し、かつ／または、ゲーム機本体からコントローラへの情報を制御する。この方向で交換されるデータは、コントローラの初期化時に一時アドレスまたは一時指定をコントローラ６０２に割り当てるか、たとえば、ゲームプレイに感覚的体験を追加するためにコントローラで処理する物理フィードバックデータを含んでよい。

電力および複雑さを最小限にするためには、ダウンリンク無線送信において、包絡線形状が一定の変調を行うのがよいであろう。この点において良好に機能する方式として、周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）変調、振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変調、または二相シフトキーイング（ＢＰＳＫ）変調が挙げられる。シフトキーイング変調は、一般に、搬送波の周波数（ＦＳＫ変調）、振幅（ＡＳＫ変調）、または位相（ＰＳＫ変調）の離散的変化を通してデジタル情報を送信する方式である。一特定実施形態では、ＦＳＫ変調器６１０の形の変調回路が、ベースバンド処理装置６１２からのデジタイズされたベースバンド信号を、適切なＲＦ変調信号に変換する。このＲＦ信号は、コントローラ６０２への有向無線送信のために、ミキサアレイ６１６経由でフェーズドアレイアンテナ６１４へ送られる。

ダウンリンク６０６のコントローラ側では、受信回路の一実施形態は、中間周波数（ＩＦ）ミキサの単純なアレイ６１８の形をとってＲＦ信号をダウンコンバートし、これをローパスフィルタ６２０に渡してベースバンド復調を行わせる。スライシング閾値比較器６２２が、復調されたシンボルが「０」か「１」かを判定して、データを復元する。このデータは、コントローラのマイクロコントローラ４０８に送られて、たとえば、振動トランスデューサ（図示せず）に入力されるフィードバックデータになるように処理される。用途に応じて、他の受信機構成も可能である。

ゲーム機システムのアップリンク
ダウンリンク６０６は、本体６０４からコントローラ６０２にデータを与えるが、アップリンク６０８は、複数のモバイルコントローラが、ゲーム機本体へのデータ送信に同じ搬送波周波数を利用することを可能にする。一実施形態では、アップリンクは、符号拡散方式に基づいており、符号拡散方式では、情報ビットが、意図的に広げられた帯域に拡散される。これらの情報ビットに、数倍高速で流れる擬似ランダムビットストリームが乗じられる。擬似ランダムビットストリーム内のビットは「チップ」と呼ばれ、このストリーミングは「チッピング」符号または拡散符号と呼ばれる。これによって、信号のビットレート（ならびに、信号が占有する帯域幅の量）が、拡散係数と呼ばれる比率（元の情報レートに対するチップレートの比率）で増える。これは、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）シグナリングの一種である。

この符号拡散方法を実施するために、コントローラ６０２では、線形変調器６２４が、（たとえば、ＦＳＫ、ＡＳＫ、またはＰＳＫ変調技術に従って）入力データを変調する。変調されたデータは、送信されるシンボルごとに、符号語にまとめられる。符号語は、拡散符号生成器６２６によって生成され、様々な様式で（たとえば、周波数または位相の値で）マッピング可能である。一特定実施形態では、シンボルが「０」の場合には所与の符号語が反転され、シンボルが「１」の場合にはそのままとなる。次に、コントローラの符号「チップ」に、アップコンバート用搬送波周波数発生器（たとえば、局部発振器６２８）から発生した搬送波波形が乗じられる。必要であれば、オプションで、増幅およびバンドパスフィルタリングを行う。そして、ＲＦ信号は、コントローラのフェーズドアレイアンテナ６３０からゲーム機本体６０４へ送信される。

アップリンク６０８のゲーム機本体の受信端では、受信回路２１４（図２）に含まれる複数の相関受信器が、各コントローラに対応する、システムのチッピング符号の正確な複製を記憶している。受信回路は、これらの符号に、各コントローラで使用されたものと同じチッピング符号を選択する受信データストリームを乗じることにより、符号化信号の逆拡散を行う。これを行うためには、一般に、ＲＦ信号から符号化データ成分を復調する、適切なダウンコンバートモジュール６３０と、拡散符号生成器６３２および同期回路６３４を含む逆拡散回路とが必要である。必要に応じて、数学的操作により（たとえば、フィルタ６３６により）、元のユーザデータが復元される。

上述のように、符号拡散方式は、複数のコントローラが同じ搬送波周波数で本体と通信することを可能にする。本質的には、システムのための複数のチャネルを効率的に実現できる。

符号分割形式のチャネルアクセスについて説明してきたが、他の方法でシステムをチャネル化してもよいことを理解されたい。たとえば、用途によっては、周波数分割方式で飛び飛びの周波数帯を割り当てることが好適な場合がある。同様に、時分割方式を用いることも可能である。実際、後で詳述するパケットシグナリングプロトコルの一実施形態によれば、時分割多重シグナリング方式の一種を、上述の符号拡散アップリンクに合わせて用いる。

システム動作
アップリンクおよびダウンリンクのデータ送信トラフィックを管理するために、一実施形態では、システム１００は、本体のスケジューラ２１８（図２）によって制御される固有のパケットプロトコルを用いる。図７は、あらかじめ定義された搬送波周波数ωで本体の送信回路２１２によって送信される（全体が７００で示される）パケット構造を示す。このパケット構造は、所与のパケット転送を確立するためのプリアンブルフレーム７０２と、その後に続くビーム方向フレーム７０４とを含んでいる。ビーム方向フレームは、最初に送信されるビームの垂直方向および水平方向の角度情報を含んでおり、これによって、コントローラから本体へ反射の戻りがあった際に、本体がコントローラの位置を、方向フレームから識別することが可能である。データダウンリンク時間スロット７０６は、本体からコントローラへのデータを含んでおり、このデータは、たとえば、後述する初期化済みアップリンク割り当てまたは物理フィードバックデータである。比較的長いアップリンクフレーム７０８は、アップリンクデータスロットを含んでおり、これは、複数のコントローラの送信機が、それぞれのスロット割り当てに従って、（反射ビーム上の変調された）データを本体に順次送信することを可能にする。図７では時間インタリーブされているように示したが、アップリンクスロットは、符号分割多重化され、本体にある複数のレイク受信機によって別々に受信されてよい。

動作時には、アップリンクおよびダウンリンクがゲーム関連トランザクションを実施する前に、ゲーム機システム１００（図１）は、様々な準備タスクを実施する。準備タスクは、大まかには、コントローラ初期化手順８００（図８）により、１つ以上のコントローラを、起動時（かつ／または、ゲームプレイ中に新たなプレーヤが追加で参加する場合（これについては後で図８を参照しながら詳述する））に初期化することと、これに続く、１つ以上のコントローラの、３次元空間における絶対位置を識別するサーチシーケンス１０００（図１０）とを含む。初期化ルーチンの後には継続的追跡ステップが続き、このステップでは、コントローラの位置が、用途の必要に応じて、周期的または連続的に更新される（これについては、後で図１０を参照しながら詳述する）。

次に図８は、コントローラ初期化手順８００を詳細に示しており、この手順は、８０２で、最初に１人以上のプレーヤが本体１０２（図１）および１つ以上のコントローラ１０４、１０６の電源をオンにすることから始まる。次に、８０４で、本体の送信回路２１２（図２）は、上述のパケットプロトコルに従って、ダウンリンク６０６において指向性信号を送信し、コントローラの応答を待つ。パケットアップリンクスロットに空白または未変調の搬送波フレーム間隔があることにより、給電されている各コントローラは、反射された搬送波信号を変調して、それぞれのアップリンクデータを作成することが可能である。実施形態によっては、衝突を避けるために、８０６で、まだ確認されていないコントローラが、（あらかじめ決まっているかランダムであってよい）待機間隔の後に反応することにより、応答を行う。次に、給電されているコントローラの送信機が、空白または未変調の搬送波フレーム間隔の間に応答を行う。これは、８０８で、反射された搬送波信号を変調して、１つ以上のデータ信号（たとえば、イネーブルビット）をアップリンク６０８において本体にブロードキャストすることにより、行う。一実施形態では、各コントローラが固有の符号をデータビットと混合させるため、ゲーム機本体の受信機は、コントローラの符号を復号して、個々のコントローラを識別する。給電されているコントローラの応答の受信に対する応答として、本体の送信機は、８１０で、確認信号をコントローラの受信機に送信する。確認信号は、データを本体の送信機へ送る際のしかるべきアップリンクスロット割り当てがコントローラのマイクロコントローラにわかるように、アドレスまたはコントローラの指定番号（たとえば、４つのコントローラを使用するシステムの場合は、１、２、３、または４）を含んでよい。この割り当てはさらに、参加しているプレーヤに、マルチプレーヤゲームに使用するそれぞれのコントローラ番号を知らせる。次に、８１２で、すべてのコントローラが認識されているかどうかの判定を行う。すべてのコントローラが認識されていれば、プロセスは８１６で終了する。認識されていないコントローラが１つ以上ある場合は、８１４で、新たな広いバーストをブロードキャストすることにより、プロセスを繰り返す。ゲームプレイ中に、この手順を周期的に繰り返すことにより、追加されたプレーヤを８１４で検出する。

コントローラの初期化プロセスに続いて、本体が、スキャン／サーチ手順１０００（図１０）を開始する。これは、本体の所定の基準点に対する、少なくとも１つのコントローラの、３次元空間における絶対位置を検出するための手順である。基準点は、大まかには、本体のアンテナアレイに近接する位置と考えてよい。後で図１０を参照しながら詳述するが、スキャン手順の一実施形態は、局所的な領域（たとえば、室内）に対して、とりうる方向（水平方向φ_Ｈおよび垂直方向θ_Ｖ）のそれぞれを通るようにビームを順次ステアリングすることと、反射信号強度を表すデータ（たとえば、とりうる方向ごとの反射信号強度指標（ＲＳＳＩ）パラメータ）を収集することと、を含む。

スキャン手順を詳述する前に、図９Ａを簡単に参照すると、ゲーム機本体９００の側面が示されており、（点線で示した）複数の狭指向性ビームが、インクリメンタルに調節された垂直角度θ_Ｖでステアリングされている。各ビームには、基準ビームＢ０を基準とするラベルが付けられている。ビームＢ＋１からビームＢ−１は、基準ビームＢ０に対する垂直角度がインクリメンタルに増える指向性ビームを表しており、ビームＢ０−１およびビームＢ０−２は、マイナス方向の角度のビームを表している。図９Ｂは、水平方向についての同様の平面図を示しており、ステアリングされた各ビームの水平角度は、水平角度φ_Ｈの変化分だけインクリメントされている。実際のスキャン方法においては、各ビームは、それぞれの方向角度の情報を含んでいる。したがって、コントローラからの反射があると、到着角度情報を直接的に推定することが可能である。一実施形態では、これらの角度は、デジタルドライバの分解能で量子化される。これは、デジタルアナログ変換器ＤＡＣ（図示せず）が、レンジを２＾Ｎ個のとりうる角度に量子化するのと同様である。

次に、図１０を参照すると、スキャン（またはサーチ）手順は、１つ以上のコントローラの垂直位置および水平位置の両方を検出して追跡するために、１００２で、とりうる方向（水平および垂直方向）のそれぞれに各ビームを向けるべく本体アンテナを起動することから始まる。１００４で、所与のステアリングされたビームがコントローラを照射すると、コントローラの逆指向性アレイ５００が、そのステアリングされたビームを反射して本体に返す。本体からのステアリングされた各ビームは、水平ビーム角度φ_Ｈおよび垂直ビーム角度θ_Ｖで表されるビーム方向を示すデータを含んでいるため、反射波は、コントローラの位置を水平角度および垂直角度で識別する情報を搬送する。とりうるビーム方向ごとに収集された信号強度データは、後で取り出すために、図９Ｃにマトリックスとして示したように、メモリに記憶することが可能である。

図１０をさらに参照すると、サーチ／スキャン手順の間に、本体のアンテナ測定回路３０８（図３）は、各有向ビームの受信信号強度のデータを収集する。次に、１００６で、各反射ビームに関する結果を、メモリ３０２に記憶されている値、または所定の閾値と比較する。コントローラの位置検出は、一実施形態では、１００８で、チャネル品質パラメータが最高であるビーム方向を選択することにより、達成される。この基本的なアプローチは、変形形態が豊富にあり、たとえば、広いビームをゾーン全体に大まかに照射して、ターゲットコントローラの大まかな方向を取得してから、狭いビームでサーチを絞り込むことが可能である。方向の特定には、他の信号品質パラメータ（たとえば、ビットエラーレートなど）を用いてもよい。

図１０をさらに参照すると、反射ビームを検出した後、φ_Ｈおよびθ_Ｖで表される、その反射ビームの方向座標を識別し、１０１０で、往復伝搬時間を計算する。往復伝搬時間は、本体に対するコントローラの近接度を約１〜２インチのレンジ分解能で識別するための有用なパラメータを提供する。

一実施形態では、上述の有向ビームのサーチ手順は、全方向ブロードキャストに代わるコントローラ初期化方法として用いるように強化することが可能である。

図１１を参照しながら実際的に説明すると、本体１１０３に対するコントローラ１１０１の近接度は、利用可能な近接分解能に応じて、複数の深度環１１０２、１１０４、１１０６のいずれかに収まる。往復伝搬時間を計算する代わりに、反射信号のチャネル帯域幅を監視して、その結果を、近接度を表すパラメータとして用いることも可能である。検出分解能は、本体に対するコントローラの近接度および相対位置によって異なる。動作時の判定を効率よくするために、ルックアップテーブルに記憶されているデータを用いてコントローラ位置を適正にマッピングする、プリセットマッピングを行うことが可能である。

初期化手順に続いて、ゲームプレイでは、本体のフェーズドアレイアンテナを用いて、狭い視野範囲内でゲームコントローラ位置を追尾して、位置の変化を監視する。更新頻度は、ゲームに応じて異なるように設定できる。位置の更新は、人間の動きより格段に速い頻度で容易に行うことが可能である。したがって、プレーヤの動きが最も速いときでも、スキャンおよび／または位置更新を何度も行うことが可能である。

本明細書に記載のミリ波リンクの主たる用途は、更新時にモバイルゲームコントローラの位置を検出して追跡することであるが、ゲーム機本体１０２と各コントローラ１０４および１０６との間で確立された無線アップリンクおよびダウンリンクにより、初期化後の装置間データ送信を、様々な様式で、一方向または双方向で行うことが可能である。上述のように、ゲームプレイ中にコントローラのフィードバック作用をプレーヤに与えるために、本体は、様々なデータ（たとえば、振動データ）を生成して、本体からコントローラへ変調送信することが可能である。コントローラ内のトランスデューサ素子（図示せず）が、受信回路からのこれらの信号を、知覚できるほどの信号（たとえば、物理的振動）に変換して、プレーヤへの感覚フィードバックとする。

逆に、プレーヤが、コントローラのキーパッドの１つ以上のボタンを押したり、ミニジョイスティックを操作したりして、本体１０２とともに特定の機能性を確立したい場合がある。ユーザが行ったこれらの操作に対する応答としてコントローラで生成されたデータが変調され、反射ビームに載せられて、動作中に本体に返される。

上述のデータ送信方式は、時分割多重化アプローチでシステムをチャネル化するものであるが、適切に給電されている局部発振器があれば、利用可能な周波数スペクトルを複数の帯域に分割する周波数分割多重化方式も、実行可能なアプローチである。さらに、様々なチャネルに符号を割り当てて符号分割多重化アプローチを実施可能にすることも、同様に適用可能である。

なお、本明細書に開示の各種回路は、コンピュータ支援設計ツールにより記述可能であり、各種回路の挙動、レジスタ転送、論理素子、トランジスタ、レイアウト形状、および／または他の特性に関して各種コンピュータ可読媒体に具体化されたデータおよび／または命令として表現することが可能である。このような回路表現を実装できるファイルおよび他のオブジェクトのフォーマットとしては、限定ではなく例として、Ｃ、Verilog、ＶＨＤＬなどの挙動言語をサポートするフォーマット、ＲＴＬのようなレジスタレベル記述言語をサポートするフォーマット、ＧＤＳＩＩ、ＧＤＳＩＩＩ、ＧＤＳＩＶ、ＣＩＦ、ＭＥＢＥＳなどのジオメトリ記述言語をサポートするフォーマット、ならびに他の任意の好適なフォーマットおよび言語が挙げられる。このようにフォーマットされたデータおよび／または命令を具体化できるコンピュータ可読媒体としては、限定ではなく例として、各種形態（たとえば、光学記憶媒体、磁気記憶媒体、または半導体記憶媒体）の不揮発性記憶媒体と、このようにフォーマットされたデータおよび／または命令を無線、光、または有線のシグナリング媒体またはこれらの任意の組み合わせにより転送できる搬送波とが挙げられる。このようにフォーマットされたデータおよび／または命令の、搬送波による転送の例としては、限定ではなく、１つ以上のデータ転送プロトコル（たとえば、ＨＴＴＰ、ＦＴＰ、ＳＭＴＰなど）による、インターネットおよび／または他のコンピュータネットワークでの転送（アップロード、ダウンロード、電子メールなど）が挙げられる。

上述の回路の、このようなデータおよび／または命令の形の表現を、１つ以上のコンピュータ可読媒体を介してコンピュータシステム内で受信した場合には、コンピュータシステム内において、１つ以上の他のコンピュータプログラム（限定ではなく例として、ネットリスト生成プログラム、配置配線プログラムなど）の実行と併せて、処理エンティティ（たとえば、１つ以上の処理装置）で処理することにより、そのような回路の物理的発現の表現またはイメージを生成することが可能である。その後、このような表現またはイメージを素子の組み立てに用いることが可能であり、これは、たとえば、素子組み立てプロセス内で回路の各種部品の形成に用いる１つ以上のマスクの生成を可能にすることによって可能である。

上述の説明および添付図面では、本発明の十分な理解が得られるように、具体的な用語および図面記号を用いてきた。事例によっては、これらの用語および記号は、本発明の実践に必須ではない具体的詳細を意味する場合がある。たとえば、具体的なビット数、信号経路幅、シグナリング周波数または動作周波数、部品の回路または素子などはいずれも、代替実施形態においては、上述のものと異なってよい。また、多導体信号リンクとして図示または記載された、回路素子間または回路ブロック間の相互接続は、代替として単導体信号リンクであってよく、単導体信号リンクは、代替として多導体信号リンクであってよい。シングルエンデッドとして図示または記載された信号およびシグナリング経路は、差動であってもよく、差動として図示または記載された信号およびシグナリング経路は、シングルエンデッドであってもよい。同様に、アクティブハイまたはアクティブローの論理レベルを有するように記載または図示された信号は、代替実施形態では反対の論理レベルであってもよい。集積回路素子内の部品回路は、金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）技術、バイポーラ技術、または他の任意の、論理回路およびアナログ回路を実装できる技術により実装可能である。用語に関しては、特定の状態を表すために信号がロー論理状態またはハイ論理状態に駆動された場合（または充電されてハイ論理状態になったか、放電してロー論理状態になった場合）に、信号は「アサートされた」と言う。逆に、信号が駆動されて（または、充電または放電により）、アサートされた状態以外の状態になったことを示す場合、信号は「デアサートされた」と言う（アサートされた状態は、ハイまたはローの論理状態、あるいは、信号駆動回路がハイインピーダンス状態（たとえば、オープンドレイン状態またはオープンコレクタ状態）に遷移する際に起こりうるフローティング状態を含む）。信号駆動回路が、信号駆動回路と信号受信回路との間に結合された信号線において信号をアサートした場合（または、文脈で明示的に述べられているか、示されている場合は、デアサートした場合）、信号駆動回路は信号受信回路へ信号を「出力した」と言う。信号が信号線上でアサートされた場合、信号線は「活性化された」と言う。信号が信号線上でデアサートされた場合、信号線は「不活性化された」と言う。さらに、信号名に付けられた接頭記号「／」は、その信号がアクティブロー信号（すなわち、アサートされた状態が論理ロー状態である信号）であることを示している。信号名の上の線

も、アクティブロー信号を表すために用いられている。本明細書で用いている「結合された」という用語は、直接接続を表すだけでなく、１つ以上の反転回路または反転構造を介しての接続も表す。集積回路素子の「プログラミング」としては、限定ではなく例として、ホスト命令に対する応答として、素子内のレジスタまたは他の記憶回路に制御値をロードすること、ならびに素子の動作面をそのように制御すること、ワンタイムプログラミング操作（たとえば、素子製造時に構成回路内のヒューズをとばすこと）により素子構成を確定したり、素子の動作面を制御したりすること、および／または、素子の、１つ以上の選択されたピンまたは他の接点構造を基準電圧線に接続すること（ストラッピングとも呼ぶ）により、特定の素子構成または素子の動作面を確定することが挙げられる。「例示的」という用語は、優先的や必須の意味ではなく、一例の意味で用いられている。

本発明の特定の実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、本発明の広い趣旨および範囲から逸脱することなく、その実施形態に様々な修正や変更を施すことが可能であることは明らかである。たとえば、いずれかの実施形態の特徴または態様を、少なくとも実行可能であれば、他のいずれかの実施形態との組み合わせで、または、他のいずれかの実施形態の同等の特徴または態様の代わりに適用してよい。したがって、本明細書および図面は、制限的ではなく例示的であると考えられたい。

Claims

ゲーム機本体であって、
処理装置と、
前記処理装置と結合されており、受信回路および送信回路をそれぞれ含んでいる第１の送受信回路と、
前記処理装置に対する応答としてミリ波指向性信号の送受信を行うために前記第１の送受信回路と結合された第１のフェーズドアレイアンテナインタフェースと、を含むゲーム機本体と、
第１のモバイルゲームコントローラであって、
前記指向性信号を受信し、方向を変えて前記第１のフェーズドアレイアンテナインタフェースに返す第２のフェーズドアレイアンテナインタフェースを含む第１のモバイルゲームコントローラと、を備え、
前記処理装置は、前記指向性信号に関連付けられたパラメータに少なくとも部分的に基づいて近接度データを生成し、前記近接度データは、前記ゲーム機本体に対する前記第１のモバイルゲームコントローラの近接度を表す、
ゲーム機システム。
前記パラメータは、前記指向性信号の往復伝搬時間に関連する、請求項１に記載のゲーム機システム。
前記パラメータは、前記指向性信号に関連付けられた、検出された利用可能な帯域幅に関連する、請求項１に記載のゲーム機システム。
前記指向性信号は、到着角度情報を含み、前記処理装置は、前記近接度データと、前記方向を変えられた指向性信号の前記到着角度情報とに少なくとも部分的に基づいて、３次元位置データを生成するように動作する、請求項１に記載のゲーム機システム。
各到着角度値に対応する信号パラメータ指標値を記憶するメモリをさらに含む、請求項４に記載のゲーム機システム。
前記処理装置は、
汎用プロセッサを備える、
請求項１に記載のゲーム機システム。
第２のモバイルゲームコントローラをさらに含み、前記ゲーム機本体はさらに、前記ゲーム機本体と前記第１および第２のモバイルゲームコントローラとの間の通信を管理するスケジューラを含む、請求項１に記載のゲーム機システム。
前記第１のモバイルゲームコントローラは、前記ゲーム機本体へデータを送信したり、前記ゲーム機本体からデータを受信したりする第２の送受信回路を含む、請求項１に記載のゲーム機システム。
前記第１のフェーズドアレイアンテナインタフェースおよび前記第２のフェーズドアレイアンテナインタフェースは、連係して無線リンクを形成し、前記無線リンクは、複数の通信チャネルを有する、請求項１に記載のゲーム機システム。
前記複数の通信チャネルは、時間領域で分割される、請求項９に記載のゲーム機システム。
前記複数の通信チャネルは、周波数領域で分割される、請求項９に記載のゲーム機システム。
前記複数の通信チャネルは、符号空間で分割される、請求項９に記載のゲーム機システム。
前記無線リンクは、前記第１のモバイルゲームコントローラから前記ゲーム機本体へデータを向けるアップリンクを備える、請求項９に記載のゲーム機システム。
前記無線リンクは、前記ゲーム機本体から前記第１のモバイルゲームコントローラへデータを向けるダウンリンクを備える、請求項９に記載のゲーム機システム。
前記第２のフェーズドアレイアンテナインタフェースは、逆指向性アレイアンテナを含む、請求項１に記載のゲーム機システム。
前記逆指向性アレイアンテナは、
２次元アレイとして配置されて所定の搬送波周波数のミリ波信号を受信する複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子と結合された位相共役回路と、
前記所定の搬送波周波数の２倍の周波数の信号を与える局部発振器と、を備える、
請求項１５に記載のゲーム機システム。
第２のフェーズドアレイアンテナインタフェースは、アップリンクでのデータ送信のための変調回路を含む、請求項１に記載のゲーム機システム。
前記ゲーム機本体はさらに、
前記近接度データに少なくとも部分的に基づいて対象物の位置をグラフィカルに示すディスプレイ装置と結合するためのディスプレイインタフェースを備える、
請求項１に記載のゲーム機システム。
前記第１のフェーズドアレイアンテナおよび前記第２のフェーズドアレイアンテナは、両方とも、アンテナ素子の２次元アレイを備える、請求項１に記載のゲーム機システム。
前記送受信回路は、３０ＧＨｚから３００ＧＨｚの間の周波数範囲内で動作する、請求項１に記載のゲーム機システム。
前記第２の送受信回路は、
ダウンリンクの受信端を形成する受信回路を備え、前記受信回路は、振幅一定の変調形式に従って変調されたデータを受信する、
請求項８に記載のゲーム機システム。
前記受信回路は、
前記受信された変調済みデータをダウンコンバートする中間周波数ミキサアレイと、
前記中間周波数ミキサアレイと結合されて前記データを復調するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの出力に配置されたスライシング閾値比較回路と、を備える、
請求項２１に記載のゲーム機システム。
前記第２の送受信回路は、
アップリンクの送信端を形成する送信回路を備え、前記送信回路は、符号拡散方法に従ってデータを送信する、
請求項８に記載のゲーム機システム。
前記送信回路は、
入力データストリームから、変調されたデータを生成する線形変調器と、
前記変調されたデータと混合するチッピング符号を生成する拡散符号生成器と、
前記チッピング符号と混合された前記変調されたデータと混合する、所定周波数の搬送波信号を発生させる搬送波周波数発生器と、を備える、
請求項２３に記載のゲーム機システム。
前記第１の送受信回路は、
ダウンリンクの送信端を形成する受信回路を備え、前記送信回路は、振幅一定の変調形式に従って変調されたデータを送信する、
請求項１に記載のゲーム機システム。
前記送信回路は、
入力データを受信するベースバンド処理装置と、
前記ベースバンド処理装置と結合されて前記ベースバンド処理されたデータを変調するシフトキーイング変調器と、
前記受信された変調済みデータをＲＦ信号にアップコンバートするミキサと、を備える、
請求項２５に記載のゲーム機システム。
前記第１の送受信回路は、アップリンクの受信端を形成する受信回路を含み、前記受信回路は、符号拡散方法に従ってデータを受信する、請求項１に記載のゲーム機システム。
前記受信回路は、
前記受信されたＲＦ信号をダウンコンバートするダウンコンバータと、
前記ダウンコンバートされたデータと混合するチッピング符号を生成する拡散符号生成器と、
前記チッピング符号化された信号から前記データを復元するフィルタと、を備える、
請求項２７に記載のゲーム機システム。
ゲーム機本体と無線通信するモバイルゲームコントローラであって、
ミリ波指向性信号を所定の搬送波周波数で受信する送受信回路を備え、前記ミリ波送受信回路は逆指向性フェーズドアレイアンテナを含む、
モバイルゲームコントローラ。
前記逆指向性アンテナは、アクティブ位相共役回路と結合された複数のアンテナ素子を含む、請求項２９に記載のモバイルゲームコントローラ。
前記アクティブ位相共役回路は、
前記複数のアンテナ素子とそれぞれ結合された複数のミキサと、
前記複数のミキサと結合されて、前記受信されたミリ波指向性信号の前記所定の搬送波周波数の２倍の周波数で信号を発生させるように動作する局部発振器と、を備える、
請求項３０に記載のモバイルゲームコントローラ。
前記複数のアンテナ素子は、２次元アレイとして配置されている、請求項３０に記載のモバイルゲームコントローラ。
前記逆指向性フェーズドアレイアンテナは、パッシブ位相共役器を含む、請求項２９に記載のモバイルゲームコントローラ。
前記逆指向性フェーズドアレイアンテナアレイは、Van Attaアレイを備える、請求項３３に記載のモバイルゲームコントローラ。
前記逆指向性フェーズドアレイアンテナは、コーナー反射器を備える、請求項３３に記載のモバイルゲームコントローラ。
前記送受信回路は、
ダウンリンクの受信端を形成する受信回路を備え、前記受信回路は、振幅一定の変調形式に従って変調されたデータを受信する、
請求項２９に記載のモバイルゲームコントローラ。
前記受信回路は、
前記受信された変調済みデータをダウンコンバートする中間周波数ミキサと、
前記中間周波数ミキサと結合されて前記データを復調するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの出力に配置されたスライシング閾値比較回路と、を備える、
請求項３６に記載のモバイルゲームコントローラ。
前記送受信回路は、
アップリンクの送信端を形成する送信回路を備え、前記送信回路は、符号拡散方法に従ってデータを送信する、
請求項２９に記載のモバイルゲームコントローラ。
前記送信回路は、
入力データストリームから、変調されたデータを生成する線形変調器と、
前記変調されたデータと混合するチッピング符号を生成する拡散符号生成器と、
前記チッピング符号と混合された前記変調されたデータと混合する、所定周波数の搬送波信号を発生させる搬送波周波数発生器と、を備える、
請求項３８に記載のモバイルゲームコントローラ。
ゲーム機本体と無線通信するモバイルゲームコントローラであって、
前記ゲーム機本体からミリ波指向性信号を受信する手段と、
前記コントローラの位置特定のために、前記ミリ波指向性信号を、方向を変えて前記ゲーム機本体に返す手段と、
を備えるモバイルゲームコントローラ。
方向を変える前記手段は、逆指向性フェーズドアレイアンテナを備える、請求項４０に記載のモバイルゲームコントローラ。
ゲーム機本体に対する無線モバイルゲームコントローラの位置を特定する方法であって、
前記ゲーム機本体から送信された、方向角度情報を有する指向性信号により、局所的な領域をスキャンするステップと、
前記指向性信号を前記無線モバイルゲームコントローラにおいて受信し、前記指向性信号を、方向を変えて前記ゲーム機本体に返すステップであって、前記方向を変えられた指向性信号は前記方向角度情報を含んでいる、ステップと、
前記方向を変えられた信号を前記ゲーム機本体において検出するステップと、
前記検出された指向性信号から前記方向角度情報を識別するステップと、
前記方向角度情報から水平位置および垂直位置を抽出するステップと、
前記指向性信号に関連付けられたパラメータに少なくとも部分的に基づいて、前記ゲーム機本体に対する前記無線モバイルゲームコントローラの近接度を算定するステップと、
を含む方法。
データを前記ゲーム機本体で使用するために、前記方向を変えられた指向性信号を前記データで変調するステップ
をさらに含む、請求項４２に記載の方法。
データを前記無線モバイルゲームコントローラで使用するために、前記指向性信号を前記データで変調するステップ
をさらに含む、請求項４２に記載の方法。
位置に変化がないか、前記方向を変えられた方向角度情報を監視するステップ
をさらに含む、請求項４２に記載の方法。
前記方向角度および近接度データに基づいて、対象物の位置を表示するステップ
をさらに含む、請求項４２に記載の方法。
前記ゲーム機本体と前記無線モバイルゲームコントローラとの間に無線リンクを確立するステップ
をさらに含む、請求項４２に記載の方法。
第２の無線モバイルゲームコントローラをさらに含み、
前記ゲーム機本体と前記無線モバイルゲームコントローラとの間に複数の無線リンクを確立するステップをさらに含む、
請求項４２に記載の方法。
前記無線モバイルゲームコントローラから前記ゲーム機本体への無線リンクでデータを交換するステップ
をさらに含む、請求項４７に記載の方法。
前記ゲーム機本体から前記無線モバイルゲームコントローラへの無線リンクでデータを交換するステップ
をさらに含む、請求項４７に記載の方法。
前記複数の無線リンクは通信チャネルを定義し、前記チャネルは時分割される、
請求項４８に記載の方法。
前記複数の無線リンクは通信チャネルを定義し、前記チャネルは周波数分割される、
請求項４８に記載の方法。
前記複数の無線リンクは通信チャネルを定義し、前記チャネルは符号分割される、
請求項４８に記載の方法。
前記指向性信号に関連付けられた前記パラメータは、往復伝搬時間を含む、
請求項４２に記載の方法。
前記指向性信号に関連付けられた前記パラメータは、利用可能帯域幅を含む、
請求項４２に記載の方法。
ゲーム機本体から送信された、方向角度情報を有する指向性信号により、局所的な領域をスキャンする手段と、
前記指向性信号を無線モバイルゲームコントローラにおいて受信し、前記指向性信号を、方向を変えて前記ゲーム機本体に返す手段であって、前記方向を変えられた指向性信号は前記方向角度情報を含んでいる、手段と、
前記方向を変えられた信号を前記ゲーム機本体において検出する手段と、
前記検出された指向性信号から前記方向角度情報を識別する手段と、
前記方向角度情報から水平位置および垂直位置を抽出する手段と、
前記指向性信号に関連付けられたパラメータに少なくとも部分的に基づいて、前記ゲーム機本体に対する前記無線モバイルゲームコントローラの近接度を算定する手段と、
を備えるゲーム機システム。
ゲーム機本体と少なくとも１つの無線モバイルゲームコントローラとの間でデータを伝達する方法であって、
第１のミリ波無線リンクにより、前記少なくとも１つの無線モバイルゲームコントローラから前記ゲーム機本体へのアップリンクを確立するステップと、
第２のミリ波無線リンクにより、前記ゲーム機本体から前記少なくとも１つの無線モバイルゲームコントローラへのダウンリンクを確立するステップと、
を含む方法。
アップリンクを確立する前記ステップは、
前記少なくとも１つの無線モバイルゲームコントローラに固有の符号を割り当てるステップと、前記第１のミリ波無線リンクでの送信のために前記符号を拡散するステップと、を含む、
請求項５７に記載の方法。
前記符号を拡散する前記ステップは、前記拡散された符号をデータで変調するステップを含む、請求項５８に記載の方法。
前記符号を拡散する前記ステップは、前記符号を反転して論理１を表すステップと、前記符号を反転せずに論理０を表すステップと、を含む、請求項５９に記載の方法。
ダウンリンクを確立する前記ステップは、
振幅一定の変調形式でデータを変調するステップを含む、
請求項５７に記載の方法。
前記振幅一定の変調形式は、シフトキーイング変調技術を含む、請求項６１に記載の方法。