JP2023526586A

JP2023526586A - 超広帯域試験システム

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Publication number: JP2023526586A
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Inventors: ピルヒ、ハンス－ユルゲン
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Filing date: 2021-05-05
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Abstract

試験システムは、無線周波数（ＲＦ）遮蔽容器であって、被試験ＵＷＢ受信機デバイスを収容する遮蔽容器と、ＲＦ遮蔽容器内に配置されたＲＦアンテナと、ＲＦアンテナに動作可能に結合されたＵＷＢ送信機デバイスとを備える。ＵＷＢ送信機デバイスは、アンテナを使用してＲＦ遮蔽容器内でＵＷＢ信号を送信するように構成され、送信されたＵＷＢ信号は、最終使用環境内でＵＷＢ測距信号を送信した結果、最終使用環境内でＵＷＢ受信機デバイスに対して生じる結果信号のマルチパス成分（ＭＰＣ）を表す。

Description

本明細書で例示および説明される実施形態は、概して、超広帯域対応デバイスを含むアクセス制御システムアーキテクチャに関し、詳しくは、超広帯域対応デバイスを試験するためのシステムおよび方法に関する。

超広帯域（ＵＷＢ：Ｕｌｔｒａ－ＷｉｄｅＢａｎｄ）は、広い周波数スペクトルにわたって短い低電力のパルスを使用する無線周波数（ＲＦ）技術である。パルスは、毎秒数百万個程度の個別のパルスである。周波数スペクトルの幅は、概して、５００メガヘルツより大きいか、または計算上の中心周波数の２０パーセントより大きい。

基本的な物理アクセス制御システム（ＰＡＣＳ）構成を示す図である。超広帯域（ＵＷＢ）対応デバイスおよび到来角機能を含むスマートＵＷＢ対応デバイスの一例のブロック図である。ＵＷＢシームレスＰＡＣＳの一例の一部を示すブロック図である。図４Ａおよび図４Ｂは測距動作中に送信され得る無線パケットの例を示す図である。シームレスＰＡＣＳによる測距手順のデコンボリューション処理の一例を示す説明図である。シームレスＰＡＣＳのデバイスのための試験システムの図である。ＵＷＢ試験信号を決定するためのシミュレーション手法をグラフで示す図である。シミュレーションを使用してＵＷＢ試験信号を発生させることに関連する波形を示す図である。シームレスＰＡＣＳを動作させる方法のフロー図である。ＵＷＢ対応デバイスの一例の一部の概略ブロック図である。

ＵＷＢは、広い信号帯域幅を使用する無線通信方法である。広い帯域幅は、一般的に、信号の中心周波数の２０％より大きい－１０デシベル（－１０ｄＢ）帯域幅、または絶対値で５００メガヘルツ（５００ＭＨｚ）より大きい帯域幅のいずれかとして定義される。商用ＵＷＢシステムは、住居、オフィス、または産業用屋内エリアなどの複雑な環境で使用されることが意図されている。

一例として、ＵＷＢ無線通信は、物理アクセス制御システム（ＰＡＣＳ：ＰｈｙｓｉｃａｌＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ）において使用することができる。ＰＡＣＳは、人が保安ドアなどの物理的アクセスポイントを通過することを認証および承認する。ＰＡＣＳの環境は、用途（例えば、ホテル、住居、オフィス等）、技術（例えば、アクセスインタフェース技術、ドアの種類等）、および製造業者に基づいて大幅に異なる場合がある。

図１は、オフィス用途に有用な基本的なＰＡＣＳ構成の図である。アクセスクレデンシャル（ＡｃｃｅｓｓＣｒｅｄｅｎｔｉａｌ）は、データオブジェクト、知識（例えば、ＰＩＮ、パスワードなど）、または人の身元の証明を提供する人物の物理的な側面（例えば、顔、指紋など）である。クレデンシャルデバイス１０４は、アクセスクレデンシャルがデータオブジェクトである場合、アクセスクレデンシャルを記憶する。クレデンシャルデバイス１０４は、スマートカード又はスマートフォンであってもよい。クレデンシャルデバイスの他の例は、近接無線周波数識別ベース（ＲＦＩＤベース）カード、アクセス制御カード、クレジットカード、デビットカード、パスポート、識別カード、キーフォブ、近距離無線通信（ＮＦＣ：ｎｅａｒｆｉｅｌｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）対応デバイス、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、タグ、又は仮想クレデンシャルをエミュレートするように構成可能な任意の他のデバイスを含むが、これらに限定されない。

クレデンシャルデバイス１０４は、アクセスクレデンシャルと呼ぶことができる。読取デバイス１０２は、クレデンシャルデバイスが使用される際にアクセスクレデンシャルを取得して認証し、アクセスクレデンシャルをアクセスコントローラ１０６に送信する。アクセスコントローラ１０６は、アクセスクレデンシャルをアクセス制御リストと比較し、比較に基づいて、例えば、ドアの自動ロックを制御するなどによって、アクセスを許可または拒否する。

アクセスコントローラ１０６の機能は、読取デバイス１０２に含まれてもよい。これらの読取デバイスは、オフライン読取機またはスタンドアロン読取機と呼ぶことができる。ロック解除機構も含まれる場合、デバイスは、住宅用途でより典型的には使用されるスマートドアロックが参照される。スマートドアロック等のデバイスは、多くの場合、バッテリ駆動式であり、電力消費およびバッテリ寿命は、デバイスの主要パラメータであり得る。

ＰＡＣＳでは、アクセスシーケンスは、存在証明、意図検出、認証、および承認の４つの部分から構成される。ユーザはドアに近づき、ユーザのアクセスクレデンシャルまたはクレデンシャルデバイスを提示する。これは、シーケンスの存在証明および意図部分を提供する。読取デバイスは、アクセスクレデンシャルの有効性をチェックし（認証部分）、それを（例えば、ローカルエリアネットワークまたはＬＡＮを使用して）アクセスコントローラに送信し、アクセスコントローラは、アクセスを許可または拒否する（承認部分）。シームレスアクセス制御は、カード読取機でアクセスカードを入力またはスワイプすること、あるいは個人識別番号（ＰＩＮ）またはパスワードを入力することなど、ユーザの面倒な操作を必要とせずに、制御されたポータルにより承認されたユーザに対して物理アクセスが許可されることを指す。

インパルス無線超広帯域（ＩＲ－ＵＷＢ、または単にＵＷＢ）は、安全な方法で存在証明情報を提供することができる。ＵＷＢシステムの広い帯域幅は、狭帯域技術の性能を制限し得る効果である周波数選択性フェージングに対する高レベルの耐性を提供する。ＵＷＢの安全で正確な測距能力によって、ユーザによる操作の必要なしに存在および意図を判定するために測距を使用することができるため、ＵＷＢがシームレスアクセスを可能にする適切な技術となる。

図２は、ＵＷＢ対応デバイス２０２（例えば、読取デバイスまたは読取機・コントローラデバイス）およびスマートＵＷＢ対応デバイス２０４（例えば、スマートフォンクレデンシャルデバイス）の一例のブロック図である。ＵＷＢ対応デバイスによる測距を使用して、ユーザの意図を判定することができる。意図は、ＵＷＢ対応デバイス２０２とスマートＵＷＢ対応デバイス２０４との間の距離の変化によって、およびＵＷＢ対応デバイス２０２とスマートＵＷＢ対応デバイス２０４との角度の変化によって推定することができる。

ＵＷＢ対応デバイスは、飛行時間（ＴＯＦ：Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ）双方向測距（ＴＷＲ：ＴｗｏＷａｙＲａｎｇｉｎｇ）を使用して測距を実行することができる。ＴＷＲでは、ＵＷＢ対応デバイス（例えば、読取デバイス）とスマートＵＷＢ対応デバイス（例えば、ＵＷＢ対応スマートフォン）との間で無線パケットが交換される。読取デバイスとスマートフォンとの間のパケットの送信および受信のためのタイミング差を使用して、距離および角度の一方または両方の変化などの測距情報を算出して、意図を判定することができる。

図３は、ＵＷＢシームレスＰＡＣＳの一例の一部を示すブロック図である。送信機デバイス３０４は、ユーザのスマートＵＷＢ対応デバイスであり、受信機デバイス３０２は、ＵＷＢ読取デバイスであり得る。送信機デバイス３０４はＵＷＢ信号３１２を送信し、受信機デバイス３０２はＵＷＢ信号３１４を受信する。送信信号は、測距動作の一部として送信され得る。

しかしながら、本明細書で前述したように、ＵＷＢシステムの環境は複雑であり得る。これらの環境では、信号反射および回折が重要な役割を果たす。受信ＵＷＢ信号３１４は、送信信号の減衰され、遅延され、場合によっては重複したバージョンの合計であり得、受信ＵＷＢ信号は、（受信機／送信機の移動または環境の変化に起因して）経時的に変化し得る。受信機デバイス３０２によって感知される送信信号のこれらの異なるバージョンは、マルチパス成分（ＭＰＣ：ｍｕｌｔｉｐａｔｈｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）と呼ぶことができる。

シームレスＰＡＣＳによる測距動作では、第１の経路を識別し、到達時間（ＴＯＡ：Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ａｒｒｉｖａｌ）を決定することが重要である。その理由は、第１の経路が送信機デバイス３０４と受信機デバイス３０２との間の距離を最も代表しているからである。しかしながら、第１の経路成分の強度は、環境に依存し得る。受信ＵＷＢ信号３１４は、最大振幅を有する第１の経路成分３１８と、他の成分よりも小さい振幅を有する第１の経路成分３２０とを示す。より小さい振幅は、送信機デバイス３０４と受信機デバイス３０２との間に直接的な経路が存在しない、図３の遮られた直線距離（ＬＯＳ：Ｌｉｎｅ－ｏｆ－Ｓｉｇｈｔ）シナリオにおいて発生し得る。

ＬＯＳＴＯＡを正確に検出するために、受信機のダイナミックレンジが、相関を使用して改善される。相関演算において、チャネルインパルス応答（ＣＩＲ：ＣｈａｎｎｅｌＩｍｐｕｌｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅ）が、受信機デバイス３０２の相関器によって決定または推定される。相関器は、着信ＵＷＢ信号の無線パケットに関連付けられた既知のパルスパターンに対してデコンボリューション（ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）を実行する。既知のパルスパターンのシンボルは完全な周期的自己相関特性を有するため、直接相関によってＣＩＲを決定することが可能となる。

図４Ａおよび図４Ｂは、測距動作中に送信され得る無線パケットの例である。図４Ａにおいて、無線パケット４２０は、同期（ＳＹＮＣ）フィールド、フレーム開始デリミタ（ＳＦＤ：ｓｔａｒｔ－ｏｆ－ｆｒａｍｅｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）フィールドを含む。ＳＹＮＣフィールドは、所望の自己相関特性を提供するために反復Ｉｐａｔｏｖシーケンスを含むことができ、ＳＦＤフィールドは、スクランブルされたＩｐａｔｏｖシーケンスを含むことができる。また、無線パケット４２０は、物理層（ＰＨＹ）ヘッダ（ＰＨＲ）およびＰＨＹサービスデータユニット（ＰＳＤＵ）を含む。

図４Ｂでは、無線パケット４２２は、図４Ａと同様にＳＹＮＣフィールドおよびＳＦＤフィールドを含むが、スクランブルされたタイムスタンプシーケンス（ＳＴＳ）フィールドを含む。ＳＴＳフィールドを使用することによって、ＳＴＳフィールドが予測可能ではないため、追加のレベルのセキュリティが提供され、またＳＴＳフィールドを使用することによって、送信信号の周波数スペクトルにおいて周期性に関連するピーキングが発生することもない。

図５は、シームレスＰＡＣＳによる測距手順のデコンボリューション処理の一例を示す説明図である。波形５１０は、送信信号を表す。波形中のパルスは、送信された無線パケット内のビットを表す。波形５３０は、受信機デバイスによって受信される理論上のＣＩＲを表す。第１の経路の信号は、最大振幅を有し、第１の経路を使用して、測距手順に関する飛行時間（ＴＯＦ）が決定される。

波形５１４は、シームレスＰＡＣＳの環境における反射による実際の受信信号を表す。波形５３２は、デコンボリューションを使用して構築された推定理論ＣＩＲを表し、受信機デバイスが、波形５３２を使用して、ＴＯＦ情報を決定する。

ＰＡＣＳなどのＵＷＢシステムを実施する際の課題は、受信信号が反射マルチパス成分と直接マルチパス成分の合計であるため、受信信号の合計が環境ごとに固有なものになり得ることである。信号を受信するための回路およびデコンボリューションのためのアルゴリズムは、特定の環境に対して最適化される必要があり得る。しかしながら、ＵＷＢシステムを最適化するために時間のかかる設置手順なしに、ＵＷＢシステムを直ちに使用できることが望ましい。

図６は、ＵＷＢ対応デバイス（例えば、シームレスＰＡＣＳ）のための試験システム６００の図である。試験システム６００は、システムによって試験されるＵＷＢ受信機デバイス６０２を収容するためのＲＦ遮蔽容器６３６（例えば、ボックス）を含む。ＵＷＢ受信機デバイスは、ＵＷＢ読取デバイスまたはスマートＵＷＢ対応デバイスであり得る。また、試験システム６００は、ＲＦ遮蔽容器６３６内に配置されたＲＦアンテナ６３８と、ＵＷＢ送信機デバイス６４０とを含む。ＵＷＢ送信機デバイス６４０は、ＲＦアンテナに動作可能に結合され、かつアンテナを使用してＲＦ遮蔽容器内でＵＷＢ信号を送信するように構成される。ＵＷＢ送信機デバイス６４０は、ＵＷＢ信号帯域中で信号を送信するＵＷＢ物理層（ＰＨＹ）を含み得る。他の層は、ＵＷＢ送信機デバイス６４０の処理回路内に実装され得る。ＲＦ遮蔽容器６３６は、約２分の１立方メートルのサイズであってもよく、かつ容器内のアンテナによって送信される信号を減衰させるためのＲＦ減衰器を含み得る。

本明細書において以前に説明したように、最終使用環境内で送信されるＵＷＢ測距信号は、環境内で減衰され、遅延され、時間変動し、場合によっては重複する送信ＵＷＢ測距信号のバージョンとなり、環境内でＵＷＢ受信機デバイスが受信する信号は、反射信号が環境内で取り得る経路が多様であるために、ＭＰＣを含むことになる。アンテナを使用して、ＵＷＢ送信機デバイス６４０は、ＵＷＢ受信機デバイスが使用されることになる固有の最終使用環境内でＵＷＢ測距信号を送信することによって生じるＭＰＣを表すＵＷＢ信号をＲＦ遮蔽容器内で送信する。

表示信号（ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｓｉｇｎａｌ）を決定するために、電磁界シミュレーションソフトウェアを使用することができる。ソフトウェアを使用して、ユーザは、最終使用環境のモデルを設定し、次いで、モデル環境において１つまたは複数の測距信号を送信することをシミュレートすることができる。送信される１つの測距信号または複数の測距信号は、特定のパルスパターン、特定のプリアンブルを有する無線パケット、または環境内で使用される測距信号に対応するようにスクランブルされたタイムスタンプシーケンスを含む無線パケットのうちの１つまたは複数を含み得る。

図７は、ＵＷＢ送信機デバイスによって送信されるＵＷＢ試験信号が電磁界シミュレーションにより決定されるシミュレーション手法をグラフで示す。モデル環境７５０は、ソフトウェアを使用して展開され、かつモデル環境内ＵＷＢ受信機デバイス７５８の位置を示す。シミュレーション７５２は、モデル環境内で送信されたＵＷＢ測距信号をシミュレートして、環境７５４に対するＣＩＲを決定する。図７は、シミュレートされたＣＩＲ波形７５６を示す。

図８は、シミュレーションの波形を示す。一番上の波形８０５は、ＵＷＢ送信信号である。ＵＷＢ送信信号は、搬送周波数が示されていない無線パケットプリアンブルを含む。真ん中の波形８１０は、シミュレーションによって決定されたＣＩＲであり、一番下の波形８１５は、実際の環境内でＵＷＢ受信機デバイスが確認することになる信号を表す、試験システムのＵＷＢ送信機デバイスによって送信されるべき信号である。

被試験ＵＷＢ受信機デバイスは、ＵＷＢ受信機デバイスがＲＦ遮蔽容器内にある間に、ＵＷＢ測距信号に関する測距距離などの測距情報を決定する。いくつかの例では、ＵＷＢ受信機デバイスは、ＲＦ遮蔽容器内で受信したＵＷＢ信号のデコンボリューションを実行して、送信ＵＷＢ信号のチャネルインパルス応答（ＣＩＲ）を推定し、かつＴＯＦ情報を算出する。ＵＷＢ受信機デバイスがＵＷＢ対応ＰＡＣＳ読取デバイスである場合、読取デバイスは、通常の動作に従って距離または角度を算出することができ、試験の結果は、読取デバイスの試験ポートにおいて利用可能となり得る。被試験ＵＷＢ受信機デバイスが、スマートフォン等のスマートＵＷＢ対応デバイスである場合、試験アプリケーションまたは試験アプリは、試験を実施するために、スマートＵＷＢ対応デバイスにダウンロードされる必要があり得る。

試験システムのＵＷＢ送信機デバイスによって送信される信号を決定するための別の手法は、測定手法である。この手法では、試験の第１段階は、ＵＷＢ受信機デバイスが使用される実際の環境で行われる。ＵＷＢ測距信号などのＵＷＢ信号は、第１のアンテナおよびＵＷＢ送信機を使用して環境内で送信され得る。第２のアンテナまたは複数のアンテナを使用して、環境内の電磁応答が測定される。送信の結果として測定されたＭＰＣは、試験システムのＵＷＢ送信機デバイスによって送信されるべき信号に集合される（ａｇｇｒｅｇａｔｅｄ）ことができる。

この手法はシミュレーション手法よりも時間がかかるが、測定手法は、シミュレーション手法と同様に、ＵＷＢ試験信号が生成され、メモリに記憶されるか、または他の方法で記録され得るという結果をもたらす。試験は、生成されたＵＷＢ試験信号を使用して、試験システムを使用して複数回実行することができる。生成されたＵＷＢ試験は搬送可能であり、異なる試験システムに送信することができる。これは、異なる地理的場所に異なる開発エリアがある場合に有用である。ＵＷＢ試験信号が生成されると、ＵＷＢ試験信号は、ＵＷＢ受信機デバイスに関して異なる開発サイトの他の試験ユニットによって使用することができる。

図９は、ＵＷＢ受信機デバイスを試験する方法９００のフロー図である。ＵＷＢデバイスは、シームレスＰＡＣＳに含まれ得る。ＵＷＢ受信機デバイスは、ＵＷＢ対応読取デバイスまたは読取デバイス／制御デバイス等のＵＷＢ対応デバイスであり得る。いくつかの例では、ＵＷＢ受信機デバイスは、アクセス制御エリアへの物理的アクセスを得ることを望む人が使用するスマートフォンなどのスマートＵＷＢ対応デバイスである。

９０５において、ＵＷＢ信号が、被試験ＵＷＢ受信機デバイスを収容したＲＦ遮蔽容器内で送信される。送信信号は、最終使用環境内でＵＷＢ測距信号を送信した結果、最終使用環境内でＵＷＢ受信機デバイスに対して生じる結果信号のマルチパス成分（ＭＰＣ）を表す。いくつかの例では、送信信号は、被試験ＵＷＢ受信機デバイスとは別個のＵＷＢデバイスによって送信されることになるＵＷＢ測距信号の反射に起因して最終使用環境内で生じるＭＰＣを表す。ＲＦ遮蔽容器内で送信される信号は、シミュレーションまたは事前の測定によって決定され得る。

９１０において、ＲＦ遮蔽容器内のＵＷＢ受信機デバイスは、ＲＦ遮蔽容器内で受信した信号を使用して測距距離を決定する。これにより、ＵＷＢ測距信号が最終使用環境内で送信されたときに、ＵＷＢ受信機デバイスが距離を決定する際に何らかの困難を有するかどうかが決定される。

本明細書で説明されるデバイス、システム、および方法は、ＵＷＢ対応デバイスを試験するための再現可能な技法を提供するため、開発が異なる地理的場所の異なるエリアにあり得る場合であっても、ＵＷＢデバイスの展開の効率化につながる。ＵＷＢ対応物理アクセス制御システムに関する例を説明したが、本デバイス、システム、および方法は、他のＵＷＢシステム用途のためのＵＷＢデバイスの展開を効率化するために使用することができる。

図１０は、本明細書で説明および図示されるデバイスアーキテクチャをサポートするための、ＵＷＢ対応デバイス１０００（例えば、組み込みデバイス）の様々な例示的なコンポーネントの概略ブロック図である。図１０のデバイス１０００は、例えば、クレデンシャルＵＷＢ対応デバイスの所有者の権限、ステータス、権利、および／または特権に対する資格のクレデンシャル情報を認証するＵＷＢ対応読取デバイスであり得る。基本レベルでは、読取デバイスは、インタフェース（例えば、１つまたは複数のアンテナおよび集積回路（ＩＣ）チップ）を含むことができ、インタフェースは、読取デバイスが、クレデンシャルデバイスまたは読取デバイスなどの別のデバイスとデータを交換することを可能にする。クレデンシャルデバイスの一例は、クレデンシャルデバイスの所有者が読取デバイスによって保護されたセキュアな領域またはアセットにアクセスすることを可能にするデータが格納されたＲＦＩＤスマートカードである。

特に図１０を参照すると、本明細書において説明および図示されるデバイスアーキテクチャをサポートするためのＵＷＢ対応デバイス１０００の追加の例は、概して、メモリ１００２、プロセッサ１００４、１つまたは複数のアンテナ１００６、通信ポートまたは通信モジュール１００８、ネットワークインタフェースデバイス１０１０、ユーザインタフェース１０１２、および電源１０１４または電源供給装置のうちの１つまたは複数を含み得る。

メモリ１００２は、処理回路によるアプリケーションプログラミングまたは命令の実行に関連して使用あれ、かつメモリ１００２は、プログラム命令または命令セット１０１６および／またはクレデンシャルデータ、クレデンシャル承認データ、またはアクセス制御データもしくは命令などの承認データ１０１８、ならびに上述のデバイスアーキテクチャをサポートするために必要とされるかまたは所望とされる任意のデータ、データ構造、および／またはコンピュータ実行可能命令の一時的または長期的な記憶のために使用され得る。例えば、メモリ１００２は、デバイス１０００の他のコンポーネントを動作させるため、クレデンシャル又は承認データ１０１８に基づいてアクセス判定を行うため、及び／又は例えば図９の方法などの本明細書に記載された任意の機能又は動作のいずれかを実行するために処理回路のプロセッサ１００４によって使用される実行可能命令１０１６を含むことができる。メモリ１００２は、デバイス１０００によって、またはデバイス１０００に関連して使用するためのデータ、プログラムコード、または命令を含み、記憶し、通信し、または転送することができる任意の媒体であり得るコンピュータ可読媒体を含むことができる。コンピュータ可読媒体は、例えば、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、または半導体のシステム、装置、またはデバイスとすることができるが、これらに限定されない。適切なコンピュータ可読媒体のより具体的な例は、１つまたは複数のワイヤを有する電気接続、またはポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、任意のソリッドステートストレージデバイス、一般的なコンパクトディスク読取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、または他の光または磁気ストレージデバイスなどの有形の記憶媒体を含むが、これらに限定されない。コンピュータ可読媒体は、これと混同されるべきではないが、コンピュータ可読媒体の全ての物理的な、非一時的な、または類似の実施形態をカバーすることを意図したコンピュータ可読記憶媒体を含む。

プロセッサ１００４は、１つまたは複数のコンピュータ処理デバイスまたはリソースに対応することができる。例えば、プロセッサ１００４は、シリコンとして、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、任意の他のタイプの集積回路（ＩＣ）チップ、ＩＣチップの集合などとして提供され得る。より具体的な例として、プロセッサ１００４は、マイクロプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、または内部メモリ１０２０および／もしくはメモリ１００２に保存された命令セットを実行するように構成された複数のマイクロプロセッサまたはＣＰＵとして提供され得る。

アンテナ１００６は、１つまたは複数のアンテナに対応することができ、デバイス１０００と別のデバイスとの間の無線通信を提供するように構成され得る。１つまたは複数のアンテナ１００６は、ＩＥＥＥ８０２．１５．１、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈＬｏｗＥｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）、近距離無線通信（ＮＦＣ：ｎｅａｒｆｉｅｌｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ、Ｗｉ－Ｆｉ、ＲＦ、ＵＷＢ等を含むが、これらに限定されない１つまたは複数の無線通信プロトコルおよび動作周波数を使用して動作するために、１つまたは複数の物理（ＰＨＹ）層１０２４に結合され得る。一例では、アンテナ１００６は、帯域内動作／通信にはＵＷＢを使用し、帯域外（ＯＯＢ：ｏｕｔ－ｏｆ－ｂａｎｄ）動作／通信にはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（例えば、ＢＬＥ）を使用して動作するために、１つまたは複数の物理層１０２４に結合された１つまたは複数のアンテナを含み得る。しかしながら、ＩＥＥＥ５０２．１５．１、近距離無線通信（ＮＦＣ）、ＺｉｇＢｅｅ、ＧＳＭ、ＣＤＭＡ、Ｗｉ－Ｆｉなどの任意のＲＦＩＤまたはパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ：ｐｅｒｓｏｎａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ）技術が、代替的または追加的に、本明細書において説明されるＯＯＢ動作／通信に使用されてもよい。

デバイス１０００は、通信モジュール１００８および／またはネットワークインタフェースデバイス１０１０をさらに含み得る。通信モジュール１００８は、任意の適切な通信プロトコルに従って、デバイス１０００に対して遠隔またはローカルの１つまたは複数の異なるシステムまたはデバイスと通信するように構成され得る。ネットワークインタフェースデバイス１０１０は、いくつかの転送プロトコル（例えば、フレームリレー、インターネットプロトコル（ＩＰ）、送信制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、ハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＴＰ）など）のうちのいずれか１つを利用して、通信ネットワークを介して、他のデバイスとの通信を可能にするハードウェアを含む。例示的な通信ネットワークは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、パケットデータネットワーク（例えば、インターネット）、携帯電話ネットワーク（例えば、セルラーネットワーク）、一般電話（ＰＯＴＳ：ＰｌａｉｎＯｌｄＴｅｌｅｐｈｏｎｅ）ネットワーク、無線データネットワーク（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）として知られるＩＥＥＥ８０２．１１規格ファミリー、ＷｉＭＡＸ（登録商標）として知られるＩＥＥＥ８０２．１６規格ファミリー）、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格ファミリー、およびピアツーピア（Ｐ２Ｐ）ネットワークなどを含むことができる。いくつかの例では、ネットワークインタフェースデバイス１０１０は、イーサネット（登録商標）ポートまたは他の物理ジャック、Ｗｉ－Ｆｉカード、ネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）、セルラーインタフェース（例えば、アンテナ、フィルタ、および関連する回路）などを含むことができる。いくつかの例では、ネットワークインタフェースデバイス１０１０は、単一入力複数出力（ＳＩＭＯ：ｓｉｎｇｌｅ－ｉｎｐｕｔｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｏｕｔｐｕｔ）技法、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ：ｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｉｎｐｕｔｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｏｕｔｐｕｔ）技法、または複数入力単一出力（ＭＩＳＯ：ｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｉｎｐｕｔｓｉｎｇｌｅ－ｏｕｔｐｕｔ）技法のうちの少なくとも１つを使用して無線通信するための複数のアンテナを含むことができる。いくつかの例示的な実施形態では、アンテナ１００６、通信モジュール１００８、および／またはネットワークインタフェースデバイス１０１０のうちの１つまたは複数、またはそれらのサブコンポーネントは、単一のモジュールまたはデバイスとして統合されてもよく、それらが単一のモジュールもしくはデバイスであるかのように機能もしくは動作してもよく、またはそれらの間で共有される複数の要素から構成されてもよい。

ユーザインタフェース１０１２は、１つまたは複数の入力デバイスおよび／または表示デバイスを含むことができる。ユーザインタフェース１０１２に含まれ得る適切なユーザ入力デバイスの例は、１つまたは複数のボタン、キーボード、マウス、タッチセンサ式表面、スタイラス、カメラ、マイクロフォンなどを含むが、これらに限定されない。ユーザインタフェース１０１２に含まれ得る適切なユーザ出力デバイスの例は、１つまたは複数のＬＥＤ、ＬＣＤパネル、ディスプレイ画面、タッチスクリーン、１つまたは複数のライト、スピーカなどを含むが、これらに限定されない。また、ユーザインタフェース１０１２は、タッチセンサ式ディスプレイなどのような、組み合わされたユーザ入力およびユーザ出力デバイスを含むことができることを理解されたい。

電源１０１４は、バッテリ、容量性電源、または同様のタイプの電荷蓄積デバイスなどの任意の適切な内部電源とすることができ、かつ／または外部電力をデバイス１０００の複数のコンポーネントのための適切な電力に変換（例えば、外部供給ＡＣ電力のＤＣ電力への変換）するのに適した１つまたは複数の電力変換回路を含むことができる。

また、デバイス１０００は、デバイスの様々なハードウェアコンポーネント間で通信を送信するように動作可能な１つまたは複数のインターリンクまたはバス１０２２を含むことができる。システムバス１０２２は、いくつかのタイプの市販のバス構造またはバスアーキテクチャのいずれかとすることができる。システムバスは、試験ポート１０２６に利用可能なＴＯＦ情報を提供することが可能であり得る。

追加の開示および例
例１は、無線周波数（ＲＦ）遮蔽容器であって、被試験ＵＷＢ受信機デバイスを収容する遮蔽容器と、ＲＦ遮蔽容器内に配置されたＲＦアンテナと、ＲＦアンテナに動作可能に結合され、アンテナを使用してＲＦ遮蔽容器内でＵＷＢ信号を送信するように構成されたＵＷＢ送信機デバイスとを備える主題（試験システム等）を含み、送信されたＵＷＢ信号は、最終使用環境内でＵＷＢ測距信号を送信した結果、ＵＷＢ受信機デバイスの最終使用環境内で生じる結果信号のマルチパス成分（ＭＰＣ）を表す。

例２において、例１の主題は、最終使用環境内で、特定のパルスパターンを含むＵＷＢ測距信号を送信していることを表すＵＷＢ信号を送信するように構成されたＵＷＢ送信機デバイスを任意選択的に含む。

例３において、例１および例２の一方または両方の主題は、最終使用環境内で、特定のプリアンブルを有する無線パケットを含むＵＷＢ測距信号を送信していることを表すＵＷＢ信号を送信するように構成されたＵＷＢ送信機デバイスを任意選択的に含む。

例４において、例１および例３の一方または両方の主題は、最終使用環境内で、スクランブルされたタイムスタンプシーケンスを含む無線パケットを含むＵＷＢ測距信号を送信していることを表すＵＷＢ信号を送信するように構成されたＵＷＢ送信機デバイスを任意選択的に含む。

例５において、例１乃至４の１つまたは任意の組み合わせの主題は、電磁場シミュレーションソフトウェアを使用して生成されたＵＷＢ信号を送信するように構成されたＵＷＢ送信機デバイスを任意選択的に含む。

例６において、例１乃至４のうちの１つまたは任意の組み合わせの主題は、最終使用環境内でＵＷＢ測距信号を送信した結果として生じた測定されたＭＰＣの集合であるＵＷＢ信号を送信するように構成されたＵＷＢ送信機デバイスを任意選択的に含む。

例７において、例１乃至６のうちの１つまたは任意の組み合わせの主題は、１つまたは複数のＲＦ減衰器を含むＲＦ遮蔽容器を任意選択的に含む。
例８において、例１乃至７のうちの１つまたは任意の組み合わせの主題は、ＵＷＢ測距信号に関する測距距離を決定するようにＲＦ遮蔽容器内で動作可能なＵＷＢ受信機デバイスを任意選択的に含む。

例９において、例８の主題は、ＲＦ遮蔽容器内で受信したＵＷＢ信号のデコンボリューションを実行して、送信されたＵＷＢ信号のチャネルインパルス応答（ＣＩＲ）を推定し、推定されたＣＩＲを使用して飛行時間情報を決定するように構成されたＵＷＢ受信機デバイスを任意選択的に含む。

例１０は、主題（シームレス物理アクセス制御システムのＵＷＢ受信機デバイスを試験する方法等）を含むか、またはそのような主題を含むように例１乃至９のうちの１つまたは任意の組合せと任意選択的に組み合わされ、主題は、ＵＷＢ受信機デバイスを収容するＲＦ遮蔽容器内でＵＷＢ信号を送信するステップであって、容器内で送信されるＵＷＢ信号は、最終使用環境内でＵＷＢ測距信号を送信した結果、最終使用環境内でＵＷＢ受信機デバイスに対して生じる結果信号のマルチパス成分（ＭＰＣ）を表す、ＵＷＢ信号を送信するステップと、ＵＷＢ受信機デバイスが、ＵＷＢ測距信号に関する測距距離を決定するステップと、を含む。

例１１において、例１０の主題は、ＵＷＢ受信機デバイスが、受信したＵＷＢ信号のデコンボリューションを実行して、送信されたＵＷＢ信号のチャネルインパルス応答（ＣＩＲ）を推定し、推定されたＣＩＲを使用して飛行時間情報を決定することを任意選択的に含む。

例１２において、例１０および１１の一方または両方の主題は、最終使用環境内で、特定のパルスパターンを含むＵＷＢ測距信号を送信していることを表すＵＷＢ信号を送信することを任意選択的に含む。

例１３において、例１０乃至１２のうちの１つまたは任意の組み合わせの主題は、最終使用環境内で、特定のプリアンブルを有する無線パケットを含むＵＷＢ測距信号を送信していることを表すＵＷＢ信号を送信することを任意選択的に含む。

例１４において、例１０乃至１２のうちの１つまたは任意の組み合わせの主題は、最終使用環境内で、スクランブルされたタイムスタンプシーケンスを含む無線パケットを含むＵＷＢ測距信号を送信していることを表すＵＷＢ信号を送信することを任意選択的に含む。

例１５において、例１０乃至１４のうちの１つまたは任意の組み合わせの主題は、電磁場シミュレーションソフトウェアを使用して生成されたＵＷＢ信号を送信することを任意選択的に含む。

例１６では、例１０乃至１４のうちの１つまたは任意の組み合わせの主題は、第１のアンテナを使用してＵＷＢ測距信号を送信するステップと、ＵＷＢ測距信号を送信した結果として生じた結果信号のＭＰＣを測定するステップと、結果信号のＭＰＣを、ＲＦ遮蔽容器内に送信されるＵＷＢ信号に集合させるステップとを任意選択的に含む。

例１７において、例１０乃至１６のうちの１つまたは任意の組み合わせの主題は、ＵＷＢ受信機デバイスがＵＷＢ対応読取デバイスであることを任意選択的に含む。
例１８は、命令を含むコンピュータ可読記憶媒体等の主題を含み（またはそのような主題を含むように例１乃至１７のうちの１つまたは任意の組合せと任意選択的に組み合わされ）、命令は、超広帯域（ＵＷＢ）デバイス試験ユニットの処理回路による実行時に、試験ユニットに、ＵＷＢデバイスを収容するＲＦ遮蔽容器内にＵＷＢ信号を送信するステップであって、容器内で送信されるＵＷＢ信号は、最終使用環境内でＵＷＢ測距信号を送信した結果、最終使用環境内でＵＷＢデバイスに対して生じる結果信号のマルチパス成分（ＭＰＣ）を表す、ＵＷＢ信号を送信するステップと、ＵＷＢ測距信号に関するＵＷＢデバイスからの測距距離を受信するステップとを含む動作を実行させる。

例１９において、例１８の主題は、試験ユニットに、最終使用環境内で、特定の同期パターンを含むＵＷＢ測距信号を送信していることを表すＵＷＢ信号を送信することを含む動作を実行させる命令を任意選択的に含む。

例２０において、例１８および１９の一方または両方の主題は、試験ユニットに、最終使用環境内で、スクランブルされたタイムスタンプシーケンスを含む無線パケットを含むＵＷＢ測距信号を送信していることを表すＵＷＢ信号を送信することを含む動作を実行させる命令を任意選択的に含む。

上記の例は、任意の置換または組み合わせで組み合わせることができる。上記の詳細な説明は、詳細な説明の一部を構成する添付図面への参照を含む。図面は、例示を目的として、本発明を実施することができる特定の実施形態を示す。これらの実施形態は、本明細書では「実施例」とも呼ばれる。本明細書において参照される全ての刊行物、特許、および特許文献は、参照により個々に組み込まれるかのように、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。本明細書と、参照により本明細書に援用されるこれらの文献との間に矛盾する使用法がある場合、援用される１つまたは複数の参照の使用法は、本明細書の使用法を補足するものと見なされるべきであり、調整不可能な不一致については、本明細書の使用法を優先する。

本明細書において、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」という用語は、特許文献において一般的であるように、「少なくとも１つ」または「１つまたは複数」の任意のその他の例または使用法とは独立的に、１つまたは複数を含むものとして使用されている。本明細書においては、「または」という用語は、別段の指示がない限り、非排他的なものを意味するように、或いは、「ＡまたはＢ」は、「ＡではなくＢ」、「ＢではなくＡ」、および「ＡおよびＢ」を含むように使用されている。本明細書では、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「この場合に（ｉｎｗｈｉｃｈ）」は、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「ここで（ｗｈｅｒｅｉｎ）」というそれぞれの用語の平易な英語の等価物として使用されている。また、添付の特許請求の範囲において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、オープンエンド型であり、即ち、特許請求の範囲におけるこれらの用語の後に列挙される要素に加えて要素を含むシステム、装置、物品、組成物、製剤、またはプロセスが、依然としてその特許請求の範囲内に含まれるものと見なされる。さらに、添付の特許請求の範囲において、「第１」、「第２」、および「第３」などの用語は、単にラベルとして使用されており、それらの対象に対して数値的要件を課すことを意図していない。

上記の説明は、例示なものであって、限定的なものではない。例えば、上述した例（又は、その１つまたは複数の態様）は、互いに組み合わせて使用されてもよい。例えば、上記の説明を検討した当業者によって他の実施形態が使用され得る。要約書は、読者が技術的開示の内容を迅速に確認することを可能にする目的で提供されている。要約書は、特許請求の範囲または意味を解釈または限定する目的で使用されないという理解の下で提供されている。上記の詳細な説明では、様々な特徴が本開示を簡素化するために共にグループ化され得る。これは、特許請求されていない開示された特徴が任意の請求項に必須であることを意図するものとして解釈されるべきではない。むしろ、主題は、特定の開示された実施形態の全ての特徴よりも少ない特徴に存在し得る。従って、添付の特許請求の範囲は、各請求項が別個の実施形態として独立している状態で、本明細書の詳細な説明に組み込まれ、そのような実施形態は、様々な組合せまたは置換において互いに組み合わせることができることが企図される。本範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が権利を有する均等物の全範囲とともに決定されるべきである。

Claims

試験システムであって、
無線周波数（以下、ＲＦとする）遮蔽容器であって、前記ＲＦ遮蔽容器は、被試験ＵＷＢ受信機デバイスを収容する、前記ＲＦ遮蔽容器と、
前記ＲＦ遮蔽容器内に配置されたＲＦアンテナと、
前記ＲＦアンテナに動作可能に結合され、アンテナを使用して前記ＲＦ遮蔽容器内でＵＷＢ信号を送信するように構成されたＵＷＢ送信機デバイスであって、送信されたＵＷＢ信号は、ＵＷＢ受信機デバイスの最終使用環境内でＵＷＢ測距信号を送信した結果、前記最終使用環境内で生じる結果信号のマルチパス成分（以下、ＭＰＣとする）を表す、前記ＵＷＢ送信機デバイスと、を備える試験システム。
前記ＵＷＢ送信機デバイスは、前記最終使用環境内で、特定のパルスパターンを含むＵＷＢ測距信号を送信していることを表すＵＷＢ信号を送信するように構成される、請求項１に記載の試験システム。
前記ＵＷＢ送信機デバイスは、前記最終使用環境内で、特定のプリアンブルを有する無線パケットを含むＵＷＢ測距信号を送信していることを表すＵＷＢ信号を送信するように構成される、請求項１に記載の試験システム。
前記ＵＷＢ送信機デバイスは、前記最終使用環境内で、スクランブルされたタイムスタンプシーケンスを含む無線パケットを含むＵＷＢ測距信号を送信していることを表すＵＷＢ信号を送信するように構成される、請求項１に記載の試験システム。
前記ＵＷＢ送信機デバイスは、電磁場シミュレーションソフトウェアを使用して生成されたＵＷＢ信号を送信するように構成される、請求項１に記載の試験システム。
前記ＵＷＢ送信機デバイスは、前記最終使用環境内で前記ＵＷＢ測距信号を送信した結果として生じた測定されたＭＰＣの集合であるＵＷＢ信号を送信するように構成される、請求項１に記載の試験システム。
前記ＲＦ遮蔽容器は、１つまたは複数のＲＦ減衰器を含む、請求項１に記載の試験システム。
前記試験システムは、前記ＵＷＢ受信機デバイスを含み、前記ＵＷＢ受信機デバイスは、前記ＵＷＢ測距信号に関する測距距離を決定するように前記ＲＦ遮蔽容器内で動作可能である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の試験システム。
前記ＵＷＢ受信機デバイスは、前記ＲＦ遮蔽容器内で受信したＵＷＢ信号のデコンボリューションを実行して、前記送信されたＵＷＢ信号のチャネルインパルス応答（以下、ＣＩＲとする）を推定し、推定されたＣＩＲを使用して飛行時間情報を決定するように構成される、請求項８に記載の試験システム。
シームレス物理アクセス制御システムの超広帯域（以下、ＵＷＢとする）受信機デバイスを試験する方法であって、
前記ＵＷＢ受信機デバイスを収容するＲＦ遮蔽容器内でＵＷＢ信号を送信するステップであって、容器内で送信される前記ＵＷＢ信号は、最終使用環境内でＵＷＢ測距信号を送信した結果、前記最終使用環境内で前記ＵＷＢ受信機デバイスに対して生じる結果信号のマルチパス成分（以下、ＭＰＣとする）を表す、前記ＵＷＢ信号を送信するステップと、
前記ＵＷＢ受信機デバイスが、前記ＵＷＢ測距信号に関する測距距離を決定するステップと、を含む方法。
前記測距距離を決定するステップは、前記ＵＷＢ受信機デバイスが、受信したＵＷＢ信号のデコンボリューションを実行して、送信された前記ＵＷＢ信号のチャネルインパルス応答（以下、ＣＩＲとする）を推定し、推定されたＣＩＲを使用して飛行時間情報を決定することを含む、請求項１０に記載の方法。
前記ＵＷＢ信号を送信するステップは、前記最終使用環境内で、特定のパルスパターンを含むＵＷＢ測距信号を送信していることを表すＵＷＢ信号を送信することを含む、請求項１０に記載の方法。
前記ＵＷＢ信号を送信するステップは、前記最終使用環境内で、特定のプリアンブルを有する無線パケットを含むＵＷＢ測距信号を送信していることを表すＵＷＢ信号を送信することを含む、請求項１０に記載の方法。
前記ＵＷＢ信号を送信するステップは、前記最終使用環境内で、スクランブルされたタイムスタンプシーケンスを含む無線パケットを含むＵＷＢ測距信号を送信していることを表すＵＷＢ信号を送信することを含む、請求項１０に記載の方法。
前記ＵＷＢ信号を送信するステップは、電磁場シミュレーションソフトウェアを使用して生成されたＵＷＢ信号を送信することを含む、請求項１０に記載の方法。
前記ＵＷＢ信号を送信するステップは、
第１のアンテナを使用してＵＷＢ測距信号を送信することと、
前記ＵＷＢ測距信号を送信した結果として生じた結果信号のＭＰＣを測定することと、
前記結果信号の前記ＭＰＣを、前記ＲＦ遮蔽容器内に送信される前記ＵＷＢ信号に集合させることと、を含む、請求項１０に記載の方法。
前記ＵＷＢ受信機デバイスは、ＵＷＢ対応読取デバイスである、請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
命令を含むコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令は、超広帯域（以下、ＵＷＢとする）デバイス試験ユニットの処理回路による実行時に、試験ユニットに、
ＵＷＢデバイスを収容するＲＦ遮蔽容器内でＵＷＢ信号を伝送することであって、容器内で伝送される前記ＵＷＢ信号は、最終使用環境内でＵＷＢ測距信号を送信した結果、前記最終使用環境内で前記ＵＷＢデバイスに対して生じる結果信号のマルチパス成分（以下、ＭＰＣとする）を表す、前記ＵＷＢ信号を伝送することと、
前記ＵＷＢ測距信号に関する前記ＵＷＢデバイスからの測距距離を受信することと、を含む動作を実行させる、コンピュータ可読記憶媒体。
前記試験ユニットに、前記最終使用環境内で、特定の同期パターンを含むＵＷＢ測距信号を送信していることを表すＵＷＢ信号を送信することを含む動作を実行させる命令をさらに含む、請求項１８に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
前記試験ユニットに、前記最終使用環境内で、スクランブルされたタイムスタンプシーケンスを含む無線パケットを含むＵＷＢ測距信号を送信していることを表すＵＷＢ信号を送信することを含む動作を実行させる命令をさらに含む、請求項１８または１９に記載のコンピュータ可読記憶媒体。