JP3445974B2 - 通信信号を確実に受信するための方法およびシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の背景） （Ｉ．発明の分野） 本発明は、一般に電磁気通信（electromagnetic commun
ication）に関し、さらに詳細には通信信号を確実に受
け取るための方法およびシステムに関する。

【０００２】（ＩＩ．関連技術の説明） 通信リンクは、電磁波形式の電磁気信号（ＥＭ）を利用
して、第１の位置から第２の位置へ、アナログ形式また
はデジタル形式の電子情報を搬送する。これを実行する
場合、伝送される情報を含むベースバンド信号が、発振
信号上で印加され、第１の位置で変調された信号を生成
する。この変調された信号が、通信リンクを介して第２
の位置へ送られる。この第２の位置では、通常、変調さ
れた信号はベースバンド信号が回復可能なより低い周波
数にダウンコンバートされる。

【０００３】すべてのＥＭ信号は、時間領域および周波
数領域の両方で十分に記述することができる。図１Ａ
は、時間ｔ₀で始まり時間ｔ₁で終わる時間領域内のベー
スバンド信号１０２を示す。このベースバンド信号１０
２は、実世界での出来事（occurrence）をいくつでも表
すことができる。たとえばベースバンド信号１０２は、
所与の音響入力に対するマイクロフォンの電圧出力であ
ってよい。図１Ｂは、ベースバンド信号１０２の周波数
領域表示である、スペクトル１０４を図示する。スペク
トル１０４は、正しい相対位相と合計すると時間領域内
でベースバンド信号１０２を構築する、正弦成分の相対
振幅を示す。言いかえると、このスペクトル１０４は、
時間領域内でベースバンド信号１０２を構成する正弦波
の相対振幅および相対位相を表す。

【０００４】理論的に言えば、時間制限されたベースバ
ンド信号（ベースバンド信号１０２のように）は、無限
数の正弦周波数成分を有する。すなわち、スペクトル１
０４の「テール」は、無限に続くことになる。ただし、
スペクトル１０４の正弦成分の振幅は、周波数が増加す
ると減少する。ある地点では、より高い周波数成分を無
視し、ろ波することができる。残った最高の周波数が、
スペクトル１０４の「周波数帯域幅」（Ｂ）を規定す
る。たとえば、スペクトル１０４が人間の音声信号に対
応する場合、この帯域幅（Ｂ）はおよそ３．５ＫＨｚと
なる。言いかえれば、再構築される音声信号の品質に著
しい影響を与えずに、これらの３．５ＫＨｚを超える正
弦波をろ波することができる。

【０００５】周波数領域が最も簡単に表される信号は、
所与の周波数ｆ₀における単一の正弦波（またはトー
ン）のそれである。周波数ｆ₀を有する正弦波１０６お
よびそのスペクトル１０８が、それぞれ図１Ｃおよび１
Ｄに示されている。正弦信号は、「発振信号」とも呼ば
れる周期信号（または反復信号）の１タイプである。

【０００６】変調の効果を例示するために、一般変調方
式である振幅変調について以下に考察する。図１Ｅおよ
び１Ｆは、変調された（ｍｏｄ）信号１１０およびそれ
に対応する変調されたスペクトル１１２を示すものであ
る。変調された信号１１０は、ベースバンド信号１０２
で正弦波１０６を変調した振幅の結果である。時間領域
では、変調された信号１１０の振幅は、ベースバンド信
号１０２の振幅を追跡しながらも、正弦波１０６の周波
数を維持する。したがって、正弦波１０６がベースバン
ド信号１０２の「搬送信号」と呼ばれ、その周波数は
「搬送周波数」と呼ばれることが多い。本出願では、搬
送信号を変調するのに使用される情報信号を「変調ベー
スバンド信号」と呼ぶ。

【０００７】周波数領域では、振幅変調によってスペク
トル１０４を「ベースバンド」から搬送周波数ｆ₀に
「アップコンバート」し、この搬送周波数ｆ₀を中心に
鏡像を引起し、変調されたスペクトル１１２（図１Ｆ）
を発生する。この鏡像の効果は、変調されたスペクトル
１１２の帯域幅を、被変調スペクトル１０４の帯域幅に
比べて２倍である２Ｂにすることである。

【０００８】変調されたスペクトル１１２（図１Ｆ）
は、被変調スペクトル１０４とほぼ同じ形状（鏡像を考
慮した場合）として示される。これはＡＭ変調の例にお
ける場合であるが、当業者であれば周知であるように、
他の特有タイプの変調ではそうである場合とそうでない
場合がある。

【０００９】変調されたスペクトル１１２は、ＡＭ変調
が使用される場合に、第１の位置から第２の位置への伝
送中に、無線通信リンクを介して送信されるものを表す
周波数領域である。第２の位置で、変調されたスペクト
ル１１２は、ベースバンド信号１０２がベースバンドス
ペクトル１０４から再構築される「ベースバンド」にダ
ウンコンバートされる。しかしこれを実行するために
は、変調されたスペクトル１１２が実質的に変更されな
い状態で第２の位置に到達しなければならない。

【００１０】変調されたスペクトル１１２は、無線リン
クを介して伝送される間に干渉を受けやすい。これは、
第２の位置にある受信機を、（ｆ₀−Ｂ）から（ｆ₀＋
Ｂ）までの範囲内にある信号を受け入れて処理するよう
に設計しなければならないことが原因である。受信機の
アンテナは、定められた周波数帯内にあるすべての信号
をその発信元の如何にかかわらず受け入れる。図１Ｇに
見られるように、第２の送信機が（ｆ₀−Ｂ）から（ｆ₀
＋Ｂ）までの帯域内の妨害信号１１４を送信中の場合、
受信機は所期の変調されたスペクトル１１２と共に妨害
信号１１４を処理する。（本出願において妨害信号と
は、所期の変調されたスペクトルによって占有される帯
域内に共存する、発信元の如何にかかわらず望ましくな
いいずれかの信号である。この妨害信号は、妨害を意図
するものである必要はない。）妨害信号１１４のパワー
が十分に大きいと、変調されたスペクトル１１２は受信
機の処理中に崩れ、所期の情報信号１０２は適切に回復
されない。

【００１１】妨害マージンは、変調されたスペクトルが
妨害信号に対して有する妨害感受性（susceptibility）
を規定するものである。妨害マージンは、受信機が許容
可能であって、所期のベースバンド信号を再構築でき
る、妨害信号の最大振幅測定値である。たとえば受信機
が、変調されたスペクトル１１２より１０ｄＢ低い最大
妨害信号１１４を有するスペクトル１１２から情報信号
１０２を回復できる場合、妨害マージンは−１０ｄＢｃ
（すなわち搬送波からのｄＢ）であると表される。

【００１２】妨害マージンは、使用される変調のタイプ
に大きく依存している。たとえば振幅変調は、約−６ｄ
Ｂｃの典型的な妨害マージンを有することができる。周
波数変調（ＦＭ）は約−３ｄＢｃの妨害マージンを有す
ることができるので、より強力な妨害信号を許容できる
ため、ＡＭよりも妨害信号に対する耐性が大きい。

【００１３】米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）では、９０
２ＭＨＺから９２８ＭＨＺまでの帯域を、消費者製品向
けのオープン周波数帯域として確保した。これにより、
この消費者アプリケーション向けの９０２〜９２８ＭＨ
Ｚ内であれば、伝送される信号のパワーが指定された制
限値を超えない限り、操作資格を取得せずにだれでも信
号を伝送することができる。消費者アプリケーションの
例としては、無線コンピュータ装置、コードレス電話、
ＲＦ制御装置（たとえばガレージドア開閉装置）などが
挙げられる。したがって、この帯域内には、望ましくな
い妨害信号を送信する無限数の送信機が潜在的に存在す
ることになる。

【００１４】９００〜９２８ＭＨＺの周波数帯域は、妨
害が重大な問題である一例に過ぎない。妨害問題はこの
帯域に限られるものではなく、いかなる周波数において
も潜在的な問題である。

【００１５】ここで必要となるのが、潜在的に複数の妨
害信号が存在する環境において、変調された信号を確実
に受信するように改良された方法およびシステムであ
る。

【００１６】また、通信リンクを介して伝送中に、干渉
に対して耐性のある変調された信号を生成するための方
法およびシステムも必要である。

【００１７】さらに、かなり複雑で費用のかかるシステ
ムにせずに、標準の変調方式（たとえば、ＡＭ、ＦＭ、
ＰＭなど）よりも高い固有の妨害マージンを有する変調
された信号を生成するための方法およびシステムも必要
である。

【００１８】（発明の概要） 本発明は、通信信号を確実に受け取るための方法および
システム、ならびにその応用例を対象とする。

【００１９】一実施形態によれば、本発明は、変調ベー
スバンド信号を受け入れ、複数の冗長スペクトルを生成
するものであって、各冗長スペクトルは変調ベースバン
ド信号を表すための情報コンテントを含む。言いかえれ
ば、各冗長スペクトルには、この変調ベースバンド信号
を再構築するのに必要な、振幅情報、位相情報、および
周波数情報が含まれる。

【００２０】一実施形態において、第１の発振信号を変
調ベースバンド信号で変調することによって冗長スペク
トルが生成され、関連する変調されたスペクトルと共に
変調された信号を発生する。この変調された信号は、振
幅変調、周波数変調、位相変調、またはこれらを組み合
わせた変調のうち、いずれのタイプの変調を含めてもよ
いが、これらに限られるものではない。次いで変調され
たスペクトル内の（変調ベースバンド信号を表す）情報
は、情報コンテント内で変調されたスペクトルと実質的
に同じである複数の冗長スペクトルを得るために複製さ
れる。変調されたスペクトル内の情報は、第２の発振信
号で変調された信号を変調することによって複製可能で
ある。一実施形態では、この変調された信号が第２の発
振信号で位相変調され、この変調された信号の位相は第
２の発振信号に応じてシフトされる。代替の実施形態で
は、この変調された信号が第２の発振信号で周波数変調
され、この変調された信号の周波数は第２の発振信号に
応じてシフトされる。

【００２１】代替の実施形態では、第１の発振信号を被
変調信号で変調することによって、冗長スペクトルが生
成される。変調された信号は、第２の発振信号を変調ベ
ースバンド信号で変調することによって生成される。上
述のように、変調された信号は、振幅変調、周波数変
調、位相変調、またはこれらを組み合わせた変調のう
ち、いずれのタイプの変調を含めてもよいが、これらに
限られるものではない。一実施形態では、第１の発振信
号が変調された信号で位相変調され、この第１の発振信
号の位相は変調された信号に応じて変わる。代替の実施
形態では、第１の発振信号が変調された信号で周波数変
調され、この第１の発振信号の周波数は変調された信号
に応じて変わる。

【００２２】一実施形態では、冗長スペクトルは、通信
リンクを介して伝送される前に処理される。このスペク
トル処理には、冗長スペクトルによって占有される帯域
幅を減らすために、冗長スペクトルのサブセットを選択
するステップを含むことができる。さらにこのスペクト
ルの処理には、伝送されることを所望しない冗長スペク
トルに関連する任意の非変調トーンを減衰するステップ
も含むことができる。最終的にスペクトルの処理には、
通信媒体を介して伝送される前の周波数のアップコンバ
ートおよび増幅を含むことができる。

【００２３】冗長スペクトルが第１の位置で生成され、
通信媒体を介して第２の位置へ伝送されることが予想さ
れるが、これは必ずしも必要ではない。第２の位置で
は、復調されたベースバンド信号が、受信された冗長ス
ペクトルから回復される。このほとんど誤差のない復調
されたベースバンド信号の回復には、受信した冗長スペ
クトルをより低い周波数に変換するステップと、この冗
長スペクトルを別々のチャネルに分離するステップと、
この分離された冗長スペクトルからほとんど誤差のない
復調されたベースバンド信号を抽出するステップとが含
まれる。一実施形態では、誤差のない復調されたベース
バンド信号を抽出するには、分離された冗長スペクトル
をそれぞれ復調するステップと、復調されたベースバン
ド信号の誤差をそれぞれ分析するステップと、ほとんど
誤差のない復調されたベースバンド信号を選択するステ
ップとが含まれる。誤差のない復調されたベースバンド
信号とは、第１の位置で冗長スペクトルを生成するのに
使用された変調ベースバンド信号と実質的に同じ信号の
ことである。復調されたベースバンド信号内の誤差の検
出は、周期的冗長検査（ＣＲＣ）、パリティ検査（pari
ty check）、チェックサム（check sum）、または他の
任意の誤差検出方式を含む、いくつかの方法で実行でき
る。

【００２４】通信媒体を介して複数の冗長スペクトルを
伝送することの利点は、１または２以上の冗長スペクト
ルが伝送中に崩れた場合でも、所期の復調されたベース
バンド信号が回復できることである。所期の復調された
ベースバンド信号を回復することができるのは、変調ベ
ースバンド信号を再構築するのに必要な振幅情報、位相
情報、および周波数情報が、各冗長スペクトルに含まれ
ているからである。

【００２５】さらに、伝送用の冗長スペクトルのサブセ
ットを選択することにより、冗長スペクトルによって占
有される帯域幅を制御することができる。また、第２の
発振信号の周波数を調整することによって、冗長スペク
トル間の周波数間隔を制御することができる。したがっ
て、冗長スペクトルによって占有される帯域幅は調節可
能であり、通信システム設計者が簡単にカスタマイズす
ることができる。

【００２６】本発明のその他の特徴および利点、ならび
に本発明の様々な実施形態の構造および動作について、
添付の図面を参照しながら、以下に詳細に記載する。要
素が最初に表示された図は、通常、対応する参照番号の
最も左の文字および／または桁で示される。

【００２７】（好ましい実施形態の詳細な説明） （目次） １ 用語 ２ 本発明の概要 ３ 例示的環境

【００２８】４ 本発明の実施形態に従った実質的に同
じ情報内容を有する冗長スペクトルの生成 4.1 高水準の説明 4.1.1 操作説明 4.1.2 構造説明 4.2 例示的実施形態 4.2.1 変調されたスペクトルの複製による冗長スペクト
ルの生成 4.2.1.1 高水準の説明 4.2.1.1.1 操作説明 4.2.1.1.2 構造説明 4.2.1.2 実施形態の例示的構成要素 4.2.1.2.1 第１段階変調器 4.2.1.2.1.1 第１の実施形態：振幅変調モード 4.2.1.2.1.1.1 操作説明 4.2.1.2.1.1.2 構造説明 4.2.1.2.1.2 第２の実施形態：周波数変調モード 4.2.1.2.1.2.1 操作説明 4.2.1.2.1.2.2 構造説明 4.2.1.2.1.3 第３の実施形態：位相変調モード 4.2.1.2.1.3.1 操作説明 4.2.1.2.1.3.2 構造説明 4.2.1.2.1.4 他の実施形態 4.2.1.2.2 第２段階変調器（レプリケータ変調器） 4.2.1.2.2.1 第１の実施形態：変調された信号の位相変
調による変調されたスペクトルの複製 4.2.1.2.2.1.1 操作説明 4.2.1.2.2.1.2 構造説明 4.2.1.2.2.2 第２の実施形態：変調された信号の周波数
変調による変調されたスペクトルの複製 4.2.1.2.2.2.1 操作説明 4.2.1.2.2.2.2 構造説明 4.2.1.2.2.3 他の実施形態 4.2.1.3 実施態様例 4.2.1.3.1 第１段階変調器 4.2.1.3.1.1 可変抵抗器を備えたトランジスタ発振器と
してのＡＭ変調器 4.2.1.3.1.2 電圧制御水晶発振器としてのＦＭ変調器 4.2.1.3.1.3 同調式フィルタとしてのＰＭ変調器 4.2.1.3.1.4 他の実施態様 4.2.1.3.2 第２段階変調器（レプリケータ変調器） 4.2.1.3.2.1 同調式フィルタとしてのＰＭ変調器 4.2.1.3.2.2 ＰＭ変調器に関する他の実施態様 4.2.1.3.2.3 第２段階変調器に関する他の実施態様 4.2.2 変調された信号で発振信号を変調することによる
冗長スペクトルの生成 4.2.2.1 変調された信号で発振信号を位相変調すること
による冗長スペクトルの生成 4.2.2.1.1 高水準の説明 4.2.2.1.1.1 操作説明 4.2.2.1.1.2 構造説明 4.2.2.1.2 実施形態の構成要素例 4.2.2.1.2.1 第１段階変調器 4.2.2.1.2.1.1 第１の実施形態：振幅シフトキーイング
（ＡＳＫ）モードを含む振幅変調（ＡＭ） 4.2.2.1.2.1.2 第２の実施形態：周波数シフトキーイン
グ（ＦＳＫ）モードを含む周波数変調（ＦＭ） 4.2.2.1.2.1.3 第３の実施形態：位相シフトキーイング
（ＰＳＫ）モードを含む位相変調（ＰＭ） 4.2.2.1.2.1.4 他の実施形態 4.2.2.1.3 実施態様例 4.2.2.1.3.1 第１段階変調器１３２８ 4.2.2.1.3.1.1 可変ゲイントランジスタ増幅器としての
ＡＭ変調器 4.2.2.1.3.1.2 電圧制御水晶発振器としてのＦＭ変調器 4.2.2.1.3.1.3 同調式フィルタとしてのＰＭ変調器 4.2.2.1.3.1.4 他の実施態様 4.2.2.1.3.2 同調式フィルタとしての位相変調器１３３
２ 4.2.2.1.3.2.1 同調式フィルタとしての位相変調器１３
３２ 4.2.2.1.3.2.2 他の実施態様 4.2.2.2 変調された信号で発振信号を周波数変調するこ
とよる冗長スペクトルの生成 4.2.2.2.1 高水準の説明 4.2.2.2.1.1 操作説明 4.2.2.2.1.2 構造説明 4.2.2.2.2 実施形態の構成要素例 4.2.2.2.1 第１段階変調器 4.2.2.2.3 実施形態の実施態様例 4.2.2.2.3.1 第１段階変調器 4.2.2.2.3.1.1 可変ゲイン増幅器としてのＡＭ変調器 4.2.2.2.3.1.2 電圧制御発振器としてのＦＭ変調器 4.2.2.2.3.1.3 同調式フィルタとしてのＰＭ変調器 4.2.2.2.3.1.4 他の実施態様 4.2.2.2.3.2 周波数変調器 4.2.2.2.3.2.1 ＶＣＸＯとしての周波数変調器１３４０ 4.2.2.2.3.2.2 他の実施態様 4.2.2.3 他の実施形態 4.2.3 第２の変調された信号で第１の変調された信号を
変調することによる冗長スペクトルの生成 4.2.3.1 高水準の説明 4.2.3.1.1 操作説明 4.2.3.1.2 構造説明

【００２９】５ 通信媒体を介した伝送前のスペクトル
処理 5.1 高水準の説明 5.1.1 操作説明 5.1.2 構造説明 5.2 例示的実施形態 5.2.1 冗長スペクトルを処理する第１の実施形態 5.2.1.1 操作説明 5.2.1.2 構造説明 5.2.2 他の実施形態 5.2.3 実施態様例 5.2.3.1 周波数のアップコンバート 5.2.3.2 他の実施態様

【００３０】６ 実質的に同じ情報内容を有する冗長ス
ペクトルからの復調されたベースバンド信号の回復 6.1 高水準の説明 6.1.1 操作説明 6.1.2 構造説明 6.2 例示的実施形態 6.2.1 ダウンコンバート 6.2.1.1 冗長スペクトルと発振信号の混合によるダウン
コンバート 6.2.1.1.1 操作説明 6.2.1.1.2 構造説明 6.2.1.2 ユニバーサル周波数変換モジュールを使用した
ダウンコンバート 6.2.1.3 他の実施形態 6.2.2 スペクトル分離 6.2.2.1 冗長スペクトルのフィルタリングによるスペク
トル分離 6.2.2.1.1 操作説明 6.2.2.1.2 構造説明 6.2.2.2 ダウンコンバートおよびフィルタリング統一モ
ジュール（ＵＤＦ）を使用した、ダウンコンバートおよ
びスペクトル分離 6.2.2.3 他の実施形態 6.2.3 信号抽出 6.2.3.1 誤り検査および／または誤り訂正を使用した復
調による信号抽出 6.2.3.1.1 操作説明 6.2.3.1.2 構造説明 6.2.3.2 他の実施形態

【００３１】（１．用語） 本明細書で使用する様々な用語のほとんどについてこの
セクションで説明する。このセクションの内容は、例示
的および便宜的な目的でのみ記載されており、これに限
定されるものではない。当業者であれば、本明細書に記
載のすべての教示に基づいて、これら用語の意味が明ら
かになろう。これらの定義については、追加の詳細説明
を使用して本明細書全体を通じて考察される。 アナログ信号：異なる状態の間で変化する信号とは対照
的に、一定のまたは連続的に変動可能な信号。 ベースバンド：送信および／または受信に所望の任意の
汎用情報信号によって占められる周波数帯域。 ベースバンド信号：送信および／または受信に所望の任
意の汎用情報信号。 搬送周波数：搬送信号の周波数。典型的には、一般に変
調される伝送信号の中心周波数。 搬送信号：変調によって情報を搬送することが可能であ
って、変調によって変化することができる少なくとも１
つの特性を有するＥＭ波。 復調されたベースバンド信号：変調された信号の処理に
よって生じる信号。ある場合にはたとえば、変調された
搬送信号をダウンコンバートした結果生じる、中間周波
（ＩＦ）変調された信号を復調した結果生じるベースバ
ンド信号。他の場合には、ダウンコンバートと復調を組
み合わせたステップによって生じる信号。 デジタル信号：連続的な信号とは対照的に、異なる状態
の間で変化する信号。たとえば、デジタル信号の電圧
は、異なるレベル間でシフトする場合がある。 電磁スペクトル：電場および／または磁場内の変化によ
って特徴づけられる波を備えるスペクトル。このような
波は、空気、スペース、電線、ケーブル、液体、導波
管、マイクロストリップ、ストリップ線路、光ファイバ
などを含むがこれに限定されるものではない、天然およ
び人工の両方の、任意の通信媒体で伝播することができ
る。ＥＭスペクトルは、０ヘルツより大きいすべての周
波数を含む。 ＥＭ信号：ＥＭスペクトル内の信号。一般にＥＭ波とも
呼ばれる。特に記載のない限り、たとえそのように明確
に指定されていない場合であっても、本明細書で論じる
すべての信号はＥＭ信号である。 妨害信号：発信元の如何にかかわらず、所期の信号の適
切な受信および再構築を妨げる可能性のある、任意の望
ましくない信号のこと。 変調ベースバンド信号：発振信号）または搬送信号を変
調するために使用される、任意の汎用情報信号 。 冗長スペクトル：変調ベースバンド信号を構築するため
に必要な振幅、位相、および周波数に関する情報を含む
スペクトル。

【００３２】（２．本発明の概要） 本発明は、通信信号の受信を確実にするための方法およ
びシステム、ならびにその適用例を対象とする。

【００３３】一実施形態によれば、本発明は変調ベース
バンド信号を受け入れ、複数の冗長スペクトルを生成す
るものであって、各冗長スペクトルが変調ベースバンド
信号を表す情報内容を含む。言い換えれば、各冗長スペ
クトルがこの変調ベースバンド信号を再構築するために
必要な振幅、位相、および周波数情報を含む。

【００３４】一実施形態では、冗長スペクトルは、変調
ベースバンド信号によって第１の発振信号を変調するこ
とによって生成され、関連する変調されたスペクトルと
共に変調された信号を発生する。この変調された信号
は、振幅変調、周波数変調、位相変調、またはこれらの
組み合わせを含むがこれに限定されない、任意のタイプ
の変調によって発生可能である。この変調されたスペク
トル内の情報は、情報の内容が変調されたスペクトルと
実質的に同じである複数の冗長スペクトルを達成するた
めに複製することができる。変調されたスペクトルは、
第２の発振信号で変調された信号を変調することによっ
て複製することができる。一実施形態では、変調された
信号は第２の発振信号によって位相変調され、この変調
された信号の位相は第２の発振信号に応じてシフトされ
る。代替の実施形態では、変調された信号は第２の発振
信号によって周波数変調され、この変調された信号の周
波数は、第２の発振信号に応じてシフトされる。当業者
であれば、振幅変調を含むがこれに限定されることのな
い変調されたスペクトルが、他の変調実施形態を使用し
て複製できることを理解されよう。このような他の実施
形態は、本発明の範囲および趣旨の中に含まれる。

【００３５】代替実施形態では、第１の発振信号を被変
調信号で変調することによって冗長スペクトルが生成さ
れる。この変調された信号は、第２の発振信号を変調ベ
ースバンド信号で変調することによって生成される。前
述のように、この変調された信号は、振幅変調、周波数
変調、位相変調、またはそれらの組み合わせを含むがこ
れらに限定されることのない、任意のタイプの変調を行
った結果として生じることが可能である。一実施形態で
は、第１の発振信号は、変調された信号によって位相変
調され、この第１の発振信号の位相は、変調された信号
に応じて変化する。代替実施形態では、第１の発振信号
は、変調された信号によって周波数変調され、この第１
の発振信号の周波数は、変調された信号に応じて変化す
る。

【００３６】一実施形態では、冗長スペクトルは、通信
リンクを介して伝送される前に処理される。このスペク
トル処理には、冗長スペクトルによって占められる帯域
幅を減らすために冗長スペクトルのサブセットを選択す
るステップを含めることができる。さらにこのスペクト
ル処理には、伝送されることが望ましくない冗長スペク
トルに関連する任意の非変調トーンを減衰するステップ
も含めることができる。最後に、スペクトル処理には、
通信媒体を介して伝送する前の周波数のアップコンバー
トおよび増幅を含めることができる。

【００３７】冗長スペクトルが第１の位置で生成され、
通信媒体を介して第２の位置へ伝送されることが予想さ
れるが、必要ではない。この第２の位置で、受け取られ
た冗長スペクトルから復調されたベースバンド信号が回
復する。実質的に誤りのない復調されたベースバンド信
号の回復は、受け取られた冗長スペクトルをより低い周
波数へ変換するステップと、この冗長スペクトルを別々
のチャネルに分離するステップと、この分離された冗長
スペクトルからほとんど誤りのない復調されたベースバ
ンド信号を抽出するステップとを含む。一実施形態で
は、誤りのない復調されたベースバンド信号を抽出する
ステップに、分離されたそれぞれの冗長スペクトルを復
調するステップと、復調されたそれぞれのベースバンド
信号の誤りを分析するステップと、ほとんど誤りのない
復調されたベースバンド信号を選択するステップとが含
まれる。誤りのない復調されたベースバンド信号とは、
第１の位置で冗長スペクトルを生成するのに使用された
変調ベースバンド信号と実質的に同じもののことであ
る。復調されたベースバンド信号内で誤りを検出するス
テップは、巡回冗長検査（ＣＲＣ）、パリティチェッ
ク、チェックサム、または任意の他の誤り検出方式の使
用を含む、いくつかの方法で実行することができる。

【００３８】１つの通信媒体を介して複数の冗長スペク
トルを伝送することの利点は、１つまたは複数の冗長ス
ペクトルが伝送中に崩れた場合であっても、所期の復調
されたベースバンド信号が回復できることである。所期
の復調されたベースバンド信号が回復できるのは、各冗
長スペクトルが、変調ベースバンド信号の再構築に必要
な振幅、位相、および周波数情報を含んでいるからであ
る。

【００３９】さらに、伝送する冗長スペクトルのサブセ
ットを選択することによって、冗長スペクトルが占める
帯域幅を制御することができる。また、第２の発振信号
の周波数を調整することによって、冗長スペクトル間の
周波数間隔を制御することができる。したがって、冗長
スペクトルが占める帯域幅は調節可能であり、通信シス
テム設計者によって簡単にカスタマイズすることができ
る。

【００４０】（３．例示的環境） 図２Ａは、本発明が役立つ例示的通信システム２０１を
示す。この通信システム２０１は、基地局２０２、ディ
スパッチャ２０４、ドライバ２１０、ハンドセット２１
４、および信号２０６、２０８、２１２を含む。

【００４１】一実施形態では、ディスパッチャ２０４お
よびドライバ２１０は配送会社の従業員であって、無線
通信を利用して配送業務を行う。たとえば、ディスパッ
チャ２０４は、専用のページングネットワークを介して
ドライバ２１０に配送指示を送信する。基地局２０２
は、無線電話網の一部であり、そのカバレージエリア内
にあるハンドセット２１４を含むハンドセットに呼を送
る。一例では、基地局２０２およびディスパッチャ２０
４は同じ周波数帯域を利用する。

【００４２】図２Ａには、ディスパッチャ２０４が、変
調された信号２０６をドライバ２１０に送信している様
子が示されている。変調された信号２０６は、ドライバ
２１０に対する現在の配送指示を備えたページメッセー
ジである可能性があり、図２Ｂに示された対応する変調
されたスペクトル２１４を有する。同時に、基地局２０
２は、周波数ｆ_jamの純正弦波トーン（pure sinusoidal
tone）である、テスト信号２０８を送信中である。こ
のテスト信号２０８は、図２Ｃに示したスペクトル２１
６を有する。ドライバ２１０は移動式であるため、信号
２０６および２０８が組み合わさって信号２１２を整形
している地理的位置に到着する。図２Ｄに示すように、
信号２１２はスペクトル２１４と２１６の組み合わせを
含む。

【００４３】ドライバ２１０は、ディスパッチャ２０４
からのページメッセージを正しく再構築するために、ス
ペクトル２１４全体を受け取って処理しなければならな
い。そのためには、正しい振幅および位相に加えて、ス
ペクトル２１４内の正弦波を合計しなければならない。
望ましくない（妨害）スペクトル２１６内のパワーが十
分大きくなると、正弦波の合計は不正確になり、ドライ
バ２１０はデータ信号２０６内のメッセージを回復でき
なくなる。許容可能なスペクトル２１４の最大パワーレ
ベルは、ドライバ２１０の受信機の「妨害マージン」に
よって規定される。図２Ｄは、ＦＭ変調された信号を使
用することができる、３ｄＢに等しい妨害マージン２１
８を示す。すなわち、干渉スペクトル２１６のパワーレ
ベルがスペクトル２１４のパワーレベルの３ｄＢ以内の
場合、スペクトル２１４内で搬送されるメッセージを、
ドライバ２１０の受信機側で完全な状態に回復すること
はできない。

【００４４】（４．本発明の実施形態に従った実質的に
同じ情報内容を有する冗長スペクトルの生成） 以下の考察では、本発明に従って実質的に同じ情報内容
を有する冗長スペクトルを生成するための実施形態につ
いて説明する。本発明の説明には、高水準の説明、例示
的実施形態、および本発明の実施例が含まれる。

【００４５】（4.1 高水準の説明） このセクション（サブセクションを含む）では、本発明
の実施形態に従って実質的に同じ情報内容を有する冗長
スペクトルを生成するための、高水準の説明を行う。以
下の考察には、本発明の一実施形態に従って冗長スペク
トルを生成するための操作プロセスが含まれる。また、
例示的目的のためにこのプロセスを達成するための構造
上の記述も記載するが、これはいかなる方法でも本発明
を限定することを意図するものではない。特に、このセ
クションに記載されたプロセスは、任意数の構造上の実
施形態を使用して達成することが可能であって、そのう
ち少なくとも１つがこのセクションに記載されている。
構造上の記述の詳細は、当業者であれば本明細書の教示
に基づいて明らかになろう。

【００４６】（4.1.1 操作説明） 図３Ａは、本発明の実施形態に従って実質的に同じ情報
内容を有する複数の冗長スペクトルを生成するための、
操作ステップを示す流れ図３００である。それぞれの冗
長スペクトルが、変調ベースバンド信号を少なくとも実
質的に、または完全に再構築するために必要な情報を搬
送する。以下の考察では、図３Ｂ〜３Ｅに示された例示
的信号図に関する図３Ａのステップについて論ずる。

【００４７】ステップ３０２では、変調ベースバンド信
号３０８（図３Ｂに図示）が受け取られる。変調ベース
バンド信号３０８は、例示的目的でのみ表示された代表
的な情報信号であって、いかなる方法でも本発明を限定
することを意図するものではない。図３Ｂでは、変調ベ
ースバンド信号３０８をアナログ信号として表している
が、代替形態として、変調ベースバンド信号３０８はデ
ジタル信号またはこれらを組み合わせたものであっても
よい。

【００４８】変調ベースバンド信号３０８は、現実世界
で発生するあらゆる数の電圧（または電流）特性である
可能性がある。たとえば、本発明を制限することのない
典型的なアナログ変調ベースバンド信号は、音声入力な
どの所与の音響入力に対するマイクロフォンの電圧出力
である。さらに、本発明を制限することのない典型的な
デジタル変調ベースバンド信号は、デジタル化された音
声信号を表すデジタルビットストリーム、またはコンピ
ュータデータのデジタルビットストリームである可能性
もある。

【００４９】図３Ｃは、変調ベースバンド信号３０８の
周波数スペクトル３１０を示す。上記で論じたように、
任意の電気信号の周波数スペクトルは、正しい位相が合
計されたとき時間領域で十分に電気信号を再構築する正
弦波の相対振幅を示す。言い換えれば、スペクトル３１
０は、変調ベースバンド信号３０８を明確に表すために
必要な振幅、位相、および周波数情報を含む。したがっ
て、変調ベースバンド信号３０８およびスペクトル３１
０は、同じ電気信号の等価表現である。

【００５０】スペクトル３１０は、一般的な形状を有す
るものとして図３Ｃに表される。当業者であれば、スペ
クトル３１０の実際の形状が、特有の変調ベースバンド
信号３０８の入力に応じて変化することを理解されよ
う。スペクトル３１０は、帯域幅Ｂを有するが、これは
Ｂ（Ｈｚ）を超える周波数がスペクトル３１０内でほと
んど無視してもよい程度の振幅を有することを意味する
ものであり、したがって変調ベースバンド信号３０８を
再構築する際には一般的に無視することができる。（ス
ペクトル３１０などの）スペクトルは変調されないた
め、「ベースバンド」スペクトルと呼ばれることが多
い。これは、一般的により高い周波数に位置する変調さ
れたスペクトルとは異なる。

【００５１】図３Ｄは、スペクトル３１０およびそのイ
メージスペクトル３１１を示す。イメージスペクトル３
１１は、ＤＣ（０Ｈｚ）を中心とするスペクトル３１０
の鏡像である。イメージスペクトル３１１は実際には存
在しないため、図３Ｄでは破線で表示されている。後の
セクションでわかるように、当業者は、変調技術を使用
してより高い周波数にいったんアップコンバートされた
ベースバンド信号の形状および帯域幅を予測するため
に、ベースバンド信号のイメージスペクトルを示すこと
が多い。

【００５２】ステップ３０４では、変調ベースバンド信
号３０８を基にして、複数の冗長スペクトル３１２ａ〜
ｎ（図３Ｅ）が生成される。各冗長スペクトル３１２ａ
〜ｎが、変調ベースバンド信号３０８を実質的に再構築
するために必要な振幅、位相、および周波数情報を含
む。すなわち、各冗長スペクトル３１２ａ〜ｎは、スペ
クトル３１０と少なくとも実質的に同じ情報内容を含
む。生成されるスペクトル数に数の制限はなく、「ａ〜
ｎ」の指定は、いかなる方法でも制限を示唆することを
意味するものではない。

【００５３】一実施形態では、各冗長スペクトル３１２
ａ〜ｎがイメージスペクトルを含む。代替の実施形態で
は、各冗長スペクトル３１２ａ〜ｎは、各冗長スペクト
ル３１２ａ〜ｎに対してＢ（Ｈｚ）の帯域幅を生じさせ
るイメージスペクトルを抑制するように処理される。

【００５４】一実施形態では、冗長スペクトル３１２ａ
〜ｎは、ベースバンドに存在するスペクトル３１０より
も実質上高い周波数にある。これは、図３Ｅの周波数軸
中にブレーク３１４で示されている。

【００５５】一実施形態では、各冗長スペクトル３１２
ａ〜ｂ、ｄ〜ｎの振幅は、中央にある冗長スペクトル３
１２ｃからの周波数距離が増加するに従って「ロールオ
フ」する。たとえば図３Ｅに示すように、冗長スペクト
ル３１２ｂ、ｄは、中央の冗長スペクトル３１２ｃより
も振幅が低い。ただし、所与のスペクトル内にある周波
数成分の相対的な振幅および位相は保持されるため、振
幅のロールオフにもかかわらず、各冗長スペクトル３１
２ａ〜ｎは、変調ベースバンド信号３０８を再構築する
のに使用することができる。図３Ｅに示すように、この
振幅のロールオフは、中央のスペクトルからの間隔に比
例していることがわかる。しかし図の便宜性から、冗長
スペクトルを対象とする後続の図では振幅のロールオフ
が示されていない。

【００５６】ステップ３０６では、冗長スペクトル３１
２ａ〜ｎは通信媒体を介して伝送される。冗長スペクト
ル３１２ａ〜ｎは第１の位置で生成され、この通信媒体
を介して第２の位置へ送られることが予想されるが、こ
れは必須ではない。この第２の位置で、冗長スペクトル
は変調ベースバンド信号３０８を回復するように処理さ
れる。一実施形態では、この通信媒体は伝播による無線
通信リンクである。他の実施形態ではこの通信媒体が、
電線、光学リンク、液体、または他の任意の通信媒体を
含むことができる。

【００５７】前述のように、各冗長スペクトル３１２ａ
〜ｎは、変調ベースバンド信号３０８を実質的に再構築
するために必要な振幅、位相、および周波数情報を含
む。したがって、１つまたは複数の冗長スペクトル３１
２ａ〜ｎが通信媒体内の妨害信号によって崩れた場合で
も、変調ベースバンド信号３０８はなお、崩れていない
他の冗長スペクトル３１２ａ〜ｎのいずれかから回復す
ることができる。

【００５８】本発明の操作は例示的目的のために、図３
Ａの流れ図３００のような流れ図によって表されること
が多い。ただし、流れ図は例示的目的のためのみに使用
されるのであって、制限するためではないことを理解さ
れたい。たとえば本発明は、流れ図によって表される操
作上の実施形態に限定されるものではない。本明細書に
含まれる考察に基づく当業者であれば、これに代わる代
替の操作上の実施形態が明らかになろう。また、流れ図
の使用は、本発明を別々のまたはデジタルの操作に限定
するものであると解釈されるべきではない。実際問題と
して、本明細書の考察に基づく当業者であれば明らかな
ように、本発明は別々のまたは連続した操作を介して、
またはそれらを組み合わせた操作を介して達成すること
ができる。さらに、流れ図によって示される制御の流れ
は、例示目的のみで提供される。当業者であれば明らか
なように、他の操作上の制御の流れは、本発明の範囲お
よび趣旨を逸脱するものではない。

【００５９】（4.1.2 構造説明） 図３Ｆは、本発明の実施形態に従った伝送システム３１
７の構成図を示す。伝送システム３１７は、ジェネレー
タ３１８および（任意選択の）媒体インターフェース３
２０を備える。伝送システム３１７は、変調ベースバン
ド信号３０８を受け入れ、操作流れ図３００に示された
方法で複数の冗長スペクトル３１２ａ〜ｎを伝送する。
言い換えれば、伝送システム３１７は、流れ図３００中
で操作ステップを実行するための構造上の実施形態であ
る。ただし、本発明の範囲および趣旨には、流れ図３０
０中でステップを実行するための他の構造上の実施形態
が含まれることを理解されたい。本明細書に含まれる考
察に基づいた当業者であれば、こうした他の構造上の実
施形態の明細は明らかであろう。伝送システム３１７内
の構造上の構成要素に鑑みて、本発明をさらに詳しく図
示するために、流れ図３００について再考する。

【００６０】ステップ３０２では、ジェネレータ３１８
が、対応する周波数スペクトル３１０を有する変調ベー
スバンド信号３０８を受け入れる。ステップ３０４で
は、ジェネレータ３１８が複数の冗長スペクトル３１２
ａ〜ｎを生成する。各冗長スペクトル３１２ａ〜ｎは、
変調ベースバンド信号３０８を実質的に再構築するのに
必要な振幅、位相、および周波数情報を含む。したがっ
て、変調ベースバンド信号３０８を再構築するために、
各冗長スペクトル３１２ａ〜ｎを処理することができ
る。

【００６１】ステップ３０６では、（任意選択の）媒体
インターフェースモジュール３２０が、通信媒体３２２
を介して冗長スペクトル３１２ａ〜ｎを伝送する。一実
施形態では、通信媒体は無線リンクであり、（任意選択
の）媒体インターフェースモジュール３２０は冗長スペ
クトルを自由空間に伝送するアンテナである。他の実施
形態では、（任意選択の）媒体インターフェースモジュ
ール３２０は、モデム、コネクタ、または通信媒体にイ
ンターフェースする際に使用できる任意の他の装置のい
ずれか１つであってよい（ただしこれに限定されるもの
ではない）。

【００６２】（4.2 例示的実施形態） 以下の考察は、実質的に同じ情報内容を有する冗長スペ
クトルを生成するための例示的実施形態を説明するもの
であって、各冗長スペクトル内の情報内容が変調ベース
バンド信号を表す。第１の実施形態は、変調されたスペ
クトルを複製することによって冗長スペクトルを生成す
る。冗長スペクトルは、発振信号で変調された信号を変
調することによって複製可能である。第２の実施形態
は、変調された信号で発振信号を変調することによっ
て、冗長スペクトルを生成する。第３の実施形態は、第
２の変調された信号で第１の変調された信号を変調する
ことによって、冗長スペクトルを生成する。これらの実
施形態は、例示目的のために提供されるものであり、制
限するものではない。当業者であれば、本明細書に含ま
れる教示に基づいて他の実施形態が明らかになろう。

【００６３】（4.2.1 変調されたスペクトルの複製によ
る冗長スペクトルの生成） 以下の考察は、本発明の実施形態に従って、変調された
スペクトルを複製することによって冗長スペクトルを生
成するための方法およびシステムを対象とする。

【００６４】（4.2.1.1 高水準の説明） このセクション（サブセクションを含む）では、変調さ
れたスペクトルを複製することによって冗長スペクトル
を生成するための高水準の説明を行う。以下の考察に
は、変調されたスペクトルを複製することによって冗長
スペクトルを生成するための、例示的な操作プロセスが
含まれる。また本明細書では、このプロセスを達成する
ための構造上の説明が、例示目的のために記載されてい
るが、これはいかなる方法でも本発明を制限することを
意味するものではない。具体的には、このセクションに
記載されたプロセスは、少なくともそのうちの１つがこ
のセクションに記載されているいくつかの構造上の実施
態様を使用して達成することができる。構造上の説明の
詳細は、当分野の技術者であれば本明細書の教示に基づ
いて明らかになろう。

【００６５】（4.2.1.1.1 操作説明） 図４Ａは、図３Ａの流れ図３００をかなり詳細に図示し
た流れ図４００を示す。具体的に言えば、流れ図４００
は、ステップ３０４の操作をかなり詳細に図示する。前
述のように、ステップ３０４では、変調ベースバンド信
号３０８の入力に基づいて、複数の冗長スペクトルが生
成される。以下の考察では、図４Ｂ〜４Ｇに示した例示
的信号図に関して、流れ図４００のステップについて論
じる。

【００６６】ステップ３０２では、変調ベースバンド信
号３０８が受け入れられる。図４Ｂは、例示的な変調ベ
ースバンド信号３０８を示し、図４Ｃは、変調ベースバ
ンド信号３０８に関連する、対応するスペクトル３１０
およびイメージスペクトル３１１を示す。ここで説明す
るステップ３０２、信号３０８、およびスペクトル３１
０、３１１は、前述のもの、および図３Ａ〜３Ｄに示さ
れたものと同じであることに留意されたい。ここでは便
宜上再度図示する。

【００６７】ステップ４０２では、第１の発振信号４０
８（図４Ｄ）が生成される。第１の発振信号４０８は一
般に、特性周波数ｆ₁を備えた正弦波である。方形波を
含むがこれに限定されることのない、他の周期的波形が
使用可能である。したがって、第１の発振信号４０８
は、実質的にｆ₁でのトーンである周波数スペクトル４
１０を有する（図４Ｅ）。通常、第１の発振信号４０８
のｆ₁は、変調ベースバンド信号スペクトル３１０内で
最も高い周波数Ｂよりもかなり高く、これは図４Ｅ中の
周波数軸でブレーク４１１によって表される。例示的な
ものおよび限定されないものとして、スペクトル３１０
が代表的な音声信号の周波数成分を表す場合、スペクト
ル帯域幅Ｂはおよそ３．５ＫＨｚである。一方で、典型
的な第１の発振信号ｆ₁は、およそ１００ＭＨＺで動作
する。本発明は、これらの例示的周波数に限定されるも
のではない。他の実施形態では、他の周波数を使用する
ことができる。

【００６８】ステップ４０４では、第１の発振信号４０
８が変調ベースバンド信号３０８で変調され、その結果
変調された（ｍｏｄ）信号４１２が生じる（図４Ｆ）。
この変調された信号４１２は振幅変調（ＡＭ）の結果を
示し、変調ベースバンド信号３０８の振幅が第１の発振
信号４０８の振幅上に印可された。ＡＭは例示的目的で
のみ使用され、いかなる方法でも本発明を限定すること
を意味するものではない。振幅変調（ＡＭ）、周波数変
調（ＦＭ）、位相変調（ＰＭ）等、あるいはそれらの任
意の組み合わせを含むがこれらに限定されることのな
い、任意のタイプの変調を使用することができる。様々
な変調方式については、セクション4.2.1.2.1で調べ
る。

【００６９】変調された信号４１２は、第１の発振信号
４０８の特性周波数であるｆ₁をほぼ中心とした対応す
る変調されたスペクトル４１４（図４Ｆ）を有する。変
調されたスペクトル４１４は、受信機側で変調ベースバ
ンド信号３０８を再構築するのに必要な情報を搬送する
（すなわち、変調されたスペクトル４１４は、変調ベー
スバンド信号３０８を再構築するのに必要な振幅、位
相、および周波数情報を搬送する）。

【００７０】変調されたスペクトル４１４は、一般的な
形状および帯域幅を有する。変調されたスペクトル４１
４の実際の形状および帯域幅が、特有の変調ベースバン
ド信号３０８および第１の発振信号４０８を変調するの
に使用する変調タイプによって異なることは、当業者で
あれば理解されよう。

【００７１】ステップ４０６では、冗長スペクトル４１
６ａ〜ｎ（図４Ｈ）を作成するために、変調されたスペ
クトル４１４に含まれる情報が複製される。各冗長スペ
クトル４１６ａ〜ｎが変調されたスペクトル４１４から
複製されたものであるため、各冗長スペクトル４１６ａ
〜ｎは、受信機側で変調ベースバンド信号３０８を再構
築するために必要な情報を搬送する（すなわち、各冗長
スペクトル４１６は、変調ベースバンド信号３０８を再
構築するのに必要な振幅、位相、および周波数情報を搬
送する）。したがって、冗長スペクトル４１６ａ〜ｎの
うちの１つが妨害信号によって崩れた場合、他の冗長ス
ペクトル４１６ａ〜ｎのうちの１つからこの変調ベース
バンド信号３０８を回復することができる。

【００７２】ステップ３０６では、冗長スペクトル４１
６ａ〜ｎが通信媒体を介して伝送される。冗長スペクト
ル３１２ａ〜ｎは第１の位置で生成され、通信媒体を介
して第２の位置に送信されることが予想されるが、これ
は必須ではない。第２の位置では、変調ベースバンド信
号３０８を再構築するために冗長スペクトルが処理され
る。一実施形態では、通信媒体は無線通信リンクであ
る。各冗長スペクトル４１６ａ〜ｎは、隣接する冗長ス
ペクトル４１６ａ〜ｎからΔｆＨｚずつオフセットされ
ることが好ましい。たとえば、スペクトル４１６ｃはｆ
₁位置でセンタリングされ、スペクトル４１６ｂは（ｆ₁
−Δｆ）位置でセンタリングされる。理論的には、作成
される冗長スペクトル４１６ａ〜ｎの数に制限はない。

【００７３】（4.2.1.1.2 構造説明） 図４Ｉは、本発明の実施形態に従ったジェネレータ３１
８の構成図を示す。ジェネレータ３１８は、第１の発振
器４１８、第１段階の変調器４２０、およびレプリケー
タ（replicator）４２２を備える。ジェネレータ３１８
は変調ベースバンド信号３０８を受け入れ、操作流れ図
４００に示された方法で複数の冗長スペクトル４１６ａ
〜ｎを生成する。言い換えれば、ジェネレータ３１８
は、流れ図４００の操作ステップを実行するための構造
上の実施形態である。ただし、本発明の範囲および趣旨
には、流れ図４００のステップを実行するための他の構
造上の実施形態が含まれることを理解されたい。当業者
であれば、本明細書に含まれる考察に基づいた他の構造
上の実施形態の明細が明らかになろう。ジェネレータ３
１８内の構造上の構成要素に鑑みて、本発明をさらに詳
しく図示するために流れ図４００について再考する。

【００７４】ステップ４０２では、第１の発振器４１８
が第１の発振信号４０８を生成する。前述のように、第
１の発振信号４０８は実質的に周波数ｆ₁の正弦波であ
る。一般に、第１の発振信号４０８は、スペクトル３１
０の帯域幅Ｂよりも実質的にかなり高い周波数ｆ₁を備
えており、これは変調ベースバンド信号３０８内で最も
高い周波数成分を表す。たとえば、スペクトル３１０の
代表的な帯域幅Ｂはおよそ１０ＫＨｚであり、ｆ₁の代
表的な値はおよそ１００ＭＨＺである。

【００７５】ステップ４０４では、変調器４２０が変調
ベースバンド信号３０８で第１の発振信号４０８を変調
し、その結果、対応する変調されたスペクトル４１４を
備えた変調された信号４１２になる。前述のように、変
調器４２０はどのようなタイプの変調器であってもよ
く、後述のセクションでさらに詳しく調べる。変調され
たスペクトル４１４は、第１の発振信号４０８の周波数
であるｆ₁付近でセンタリングされる。変調されたスペ
クトル４１４は、変調ベースバンド信号３０８を再構築
するのに必要な振幅および周波数情報を含む。

【００７６】ステップ４０６では、レプリケータ４２２
が、冗長スペクトル４１６ａ〜ｎを生成するために変調
されたスペクトル４１４内の情報を複製する。各冗長ス
ペクトル４１６ａ〜ｎは、変調されたスペクトル４１４
内の情報の実質的なコピーを含むため、変調ベースバン
ド信号３０８を再構築するために使用することができ
る。これは、各冗長スペクトル４１６ａ〜ｎが、変調ベ
ースバンド信号３０８を再構築するための相対的な振
幅、位相、および周波数情報を含むためである。

【００７７】ステップ３０６では、（任意選択の）媒体
インターフェース３２０が通信媒体３２２を介して冗長
スペクトル４１６ａ〜ｎを伝送する。一実施形態では、
通信媒体３２２が無線リンクであり、（任意選択の）媒
体インターフェースモジュール３２０がアンテナを含
む。

【００７８】（4.2.1.2 実施形態の例示的構成要素） このセクション（およびサブセクション）には、前述の
方法および構造に関する様々な実施形態が示される。具
体的には、以下の考察では、変調されたスペクトルの複
製によって冗長スペクトルを生成する例示的実施形態に
ついて記載する。これらの実施形態は、例示的目的で記
載されるものであって、限定的な目的ではない。本発明
は、これらの実施形態に限定されるものではない。代替
の実施形態（本明細書に記載された実施形態の等価形
態、拡張形態、変形形態、偏移形態などを含む）は、本
明細書に含まれる教示に基づいて、当業者であれば明ら
かになろう。本発明は、このような代替実施形態を含む
ことを意図し、そのように適合されたものである。

【００７９】（4.2.1.2.1 第１段階の変調器） 以下の考察は、流れ図４００（図４Ａ）中のステップ４
０４の例示的実施形態、および第１段階の変調器４２０
（図４Ｉ）を対象とする。この例示的実施形態には振幅
変調、周波数変調、および位相変調が含まれるが、これ
らに限定されるものではない。これらの変調方式は、例
示的目的でのみ本明細書に記載される。本明細書に記載
された内容の異なる形式を含む他の変調方式は、当業者
であれば明らかであろう。このような他の変調方式は、
本発明の範囲および趣旨の範囲内である。

【００８０】（4.2.1.2.1.1 第１の実施形態：振幅シフ
トキーイング（ＡＳＫ）モードを含む振幅変調（ＡＭ）
モード） 以下の考察では、振幅シフトキーイング変調を含む振幅
変調を使用して冗長スペクトルを生成するための、方法
およびシステムについて記載する。

【００８１】（4.2.1.2.1.1.1 操作説明） 図５Ａは、図４Ａの流れ図４００の一実施形態を構成す
る流れ図５００を示す。流れ図５００に示された実施形
態は、振幅シフトキーイング変調（ＡＳＫ）を含む振幅
変調（ＡＭ）について記述する。以下の考察では、図５
Ｂ〜５Ｇに示した例示的信号図に関して、流れ図５００
のステップについて論じる。図５Ｂ〜５ＤはＡＭを図示
し、図５Ｅ〜５ＧはＡＳＫ変調を図示する。

【００８２】ステップ３０２では、変調ベースバンド信
号３０８が受け入れられる。この変調ベースバンド信号
３０８は、以前にアナログ信号またはデジタル信号のい
ずれかであるとして説明した。ＡＭの場合、変調ベース
バンド信号３０８はアナログ信号であり、図５Ｂ中に変
調ベースバンド信号５０８ａで示されている。ＡＳＫ変
調の場合、変調ベースバンド信号３０８はデジタル信号
であり、図５Ｅ中に変調ベースバンド信号５０８ｂで示
されている。

【００８３】ステップ４０２では、第１の発振信号４０
８が生成される。前述のように、第１の発振信号４０８
は実質的に特性周波数ｆ₁および一定の振幅を備えた正
弦波である。図５Ｃおよび５Ｆでは、便宜上、第１の発
振信号４０８を図示する。

【００８４】ステップ５０２では、ＡＭの場合、第１の
発振信号４０８（図５Ｃ）の振幅は、変調ベースバンド
信号５０８ａに応じて変化し、その結果ＡＭ変調された
信号５１０ａ（図５Ｄ）が生じる。ステップ５０２は、
図４Ａの流れ図４００中にあるステップ４０４に対応す
る。ＡＭ変調を説明するもう１つの方法は、変調ベース
バンド信号５０８ａの振幅が、第１の発振信号４０８の
振幅上で印加されることである。ＡＳＫの場合も同様
に、変調ベースバンド信号５０８ｂの振幅は、第１の発
振信号４０８の振幅上で印加され、その結果ＡＳＫ変調
された信号５１０ｂ（図５Ｇ）が生じる。

【００８５】アナログのＡＭとＡＳＫとの違いは、図５
Ｄから図５Ｇを比較するとわかる。アナログＡＭ変調さ
れた信号５１０ａ（図５Ｄ）の振幅「エンベロープ」は
滑らかに変化する。これに対してＡＳＫ変調された信号
５１０ｂの振幅は、２つの異なるレベル間をシフトす
る。さらに、前述の考察および図に基づいて、本発明が
ＡＭのすべてのバージョンを使用して実施できること
を、当業者であれば理解されよう。

【００８６】（4.2.1.2.1.1.2 構造説明） 図５Ｈは、第１段階変調器４２０の一実施形態をかなり
詳細に示す。図５Ｈの実施形態では、第１段階変調器４
２０は振幅変調器５１２であって、ＡＭまたは具体的に
はＡＳＫ変調のいずれかを実施する。ＡＭの場合、変調
ベースバンド信号３０８は、アナログの変調ベースバン
ド信号５０８ａである。ＡＭ変調器５１２は、変調ベー
スバンド信号５０８ａおよび第１の発振信号４０８を受
け入れる。ＡＭ変調器５１２は、変調ベースバンド信号
５０８ａに応じて第１の発振信号４０８の振幅を変化さ
せ、その結果変調された信号５１０ａを発生させる。

【００８７】ＡＳＫ変調の場合、変調ベースバンド信号
３０８は、デジタルの変調ベースバンド信号５０８ｂで
ある。ＡＭ変調器５１２は、変調ベースバンド信号５０
８ｂおよび第１の発振信号４０８を受け入れる。ＡＭ変
調器５１２は、変調ベースバンド信号５０８ｂの振幅
を、第１の発振信号４０８の振幅上に印加し、その結果
変調された信号５１０ｂを発生させる。変調された信号
５１０ｂの振幅は、図５Ｇに示すように、一般に異なる
レベルに存在する。

【００８８】（4.2.1.2.1.2 第２の実施形態：周波数シ
フトキーイングモードを含む周波数変調モード） 以下の考察では、周波数シフトキーイング変調を含む周
波数変調を使用して冗長スペクトルを生成するための、
方法およびシステムについて記載する。

【００８９】（4.2.1.2.1.2.1 操作説明） 図６Ａは、図４Ａの流れ図４００の一実施形態を構成す
る流れ図６００を示す。流れ図６００が示す実施形態
は、周波数シフトキーイング変調（ＦＳＫ）を含む周波
数変調（ＦＭ）を例示する。以下の考察では、図６Ｂ〜
６Ｇに示された例示的信号図に関して、流れ図６００の
ステップについて論じる。図６Ｂ〜６ＤはＦＭ変調を図
示し、図６Ｅ〜６ＧはＦＳＫ変調を図示する。

【００９０】ステップ３０２では、変調ベースバンド信
号３０８が受け入れられる。変調ベースバンド信号３０
８は、以前にアナログ信号またはデジタル信号のいずれ
かであるとして説明した。ＦＭの場合、変調ベースバン
ド信号３０８は、アナログ信号であり、図６Ｂ中にアナ
ログ変調ベースバンド信号６０８ａで示されている。Ｆ
ＳＫ変調の場合、変調ベースバンド信号３０８は、デジ
タル信号であり、図６Ｅ中に変調ベースバンド信号６０
８ｂで示されている。

【００９１】ステップ４０２では、第１の発振信号４０
８が生成される。前述のように、第１の発振信号４０８
は実質的に、特性周波数ｆ₁を備えた正弦波である。図
６Ｃおよび６Ｆでは、便宜上、第１の発振信号４０８を
図示する。

【００９２】ステップ６０２では、ＦＭの場合、第１の
発振信号４０８（図６Ｃ）の周波数は変調ベースバンド
信号６０８ａに応じて変化し、その結果ＦＭ変調された
信号６１０ａ（図６Ｄ）が生じる。図６Ｂと図６Ｄとを
比較することによって、ＦＭ変調された信号６１０ａの
周波数が、変調ベースバンド信号６０８ａに応じて変化
してきたことがわかる。

【００９３】ＦＳＫはステップ６０２において、入力変
調ベースバンド信号６０８ｂが異なる論理状態を有する
デジタル信号であることを除いて、前述のＦＭ例と同じ
様式で動作する。したがって、ＦＭ変調された信号６１
０ｂは、実質的に異なる周波数状態に存在する。

【００９４】（4.2.1.2.1.2.2 構造説明） 図６Ｈは、第１段階変調器４２０を、ＦＳＫ変調を含む
ＦＭを実施するＦＭ変調器６１２として図示する。

【００９５】ＦＭの場合、変調ベースバンド信号３０８
はアナログの変調ベースバンド信号６０８ａである。Ｆ
Ｍ変調器６１２は、変調ベースバンド信号６０８ａおよ
び第１の発振信号４０８を受け入れる。ＦＭ変調器６１
２は、変調ベースバンド信号６０８ａに応じて、第１の
発振信号４０８の周波数を変化させ、その結果ＦＭ変調
された信号６１０ａが生じる。

【００９６】ＦＭ変調器６１２は、変調ベースバンド信
号３０８が異なる論理状態を有する変調ベースバンド信
号６０８ｂであることを除き、ＦＳＫ変調の場合も同様
に動作する。したがって、その結果生じるＦＭ変調され
た信号６１０ｂは、異なる周波数状態を有する。

【００９７】（4.2.1.2.1.3 第３の実施形態：位相シフ
トキーイングモードを含む位相変調） 以下の考察で、位相シフトキーイング変調を含む位相変
調を使用して冗長スペクトルを生成するための方法およ
びシステムについて論じる。

【００９８】（4.2.1.2.1.3.1 操作説明） 図７Ａは、図４Ａの流れ図４００の一実施形態を構成す
る流れ図７００を示す。流れ図７００によって示される
実施形態は、位相シフトキーイング変調（ＰＳＫ）を含
む位相変調（ＰＭ）を例示する。以下の考察では、図７
Ｂ〜７Ｈに示される例示的信号図に関して、流れ図７０
０のステップについて論じる。図７Ｂ〜７Ｄは、変調ベ
ースバンド信号３０８がアナログの変調ベースバンド信
号７０８ａである、ＰＭを図示する。図７Ｅ〜７Ｇは、
変調ベースバンド信号３０８がデジタル変調ベースバン
ド信号７０８ｂである、ＰＳＫ変調を図示する。

【００９９】ステップ３０２では、変調ベースバンド信
号３０８が受け入れられる。変調ベースバンド信号３０
８は、以前にアナログ信号またはデジタル信号のいずれ
かであるとして説明した。ＰＭの場合、変調ベースバン
ド信号３０８は、アナログ信号であり、図７Ｂ中に変調
ベースバンド信号７０８ａで示されている。ＰＳＫ変調
の場合、変調ベースバンド信号３０８は、デジタル信号
であり、図７Ｅ中に変調ベースバンド信号７０８ｂで示
されている。

【０１００】ステップ４０２では、第１の発振信号４０
８が生成される。前述のように、第１の発振信号４０８
は実質的に特性周波数ｆ₁を備えた正弦波である。図７
Ｃおよび７Ｆでは、便宜的に第１の発振信号４０８を図
示する。

【０１０１】ステップ７０２では、ＰＭの場合、第１の
発振信号４０８（図７Ｃ）の位相は変調ベースバンド信
号７０８ａに応じて変化し、その結果ＰＭ変調された信
号７１０ａ（図７Ｄ）が生じる。図７Ｄは、第１の発振
信号４０８に関してＰＭ変調された信号７１０ａの位相
シフトを例示するために、ＰＭ変調された信号７１０ａ
および第１の発振信号４０８の両方を図示する。図７Ｂ
と図７Ｄとを比較することによって、変調された信号７
１０ａが、変調ベースバンド信号７０８ａに応じて第１
の発振信号４０８比例した位相シフトを有することがわ
かる。

【０１０２】ＰＳＫはステップ７０２において、入力変
調ベースバンド信号７０８ｂが異なる状態を有する信号
であることを除いて、ＰＭと同じ様式で動作する。図７
Ｅから図７Ｇを比較するとわかるように、一実施形態に
おいて、位相変調された信号７１０ｂは、論理的な
「１」を表すために第１の発振信号４０８を導き、論理
的な「０」を表すために第１の発振信号４０８と同相に
なる。当業者であれば、論理状態を示すために実施され
る位相シフトの量および方向は完全に任意指定であるこ
とを理解されよう。

【０１０３】（4.2.1.2.1.3.2 構造説明） 図７Ｈは、第１段階変調器４２０を、ＰＳＫ変調を含む
ＰＭを実施するＰＭ変調器７１２として図示する。

【０１０４】ＰＭ変調の場合、ＰＭ変調器７１２は、変
調ベースバンド信号７０８ａおよび第１の発振信号４０
８を受け入れ、変調ベースバンド信号７０８ａは、アナ
ログ変調ベースバンド信号である。ＰＭ変調器７１２
は、変調ベースバンド信号７０８ａに応じて、第１の発
振信号４０８の位相をシフトさせ、その結果変調された
信号７１０ａを発生させる。

【０１０５】ＰＭ変調器７１２は、変調ベースバンド信
号３０８が論理状態を有するデジタル変調ベースバンド
信号７０８ｂであることを除き、ＰＳＫ変調の場合も同
様に動作する。したがって、ＰＭ変調器７１２は、変調
ベースバンド信号３０８の論理状態を表すために、第１
の発振信号４０８のそれに関連して異なるステップで変
化する位相を使用して、ＰＳＫ変調された信号７１０ｂ
を生成する。論理状態を表すために実施される位相シフ
トの量および方向は、完全に任意指定である。

【０１０６】（4.2.1.2.1.4 他の実施形態） 前述の第１段階変調器４２０に関する実施形態は、例示
的目的で述べたものである。これらの実施形態は、本発
明を限定することを意図するものではない。当業者であ
れば、本明細書に含まれる教示に基づいて、本明細書に
記載された実施形態とはわずかに異なるかまたは大幅に
異なる代替の実施形態が明らかになろう。このような代
替の実施形態には、前述の実施形態の組み合わせが含ま
れる。このような代替の実施形態は、本発明の範囲およ
び趣旨に含まれる。

【０１０７】（4.2.1.2.2 第２段階変調器（レプリケー
タ変調器）） 流れ図４００中にあるステップ４０６（図４Ａ）の例示
的実施形態、およびレプリケータモジュール４２２（図
４Ｉ）について、以下のセクションおよびサブセクショ
ンで論じる。この例示的実施形態には、第２の発振信号
で変調された信号４１２を変調し、冗長スペクトル４１
６ａ〜ｎを生成することによって、変調されたスペクト
ル４１４を複製するステップが含まれる。変調された信
号４１２は、第２の発振信号で変調される位相または周
波数であることが好ましいが、振幅変調を含むがこれに
限定されることのない他の変調方式を使用することも可
能である。

【０１０８】（4.2.1.2.2.1 第１の実施形態：変調され
た信号の位相変調による変調されたスペクトルの複製） 以下の考察は、対応する変調された信号４１２を位相変
調することによって変調されたスペクトル４１４を複製
し、実質的に同じ情報内容を備えた冗長スペクトル４１
６ａ〜ｎを生成するための方法およびシステムについて
説明する。

【０１０９】（4.2.1.2.2.1.1 操作説明） 図８Ａは、流れ図４００中のステップ４０６をかなり詳
細に例示する流れ図８００を示す。ステップ４０６は、
変調されたスペクトル４１４を複製することによって、
実質的に同じ情報内容を備えた複数の冗長スペクトル４
１６ａ〜ｎを生成する。以下の考察では、図８Ｂ〜８Ｅ
中に示された例示的信号図に関して、流れ図８００中の
ステップについて論じる。

【０１１０】ステップ４０４では、変調ベースバンド信
号３０８で第１の発振信号４０８が変調され、対応する
変調されたスペクトル４１４（図８Ｂ）で変調された信
号４１２を生成する。変調されたスペクトル４１４は、
変調ベースバンド信号３０８を再構築するために必要な
振幅、位相、および周波数情報を含む。このステップに
ついては前に論じたが、便宜上ここでも繰り返す。

【０１１１】ＥＭ信号の周波数スペクトルが、ＥＭ信号
を構成する周波数成分の相対的な振幅および位相情報を
含むことに留意されたい。ＥＭ信号の時間領域表示は、
ＥＭ信号の周波数スペクトルに含まれた相対的振幅およ
び位相を満たす複数の正弦波を生成することによって構
築することが可能である。したがって所与のＥＭ信号
は、その時間領域表示またはその周波数スペクトルのい
ずれかによって、一意に識別される。

【０１１２】ステップ８０２では、特性周波数ｆ₂を備
えた第２の発振信号８０６（図８Ｃ）が生成される。第
２の発振信号８０６は、実質的に周期的であり、１／ｆ
₂に等しい周期８０８を有する。

【０１１３】図８Ｃは、第２の発振信号８０６に対して
２つの例示的波形に限定することなく図示する。これら
の波形は正弦波８０６ａおよび方形波８０６ｂであり、
両方とも周期的で周波数ｆ₂を備える。１／ｆ₂に等しい
周期を備え、正弦波、方形波、三角波、および任意の波
形を含むが、これらに限定されることのない、第２の発
振信号８０６を実施するのに代替的に使用可能な他のタ
イプの周期的な第２の発振信号があることを、当業者で
あれば理解されよう。

【０１１４】第２の発振信号８０６は、ｆ₂位置でセン
タリングされ、図８Ｄに示された、対応する第２の発振
信号スペクトル８１０を有する。第２の発振信号スペク
トル８１０は、一般的な形状を有するが、これは例示目
的のためにのみ表示されており、いかなる方法でも第２
の発振信号８０６を限定することを意図するものではな
い。スペクトル８１０の実際の形状が第２の発振信号８
０６の特有な実施に依存していることを、当業者であれ
ば理解されよう。

【０１１５】図８Ｄは、変調ベースバンド信号３０８に
対応する変調ベースバンド信号スペクトル３１０、およ
び変調された信号４１２（図４Ｆ）に対応する変調され
たスペクトル４１４も図示する。変調された信号４１２
は、図４Ａのステップ４０４中で変調ベースバンド信号
３０８で第１の発振信号４０８を変調することによって
生成されたことを想起されたい。第２の発振信号スペク
トル８１０は、図８Ｄの周波数軸中でブレーク８０９に
よって表される、変調ベースバンド信号スペクトル３１
０よりも、大幅に高い周波数位置にあることが好まし
い。さらに典型的には、変調されたスペクトル４１４
は、図８Ｅの周波数軸中でブレーク８１１によって表さ
れる第２の発振信号スペクトル８１０よりも、大幅に高
い周波数位置にある。スペクトル３１０は、およそ１０
ＫＨＺ上に帯域幅Ｂを有することが可能であるが、これ
は例示的なものであって制限はない。これに対して、第
２の発振信号スペクトル８１０は、この例ではおよそ１
ＭＨＺ上に中心周波数ｆ₂を有することが可能であり、
変調されたスペクトル４１４は、この例ではおよそ１０
０ＭＨＺ上に中心周波数ｆ₁を有することが可能であ
る。

【０１１６】ステップ８０４では、（スペクトル４１４
を有する）変調された信号４１２は、（スペクトル８１
０を有する）第２の発振信号８０６で位相変調され、そ
の結果、冗長スペクトル８１２ａ〜ｎ（図８Ｅ）を生じ
る。周期的な第２の発振信号と位相変調された信号４１
２の結果は、第２の発振信号の周期的速度ｆ₂で変調さ
れた信号４１２の位相をシフトすることである。

【０１１７】図８Ｆ〜８Ｈは、第２の発振信号８１６に
よって変調された信号８１４を位相変調した結果生じる
信号８１８を図示する。変調された信号８１４は、変調
された信号４１４の一例であり、第２の発振信号８１６
は、第２の発振信号８０６の一例である。図に示したよ
うに、信号８１８は、第２の発振信号８１６が移行する
ごとに、変調された信号８１４に対して１８０度ずつシ
フトされる。１８０度の位相シフトは、例示上便宜的に
選択しただけである。他の位相シフトも代わりに使用す
ることができる。たとえば一実施形態では、位相シフト
の量は約１０度である。

【０１１８】図８Ｆ〜８Ｈは、変調された信号８１４上
での位相変調の効果を例示するためのものである。ただ
し図８Ｆ〜８Ｇは、図示しやすいように正しい尺度で描
かれていない。変調された信号８１４は、論理状態を表
すために周期８１５のおよそ５サイクル分を有するよう
に表示されているが、これは例示的なものであってこれ
に限定されてはいない。典型的には、約１０，０００サ
イクルが使用される。さらに、変調された信号８１４
は、第２の発振信号８１６の周期８１７のおよそ１／５
である、周期８１５を有するように図示されており、そ
の結果、変調された信号８１４と第２の発振信号８１６
との周波数比は５：１となる。典型的な変調された信号
８１４対第２の発振信号８１６の周波数比は、たとえば
１００：１である。従って、この数値例を正確に表す
と、変調された信号８１４の１００周期分を、第２の発
振信号周期８１６の範囲内に表示することになる。図を
簡単にするために、これは図示していない。

【０１１９】図８Ｅを参照すると、各冗長スペクトル８
１２ａ〜ｎは、実質的に同一の情報を変調されたスペク
トル４１４内のそれに搬送する。したがって、各冗長ス
ペクトル８１２ａ〜ｎには、変調ベースバンド信号３０
８を実質的に再構築するのに必要な、振幅、位相、およ
び周波数情報が含まれる。したがって、冗長スペクトル
８１２ａ〜ｎのいずれか１つを使用して、受信機側で変
調ベースバンド信号３０８を再構築することができる。

【０１２０】図８Ｅに示すように、冗長スペクトル８１
２ａ〜ｎは、実質的にｆ₁位置でセンタリングされてお
り、これは第１の発振信号４０８の特性周波数である。
また、各冗長スペクトル８１２ａ〜ｎ（スペクトル８１
２ｃを除く）は、ｆ₁からｆ₂のほぼ倍数（Ｈｚ）ずつオ
フセットされており、ここでｆ₂は第２の発振信号８０
６の周波数である。したがって、各冗長スペクトル８１
２ａ〜ｎは、隣接する冗長スペクトル８１２ａ〜ｎから
周波数単位でほぼｆ₂Ｈｚずつオフセットされる。たと
えば、冗長スペクトル８１２ｃは、ｆ₁位置でセンタリ
ングされ、冗長スペクトル８１２ｂおよび８１２ｄは、
それぞれｆ₁−ｆ₂およびｆ₁＋ｆ₂の位置でセンタリング
される。

【０１２１】前述のように、ｆ₁およびｆ₂の値の例は、
それぞれ約１００ＭＨＺおよび１ＭＨＺである。したが
って、スペクトル８１２ｂ〜ｄは、それぞれ９９ＭＨ
Ｚ、１００ＭＨＺ、および１０１ＭＨＺである。その結
果この数値例に従い、スペクトル８１２ｂ〜ｄは、１０
０ＭＨＺ位置を中心におよそ３ＭＨＺの帯域幅を占有す
ることとなり、これは適切な政府管理機関（例えばＦＣ
Ｃ）の規則に従って商業的に使用するのに十分な狭さの
帯域であるとみなすことができる。これらの数値例は例
示目的でのみ与えられたものであって、いかなる方法で
も本発明を限定することを意味するものではない。本発
明が他の周波数でも操作可能であることを、本明細書の
考察に基づいて、当業者であれば理解されよう。言い換
えれば、本発明が特定の電磁波放出規則または存在する
可能性のあるその他の基準に合致するために望ましいよ
うに、最適化および／または調整することができること
を、当業者であれば理解されよう。

【０１２２】ステップ３０６では、冗長スペクトル８１
２ａ〜ｎが通信媒体を介して伝送される。この冗長スペ
クトル８１２ａ〜ｎは、第１の位置で生成され、通信媒
体を介して第２の位置へ送信される。第２の位置では、
冗長スペクトルが処理され、変調ベースバンド信号３０
８を再構築する。一実施形態では、この通信媒体が無線
通信リンクである。

【０１２３】（4.2.1.2.2.1.2 構造説明） 図８Ｉは、本発明の一実施形態に従った、レプリケータ
システム４２２の構成図を示す。レプリケータシステム
４２２は、位相変調器８２０および第２の発振器８２２
を備える。レプリケータシステム４２２は変調された信
号４１２を受け入れ、操作流れ図８００中に表示された
方法で、複数の冗長スペクトル８１２ａ〜ｎを生成す
る。言い換えれば、レプリケータシステム４２２は、流
れ図３００中の操作ステップを実行するための構造上の
実施形態である。ただし、本発明の範囲および趣旨に
は、流れ図８００のステップを実行するための他の構造
上の実施形態が含まれることを理解されたい。これら他
の構造上の実施形態の明細は、本明細書に含まれる考察
に基づいて、当業者であれば明らかになろう。レプリケ
ータ４２２内の構造上の構成要素に鑑みてさらに本発明
を例示するために、流れ図８００について再考する。

【０１２４】ステップ４０４では、第１段階変調器４２
０（図４Ｉ）が、変調ベースバンド信号３０８で第１の
発振信号４０８を変調し、対応する変調されたスペクト
ル４１４を備える変調された信号４１２を生成する。変
調されたスペクトル４１４には、変調ベースバンド信号
３０８を再構築するために必要な、周波数の振幅、位
相、および周波数情報が含まれる。このステップについ
ては以前に論じたが、便宜上ここで繰り返す。

【０１２５】ステップ８０２では、第２の発振器８２２
が、特性周波数ｆ₂を備えた第２の発振信号８０６（図
８Ｃ）を生成する。第２の発振信号８０６は周期的であ
り、１／ｆ₂に等しい周期８０８を備える。

【０１２６】ステップ８０４では、位相変調器８２０が
第２の発振信号８０６に応じて変調された信号４１２の
位相をシフトし、その結果、冗長スペクトル８１２ａ〜
ｎ（図８Ｅ）を生じる。

【０１２７】ステップ３０６では、（任意選択の）媒体
インターフェースモジュール３２０が、通信媒体３２２
を介して冗長スペクトル８１２ａ〜ｎを伝送する。この
冗長スペクトル８１２ａ〜ｎは、第１の位置で生成さ
れ、通信媒体を介して第２の位置へ送信されることが予
想されるが、これは必須ではない。第２の位置では、変
調ベースバンド信号３０８を回復するために冗長スペク
トルが処理される。一実施形態では、通信媒体３２２が
無線通信リンクである。

【０１２８】（4.2.1.2.2.2 第２の実施形態：変調され
た信号の周波数変調による変調されたスペクトルの複
製） 以下の考察では、対応する変調された信号４１２を周波
数変調することによって変調されたスペクトル４１４を
複製し、実質的に同じ情報内容を有する冗長スペクトル
４１６ａ〜ｎを生成するための方法およびシステムにつ
いて論じる。

【０１２９】（4.2.1.2.2.2.1 操作説明） 図８Ｊは、流れ図４００のステップ４０６をかなり詳細
に例示する流れ図８２４を示す。ステップ４０６は、変
調されたスペクトル４１４を複製することによって、実
質的に同じ情報内容を備えた複数の冗長スペクトル４１
６ａ〜ｎを生成する。以下の考察では、図８Ｂ〜８Ｅ中
に示された例示的信号図に関して、流れ図８２６中のス
テップについて論じる。図８Ｂ〜８Ｅは、変調された信
号４１２の位相変調によって冗長スペクトルを生成する
第１の実施形態に関して論じたが、変調された信号４１
２の周波数変調であるこの実施形態にも適用可能であ
る。

【０１３０】ステップ４０４では、変調ベースバンド信
号３０８で第１の発振信号４０８が変調され、その結
果、対応する変調されたスペクトル４１４（図８Ｂ）を
備えた変調された信号４１２が生じる。このステップに
ついては図４Ａで論じたが、便宜上ここでも繰り返す。

【０１３１】ステップ８０２では、特性周波数ｆ₂を備
えた第２の発振信号８０６（図８Ｃ）が生成される。こ
のステップについては図８Ａで論じたが、便宜上ここで
も繰り返す。好ましくは、第２の発振信号８０６がほぼ
周期的であり、１／ｆ₂に等しい周期８０８を備える。
さらに好ましくは、第２の発振信号のｆ₂が、ベースバ
ンドスペクトル３１０の最高周波数よりも大幅に高い
が、図８Ｄに示されるように第１の発振信号のｆ₁より
も大幅に低い。

【０１３２】ステップ８２６では、（スペクトル４１４
を有する）変調された信号４１２が、（スペクトル８１
０を有する）第２の発振信号８０６で周波数変調され
る。言い換えれば、変調された信号４１２の周波数は、
第２の発振信号８０６に応じて変化し、その結果冗長ス
ペクトル８１２ａ〜ｎが生じる。各冗長スペクトル８１
２ａ〜ｎには、変調ベースバンド信号３０８を再構築す
るのに必要な、振幅、位相、および周波数情報が含まれ
る。前述のように、第２の発振信号８０６で変調された
信号４１２を周波数変調した結果（ステップ８２６）得
られる冗長スペクトル８１２ａ〜ｎは、第２の発振信号
８０６で変調された信号４１２を位相変調した結果（図
８Ａのステップ８０４）得られるそれとほぼ同じであ
る。

【０１３３】ステップ３０６では、冗長スペクトル８１
２ａ〜ｎが通信媒体を介して伝送される。この冗長スペ
クトル８１２ａ〜ｎは第１の位置で生成され、通信媒体
を介して第２の位置へ送信される事が予想されるが、こ
れは必須ではない。第２の位置では、冗長スペクトルを
処理し、変調ベースバンド信号３０８を再構築する。一
実施形態では、この通信媒体が無線通信リンクである。

【０１３４】（4.2.1.2.2.2.2 構造説明） 図８Ｋは、本発明の一実施形態に従った、レプリケータ
システム４２２の構成図を示す。レプリケータシステム
４２２は、周波数変調器８３０および第２の発振器８２
８を備える。好ましくは、レプリケータシステム４２２
は、変調された信号４１２を受け入れ、操作流れ図８２
４中に表示された方法で、複数の冗長スペクトル８１２
ａ〜ｎを生成する。言い換えれば、レプリケータシステ
ム４２２は、流れ図８２４（図８Ｊ）中の操作ステップ
を実行するための構造上の実施形態である。ただし、本
発明の範囲および趣旨には、流れ図８２４のステップを
実行するための他の構造上の実施形態が含まれることを
理解されたい。これら他の構造上の実施形態の明細は、
本明細書に含まれる考察に基づいて、当業者であれば明
らかになろう。レプリケータ４２２内の構造上の構成要
素に鑑みてさらに本発明を例示するために、流れ図８２
４について再考する。

【０１３５】ステップ４０４では、変調器４２０（図４
Ｉ）が変調ベースバンド信号３０８で第１の発振信号４
０８を変調し、その結果、対応する変調されたスペクト
ル４１４（図８Ｂ）を備える変調された信号４１２を生
じる。このステップについては以前に論じたが、便宜上
ここで繰り返す。

【０１３６】ステップ８０２では、第２の発振器８２８
が、特性周波数ｆ₂を備えた第２の発振信号８０６（図
８Ｃ）を生成する。第２の発振信号８０６は周期的であ
り、１／ｆ₂に等しい周期８０８を備える。

【０１３７】ステップ８２６では、周波数変調器８３０
が第２の発振信号８０６に応じて変調された信号４１２
の周波数を変え、その結果、冗長スペクトル８１２ａ〜
ｎ（図８Ｅ）を生じる。

【０１３８】ステップ３０６では、（任意選択の）媒体
インターフェースモジュール３２０が、通信媒体３２２
を介して冗長スペクトル８１２ａ〜ｎを伝送する。この
冗長スペクトル８１２ａ〜ｎは第１の位置で生成され、
通信媒体を介して第２の位置へ送信されることが予想さ
れるが、これは必須ではない。第２の位置では、冗長ス
ペクトルが処理し、変調ベースバンド信号３０８を回復
する。

【０１３９】（4.2.1.2.2.3 他の実施形態） 冗長スペクトルを生成するための変調されたスペクトル
の複製に関する前述の実施形態は、例示目的のためのも
のである。これらの実施形態は、本発明を限定すること
を意図するものではない。本明細書に記載されたものと
はわずかにまたは大幅に異なる代替の実施形態は、本明
細書に含まれる教示に基づいて、当業者であれば明らか
になろう。このような他の実施形態には、変調されたス
ペクトル内の情報を複製するのに使用できる振幅変調お
よび他の任意の変調技法が含まれるが、これに限定され
るものではない。このような代替の実施形態は、本発明
の範囲および趣旨の中に含まれる。図８Ｋ−１は、セク
ション4.2.1.2.2および関連するサブセクションに記載
される実施形態をまとめた、ジェネレータ３１８の構造
図を示す。図８Ｋ−１は、第２段階変調器８３２および
第２の発振器８２２として、レプリケータ４２２を図示
する。前述のように、第２段階変調器８３２（レプリケ
ータ４２２）は、位相変調器または周波数変調器である
ことが好ましいが、振幅変調器、または冗長スペクトル
を生成する他の任意タイプの変調器（またはデバイス）
を使用することもできる。

【０１４０】（4.2.1.3 実施態様例） 前述の方法、構造、および／または実施形態に関係する
例示的な操作上および／または構造上の実施態様を、こ
のセクション（およびそのサブセクション）に示す。こ
れらの実施態様は、例示目的で示されており、限定する
ものではない。本発明は、本明細書に記載された特定の
実施態様例に限定されるものではない。代替の実施態様
（本明細書に記載された実施形態の等価形態、拡張形
態、変形形態、偏移形態などを含む）は、本明細書に含
まれる教示に基づいて、当業者であれば明らかになろ
う。このような代替の実施態様は、本発明の範囲および
趣旨に含まれるものである。

【０１４１】（4.2.1.3.1 第１段階変調器４２０） 第１段階変調器４２０（図４Ｉ）に関して上述した方
法、構造、および／または実施形態に関係する例示的な
操作上および／または構造上の実施態様を、このセクシ
ョン（およびそのサブセクション）に示す。前に考察し
たように、第１段階変調器４２０が変調ベースバンド信
号３０８で第１の発振信号４０８を変調し、その結果変
調された信号４１２が生じる。これらの実施態様は、例
示目的で本明細書に示されるものであって、限定するも
のではない。本発明は、本明細書に記載される特定の実
施態様例に限定されるものではない。代替の実施態様
（本明細書に記載された実施形態の等価形態、拡張形
態、変形形態、偏移形態などを含む）は、本明細書に含
まれる教示に基づいて、当業者であれば明らかになろ
う。このような代替の実施態様は、本発明の範囲および
趣旨に含まれるものである。

【０１４２】（4.2.1.3.1.1 可変ゲイントランジスタ増
幅器としてのＡＭ変調器） 図９は、ＡＭ変調器５１２（図５Ｈ）の例示的回路の実
施態様であるＡＭ変調器９００を示す。前述のように、
ＡＭ変調器５１２は、変調ベースバンド信号３０８（５
０８ａまたは５０８ｂ）および第１の発振信号４０８を
受け入れる。ＡＭ変調器５１２は、変調ベースバンド信
号３０８に応じて第１の発振信号４０８の振幅を変化さ
せ、その結果変調された信号４１２（５１０ａまたは５
１０ｂ）が生じる。ＡＭ変調器９００は、抵抗器９０
２、９０４、９０６、９１０、９１４、トランジスタ９
０８、キャパシタ９０３、９１２、９１６を備える。

【０１４３】ＡＭ変調器９００は可変ゲイン増幅器とし
て動作し、ここでゲインとは変調ベースバンド信号３０
８の関数であり、以下のように動作する。トランジスタ
９０８は、第１の発信信号４０８を増幅するために動作
する。増幅（またはゲイン）の量は可変であり、当業者
であれば周知のように、バイアス電流９０９に応じて変
化する。バイアス電流９０９は、変調ベースバンド信号
３０８およびバイアス抵抗器９０２、９０４、９０６、
９１０によって決まる。これは、当業者であれば周知の
ように、トランジスタ９０８、および抵抗器９０２、９
０４、９０６、９１０に対する電圧供給が、所与の値の
変調ベースバンド信号３０８に対するＤＣバイアス電流
９０９を設定するものとして、変調ベースバンド信号３
０８が動作するからである。したがって、バイアス電流
９０９は、トランジスタ増幅器９０２と同様に、変調ベ
ースバンド信号３０８に応じて変化する。この結果、変
調ベースバンド信号３０８に応じて変化する振幅を備え
た、変調された信号４１２（変調された信号５１０ａま
たは５１０ｂ）が生じる。キャパシタ９０３および９１
６は、直流阻止キャパシタである。当業者であれば周知
のように、キャパシタ９１２および抵抗器９１４は、増
幅器９００によって実行可能なＡＣゲインを向上させ
る。

【０１４４】前述のＡＭ変調器９００は、例示目的のた
めにのみ与えられるものであって、いかなる方法でも本
発明を限定することを意味するものではない。当業者で
あれば、本明細書に含まれる教示に基づいて、本明細書
に記載されたものとはわずかに異なるかまたは大幅に異
なるＡＭ変調器に関する代替の実施態様が明らかになろ
う。このような代替実施態様には、出力信号の振幅が前
述のものと同様の供給電圧に応じて変化する、トランジ
スタ発振器構成が含まれるが、これに限定されるもので
はない。このような代替実施形態は、本発明の範囲およ
び趣旨に含まれる。

【０１４５】（4.2.1.3.1.2 電圧制御発振器としてのＦ
Ｍ変調器） 図１０は、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）１０００を
図示したものであって、これはＦＭ変調器６１２（図６
Ｈ）および第１の発振器４１８（図４Ｉ）の一実施形態
である。ＶＣＸＯ１０００は第１発振器４１８およびＦ
Ｍ変調器６１２の両方の機能を達成する。ＶＣＸＯ１０
００が第１の発振信号４０８を生成し、周波数がその第
１の発振信号４０８を実質的に１のステップにおいて変
調し、その結果変調された信号４１２（６１０ａまたは
６１０ｂ）を生じるからである。ＶＣＸＯ１０００に
は、バラクタバイアス回路１００２、バラクタ１００
４、および水晶発振器１００６が含まれる。水晶発振器
１００６には、水晶１００８およびトランジスタ１０１
０が含まれる。

【０１４６】ＶＣＸＯ１０００は以下のように動作す
る。水晶発振器１００６は、水晶１００８の選択に基づ
いた自走（または無負荷の）周波数で発振する。自走発
振周波数は、ほぼ第１の発振信号４０８（図４Ｄ）であ
ることが好ましく、第１の発振信号４０８は、変調ベー
スバンド信号３０８によって変調されるのに好適な発振
信号として以前に識別されているので（すなわち、その
周波数が変調ベースバンド信号３０８に関連するスペク
トル３１０に比べて高い）、ここでは例示目的でのみ参
照され、いかなる方法でも本発明を限定することを意味
するものではない。バラクタ１００４は、図１１Ｄに示
されるように、その有効キャパシタンスが制御電圧に応
じて変化する、逆バイアスダイオード（または他のデバ
イス）であることが好ましい。バラクタ１００４の有効
キャパシタンスは、水晶発振器１００６に負荷をかけ、
その自励発振周波数から水晶発振器１００６の発振周波
数を引き出す。したがって、変調ベースバンド信号３０
８でバラクタ１００４を制御することにより、水晶発振
器１００６の発振周波数は、変調ベースバンド信号３０
８に応じて変化する。その結果、変調ベースバンド信号
３０８に応じて変化する周波数を備えた変調された信号
４１２（６１０ａまたは６１０ｂ）が発生する。

【０１４７】前述のＶＣＸＯ１０００は、例示目的のた
めにのみ示されており、いかなる方法でも本発明を限定
することを意味するものではない。当業者であれば、本
明細書に含まれる教示に基づいて、本明細書に記載され
た実施態様とはわずかに異なるかまたは大幅に異なる代
替の実施態様が明らかになろう。このような代替の実施
態様には、自走発振周波数を決定するために水晶を除く
他の手段を使用する電圧制御発振器（ＶＣＯ）が含まれ
るが、これに限定されることはない。このような代替の
実施態様は、本発明の範囲および趣旨に含まれる。

【０１４８】（4.2.1.3.1.3 同調フィルタとしてのＰＭ
変調器） 図１１Ａは、ＰＭ変調器７１２（図７Ｈ）の例示的回路
の一実施態様である、同調帯域フィルタ（ＢＰＦ）１１
００を示す。前述のように、ＰＭ変調器７１２は、変調
ベースバンド信号３０８（７０８ａまたは５０８ｂ）お
よび第１の発振信号４０８を受け入れる。ＰＭ変調器７
１２は、第１の発振信号４０８の位相を変調ベースバン
ド信号３０８に応じて変化させ、その結果変調された信
号４１２（７１０ａまたは７１０ｂ）が生じる。同調Ｂ
ＰＦ１１００には、キャパシタ１１０２、１１０４、お
よび電圧制御キャパシタンスデバイス１１０６が含まれ
る。

【０１４９】同調ＢＰＦ１１００は、電圧制御キャパシ
タンスデバイス１１０６の有効キャパシタンスに応じて
変化する、可変振幅および位相応答を有する。図１１Ｂ
および１１Ｃは、電圧制御キャパシタデバイス１１０６
の２つの有効キャパシタンス値に関する、周波数対相対
振幅および位相応答を示す。図１１Ｂに示すように、振
幅応答は、電圧制御キャパシタンスデバイス１１０６の
有効キャパシタンスが第１のキャパシタンスから第２の
キャパシタンスへ変化するのに応じて、１１０８ａから
１１０８ｂへシフトする。同様に、対応する位相応答
は、有効キャパシタンスが第１のキャパシタンス値から
第２のキャパシタンス値にシフトするのに応じて、１１
１０ａから１１１０ｂへシフトする。

【０１５０】同調ＢＰＦ１１００は、変調ベースバンド
信号３０８で電圧制御キャパシタンスデバイス１１０６
を制御することによって、第１の発信信号４０８を位相
変調するために使用される。一実施形態では、図１１Ｅ
に示すように、電圧制御キャパシタンスデバイス１１０
６が、バラクタバイアス回路１１１２、バラクタ１１１
６、およびキャパシタ１１１４を含む。バラクタ１１１
６は、接合キャパシタンスが図１１Ｄに示すように制御
電圧に応じて変化する、逆バイアスバラクタダイオード
である。キャパシタ１１１４は、同調の量を増やすかま
たは制限し、バラクタバイアス回路１１１２に対する直
流阻止として動作する。したがって、変調ベースバンド
信号３０８がＶ₁からＶ₂へ変化すると、バラクタ１１１
６の有効キャパシタンスがＣ₁からＣ₂に変化し、これに
よってＢＰＦ１１００の位相応答が１１１０ａから１１
１０ｂにシフトすることになる。第１の発振信号４０８
の対応する周波数がｆ₁にある場合、変調ベースバンド
信号３０８がＶ₁からＶ₂へ変化すると、位相シフトは図
のように約４５度になる。この位相シフトは、同調フィ
ルタ１１００の位相応答が１１１０ａから１１１０ｂに
シフトしたことにより生じるが、第１の発振信号４０８
の周波数はｆ₁のままである。４５度の位相シフトは、
例示のためにのみ示したものであって、いかなる方法で
も本発明を限定することを意味するものではない。当業
者であれば、本明細書の所与の考察に基づいて、他の値
の位相シフトが達成できることを理解されよう。

【０１５１】本発明は、ＢＰＦ１１００によって図示さ
れる帯域フィルタ構成に限定されるものではない。当業
者であれば、位相変調器７１２を実施するために他の帯
域フィルタ構成が使用できることを理解されよう。さら
に本発明は、位相変調器７１２を実施するための同調帯
域フィルタに限定されるものではない。当業者であれ
ば、同調低域フィルタおよび同調高域フィルタを含むが
これらに限定されない、他のフィルタ構成が使用できる
ことを理解されよう。さらに本発明は、フィルタ構成に
限定されるものではない。当業者であれば、変調ベース
バンド信号３０８に応じて第１の発振信号４０８の位相
をシフトする限り、ＰＭ変調器７１２を実施するため
に、他の回路構成が使用できることを理解されよう。

【０１５２】（4.2.1.3.1.4 他の実施態様） 第１段階変調器４２０に関する前述の実施態様は、例示
目的のために示されたものである。これらの実施態様
は、本発明を限定することを意図するものではない。当
業者であれば、本明細書に含まれる教示に基づいて、本
明細書に記載されたものとわずかに異なるまたは大幅に
異なる代替の実施態様が明らかになろう。このような代
替の実施態様は、本発明の範囲および趣旨に含まれるも
のである。

【０１５３】（4.2.1.3.2 第２段階変調器） 第２段階変調器（レプリケータ）４２２（図４Ｉ）に関
して上述した方法、構造、および／または実施形態に関
係する例示的な操作上および／または構造上の実施態様
を、このセクション（およびそのサブセクション）に示
す。これらの実施態様は、例示目的で本明細書に示され
るものであって、限定するものではない。本発明は、本
明細書に記載される特定の実施態様例に限定されるもの
ではない。代替の実施態様（本明細書に記載された実施
形態の等価形態、拡張形態、変形形態、偏移形態などを
含む）は、本明細書に含まれる教示に基づいて、当業者
であれば明らかになろう。このような代替の実施態様
は、本発明の範囲および趣旨に含まれるものである。

【０１５４】（４．２．１．３．２．１ 同調フィルタ
としてのＰＭ変調器） 図１２Ａは、レプリケータ４２２の例示的実施形態であ
るＰＭ変調器８２０（図８Ｉ）の例示的回路の一実施態
様である、同調帯域フィルタ（ＢＰＦ）１２００を示
す。前述のように、ＰＭ変調器８２０は、変調された信
号４１２および第２の発振信号８０６を受け入れる。Ｐ
Ｍ変調器８２０は、第２の発振信号８０６で変調された
信号４１２を位相変調する。言い換えれば、ＰＭ変調器
８２０は、第２の発振信号８０６に応じて変調された信
号４１２の位相をシフトし、その結果冗長スペクトル８
１２ａ〜ｎを発生させる。同調ＢＰＦ１２００には、キ
ャパシタ１２０２、１２０４、および電圧制御キャパシ
タデバイス１２０６が含まれる。

【０１５５】同調ＢＰＦ１２００は、電圧制御キャパシ
タンスデバイス１２０６に応じて変化する、可変振幅お
よび位相応答を有する。図１２Ｂおよび１２Ｃは、電圧
制御キャパシタンスデバイス１２０６の２つの有効キャ
パシタンス値に関する、周波数対相対振幅および位相応
答を示す。図１２Ｂに示すように、振幅応答は、電圧制
御キャパシタンスデバイス１２０６の有効キャパシタン
スが第１のキャパシタンス値から第２のキャパシタンス
値へ変化するのに応じて、１２０８ａから１２０８ｂへ
シフトする。同様に、対応する位相応答は、有効キャパ
シタンスが第１のキャパシタンス値から第２のキャパシ
タンス値へシフトするのに応じて、１２１０ａから１２
１０ｂへシフトする。

【０１５６】同調ＢＰＦ１２００は、第２の発振信号８
０６で電圧制御キャパシタンスデバイス１２０６を制御
することによって、第２の発信信号８０６で変調された
信号４１２を位相変調するために使用される。一実施形
態では、図１２Ｅに示すように、電圧制御キャパシタン
スデバイス１２０６は、バラクタバイアス回路１２１
２、バラクタ１２１６、およびキャパシタ１２１４を含
む。バラクタ１２１６は、接合キャパシタンスが図１２
Ｄに示すように制御電圧に応じて変化する、逆バイアス
バラクタダイオードである。キャパシタ１２１４は、電
圧制御キャパシタンスデバイス１２０６の有効キャパシ
タンスの同調の量を増やすかまたは制限し、バラクタバ
イアス回路１２１２に対する直流阻止としても動作す
る。したがって、第２の発振信号８０６がＶ₁からＶ₂へ
変化すると、バラクタ１２１６のキャパシタンスがＣ₁
からＣ₂に変化し、これによってＢＰＦ１２００の位相
応答が１２１０ａから１２１０ｂにシフトすることにな
る。変調された信号４１２がｆ₁でセンタリングされて
いる場合、第２の発振信号８０６がＶ₁からＶ₂へ変化す
ると、変調された信号４１２中の位相シフトは図のよう
に約４５度になる。この位相シフトは、同調フィルタ１
２００の位相応答が位相応答１２１０ａから位相応答１
２１０ｂにシフトしたことによるものであるが、変調さ
れた信号４１２の周波数はｆ₁のままである。４５度の
位相シフトは、例示のためにのみ示したものであって、
いかなる方法でも本発明を限定することを意味するもの
ではない。当業者であれば、本明細書の所与の考察に基
づいて、他の値の位相シフトが達成できることを理解さ
れよう。

【０１５７】本発明は、ＢＰＦ１２００によって図示さ
れる帯域フィルタ構成に限定されるものではない。当業
者であれば、位相変調器８２０を実施するために他の帯
域フィルタ構成が使用できることを理解されよう。さら
に本発明は、位相変調器８２０を実施するための同調帯
域フィルタに限定されるものではない。当業者であれ
ば、同調低域フィルタおよび同調高域フィルタを含むが
これらに限定されない、他のフィルタ構成が使用できる
ことを理解されよう。さらに本発明は、フィルタ構成に
限定されるものではない。当業者であれば、第２の発振
信号８０６に応じて変調された信号４１２の位相をシフ
トする限り、位相変調器８２０を実施するために、他の
回路構成が使用できることを理解されよう。

【０１５８】（4.2.1.3.2.2 ＰＭ変調器に関する他の実
施態様） ＰＭ変調器８２０に関する前述の実施態様は、例示目的
のために示されたものである。これらの実施態様は、本
発明を限定することを意図するものではない。当業者で
あれば、本明細書に含まれる教示に基づいて、本明細書
に記載されたものとわずかに異なる、または大幅に異な
る代替の実施態様が明らかになろう。このような代替の
実施態様は、本発明の範囲および趣旨に含まれるもので
ある。

【０１５９】（4.2.1.3.2.3 第２段階変調器の他の実施
形態に関する実施態様） 前述のように、第２段階変調器４２２は、ＦＭ変調器
（4.2.1.2.2.2）およびＡＭ変調器（セクション4.2.1.
2.2.3）であってもよい。ＦＭ変調器およびＡＭ変調器
に関する一実施態様は、それぞれセクション4.2.1.3.1.
1および4.2.1.3.1.2に記載されており、読者は、ＡＭ変
調器およびＦＭ変調器としての第２段階変調器４２２の
一実施態様レベルの記述について、これらを対象とされ
たい。さらに第２段階変調器４２２は、変調されたスペ
クトル内の情報を複製する機能を持つ他のどのようなタ
イプの変調器であってもよく、そうした他の任意の変調
器の実施態様は、本明細書の考察に基づいて、当業者で
あれば明らかになろう。

【０１６０】前述の実施態様は、例示目的のためにのみ
示されたものである。これらの実施態様は、本発明を限
定することを意図するものではない。当業者であれば、
本明細書に含まれる教示に基づいて、本明細書に記載さ
れたものとわずかに異なる、または大幅に異なる代替の
実施態様が明らかになろう。このような代替の実施態様
は、本発明の範囲および趣旨に含まれるものである。

【０１６１】（4.2.2 変調された信号を使用した発振信
号の変調による冗長スペクトルの生成） 以下の考察は、本発明の実施形態に従い、変調された信
号で発振信号を変調することにより、実質的に同じ情報
内容を備えた冗長スペクトルを生成することに関する。

【０１６２】（4.2.2.1 第１の実施形態：変調された信
号を使用した発振信号の位相変調による冗長スペクトル
の生成） 以下の考察は、本発明の実施形態に従い、変調された信
号で発振信号を変調することにより冗長スペクトルを生
成する、第１の実施形態に関する。この第１の実施形態
は、実質的に同じ情報内容を有する冗長スペクトルを生
成するための、変調された信号を使用した発振信号の位
相変調を含む。第２の実施形態は、変調された信号を使
用した発振信号の周波数変調を含む。他の実施形態も、
本発明の範囲および趣旨に含まれる。

【０１６３】（4.2.2.1.1 高水準の説明） 以下の考察には、変調された信号を使用した発振信号の
位相変調により、冗長スペクトルを生成するための操作
プロセスが含まれる。また本明細書には、このプロセス
を達成するための構造説明も例示目的で記載されるが、
これはいかなる方法でも本発明を限定することを意味す
るものではない。具体的に言えば、このセクションに記
載されたプロセスは、任意数の構造上の実施態様を使用
して達成することが可能であり、そのうち少なくとも１
つがこのセクションに記載される。当業者であれば、本
明細書の教示に基づいて、構造説明の詳細が明らかにな
ろう。

【０１６４】（4.2.2.1.1.1 操作説明） 図１３Ａは、変調された信号を使用した発振信号の位相
変調による、複数の冗長スペクトルの生成に関する流れ
図１３００を示す。各冗長スペクトルは、変調ベースバ
ンド信号を少なくともほぼ完全に、あるいは完全に再構
築するのに必要な情報を搬送する。以下の考察では、図
１３Ａの各ステップが、図１３Ｂ〜１３Ｋに示した例示
的信号図に関して論じられる。

【０１６５】ステップ３０２では、変調ベースバンド信
号３０８が受け入れられる。図１３Ｂは変調ベースバン
ド信号３０８を示し、図１３Ｃは、変調ベースバンド信
号３０８に対して対応するスペクトル３１０およびイメ
ージスペクトル３１１を示す。本明細書に記載されたス
テップ３０２、信号３０８、およびスペクトル３１０、
３１１は、図３Ａ〜３Ｄに関して記載されたものと同じ
であることに留意されたい。ここでは便宜上、再度例示
する。

【０１６６】ステップ１３０２では、第１の発振信号１
３１０（図１３Ｄ）が生成される。第１の発振信号１３
１０は、特性周波数ｆ₁を備えた正弦波であることが好
ましい（ただし他の周期的波形も使用可能である）。し
たがって、第１の発振信号１３１０は、実質的にｆ₁の
トーンである周波数スペクトル１３１２を有する（図１
３Ｅ）。第１の発振信号４０８のｆ₁は、変調ベースバ
ンド信号スペクトル３１０の中で最も高い周波数Ｂより
もかなり高いことが好ましく、図１３Ｅでは、周波数軸
のブレーク１３１１で示される。たとえば、スペクトル
３１０の帯域幅Ｂは、典型的には約１０ＫＨｚである。
一方、典型的な第１の発振信号ｆ₁は、約１００ＭＨＺ
である。これらの周波数は、例示目的でのみ与えられた
ものであり、いかなる方法でも本発明を限定することを
意味するものではない。

【０１６７】ステップ１３０４では、第２の発振信号１
３１４（図１３Ｆ）が生成される。第２の発振信号１３
１４は、一定の振幅および特性周波数ｆ₂を備えた正弦
波（ただし、他の周期的な波形を使用することもでき
る）であることが好ましい。したがって、第２の発振信
号１３１４は、実質的にｆ₂のトーンである周波数スペ
クトル１３１６を有する（図１３Ｇ）。第２の発振信号
１３１４のｆ₂は、変調ベースバンド信号スペクトル３
１０の中で最も高い周波数Ｂよりも大幅に高いことが好
ましく、図１３Ｇでは、周波数軸中のブレーク１３１５
で示される。さらに、第１の発振信号１３１０に関し
て、ｆ₂はｆ₁よりも大幅に低いことが好ましく、これは
図１３Ｇでは周波数軸中のブレーク１３１１で示され
る。たとえば、典型的なスペクトル３１０の帯域幅Ｂは
約１０ＫＨｚであり、典型的な第１の発振信号ｆ₁は約
１００ＭＨＺである。一方、典型的な第２の発振信号ｆ
₂は、約１ＭＨＺである。これらの周波数は、例示目的
でのみ与えられたものであり、いかなる方法でも本発明
を限定することを意味するものではない。

【０１６８】ステップ１３０６では、第２の発振信号１
３１４が変調ベースバンド信号３０８で変調され、その
結果、変調された（ｍｏｄ）信号１３１８（図１３Ｈ）
が発生する。変調された信号１３１８は、変調ベースバ
ンド信号３０８の振幅が第２の発振信号１３１４の振幅
上で印加された、振幅変調（ＡＭ）の結果を示す。ＡＭ
は例示目的でのみ使用され、いかなる方法でも本発明を
限定することを意味するものではない。振幅変調（Ａ
Ｍ）、周波数変調（ＦＭ）、位相変調（ＰＭ）など、ま
たはそれらの任意の組み合わせを含むがこれらに限定さ
れることのない、任意のタイプの変調を使用することが
できる。これらの変調方式は、セクション4.2.1.2.1、
4.2.1.2.2に記載されており、追加の詳細について、読
者はこの前のセクションを参照されたい。

【０１６９】変調された信号１３１８は、第２の発振信
号１３１４の特性周波数であるｆ₂でセンタリングされ
た対応する変調されたスペクトル１３２０（図１３Ｉ）
を有する。変調されたスペクトル１３２０は、変調ベー
スバンド信号３０８を再構築するのに必要な振幅、位
相、および周波数情報を搬送する。この変調されたスペ
クトル１３２０は、一般的な形状および帯域幅を有する
ように図示される。当業者であれば、変調されたスペク
トル１３２０の実際の形状および帯域幅が、特定の変調
ベースバンド信号３０８、および第２の発振信号１３１
４を変調するために使用される変調タイプによって異な
ることを理解されよう。さらに、変調されたスペクトル
１３２０は、両側波帯変調を表すように図示される。当
業者であれば、本明細書に記載された考察に基づいて、
単側波帯変調などを使用して本発明を実施する方法を理
解されよう。

【０１７０】図１３Ｊは、変調ベースバンド信号３０８
に対応するスペクトル３１０と、変調された信号１３１
８に対応する変調されたスペクトル１３２０と、第１の
発振信号１３１０に対応するスペクトル１３１２との、
例示的な相対周波数位置を示す。一般に、変調されたス
ペクトル１３２０は、変調ベースバンド信号スペクトル
３１０よりも大幅に高い周波数位置に存在し、これは周
波数軸中にブレーク１３１５で表される。また一般に、
第１の発振信号スペクトル１３１２は、変調されたスペ
クトル１３２０よりも大幅に高い周波数位置に存在し、
これは図１３Ｊの周波数軸中にブレーク１３１１で表さ
れる。たとえば、典型的な変調ベースバンドスペクトル
３１０は、約１０ＫＨｚの帯域幅Ｂを有する。一方で、
典型的な変調されたスペクトル１３２０は約１ＭＨｚの
中心周波数を有し、典型的な第１の発振信号スペクトル
１３１２は、約１００ＭＨＺの中心周波数を有する。

【０１７１】ステップ１３０８では、第１の発振信号１
３１０が変調された信号１３１８で位相変調される。す
なわち、第１の発振信号１３１０の位相が変調された信
号１３１８に応じてシフトされ、その結果、冗長スペク
トル１３２２ａ〜ｎが発生する。変調された信号１３１
８において相対的な単位変化で実施される位相シフトの
角度は、まったくの任意指定であり、システム設計者に
任せられる。各冗長スペクトル１３２２ａ〜ｎは、他の
冗長スペクトルと実質的に同じ情報内容であり、変調ベ
ースバンド信号３０８を再構築するのに必要な情報のコ
ピーを搬送する（すなわち、各冗長スペクトルが、変調
ベースバンド信号３０８を再構築するのに必要な振幅、
位相、および周波数情報を含む）。

【０１７２】図１３Ｋに示すように、冗長スペクトル１
３２２ａ〜ｎは、ｆ₁にある第１の発振信号スペクトル
１３１２で実質的にセンタリングおよびオフセットされ
ており、ここで第１の発振信号１３１２は、ほとんど変
調されずに維持される。当業者であれば周知のように、
第１の発振信号スペクトル１３１２は、ステップ１３０
８において変調された信号１３１８における単位変化当
たりの位相シフト量を最適化するか、または他の位相調
整技法によって、大幅に抑制または減衰することが可能
である。また、各冗長スペクトル１３２２ａ〜ｎはおよ
そｆ₂の倍数（Ｈｚ）ずつｆ₁からオフセットされるが、
ここでｆ₂は第２の発振信号の周波数である。したがっ
て、冗長スペクトル１３２２ａ〜ｎは、互いにｆ₂（Ｈ
ｚ）ずつオフセットされる。

【０１７３】前述のように、ｆ₁およびｆ₂の例示的な値
は、それぞれ１００ＭＨＺおよび１ＭＨｚである。した
がって、一例では、スペクトル１３２２ｂ〜ｅはそれぞ
れ９８ＭＨＺ、９９ＭＨＺ、１０１ＭＨＺ、および１０
２ＭＨＺに位置する。したがって、この数値例に従い、
スペクトル１３２２ｂ〜ｅは、１００ＭＨＺを中心にお
よそ４ＭＨＺの帯域幅を占有することとなり、これは適
切な政府管理機関（すなわちＦＣＣ）の規則に従って商
業的に使用するのに十分な狭さの帯域であるとみなすこ
とができる。これらの数値例は例示目的でのみ与えられ
たものであって、いかなる方法でも本発明を限定するこ
とを意味するものではない。本発明が他の周波数でも操
作可能であることを、本明細書の考察に基づいて、当業
者であれば理解されよう。言い換えれば、本発明が存在
する可能性のある特定の電磁波放出規則に合致するため
に望ましいように最適化することができることを、当業
者であれば理解されよう。

【０１７４】ステップ３０６では、冗長スペクトル１３
２２ａ〜ｎが通信媒体を介して伝送される。この冗長ス
ペクトル１３２２ａ〜ｎは第１の位置で生成され、通信
媒体を介して第２の位置へ送信されることが予想される
が、これは必須ではない。第２の位置では、変調ベース
バンド信号３０８を再構築するために冗長スペクトルが
処理される。一実施形態では、この通信媒体が無線通信
リンクである。

【０１７５】前述のように、各冗長スペクトル１３２２
ａ〜ｎは、変調ベースバンド信号３０８を再構築するた
めに必要な情報のコピーを、少なくともほぼ完全に、ま
たは完全に含む。したがって、１つまたは複数の冗長ス
ペクトル１３２２ａ〜ｎが通信媒体内の妨害信号によっ
て崩れた場合でも、変調ベースバンド信号３０８は、ま
だ崩れていない他の冗長スペクトル１３２２ａ〜ｎのい
ずれかから回復することができる。

【０１７６】（4.2.2.1.1.2 構造説明） 図１３Ｌは、本発明に従ったジェネレータ３１８の一実
施形態である、ジェネレータ１３２４のブロック図を示
す。ジェネレータ１３２４は、第１の発振器１３３０、
第２の発振器１３２６、第１段階変調器１３２８、およ
び位相変調器１３３２を備える。ジェネレータ１３２４
は、変調ベースバンド信号を受け入れ、操作流れ図１３
００に示した方法で複数の冗長スペクトルを生成する。
言い換えれば、ジェネレータ１３２４は、流れ図１３０
０中の操作ステップを実行するための構造上の実施形態
である。ただし、本発明の範囲および趣旨には、流れ図
１３００中のステップを実行するための他の構造上の実
施形態が含まれることを理解されたい。これら他の構造
上の実施形態に関する明細は、本明細書に含まれる考察
に基づいて、当業者であれば明らかになろう。ジェネレ
ータ１３２４における構造上の構成要素に鑑みて、本発
明をさらに例示するために、流れ図１３００について再
考する。

【０１７７】ステップ３０２では、第１段階変調器１３
２８が変調ベースバンド信号３０８を受け入れる。

【０１７８】ステップ１３０２では、第１の発振器１３
３０が、第１の発振信号１３１０を生成する。発振信号
１３１０は、特性周波数ｆ₁を備えた実質的に正弦波で
あることが好ましい（ただし他の周期的波形も使用可能
である）。

【０１７９】ステップ１３０４では、第２の発振器１３
２６が第２の発振信号１３１４を生成する。第２の発振
信号１３１４は、特性周波数ｆ₂を備えた正弦波である
ことが好ましい（ただし他の波形も使用可能である）。

【０１８０】ステップ１３０６では、第１段階変調器１
３２８が変調ベースバンド信号３０８で第２の発振信号
１３１４を変調し、その結果、ｆ₂でセンタリングされ
た対応する変調されたスペクトル１３２０（図１３Ｊ）
を備えた、変調された（ｍｏｄ）信号１３１８が発生す
る。前述のように、第１段階変調器１３２８は、振幅変
調器、周波数変調器、位相変調器など、またはそれらの
組み合わせを含むが、これらに限定されることのない任
意のタイプの変調器であってもよい。

【０１８１】ステップ１３０８では、位相変調器１３３
２が変調された信号１３１８で第１の発振信号１３１０
を位相変調する。言い換えれば、位相変調器１３３２が
変調された信号１３１８に応じて第１の発振信号１３１
０の位相をシフトし、その結果、冗長スペクトル１３２
２ａ〜ｎが発生する。変調された信号１３１４における
相対単位変化当たりの位相シフト角度は任意指定であ
り、システム設計者に任せられる。

【０１８２】各冗長スペクトル１３３２ａ〜ｎは、他の
冗長スペクトルと実質的に同一であり、変調ベースバン
ド信号３０８を再構築するのに必要な情報のコピーを搬
送する（すなわち、各冗長スペクトルが、変調ベースバ
ンド信号３０８を実質的に再構築するのに必要な振幅、
位相、および周波数情報を含む）。

【０１８３】ステップ３０６では、（任意選択の）媒体
インターフェースモジュール３２０（図３Ｆ）が、通信
媒体３２２を介して冗長スペクトル１３２２ａ〜ｎを伝
送する。冗長スペクトル１３２２ａ〜ｎが第１の位置で
生成され、通信媒体を介して第２の位置へ送信されるこ
とが予想されるが、これは必須ではない。この第２の位
置では、変調ベースバンド信号３０８を再構築するため
に冗長スペクトルが処理される。一実施形態では、通信
媒体３２２は無線通信リンクである。

【０１８４】前述のように、各冗長スペクトル１３２２
ａ〜ｎは、変調ベースバンド信号３０８を再構築するた
めの情報のコピーを、少なくともほぼ完全に、または完
全に含む。したがって、１つまたは複数の冗長スペクト
ル１３２２ａ〜ｎが通信媒体３２２内の妨害信号によっ
て崩れた場合でも、変調ベースバンド信号３０８は、ま
だ崩れていない他の冗長スペクトル１３２２ａ〜ｎのい
ずれかから回復することができる。

【０１８５】（4.2.2.1.2 実施形態の構成要素例） 以下のセクションおよびサブセクションで、変調された
信号で発振信号を位相変調することにより冗長スペクト
ルを生成するための、方法および構造に関する様々な実
施形態について説明する。これらの実施形態は、例示目
的のために本明細書に記載されるものであり、限定する
ものではない。本発明は、これらの実施形態に限定され
るものではない。代替の実施形態（本明細書に記載され
た実施形態の等価形態、拡張形態、変形形態、偏移形態
などを含む）は、本明細書に含まれる教示に基づいて、
当業者であれば明らかになろう。本発明は、このような
代替の実施形態を含むことを意図しており、そのように
適合されている。

【０１８６】（4.2.2.1.2.1 第１段階変調器） 流れ図１３００中のステップ１３０６（図１３Ａ）の例
示的実施形態および第１段階変調器１３２８について、
以下のセクションで論じる。この例示的実施形態は、振
幅変調、周波数変調、位相変調、およびこれらの組み合
わせを含むが、これらに限定されるものではない。

【０１８７】（4.2.2.1.2.1.1 第１の実施形態：振幅シ
フトキーイング（ＡＳＫ）モードを含む振幅変調（Ａ
Ｍ）モード） 本発明の一実施形態に従い、ステップ１３０６は、変調
ベースバンド信号３０８を使用した第２の発振信号１３
１４の振幅変調を含む。このような振幅変調に関する操
作説明および構造説明は、前述のセクション4.2.1.2.1.
1に記載されたものとほぼ同じである。具体的に言え
ば、流れ図５００中のステップ３０２、４０２、５０２
（図５Ａ）および関係する考察は、振幅シフトキーイン
グ（ＡＳＫ）を含む振幅変調（ＡＭ）にあてはまる。た
だし、本明細書に記載される実施形態中では、第２の発
振信号１３１４は、第１の発振信号４０８（図５Ｃおよ
び５Ｆ）に置き換える。さらに、ＡＭ変調器５１２（図
５Ｈ）の説明は、変調器１３２８がＡＭ変調器である場
合、第１段階変調器１３２８にあてはまる。

【０１８８】（4.2.2.1.2.1.2 第２の実施形態：周波数
シフトキーイング（ＦＳＫ）モードを含む周波数変調
（ＦＭ）モード） 本発明の一実施形態に従い、ステップ１３０６は、変調
ベースバンド信号３０８を使用した第２の発振信号１３
１４の周波数変調を含む。このような周波数変調に関す
る操作説明および構造説明は、前述のセクション4.2.1.
2.1.2に記載されたものとほぼ同じである。具体的に言
えば、流れ図６００中のステップ３０２、４０２、６０
２（図６Ａ）および関係する考察は、周波数シフトキー
イング（ＦＳＫ）を含む振幅変調（ＦＭ）にあてはま
る。ただし、本明細書に記載される実施形態中では、第
２の発振信号１３１４は、第１の発振信号４０８（図６
Ｃおよび６Ｆ）に置き換える。さらに、ＦＭ変調器６１
２（図６Ｈ）の説明は、変調器１３２８がＦＭ変調器で
ある場合、第１段階変調器１３２８にあてはまる。

【０１８９】（4.2.2.1.2.1.3 第３の実施形態：位相シ
フトキーイング（ＰＳＫ）モードを含む位相変調（Ｐ
Ｍ）モード） 本発明の一実施形態に従い、ステップ１３０６は、変調
ベースバンド信号３０８を使用した第２の発振信号１３
１４の位相変調を含む。このような位相変調に関する操
作説明および構造説明は、前述のセクション4.2.1.2.1.
3に記載されたものとほぼ同じである。具体的に言え
ば、流れ図７００中のステップ３０２、４０２、７０２
（図７Ａ）および関係する考察は、位相シフトキーイン
グ（ＰＳＫ）を含む位相変調（ＰＭ）にあてはまる。た
だし、本明細書に記載される実施形態中では、第２の発
振信号１３１４は、第１の発振信号４０８（図７Ｃおよ
び７Ｆ）に置き換える。さらに、ＰＭ変調器７１２（図
７Ｈ）の説明は、変調器１３２８がＰＭ変調器である場
合、第１段階変調器１３２８にあてはまる。

【０１９０】（4.2.2.1.2.1.4 他の実施形態） 前述の第１段階変調器１３２８に関する実施形態は、例
示的目的で述べたものである。これらの実施形態は、本
発明を限定することを意図するものではない。当業者で
あれば、本明細書に含まれる教示に基づいて、本明細書
に記載された実施形態とはわずかに異なるかまたは大幅
に異なる代替の実施形態が明らかになろう。このような
代替の実施形態には、前述の実施形態の組み合わせが含
まれるが、これに限定されるものではない。このような
代替の実施形態は、本発明の範囲および趣旨に含まれ
る。

【０１９１】（4.2.2.1.3 実施態様例） 前述の方法、構造、および／または実施形態に関係する
例示的な操作上および／または構造上の実施態様を、こ
のセクション（およびそのサブセクション）に示す。こ
れらの実施態様は、例示目的で示されており、限定する
ものではない。本発明は、本明細書に記載された特定の
実施態様例に限定されるものではない。代替の実施態様
（本明細書に記載された実施形態の等価形態、拡張形
態、変形形態、偏移形態などを含む）は、本明細書に含
まれる教示に基づいて、当業者であれば明らかになろ
う。このような代替の実施態様は、本発明の範囲および
趣旨に含まれるものである。

【０１９２】（4.2.2.1.3.1 第１段階変調器１３２８） 第１段階変調器１３２８（図１３Ｌ）に関する実施態様
例を、以下に記載する。

【０１９３】（4.2.2.1.3.1.1 可変ゲイントランジス
タ増幅器としてのＡＭ変調器） セクション4.2.2.1.2.1.1に記載したように、第１段階
変調器１３２８はＡＭ変調器であってもよい。ＡＭ変調
器は可変ゲイントランジスタ増幅器として実施可能であ
って、これについての詳細はセクション4.2.1.3.1.1お
よび図９に記載されており、読者は本発明のこの態様に
関する記述についてこれを対象とする。

【０１９４】（4.2.2.1.3.1.2 電圧制御発振器としての
ＦＭ変調器） セクション4.2.2.1.2.1.2に記載したように、第１段階
変調器１３２８はＦＭ変調器であってもよい。ＦＭ変調
器は電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）として実施可能で
あって、これについての詳細はセクション4.2.1.3.1.2
および図１０に記載されており、読者は本発明のこの態
様に関する記述についてこれを対象とする。

【０１９５】（4.2.2.1.3.1.3 同調式フィルタとしての
ＰＭ変調） セクション4.2.2.1.2.1.3に記載したように、第１段階
変調器１３２８はＰＭ変調器であってもよい。ＰＭ変調
器は同調式フィルタとして実施可能であって、これにつ
いての詳細はセクション4.2.1.3.2.1および図１１Ａ〜
Ｅに記載されており、読者は本発明のこの態様に関する
記述についてこれを対象とする。

【０１９６】（4.2.2.1.3.1.4 他の実施態様） 前述の第１段階変調器１３２８に関する実施態様は、例
示的目的で述べたものである。これらの実施態様は、本
発明を限定することを意図するものではない。当業者で
あれば、本明細書に含まれる教示に基づいて、本明細書
に記載された実施態様とはわずかに異なるかまたは大幅
に異なる代替の実施態様が明らかになろう。このような
代替の実施態様には、前述の実施態様の組み合わせが含
まれるが、これらに限定されることはない。このような
代替の実施態様は、本発明の範囲および趣旨に含まれ
る。

【０１９７】（4.2.2.1.3.2 位相変調器１３３２） 位相変調器１３３２（図１３Ｌ）に関する実施態様例
を、以下に記載する。

【０１９８】（4.2.2.1.3.2.1 同調フィルタとしての位
相変調器１３３２） 位相変調器１３３２（図１３Ｌ）は、同調フィルタとし
て実施可能である。同調フィルタとしての位相変調器１
３３２の実施態様は、同調フィルタとしての位相変調器
８２０の実施態様と同様であり、これについての詳細
は、セクション4.2.1.3.2.1および図１２Ａ〜Ｅに記載
した。ただし、位相変調器１３３２の場合（位相変調器
８２０とは対照的に）、変調された信号１３１８は（第
２の発振信号８０６ではなく）電圧制御キャパシタンス
デバイス１２０６を制御し、第１の発振信号１３１０は
（変調された信号４１２ではなく）キャパシタ１２０２
への入力信号である。

【０１９９】（4.2.2.1.3.2.2 他の実施態様） 位相変調器１３３２に関する前述の実施態様は例示的目
的で述べたものである。これらの実施態様は、本発明を
限定することを意図するものではない。当業者であれ
ば、本明細書に含まれる教示に基づいて、本明細書に記
載された実施態様とはわずかに異なるかまたは大幅に異
なる代替の実施態様が明らかになろう。このような代替
の実施態様は、本発明の範囲および趣旨に含まれる。

【０２００】（4.2.2.2 第２の実施形態：変調された信
号を使用した発振信号の周波数変調による冗長スペクト
ルの生成） 以下の考察は、変調された信号で発振信号を変調するこ
とにより、冗長スペクトルを生成する第２の実施形態に
関する。この第２の実施形態は、実質的に同じ情報内容
を備えた冗長スペクトルを生成するために、変調された
信号で発振信号を周波数変調するものである。

【０２０１】（4.2.2.2.1 高水準の説明） 以下の考察は、変調された信号で発振信号を周波数変調
することにより、冗長スペクトルを生成するための操作
プロセスを含む。また、このプロセスを達成するための
構造説明が例示目的で本明細書に記載されているが、こ
れはいかなる方法でも本発明を限定することを意図する
ものではない。具体的に言えば、このセクションに記載
されるプロセスは、少なくともそのうちの１つがこのセ
クションに記載される任意数の構造上の実施態様を使用
して達成することができる。当業者であれば、本明細書
の教示に基づいて構造説明の詳細が明らかになろう。

【０２０２】（4.2.2.2.1.1 操作説明） 図１３Ｍは、変調された信号で発振信号を周波数変調す
ることにより、複数の冗長スペクトルを生成するための
流れ図１３３４を示す。以下の考察では、流れ図１３３
４中のステップについて、図１３Ｂ〜１３Ｋに示された
例示的信号図に関して論じる。図１３Ｂ〜１３Ｋに示し
た信号図については、セクション4.2.2.1.1.1（発振信
号の位相変調による冗長スペクトルの生成に関する操作
説明）に関連して最初に論じたが、変調された信号を使
用した発振信号の周波数変調に関するこの実施形態にも
適用可能である。

【０２０３】ステップ３０２では、変調ベースバンド信
号３０８が受け入れられる。図１３Ｂは変調ベースバン
ド信号３０８を示し、図１３Ｃは変調ベースバンド信号
３０８について対応するスペクトル３１０およびイメー
ジスペクトル３１１を示す。本明細書に記載されたステ
ップ３０２、信号３０８、およびスペクトル３１０、３
１１は、図３Ａ〜３Ｄに関して記載されたものと同じで
あることに留意されたい。ここでは便宜上、再度図示す
る。

【０２０４】ステップ１３０２では、第１の発振信号１
３１０（図１３Ｄ）が生成される。第１の発振信号１３
１０は、特性周波数ｆ₁を備えた正弦波であることが好
ましい（ただし他の周期的波形も使用可能である）。し
たがって、第１の発振信号１３１０は、実質的にｆ₁の
トーンである周波数スペクトル１３１２を有する（図１
３Ｅ）。第１の発振信号４０８のｆ₁は、変調ベースバ
ンド信号スペクトル３１０の中で最も高い周波数Ｂより
もかなり高いことが好ましく、図１３Ｅでは周波数軸の
ブレーク１３１１で示される。たとえば、スペクトル３
１０の帯域幅Ｂは、典型的には約１０ＫＨｚである。一
方、典型的な第１の発振信号ｆ₁は、約１００ＭＨＺで
ある。これらの周波数は、例示目的でのみ与えられたも
のであり、いかなる方法でも本発明を限定することを意
味するものではない。

【０２０５】ステップ１３０４では、第２の発振信号１
３１４（図１３Ｆ）が生成される。第２の発振信号１３
１４は、一定の振幅および特性周波数ｆ₂を備えた正弦
波（ただし、他の周期的な波形を使用することもでき
る）であることが好ましい。したがって、第２の発振信
号１３１４は、ｆ₂のトーンである周波数スペクトル１
３１６を有する（図１３Ｇ）。第２の発振信号１３１４
のｆ₂は、変調ベースバンド信号スペクトル３１０中で
最も高い周波数Ｂよりも大幅に高いことが好ましく、図
１３Ｅでは周波数軸中のブレーク１３１５で示される。
さらに、第１の発振信号１３１０に対して、ｆ₂はｆ₁よ
りも大幅に低いことが好ましく、これは図１３Ｅでは周
波数軸中のブレーク１３１１で示される。たとえば、ス
ペクトル３１０の帯域幅Ｂは典型的に約１０ＫＨｚであ
り、第１の発振信号のｆ₁は典型的に約１００ＭＨＺで
ある。一方、第２の発振信号のｆ₂は、約１ＭＨＺであ
る。これらの周波数は、例示目的でのみ与えられたもの
であり、いかなる方法でも本発明を限定することを意味
するものではない。

【０２０６】ステップ１３０６では、第２の発振信号１
３１４が変調ベースバンド信号３０８で変調され、その
結果、変調された（ｍｏｄ）信号１３１８（図１３Ｈ）
が発生する。変調された信号１３１８は、変調ベースバ
ンド信号３０８の振幅が第２の発振信号１３１４の振幅
上で印加された、振幅変調（ＡＭ）の結果を示す。ＡＭ
は例示目的でのみ使用され、いかなる方法でも本発明を
限定することを意味するものではない。振幅変調（Ａ
Ｍ）、周波数変調（ＦＭ）、位相変調（ＰＭ）など、ま
たはそれらの任意の組み合わせを含むがこれらに限定さ
れることのない、任意のタイプの変調を使用することが
できる。これらの変調方式は、セクション4.2.1.2.1〜3
に記載されており、追加の詳細について、読者はこの前
のセクションを参照されたい。

【０２０７】変調された信号１３１８は、第２の発振信
号１３１４の特性周波数であるｆ₂でセンタリングされ
た、対応する変調されたスペクトル１３２０（図１３
Ｉ）を有する。変調されたスペクトル１３２０は、変調
ベースバンド信号３０８を再構築するのに必要な情報を
搬送する。（すなわち、変調されたスペクトル１３２０
は、変調ベースバンド信号３０８を再構築するのに必要
な振幅、位相、および周波数情報を搬送する。）この変
調されたスペクトル１３２０は、一般的な形状および帯
域幅を有する。当業者であれば、変調されたスペクトル
１３２０の実際の形状および帯域幅が、特定の変調ベー
スバンド信号３０８、および第１の発振信号１３１４を
変調するために使用される変調タイプによって異なるこ
とを理解されよう。さらに、変調されたスペクトル１３
２０は、両側波帯変調を表すように図示される。当業者
であれば、本明細書に記載された考察に基づいて、単側
波帯変調などを使用して本発明を実施する方法を理解さ
れよう。

【０２０８】図１３Ｊは、変調ベースバンド信号３０８
に対応するスペクトル３１０と、変調された信号１３１
８に対応する変調されたスペクトル１３２０と、第１の
発振信号１３１０に対応するスペクトル１３１２との、
典型的な相対周波数位置を示す。一般に、変調されたス
ペクトル１３２０は、変調ベースバンド信号スペクトル
３１０よりも大幅に高い周波数位置に存在し、これは周
波数軸中にブレーク１３１５で表される。また一般に、
第１の発振信号スペクトル１３１２は、変調されたスペ
クトル１３２０よりも大幅に高い周波数位置に存在し、
これは図１３Ｊの周波数軸中にブレーク１３１１で表さ
れる。たとえば、典型的な変調ベースバンドスペクトル
３１０は、約１０ＫＨｚの帯域幅Ｂを有する。一方で、
典型的な変調されたスペクトル１３２０は約１ＭＨｚの
中心周波数を有し、典型的な第１の発振信号スペクトル
１３１２は、約１００ＭＨＺの中心周波数を有する。こ
れらの周波数値は、例示目的のためにのみ示されてお
り、限定するものではない。本発明は、いかなる周波数
値に対しても動作可能である。

【０２０９】ステップ１３３６では、第１の発振信号１
３１０が変調された信号１３１８で周波数変調される。
すなわち、第１の発振信号１３１０の周波数が変調され
た信号１３１８に応じて変化し、その結果、冗長スペク
トル１３２２ａ〜ｎが発生する（図１３Ｋ）。変調され
た信号１３１８において相対的な単位変化当たりで実施
される周波数シフトの量は任意指定であり、システム設
計者に任せられる。各冗長スペクトル１３２２ａ〜ｎ
は、それぞれが独立して変調ベースバンド信号３０８を
再構築するのに必要な振幅、位相、および周波数情報を
含む。

【０２１０】図１３Ｋに示すように、冗長スペクトル１
３２２ａ〜ｎは、ｆ₁にある第１の発振信号スペクトル
１３１２で実質的にセンタリングおよびオフセットされ
ており、ここで第１の発振信号１３１２は、ほとんど変
調されずに維持される。当業者であれば周知のように、
第１の発振信号スペクトル１３１２は、ステップ１３０
８において変調された信号１３１８における単位変化当
たりの位相シフト量を最適化するか、または他の周波数
／位相シフト技法によって、大幅に抑制または減衰する
ことが可能である。また、各冗長スペクトル１３２２ａ
〜ｎはおよそｆ₂の倍数（Ｈｚ）ずつｆ₁からオフセット
されるが、ここでｆ₂は第２の発振信号の周波数であ
る。したがって、各冗長スペクトル１３２２ａ〜ｎは、
互いにｆ₂（Ｈｚ）ずつオフセットされる。

【０２１１】前述のように、ｆ₁およびｆ₂の例示的な値
は、それぞれ１００ＭＨＺおよび１ＭＨｚである。した
がって、一例では、スペクトル１３２２ｂ〜ｅはそれぞ
れ９８ＭＨＺ、９９ＭＨＺ、１０１ＭＨＺ、および１０
２ＭＨＺに位置する。したがって、この数値例に従い、
スペクトル１３２２ｂ〜ｅは１００ＭＨＺを中心におよ
そ４ＭＨＺの帯域幅を占有することとなり、これは適切
な政府または管理機関（すなわちＦＣＣまたはこれと同
等の機関）の規則に従って商業的に使用するのに十分な
狭さの帯域であることが可能である。これらの数値例は
例示目的でのみ与えられたものであって、いかなる方法
でも本発明を限定することを意味するものではない。本
発明が他の周波数でも操作可能であることを、本明細書
の考察に基づいて、当業者であれば理解されよう。

【０２１２】ステップ３０６では、冗長スペクトル１３
２２ａ〜ｎが通信媒体を介して伝送される。この冗長ス
ペクトル１３２２ａ〜ｎは第１の位置で生成され、通信
媒体を介して第２の位置へ送信されることが予想される
が、これは必須ではない。第２の位置では、変調ベース
バンド信号３０８を再構築するために冗長スペクトルが
処理される。一実施形態では、この通信媒体が無線通信
リンクである。

【０２１３】前述のように、各冗長スペクトル１３２２
ａ〜ｎは、スペクトル３１０内の情報のコピーを、少な
くともほぼ完全に、または完全に含む。したがって、１
つまたは複数の冗長スペクトル１３２２ａ〜ｎが通信媒
体内の妨害信号によって崩れた場合でも、変調ベースバ
ンド信号３０８は、まだ崩れていない他の冗長スペクト
ル１３２２ａ〜ｎのいずれかから回復することができ
る。

【０２１４】（4.2.2.2.1.2 構造説明） 図１３Ｎは、本発明に従ったジェネレータ３１８の一実
施形態である、ジェネレータ１３３８のブロック図を示
す。ジェネレータ１３３８は、第１の発振器１３３０、
第２の発振器１３２６、第１段階変調器１３２８、およ
び周波数変調器１３４０を備える。ジェネレータ１３３
８は、変調ベースバンド信号３０８を受け入れ、操作流
れ図１３３４に示した方法で複数の冗長スペクトル１３
２２ａ〜ｎを生成する。言い換えれば、ジェネレータ１
３３８は、流れ図１３３４（図１３Ｍ）中の操作ステッ
プを実行するための構造上の実施形態である。ただし、
本発明の範囲および趣旨には、流れ図１３３４中のステ
ップを実行するための他の構造上の実施形態が含まれる
ことを理解されたい。これら他の構造上の実施形態に関
する明細は、本明細書に含まれる考察に基づいて、当業
者であれば明らかになろう。ジェネレータ１３３８にお
ける構造上の構成要素に鑑みて、本発明をさらに例示す
るために、流れ図１３３４について再考する。

【０２１５】ステップ３０２では、第１段階変調器１３
２８が変調ベースバンド信号３０８を受け入れる。

【０２１６】ステップ１３０２では、第１の発振器１３
３０が、第１の発振信号１３１０を生成する。第１の発
振信号１３１０は、特性周波数ｆ₁を備えた実質的な正
弦波であることが好ましい（ただし他の周期的波形も使
用可能である）。

【０２１７】ステップ１３０４では、第２の発振器１３
２６が第２の発振信号１３１４を生成する。第２の発振
信号１３１４は、特性周波数ｆ₂を備えた正弦波である
ことが好ましい（ただし他の波形も使用可能である）。

【０２１８】ステップ１３０６では、第１段階変調器１
３２８が変調ベースバンド信号３０８で第２の発振信号
１３１４を変調し、その結果、ｆ₂でセンタリングされ
た対応する変調されたスペクトル１３２０を備えた、変
調された（ｍｏｄ）信号１３１８が発生する。前述のよ
うに、第１段階変調器１３２８は、振幅変調器、周波数
変調器、位相変調器など、またはそれらの組み合わせを
含むが、これらに限定されることのない任意のタイプの
変調器であってもよい。

【０２１９】ステップ１３３６では、周波数変調器１３
３８が変調された信号１３１８を使用して第１の発振信
号１３１０を周波数変調する。言い換えれば、周波数変
調器１３３８が変調された信号１３１８に応じて第１の
発振信号１３１０の周波数をシフトし、その結果、冗長
スペクトル１３２２ａ〜ｎが発生する。変調された信号
１３１８における相対的な単位変化当たりの周波数シフ
ト量は任意指定であり、システム設計者に任せられる。

【０２２０】各冗長スペクトル１３３２ａ〜ｎは、変調
ベースバンド信号３０８を再構築するのに必要な情報の
コピーを含む。すなわち、各冗長スペクトルが、変調ベ
ースバンド信号３０８を再構築するのに必要な振幅、位
相、および周波数情報を含む。

【０２２１】ステップ３０６では、（任意選択の）媒体
インターフェースモジュール３２０（図３Ｆ）が、通信
媒体３２２を介して冗長スペクトル１３２２ａ〜ｎを伝
送する。冗長スペクトル１３２２ａ〜ｎが第１の位置で
生成され、通信媒体を介して第２の位置へ送信されるこ
とが予想されるが、これは必須ではない。この第２の位
置では、変調ベースバンド信号３０８を再構築するため
に冗長スペクトルが処理される。一実施形態では、通信
媒体３２２は無線通信リンクである。

【０２２２】前述のように、各冗長スペクトル１３２２
ａ〜ｎは、変調ベースバンド信号３０８を再構築するの
に必要な情報のコピーを、少なくともほぼ完全に、また
は完全に含む。したがって、１つまたは複数の冗長スペ
クトル１３２２ａ〜ｎが通信媒体３２２内の妨害信号に
よって崩れた場合でも、変調ベースバンド信号３０８
は、まだ崩れていない他の冗長スペクトル１３２２ａ〜
ｎのいずれかから回復することができる。

【０２２３】（4.2.2.2.2 実施形態の構成要素） 以下のセクションおよびサブセクションで、変調された
信号で発振信号を周波数変調することにより冗長スペク
トルを生成するための、方法および構造に関する様々な
実施形態について説明する。これらの実施形態は、例示
目的のために本明細書に記載されるものであり、限定す
るものではない。本発明は、これらの実施形態に限定さ
れるものではない。代替の実施形態（本明細書に記載さ
れた実施形態の等価形態、拡張形態、変形形態、偏移形
態などを含む）は、本明細書に含まれる教示に基づい
て、当業者であれば明らかになろう。本発明は、このよ
うな代替の実施形態を含むことを意図しており、そのよ
うに適合されている。

【０２２４】（4.2.2.2.2.1 第１段階変調器） 流れ図１３３４中のステップ１３０６（図１３Ｍ）の例
示的実施形態および第１段階変調器１３２８は、振幅変
調、周波数変調、位相変調、および他の変調タイプの使
用を含むが、これらに限定されるものではない。これら
の実施形態については、セクション4.2.2.1.2.1.1、4.
2.2.1.2.1.2、4.2.2.1.2.1.3、4.2.2.1.2.1.4でそれぞ
れ論じたが、読者は本発明のこの態様の説明に関して、
これらを対象とする。当業者であれば、本明細書で与え
られた教示に基づいて、本明細書に記載された実施形態
とはわずかに異なるかまたは大幅に異なる代替の実施形
態が明らかになろう。このような代替の実施形態は、本
発明の範囲および趣旨に含まれる。

【０２２５】（4.2.2.2.3 実施態様例） 前述の方法、構造、および／または実施形態に関係する
例示的な操作上および／または構造上の実施態様を、こ
のセクション（およびそのサブセクション）に示す。こ
れらの実施態様は、例示目的で示されており、限定する
ものではない。本発明は、本明細書に記載された特定の
実施態様例に限定されるものではない。代替の実施態様
（本明細書に記載された実施形態の等価形態、拡張形
態、変形形態、偏移形態などを含む）は、本明細書に含
まれる教示に基づいて、当業者であれば明らかになろ
う。このような代替の実施態様は、本発明の範囲および
趣旨に含まれるものである。

【０２２６】（4.2.2.2.3.1 第１段階変調器１３２８） 第１段階変調器１３２８（図１３Ｎ）に関する実施態様
例を、以下に記載する。

【０２２７】（4.2.2.2.3.1.1 可変ゲイントランジスタ
増幅器としてのＡＭ変調器） セクション4.2.2.2.2.1に記載したように、第１段階変
調器１３２８はＡＭ変調器であってもよい。ＡＭ変調器
は可変ゲイントランジスタ増幅器として実施可能であっ
て、これについての詳細はセクション4.2.1.3.1.1およ
び図９に記載されており、読者は本発明のこの態様に関
する記述についてこれを対象とする。

【０２２８】（4.2.2.2.3.1.2 電圧制御発振器としての
ＦＭ変調器） セクション4.2.2.2.2.1に記載したように、第１段階変
調器１３２８はＦＭ変調器であってもよい。ＦＭ変調器
は電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）として実施可能であ
って、これについての詳細はセクション4.2.1.3.1.2お
よび図１０に記載されており、読者は本発明のこの態様
に関する記述についてこれを対象とする。

【０２２９】（4.2.2.2.3.1.3 同調式フィルタとしての
ＰＭ変調器） セクション4.2.2.2.2.1に記載したように、第１段階変
調器１３２８はＰＭ変調器であってもよい。ＰＭ変調器
は同調式フィルタとして実施可能であって、これについ
ての詳細はセクション4.2.1.3.2.1および図１１Ａ〜Ｅ
に記載されており、読者は本発明のこの態様に関する記
述についてこれを対象とする。

【０２３０】（4.2.2.2.3.1.4 他の実施態様） 前述の第１段階変調器１３２８に関する実施態様は、例
示的目的で述べたものである。これらの実施態様は、本
発明を限定することを意図するものではない。当業者で
あれば、本明細書に含まれる教示に基づいて、本明細書
に記載された実施態様とはわずかに異なるかまたは大幅
に異なる代替の実施態様が明らかになろう。このような
代替の実施態様には、前述の実施態様の組み合わせが含
まれるが、これらに限定されることはない。このような
代替の実施態様は、本発明の範囲および趣旨に含まれ
る。

【０２３１】（4.2.2.2.3.2 周波数変調器１３４０） 周波数変調器１３４０（図１３Ｎ）に関する実施態様例
を以下に記載する。

【０２３２】（4.2.2.2.3.2.1 ＶＣＸＯとしての周波数
変調器１３４０） 周波数変調器１３４０（図１３Ｎ）は、電圧制御水晶発
振器（ＶＣＸＯ）として実施することができる。ＶＣＸ
Ｏとしての周波数変調器１３４０の実施態様は、ＶＣＸ
ＯとしてのＦＭ変調器６１２の実施態様と同じであり、
これについてはセクション4.2.1.3.1.2および図１０中
で十分に説明した。当分野の技術者であれば、セクショ
ン4.2.1.3.1.2および図１０中の考察に基づいて、ＶＣ
ＸＯとしての周波数変調器１３４０の実施方法について
理解されよう。

【０２３３】（4.2.2.2.3.2.2 他の実施態様） 周波数変調器１３４０に関する前述の実施態様は例示的
目的で述べたものである。これらの実施態様は、本発明
を限定することを意図するものではない。当業者であれ
ば、本明細書に含まれる教示に基づいて、本明細書に記
載された実施態様とはわずかに異なるかまたは大幅に異
なる代替の実施態様が明らかになろう。このような代替
の実施形態は、周波数参照用に水晶を利用しない電圧制
御発振器を含むが、これに限定されるものではない。こ
のような代替の実施態様は、本発明の範囲および趣旨に
含まれる。

【０２３４】（4.2.2.3 他の実施形態） セクション4.2.2.1および4.2.2.2中で（変調された信号
で発振信号を変調することにより冗長スペクトルを生成
するステップについて）前述した実施形態は、例示目的
のために示されたものである。これらの実施形態は、本
発明を限定することを意図するものではない。当業者で
あれば、本明細書で与えられた教示に基づいて、前述の
実施形態とはわずかに異なるかまたは大幅に異なる代替
の実施形態が明らかになろう。このような代替の実施形
態は、変調された信号で発振信号を振幅変調することに
より冗長スペクトルを生成するステップと、変調された
信号で発振信号を変調するために他の任意の変調技法を
使用することにより冗長スペクトルを生成するステップ
とを含むが、これらに限定されるものではない。図１３
Ｎ−１は、セクション4.2.2および関連するサブセクシ
ョンに記載される実施形態をまとめた、一般化された構
造上の実施形態を示す。図１３Ｎ−１は、変調された信
号１３１８で第１の発振信号１３１０を変調する第２段
階変調器１３４１を含む。セクション4.2.2.1および4.
2.2.2で論じたように、第２段階変調器１３４１は、位
相変調器または周波数変調器であることが好ましいが、
振幅変調器または冗長スペクトル１３２２ａ〜ｎを生成
する他の任意のタイプの変調器（またはデバイス）であ
ってもよい。

【０２３５】（4.2.3 第２の変調された信号を使用して
第１の変調された信号を変調することによる冗長スペク
トルの生成） 以下の考察は、実質的に同じ情報内容を備えた冗長スペ
クトルを生成するために、第２の変調された（第２ｍｏ
ｄ）信号で第１の変調された（第１ｍｏｄ）信号を変調
することに関する。この実施形態により、単一セットの
冗長スペクトルが、２つの個別の変調ベースバンド信号
を再構築するために必要な情報を搬送することが可能に
なる。

【０２３６】（4.2.3.1 高水準の説明） 以下の考察は、第２の変調された信号で第１の変調され
た信号を変調することにより、冗長スペクトルを生成す
るための操作プロセスを含む。第１の変調された信号
は、第２の変調された信号によって変調される位相また
は周波数であることが好ましいが、ＡＭ変調を含む他の
タイプの変調を使用することも可能であり、ただしこれ
に限定されるものではない。また、このプロセスを達成
するための構造説明が例示目的で本明細書に記載されて
おり、これはいかなる方法でも、本発明を限定すること
を意味するものではない。具体的に言えば、このセクシ
ョンに記載されたプロセスは、任意数の構造上の実施態
様を使用して達成することが可能であり、そのうち少な
くとも１つがこのセクションに記載される。当業者であ
れば、本明細書の教示に基づいて、構造説明の詳細が明
らかになろう。

【０２３７】（4.2.3.1.1 操作説明） 図１３Ｏは、第２の変調された信号で第１の変調された
信号を変調することにより、複数の冗長スペクトルを生
成するための流れ図１３４２を示す。以下の考察では、
流れ図１３４２中のステップについて、図１３Ｐ〜１３
Ｖに示された例示的信号図に関して論じる。

【０２３８】ステップ１３４４では、第１の変調ベース
バンド信号１３６０（図１３Ｐ）が受け入れられる。第
１の変調ベースバンド信号１３６０は、例示目的のみの
ためにデジタル信号として示されているが、当業者には
周知のように、アナログ信号であってもよい。

【０２３９】ステップ１３４６では、第２の変調ベース
バンド信号１３６６（図１３Ｓ）が受け入れられる。第
２の変調ベースバンド信号１３６６は、例示目的のみの
ためにアナログ信号として示されているが、当業者であ
れば理解されるように、デジタル信号であってもよい。

【０２４０】ステップ１３４８では、第１の発振信号１
３６２（図１３Ｑ）が生成される。第１の発振信号１３
６２は、特性周波数ｆ₁を備えた正弦波であることが好
ましい（ただし他の周期的波形も使用可能である）。第
１の発振信号のｆ₁は、第１の変調ベースバンド信号１
３６０の中で最も高い周波数よりもかなり高いことが好
ましい。

【０２４１】ステップ１３５０では、第２の発振信号１
３６８（図１３Ｔ）が生成される。第２の発振信号１３
６８は、特性周波数ｆ₂を備えた正弦波であることが好
ましい（ただし他の周期的波形も使用可能である）。第
２の発振信号１３６８のｆ₂は、第２の変調ベースバン
ド信号１３６６の中で最も高い周波数よりもかなり高い
が、第１の発振信号１３６２のｆ₁よりも大幅に低いこ
とが好ましい。

【０２４２】ステップ１３５２では、第１の発振信号１
３６２が第１の変調ベースバンド信号１３６０で変調さ
れ、その結果、第１の変調された（ｍｏｄ）信号１３６
４を発生する（図１３Ｒ）。第１の変調された信号１３
６４は、振幅変調の結果を示し、ここで第１の変調ベー
スバンド信号１３６０の振幅が、第１の発振信号１３６
２上に印加される。ＡＭの図示は例示目的のみであるこ
とを意味しており、いかなる方法でも本発明を限定する
ことを意味するものではない。振幅変調（ＡＭ）、周波
数変調（ＦＭ）、位相変調（ＰＭ）など、またはこれら
の任意の組み合わせを含むがこれらに限定されることの
ない、任意のタイプの変調を実施することができる。こ
れらの様々な変調方式については、セクション4.2.1.2.
1.1〜4.2.1.2.1.3中で考察した。

【０２４３】ステップ１３５４では、第２の変調ベース
バンド信号１３６６で第２の発振信号１３６８が変調さ
れ、その結果、第２の変調された（ｍｏｄ）信号１３７
０が発生する（図１３Ｕ）。第２の変調された信号１３
７０は振幅変調の結果を示し、ここで第２の変調ベース
バンド信号１３６６の振幅が、第２の発振信号１３６８
に印加される。ＡＭの図示は、例示目的のみであること
を意味しており、いかなる方法でも本発明を限定するこ
とを意味するものではない。振幅変調（ＡＭ）、周波数
変調（ＦＭ）、位相変調（ＰＭ）など、またはこれらの
任意の組み合わせを含むがこれらに限定されることのな
い、任意のタイプの変調を実施することができる。これ
らの様々な変調方式については、セクション4.2.1.2.1.
1〜4.2.1.2.1.3中で考察した。

【０２４４】ステップ１３５６では、第２の変調された
信号１３７０で第１の変調された信号１３６４が変調さ
れ、その結果冗長スペクトル１３７２ａ〜ｎが発生する
（図１３Ｖ）。第１の変調された信号は、第２の変調さ
れた信号で位相変調または周波数変調されるが、振幅変
調を含むがこれに限定されることのない、他の変調技法
を使用することもできる。言い換えれば、第１の変調さ
れた信号の位相または周波数は、第２の変調された信号
に応じて変化することが好ましい。

【０２４５】各冗長スペクトル１３７２ａ〜ｎには、第
２の変調ベースバンド信号１３６６を実質的に再構築す
るために必要な、振幅、位相、および周波数情報が含ま
れる。さらに、第１の変調された信号１３６４は、デジ
タル変調ベースバンド信号１３６０を使用したＡＭ変調
の結果であるため、冗長スペクトル１３７２ａ〜ｎの振
幅レベルは、離散的レベルの間で徐々に（量が）変動す
る。したがって、冗長スペクトル１３７２ａ〜ｎの変動
パワーレベルが、変調ベースバンド信号１３６０を再構
築するための情報を搬送する。

【０２４６】ステップ１３５８では、（任意選択の）媒
体インターフェースモジュール３２０が、通信媒体３２
２２を介して冗長スペクトル１３７２ａ〜ｎを伝送す
る。冗長スペクトル１３７２ａ〜ｎは第１の位置で生成
され、通信媒体を介して第２の位置へ送信されることが
予想されるが、これは必須ではない。第２の位置で、冗
長スペクトル１３７２ａ〜ｎは、第１の変調ベースバン
ド信号１３６０および第２の変調ベースバンド信号１３
６６を再構築するために処理される。一実施形態では、
この通信媒体が無線通信リンクである。

【０２４７】（4.2.3.1.2 構造説明） 図１３Ｗは、本発明に従ったジェネレータ３１８の一実
施形態である、ジェネレータ１３７４のブロック図を示
す。ジェネレータ１３７４は、第１の発振器１３７６、
第２の発振器１３８２、第１段階変調器１３７８、第１
段階変調器１３８４、および第２段階変調器１３８０を
備える。ジェネレータ１３７４は、第１の変調ベースバ
ンド信号１３６０および第２の変調ベースバンド信号１
３６６を受け入れ、操作流れ図１３４２に示した方法で
複数の冗長スペクトル１３７２ａ〜ｎを生成する。言い
換えれば、ジェネレータ１３７４は、流れ図１３４２中
の操作ステップを実行するための構造上の実施形態であ
る。ただし、本発明の範囲および趣旨には、流れ図１３
４２中のステップを実行するための他の構造上の実施形
態が含まれることを理解されたい。これら他の構造上の
実施形態に関する明細は、本明細書に含まれる考察に基
づいて、当業者であれば明らかになろう。ジェネレータ
１３７４における構造上の構成要素に鑑みて、本発明を
さらに例示するために、流れ図１３４２について再考す
る。

【０２４８】ステップ１３４４では、第１段階変調器１
３７８が第１の変調ベースバンド信号１３６０（図１３
Ｐ）を受け入れる。第１の変調ベースバンド信号１３６
０は、例示的目的でのみ、デジタル信号として示される
が、当業者であれば周知のとおり、アナログ信号であっ
てもよい。

【０２４９】ステップ１３４６では、第１段階変調器１
３８４が第２の変調ベースバンド信号１３６６（図１３
Ｓ）を受け入れる。第２の変調ベースバンド信号１３６
６は、例示的目的でのみ、アナログ信号として示される
が、当業者であれば周知のとおり、デジタル信号であっ
てもよい。

【０２５０】ステップ１３４８では、第１段階変調器１
３７８が第１の発振信号１３６２（図１３Ｑ）を生成す
る。第１の発振信号１３６２は、特性周波数ｆ₁を備え
た正弦波であることが好ましい（ただし他の周期的波形
も使用可能である）。第１の発振信号のｆ₁は、第１の
変調ベースバンド信号１３６０の中で最も高い周波数よ
りもかなり高いことが好ましい。

【０２５１】ステップ１３５０では、発振器１３８２が
第２の発振信号１３６８（図１３Ｔ）を生成する。第２
の発振信号１３６８は、特性周波数ｆ₂を備えた正弦波
であることが好ましい（ただし他の周期的波形も使用可
能である）。第２の発振信号１３６８のｆ₂は、第２の
変調ベースバンド信号１３６６の中で最も高い周波数よ
りもかなり高いが、第１の発振信号１３６２のｆ₁より
も大幅に低いことが好ましい。

【０２５２】ステップ１３５２では、第１段階変調器１
３７８が第１の変調ベースバンド信号１３６０で第１の
発振信号１３６２を変調し、その結果、第１の変調され
た信号１３６４が発生する（図１３Ｒ）。第１の変調さ
れた信号１３６４は、振幅変調の結果を示し、ここで第
１の変調ベースバンド信号１３６０の振幅が、第１の発
振信号１３６２上に印加される。ＡＭの図示は例示目的
のみであることを意味しており、いかなる方法でも本発
明を限定することを意味するものではない。振幅変調
（ＡＭ）、周波数変調（ＦＭ）、位相変調（ＰＭ）な
ど、またはこれらの任意の組み合わせを含むがこれらに
限定されることのない、任意のタイプの変調を実施する
ことができる。これらの様々な変調方式については、セ
クション4.2.1.2.1.1〜4.2.1.2.1.3中で考察した。

【０２５３】ステップ１３５４では、第１段階変調器１
３８４が第２の変調ベースバンド信号１３６６で第２の
発振信号１３６８を変調し、その結果、第２の変調され
た（ｍｏｄ）信号１３７０が発生する（図１３Ｕ）。第
２の変調された信号１３７０は振幅変調の結果を示し、
ここで第２の変調ベースバンド信号１３６６の振幅が、
第２の発振信号１３６８に印加される。ＡＭの図示は、
例示目的のみであることを意味しており、いかなる方法
でも本発明を限定することを意味するものではない。振
幅変調（ＡＭ）、周波数変調（ＦＭ）、位相変調（Ｐ
Ｍ）など、またはこれらの任意の組み合わせを含むがこ
れらに限定されることのない、任意のタイプの変調を実
施することができる。これらの様々な変調方式について
は、セクション4.2.1.2.1.1〜4.2.1.2.1.3中で考察し
た。

【０２５４】ステップ１３５６では、第２段階変調器１
３８０が第２の変調された信号１３７０で第１の変調さ
れた信号１３６４を変調し、その結果冗長スペクトル１
３７２ａ〜ｎが発生する（図１３Ｖ）。第２段階変調器
１３８０は、位相変調器または周波数変調器であること
が好ましいが、ＡＭ変調器を含むがこれに限定されるこ
とのない、他のタイプの変調器を使用することもでき
る。したがって、第２段階変調器１３８０は、第２の変
調信号１３７０で第１の変調された信号１３６４を位相
変調または周波数変調し、冗長スペクトル１３７２ａ〜
ｎを生成することが好ましい。

【０２５５】各冗長スペクトル１３７２ａ〜ｎには、第
２の変調ベースバンド信号１３６６を実質的に再構築す
るために必要な、振幅、位相、および周波数情報が含ま
れる。さらに、第１の変調された信号１３６４は、デジ
タル変調ベースバンド信号１３６０を使用したＡＭ変調
の結果であるため、冗長スペクトル１３７２ａ〜ｎの振
幅レベルは、離散的レベルの間で徐々に（量が）変動す
る。したがって、冗長スペクトル１３７２ａ〜ｎの変動
パワーレベルが、変調ベースバンド信号１３６０を再構
築するための情報を搬送する。

【０２５６】ステップ１３５８では、（任意選択の）媒
体インターフェースモジュール３２０が、冗長スペクト
ル１３７２ａ〜ｎを生成し、これらが通信媒体３２２２
を介して伝送される。冗長スペクトル１３７２ａ〜ｎは
第１の位置で生成され、通信媒体を介して第２の位置へ
送信されることが予想されるが、これは必須ではない。
第２の位置で、冗長スペクトル１３７２ａ〜ｎは、第１
の変調ベースバンド信号１３６０および第２の変調ベー
スバンド信号１３６６を再構築するために処理される。
一実施形態では、この通信媒体が無線通信リンクであ
り、（任意選択の）媒体インターフェースモジュール３
２０がアンテナである。

【０２５７】（５．通信媒体を介した伝送前のスペクト
ル処理） 前述のように、本発明は、実質的に同じ情報内容を有す
る冗長スペクトルを生成し、ここで各冗長スペクトル
は、変調ベースバンド信号を再構築するのに必要な振
幅、位相、および周波数情報を含む。冗長スペクトル
は、第１の位置で生成され、通信媒体を介して第２の位
置へ伝送されることが予想されるが、これは必須ではな
い。本発明によって生成される冗長スペクトルの数は任
意指定であり、無制限であってもよい。ただし、典型的
な通信媒体は、実際的に通信媒体を介して伝送可能な冗
長スペクトルの数を制限することになる、物理的および
／または管理的（すなわちＦＣＣ規則）な帯域幅制限を
有する。また、伝送されるスペクトル数を制限する理由
は他にもある。したがって、通信媒体を介した送信の前
に冗長スペクトルが処理されることが好ましい。

【０２５８】（5.1 高水準の説明） このセクション（サブセクションを含む）では、本発明
に従い、通信媒体を介した伝送の前に冗長スペクトルを
処理することに関する高水準の説明を提供する。具体的
に言えば、冗長スペクトルの処理に関する操作説明が、
高い水準で記載される。また、本明細書には構造上の実
施態様が例示目的でのみ記載されており、これは限定す
るものではない。具体的に言えば、このセクションに記
載されたプロセスは、任意数の構造上の実施態様を使用
して達成することが可能であり、そのうち少なくとも１
つがこのセクションに記載される。当業者であれば、本
明細書の教示に基づいて、可能な構造上の実施態様の詳
細が明らかになろう。

【０２５９】（5.1.1 操作説明） 図１４Ａは、本発明の実施形態に従って冗長スペクトル
を処理するステップに関する流れ図１４００を示す。流
れ図１４００中のステップは、図１４Ｂ〜Ｃ中の例示的
信号図に関して論じられる。ステップ１４０２は、図３
Ａのステップ３０４の後、およびステップ３０６の前に
実施されることが予想されるが、これは必須ではない。
すなわち、これらのステップは、冗長スペクトルが生成
された後であるが、冗長スペクトルが通信媒体を介して
送信される前に実施されることが予想される。ステップ
３０４および３０６は、便宜上以下に含まれる。

【０２６０】ステップ３０２では、変調ベースバンド信
号３０８（図３Ｂ）が対応するスペクトル３１０（図３
Ｃ）と共に受け入れられる。

【０２６１】ステップ３０４では、冗長スペクトル３１
２ａ〜ｎ（図１４Ｂ）が生成される。冗長スペクトル３
１２ａ〜ｎは、まず第１に図３Ｅに図示され、便宜上図
１４Ｂにも示される。前述のように、各冗長スペクトル
３１２ａ〜ｎが、変調ベースバンド信号３０８を実質上
再構築するのに必要な振幅および位相情報を有する。

【０２６２】ステップ１４０２では、冗長スペクトル３
１２ａ〜ｎが処理され、その結果、冗長スペクトル３１
２ａ〜ｎのサブセットであるスペクトル１４０４ｂ〜ｎ
（図１４Ｃ）が発生する。すなわち、冗長スペクトル３
１２ａ〜ｎと比較すると、少なくとも１つ少ない冗長ス
ペクトル１４０４ｂ〜ｎとなる。図１４Ｂ〜Ｃでは、ス
ペクトル３１２ａのみが除去されたことを示唆している
が、スペクトル３１２ａ〜ｎのいずれのスペクトルまた
はサブセットも除去される可能性がある。ステップ１４
０２中のスペクトル除去は、フィルタリング操作を使用
して達成されることが好ましく、これについては以下の
サブセクションでより詳細に説明する。除去されるスペ
クトル内のスペクトルエネルギーが、残りのスペクトル
１４０４ｂ〜ｎに比べて無視できるほど十分に減衰され
ている限り、このスペクトル除去が完全である必要はな
い。さらに「ａ〜ｎ」の指示は便宜上使用されているだ
けであって、冗長スペクトル３１２ａ〜ｎ中のスペクト
ル数を制限するものではない。言い換えれば、「ｎ」は
変数である。同様に、「ｂ〜ｎ」の指示も、１４０４ｂ
〜ｎ中のスペクトル数を制限するものではない。

【０２６３】ステップ３０６では、冗長スペクトル１４
０４ｂ〜ｎが通信媒体を介して伝送される。冗長スペク
トル１４０４ｂ〜ｎが第１の位置で生成され、通信媒体
を介して第２の位置へ送信されることが予想されるが、
これは必須ではない。第２の位置では、変調ベースバン
ド信号３０８を再構築するために冗長スペクトルが処理
される。一実施形態では、この通信媒体が無線通信リン
クである。

【０２６４】（5.1.2 構造説明） 図１４Ｄは、伝送システム１４０６のブロック図であ
る。伝送システム１４０６は、本発明の一実施形態に従
って、ジェネレータ３１８、スペクトル処理モジュール
１４０８、および（任意選択の）媒体インターフェース
モジュール３２０を含む。伝送システム１４０６は、変
調ベースバンド信号３０８を受け入れ、流れ図１４００
に示された方法で冗長スペクトル１４０４ｂ〜ｎを伝送
する。言い換えれば、伝送システム１４０６は、流れ図
１４００内の操作ステップを実行するための構造上の実
施形態である。ただし、本発明の範囲および趣旨には、
流れ図１４００中のステップを実行するための他の構造
上の実施形態が含まれることを理解されたい。これら他
の構造上の実施形態の明細は、本明細書に含まれる考察
に基づいて、当業者であれば明らかになろう。伝送シス
テム１４０６の構造上の構成要素に鑑みてさらに本発明
を例示するために、流れ図１４００について再考する。

【０２６５】ステップ３０２では、ジェネレータ３１８
が、対応するスペクトル３１０を有する変調ベースバン
ド信号３０８（図３Ｂ）を受け入れる。

【０２６６】ステップ３０４では、ジェネレータ３１８
が冗長スペクトル３１２ａ〜ｎ（図１４Ｂ）を生成す
る。冗長スペクトル３１２ａ〜ｎは、まず第１に図３Ｅ
に図示され、便宜上図１４Ｂにも示される。前述のよう
に、各冗長スペクトル３１２ａ〜ｎは、変調ベースバン
ド信号３０８を実質的に再構築するのに必要な振幅およ
び位相情報を有する。

【０２６７】ステップ１４０２では、スペクトル処理モ
ジュール１４０８が冗長スペクトル３１２ａ〜ｎを処理
し、その結果、冗長スペクトル３１２ａ〜ｎのサブセッ
トである冗長スペクトル１４０４ｂ〜ｎ（図１４Ｃ）が
発生する。すなわち、冗長スペクトル１４０４ｂ〜ｎは
冗長スペクトル３１２ａ〜ｎよりも少なくとも１つ少な
いことが好ましい（他の実施形態ではスペクトルは削除
されない）。

【０２６８】ステップ３０６では、（任意選択の）媒体
インターフェースモジュール３２０が通信媒体３２２を
介して冗長スペクトル１４０４ｂ〜ｎを伝送する。冗長
スペクトル１４０４ｂ〜ｎが第１の位置で生成され、通
信媒体３２２を介して第２の位置へ送信されることが予
想されるが、これは必須ではない。第２の位置では、変
調ベースバンド信号３０８を再構築するために冗長スペ
クトルが処理される。一実施形態では、この通信媒体３
２２が無線通信リンクである。

【０２６９】（5.2 例示的実施形態） 前述の方法および構造に関する様々な実施形態が、この
セクション（およびそのサブセクション）に示される。
これらの実施形態は例示目的で記載され、限定を目的と
するものではない。本発明がこれらの実施形態に限定さ
れることはない。代替の実施態様（本明細書に記載され
た実施形態の等価形態、拡張形態、変形形態、偏移形態
などを含む）は、本明細書に含まれる教示に基づいて、
当業者であれば明らかになろう。このような代替の実施
態様は、本発明の範囲および趣旨に含まれるものであ
る。

【０２７０】（5.2.1 冗長スペクトルを処理する第１の
実施形態） 以下の考察は、冗長スペクトルを処理するための、操作
上および構造上の実施形態に関する。冗長スペクトルは
少なくとも２つの構成内で生成することができる。一構
成では、図１５Ｂ中の冗長スペクトル１５０８ａ〜ｎで
示されるように、冗長スペクトルは冗長スペクトルの連
続する（および間断のない）列である。代替構成では、
図１６Ａ中のスペクトル１６０２ａ〜ｎで示されるよう
に、冗長スペクトルは非変調スペクトル（またはトー
ン）でセンタリングされ、オフセットされる。両方の構
成の処理について、以下の考察で同時に説明する。他の
構成も可能であり、これらは本発明の範囲および趣旨に
含まれる。

【０２７１】（5.2.1.1 操作説明） 図１５Ａは、本発明の一実施形態に従って冗長スペクト
ルを処理するステップに関する流れ図１５００を示す。
したがって流れ図１５００は、流れ図１４００中にある
ステップ１４０２の拡張を含む。流れ図１５００中のス
テップについて、図１５Ｂ〜Ｄに示される例示的信号図
および図１６Ａ〜Ｄに示される信号図に関して論じる。

【０２７２】ステップ３０４では、冗長スペクトルが生
成される。このステップはまず第１に図３Ａで論じられ
たが、便宜上ここでも繰り返される。図１５Ｂは、ｆ₁
（Ｈｚ）でセンタリングされ、ｆ₁からｆ₂（Ｈｚ）の倍
数ずつオフセットされた、冗長スペクトルの連続する間
断のない列である、冗長スペクトル１５０８ａ〜ｎを示
す。冗長スペクトルの代替構成が図１６Ａに示される。
図１６Ａは、発振信号１６０４が実質的に変調されてい
ない発振信号スペクトル１６０４でセンタリングされ
た、冗長スペクトル１６０２ａ〜ｎを示す。他の構成も
可能であり、これらは本発明の範囲および趣旨に含まれ
る。図１５Ｂおよび１６Ａの周波数軸中にあるブレーク
１５０７および１６０１は、スペクトル１５０８ａ〜ｎ
および１６０２ａ〜ｎが、ベースバンド周波数の上方に
位置することを示す。

【０２７３】ステップ１５０２では、冗長スペクトルの
サブセットが選択される。図１５Ｃは、それぞれｆ₁お
よび（ｆ₁＋ｆ₂）でセンタリングされたスペクトル１５
０８ｃ、ｄを含む、サブセット１５０９を示す。図１６
Ｂは、スペクトル１６０２ｃ、ｄおよび発振信号スペク
トル１６０４含むサブセット１６０６を示す。サブセッ
ト１５０９および１６０６について選択される冗長スペ
クトルは、完全に任意指定であり、システム設計で考慮
すべき点によって異なる。言い換えれば、サブセット１
５０９中でのスペクトル１５０８ｃ、ｄの選択およびサ
ブセット１６０６中でのスペクトル１６０２ｃ、ｄの選
択は、例示目的のみであることを意味し、いかなる方法
でも本発明を限定することを意味するものではない。当
業者であれば周知なように、他のスペクトルを選択する
ことも可能である。さらに、サブセット１５０９および
１６０６中の冗長スペクトル数は２つに限定されておら
ず、これよりも多いかまたは少ない数の冗長スペクトル
を選択することも可能である。ただし、当業者であれば
周知なように、スペクトルのサブセットが通信媒体を介
して伝送されるものである場合、選択されるべき冗長ス
ペクトルの数には実際上の帯域幅制限がある場合があ
る。

【０２７４】ステップ１５０３では、図１６Ｃに示され
るように発振信号スペクトル１６０４が減衰される。ス
テップ１５０３は、図１６Ｂ中の発振信号スペクトル１
６０４などのような、非変調スペクトルを含む冗長スペ
クトルにのみ適用可能である。ステップ１５０３が適用
可能な場合であっても、システム設計者の選択に基づい
て任意に選択される。これは、流れ図１５００中のステ
ップ１５０３を点線で表すことによって示される。冗長
スペクトルと共に非変調スペクトル（またはトーン）を
伝送することが有利な可能性があることから、ステップ
１５０３は任意選択である。１つの利点は、当業者であ
れば周知なように、コヒーレント検波構成の受信機で、
非変調トーンを周波数参照として使用することができる
ことである。

【０２７５】ステップ１５０４では、冗長スペクトルの
サブセットがより高い周波数にアップコンバートされ
る。図１５Ｄは、サブセットの冗長スペクトル１５０８
ｃ、ｄを示し、冗長スペクトル１５０８ａ、ｂ、ｎも含
む。冗長スペクトル１５０８ａ、ｂ、ｎが含まれている
のは（ステップ１５０２では除去されているのに対し
て）、冗長スペクトルの大きな列をアップコンバートし
た場合の帯域幅効果を明らかにするためであって、２つ
のスペクトルについてのみ論じた場合はこれが明らかに
されないことがある。同様の理由から、図１６Ｅではサ
ブセットの冗長スペクトル１６０８ｃ、ｄおよび追加の
スペクトル１６０８ａ、ｎを示す。冗長スペクトルをア
ップコンバートした場合の帯域幅効果は、冗長スペクト
ルが周波数変調を使用して生成されたかどうかによって
異なる。周波数変調を使用して生成された冗長スペクト
ル（以下、ＦＭ関係スペクトルと呼ぶ）をアップコンバ
ートすると、このアップコンバートされたスペクトル
は、非ＦＭ関係スペクトルをアップコンバートした場合
と比べて、大きな周波数帯域幅を占有する結果になる。

【０２７６】図１５Ｅは、非ＦＭ関係スペクトル１５０
８ａ〜ｎをアップコンバートした結果生じる、冗長スペ
クトル１５１０ａ〜ｎを示す。冗長スペクトル１５１０
ａ〜ｎは、冗長スペクトル１５０８ａ〜ｎと実質的に同
じ情報を含むため、変調ベースバンド信号３０８の再構
築に使用することができる。しかし、冗長スペクトル１
５１０ａ〜ｎは、図１５Ｄおよび１５Ｅの周波数軸中に
ブレーク１５１１の相対的位置で表される、スペクトル
１５０８ａ〜ｎに関してより高い周波数位置にある。図
１５Ｆは、ＦＭ関係である冗長スペクトル１５０８ａ〜
ｎをアップコンバートした結果生じる、冗長スペクトル
１５２２ａ〜ｎを示す。冗長スペクトル１５２２ａ〜ｎ
も、冗長スペクトル１５０８ａ〜ｎと実質的に同じ情報
を含み、変調ベースバンド信号３０８の再構築に使用す
ることができる。

【０２７７】図１５Ｅおよび１５Ｆを参照すると、ＦＭ
関係スペクトル１５２２ａ〜ｎ（図１５Ｆ）と非ＦＭ関
係スペクトル１５１０ａ〜ｎ（図１５Ｅ）との間の相違
点は、ＦＭ関係スペクトル１５２２ａ〜ｎによって占有
される周波数帯域幅が、非ＦＭ関係スペクトル１５１０
ａ〜ｎのそれよりも大きいことである。これは、ＦＭ関
係スペクトル１５２２ａ〜ｎ間の周波数間隔が、スペク
トル１５０８ａ〜ｂの周波数間隔に関して、周波数乗算
係数（図１５Ｅ〜Ｆ中の「ｍ」）によって増加するため
である。この効果は、非ＦＭ関係スペクトル１５１０ａ
〜ｎに対しては発生せず、スペクトル１５１０ａ〜ｎ
（図１５Ｅ）をスペクトル１５２２ａ〜ｎ（図１５Ｆ）
のそれと比較してみるとわかる。

【０２７８】たとえば、ＦＭ関係スペクトル１５２２
ｃ、ｄは、それぞれｍｆ₁（Ｈｚ）およびｍｆ₁＋ｍｆ₂
（Ｈｚ）に位置する。したがって、ＦＭ関係スペクトル
１５２２ｃとｄの間の周波数間隔はｍｆ₂（Ｈｚ）であ
る。一方、非ＦＭ関係スペクトル１５１０ｃ、ｄはそれ
ぞれｍｆ₁およびｍｆ₁＋ｆ₂に位置し、周波数間隔はｆ₂
（Ｈｚ）である。全体的な結果として、非ＦＭ関係スペ
クトルのアップコンバートは、結果として生じるアップ
コンバートされたスペクトルによって占有される帯域幅
を増加させない。一方、ＦＭ関係スペクトルのアップコ
ンバートは、係数「ｍ」によって、結果として生じるア
ップコンバートされたスペクトルによって占有される帯
域幅を増加させ、ここで「ｍ」は、アップコンバートに
より実施される周波数乗算係数である。

【０２７９】前述の帯域幅拡張効果は、図１６Ｄに示さ
れる、非変調スペクトル１６０４上でセンタリングされ
たスペクトル１６０２ａ〜ｎにも適用される。図１６Ｅ
は、非ＦＭ関係である冗長スペクトル１６０２ａ〜ｎを
アップコンバートした結果生じる、冗長スペクトル１６
０８ａ〜ｎを示す。また図１６Ｆは、ＦＭ関係である冗
長スペクトル１６０２ａ〜ｎをアップコンバートした結
果生じる、冗長スペクトル１６１０ａ〜ｎを示す。

【０２８０】冗長スペクトルをアップコンバートするこ
との利点は、当業者であれば周知なように、周波数のア
ップコンバートが、通信媒体を介した伝送を容易にする
ことである。これは特に、相対的なアンテナサイズ要件
が、伝送される信号の周波数に反比例して変化する、無
線リンクの場合に顕著である。

【０２８１】ステップ１５０６では、冗長スペクトル１
５１０ｃ、ｄおよび／またはスペクトル１６０８ｃ、ｄ
が増幅される。これは、典型的には、通信媒体を介した
伝送の前に信号パワーを上昇させるために行われる。

【０２８２】ステップ３０６では、冗長スペクトル１５
１０ｃ、ｄおよび／またはスペクトル１６０８ｃ、ｄが
通信媒体を介して伝送される。冗長スペクトルのフルセ
ットの中からサブセットを伝送することの利点は、冗長
スペクトルを搬送するためのチャネル帯域幅要件を減少
させることである。ステップ３０４中で生成される冗長
スペクトルの数を無制限にできるため、帯域幅を大幅に
減少することができる。

【０２８３】前述のように、流れ図１５００は、流れ図
１４００中にあるステップ１４０２の拡張を含む。具体
的に言えば、ステップ１５０２〜１５０６は、ステップ
１４０２の拡張である。ステップ１５０２〜１５０６は
すべて独立した、任意選択の、冗長スペクトルを生成後
に処理するためのステップである。したがって、ステッ
プ１５０２〜１５０６の１または２以上を消去すること
が可能であり、さらに／または、ステップの操作順序を
変更することが可能である。

【０２８４】（5.2.1.2 構造説明） 図１５Ｇは、スペクトル処理モジュール１４０８の一実
施形態である、スペクトル処理モジュール１５２０のブ
ロック図である。スペクトル処理モジュール１５２０
は、本発明の一実施形態に従って、フィルタ１５１２、
中心周波数抑制器１５１４、乗算器１５１６、および増
幅器１５１８を含む。スペクトル処理モジュール１４０
８は、流れ図１５００中の操作ステップを実行するため
の構造上の一実施形態である。ただし、本発明の範囲お
よび趣旨には、流れ図１５００中のステップを実行する
ための他の構造上の実施形態が含まれることを理解され
たい。当業者であれば、本明細書に含まれる考察に基づ
いて、これら他の構造上の実施形態の明細が明らかにな
ろう。スペクトル処理モジュール１４０８の構造上の構
成要素に鑑みて、さらに本発明を例示するために、流れ
図１５００について再考する。

【０２８５】ステップ３０４では、ジェネレータ３１８
が冗長スペクトルを生成する。図１５Ｂおよび１６Ａ
は、生成可能な冗長スペクトルの２つの別個の構成を示
す。図１５Ｂは、冗長スペクトルの連続する列である、
冗長スペクトル１５０８ａ〜ｎを図示する。図１６Ａ
は、実質的に非変調の発振信号１６０４上でセンタリン
グされた、冗長スペクトル１６０２ａ〜ｎを示す。他の
構成も可能であり、これは本発明の範囲および趣旨に含
まれる。

【０２８６】ステップ１５０２では、フィルタ１５１２
が冗長スペクトルのサブセットを選択する。フィルタ１
５１２の通過帯域は、どの冗長スペクトルが選択される
かを決定し、この通過帯域は、セクション4.2.1.3.1.3
で記載したように、１または２以上のフィルタ構成要素
の有効リアクタンスを変更することによって調整可能で
ある。図１５Ｃは、冗長スペクトル１５０８ｃ、ｄを含
む通過帯域１５０９を示す。図１６Ｂは、冗長スペクト
ル１６０２ｃ、ｄおよび発振信号１６０４を含む通過帯
域１６０６を示す。図１５Ｃおよび１６Ｂは、フィルタ
１５１２が帯域フィルタであることを示唆する。ただ
し、当業者であれば、冗長スペクトルのサブセットを選
択するための冗長スペクトルのフィルタリングには、高
域フィルタ、低域フィルタ、または他の周知のフィルタ
の組み合わせも有用であることを理解されよう。これら
の他のフィルタ構成は、本発明の範囲および趣旨に含ま
れる。

【０２８７】ステップ１５０３では、図１６Ｃに示され
るように、中心周波数抑制器１５１４が第１の発振信号
スペクトル１６０４を減衰する。中心周波数抑制器１５
１４は、図１６Ｂの非変調発振信号スペクトル１６０４
などのような、非変調スペクトルを含む冗長スペクトル
に適用可能である。中心周波数抑制器１５１４が適用可
能であっても、コヒーレント検波システムの場合に、周
波数非変調スペクトル（またはトーン）を無視するか、
または受信機で周波数参照として使用することができる
ため、任意選択である。中心周波数抑制器１５１４は一
般に、図１６Ｃに示されるように、発振信号スペクトル
１６０４を含むが、隣接する冗長スペクトル１６０２
ｃ、ｄは含まない、阻止帯域１６０３を有する、帯域阻
止フィルタである。当業者であれば、本明細書で与えら
れた考察に基づいて理解されるように、低域フィルタと
高域フィルタの組み合わせを含むが、これに限定される
ことのない他のフィルタ構成も有用である可能性があ
る。さらに、セクション4.2.2.1.1.1で考察したよう
に、第１の発振信号スペクトル１６０４を減衰するため
に冗長スペクトルを生成する間に、位相操作を実施する
こともできる。

【０２８８】ステップ１５０４では、アップコンバータ
１５１６が冗長スペクトルをより高い周波数にアップコ
ンバートする。図１５Ｅは、冗長スペクトル１５０８ａ
〜ｎが非ＦＭ関係スペクトルである場合に発生する、冗
長スペクトル１５１０ａ〜ｎを示す。図１５Ｆは、冗長
スペクトル１５０８ａ〜ｎがＦＭ関係スペクトルである
場合に発生する、冗長スペクトル１５２２ａ〜ｎを示
す。スペクトル１５２２ａ〜ｎは、係数ｍによって、ス
ペクトル１５０８ａ〜ｎのそれよりも大きな帯域幅を占
有し、ここでｍはアップコンバートに関連する周波数乗
算係数であることに留意されたい。同様に、図１６Ｅ
は、スペクトル１６０２ａ〜ｎが非ＦＭ関係である場合
に発生する、冗長スペクトル１６０８ａ〜ｎを示す。図
１６Ｆは、スペクトル１６１０ａ〜ｎがＦＭ関係である
場合に発生する、冗長スペクトル１６１０ａ〜ｎを示
す。

【０２８９】アップコンバートされた冗長スペクトル１
５１０ａ〜ｎ（図１５Ｅ）およびスペクトル１５２２ａ
〜ｎは、冗長スペクトル１５０８ａ〜ｎの周波数位置の
倍数である、周波数に位置する。これは、アップコンバ
ータ１５１６が周波数乗算器であることを示唆する。こ
れは単なる一実施形態であって、周波数混合器を含むが
これに限定されることのない、他のアップコンバータも
使用可能である。当業者であれば、本明細書に与えられ
た考察に基づいて理解されるように、周波数混合器は、
冗長スペクトルを、より低い周波数の倍数ではない、よ
り高い周波数にアップコンバートする機能を有する。

【０２９０】ステップ１５０６では、増幅器１５１８が
冗長スペクトル１５１０ａ、ｂを増幅する。スペクトル
１６０８ａ、ｂの場合も同様である。これは、典型的に
は、通信媒体を介した伝送の前に信号パワーを上昇させ
るために行われる。

【０２９１】ステップ３０６では、（任意選択の）媒体
インターフェースモジュール３２０が、通信媒体３２２
を介して冗長スペクトル１５１０ａ、ｂおよび／または
スペクトル１６０８ａ、ｂを伝送する。伝送のために冗
長スペクトルのサブセットを選択することの効果は、伝
送されるスペクトルが占有するチャネル帯域幅が、ステ
ップ３０４中で生成される冗長スペクトルが占有するそ
れに比べて減少することである。ステップ３０４中で生
成される冗長スペクトルの数を無制限にできるため、帯
域幅を大幅に減少することができる。さらに、占有され
る帯域幅を十分に狭くして、サブセットを適切な政府管
理機関（すなわちＦＣＣ）の規則に従って商業的に使用
できるように、サブセット中の冗長スペクトル数を最適
化することができる。

【０２９２】前述のように、スペクトル処理モジュール
１５２０は、流れ図１５００中のステップ１５０２〜１
５０６を実行するための構造上の一実施形態である。前
述のように、ステップ１５０２〜１５０６の性能は任意
選択であり、および／またはそれらの操作順序を変更す
ることが可能である。したがって、スペクトル処理モジ
ュール１５２０内の構成要素も任意選択であり、および
／またはそれらの順序を再配置することが可能である。

【０２９３】（5.2.2 他の実施形態） 冗長スペクトルの処理に関して上述した実施形態は、例
示目的で示したものである。この実施形態は、本発明を
限定することを意図するものではない。当業者であれ
ば、本明細書に含まれる教示に基づいて、本明細書に記
載された実施形態とはわずかに異なるかまたは大幅に異
なる代替の実施形態が明らかになろう。たとえば、アッ
プコンバータ１５１６を、当該スペクトルを含む周波数
だけをアップコンバートするように設計することができ
る。あるいは、増幅器１５１８を、当該スペクトルを含
む周波数だけを増幅するように設計することができる。
このような代替の実施形態は、本発明の範囲および趣旨
に含まれる。

【０２９４】（5.2.3 実施態様例） 前述の方法、構造、および／または実施形態に関係する
例示的な操作上および／または構造上の実施態様を、こ
のセクション（およびそのサブセクション）に示す。こ
れらの実施態様は、例示目的で示されており、限定する
ものではない。本発明は、本明細書に記載された特定の
実施態様例に限定されるものではない。代替の実施態様
（本明細書に記載された実施形態の等価形態、拡張形
態、変形形態、偏移形態などを含む）は、本明細書に含
まれる教示に基づいて、当業者であれば明らかになろ
う。このような代替の実施態様は、本発明の範囲および
趣旨に含まれるものである。

【０２９５】（5.2.3.1 周波数のアップコンバートに関
する実施態様例） このセクションでは、アップコンバータ１５１６に関す
る実施態様である、周波数アップコンバートシステム１
６２０（図１６Ｇ）の構造上の説明を示す。前述のよう
に、アップコンバータ１５１６は、冗長スペクトルをよ
り高い周波数までアップコンバートする。この周波数ア
ップコンバートシステム１６２０については、さらに下
記で説明するが、出力信号（たとえば冗長スペクトル１
５１０ｃ、ｄ）を生成するための入力信号（たとえば冗
長スペクトル１５０８ｃ、ｄ）の周波数アップコンバー
トに関して記載した考察を含む。

【０２９６】周波数アップコンバートシステム１６２０
は、図１６Ｇに示される。図１６Ｌの周波数変調された
（ＦＭ）入力信号１６５２などの入力信号１６２２は、
スイッチモジュール１６２４によって受け取られる。図
１６Ｌ中で、ＦＭ入力信号１６５２は、情報信号１６４
８（図１６Ｊ）を使用し、変調発振信号１６５０（図１
６Ｋ）によって生成されることがあることに留意された
い。図１６Ｌに示された実施形態は、情報信号１６４８
がデジタル信号であり、発振信号１６５０の周波数が情
報信号１６４８の値に応じて変化する場合のものであ
る。この実施形態は、ＦＭのサブセットである周波数シ
フトキーイング（ＦＳＫ）と呼ばれる。当業者であれ
ば、情報信号１６４８がアナログ、デジタル、またはそ
れらのどのような組み合わせであってもよく、どのよう
な変調方式でも使用できることが明らかであろう。スイ
ッチモジュール１６２４の出力は、高調波に富んだ信号
１６２６であり、これは図１６Ｍ中で連続する周期的な
波形を有する高調波に富んだ信号１６５４として示され
ている。図１６Ｎは、セクション１６５６およびセクシ
ョン１６５８を含む、高調波に富んだ信号１６５４の２
つのセクションの拡張図である。この波形は、方形波や
パルスなどの矩形波であることが好ましい（ただし本発
明は、この実施形態に限定されるものではない）。考察
しやすくするために、ほぼ矩形の波形を意味する場合に
は「矩形波(rectangular wave)」という用語を使用す
る。同様の形で、「方形波（square wave）」という用
語は、ほぼ方形の波形を意味し、完全に方形の波が生成
されるかまたは必要とされることは、本発明の目的では
ない。高調波に富んだ信号１６２６は、周波数が波形の
基本周波数の整数倍数である、複数の正弦波から構成さ
れる。これら正弦波は基礎をなす波形の高調波と呼ば
れ、基本周波数は第１高調波と呼ばれる。図１６Ｏおよ
び図１６Ｐは、それぞれセクション１６５６およびセク
ション１６５８の第１、第３、および第５の高調波を構
成する正弦波構成要素を別々に示す。（高調波の数は無
限であるが、この例では、高調波に富んだ信号１６５４
が方形波として表されるため、奇数の高調波のみである
ことに留意されたい。）これら３つの高調波は、図１６
Ｑ中のセクション１６５６およびセクション１６５８で
同時に（しかし合計されずに）示される。高調波の相対
振幅は一般に、高調波に富んだ信号１６２６のパルス幅
の相対幅および基本周波数の周期の関数であり、高調波
に富んだ信号１６２６のフーリエ解析を実行して決める
ことができる。本発明の実施形態に従ってさらに以下で
述べるように、入力信号１６２２のパルス幅は、所望の
高調波の振幅が、その目的とする用途（たとえば伝送）
に対して十分であることが保証できるように調節され
る。フィルタ１６２８は、望ましくない周波数（高調
波）をフィルタリングし、図１６Ｒ中でフィルタリング
済み出力信号１６６０として示される出力信号１６３０
として所望の高調波周波数で電磁（ＥＭ）信号を出力す
る。図１６Ｒは、フィルタ１６２８によって選択される
セクション１６５６および１６５８の第５高調波を示
す。当業者であれば理解されるように、フィルタ１６２
８は、他の高調波を選択するためにフィルタリングする
ことができる。

【０２９７】図１６Ｈを見ると、スイッチモジュール１
６２４は、バイアス信号１６３２、抵抗器１６３４、ス
イッチ１６３６、および接地１６３８（または他の電圧
基準）から構成されていることがわかる。入力信号１６
２２は、スイッチ１６３６を制御し、これを開閉させ
る。高調波に富んだ信号１６２６は、抵抗器１６３４と
スイッチ１６３６との間の地点で生成される。

【０２９８】図１６Ｈ中でも、フィルタ１６２８が、接
地１６４３に短絡されたキャパシタ１６４０およびイン
ダクタ１６４２から構成されることがわかる。このフィ
ルタは、高調波に富んだ信号１６２６の望ましくない高
調波をフィルタリングするように設計される。

【０２９９】代替の実施形態では、図１６Ｉが、未整形
の入力信号１６４４がパルス整形モジュール１６４６へ
送られて入力信号１６２２となり、その後スイッチモジ
ュール１６２４へ送られることを示す。図１６Ｊ〜Ｒの
波形に注目すると、ＦＭ入力信号１６５２をパルス整形
モジュール１６４６へ送信する効果がある。パルス整形
モジュール１６４６の目的は、スイッチモジュール１０
４内にあるスイッチ１６３６の開閉を制御する、入力信
号１６２２のパルス幅を制御することである。入力信号
１６２２のパルス幅は、スイッチ２０６の開閉を制御し
て、高調波に富んだ信号１６２６のパルス幅を決定す
る。前述のように、高調波に富んだ信号１６２６の高調
波の相対振幅を決定する際の係数は、そのパルス幅によ
って決定される。たとえば有効パルス幅は、出力信号１
６３０である所望の高調波周期の約１／２となる。たと
えば、９００ＭＨＺの出力信号が所望された場合、パル
ス幅は約５５５ピコ秒（１／２×１／９００ＭＨＺ）と
なる。

【０３００】（5.2.3.2 他の実施態様） 前述のアップコンバート１５１６に関する実施態様は、
例示目的で示されたものである。この実施態様は、いか
なる方法でも本発明を限定することを意図するものでは
ない。当業者であれば、本明細書に含まれる教示に基づ
いて、本明細書に記載された実施態様とはわずかに異な
るかまたは大幅に異なる代替の実施態様が明らかになろ
う。代替の実施態様には、様々な混合器回路、様々な周
波数乗算器回路構成、および他の周知のアップコンバー
タ装置が含まれるが、これらに限定されることはない。
このような代替の実施態様は、本発明の範囲および趣旨
に含まれる。

【０３０１】（６．実質的に同じ情報内容を有する冗長
スペクトルからの復調されたベースバンド信号の回復） （6.1 高水準の説） このセクション（サブセクションを含む）では、実質的
に同じ情報内容を備えて生成された冗長スペクトルから
復調されたベースバンド信号を回復する実施形態につい
て、高水準の説明を提供する。以下の考察には、冗長ス
ペクトルから復調されたベースバンド信号を回復するた
めの例示的操作プロセスが含まれる。また本明細書に
は、このプロセスを達成するための構造説明も例示目的
で記載されるが、これはいかなる方法でも本発明を限定
することを意味するものではない。具体的に言えば、こ
のセクションに記載されたプロセスは、任意数の構造上
の実施態様を使用して達成することが可能であり、その
うち少なくとも１つがこのセクションに記載される。当
業者であれば、本明細書の教示に基づいて、構造説明の
詳細が明らかになろう。

【０３０２】（6.1.1 操作説明） 図１７Ａは、本発明の一実施形態に従い、冗長スペクト
ルから復調されたベースバンド信号を回復するステップ
に関する、流れ図１７００を示す。以下の考察では、図
１７Ａ中のステップについて、図１７Ｂ〜１７Ｈ中の例
示的信号図に関して論じる。

【０３０３】ステップ３０６では、冗長スペクトル１７
１０ａ〜ｃ（図１７Ｂ）が通信媒体を介して第１の位置
から伝送される。このステップについては図３Ａ、４
Ａ、８Ａ、１３Ａ、１４Ａ、１５Ａ、１６Ａおよび関係
する考察中で論じており、ここでは便宜上述べる。各冗
長スペクトル１７１０ａ〜ｃは、変調ベースバンド信号
３０８を再構築するのに必要な情報を搬送する。言い換
えれば、各冗長スペクトル１７１０ａ〜ｃが、変調ベー
スバンド信号３０８を再構築するのに必要な振幅、位
相、および周波数情報を含む。さらに冗長スペクトル１
７１０ａ〜ｃは、典型的に、周波数軸中でブレーク１７
０９によって示されるように、変調ベースバンド信号３
０８に関連するベースバンドスペクトル３１０よりも実
質上高い周波数に位置する。本明細書全体を通じた場合
と同様に、変調ベースバンド信号３０８は、アナログ信
号、デジタル信号、またはそれらの組み合わせを含むが
これに限定されることのない、いずれのタイプの任意指
定信号であってもよい。

【０３０４】前述のように、通信媒体を介して伝送され
る冗長スペクトルの数は、任意指定である。言い換えれ
ば、図１７Ｂは冗長スペクトル１７１０ａ〜ｃを例示目
的でのみ示しており、この通信媒体を介して、これより
も多くの、または少ない冗長スペクトルを伝送すること
ができる。伝送可能な冗長スペクトル数の一般的な制限
は、使用可能なチャネル帯域幅である。通信媒体を介し
て伝送できる冗長スペクトルの数は、法的なまたは行政
上の制限（すなわちＦＣＣ規則）によってさらに制約さ
れることがある。

【０３０５】ステップ１７０２では、この通信媒体から
冗長スペクトル１７１２ａ〜ｃが受け取られる（図１７
Ｃ）。冗長スペクトル１７１２ａ〜ｃは、通信媒体によ
って導入された変更を除いて、ステップ３０６で伝送さ
れた冗長スペクトル１７１０ａ〜ｃと実質的に同じであ
る。このような変更には、信号減衰および信号干渉が含
まれる場合があるが、これらに限定されるものではな
い。たとえば、図１７Ｃは、本発明の利点を図示するた
めに、スペクトル１７１２ｂによって占有される周波数
幅と同じ周波数幅内に存在する妨害スペクトル１７１１
を示す。妨害信号スペクトル１７１１は、一般的な妨害
信号に関連する周波数スペクトルである。本発明の目的
のために、「妨害信号」は、その発信元にかかわらず、
所期の信号が正しく受け取られて再構築するのに干渉す
るような、任意の望ましくない信号を表す。さらに妨害
信号は、スペクトル１７１１が示すようなトーンに限定
されるものではなく、当業者であれば理解されるよう
な、いかなる一般的なスペクトル形状でもよい。

【０３０６】ステップ１７０４では、冗長スペクトル１
７１２ａ〜ｃがより低い中間周波数に変換され、その結
果、それぞれ中間周波数ｆ_IFA、ｆ_IFB、およびｆ_IFCに
位置し、ｆ₂（Ｈｚ）にほぼ等しい周波数間隔を備え
た、冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃ（図１７Ｄ）が発生
する。冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃは、図１７Ｄの周
波数軸内でブレーク１７０９の相対位置によって表され
た、実質上低い周波数位置に存在することを除いて、ス
ペクトル１７１２ａ〜ｃとほぼ等しい情報内容を含む。
妨害信号スペクトル１７１１も、スペクトル１７１２ｂ
の帯域幅内に位置するため、より低い周波数に変換さ
れ、その結果、妨害信号スペクトル１７１６が発生す
る。

【０３０７】ステップ１７０６では、冗長スペクトル１
７１４ａ〜ｃが、互いに別々のチャネルに分離され、そ
の結果チャネル１７１８ａ〜ｃが発生する（図１７Ｅ〜
１７Ｇ）。したがって、チャネル１７１８ａは冗長スペ
クトル１７１４ａを備え、チャネル１７１８ｂは冗長ス
ペクトル１７１４ｂおよび妨害信号スペクトル１７１６
を備え、チャネル１７１８ｃは冗長スペクトル１７１４
ｃを備える。各チャネル１７１８ａ〜ｃは、変調ベース
バンド信号３０８を再構築するのに必要な振幅、位相、
および周波数情報を搬送するが、これは冗長スペクトル
１７１４ａ〜ｃがこのような情報を搬送するためであ
る。ただし、チャネル１７１８ｂは、妨害信号スペクト
ル１７１６の相対信号強度に応じて、チャネル１７１８
ｂが変調ベースバンド信号３０８を再構築するのに使用
されるのを妨げるような、妨害信号スペクトル１７１６
も搬送する。

【０３０８】ステップ１７０８では、チャネル１７１８
ａ〜ｃから復調されたベースバンド信号１７２０（図１
７Ｈ）が抽出されるが、復調されたベースバンド信号１
７２０は、被変調ベースバンド信号３０８と実質的に同
じである。

【０３０９】ここで本発明の利点を明らかにしなければ
ならない。変調ベースバンド信号３０８の回復は、強力
な妨害信号（たとえば妨害信号スペクトル１７１１）が
通信媒体上の「帯域内」に存在するという事実にもかか
わらず、達成することができる。所期のベースバンド信
号が回復できるのは、各冗長スペクトルがベースバンド
信号を再構築するために必要な情報を搬送する、複数の
冗長スペクトルが伝送されるためである。冗長スペクト
ルは、１つまたは複数の冗長スペクトルが妨害信号によ
って崩れた場合であっても、ベースバンド信号が回復で
きるように、伝送先で互いに分離される。

【０３１０】（6.1.2 構造説明） 図１７Ｉは、例示的受信機モジュール１７３０を示す。
受信機モジュール１７３０は、（任意選択の）媒体イン
ターフェースモジュール１７２２、ダウンコンバータ１
７２４、スペクトル分離モジュール１７２６、および信
号抽出モジュール１７２８を含む。受信機モジュール１
７３０は、冗長スペクトル１７１２ａ〜ｃから復調され
たベースバンド信号１７２０を生成することが好まし
い。言い換えれば、受信機モジュール１７３０は、流れ
図１７００中にある操作ステップを実行するための構造
上の実施形態である。ただし、本発明の範囲および趣旨
が、流れ図１７００のステップを実行するための、他の
構造上の実施形態も含むことを理解されたい。受信機モ
ジュール１７３０内の構造上の構成要素に鑑みて、本発
明をさらに例示するために、流れ図１７００について再
考する。

【０３１１】ステップ３０６では、（任意選択の）媒体
インターフェースモジュール３２０が通信媒体３２２を
介して、第１の位置から冗長スペクトル１７１０ａ〜ｃ
（図１７Ｂ）を伝送する。このステップについては図３
Ａ、４Ａ、８Ａ、１３Ａ、１４Ａ、１５Ａ、１６Ａおよ
び関係する考察中で論じており、ここでは便宜上述べ
る。各冗長スペクトル１７１０ａ〜ｃは、変調ベースバ
ンド信号３０８を再構築するのに必要な情報を搬送す
る。言い換えれば、各冗長スペクトル１７１０ａ〜ｃ
が、変調ベースバンド信号３０８を再構築するのに必要
な振幅、位相、および周波数情報を搬送する。さらに冗
長スペクトル１７１０ａ〜ｃは、典型的に、周波数軸中
でブレーク１７０９によって示されるように、変調ベー
スバンド信号３０８に関連するベースバンドスペクトル
３１０よりも実質上高い周波数に位置する。

【０３１２】前述のように、通信媒体を介して伝送され
る冗長スペクトルの数は、任意指定である。言い換えれ
ば、図１７Ｂは冗長スペクトル１７１０ａ〜ｃを例示目
的でのみ示しており、この通信媒体を介して、これより
も多くの、または少ない冗長スペクトルを伝送すること
ができる。伝送可能な冗長スペクトル数の１つの制限
は、使用可能なチャネル帯域幅である。

【０３１３】ステップ１７０２では、（任意選択の）媒
体インターフェースモジュール１７２２が、通信媒体３
２２から冗長スペクトル１７１２ａ〜ｃ（図１７Ｃ）を
受け取る。冗長スペクトル１７１２ａ〜ｃは、通信媒体
によって導入された変更を除いて、ステップ３０６で伝
送された冗長スペクトル１７１０ａ〜ｃと実質的に同じ
である。このような変更には、信号減衰および信号干渉
が含まれる場合があるが、これらに限定されるものでは
ない。たとえば、図１７Ｃは、本発明の利点を図示する
ために、スペクトル１７１２ｂによって占有される周波
数幅と同じ周波数幅内に存在する妨害スペクトル１７１
１を示す。妨害信号スペクトル１７１１は、一般妨害信
号に関連する周波数スペクトルである。本発明の目的の
ために、「妨害信号」は、その発信元にかかわらず、所
期の信号が正しく受け取られて再構築されるのを干渉す
るような、任意の望ましくない信号を表す。さらに妨害
信号はトーンに限定されるものではなく、当業者であれ
ば理解されるような、いかなる一般的なスペクトル形状
でもよい。

【０３１４】ステップ１７０４では、ダウンコンバータ
１７２４が冗長スペクトル１７１２ａ〜ｃをより低い周
波数に変換し、その結果、それぞれ中間周波数ｆ_IFA、
ｆ_IFB、およびｆ_IFCに位置し、ｆ₂（Ｈｚ）にほぼ等し
い周波数間隔を備えた、冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃ
（図１７Ｄ）が発生する。冗長スペクトル１７１４ａ〜
ｃは、図１７Ｄの周波数軸内でブレーク１７０９の相対
位置によって表された、実質上低い周波数位置に存在す
ることを除いて、スペクトル１７１２ａ〜ｃと実質的に
等しい情報内容を有する。妨害信号スペクトル１７１１
も、スペクトル１７１２ｂの帯域幅内に位置するため、
より低い周波数に変換され、その結果、妨害信号スペク
トル１７１６が発生する。

【０３１５】ステップ１７０６では、スペクトル分離モ
ジュール１７２６が、冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃを
互いに別々のチャネルに分離し、その結果チャネル１７
１８ａ〜ｃが発生する（図１７Ｅ〜１７Ｇ）。したがっ
て、チャネル１７１８ａは冗長スペクトル１７１４ａを
備え、チャネル１７１８ｂは冗長スペクトル１７１４ｂ
および妨害信号スペクトル１７１６を備え、チャネル１
７１８ｃは冗長スペクトル１７１４ｃを備える。各チャ
ネル１７１８ａ〜ｃは、変調ベースバンド信号３０８を
再構築するのに必要な振幅、位相、および周波数情報を
搬送するが、これは冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃがこ
のような情報を搬送するためである。ただし、チャネル
１７１８ｂは、妨害信号スペクトル１７１６の相対信号
強度に応じて、チャネル１７１８ｂが変調ベースバンド
信号３０８を再構築するのに使用されるのを妨げるよう
な、妨害信号スペクトル１７１６も搬送する。

【０３１６】ステップ１７０８では、信号抽出モジュー
ル１７２８が、チャネル１７１８ａ〜ｃから復調された
ベースバンド信号１７２０を回復するが、復調されたベ
ースバンド信号１７２０は、被変調ベースバンド信号３
０８と実質的に同じである。

【０３１７】ここで本発明の利点を明らかにしなければ
ならない。変調ベースバンド信号３０８の回復は、強力
な妨害信号が通信媒体上の「帯域内」に存在するという
事実にもかかわらず、達成することができる。所期のベ
ースバンド信号が回復できるのは、各冗長スペクトルが
ベースバンド信号を再構築するために必要な情報を搬送
する、複数の冗長スペクトルが通信媒体を介して伝送さ
れるためである。冗長スペクトルは、１つまたは複数の
冗長スペクトルが崩れた場合であっても、ベースバンド
信号が回復できるように、伝送先で互いに分離される。
以下のセクションで、さらに詳しい例示および考察を行
う。

【０３１８】（6.2 例示的実施形態） 前述の方法および構造に関する様々な実施形態が、この
セクション（およびそのサブセクション）に示される。
具体的に言えば、以下の考察では、複数の冗長スペクト
ルから復調されたベースバンド信号を回復する際の、例
示的実施形態について記載する。これらの実施形態は例
示目的で記載され、限定を目的とするものではない。本
発明がこれらの実施形態に限定されることはない。代替
の実施態様（本明細書に記載された実施形態の等価形
態、拡張形態、変形形態、偏移形態などを含む）は、本
明細書に含まれる教示に基づいて、当業者であれば明ら
かになろう。このような代替の実施態様は、本発明の範
囲および趣旨に含まれるものである。

【０３１９】（6.2.1 ダウンコンバート） ステップ１７０４およびダウンコンバータ１７２４の例
示的実施形態について、以下のように考察する。第１の
実施形態は、冗長スペクトルを受信機側のローカル発振
信号と混合することによって、冗長スペクトルをより低
い中間周波数（ＩＦ）に変換するステップを含む。第２
の実施形態は、ユニバーサル周波数変換（universal fr
equency translation）（ＵＦＴ）モジュールを使用し
て冗長スペクトルをエイリアシングすることによる、ダ
ウンコンバートを含む。ダウンコンバートの他の方法お
よびシステムも含まれる。

【０３２０】（6.2.1.1 冗長スペクトルと発振信号の混
合によるダウンコンバート） 以下の考察では、冗長スペクトルとローカル発振信号と
の混合により、冗長スペクトルをより低い中間周波数
（ＩＦ）に変換するための、方法およびシステムについ
て述べる。

【０３２１】（6.2.1.1.1 操作説明） 図１８Ａは、本発明の一実施形態に従って冗長スペクト
ルをより低い周波数に変換するための（ステップ１７０
４、図１７Ａ）、流れ図１８００を示す。以下の考察で
は、図１８Ａのステップについて、図１８Ｂ〜１８Ｈ中
の例示的信号図に関して論じる。

【０３２２】ステップ１７０２では、通信媒体から冗長
スペクトル１７１２ａ〜ｃが受け取られる（図１８
Ｂ）。ステップ１７０２およびスペクトル１７１２ａ〜
ｃについては、まず第１に図１７Ａおよび１７Ｃでそれ
ぞれ考察したが、便宜上ここでも繰り返す。

【０３２３】ステップ１８０２では、ローカル発振信号
１８０６（図１８Ｃ）が生成される。このローカル発振
信号１８０６は、特性周波数ｆ₃を備えた正弦波である
ことが好ましい（ただし、他の周期的波形も使用可能で
ある）。ローカル発振信号１８０６は、トーンであるこ
とが好ましいスペクトル１８０８（図１８Ｄ）を有する
が、当業者であれば周知のように、他のスペクトルも使
用できる。

【０３２４】ステップ１８０４では、冗長スペクトル１
７１２ａ〜ｃがローカル発振信号１８０６と混合され、
その結果、それぞれ中間周波数（ｆ₁−ｆ₂）−ｆ₃、ｆ₁
−ｆ₃、および（ｆ₁＋ｆ₂）−ｆ₃に配置された冗長スペ
クトル１８１０ａ〜ｃ（図１８Ｅ）が発生する。冗長ス
ペクトル１８１０ａ〜ｃは、図１８Ｅ中の周波数軸でブ
レーク１７０９の相対的位置によって表される、実質上
低い周波数位置に存在することを除いて、スペクトル１
７１２ａ〜ｃとほぼ同じ情報を含む。妨害信号スペクト
ル１７１１も、スペクトル１７１２ｂの帯域幅内に位置
するため、より低い周波数に変換され、その結果妨害信
号スペクトル１８１１が発生する。

【０３２５】ｆ₁とｆ₃を混合する（ステップ１８０４）
ことによって作られる周波数（ｆ₁−ｆ₃）は、当業者に
より、差分周波数と呼ばれる。典型的には、この混合プ
ロセスによって、合計周波数（ｆ₁＋ｆ₃）位置でセンタ
リングされたスペクトルも作られるが、これは、周波数
軸中のブレーク１７０９によって規定される関連周波数
帯域の外側にあるため、図１８Ｅには表示されない。合
計周波数位置およびその周辺にあるスペクトルは、当業
者であれば理解されるように、フィルタリングを含むが
これに限定されないいくつかの方法によって、減衰また
は抑制することができる。

【０３２６】ステップ１７０６では、冗長スペクトル１
８１０ａ〜ｃが、互いにチャネル１８１２ａ〜ｃに分離
される（それぞれ図１８Ｆ〜１８Ｈに図示）。したがっ
て、チャネル１８１２ａは冗長スペクトル１８１０ａを
備え、チャネル１８１２ｂは冗長スペクトル１８１０ｂ
および妨害信号スペクトル１８１１を備え、チャネル１
８１２ｃは冗長スペクトル１８１０ｃを備える。各チャ
ネル１８１２ａ〜ｃは、変調ベースバンド信号３０８を
再構築するのに必要な振幅、位相、および周波数情報を
搬送するが、これは冗長スペクトル１８１０ａ〜ｃがこ
のような情報を搬送するためである。ただし、チャネル
１８１２ｂは、妨害信号スペクトル１８１１の相対信号
強度に応じて、チャネル１８１２ｂが変調ベースバンド
信号３０８を再構築するのに使用されるのを妨げるよう
な、妨害信号スペクトル１８１１も搬送する。ステップ
１７０６は、まず第１に図１７Ａに関して考察したが、
便宜上ここでも繰り返す。

【０３２７】（6.2.1.1.2 構造説明） 図１８Ｉは、ダウンコンバータ１７２４（図１７Ｉ）の
一実施形態である、ダウンコンバータ１８１８のブロッ
ク図を示す。ダウンコンバータ１８１８は、混合器１８
１４およびローカル発振器１８１６を含む。ダウンコン
バータ１８１８は、冗長スペクトル１７１２ａ〜ｃとロ
ーカル発振信号とを混合して、冗長スペクトル１７１２
ａ〜ｃを実質上低い周波数に変換することが好ましい。
言い換えれば、ダウンコンバータ１８１８は流れ図１８
００中の操作ステップを実行するための、構造上の実施
形態である。ただし、本発明の範囲および趣旨には、流
れ図１８００のステップを実行するための他の構造上の
実施形態も含まれることを理解されたい。ダウンコンバ
ータ１８１８中の構造上の構成要素に鑑みて、本発明を
さらに例示するために、流れ図１８００について再考す
る。

【０３２８】ステップ１７０２では、（任意選択の）媒
体インターフェースモジュール１７２２が、通信媒体か
ら冗長スペクトル１７１２ａ〜ｃ（図１８Ｂ）を受け取
る。ステップ１７０２およびスペクトル１７１２ａ〜ｃ
については、まず第１に図１７Ａ〜Ｂでそれぞれ考察し
たが、便宜上ここでも繰り返す。

【０３２９】ステップ１８０２では、ローカル発振器１
８１６がローカル発振信号１８０６（図１８Ｃ）を生成
する。このローカル発振信号１８０６は、特性周波数ｆ
₃を備えた正弦波であることが好ましい（ただし、他の
周期的波形も使用可能である）。ローカル発振信号１８
０６は、トーンであることが好ましいスペクトル１８０
８（図１８Ｄ）を有するが、当業者であれば周知のよう
に、他のスペクトルも使用できる。またｆ₃は、ほぼｆ₁
であることが好ましい。

【０３３０】ステップ１８０４では、混合器１８１４が
冗長スペクトル１７１２ａ〜ｃとローカル発振信号１８
０６を混合し、その結果、それぞれ中間周波数（ｆ₁−
ｆ₂）−ｆ₃、ｆ₁−ｆ₃、および（ｆ₁＋ｆ₂）−ｆ₃に配
置された冗長スペクトル１８１０ａ〜ｃ（図１８Ｅ）が
発生する。冗長スペクトル１８１０ａ〜ｃは、周波数軸
でブレーク１７０９の相対的位置によって表される、実
質上低い周波数位置に存在することを除いて、スペクト
ル１７１２ａ〜ｃとほぼ同じ情報を含む。妨害信号スペ
クトル１７１１も、スペクトル１７１２ｂの帯域幅内に
位置するため、より低い周波数に変換され、その結果妨
害信号スペクトル１８１１が発生する。

【０３３１】混合器１８１４は、ダイオードまたはトラ
ンジスタを含むがこれに限定されない、少なくとも１つ
の非線形回路要素を含む。混合器１８１４は、単一ダイ
オード構成、単一平衡混合器、二重平衡混合器などを含
むがこれらに限定されない、複数の異なるタイプの回路
実施態様で実施することができる。これら混合器回路の
実施態様は、当業者であれば本明細書に記載の考察に基
づいて周知であり、本発明の範囲および趣旨に含まれ
る。

【０３３２】ステップ１７０６では、スペクトル分離モ
ジュール１７２６が冗長スペクトル１８１０ａ〜ｃを、
互いにチャネル１８１２ａ〜ｃに分離する（図１８Ｆ〜
１８Ｈに図示）。したがって、チャネル１８１２ａは冗
長スペクトル１８１０ａを含み、チャネル１８１２ｂは
冗長スペクトル１８１０ｂおよび妨害信号スペクトル１
８１１を含み、チャネル１８１２ｃは冗長スペクトル１
８１０ｃを含む。各チャネル１８１２ａ〜ｃは、変調ベ
ースバンド信号３０８を再構築するのに必要な振幅、位
相、および周波数情報を搬送するが、これは冗長スペク
トル１７１４ａ〜ｃがこのような情報を搬送するためで
ある。ただし、チャネル１７１２ｂは、妨害信号スペク
トル１７１１の相対信号強度に応じて、チャネル１７１
２ｂが変調ベースバンド信号３０８を再構築するのに使
用されるのを妨げるような、妨害信号スペクトル１７１
１も搬送する。

【０３３３】（6.2.1.2 ユニバーサル周波数ダウンコン
バートモジュールを使用したダウンコンバート） 以下の考察では、ユニバーサル周波数ダウンコンバート
モジュールを使用した、冗長スペクトルのダウンコンバ
ートについて述べる。当業者であれば理解されるよう
に、冗長スペクトルは電磁信号（ＥＭ信号）を表す。エ
イリアシング率でＥＭ信号をエイリアシングすることに
よるダウンコンバートについては、さらに以下のセクシ
ョンで述べる。以下のセクションでは、より低い周波数
に存在するダウンコンバート済み信号（たとえば冗長ス
ペクトル１７１４ａ〜ｃ）を作成するために、入力信号
（たとえば冗長スペクトル１７１２ａ〜ｃ）をダウンコ
ンバートするステップについて述べる。

【０３３４】図１９Ａは、ＥＭ入力信号１９０４をダウ
ンコンバートするユニバーサル周波数変換（ＵＦＴ）モ
ジュール１９０２を使用してダウンコンバートするため
の、エイリアシングモジュール１９００を示す。具体的
な実施形態では、エイリアシングモジュール１９００
は、スイッチ１９０８およびキャパシタ１９１０を含
む。回路構成要素の電子的配列はフレキシブルである。
すなわち、一実施態様では、スイッチ１９０８が入力信
号１９０４と直列であり、キャパシタ１９１０が接地に
短絡される（ただし、差動モードなどの構成では接地以
外でもかまわない）。第２の実施態様では（図１９Ａ−
１を参照）、キャパシタ１９１０が入力信号１９０４と
直列であり、スイッチ１９０８が接地に短絡される（た
だし、差動モードなどの構成では接地以外でもかまわな
い）。ＵＦＴモジュール１９０２を備えたエイリアシン
グモジュール１９００は、ＥＭ入力信号１９０４の周波
数よりもかなり低い周波数のエイリアシングを使用し
て、広範で多様な電磁信号をダウンコンバートするよう
に簡単に調整することができる。

【０３３５】一実施態様では、エイリアシングモジュー
ル１９００が入力信号１９０４を中間周波数（ＩＦ）信
号にダウンコンバートする。別の実施態様では、エイリ
アシングモジュール１９００が入力信号１９０４を復調
されたベースバンド信号にダウンコンバートする。さら
に別の実施態様では、入力信号１９０４が周波数変調さ
れた（ＦＭ）信号であり、エイリアシングモジュール１
９００がこれを、位相変調された（ＰＭ）信号や振幅変
調された（ＡＭ）信号などの非ＦＭ信号にダウンコンバ
ートする。上記の各実施態様について、以下に記載す
る。

【０３３６】一実施形態では、制御信号１９０６が、入
力信号１９０４の周波数の２倍に等しいかまたはそれよ
りも小さいエイリアシング率で繰り返す、一列のパルス
を含む。この実施形態では、制御信号１９０６が入力信
号１９０４の周波数に対してナイキストレートよりも低
いため、これがエイリアシング信号と呼ばれる。制御信
号１９０６の周波数は、入力信号１９０４よりもかなり
低いことが好ましい。

【０３３７】図１９Ｄのパルス列１９１８は、スイッチ
１９０８が制御信号１９０６を使用して入力信号１９０
４をエイリアシングするように制御し、ダウンコンバー
トされた出力信号１９１２を生成する。より具体的に言
えば、一実施形態において、スイッチ１９０８は、図１
９Ｄの各パルス１９２０の第１の縁部で閉じ、各パルス
の第２の縁部で開く。スイッチ１９０８が閉じると、入
力信号１９０４はキャパシタ１９１０に結合され、電荷
が入力信号からキャパシタ１９１０に転送される。連続
するパルス中に格納された電荷は、ダウンコンバート済
み出力信号１９１２を整形する。

【０３３８】例示的波形を図１９Ｂ〜１９Ｆに示す。

【０３３９】図１９Ｂは、入力信号１９０４の一例であ
る、アナログ振幅変調された（ＡＭ）搬送波信号１９１
４を示す。例示的目的のために、図１９Ｃ中では、アナ
ログＡＭ搬送波信号部分１９１６が、拡張された時間ス
ケールでのアナログＡＭ搬送波信号１９１４の一部分を
示す。このアナログＡＭ搬送波信号部分１９１６は、時
間ｔ₀から時間ｔ₁までのアナログＡＭ搬送波信号１９１
４を示す。

【０３４０】図１９Ｄは、制御信号１９０６の一例であ
る、例示的エイリアシング信号１９１８を示す。エイリ
アシング信号１９１８は、アナログＡＭ搬送波部分１９
１６とほぼ同じ時間スケールである。図１９Ｄに示され
た例では、エイリアシング信号１９１８に、ゼロに向か
う無視できるほど小さなアパーチャを有する一列のパル
ス１９２０が含まれる（本発明は、以下に論じるよう
に、この実施形態に限定されるものではない）。当業者
であれば理解するであろうが、このパルスアパーチャは
パルス幅とも呼ばれる。パルス１９２０は、エイリアシ
ング率、またはエイリアシング信号１９１８のパルス繰
返し率で繰り返す。エイリアシング率は、以下の考察で
示すように決定される。

【０３４１】前述のように、パルス１９２０の列（すな
わち制御信号１９０６）が、エイリアシング信号１９１
８のエイリアシング率で、アナログＡＭ搬送波信号１９
１６（すなわち入力信号１９０４）をエイリアシングす
るように、スイッチ１９０８を制御する。具体的に言え
ば、この実施形態では、スイッチ１９０８が各パルスの
第１の縁部で閉じ、各パルスの第２の縁部で開く。スイ
ッチ１９０８が閉じると、入力信号１９０４はキャパシ
タ１９１０に結合され、電荷が入力信号１９０４からキ
ャパシタ１９１０に転送される。パルス中に転送された
電荷は、ここではアンダーサンプル（under-sample）と
呼ばれる。例示的アンダーサンプル１９２２は、アナロ
グＡＭ搬送波信号部分１９１６（図１９Ｃ）およびパル
ス列１９２０（図１９Ｄ）に対応する、被ダウンコンバ
ート信号部分１９２４（図１９Ｅ）を整形する。ＡＭ搬
送波信号１９１４の連続するアンダーサンプル中に蓄積
された電荷は、被ダウンコンバート出力信号１９１２
（図１９Ａ）の一例である、被ダウンコンバート信号１
９２４（図１９Ｆ）を整形する。図１９Ｆでは、復調さ
れたベースバンド信号１９２６が、圧縮された時間スケ
ール上でフィルタリングされた後の復調されたベースバ
ンド信号１９２４を表す。図に示すように、被ダウンコ
ンバート信号１９２６は、ＡＭ搬送波信号１９１４とほ
ぼ同じ「振幅エンベロープ」を有するが、特性周波数は
低い。したがって、図１９Ｂ〜１９Ｆは、ＡＭ搬送波信
号１９１４のダウンコンバートを示す。

【０３４２】図１９Ｂ〜１９Ｆに示される波形について
は、本明細書では例示目的のためだけに論じられてお
り、限定するものではない。

【０３４３】制御信号１９０６のエイリアシング率は、
入力信号１９０４がＩＦ信号にダウンコンバートされた
か、復調されたベースバンド信号にダウンコンバートさ
れたか、あるいはＦＭ信号からＰＭ信号またはＡＭ信号
にダウンコンバートされたかを判定する。一般的な、入
力信号１９０４と、制御信号１９０６のエイリアシング
率と、被ダウンコンバート出力信号１９１２との間の関
係を以下に示す。 （入力信号１９０４の周波数）＝ｎ・（制御信号１９０
６の周波数）±（被ダウンコンバート出力信号１９１
２） 本明細書に含まれる例の場合、「＋」条件についてのみ
考察される。値ｎは、入力信号１９０４の高調波または
低調波を表す（たとえばｎ＝０．５、１、２、３、・・
・）。

【０３４４】制御信号１９０６のエイリアシング率が入
力信号１９０４の周波数からオフセットされるか、また
はその高調波または低調波からオフセットされると、入
力信号１９０４は、ＩＦ信号へダウンコンバートされ
る。これは、入力信号１９０４の後続サイクルの異なる
位相に、アンダーサンプリングパルスが発生するためで
ある。その結果、アンダーサンプルが低い周波数の発振
パターンを整形する。入力信号１９０４が、振幅、周波
数、位相など、あるいはそれらの任意の組み合わせなど
の、より低い周波数の変化を含む場合、関連するアンダ
ーサンプル中に格納された電荷がそのより低い周波数変
化を反映し、その結果、被ダウンコンバートＩＦ信号に
も同様の変化が生じる。たとえば、９０１ＭＨＺの入力
信号を１ＭＨＺのＩＦ信号にダウンコンバートするため
には、制御信号１９０６の周波数は以下のように算出さ
れる。 （Ｆｒｅｑ_input−Ｆｒｅｑ_IF）／ｎ＝Ｆｒｅｑ_control （９０１ＭＨＺ−１ＭＨＺ）／ｎ＝９００／ｎ ｎ＝０．５、１、２、３、４、などの場合、制御信号１
９０６の周波数は、ほぼ１．８ＧＨｚ、９００ＭＨＺ、
４５０ＭＨＺ、３００ＭＨＺ、２２５ＭＨＺなどに等し
くなる。

【０３４５】あるいは、制御信号１９０６のエイリアシ
ング率が入力信号１９０４の周波数にほぼ等しい場合、
あるいはその高調波または低調波にほぼ等しい場合、入
力信号１９０４は、復調されたベースバンド信号に直接
ダウンコンバートされる。これは、変調せずに、入力信
号１９０４の後続サイクルの同じ地点で、アンダーサン
プリングパルスが発生するためである。その結果、アン
ダーサンプルが一定の出力ベースバンド信号を整形す
る。入力信号１９０４が、振幅、周波数、位相など、あ
るいはそれらの任意の組み合わせなどの、より低い周波
数の変化を含む場合、関連するアンダーサンプル中に格
納された電荷がそのより低い周波数変化を反映し、その
結果、復調されたベースバンド信号にも同様の変化が生
じる。たとえば、９００ＭＨＺの入力信号を復調された
ベースバンド信号（すなわちゼロＩＦ）に直接ダウンコ
ンバートするためには、制御信号１９０６の周波数は以
下のように算出される。 （Ｆｒｅｑ_input−Ｆｒｅｑ_IF）／ｎ＝Ｆｒｅｑ_control （９００ＭＨＺ−０ＭＨＺ）／ｎ＝９００ＭＨＺ／ｎ ｎ＝０．５、１、２、３、４、などの場合、制御信号１
９０６の周波数は、ほぼ１．８ＧＨｚ、９００ＭＨＺ、
４５０ＭＨＺ、３００ＭＨＺ、２２５ＭＨＺなどに等し
くなる。

【０３４６】あるいは、入力ＦＭ信号を非ＦＭ信号にダ
ウンコンバートするためには、ＦＭ帯域幅内の周波数が
帯域幅（すなわちゼロＩＦ）にダウンコンバートされな
ければならない。一例として、周波数シフトキーイング
（ＦＳＫ）信号（ＦＭのサブセット）を位相シフトキー
イング（ＰＳＫ）信号（ＰＭのサブセット）にダウンコ
ンバートするためには、ＦＳＫ信号の低い方の周波数Ｆ
₁と高い方の周波数Ｆ₂との間の中間点（すなわち［（Ｆ
₁＋Ｆ₂）÷２］）が、ゼロＩＦにダウンコンバートされ
る。たとえば、８９９ＭＨＺに等しいＦ₁および９０１
ＭＨＺに等しいＦ₂を有するＦＳＫ信号をＰＳＫ信号に
ダウンコンバートするためには、制御信号１９０６のエ
イリアシング率は、以下のように算出される。

【０３４７】 入力の周波数＝（Ｆ₁＋Ｆ₂）÷２ ＝（８９９ＭＨＺ＋９０１ＭＨＺ）÷２ ＝９００ＭＨＺ 被ダウンコンバート信号の周波数＝０（すなわちベースバンド） （Ｆｒｅｑ_input−Ｆｒｅｑ_IF）／ｎ＝Ｆｒｅｑ_control （９００ＭＨＺ−０ＭＨＺ）／ｎ＝９００ＭＨＺ／ｎ ｎ＝０．５、１、２、３、などの場合、制御信号１９０
６の周波数は、ほぼ１．８ＧＨｚ、９００ＭＨＺ、４５
０ＭＨＺ、３００ＭＨＺ、２２５ＭＨＺなどに等しくな
る。被ダウンコンバートＰＳＫ信号の周波数は、低い方
の周波数Ｆ₁と高い方の周波数Ｆ₂との間の差の２分の１
にほぼ等しい。

【０３４８】他の例として、ＦＳＫ信号を振幅シフトキ
ーイング（ＡＳＫ）信号（ＡＭのサブセット）にダウン
コンバートするためには、ＦＳＫ信号の低い方の周波数
Ｆ₁または高い方の周波数Ｆ₂のいずれかが、ゼロＩＦに
ダウンコンバートされる。たとえば、９００ＭＨＺに等
しいＦ₁および９０１ＭＨＺに等しいＦ₂を有するＦＳＫ
信号をＡＳＫ信号にダウンコンバートするためには、制
御信号１９０６のエイリアシング率は、ほぼ以下に等し
くなければならない。 （９００ＭＨＺ−０ＭＨＺ）／ｎ＝９００ＭＨＺ／ｎ、
または（９０１ＭＨＺ−０ＭＨＺ）／ｎ＝９０１ＭＨＺ
／ｎ 前者の９００ＭＨＺ／ｎの場合、およびｎ＝０．５、
１、２、３、４、などの場合、制御信号１９０６の周波
数は、ほぼ１．８ＧＨｚ、９００ＭＨＺ、４５０ＭＨ
Ｚ、３００ＭＨＺ、２２５ＭＨＺなどに等しくなる。後
者の９０１ＭＨＺ／ｎの場合、およびｎ＝０．５、１、
２、３、４、などの場合、制御信号１９０６の周波数
は、ほぼ１．８０２ＧＨｚ、９０１ＭＨＺ、４５０．５
ＭＨＺ、３００．３３３ＭＨＺ、２２５．２５ＭＨＺな
どに等しくなる。被ダウンコンバートＡＭ信号の周波数
は、低い方の周波数Ｆ₁と高い方の周波数Ｆ₂との間の差
にほぼ等しい（すなわち１ＭＨＺ）。

【０３４９】一実施形態では、制御信号１９０６のパル
スは、ゼロに向かう無視できるほど小さなアパーチャを
有する。これによって、ＵＦＴモジュール１９０２が高
入力インピーダンスデバイスになる。この構成は、入力
信号の妨害が最小であることが望ましい状況に対して有
用である。

【０３５０】他の実施形態では、制御信号１９０６のパ
ルスがゼロから離れていく無視できない大きさのアパー
チャを有する。これによって、ＵＦＴモジュール１９０
２が低入力インピーダンスデバイスになる。その結果、
ＵＦＴモジュール１９０２の低入力インピーダンスを、
入力信号１９０４のソースインピーダンスとほぼ一致さ
せることができる。さらに、入力信号１９０４から被ダ
ウンコンバート出力信号１９１２へのエネルギー転送
を、さらにはＵＦＴモジュール１９０２の効率および信
号対雑音（ｓ／ｎ）比を改善させる。

【０３５１】制御信号１９０６のパルスが無視できない
大きさのアパーチャを有する場合、エイリアシングモジ
ュール１９００は、同義でエネルギー転送モジュールま
たはゲート転送モジュールと呼ばれ、制御信号１９０６
は、エネルギー転送信号と呼ばれる。制御信号１９０６
を生成および最適化するための例示的なシステムおよび
方法、ならびにその他の形でエネルギー転送モジュール
内のエネルギー転送および／または信号対雑音比を改善
するための例示的なシステムおよび方法について、以下
に記載する。

【０３５２】（Ａ．任意選択のエネルギー転送信号モジ
ュール） 図２９は、エネルギー転送信号２９０５の生成を含むが
これに限定されない、様々な機能または機能の組み合わ
せのうちいずれでも実行可能な、任意選択のエネルギー
転送信号モジュール２９０２を含むエネルギー転送シス
テム２９０１を示す。

【０３５３】一実施形態では、任意選択のエネルギー転
送信号モジュール２９０２がアパーチャジェネレータを
含み、この一例が図２８Ｃ中にアパーチャジェネレータ
２８２０として示される。このアパーチャジェネレータ
２８２０は、入力信号２８２４から無視できない大きさ
のアパーチャパルス２８２６を生成する。入力信号２８
２４は、正弦波、方形波、のこぎり波などを含むがこれ
らに限定されない、いかなるタイプの周期的信号でもよ
い。入力信号２８２４を生成するためのシステムについ
て、以下に記載する。

【０３５４】パルス２８２６の幅またはアパーチャは、
アパーチャジェネレータ２８２０のブランチ２８２２を
介した遅延によって決定される。一般に、所望のパルス
幅が増加するにつれて、アパーチャジェネレータ２８２
０の要件に合致しやすくなる。言い換えれば、所与のＥ
Ｍ入力周波数に対して無視できない大きさのアパーチャ
パルスを生成するためには、例示的なアパーチャジェネ
レータ２８２０内で利用される構成要素が、同じＥＭ入
力周波数を有するアンダーサンプリングシステムの作動
で必要な構成要素と、同じように速い反応時間である必
要はない。

【０３５５】アパーチャジェネレータ２８２０内に表示
された例示的な論理および実施態様は、例示目的でのみ
示されたものであって、限定するものではない。実際に
採用される論理は、多くの形式を取ることができる。例
示的アパーチャジェネレータ２８２０には、本明細書に
示された他の例と極性を一貫させるために示された、任
意選択のインバータ２８２８が含まれる。

【０３５６】アパーチャジェネレータ２８２０の例示的
な一実施態様を、図２８Ｄに示す。アパーチャ生成論理
回路の追加の例は、図２８Ａおよび２８Ｂに示される。
図２８Ａは、入力信号２８２４の立ち上がり端でパルス
２８２６を生成する、立ち上がり端パルスジェネレータ
８２４０を示す。図２８Ｂは、入力信号２８２４の立ち
下がり端でパルス２８２６を生成する、立ち下がり端パ
ルスジェネレータ２８５０を示す。

【０３５７】一実施形態では、図２９に示すように、入
力信号２８２４がエネルギー転送信号モジュール２９０
２の外部で生成される。別法としては、入力信号２８２
４が、エネルギー転送信号モジュール２９０２によって
内部で生成される。入力信号２８２４は、図２８Ｅ中に
発振器２８３０で示すように、発振器によって生成する
ことができる。発振器２８３０は、エネルギー転送信号
モジュール２９０２の内部にあっても、エネルギー転送
信号モジュール２９０２の外部にあってもよい。発振器
２８３０は、エネルギー転送システム２９０１の外部に
置くことができる。発振器２８３０の出力は、どのよう
な周期的波形であってもよい。

【０３５８】エネルギー転送システム２９０１によって
実施されるダウンコンバートのタイプは、パルス２８２
６の周波数によって決定される、エネルギー転送信号２
９０５のエイリアシング率によって異なる。パルス２８
２６の周波数は、入力信号２８２４の周波数によって決
定される。たとえば、入力信号２８２４の周波数がＥＭ
信号２７０３の高調波または低調波とほぼ同じである場
合、ＥＭ信号２７０３はベースバンドへ直接ダウンコン
バートされるか（たとえば、ＥＭ信号がＡＭ信号または
ＰＭ信号である場合）、またはＦＭ信号から非ＦＭ信号
に変換される。入力信号２８２４の周波数が差分周波数
の高調波または低調波にほぼ等しい場合、ＥＭ信号２７
０３は中間信号へダウンコンバートされる。

【０３５９】任意選択のエネルギー転送信号モジュール
２９０２は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウ
ェア、あるいはそれらの任意の組み合わせ内で実施する
ことができる。

【０３６０】（Ｂ．被ダウンコンバート信号の平滑化） 図１９Ａを再度参照すると、被ダウンコンバート出力信
号１９１２は、所望どおりにフィルタリングによって平
滑化することができる。

【０３６１】（Ｃ．インピーダンス整合） エネルギー転送モジュール１９００は、通常、当該周波
数（たとえばＥＭ入力および中間／ベースバンド周波
数）での、（１）スイッチモジュール（すなわちＵＦＴ
１９０２）のデューティサイクル、および（２）蓄積モ
ジュール（たとえばキャパシタ１９１０）のインピーダ
ンスによって規定される、入力および出力のインピーダ
ンスを有する。

【０３６２】好ましい実施形態のように、ダウンコンバ
ートされるＥＭ信号周期の約１／２のアパーチャ幅から
始まり、このアパーチャ幅（たとえば「閉じる時間」）
を減らすことができる。アパーチャ幅が減少するにつれ
て、エネルギー転送モジュールの入力時および出力時の
特性インピーダンスは増加する。あるいは、アパーチャ
幅がダウンコンバートされるＥＭ信号の周期の１／２か
ら増加するにつれて、エネルギー転送モジュールのイン
ピーダンスは減少する。

【０３６３】エネルギー転送モジュールの特性入力イン
ピーダンスを決定するステップの１つは、その値を測定
することである。一実施形態では、エネルギー転送モジ
ュールの特性入力インピーダンスが３００オームであ
る。インピーダンス整合回路を利用して、たとえば５０
オームのソースインピーダンスを有する入力ＥＭ信号
を、エネルギー転送モジュールのインピーダンスがたと
えば３００オームのものに効率よく結合することができ
る。これらのインピーダンスを整合させることは、必要
なインピーダンスを直接与えるか、または以下に記載す
るようにインピーダンス整合回路を使用する方式を含
む、様々な方式で達成することができる。

【０３６４】ＲＦ信号を入力として使用する特有の実施
形態である図３０を参照し、インピーダンス３０１２は
相対的に低い約５０オームのインピーダンスであり、た
とえば入力インピーダンス３０１６が約３００オームで
あると仮定した場合、入力インピーダンス整合モジュー
ル３００６用の初期構成には、図３２に示すように構成
されたインダクタ３２０６およびキャパシタ３２０８を
含むことができる。インダクタ３２０６およびキャパシ
タ３２０８の構成は、低いインピーダンスから高いイン
ピーダンスへ向かう場合に可能な構成である。インダク
タ３２０６およびキャパシタ３２０８はＬ整合、すなわ
ち当業者であれば周知の計算値を構成する。

【０３６５】出力特性インピーダンスは、所望の出力周
波数を考慮するためにインピーダンス整合することがで
きる。エネルギー転送モジュールの特性出力インピーダ
ンスを決定するステップの１つが、その値を測定するこ
とである。蓄積モジュールは、入力ＥＭ周波数で非常に
低いインピーダンスの平衡を保ちながら、所望の出力周
波数で、かけられることを意図する負荷よりも大きいか
または等しいことが好ましいインピーダンスを有してい
なければならない（たとえば、一実施形態では、所望の
１ＭＨｚ出力周波数での蓄積モジュールインピーダンス
は２Ｋオームであり、かけられる所望の負荷は５０オー
ムである）。インピーダンス整合の追加の利点は、同じ
構成要素を使用して、望ましくない信号のフィルタリン
グも達成できることである。

【０３６６】一実施形態では、エネルギー転送モジュー
ルの特性出力インピーダンスが２Ｋオームである。イン
ピーダンス整合回路を利用して、たとえば２Ｋオームの
出力インピーダンスを有する被ダウンコンバート信号
を、たとえば５０オームの負荷に効率よく結合すること
ができる。これらのインピーダンスを整合させること
は、必要な負荷インピーダンスを直接与えるか、または
以下に記載するようなインピーダンス整合回路を使用す
る方式を含む、様々な方式で達成することができる。

【０３６７】高インピーダンスから低インピーダンスへ
の整合を行う場合、キャパシタ３２１４およびインダク
タ３２１６を図３２のように構成することができる。キ
ャパシタ３２１４およびインダクタ３２１６はＬ整合、
すなわち当業者であれば周知の構成要素値の計算を構成
する。

【０３６８】入力インピーダンス整合モジュール３００
６および出力インピーダンス整合モジュール３００８の
構成は、本発明に従った、インピーダンス整合のための
初期開始点とみなされる。いくつかの状況では、さらに
最適化を行わなくとも、初期設計が好適な場合もある。
他の状況では、他の様々な設計基準および考慮すべき点
に従って、初期設計を最適化することができる。

【０３６９】構造および／または構成要素の他の任意選
択の最適化が利用される場合、それ自体の元の基準と共
に、エネルギー転送モジュールの特性インピーダンスに
与える影響を、整合の際に考慮しなければならない。

【０３７０】（Ｄ．タンクおよび共振構造） 共振タンクおよび他の共振構造を使用して、本発明のエ
ネルギー転送特性をさらに最適化することができる。た
とえば、共振構造、入力周波数についての共振を、スイ
ッチが開いている間、他方アーキテクチャがその最大限
可能な効率を限定されると推定されるであろう期間に、
入力信号からのエネルギーを蓄積するために使用するこ
とができる。共振タンクおよび他の共振構造は、表面弾
性波（ＳＡＷ）フィルタ、誘電共振器、ダイプレクサ、
キャパシタ、インダクタなどを含むことができるが、こ
れらに限定されない。

【０３７１】一実施形態例を、図４２Ａに示す。２つの
追加の実施形態は図３７および図４５に示す。代替の実
施態様は、当業者であれば本明細書に含まれる教示に基
づいて明らかになろう。代替の実施態様は、本発明の範
囲および趣旨に含まれる。これらの実施態様は、直列お
よび並列（タンク）の共振回路の特性を利用する。

【０３７２】図４２Ａは、異なる実施態様中の並列タン
ク回路を示す。第１の並列共振またはタンク回路は、キ
ャパシタ４２３８およびインダクタ４２２０（タンク
１）からなる。第２のタンク回路は、キャパシタ４２３
４およびインダクタ４２３６（タンク２）からなる。

【０３７３】当業者であれば明らかなように、並列タン
ク回路は以下のことを実行する。 共振より下の周波数に低インピーダンスを与える。 共振より上の周波数に低インピーダンスを与える。 共振位置または共振付近の周波数に高インピーダンスを
与える。

【０３７４】図４２Ａに示された例では、第１および第
２のタンク回路が約９２０Ｍｈｚで共振する。これらの
回路のインピーダンスは、共振位置および共振付近で比
較的高くなる。したがって、図４２Ａに示された回路構
成では、どちらのタンク回路も９５０Ｍｈｚの入力周波
数に対して比較的高いインピーダンスを表すが、同時
に、５０Ｍｈｚの所望の出力範囲内にある周波数に対し
て比較的低いインピーダンスを表す。

【０３７５】エネルギー転送信号４２４２は、スイッチ
４２１４を制御する。エネルギー転送信号４２４２がス
イッチ４２１４の開閉を制御すると、高周波信号構成要
素はタンク１またはタンク２を通過できない。ただし、
システムによって生成された、より低い信号構成要素
（この実施形態では５０Ｍｈｚ）は、わずかな減衰を伴
いながらタンク１およびタンク２を通過することができ
る。タンク１およびタンク２の効果は、同じノードから
入力信号および出力信号をさらに分離し、それによって
より安定した入力および出力インピーダンスを作り出す
ことである。キャパシタ４２１８および４２４０は、エ
ネルギー転送パルス間の５０Ｍｈｚ出力信号エネルギー
を蓄積するように作用する。

【０３７６】図のように、インダクタ４２１０と蓄積キ
ャパシタ４２１２を直列に配置することによって、エネ
ルギー転送がより一層最適化される。図示された例で
は、この回路配列の直列の共振周波数は約１ＧＨｚであ
る。この回路は、システムのエネルギー転送特性を向上
させる。インダクタ４２１０のインピーダンスと蓄積キ
ャパシタ４２１２のインピーダンスとの比は比較的小さ
く、使用可能なエネルギーの大部分が動作時に蓄積キャ
パシタ４２１２に転送されることが好ましい。例示的な
出力信号ＡおよびＢが、それぞれ４２Ｂおよび４２Ｃに
示される。

【０３７７】図４２Ａでは、回路構成要素４２０４およ
び４２０６が入力インピーダンス整合を行う。回路構成
要素４２３２および４２３０は、５０オーム抵抗器４２
２８で出力インピーダンス整合を行う。回路構成要素４
２２２および４２２４は、５０オーム抵抗器４２２６で
第２の出力インピーダンス整合を行う。キャパシタ４２
０８および４２１２は、この実施形態の蓄積キャパシタ
として作用する。電源４２４６および抵抗器４２０２
は、５０オームの出力インピーダンスを備えた９５０Ｍ
ｈｚ信号を生成し、これが回路への入力として使用され
る。回路要素４２１６は、エネルギー転送信号４２４２
を生成するのに使用される１５０Ｍｈｚ発振器およびパ
ルスジェネレータを含む。

【０３７８】図３７は、シングルエンドツーシングルエ
ンド（single-ended to single-ended）システム３７１
２内の短絡タンク回路３７１０を示す。同様に、図４５
は、システム４５１２内の短絡タンク回路４５１０を示
す。タンク回路３７１０および４５１０は、過渡応答を
改善する駆動ソースインピーダンスを低くする。タンク
回路３７１０および４５１０は、入力信号からのエネル
ギーを蓄積し、低い駆動ソースインピーダンスを提供し
て、そのエネルギーを、閉じたスイッチのアパーチャを
通して転送する。スイッチアパーチャの過渡性とは、入
力周波数を含めることに加えて、入力周波数より上の周
波数の大きい要素を備えた応答を有する（すなわち、入
力周波数よりも高い周波数は、アパーチャ内を効率よく
通過することができる）とみなすことができる。共振回
路または構造、たとえば共振タンク３７１０または４５
１０は、スイッチの過渡周波数応答を通じてエネルギー
を転送できることによって、これを利用することができ
る（すなわち、共振タンク内のキャパシタは、アパーチ
ャの過渡期中に低い駆動ソースインピーダンスとして現
れる）。

【０３７９】前述のタンクおよび共振構造の例は、例示
目的のために述べたものであって、限定するものではな
い。代替の構成も利用できる。考察した様々な共振タン
クおよび構造は、現在明らかにされているように、組み
合わせたり独立して利用したりすることができる。

【０３８０】（Ｅ．電荷および電力転送の概念） 次に、電荷転送の概念について、図５３Ａ〜Ｆを参照し
ながら説明する。図５３Ａは、スイッチＳおよびキャパ
シタンスＣを有するキャパシタ５３０６を含む、回路５
３０２を示す。スイッチＳは、アパーチャＴを有するパ
ルス５３１０を含む、制御信号５３０８によって制御さ
れる。

【０３８１】図５３Ｂでは、数式１０は、キャパシタ５
３０６などのキャパシタンスＣを有するキャパシタ上の
電荷ｑが、キャパシタの両端間の電圧Ｖに比例すること
を示し、この式では、 ｑ＝クーロン単位の電荷 Ｃ＝ファラド単位のキャパシタンス Ｖ＝ボルト単位の電圧 Ａ＝入力信号の振幅 である。

【０３８２】電圧Ｖが数式１１で表される場合、数式１
０は数式１２として書き換えることができる。時間ｔに
渡る電荷Δｑの変化は、数式１３でΔｑ（ｔ）として示
され、これは数式１４として書き換えることができる。
数式１５の和対積の三角恒等式を使用すると、数式１４
を数式１６として書き換えることができ、さらにこれを
数式１７として書き換えることができる。

【０３８３】数式１１中にある用語ｓｉｎは、アパーチ
ャＴのみの関数であることに留意されたい。したがって
Δｑ（ｔ）は、Ｔがπの奇数倍（すなわちπ、３π、５
π、．．．）に等しい場合に、最大になる。そこで、キ
ャパシタ５３０６は、アパーチャＴが値πを有するか、
または１８０度の入力正弦波を表す時間間隔を有する場
合、電荷が最大に変化する。これとは逆に、Ｔが２π、
４π、６π、．．．の場合、最小の電荷が転送される。

【０３８４】数式１８、１９、および２０は、数式１０
を積分することでｑ（ｔ）を解き、図５３Ｃのグラフに
示されるように、時間に対するキャパシタ５３０６上の
電荷を、入力正弦波ｓｉｎ（ｔ）と同じ軸上に表すこと
ができる。アパーチャＴの値が減少するかまたはインパ
ルスに向かうにつれて、キャパシタＣまたはｑ（ｔ）上
の電荷とｓｉｎ（ｔ）との間の位相はゼロに向かう。こ
れは図５３Ｄのグラフに示されており、このグラフは最
大のインパルス電荷転送が、入力電圧の最大値付近で発
生することを示す。このグラフが示すように、Ｔの値が
減少するにつれて、かなり少ない電荷が転送される。

【０３８５】電力／電荷の関係は、図５３Ｅの数式２１
〜２６に示されており、ここで電力は電荷に比例し、転
送される電荷は挿入損に反比例することがわかる。

【０３８６】挿入損の概念は、図５３Ｆに示される。一
般に、損失のある受動装置の雑音指数は、装置の挿入損
と数の上で等しい。あるいは、任意の装置に関する雑音
指数が、その挿入損よりも少なくなることはない。挿入
損は、数式２７または２８で表すことができる。上記の
考察から、アパーチャＴが増加するにつれて、より多く
の電荷が入力からキャパシタ５３０６に転送され、その
結果、入力から出力へ転送される電力が増加することが
認められる。転送される電力中に相対的な変調された振
幅および位相情報が保持されるため、出力時点で入力電
圧を正確に再生する必要のないことが認められた。

【０３８７】（Ｆ．無視できないアパーチャの幅／持続
時間の最適化および調整） （（ｉ）入力インピーダンスおよび出力インピーダンス
の変化） 本発明の一実施形態では、エネルギー転送信号（すなわ
ち図１９Ａ中の制御信号１９０６）を使用して、ＥＭ信
号１９０４によって示される入力インピーダンスを変化
させ、負荷をかける出力インピーダンスを変化させる。
この実施形態の一例について、図３３Ａ中に示されるゲ
ート転送モジュール３３０３を使用して、以下に記載す
る。以下に記載される方法は、ゲート転送モジュール３
３０３に限定されるものではない。

【０３８８】図３３Ａでは、スイッチ３３０６が閉じて
いる場合、回路３３０２に入るインピーダンスは、実質
上、蓄積モジュールのインピーダンスであり、ここでは
蓄積キャパシタンス３３０８として示され、負荷３３１
２のインピーダンスとは並列である。スイッチ３３０６
が開いている場合、ポイント３３１４のインピーダンス
は無限に近づく。これは、スイッチ３３０６が開いてい
る時間とスイッチ３３０６が閉じている時間との比率を
変えることによって、ポイント３３１４での平均インピ
ーダンスを、負荷３３１２と並列に示される蓄積モジュ
ールのインピーダンスから、スイッチ３３０６が開いて
いる場合に得られる最高のインピーダンスに変えられる
ためである。このスイッチ３３０６は、エネルギー転送
信号３３１０によって制御される。したがって、ポイン
ト３３１４のインピーダンスは、エイリアシング率に関
連してエネルギー転送信号のアパーチャ幅を制御するこ
とによって変えられる。

【０３８９】次に、図３３Ａのエネルギー転送信号３３
１０を変える方法の一例を、図３１Ａを参照しながら述
べるが、ここで回路３１０２は、入力発振信号３１０６
を受け取り、逓倍器出力信号３１０４として示されるパ
ルス列を出力する。この回路３１０２を使用して、エネ
ルギー転送信号３３１０を生成することができる。例示
的波形３１０４を、図３１Ｃに示す。

【０３９０】インバータ３１０８によって伝搬される信
号の遅延を変えることにより、逓倍器出力信号３１０４
内のパルス幅を変えられることがわかる。インバータ３
１０８によって伝搬される信号の遅延が増加すると、パ
ルス幅が増加する。インバータ３１０８によって伝搬さ
れる信号は、インバータ３１０８の出力内にＲ／Ｃ低域
ろ波網を導入することによって遅延可能である。インバ
ータ３１０８によって伝搬される信号の遅延を変える他
の手段は、当業者であれば周知であろう。

【０３９１】（（ｉｉ）実時間アパーチャ制御） 一実施形態において、アパーチャの幅／持続時間は実時
間で調整される。たとえば、図４６Ｂ〜Ｆのタイミング
図を参照すると、クロック信号４６１４（図４６Ｂ）を
利用して、エネルギー転送信号４６１６（図４６Ｆ）が
生成され、これが可変アパーチャ４６２０を有するエネ
ルギー転送パルス４６１８を含む。一実施形態では、反
転クロック信号４６２２（図４６Ｄ）が示すように、ク
ロック信号４６１４が反転される。クロック信号４６１
４も、遅延クロック信号４６２４（図４６Ｅ）が示すよ
うに遅延される。次いで、反転クロック信号４６１４お
よび遅延クロック信号４６２４が論理積され、エネルギ
ー転送信号４６１６を生成するが、これは、遅延クロッ
ク信号４６２４および反転クロック信号４６２２が共に
アクティブな場合に、アクティブなエネルギー転送パル
ス４６１８である。遅延クロック信号４６２４に伝えら
れる遅延量が、アパーチャ４６２０の幅または持続時間
を実質的に決定する。遅延を実時間で変化させることに
よって、アパーチャが実時間で調整される。

【０３９２】代替の実施態様では、反転クロック信号４
６２２が元のクロック信号４６１４に比例して遅延さ
れ、次いで元のクロック信号４６１４と論理積される。
あるいは、元のクロック信号４６１４が遅延された後に
反転され、その結果と元のクロック信号４６１４が論理
積される。

【０３９３】図４６Ａは、アパーチャを実時間で調整す
る際に利用できる、実時間アパーチャ制御システム４６
０２の例を示す。実時間アパーチャ制御システム４６０
２の例にはＲＣ回路４６０４が含まれ、これには電圧可
変キャパシタ４６１２および抵抗器４６２６が含まれ
る。実時間アパーチャ制御システム４６０２には、イン
バータ４６０６およびＡＮＤゲート４６０８も含まれ
る。ＡＮＤゲート４６０８には、任意選択で、ＡＮＤゲ
ート４６０８を使用可能／使用不能にするための使用可
能化入力４６１０が含まれる。ＲＣ回路４６０４。実時
間アパーチャ制御システム４６０２には、任意選択で増
幅器４６２８が含まれる。

【０３９４】実時間アパーチャ制御回路の動作について
は、図４６Ｂ〜Ｆのタイミング図を参照しながら説明す
る。実時間制御システム４６０２が入力クロック信号４
６１４を受け取り、これがインバータ４６０６およびＲ
Ｃ回路４６０４の両方に送られる。インバータ４６０６
は反転クロック信号４６２２を出力し、これをＡＮＤゲ
ート４６０８に提示する。ＲＣ回路４６０４はクロック
信号４６１４を遅延させ、遅延クロック信号４６２４を
出力する。この遅延は、主に電圧可変キャパシタ４６１
２のキャパシタンスによって決められる。一般に、キャ
パシタンスが減少すると、遅延も減少する。

【０３９５】遅延クロック信号４６２４は、ＡＮＤゲー
ト４６０８に提示される前に、任意選択の増幅器４６２
８によって任意選択で増幅される。たとえば、ＲＣ回路
４６０４のＲＣ定数によって信号がＡＮＤゲート４６０
８のしきい値より低く減衰する場合は、増幅が所望され
る。

【０３９６】ＡＮＤゲート４６０８は、遅延クロック信
号４６２４と、反転クロック信号４６２２と、任意選択
の使用可能化信号４６１０とを論理積して、エネルギー
転送信号４６１６を生成する。アパーチャ４６２０は、
電圧可変キャパシタ４６１２への電圧を変えることによ
って、実時間で調整される。

【０３９７】一実施形態では、アパーチャ４６２０が電
力転送を最適化するように制御される。たとえば、一実
施形態では、アパーチャ４６２０が電力転送を最大にす
るように制御される。あるいは、アパーチャ４６２０が
可変ゲイン制御（たとえば自動ゲイン制御−ＡＧＣ）の
ために制御される。この実施形態では、アパーチャ４６
２０を減少させることによって電力転送が減少される。

【０３９８】この開示から簡単にわかるように、提示さ
れた多くのアパーチャ回路およびその他の回路を、図２
８Ａ〜Ｄに示された回路のように修正することができ
る。アパーチャの修正または選択は、回路内の固定値を
維持するために設計レベルで実行可能であり、または代
替の実施形態では、たとえば９００ＭＨｚおよび１．８
ＧＨｚにあるＲＦ信号のような、明らかに異なる動作帯
域にあり効率が強化されたＲＦ信号の受信など、様々な
設計目的を補償するまたは対象とするように、動的に調
整することができる。

【０３９９】（Ｇ．バイパス網の追加） 本発明の一実施形態では、エネルギー転送モジュールの
効率を改善するためにバイパス網が追加される。このよ
うなバイパス網は、合成アパーチャを広げる手段として
みなすことができる。バイパス網の構成要素は、バイパ
ス網がスイッチモジュールの過渡現象に対して大幅に低
いインピーダンス（すなわち、受け取ったＥＭ信号より
も大きな周波数）を表し、入力ＥＭ信号に対して中程度
から高い（たとえばＲＦ周波数で１００オームよりも大
きい）インピーダンスを表すように選択される。

【０４００】入力信号がスイッチモジュールの反対側に
接続される時間は、この回路網により生じる形状によっ
て長くなる。単純に認識するとキャパシタまたは直列の
共振インダクタ／キャパシタであってもよい。入力周波
数より上の直列共振である回路網は、典型的な実施態様
となろう。この形状は、入力信号の変換効率を改善する
が、その他の方法でエネルギー転送信号のみのアパーチ
ャとみなした場合に、最適となる周波数は比較的低くな
る。

【０４０１】たとえば、図４３を参照すると、（キャパ
シタ４３１２として）このインスタンスに示されたバイ
パス網４３０２は、バイパススイッチモジュール４３０
４を示す。この実施形態では、たとえば、エネルギー転
送信号４３０６上の所与の入力周波数に対して、最適な
アパーチャ幅よりも小さい幅が選択された場合、このバ
イパス網はエネルギー転送モジュールの効率を改善す
る。バイパス網４３０２は、図４３に示された構成とは
違ってもよい。このような代替構成を図３９に示す。同
様に、図４４は、キャパシタ４４０４を含む他のバイパ
ス回路網例４４０２を示す。

【０４０２】以下の考察は、バイパス網によって提供さ
れる最小化されたアパーチャの効果および利点を実証す
る。図４７中の５５０ｐｓのアパーチャを備えた初期回
路に始まり、その出力は図５１Ａ中では、２．８ｍＶｐ
ｐとなって５０オームの負荷に印加される。このアパー
チャを図４８中に示されるように、２７０ｐｓに変える
と、図５１Ｂ中に示されるように、出力が２．５Ｖｐｐ
に減少して５０オームの負荷に印加される。この損失を
補償するためにバイパス網を加えることが可能であり、
図４９中に特有の実施態様が与えられる。この追加の結
果、図５２Ａ中に示されるように、３．２Ｖｐｐが５０
オームの負荷に印加される。図４９中のバイパス網を備
えた回路は、バイパス網および狭くなったアパーチャに
よって導かれたインピーダンス変化を補償するために、
周囲の回路にも調整された３つの値を有する。図５０
は、回路には加えられたがバイパス網には加えられない
これらの変化それ自体が、バイパス網を備えた図４９の
実施形態によって実証された効率の改善を引き起こさな
かったことを証明する。図５２Ｂは、１．８８Ｖｐｐだ
けが５０オームの負荷に印加可能な図５０の回路を使用
した結果を示す。

【０４０３】（Ｈ．フィードバックを利用したエネルギ
ー転送信号の修正） 図２９は、エネルギー転送モジュール２９０３の様々な
特性を制御して、被ダウンコンバート信号２９０７を修
正するために、被ダウンコンバート信号２９０７をフィ
ードバック２９０６として使用する、システム２９０１
の一実施形態を示す。

【０４０４】一般に、被ダウンコンバート信号２９０７
の振幅は、ＥＭ信号１３０４とエネルギー転送信号２９
０５との間の周波数差および位相差に応じて変化する。
一実施形態では、被ダウンコンバート信号２９０７をフ
ィードバック２９０６として使用し、ＥＭ信号２７０３
とエネルギー転送信号２９０５との間の周波数と位相の
関係を制御する。これは、図３４Ａ中の例示的論理を使
用して達成される。図３４Ａ中の例示的回路は、エネル
ギー転送信号モジュール２９０２に含めることができ
る。代替の実施態様は、本明細書に含まれる教示に基づ
いて、当業者であれば明らかになろう。代替の実施態様
は、本発明の範囲および趣旨に含まれる。この実施形態
では、一例としてステートマシン（state-machine）が
使用される。

【０４０５】図３４Ａの例では、ステートマシン３４０
４がアナログ／デジタル変換器、Ａ／Ｄ３４０２を読取
り、デジタル／アナログ変換器、ＤＡＣ３４０６を制御
する。一実施形態では、ステートマシン３４０４が、Ａ
／Ｄ３４０２を読み取った結果を格納しリコールする、
前および現在の２つのメモリ位置を含む。一実施形態で
は、ステートマシン３４０４が少なくとも１つのメモリ
フラグを利用する。

【０４０６】ＤＡＣ３４０６は、電圧制御発振器、ＶＣ
Ｏ３４０８への入力を制御する。ＶＣＯ３４０８は、一
実施形態では、図２８Ｊに示されるパルスジェネレータ
とほぼ同じである、パルスジェネレータ３４１０の周波
数入力を制御する。パルスジェネレータ３４１０は、エ
ネルギー転送信号２９０５を生成する。

【０４０７】一実施形態では、ステートマシン３４０４
は、図３４Ｂ中のステートマシン流れ図３４１９に従っ
て動作する。この動作の結果は、エネルギー転送信号２
９０５とＥＭ信号２７０３の間で周波数および位相の関
係を修正し、被ダウンコンバート信号２９０７の振幅を
最適なレベルで実質的に維持する。

【０４０８】被ダウンコンバート信号２９０７の振幅
は、エネルギー転送信号２９０５の振幅によって変化す
るようにすることができる。図２７Ａに示すように、ス
イッチモジュール２７０５がＦＥＴであり、ゲート２７
０４がエネルギー転送信号２７１１を受け取る一実施形
態では、エネルギー転送信号２７１１の振幅が、被ダウ
ンコンバート信号２９０７の振幅に影響を与える、ＦＥ
Ｔの「オン」抵抗を決定することができる。図３４Ｃに
示すように、エネルギー転送信号モジュール２９０２
は、自動ゲイン制御機能を実行可能にするアナログ回路
にすることができる。代替の実施態様は、当業者であれ
ば、本明細書に含まれる教示に基づいて明らかになろ
う。代替の実施態様は、本発明の範囲および趣旨に含ま
れる。

【０４０９】（Ｉ．他の実施態様） 前述の実施態様は、例示目的で示したものである。これ
らの実施態様は、本発明を限定することを意図するもの
ではない。当業者であれば、本明細書に含まれる教示に
基づいて、本明細書に記載された実施態様とはわずかに
異なるかまたは大幅に異なる代替の実施態様が明らかに
なろう。このような代替の実施態様は、本発明の範囲お
よび趣旨に含まれる。

【０４１０】（Ｊ．例示的エネルギー転送ダウンコンバ
ータ） 例示的な実施態様を、例示目的で以下に記載する。本発
明は、これらの例に限定されるものではない。

【０４１１】図３５は、１０１．１ＭＨｚクロックを使
用して９１５ＭＨｚ信号を５ＭＨｚ信号にダウンコンバ
ートするための、例示的回路を示す概略図である。

【０４１２】図３６は、図３５の回路に関するシミュレ
ーション波形の例を示す。波形３５０２は、スイッチを
閉じることで発生するひずみを示す、回路への入力であ
る。波形３５０４は、蓄積ユニットでのフィルタリング
されていない出力である。波形３５０６は、異なる時間
スケールでのダウンコンバータのインピーダンス整合出
力である。

【０４１３】図３７は、１０１．１ＭＨｚクロックを使
用して、９１５ＭＨｚ信号から５ＭＨｚ信号へダウンコ
ンバートするための例示的回路を示す概略図である。こ
の回路は、変換効率を改善するための追加のタンク回路
を備える。

【０４１４】図３８は、図３７の回路に関するシミュレ
ーション波形の例を示す。波形３７０２は、スイッチを
閉じることで発生するひずみを示す、回路への入力であ
る。波形３７０４は、蓄積ユニットでのフィルタリング
されていない出力である。波形３７０６は、インピーダ
ンス整合回路後のダウンコンバータの出力である。

【０４１５】図３９は、１０１．１ＭＨｚクロックを使
用して、９１５ＭＨｚ信号から５ＭＨｚ信号へダウンコ
ンバートするための例示的回路を示す概略図である。こ
の回路は、変換効率を改善するためのスイッチバイパス
回路を備える。

【０４１６】図４０は、図３９の回路に関するシミュレ
ーション波形の例を示す。波形３９０２は、スイッチを
閉じることで発生するひずみを示す、回路への入力であ
る。波形３９０４は、蓄積ユニットでのフィルタリング
されていない出力である。波形３９０６は、インピーダ
ンス整合回路後のダウンコンバータの出力である。

【０４１７】図４１は、５００Ｋボーのボーレートで、
９１３ＭＨｚと９１７ＭＨｚとの間で交互に変わるＦＳ
Ｋソースに接続された、図３５の例示回路を示す概略図
である。図５４は、負荷インピーダンス整合回路の出力
での、元のＦＳＫ波形５２０２および被ダウンコンバー
ト波形５４０４を示す。

【０４１８】（6.2.1.3 他の実施形態） 前述のダウンコンバートの実施形態は、例示目的で示さ
れたものである。これらの実施形態は、本発明を限定す
ることを意図するものではない。当業者であれば、本明
細書に与えられた教示に基づいて、本明細書に記載され
た実施形態とはわずかに異なるかまたは大幅に異なる代
替の実施形態が明らかになろう。このような代替の実施
形態は、スーパーヘテロダインダウンコンバート、デジ
タルダウンコンバート、および高調波混合器を含む特殊
な混合器を使用したダウンコンバート、ならびに周知の
ダウンコンバート装置を含むが、これらに限定されるこ
とはない。このような代替の実施形態は、本発明の範囲
および趣旨に含まれる。

【０４１９】（6.2.2 スペクトル分離） 以下のセクションでは、流れ図１７００（図１７Ａ）の
ステップ１７０６およびスペクトル分離モジュール１７
２６に関する例示的実施形態について論じる。この例示
的実施形態には、各冗長スペクトルをフィルタリングす
ることで別々のチャネルに分離された、冗長スペクトル
の分離ステップが含まれる。

【０４２０】（6.2.2.1 冗長スペクトルのフィルタリン
グによるスペクトル分離） 以下の考察では、各冗長スペクトルをフィルタリングす
ることで、冗長スペクトルを別々のチャネルに分離する
ための方法およびシステムについて述べる。

【０４２１】（6.2.2.1.1 操作説明） 図２０Ａは、本発明の一実施形態に従って、別々のチャ
ネルに冗長スペクトルを分離するための流れ図２０００
を示す。以下の考察では、図１７Ｄ〜１７Ｇの例示的信
号図に関して、図２０Ａのステップについて論じる。図
１７Ｄ〜Ｇは、流れ図１７００に関して初めに述べた、
ここでの考察にも適用可能である。

【０４２２】ステップ１７０４では、冗長スペクトル１
７１２ａ〜ｃがより低い中間周波数に変換され、その結
果、それぞれ周波数ｆ_IFA、ｆ_IFB、およびｆ_IFCに位置
する、冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃ（図１７Ｄ）が発
生する。これらのスペクトル１７１４ａ〜ｃは、ｆ
₂（Ｈｚ）によって分離される。冗長スペクトル１７１
４ａ〜ｃは、周波数軸内でブレーク１７０９の相対位置
によって表された、実質上低い周波数位置に存在するこ
とを除いて、スペクトル１７１２ａ〜ｃと実質的に等し
い情報を含む。妨害信号スペクトル１７１１も、スペク
トル１７１２ｂの帯域幅内に位置するため、より低い周
波数に変換され、その結果、妨害信号スペクトル１７１
６が発生する。ステップ１７０４およびスペクトル１７
１４ａ〜ｃについては、まず第１に図１７Ａおよび図１
７Ｄでそれぞれ論じたが、便宜上ここでも繰り返す。

【０４２３】ステップ２００２では、冗長スペクトル１
７１４ａ〜ｃは別々のチャネルにフィルタリングされ、
その結果、チャネル１７１８ａ〜ｃ（図１７Ｅ〜１７Ｇ
に図示）が発生する。したがって、チャネル１７１８ａ
は、冗長スペクトル１７１４ａを備え、チャネル１７１
８ｂは冗長スペクトル１７１４ｂおよび妨害信号スペク
トル１７１６を備え、チャネル１７１８ｃは冗長スペク
トル１７１４ｃを備える。各チャネル１７１８ａ〜ｃ
は、変調ベースバンド信号３０８を再構築するのに必要
な振幅、位相、および周波数情報を搬送するが、これは
冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃがこのような情報を搬送
するためである。ただし、チャネル１７１８ｂは、妨害
信号スペクトル１７１６の相対信号強度に応じて、チャ
ネル１７１８ｂが変調ベースバンド信号３０８を再構築
するのに使用されるのを妨げるような、妨害信号スペク
トル１７１６も搬送する。

【０４２４】ステップ１７０８では、チャネル１７１８
ａ〜ｃから復調されたベースバンド信号１７２０が抽出
されるが、復調されたベースバンド信号１７２０は、被
変調ベースバンド信号３０８と実質的に同じである。

【０４２５】（6.2.2.1.2 構造説明） 図２０Ｂは、ダウンコンバータ１７２４、フィルタバン
ク２００４、および受信機モジュール１７３０（図１７
Ｉ）に関連する信号抽出モジュール１７２８を示し、こ
こでフィルタバンク２００４は、スペクトル分離モジュ
ール１７２６の一実施形態である。フィルタバンク２０
０４は、帯域フィルタ２００６ａ〜ｃを含む。フィルタ
バンク２００４は、冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃをチ
ャネル１７１８ａ〜ｃに分離することが好ましい。言い
換えれば、フィルタバンク２００４は、流れ図２０００
の操作ステップ２００２（および流れ図１７００のステ
ップ１７０６）を実行するための構造上の実施形態であ
る。ただし、本発明の範囲および趣旨には、流れ図２０
００のステップ２００２を実行するための他の構造上の
実施形態が含まれることを理解されたい。受信機モジュ
ール１７３０内の構造上の構成要素に鑑みて、本発明を
さらに例示するために、流れ図２０００について再考す
る。

【０４２６】ステップ１７０４では、ダウンコンバータ
１７２４が、冗長スペクトル１７１２ａ〜ｃをより低い
中間周波数に変換する。その結果、それぞれ周波数ｆ
_IFA、ｆ_IFB、およびｆ_IFCに位置し、ｆ₂（Ｈｚ）によっ
て分離される、冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃ（図１７
Ｄ）が発生する。冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃは、周
波数軸内でブレーク１７０９の相対位置によって表され
た、実質上低い周波数位置に存在することを除いて、ス
ペクトル１７１２ａ〜ｃにほぼ等しい。妨害信号スペク
トル１７１１も、スペクトル１７１２ｂの帯域幅内に位
置するため、より低い周波数に変換され、その結果、妨
害信号スペクトル１７１６が発生する。ステップ１７０
４およびスペクトル１７１４ａ〜ｃについては、まず第
１に図１７Ａおよび図１７Ｂでそれぞれ論じたが、便宜
上ここでも繰り返す。

【０４２７】ステップ２００２では、フィルタバンク２
００４が冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃを、それぞれス
ペクトル１７１４ａ〜ｃを含む別々のチャネル１７１８
ａ〜ｃにフィルタリングする。これを実行する場合、帯
域フィルタ２００６ａの中心周波数はｆ_IFAであり、ス
ペクトル１７１４ａが通過するのに十分な通過帯域を有
するが、残りの冗長スペクトル１７１４ｂ、ｃは拒絶す
る。帯域フィルタ２００６ｂの中心周波数はｆ_IFBであ
り、スペクトル１７１４ｂが通過するのに十分な通過帯
域を有するが、残りの冗長スペクトル１７１４ａ、ｃは
拒絶する。したがって、帯域フィルタ２００６ｂは、冗
長スペクトル１７１４ｂの周波数帯域幅内にあるので、
妨害信号スペクトル１７１６も通過させる。帯域フィル
タ２００６ｃの中心周波数はｆ_IFCであり、スペクトル
１７１４ｃが通過するのに十分な通過帯域を有するが、
残りの冗長スペクトル１７１４ａ、ｂは拒絶する。

【０４２８】ステップ２００２の結果では、チャネル１
７１８ａは冗長スペクトル１７１４ａを備え、チャネル
１７１８ｂは冗長スペクトル１７１４ｂおよび妨害信号
スペクトル１７１６を備え、チャネル１７１８ｃは冗長
スペクトル１７１４ｃを備える。各チャネル１７１８ａ
〜ｃは、変調ベースバンド信号３０８を再構築するのに
必要な振幅、位相、および周波数情報を搬送するが、こ
れは冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃがこのような情報を
搬送するためである。ただし、チャネル１７１８ｂは、
妨害信号スペクトル１７１６の相対信号強度に応じて、
チャネル１７１８ｂが変調ベースバンド信号３０８を再
構築するのに使用されるのを妨げるような、妨害信号ス
ペクトル１７１６も搬送する。

【０４２９】セクション6.2.1.1で述べた一実施形態で
は、ダウンコンバータ１７２４が、混合器１８１４およ
び特性周波数ｆ₃を備えたローカル発振器１８１６を含
む。混合器１８１４を使用する場合、セクション6.2.1.
1に記載したように、ｆ_IFA、ｆ_IFB、およびｆ_IFCと、
（ｆ₁−ｆ₂）−ｆ₃、（ｆ₁−ｆ₃）、および（ｆ₁＋
ｆ₂）−ｆ₃とはほぼ等しい。したがって、フィルタ２０
０６ａ〜ｃはそれに応じて、本明細書の考察に基づき、
当業者であれば周知なようにセンタリングしなければな
らない。実際に、ｆ₁、ｆ₂、およびｆ₃は周知であるの
で、多くの周知のフィルタ技法を使用してフィルタバン
ク２００４を設計し、実施することが可能である。

【０４３０】さらに、フィルタバンク２００４は、３つ
の冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃを処理するための３つ
の帯域２００６ａ〜ｃを示す。これは例示のためだけに
示される。セクション6.2.1.1で述べたように、通信媒
体を介して、冗長スペクトルをいくつでも伝送すること
が（受け取ることも）できる。したがって、フィルタバ
ンク２００４は、本明細書に与えられた考察に基づい
て、当業者であれば周知なように、（任意選択の）媒体
インターフェースモジュール１７２２によって受け取ら
れた任意数の冗長スペクトルを処理するために、任意数
の帯域フィルタを含むように作ることができる。本発明
は、帯域フィルタを使用するように限定されるものでは
ない。他の実施形態では、他の周知のフィルタ技法も使
用可能である。

【０４３１】ステップ１７０８では、チャネル１７１８
ａ〜ｃから復調されたベースバンド信号１７２０が抽出
されるが、復調されたベースバンド信号１７２０は、被
変調ベースバンド信号３０８と実質的に同じである。

【０４３２】（6.2.2.2 ダウンコンバートおよびフィル
タリング統一モジュール（ＵＤＦ）を使用した、ダウン
コンバートおよびスペクトル分離） 一実施形態では、ダウンコンバータ１７２４およびスペ
クトル分離モジュール１７２６を、１つまたは複数のダ
ウンコンバートおよびフィルタリング統一モジュール
（ＵＤＦ）に置き換える。単一のＵＤＦモジュールが、
冗長スペクトルのダウンコンバートとフィルタリングの
両方を統合方式で実行する。図２０Ｃは、受信機１７３
０（図１７Ｉ、図２０Ｂも参照）内で、（任意選択の）
媒体インターフェースモジュール１７２２と信号抽出モ
ジュール１７２０との間にある、ＵＤＦモジュール２０
０８ａ〜ｃの相対位置を示し、ここでＵＤＦモジュール
は、本発明の一実施形態に従って、受け取られた各冗長
スペクトル（または当該の各スペクトル）に対して実施
される。ＵＤＦモジュールを使用した統一方式でのダウ
ンコンバートおよびフィルタリングについて以下に記載
するが、これには入力信号（たとえば冗長スペクトル１
７１２ａ〜ｃ）を出力信号（たとえば冗長スペクトル１
７１４ａ〜ｃ）にダウンコンバートおよびフィルタリン
グするステップが含まれる。ＵＤＦモジュール動作のま
とめは、以下のとおりである。

【０４３３】本発明は、周波数選択性および周波数変換
を統一された（すなわち統合された）方式で実行する、
ダウンコンバートおよびフィルタリング統一（ＵＤＦ）
モジュールを含む。この方式を実行することにより、本
発明は周波数変換の前に高周波数選択性を達成する（本
発明はこの実施形態に限定されるものではない）。本発
明は、ＲＦ（無線周波数）およびそれより高い周波数を
含むがこれらに限定されない、実質上任意の周波数で、
高周波数選択性を達成する。本発明は、ＲＦおよびそれ
より高い周波数を使用するこの例に限定されるものでは
ないことを理解されたい。本発明は、無線周波数よりも
低い周波数で動作することを意図し、そのように適合
し、さらにそのような機能を備える。

【０４３４】図２４は、本発明の一実施形態に従った、
ＵＤＦモジュール２４０２の概念上の構成図である。Ｕ
ＤＦモジュール２４０２は、少なくとも周波数変換およ
び周波数選択性を実行する。

【０４３５】ＵＤＦモジュール２４０２によって達成さ
れる効果は、周波数変換操作を実行する前に、周波数選
択性操作を実行することである。したがって、ＵＤＦモ
ジュール２４０２は、入力フィルタリングを効率よく実
行する。

【０４３６】本発明の実施形態に従い、このような入力
フィルタリングは比較的狭い帯域幅を使用する。たとえ
ば、このような入力フィルタリングはチャネル選択フィ
ルタリングを示し、ここでフィルタ帯域幅は、たとえば
５０ＫＨｚから１５０ＫＨｚであってもよい。ただし、
本発明はこれらの周波数に限定されるものではないこと
を理解されたい。本発明は、これらの値よりも小さいフ
ィルタ帯域幅、および大きいフィルタ帯域幅を達成する
ことを意図し、そのように適合し、さらにそのような機
能を備える。

【０４３７】本発明の実施形態では、ＵＤＦモジュール
２４０２が受け取る入力信号２４０４は、無線周波数で
ある。ＵＤＦモジュール２４０２は、これらＲＦ入力信
号２４０４を入力フィルタリングするように、効率よく
動作する。具体的に言えば、これらの実施形態では、Ｕ
ＤＦモジュール２４０２は、ＲＦ入力信号２４０４の入
力、チャネル選択フィルタリングを効率よく実行する。
したがって、本発明は高周波数での高い選択性を達成す
る。

【０４３８】ＵＤＦモジュール２４０２は、帯域フィル
タリング、低域フィルタリング、高域フィルタリング、
ノッチフィルタリング、全域フィルタリング、帯域消去
フィルタリングなど、およびそれらの組み合わせを含む
がこれらに限定されることのない、様々なタイプのフィ
ルタリングを効率よく実行する。

【０４３９】概念上では、ＵＤＦモジュール２４０２が
周波数変換器２４０８を含む。この周波数変換器２４０
８は、概念上、ＵＤＦモジュール２４０２の周波数変換
（ダウンコンバート）を実行する部分を表す。

【０４４０】ＵＤＦモジュール２４０２は、概念上、皮
相入力フィルタ（apparent input filter）２４０６
（入力フィルタエミュレータと呼ばれることもある）を
含む。概念上は、皮相入力フィルタ２４０６が、ＵＤＦ
モジュール２４０２の入力フィルタリングを実行する部
分を表す。

【０４４１】実際には、ＵＤＦモジュール２４０２が実
行する入力フィルタリング操作と、周波数変換操作とが
統合される。入力フィルタリング操作は、周波数変換操
作と同時に実行されるとみなすことができる。これが、
本明細書で入力フィルタ２４０６が「皮相」入力フィル
タ２４０６と呼ばれる理由である。

【０４４２】本発明のＵＤＦモジュール２４０２は、い
くつかの利点を備える。たとえば、高周波数での高い選
択性は、ＵＤＦモジュール２４０２を使用すれば認識す
ることができる。本発明のこの特徴は、達成可能な高い
Ｑ因子によって明らかである。ＵＤＦモジュール２４０
２は、たとえば約９００ＭＨＺのフィルタ中心周波数ｆ
_c、および約５０ＫＨｚのフィルタ帯域幅を使用して設
計することができるが、これに限定されるものではな
い。これは、Ｑが１８，０００であることを示す（Ｑ
は、中心周波数を帯域幅で割った値に等しい）。

【０４４３】本発明は、高いＱ因子を有するフィルタに
限定されないことを理解されたい。本発明により企図さ
れるフィルタは、適用例、設計、および／または実施態
様に応じて、これよりも小さいかまたは大きいＱを有す
る場合もある。さらに、本発明の範囲には、本明細書で
考察されるようなＱ因子が適用不可能なフィルタも含ま
れる。

【０４４４】本発明は、追加の利点も示す。たとえば、
ＵＤＦモジュール２４０２のフィルタリング中心周波数
ｆ_cを、静的または動的のいずれかで電気的に調整する
ことができる。

【０４４５】またＵＤＦモジュール２４０２は、入力信
号を増幅するように設計することもできる。

【０４４６】さらにＵＤＦモジュール２４０２は、大規
模な抵抗器、キャパシタ、またはインダクタなしで実施
することができる。ＵＤＦモジュール２４０２は、その
個々の構成要素上、すなわち抵抗器、キャパシタ、イン
ダクタ上などで、高い許容差を維持する必要はない。そ
の結果、ＵＤＦモジュール２４０２のアーキテクチャ
は、統合された回路設計技法およびプロセスで使用しや
すい。

【０４４７】ＵＤＦモジュール２４０２が示す特徴およ
び利点は、周波数の選択性および変換に関して新しい技
術的な範例を採用することによって、少なくとも部分的
に達成される。具体的に言えば、ＵＤＦモジュール２４
０２は本発明に従って、単一の統一された（統合され
た）操作として、周波数選択性操作および周波数変換操
作を実行する。本発明によれば、周波数変換に関係する
操作は周波数選択性の性能にも貢献し、その逆もまた同
じである。

【０４４８】本発明の実施形態によれば、ＵＤＦモジュ
ールは、入力信号のサンプル／インスタンスおよび出力
信号のサンプル／インスタンスを使用して、入力信号か
ら出力信号を生成する。

【０４４９】さらに具体的に言えば、まず第１に入力信
号がサンプリングされる。この入力サンプルは、サンプ
ルが取得された時点に存在していた入力信号を代表する
情報（振幅、位相など）を含む。

【０４５０】さらに以下に記載するように、このステッ
プを繰り返し実行することの効果は、入力信号の周波数
を、中間周波数（ＩＦ）または帯域幅などの、より低い
所望の周波数に変換する（すなわちダウンコンバートす
る）ことである。

【０４５１】次に、入力サンプルが保持される（すなわ
ち遅延される）。

【０４５２】その後、１つまたは複数の遅延入力サンプ
ル（そのうちのいくつかはスケーリングされている場合
がある）と、出力信号の１つまたは複数の遅延インスタ
ンス（そのうちのいくつかはスケーリングされている場
合がある）とが結合されて、出力信号の現在のインスタ
ンスが生成される。

【０４５３】したがって、本発明の好ましい実施形態に
よれば、出力信号は、入力信号および／または出力信号
の前のサンプル／インスタンスから生成される。（本発
明の一部の実施形態では、入力信号および／または出力
信号の現在のサンプル／インスタンスを使用して、出力
信号の現在のインスタンスを生成する場合もある）。こ
の方式で操作することにより、ＵＤＦモジュールが、入
力フィルタリングおよび周波数のダウンコンバートを統
一方式で実行することが好ましい。

【０４５４】図２６は、ダウンコンバートおよびフィル
タリング統一（ＵＤＦ）モジュール２６２２の例示的実
施態様を示す。ＵＤＦモジュール２６２２は、前述のよ
うに、またさらに以下に記載するように、統合され、統
一された方式で、周波数変換操作および周波数選択性操
作を実行する。

【０４５５】図２６の例では、ＵＤＦモジュール２６２
２によって実行される周波数選択性操作は、以下の数式
１に従った帯域フィルタリング操作を含み、この数式は
帯域フィルタリング伝達関数を表す一例である。 ＶＯ＝α₁ｚ^-1ＶＩ−β₁ｚ^-1ＶＯ−β₀ｚ^-2ＶＯ 数式１ ただし、本発明が帯域フィルタリングに限定されるもの
ではないことに留意されたい。その代わりに、本発明
は、帯域フィルタリング、低域フィルタリング、高域フ
ィルタリング、ノッチフィルタリング、全域フィルタリ
ング、帯域消去フィルタリングなど、およびそれらの組
み合わせを含むがこれらに限定されることのない、様々
なタイプのフィルタリングを効率よく実行する。任意の
所与のフィルタタイプには、多くの表現があることを理
解されよう。本発明は、これらのフィルタ表現に適用可
能である。したがって数式１は、本明細書では例示目的
のみであり、限定するものではない。

【０４５６】ＵＤＦモジュール２６２２は、ダウンコン
バートおよび遅延モジュール２６２４、第１および第２
の遅延モジュール２６２８および２６３０、第１および
第２のスケーリングモジュール２６３２および２６３
４、出力サンプルおよび保持モジュール２６３６、（任
意選択の）出力平滑化モジュール２６３８を含む。ＵＤ
Ｆモジュールの他の実施形態は、異なる構成のこれら構
成要素、および／またはこれら構成要素および／または
追加構成要素のサブセットを有する。たとえば、図２６
に示す構成では、出力平滑化モジュール２６３８が任意
選択であるが、これに限定されることはない。

【０４５７】さらに以下で述べるように、図２６の例で
は、ダウンコンバートおよび遅延モジュール２６２４な
らびに第１および第２の遅延モジュール２６２８および
２６３０が、２つの位相Φ₁およびΦ₂を有するクロック
によって制御されるスイッチを含む。Φ₁およびΦ₂は、
同じ周波数を有し、重なり合っていないことが好まし
い。（あるいはこれらの特性を備えた２つなど複数のク
ロック信号を使用することができる）。本明細書で使用
するように、「重なり合っていない」という用語は、所
与のある時間において１つだけがアクティブである２つ
またはそれ以上の信号として定義される。ある実施形態
では、信号は高いときに「アクティブ」である。他の実
施形態では、信号は低いときにアクティブである。

【０４５８】これらのスイッチは、それぞれΦ₁または
Φ₂の立ち上がり端上で閉じ、Φ₁またはΦ₂の次の対応
する立ち下がり端上で開くことが好ましい。ただし、本
発明はこの例に限定されるものではない。当業者であれ
ば明らかなように、他のクロック規約を使用してスイッ
チを制御することもできる。

【０４５９】図２６の例では、α₁は１に等しいと想定
される。したがって、ダウンコンバートおよび遅延モジ
ュール２６２４の出力はスケーリングされない。ただ
し、前述の実施形態から明らかなように、本発明はこの
例に限定されるものではない。

【０４６０】ＵＤＦモジュール２６２２の例では、フィ
ルタ中心周波数が９００．２ＭＨＺであり、フィルタ帯
域幅は５７０ＫＨｚである。ＵＤＦモジュール２６２２
の通過帯域は、約８９９．９１５ＭＨＺから９００．４
８５ＭＨＺである。ＵＤＦモジュール２６２２のＱ因子
は、およそ１５７９（すなわち９００．２ＭＨＺを５７
０ＫＨｚで割った値）である。

【０４６１】次に、ＵＤＦモジュール２６２２の動作に
ついて、いくらかの連続する時間増分で、ＵＤＦモジュ
ール２６２２内にあるノード値の例を示す、表２５０２
（図２５）を参照しながら説明する。表２５０２では、
ＵＤＦモジュール２６２２が時間ｔ−１で動作を開始す
ると想定される。以下に示すように、ＵＤＦモジュール
２６２２は、動作が開始された後、数時間単位で、定常
状態に達する。所与のＵＤＦモジュールが定常状態に達
するのに必要な時間単位数は、ＵＤＦモジュールの構成
によって異なり、当業者であれば、本明細書に含まれる
教示に基づいて明らかになろう。

【０４６２】時間ｔ−１の立ち上がり端Φ₁で、ダウン
コンバートおよび遅延モジュール２６２４内のスイッチ
２６５０が閉じる。これによりキャパシタ２６５２は、
ノード２６０２がＶＩ_t-1になるように、入力信号の現
在値ＶＩ_t-1まで充電することができる。これは図２５
のセル２５０４で示される。実際に、ダウンコンバート
および遅延モジュール２６２４中のスイッチ２６５０と
キャパシタ２６５２の組み合わせは、入力信号ＶＩの周
波数を、ＩＦまたはベースバンドなどの、より低い所望
の周波数に変換するように動作する。したがって、キャ
パシタ２６５２に蓄積された値は、入力信号ＶＩのダウ
ンコンバートイメージのインスタンスを表す。

【０４６３】ダウンコンバートおよび遅延モジュール２
６２４が周波数ダウンコンバートを実行する方式につい
ては、さらに本明細書のセクション6.2.1.2で述べてお
り、エネルギー転送信号を使用した周波数ダウンコンバ
ートが含まれる。

【０４６４】また、時間ｔ−１の立ち上がり端Φ₁で、
第１の遅延モジュール２６２８内にあるスイッチ２６５
８が閉じると、ノード２６０６がＶＯ_t-1になるよう
に、キャパシタ２６６０がＶＯ_t-1まで充電することが
できる。これは表２５０２のセル２５０６で示される。
（実際に、ＶＯ_t-1はこの時点では規定されない。ただ
し理解しやすいように、説明の目的でＶＯ_t-1の使用を
続ける。）

【０４６５】さらに時間ｔ−１の立ち上がり端Φ₁で、
第２の遅延モジュール２６３０内にあるスイッチ２６６
６が閉じると、キャパシタ２６６８はキャパシタ２６６
４に蓄積された値まで充電することができる。ただし、
この時点でキャパシタ２６６４内の値は規定されないた
め、キャパシタ２６６８内の値は規定されない。これは
表２５０２のセル２５０７で示される。

【０４６６】時間ｔ−１の立ち上がり端Φ₂で、ダウン
コンバートおよび遅延モジュール２６２４内にあるスイ
ッチ２６５４が閉じると、キャパシタ２６５６はキャパ
シタ２６５２のレベルまで充電することができる。した
がって、キャパシタ２６５６は、ノード２６０４がＶＩ
_t-1になるように、ＶＩ_t-1まで充電する。これは表２５
０２のセル２５１０で示される。

【０４６７】ＵＤＦモジュール２６２２は、キャパシタ
２６５２と２６５６との間に、任意選択で単一ゲインモ
ジュール２６９０Ａを含むことができる。単一ゲインモ
ジュール２６９０Ａは、現在のソースとして、キャパシ
タ２６５２から電荷を流すことなしに、キャパシタ２６
５６を充電することができるように動作する。同様の理
由で、ＵＤＦモジュール２６２２は、他の単一ゲインモ
ジュール２６９０Ｂ〜２６９０Ｇを含むことができる。
本発明の多くの実施形態および応用例に関して、これら
の単一ゲインモジュール２６９０Ａ〜２６９０Ｇは任意
選択であることを理解されたい。単一ゲインモジュール
２６９０の構造および操作は、当業者であれば明らかに
なろう。

【０４６８】また、時間ｔ−１の立ち上がり端Φ₂で、
第１の遅延モジュール２６２８内にあるスイッチ２６６
２が閉じると、キャパシタ２６６４をキャパシタ２６６
０のレベルまで充電することができる。したがって、ノ
ード２６０８がＶＯ_t-1になるように、キャパシタ２６
６４をＶＯ_t-1まで充電することができる。これは表２
５０２のセル２５１４で示される。

【０４６９】さらに時間ｔ−１の立ち上がり端Φ₂で、
第２の遅延モジュール２６３０内にあるスイッチ２６７
０が閉じると、キャパシタ２６７２をキャパシタ２６６
８に格納された値まで充電することができる。ただし、
この時点でキャパシタ２６６８内の値は規定されないた
め、キャパシタ２６７２内の値は規定されない。これは
表２５０２のセル２５１５で示される。

【０４７０】時間ｔの立ち上がり端Φ₁で、ダウンコン
バートおよび遅延モジュール２６２４内にあるスイッチ
２６５０が閉じる。これにより、キャパシタ２６５２
は、ノード２６０２がＶＩ_tになるように、ＶＩ_tまで充
電する。これは表２５０２のセル２５１６で示される。

【０４７１】また、時間ｔの立ち上がり端Φ₁で、第１
の遅延モジュール２６２８内にあるスイッチ２６５８が
閉じ、これにより、キャパシタ２６６０はＶＯ_tまで充
電できる。したがって、ノード２６０６がＶＯ_tにな
る。これは表２５０２のセル２５２０で示される。

【０４７２】さらに、時間ｔの立ち上がり端Φ₁で、第
２の遅延モジュール２６３０内にあるスイッチ２６６６
が閉じ、これにより、キャパシタ２６６８はキャパシタ
２６６４のレベルまで充電できる。したがってキャパシ
タ２６６８は、ノード２６１０がＶＯ_t-1になるよう
に、ＶＯ_t-1まで充電できる。これは表２５０２のセル
２５２４で示される。

【０４７３】時間ｔの立ち上がり端Φ₂で、ダウンコン
バートおよび遅延モジュール２６２４内にあるスイッチ
２６５４が閉じ、キャパシタ２６５６は、キャパシタ２
６５２のレベルまで充電できる。したがってキャパシタ
２６５６は、ノード２６０４がＶＩ_tになるように、Ｖ
Ｉ_tまで充電する。これは表２５０２のセル２５２８で
示される。

【０４７４】また、時間ｔの立ち上がり端Φ₂で、第１
の遅延モジュール２６２８内にあるスイッチ２６６２が
閉じ、これにより、キャパシタ２６６４はキャパシタ２
６６０のレベルまで充電できる。したがってキャパシタ
２６６４は、ノード２６０８がＶＯ_tになるように、Ｖ
Ｏ_tまで充電する。これは表２５０２のセル２５３２で
示される。

【０４７５】さらに時間ｔの立ち上がり端Φ₂で、第２
の遅延モジュール２６３０内にあるスイッチ２６７０が
閉じ、これにより、第２の遅延モジュール２６３０内に
あるキャパシタ２６７２は、第２の遅延モジュール２６
３０内にあるキャパシタ２６６８のレベルまで充電でき
る。したがってキャパシタ２６７２は、ノード２６１２
がＶＯ_t-1になるように、ＶＯ_t-1まで充電する。これは
図２５のセル２５３６で示される。

【０４７６】時間ｔ＋１の立ち上がり端Φ₁で、ダウン
コンバートおよび遅延モジュール２６２４内にあるスイ
ッチ２６５０が閉じ、これによりキャパシタ２６５２
は、ＶＩ_t+1まで充電できる。したがって、表２５０２
のセル２５３８で示されるように、ノード２６０２がＶ
Ｉ_t+1になる。

【０４７７】また、時間ｔ＋１の立ち上がり端Φ₁で、
第１の遅延モジュール２６２８内にあるスイッチ２６５
８が閉じ、これにより、キャパシタ２６６０はＶＯ_t+1
まで充電できる。したがって、表２５０２のセル２５４
２で示されるように、ノード２６０６がＶＯ_t+1にな
る。

【０４７８】さらに、時間ｔ＋１の立ち上がり端Φ
₁で、第２の遅延モジュール２６３０内にあるスイッチ
２６６６が閉じ、これにより、キャパシタ２６６８はキ
ャパシタ２６６４のレベルまで充電できる。したがって
キャパシタ２６６８は、表２５０２のセル２５４６で示
されるように、ＶＯ_tまで充電できる。

【０４７９】図２６の例では、第１のスケーリングモジ
ュール２６３２が、スケーリング因子−０．１によっ
て、ノード２６０８の値をスケーリングする（すなわ
ち、第１の遅延モジュール２６２８の出力）。したがっ
て、時間ｔ＋１のノード２６１４で示される値は、−
０．１＊ＶＯ_tである。同様に、第２のスケーリングモ
ジュール２６３４は、スケーリング因子−０．８によっ
て、ノード２６１２で示される値をスケーリングする
（すなわち、第２のスケーリングモジュール２６３０の
出力）。したがって、時間ｔ＋１のノード２６１６で示
される値は、時間ｔ＋１の−０．８＊ＶＯ_{t ー 1}である。

【０４８０】時間ｔ＋１で、加算器（summer）２６２６
の入力での値は、ノード２６０４でＶＩ_t、ノード２６
１４で−０．１＊ＶＯ_t、ノード２６１６で−０．８＊
ＶＯ_{t ー 1}である（図２６の例では、ノード２６１４およ
び２６１６での値は、第２の加算器２６２５で合計さ
れ、この合計が加算器２６２６に提示される）。したが
って時間ｔ＋１では、加算器がＶＩ_t−０．１＊ＶＯ_t−
０．８＊ＶＯ_{t ー 1}に等しい信号を生成する。

【０４８１】時間ｔ＋１の立ち上がり端Φ₁で、出力サ
ンプルおよび保持モジュール２６３６内にあるスイッチ
２６９０が閉じ、これにより、キャパシタ２６９２はＶ
Ｏ_t+1まで充電できる。したがって、キャパシタ２６９
２はＶＯ_t+1まで充電し、これは加算器２６２６が生成
する合計に等しい。今述べたように、この値は、ＶＩ_t
−０．１＊ＶＯ_t−０．８＊ＶＯ_{t ー 1}に等しい。これは、
表２５０２のセル２５５０で示される。この値は、出力
平滑化モジュール２６３８に提示され、これが信号を平
滑化し、これによって出力信号ＶＯ_t+1のインスタンス
を生成する。このＶＯ_t+1の値が、数式１の帯域フィル
タ転送関数に一致しているということは、検査により明
らかである。

【０４８２】（6.2.2.3 他の実施形態） 前述のスペクトル分離の実施形態は、例示目的のために
示されたものである。これらの実施形態は、本発明を限
定することを意図するものではない。当業者であれば、
本明細書に与えられた教示に基づいて、本明細書に記載
された実施形態とはわずかに異なるかまたは大幅に異な
る代替の実施形態が明らかになろう。このような代替の
実施形態は、本発明の範囲および趣旨に含まれる。

【０４８３】（6.2.3 信号抽出） 流れ図１７００のステップ１７０８（図１７Ａ）および
信号抽出モジュール１７２８に関する例示的実施形態に
ついて、以下のセクションおよびサブセクションで論じ
る。この例示的実施形態には、別々のチャネルに分離さ
れた冗長スペクトルから、復調されたベースバンド信号
を抽出するステップが含まれる。

【０４８４】（6.2.3.1 誤り検査および／または誤り訂
正を使用した復調による信号抽出） 以下の説明には、別々のチャネルに分離された冗長スペ
クトルから、復調されたベースバンド信号を抽出するた
めのシステムおよび方法が含まれる。このシステムおよ
び方法には、誤り検査および／または誤り訂正と共に冗
長スペクトルの復調が含まれる。

【０４８５】（6.2.3.1.1 操作説明） 図２１Ａは、チャネル１７１８ａ〜ｃ（図２１Ｅ〜Ｇ）
から、復調されたベースバンド信号１７２０（図２１
Ｈ）を抽出するステップに関する流れ図２１００を示
す。復調されたベースバンド信号１７２０は、まず第１
に図１７Ｈで示したが、便宜上、図２１Ｈでも再度図示
する。同様に、チャネル１７１８ａ〜ｃは、まず第１に
図１７Ｅ〜Ｇでそれぞれ示したが、便宜上、図２１Ｂ〜
Ｄでも再度図示する。以下の考察では、図２１Ａのステ
ップについて、図２１Ｂ〜２１Ｈの例示的信号図に関し
て論じる。

【０４８６】ステップ１７０６では、冗長スペクトル１
７１４ａ〜ｃが、互いに別々のチャネルに分離され、そ
の結果チャネル１７１８ａ〜ｃが発生する（図２１Ｂ〜
２１Ｄ）。したがって、チャネル１７１８ａは冗長スペ
クトル１７１４ａを備え、チャネル１７１８ｂは冗長ス
ペクトル１７１４ｂおよび妨害信号スペクトル１７１６
を備え、チャネル１７１８ｃは冗長スペクトル１７１４
ｃを備える。各チャネル１７１８ａ〜ｃは、変調ベース
バンド信号３０８を再構築するのに必要な振幅、位相、
および周波数情報を搬送するが、これは冗長スペクトル
１７１４ａ〜ｃがこのような情報を搬送するためであ
る。ただし、チャネル１７１８ｂは、妨害信号スペクト
ル１７１６の相対信号強度に応じて、チャネル１７１８
ｂが変調ベースバンド信号３０８を再構築するのに使用
されるのを妨げるような、妨害信号スペクトル１７１６
も搬送する。ステップ１７０６およびチャネル１７１８
ａ〜ｃは、まず第１に図１７Ａおよび図１７Ｅ〜Ｇでそ
れぞれ論じたが、便宜上、ここでも再度図示する。

【０４８７】ステップ２１０２では、（それぞれチャネ
ル１７１８ａ〜ｃ内の）冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃ
が、独立して復調される（または復号される）ことが好
ましく、その結果、それぞれ復調されたベースバンド信
号２１０８ａ〜ｃ（図２１Ｅ〜Ｇ）が発生する。ステッ
プ２１０８で実施される復調のタイプは、冗長スペクト
ル１７１４ａ〜ｃの生成に使用される変調方式のタイプ
と一致している。標準変調方式に対する復調技法には、
ＡＭ、ＡＳＫ、ＦＭ、ＦＳＫ、ＰＭ、ＰＳＫなどや、そ
れらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されるも
のではなく、当業者であれば、本明細書に与えられた教
示に基づいて、他の変調方式も明らかになろう。

【０４８８】図２１Ｅおよび２１Ｇは、所望されるよう
に、被変調ベースバンド信号３０８（図３Ａ）とほぼ同
様の復調されたベースバンド信号２１０８ａおよび２１
０８ｃを示す。ただし、図２１Ｆは、復調されたベース
バンド信号２１０８ｂが取り出されるチャネル１７１８
ｂ内に、妨害信号スペクトル１７１６が存在することか
ら予想されるように、変調ベースバンド信号３０８とは
実質的に同じでない復調されたベースバンド信号２１０
８ｂを示す。

【０４８９】ステップ２１０４では、各復調されたベー
スバンド信号２１０８ａ〜ｃが分析され、誤りが検出さ
れる。一実施形態では、復調されたベースバンド信号が
誤りであると判定されると、関連するエラーフラグが設
定される。次いで各復調されたベースバンド信号に関す
るエラーフラグがステップ２１０６で検査され、誤りの
ない復調されたベースバンド信号を選択することができ
る。

【０４９０】ステップ２１０４の誤りを検出するには、
多くの使用可能な誤り検出方式のうちのいずれを使用し
てもよい。さらに、インスタンスによっては、デジタル
信号で検出された誤りを訂正するための方法を使用する
こともできる。次に、デジタルおよびアナログの復調さ
れたベースバンド信号に関する有効な誤り検出方式のい
くつかについて論じる。

【０４９１】巡回冗長検査（ＣＲＣ）およびパリティ検
査を使用して、デジタル信号である復調されたベースバ
ンド信号内の誤りを検出することができる。以下に、そ
れぞれについて簡単に説明する。ＣＲＣは、（通信媒体
を介して伝送する前に）ビットストリームを検査し、検
査したビットストリームに基づく特定の数学的関係に従
って、ｎビットのＣＲＣ文字を計算する。次いで、通信
媒体を介して、検討したビットストリームと共にＣＲＣ
文字を伝送する。同じ計算が受信機側で実行される。受
信機によって決定されたＣＲＣ文字が、ビットストリー
ムで送信した文字と一致すれば、そのビットストリーム
は誤りなしと判定される。一致しない場合は、誤りが挿
入されたことになる。パリティ検査は、ビットストリー
ムに関連するｎビット文字も生成するが、ここでパリテ
ィ検査文字は、ビットストリーム内の論理数「１」また
は「０」を基準にしている。本明細書で与えられた考察
に基づいて、当業者であれば理解されるように、本発明
の範囲および趣旨には、チェックサムを含むがこれに限
定されない、他のすべての誤り検査／訂正方式が含まれ
る。

【０４９２】アナログ復調されたベースバンド信号に関
する誤り検出は、様々な符号器／復号器およびパターン
認識方式を使用して実施することができる。これは一実
施形態では、分離された復調されたベースバンド信号を
検査し、一致した信号形状を判定することで実行され
る。次いで各復調されたベースバンド信号は一致した信
号と比較され、ここで一致した信号と大幅に異なる任意
の復調されたベースバンド信号は、誤りとみなされる。
復調されたベースバンド信号２１０８ａ〜ｃ（図２１Ｅ
〜２１Ｇ）上でこの方式を実施すると、ベースバンド信
号２１０８ｂは誤りとみなされることになる。

【０４９３】他の実施形態では、復調されたベースバン
ド信号が生成される冗長スペクトル内に埋め込まれたパ
イロットトーンを監視することで、アナログ信号に関す
る誤り検出が達成される。測定後、パイロットトーン内
に何らかの劣化があれば、信号干渉の証拠である可能性
がある。

【０４９４】他の実施形態では、各復調されたベースバ
ンド信号を高域フィルタに通過させ、各復調されたベー
スバンド信号内の（帯域外）高周波数成分を選択するこ
とで、アナログ信号の誤り検出が達成される。理論的に
言えば、これら帯域外周波数成分の振幅は小さい。した
がって、これら帯域外周波数成分の電力レベルが、ある
しきい値レベルよりも上の場合、復調されたベースバン
ド信号は、望ましくない干渉によって崩れている可能性
がある。この誤り検出方法の場合は、復調されたベース
バンド信号２１０８ｂ（図２１Ｆ）に誤りを示すフラグ
を立てる。

【０４９５】ステップ２１０６では、実質上誤りのない
復調されたベースバンド信号が選択され、その結果、復
調されたベースバンド信号１７２０（図１７Ｈ）が発生
する。一実施形態では、特定の復調されたベースバンド
信号は、アプリケーションの必要性に対して（ステップ
３０６で伝送された冗長スペクトルに関連する）変調ベ
ースバンド信号と実質的に同じ（すなわちそれを代表す
るもの）であれば、実質上誤りがない。したがって、一
実施形態では、類似性のレベルはアプリケーション特有
のものである。たとえば、当業者であれば理解されるよ
うに、音声通信はデータ通信よりも類似性が低くてよ
い。図２１Ｅ〜Ｇに示された例では、復調されたベース
バンド信号２１０８ａまたは２１０８ｃのいずれかを、
復調されたベースバンド信号１７２０として選択するこ
とができる。

【０４９６】一実施形態では、ステップ２１０６は、消
去プロセスを介して、実質的に誤りのない復調されたベ
ースバンド信号を選択する。これは、各復調されたベー
スバンド信号について、ステップ２１０４で生成された
エラーフラグの状態を検査することで実行できる。エラ
ーフラグが設定されると、関連する復調されたベースバ
ンド信号は考慮対象から消去される。さらにこの実施形
態は、以下で考察する流れ図２２００（図２２）でも例
示される。

【０４９７】流れ図２２００（図２２Ａ）は、消去プロ
セスを介して誤りのない復調されたベースバンド信号を
選択するための操作プロセスであり、流れ図２１００
（図２１Ａ）中にあるステップ２１０６の一実施形態で
ある。流れ図２２００について、以下で論じる。

【０４９８】ステップ２２０２では、複数の復調された
ベースバンド信号および関連するエラーフラグが受け入
れられる。復調されたベースバンド信号は、チャネルＡ
〜Ｎに分離されることが好ましい。たとえば、復調され
たベースバンド信号２１０８ａ〜ｃは、対応する文字
「ａ〜ｃ」に相当するチャネル内に存在するように記述
できる。各復調されたベースバンド信号に関連するエラ
ーフラグは、上記ステップ２１０４で述べたように生成
されることが好ましい。

【０４９９】ステップ２２０４では、チャネルＡ内の復
調されたベースバンド信号に関連するエラーフラグが設
定されているかどうかが判定される。設定されている場
合、ステップ２２０６で、チャネルＡ内の復調されたベ
ースバンド信号が考慮対象から消去され、その後制御は
ステップ２２０８に送られる。設定されていない場合、
流れ図２２００は、ステップ２２０８に直接制御を送
る。

【０５００】ステップ２２０８では、チャネルＢ内の復
調されたベースバンド信号に関連するエラーフラグが設
定されているかどうかが判定される。設定されている場
合、ステップ２２１０で、チャネルＢ内の復調されたベ
ースバンド信号が考慮対象から消去され、その後制御は
ステップ２２１２に送られる。設定されていない場合、
流れ図２２００は、ステップ２２１２に直接制御を送
る。

【０５０１】ステップ２２１２では、チャネルＣ内の復
調されたベースバンド信号に関連するエラーフラグが設
定されているかどうかが判定される。設定されている場
合、ステップ２２１４で、チャネルＣ内の復調されたベ
ースバンド信号が考慮対象から消去され、その後制御は
ステップ２２１５に送られる。設定されていない場合、
流れ図２２００は、ステップ２２１５に直接制御を送
る。

【０５０２】前述のプロセスは、Ｎ番目のチャネルに達
するまで継続される。ステップ２２１５では、チャネル
Ｎ内の復調されたベースバンド信号に関連するエラーフ
ラグが設定されているかどうかが判定される。設定され
ている場合、ステップ２２１６で、チャネルＮ内の復調
されたベースバンド信号が考慮対象から消去され、その
後制御はステップ２２１７に送られる。設定されていな
い場合、流れ図２２００は、ステップ２２１７に直接制
御を送る。

【０５０３】ステップ２２１７では、少なくとも１つの
復調されたベースバンド信号が実行可能である（すなわ
ち、少なくとも１つが消去されていない）かどうかが判
定される。実行可能である場合、制御はステップ２２１
８に送られる。実行可能でない場合、制御はステップ２
２１９に送られ、そこでプロセスは、すべての復調され
たベースバンド信号が誤りであると判定された状況に対
処するための、アプリケーション特有の命令に従う。そ
の後、プロセスはステップ２２２０で終了する。

【０５０４】ステップ２２１８では、まだ考慮の対象で
ある復調されたベースバンド信号から、復調されたベー
スバンド信号が選択される。複数の復調されたベースバ
ンド信号がまだ実行可能である場合、チャネル順（すな
わちチャネルＣより先にチャネルＡを選択する）、チャ
ネルの逆順（すなわちチャネルＡより先にチャネルＣを
選択する）、または最高パワーレベルを基準にした選択
を含む他の任意の選択手段に従って選択を実行すること
ができる。

【０５０５】流れ図２２００で説明した選択プロセス
が、ここで図２１Ｅ〜Ｇの復調されたベースバンド信号
２１０８ａ〜ｃにそれぞれ適用される。これを実行する
場合、チャネルＢの復調されたベースバンド信号２１０
８ｂに関連するエラーフラグが設定される。したがっ
て、ステップ２２０８は、復調されたベースバンド信号
２１０８ｂを考慮対象から消去する。これにより、復調
されたベースバンド信号２１０８ａと２１０８ｃの間の
選択が残される。一実施形態では、復調されたベースバ
ンド信号２１０８ａがチャネルＡにあるためこれが選択
され、チャネルＡは最初に検査されたチャネルである。
他の実施形態では、復調されたベースバンド信号２１０
８ｃがチャネルＣにあるためこれが選択され、チャネル
Ｃは最後に検査されたチャネルである。他の実施形態で
は、チャネルのパワーレベルが監視され、最も強い復調
されたベースバンド信号を有するチャネルが選択され
る。いずれの方法も、実質上誤りのない復調されたベー
スバンド信号が、冗長スペクトルの生成に使用される変
調ベースバンド信号と実質的に同じであるとして選択さ
れる。

【０５０６】流れ図２２２２（図２２Ｂ）は、消去プロ
セスを介して、実質上誤りのない復調されたベースバン
ド信号を選択するための代替の任意選択プロセスであ
り、流れ図２１００（図２１Ａ）中にあるステップ２１
０６の一実施形態である。流れ図２２２２について、下
記で論じる。

【０５０７】ステップ２２２４では、複数の復調された
ベースバンド信号および関連するエラーフラグが受け入
れられる。復調されたベースバンド信号は、チャネルＡ
〜Ｎに分離されることが好ましい。たとえば、復調され
たベースバンド信号２１０８ａ〜ｃは、対応する文字
「ａ〜ｃ」に相当するチャネル内に存在するように記述
できる。各復調されたベースバンド信号に関連するエラ
ーフラグは、上記ステップ２１０４で述べたように生成
されることが好ましい。

【０５０８】ステップ２２２６では、チャネルＡ内の復
調されたベースバンド信号に関連するエラーフラグが設
定されているかどうかが判定される。設定されている場
合は、制御はステップ２２３２に送られる。設定されて
いない場合は、ステップ２２２８で、実質上誤りのない
復調されたベースバンド信号としてチャネルＡの復調さ
れたベースバンド信号が選択され、その後流れ図の処理
がステップ２２３０で終了する。前述のように、特定の
復調されたベースバンド信号は、使用中の特定のアプリ
ケーションの必要性に応じて、実質上変調ベースバンド
信号と同様でありおよび／またはこれの代表である場合
は、実質上誤りがない。

【０５０９】ステップ２２３２では、チャネルＢ内の復
調されたベースバンド信号に関連するエラーフラグが設
定されているかどうかが判定される。設定されている場
合は、制御はステップ２２３８に送られ、チャネルＢ内
の復調されたベースバンド信号は考慮の対象から消去さ
れる。設定されていない場合は、ステップ２２３４で、
実質上誤りのない復調されたベースバンド信号として、
チャネルＢ内の復調されたベースバンド信号が選択さ
れ、その後処理はステップ２２３６で終了する。

【０５１０】ステップ２２３８では、チャネルＣ内の復
調されたベースバンド信号に関連するエラーフラグが設
定されているかどうかが判定される。設定されている場
合は、制御はステップ２２４４に送られ、チャネルＣ内
の復調されたベースバンド信号は考慮の対象から消去さ
れる。設定されていない場合は、ステップ２２４０で、
実質上誤りのない復調されたベースバンド信号として、
チャネルＣ内の復調されたベースバンド信号が選択さ
れ、その後処理はステップ２２４２で終了する。

【０５１１】前述のプロセスは、Ｎ番目のチャネルに達
するまで継続される。ステップ２２４４では、チャネル
Ｎ内の復調されたベースバンド信号に関連するエラーフ
ラグが設定されているかどうかが判定される。設定され
ている場合、制御はステップ２２５０に送られ、チャネ
ルＮ内の復調されたベースバンド信号は考慮の対象から
消去される。設定されていない場合は、ステップ２２４
６で、実質上誤りのない復調されたベースバンド信号と
して、チャネルＮ内の復調されたベースバンド信号が選
択され、その後処理はステップ２２４８で終了する。

【０５１２】プロセスがステップ２２５０に達すると、
使用可能なチャネルに関するすべてのエラーフラグが検
査済みで設定が判定されており、これはすべての使用可
能な復調されたベースバンド信号に誤りが含まれている
かどうかが判定されたことを意味する。このような場
合、ステップ２２５０は、アプリケーション特有の指示
に従い、その後プロセスはステップ２２５２で終了す
る。一実施形態では、適用分野特有の指示が再伝送の要
求である場合もある。

【０５１３】（6.2.3.1.2 構造説明）図２１Ｉは、スペ
クトル分離モジュール１７２６、および受信機モジュー
ル１７３０からの信号抽出モジュール１７２８（図１７
Ｉ）を示し、一実施形態では、信号抽出モジュール１７
２８に信号抽出モジュール２１１０が含まれる。信号抽
出モジュール２１１０は、復調器２１１２ａ〜ｃ、エラ
ー検査モジュール２１１４ａ〜ｃ、およびアービトレー
ションモジュール２１１６を含む。信号抽出モジュール
２１１０は、冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃを受け取
り、復調されたベースバンド信号１７２０を抽出する。
言い換えれば、信号抽出モジュール１７２８は、流れ図
２１００中の任意選択ステップ２１０２〜２１０６を実
行するための構造上の実施形態である。ただし、本発明
の範囲および趣旨に、流れ図２１００のステップ２１０
２〜２１０６を実行するための他の構造上の実施形態が
含まれることを理解されたい。信号抽出モジュール２１
１０内の構造上の構成要素に鑑みて、本発明をさらに例
示するために、流れ図２１００について再考する。

【０５１４】ステップ１７０６では、スペクトル分離モ
ジュール１７２６が冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃを互
いに別々のチャネルに分離し、その結果、チャネル１７
１８ａ〜ｃ（図２１Ｂ〜２１Ｄ）が発生する。したがっ
て、チャネル１７１８ａは冗長スペクトル１７１４ａを
備え、チャネル１７１８ｂは冗長スペクトル１７１４ｂ
および妨害信号スペクトル１７１６を備え、チャネル１
７１８ｃは冗長スペクトル１７１４ｃを備える。各チャ
ネル１７１８ａ〜ｃは、変調ベースバンド信号３０８を
再構築するのに必要な振幅、位相、および周波数情報を
搬送するが、これは冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃがこ
のような情報を搬送するためである。ただし、チャネル
１７１８ｂは、妨害信号スペクトル１７１６の相対信号
強度に応じて、チャネル１７１８ｂが変調ベースバンド
信号３０８を再構築するのに使用されるのを妨げるよう
な、妨害信号スペクトル１７１６も搬送する。ステップ
１７０６およびチャネル１７１８ａ〜ｃは、まず第１に
図１７Ａおよび図１７Ｅ〜Ｇでそれぞれ論じたが、便宜
上、ここでも再度図示する。

【０５１５】ステップ２１０２では、復調器（または検
波器）２１１２ａ〜ｃは冗長スペクトル１７１４ａ〜ｃ
（それぞれチャネル１７１８ａ〜ｃにある）を復調し、
その結果それぞれ復調されたベースバンド信号２１０８
ａ〜ｃが発生する。復調器２１１２ａ〜ｃは、冗長スペ
クトル１７１４ａ〜ｃを生成する際に使用される変調タ
イプと一致している。したがって、復調器２１１２ａ〜
ｃの例示的実施形態には、ＡＭ復調器、ＦＭ復調器、お
よびＰＭ復調器、ならびにそれらを組み合わせた冗長ス
ペクトルを復調できる復調器が含まれるが、これらに限
定されるものではない。さらに、本発明は、当業者であ
れば、本明細書に与えられた考察に基づいて理解される
ように、上記にリストされていない他の変調方式を使用
しても操作可能である。さらに、復調器２１１２の数
は、図２１Ｉに示されるように、３つである必要はな
い。本明細書に与えられた考察に基づいて、当業者であ
れば周知なように、復調器２１１２の数は、冗長スペク
トルの数、または（任意選択の）媒体インターフェース
モジュール１７２２によって受け取られる冗長スペクト
ルのサブセットの数と一致するようにスケーリングする
ことができる。

【０５１６】一実施形態では、ダウンコンバータ１５１
６は、復調器２１１２ａ〜ｃに含まれる。この場合、ダ
ウンコンバータおよび復調器は、分離された冗長スペク
トルがいかなるＩＦ段階も使用せずに、復調されたベー
スバンド信号に直接ダウンコンバートされるように、１
ステップで実行される。直接のダウンコンバートは、セ
クション6.2.1.2にまとめられたエイリアシングモジュ
ール１９０２を使用して実行することができる。

【０５１７】ステップ２１０４では、誤り検査モジュー
ル２１１４ａ〜ｃが、それぞれ復調されたベースバンド
信号２１０８ａ〜ｃを分析し、復調されたベースバンド
信号２１０８ａ〜ｃ内の誤りを検出する。一実施形態で
は、対応する復調されたベースバンド信号に誤りがある
と判別された場合は必ず、各誤り検査モジュール２１１
４がエラーフラグ２１０９を生成する。エラーフラグ２
１０９ａ〜ｃは、復調されたベースバンド信号２１０８
ａ〜ｃと共に、アービトレーションモジュール２１１６
へ送信される。アービトレーションモジュールは、この
エラーフラグを使用して、誤った復調されたベースバン
ド信号を取り除く。

【０５１８】誤り検査モジュール２１１４ａ〜ｃは、ス
テップ２１０４で誤りを検出するために、使用可能な誤
り検出方式をいくつでも実施することができる。さら
に、インスタンスによっては、デジタル信号で検出され
た誤りを訂正するための方法を使用することもできる。
デジタルおよびアナログ信号に使用できるいくつかの有
効な誤り検出方式について、以下に論じる。

【０５１９】デジタル信号である復調されたベースバン
ド信号の場合、誤り検査モジュール２１１４ａ〜ｃは、
巡回冗長検査（ＣＲＣ）またはパリティ検査を実施して
誤りを検出することができる。以下に簡単に説明する。
ＣＲＣは、デジタルビットストリームを検査し、特有の
数学的関係に従ってｎビットのＣＲＣ文字を計算する。
次いで、通信媒体を介して、検討したビットストリーム
と共にＣＲＣ文字を伝送する。同じ計算が受信機側で実
行される。受信機側のＣＲＣ文字が、ビットストリーム
で送信した文字と一致すれば、そのビットストリームは
誤りなしと判定される。一致しない場合は、誤りが挿入
されたことになる。パリティ検査は、ビットストリーム
に関連するｎビット文字も生成するが、ここでパリティ
検査文字は、ビットストリーム内の論理数「１」または
「０」を基準にしている。本明細書で与えられた考察に
基づいて、当業者であれば理解されるように、本発明の
範囲および趣旨には他のすべての誤り検査／訂正方式が
含まれる。

【０５２０】アナログ信号である復調されたベースバン
ド信号の場合、誤り検査モジュール２１１４ａ〜ｃはパ
イロットトーンを監視して誤りを検出することができ
る。パイロットトーンは、復調されたベースバンド信号
が生成される冗長スペクトル内に埋め込まれる。測定
後、パイロットトーン内に何らかの劣化があれば、信号
干渉の証拠である可能性がある。

【０５２１】代替の実施形態では、誤り検出モジュール
２１１４ａ〜ｃは、アナログ復調されたベースバンド信
号内のエラーを検出するために、アナログ誤り検出モジ
ュール２３００を備えることができる。アナログ誤り検
出モジュール２３００は、高域フィルタ２３０２および
比較器２３０４を備える。アナログ誤り検出モジュール
２３００は、以下のように動作する。高域フィルタ２３
０２が、復調されたベースバンド信号２１０８内にあ
る、帯域外の高周波数スペクトル構成要素を選択する。
これらの帯域外スペクトル構成要素は、理論上は振幅が
小さい。比較器２３０４は、これら帯域外スペクトル構
成要素の振幅と、いくつかのしきい値レベルとを比較
し、しきい値レベルの方が大きい場合はエラーフラグ２
１０９を設定する。

【０５２２】代替の実施形態では、アービトレーション
モジュール２１１６が、復調されたベースバンド信号を
検査して一致した信号形状を判定することで、アナログ
復調されたベースバンド信号内の誤りを検出することが
できる。次いで各復調されたベースバンド信号が一致し
た信号と比較され、一致した信号と実質上異なる復調さ
れたベースバンド信号があれば、誤りとみなされる。こ
の方式を復調されたベースバンド信号２１０８ａ〜ｃ
（図２１Ｅ〜２１Ｇ）で実施すると、ベースバンド信号
２１０８ｂが誤りとみなされる。例示的復調されたベー
スバンド信号２１０８ｂが、妨害信号スペクトル１７１
６によって崩れたことを示すスペクトル１７１４ｂから
復調されたことを想起されたい。

【０５２３】ステップ２１０６では、アービトレーショ
ンモジュール２１１６が誤りのない復調されたベースバ
ンド信号を選択し、その結果、変調ベースバンド信号３
０８とほぼ同じ、復調されたベースバンド信号１７２０
が発生する。図２１Ｅ〜Ｇに示された例では、復調され
たベースバンド信号１７２０は、復調されたベースバン
ド信号２１０８ａまたは２１０８ｃのいずれか１つとす
ることができる。

【０５２４】一実施形態では、アービトレーションモジ
ュール２１１６は、誤り検出モジュール２１１４によっ
て生成されるエラーフラグ２１０９および消去プロセス
を使用して、誤りのない復調されたベースバンド信号を
選択する。例示的消去プロセスについては、流れ図２２
００（図２２Ａ）および２２２２（図２２Ｂ）中のセク
ション6.2.3.1.1で説明しており、読者はさらに詳しい
説明についてこれを参照する。

【０５２５】（6.2.3.2 他の実施形態） 前述の信号抽出に関する実施形態は、例示目的で示され
たものである。この実施形態は、本発明を限定すること
を意図するものではない。当業者であれば、本明細書に
与えられた教示に基づいて、本明細書に記載された実施
形態とはわずかに異なるかまたは大幅に異なる代替の実
施形態が明らかになろう。このような代替の実施形態
は、本発明の範囲および趣旨に含まれる。

【０５２６】（ＩＶ．結論） 以上、本発明の方法、システム、および構成要素の例示
的実施形態について述べてきた。これらの例示的実施形
態は、例示目的のみのために述べてきたものであって、
限定するものではないことに留意されたい。本発明では
他の実施形態も可能であり、これをカバーしている。こ
のような他の実施形態には、ハードウェア、ソフトウェ
ア、ならびに本発明の方法、システム、および構成要素
のソフトウェア／ハードウェアの実施態様が含まれる
が、これらに限定されるものではない。このような他の
実施形態は、本明細書に含まれる教示に基づいて、当業
者であれば明らかになろう。したがって、本発明の領域
および範囲は、前述のいかなる例示的実施形態によって
も限定されるものではなく、以下に示す特許請求の範囲
およびそれらと同等のものによってのみ規定されるもの
である。 ［図面の簡単な説明］ 本発明を、添付の図面を参照して説明する。

【図１Ａ】時間領域および周波数領域における様々な電
気信号を示す。

【図１Ｂ】時間領域および周波数領域における様々な電
気信号を示す。

【図１Ｃ】時間領域および周波数領域における様々な電
気信号を示す。

【図１Ｄ】時間領域および周波数領域における様々な電
気信号を示す。

【図１Ｅ】時間領域および周波数領域における様々な電
気信号を示す。

【図１Ｆ】時間領域および周波数領域における様々な電
気信号を示す。

【図１Ｇ】時間領域および周波数領域における様々な電
気信号を示す。

【図２Ａ】本発明が有用な例示的環境を示す。

【図２Ｂ】図２Ａの環境からの様々な信号を示す。

【図２Ｃ】図２Ａの環境からの様々な信号を示す。

【図２Ｄ】図２Ａの環境からの様々な信号を示す。

【図３Ａ】本発明により冗長スペクトルを生成するステ
ップを図示した流れ図３００を示す。

【図３Ｂ】流れ図３００に関連するいくつかの信号図を
示す。

【図３Ｃ】流れ図３００に関連するいくつかの信号図を
示す。

【図３Ｄ】流れ図３００に関連するいくつかの信号図を
示す。

【図３Ｅ】流れ図３００に関連するいくつかの信号図を
示す。

【図３Ｆ】本発明の一実施形態により、流れ図３００に
対応する構造上のブロック図を示す。

【図４Ａ】本発明の一実施形態により、変調されたスペ
クトルを複製することで冗長スペクトルを生成するステ
ップを図示した流れ図４００を示す。

【図４Ｂ】本発明の一実施形態により、流れ図４００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図４Ｃ】本発明の一実施形態により、流れ図４００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図４Ｄ】本発明の一実施形態により、流れ図４００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図４Ｅ】本発明の一実施形態により、流れ図４００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図４Ｆ】本発明の一実施形態により、流れ図４００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図４Ｇ】本発明の一実施形態により、流れ図４００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図４Ｈ】本発明の一実施形態により、流れ図４００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図４Ｉ】本発明の一実施形態により、流れ図４００に
対応する構造上のブロック図を示す。

【図５Ａ】本発明の一実施形態により、変調ベースバン
ド信号で発振信号を振幅変調するステップを図示した流
れ図５００を示す。

【図５Ｂ】本発明の一実施形態により、流れ図５００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図５Ｃ】本発明の一実施形態により、流れ図５００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図５Ｄ】本発明の一実施形態により、流れ図５００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図５Ｅ】本発明の一実施形態により、流れ図５００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図５Ｆ】本発明の一実施形態により、流れ図５００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図５Ｇ】本発明の一実施形態により、流れ図５００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図５Ｈ】本発明の一実施形態により、流れ図５００に
関連する構造上のブロック図を示す。

【図６Ａ】本発明の一実施形態により、変調ベースバン
ド信号で発振信号を周波数変調するステップを図示した
流れ図６００を示す。

【図６Ｂ】本発明の一実施形態により、流れ図６００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図６Ｃ】本発明の一実施形態により、流れ図６００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図６Ｄ】本発明の一実施形態により、流れ図６００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図６Ｅ】本発明の一実施形態により、流れ図６００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図６Ｆ】本発明の一実施形態により、流れ図６００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図６Ｇ】本発明の一実施形態により、流れ図６００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図６Ｈ】本発明の一実施形態により、流れ図６００に
関連する構造上のブロック図を示す。

【図７Ａ】変調ベースバンド信号で発振信号を位相変調
するステップを図示した、流れ図７００を示す。

【図７Ｂ】流れ図７００に関連するいくつかの信号図を
示す。

【図７Ｃ】流れ図７００に関連するいくつかの信号図を
示す。

【図７Ｄ】流れ図７００に関連するいくつかの信号図を
示す。

【図７Ｅ】流れ図７００に関連するいくつかの信号図を
示す。

【図７Ｆ】流れ図７００に関連するいくつかの信号図を
示す。

【図７Ｇ】流れ図７００に関連するいくつかの信号図を
示す。

【図７Ｈ】本発明の一実施形態により、流れ図７００に
関連する構造上のブロック図を示す。

【図８Ａ】本発明の一実施形態により、冗長スペクトル
を生成するために、第２の発振信号で変調された信号を
位相変調するステップを図示した、流れ図８００を示
す。

【図８Ｂ】本発明の一実施形態により、流れ図８００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図８Ｃ】本発明の一実施形態により、流れ図８００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図８Ｄ】本発明の一実施形態により、流れ図８００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図８Ｅ】本発明の一実施形態により、流れ図８００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図８Ｆ】本発明の一実施形態により、流れ図８００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図８Ｇ】本発明の一実施形態により、流れ図８００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図８Ｈ】本発明の一実施形態により、流れ図８００に
関連するいくつかの信号図を示す。

【図８Ｉ】本発明の一実施形態により、流れ図８００に
関連する構造上のブロック図を示す。

【図８Ｊ】本発明の一実施形態により、発振信号で変調
された信号を周波数変調するステップを図示した流れ図
８２４を示す。

【図８Ｋ】本発明の一実施形態により、流れ図８２４に
関連する構造上のブロック図を示す。

【図８Ｋ−１】本発明の一実施形態により、発生器３１
８に関連する構造上のブロック図を示す。

【図９】本発明の一実施形態により、ＡＭ変調器の構造
上の実施態様を図示する。

【図１０】本発明の一実施形態により、ＦＭ変調器の構
造上の実施態様を図示する。

【図１１Ａ】本発明の一実施形態により、位相変調器の
構造上の実施態様を図示する。

【図１１Ｂ】本発明の一実施形態により、位相変調器の
構造上の実施態様を図示する。

【図１１Ｃ】本発明の一実施形態により、位相変調器の
構造上の実施態様を図示する。

【図１１Ｄ】本発明の一実施形態により、位相変調器の
構造上の実施態様を図示する。

【図１１Ｅ】本発明の一実施形態により、位相変調器の
構造上の実施態様を図示する。

【図１２Ａ】本発明の一実施形態により、ＰＭ変調器８
２０の実施例である位相変調器１２００の構造上の実施
態様を図示する。

【図１２Ｂ】本発明の一実施形態により、ＰＭ変調器８
２０の実施例である位相変調器１２００の構造上の実施
態様を図示する。

【図１２Ｃ】本発明の一実施形態により、ＰＭ変調器８
２０の実施例である位相変調器１２００の構造上の実施
態様を図示する。

【図１２Ｄ】本発明の一実施形態により、ＰＭ変調器８
２０の実施例である位相変調器１２００の構造上の実施
態様を図示する。

【図１２Ｅ】本発明の一実施形態により、ＰＭ変調器８
２０の実施例である位相変調器１２００の構造上の実施
態様を図示する。

【図１３Ａ】本発明の一実施形態により、変調された信
号で発振信号を位相変調することによって冗長スペクト
ルを生成するステップを図示した、流れ図１３００を示
す。

【図１３Ｂ】本発明の一実施形態により、流れ図１３０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１３Ｃ】本発明の一実施形態により、流れ図１３０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１３Ｄ】本発明の一実施形態により、流れ図１３０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１３Ｅ】本発明の一実施形態により、流れ図１３０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１３Ｆ】本発明の一実施形態により、流れ図１３０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１３Ｇ】本発明の一実施形態により、流れ図１３０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１３Ｈ】本発明の一実施形態により、流れ図１３０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１３Ｉ】本発明の一実施形態により、流れ図１３０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１３Ｊ】本発明の一実施形態により、流れ図１３０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１３Ｋ】本発明の一実施形態により、流れ図１３０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１３Ｌ】本発明の一実施形態により、流れ図１３０
０に関連する構造上のブロック図を示す。

【図１３Ｍ】本発明の一実施形態により、変調された信
号で発振信号を周波数変調することによって冗長スペク
トルを生成するステップを図示した、流れ図１３３４を
示す。

【図１３Ｎ】本発明の一実施形態により、流れ図１３３
４に関連する構造上のブロック図を示す。

【図１３Ｎ−１】本発明の一実施形態により、発生器３
１８に関連する構造上のブロック図を示す。

【図１３Ｏ】第２の変調された信号で第１の変調された
信号を変調することにより、冗長スペクトルを生成する
ステップを図示した、流れ図１３４２を示す。

【図１３Ｐ】本発明の一実施形態により、流れ図１３４
２に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１３Ｑ】本発明の一実施形態により、流れ図１３４
２に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１３Ｒ】本発明の一実施形態により、流れ図１３４
２に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１３Ｓ】本発明の一実施形態により、流れ図１３４
２に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１３Ｔ】本発明の一実施形態により、流れ図１３４
２に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１３Ｕ】本発明の一実施形態により、流れ図１３４
２に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１３Ｖ】本発明の一実施形態により、流れ図１３４
２に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１３Ｗ】本発明の一実施形態により、流れ図１３４
２に関連する構造上のブロック図を示す。

【図１４Ａ】本発明の一実施形態により、冗長スペクト
ルを処理するステップを図示した流れ図１４００を示
す。

【図１４Ｂ】本発明の一実施形態により、流れ図１４０
０に関連する信号図を示す。

【図１４Ｃ】本発明の一実施形態により、流れ図１４０
０に関連する信号図を示す。

【図１４Ｄ】本発明の一実施形態により、流れ図１４０
０に関連する構造上のブロック図を示す。

【図１５Ａ】本発明の一実施形態により、冗長スペクト
ルを処理するステップを図示した流れ図１５００を示
す。

【図１５Ｂ】本発明の一実施形態により、流れ図１５０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１５Ｃ】本発明の一実施形態により、流れ図１５０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１５Ｄ】本発明の一実施形態により、流れ図１５０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１５Ｅ】本発明の一実施形態により、流れ図１５０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１５Ｆ】本発明の一実施形態により、流れ図１５０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１５Ｇ】本発明の一実施形態により、流れ図１５０
０に関連する構造上のブロック図を示す。

【図１６Ａ】本発明の一実施形態により、流れ図１５０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１６Ｂ】本発明の一実施形態により、流れ図１５０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１６Ｃ】本発明の一実施形態により、流れ図１５０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１６Ｄ】本発明の一実施形態により、流れ図１５０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１６Ｅ】本発明の一実施形態により、流れ図１５０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１６Ｆ】本発明の一実施形態により、流れ図１５０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１６Ｇ】周波数のアップコンバートに関する構造上
の実施形態および実施態様を示す。

【図１６Ｈ】周波数のアップコンバートに関する構造上
の実施形態および実施態様を示す。

【図１６Ｉ】周波数のアップコンバートに関する構造上
の実施形態および実施態様を示す。

【図１６Ｊ】図１６Ｇ〜Ｉに記載されたアップコンバー
トシステム１６２０に関連する、いくつかの信号図を示
す。

【図１６Ｋ】図１６Ｇ〜Ｉに記載されたアップコンバー
トシステム１６２０に関連する、いくつかの信号図を示
す。

【図１６Ｌ】図１６Ｇ〜Ｉに記載されたアップコンバー
トシステム１６２０に関連する、いくつかの信号図を示
す。

【図１６Ｍ】図１６Ｇ〜Ｉに記載されたアップコンバー
トシステム１６２０に関連する、いくつかの信号図を示
す。

【図１６Ｎ】図１６Ｇ〜Ｉに記載されたアップコンバー
トシステム１６２０に関連する、いくつかの信号図を示
す。

【図１６Ｏ】図１６Ｇ〜Ｉに記載されたアップコンバー
トシステム１６２０に関連する、いくつかの信号図を示
す。

【図１６Ｐ】図１６Ｇ〜Ｉに記載されたアップコンバー
トシステム１６２０に関連する、いくつかの信号図を示
す。

【図１６Ｑ】図１６Ｇ〜Ｉに記載されたアップコンバー
トシステム１６２０に関連する、いくつかの信号図を示
す。

【図１６Ｒ】図１６Ｇ〜Ｉに記載されたアップコンバー
トシステム１６２０に関連する、いくつかの信号図を示
す。

【図１７Ａ】本発明の一実施形態により、冗長スペクト
ルから復調されたベースバンド信号を回復するステップ
を図示した、流れ図１７００を示す。

【図１７Ｂ】本発明の一実施形態により、流れ図１７０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１７Ｃ】本発明の一実施形態により、流れ図１７０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１７Ｄ】本発明の一実施形態により、流れ図１７０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１７Ｅ】本発明の一実施形態により、流れ図１７０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１７Ｆ】本発明の一実施形態により、流れ図１７０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１７Ｇ】本発明の一実施形態により、流れ図１７０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１７Ｈ】本発明の一実施形態により、流れ図１７０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１７Ｉ】本発明の一実施形態により、流れ図１７０
０に関連する構造上のブロック図を示す。

【図１８Ａ】本発明の一実施形態により、冗長スペクト
ルをより低い周波数に変換するステップを図示した、流
れ図１８００を示す。

【図１８Ｂ】本発明の一実施形態により、流れ図１８０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１８Ｃ】本発明の一実施形態により、流れ図１８０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１８Ｄ】本発明の一実施形態により、流れ図１８０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１８Ｅ】本発明の一実施形態により、流れ図１８０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１８Ｆ】本発明の一実施形態により、流れ図１８０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１８Ｇ】本発明の一実施形態により、流れ図１８０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１８Ｈ】本発明の一実施形態により、流れ図１８０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図１８Ｉ】本発明の一実施形態により、流れ図１７０
０に関連する構造上のブロック図を示す。

【図１９Ａ】本発明の一実施形態により、周波数のダウ
ンコンバートに関する構造上の実施形態および実施態様
を示す。

【図１９Ａ−１】本発明の一実施形態により、周波数の
ダウンコンバートに関する構造上の実施形態および実施
態様を示す。

【図１９Ｂ】図１９Ａにおけるユニバーサル周波数変換
（ＵＦＴ）モジュール１９０２に関連するいくつかの信
号図を示す。

【図１９Ｃ】図１９Ａにおけるユニバーサル周波数変換
（ＵＦＴ）モジュール１９０２に関連するいくつかの信
号図を示す。

【図１９Ｄ】図１９Ａにおけるユニバーサル周波数変換
（ＵＦＴ）モジュール１９０２に関連するいくつかの信
号図を示す。

【図１９Ｅ】図１９Ａにおけるユニバーサル周波数変換
（ＵＦＴ）モジュール１９０２に関連するいくつかの信
号図を示す。

【図１９Ｆ】図１９Ａにおけるユニバーサル周波数変換
（ＵＦＴ）モジュール１９０２に関連するいくつかの信
号図を示す。

【図２０Ａ】本発明の一実施形態により、冗長スペクト
ルを別々のチャネルに分離するステップを図示した、流
れ図２０００を示す。

【図２０Ｂ】本発明の一実施形態により、流れ図２００
０に関連する構造上のブロック図を示す。

【図２０Ｃ】ＵＦＤモジュールを使用する受信機１７３
０の構造上の実施形態を示す。

【図２１Ａ】本発明の一実施形態により、冗長スペクト
ルから復調されたベースバンド信号を抽出するステップ
を図示した、流れ図２１００を示す。

【図２１Ｂ】本発明の一実施形態により、流れ図２１０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図２１Ｃ】本発明の一実施形態により、流れ図２１０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図２１Ｄ】本発明の一実施形態により、流れ図２１０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図２１Ｅ】本発明の一実施形態により、流れ図２１０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図２１Ｆ】本発明の一実施形態により、流れ図２１０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図２１Ｇ】本発明の一実施形態により、流れ図２１０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図２１Ｈ】本発明の一実施形態により、流れ図２１０
０に関連するいくつかの信号図を示す。

【図２１Ｉ】本発明の一実施形態により、流れ図２１０
０に関連する構造上のブロック図を示す。

【図２２Ａ】本発明の一実施形態により、消去プロセス
を使用して、誤差のない復調されたベースバンド信号を
選択するステップを図示した、流れ図２２００を示す。

【図２２Ｂ】本発明の一実施形態により、消去プロセス
を使用して、誤差のない復調されたベースバンド信号を
選択するステップを図示した、流れ図２２２２を示す。

【図２３】本発明の一実施形態により、誤差チェックモ
ジュール２１１４の実施形態を示す構造上のブロック図
を示す。

【図２４】ダウンコンバートおよびフィルタリング統一
モジュール（ＵＤＦ）の概念表示を示す。

【図２５】ＵＤＦモジュール２６２２に関連する表２５
０２を示す。

【図２６】ＵＦＤモジュールの構造上の実施態様を図示
する。

【図２７Ａ】本発明の一実施形態により、スイッチモジ
ュールの実施例を図示する。

【図２７Ｂ】本発明の一実施形態により、スイッチモジ
ュールの実施例を図示する。

【図２７Ｃ】本発明の一実施形態により、スイッチモジ
ュールの実施例を図示する。

【図２７Ｄ】本発明の一実施形態により、スイッチモジ
ュールの実施例を図示する。

【図２８Ａ】アパーチャ発生器の例を図示する。

【図２８Ｂ】アパーチャ発生器の例を図示する。

【図２８Ｃ】アパーチャ発生器の例を図示する。

【図２８Ｄ】アパーチャ発生器の例を図示する。

【図２８Ｅ】本発明の一実施形態により、発振器を図示
する。

【図２９】本発明の一実施形態により、任意選択のエネ
ルギー伝達信号モジュールを備えたエネルギー伝達シス
テムを図示する。

【図３０】本発明の一実施形態により、入力インピーダ
ンスと出力インピーダンスが一致するエイリアシングモ
ジュールを図示する。

【図３１Ａ】パルス発生器の例を図示する。

【図３１Ｂ】図３１Ａのパルス発生器に関する波形の例
を図示する。

【図３１Ｃ】図３１Ａのパルス発生器に関する波形の例
を図示する。

【図３２】本発明の一実施形態により、スイッチモジュ
ールおよびリアクティブストレージ（reactive storag
e）モジュールを備えたエネルギー伝達モジュールの例
を図示する。

【図３３Ａ】本発明の一実施形態により、エネルギー伝
達システムの例を図示する。

【図３３Ｂ】本発明の一実施形態により、エネルギー伝
達システムの例を図示する。

【図３４Ａ】本発明の一実施形態により、エネルギー伝
達信号モジュールの例を図示する。

【図３４Ｂ】本発明の一実施形態により、ステートマシ
ン操作の流れ図を図示する。

【図３４Ｃ】エネルギー伝達信号モジュールの例であ
る。

【図３５】本発明の一実施形態により、１０１．１ＭＨ
Ｚのクロックを使用して、９１５ＭＨＺ信号を５ＭＨＺ
信号にダウンコンバートするための回路の概略図であ
る。

【図３６】本発明の一実施形態により、図３５の回路に
関するシミュレーション波形を示す。

【図３７】本発明の一実施形態により、１０１ＭＨＺの
クロックを使用して、９１５ＭＨＺ信号を５ＭＨＺ信号
にダウンコンバートするための回路の概略図である。

【図３８】本発明の一実施形態により、図３７の回路に
関するシミュレーション波形を示す。

【図３９】本発明の一実施形態により、１０１．１ＭＨ
Ｚのクロックを使用して、９１５ＭＨＺ信号を５ＭＨＺ
信号にダウンコンバートするための回路の概略図であ
る。

【図４０】本発明の一実施形態により、図３９の回路に
関するシミュレーション波形を示す。

【図４１】本発明の一実施形態により、５００Ｋｂａｕ
ｄのボーレートで、９１３ＭＨＺと９１７ＭＨＺとの間
で交互に変わる、ＦＳＫソースに接続された図３５の回
路を示す概略図である。

【図４２Ａ】本発明の一実施形態により、エネルギー伝
達システムの例を図示する。

【図４２Ｂ】図４２Ａのシステム例に関するタイミング
図の例を図示する。

【図４２Ｃ】図４２Ａのシステム例に関するタイミング
図の例を図示する。

【図４３】本発明の一実施形態により、バイパス回路網
の例を図示する。

【図４４】本発明の一実施形態により、バイパス回路網
の例を図示する。

【図４５】本発明の一実施形態例を図示する。

【図４６Ａ】本発明の一実施形態により、実時間アパー
チャ制御回路の例を図示する。

【図４６Ｂ】本発明の一実施形態により、実時間アパー
チャ制御に関するクロック信号例のタイミング図を示
す。

【図４６Ｃ】本発明の一実施形態により、実時間アパー
チャ制御に関する任意選択の実行可能信号例のタイミン
グ図を示す。

【図４６Ｄ】本発明の一実施形態により、実時間アパー
チャ制御に関する逆クロック信号のタイミング図を示
す。

【図４６Ｅ】本発明の一実施形態により、実時間アパー
チャ制御に関する遅延クロック信号例のタイミング図を
示す。

【図４６Ｆ】本発明の一実施形態により、実時間で制御
されるアパーチャを有するパルスを含む、エネルギー伝
達例のタイミング図を示す。

【図４７】本発明の実施形態例を図示する。

【図４８】本発明の実施形態例を図示する。

【図４９】本発明の実施形態例を図示する。

【図５０】本発明の実施形態例を図示する。

【図５１Ａ】図４７の実施形態例に関するタイミング図
である。

【図５１Ｂ】図４８の実施形態例に関するタイミング図
である。

【図５２Ａ】図４９の実施形態例に関するタイミング図
である。

【図５２Ｂ】図５０の実施形態例に関するタイミング図
である。

【図５３Ａ】本発明の実施形態例を図示する。

【図５３Ｂ】本発明による、電荷移送を決定するための
式を図示する。

【図５３Ｃ】本発明による、コンデンサの充電とアパー
チャとの関係を図示する。

【図５３Ｄ】本発明による、コンデンサの充電とアパー
チャとの関係を図示する。

【図５３Ｅ】本発明による充電の関係式を示す。

【図５３Ｆ】本発明による挿入損失式を示す。

【図５４】本発明によるＦＳＫ波形を図示する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 7/12 Ｈ０４Ｂ 7/12 (31)優先権主張番号 ０９／１７６，４１５ (32)優先日 平成10年10月21日(1998．10．21) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／１７５，９６６ (32)優先日 平成10年10月21日(1998．10．21) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／２９３，０９５ (32)優先日 平成11年４月16日(1999．4．16) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／２９３，３４２ (32)優先日 平成11年４月16日(1999．4．16) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (72)発明者 クック ロバート ダブリュ. アメリカ合衆国 32259 フロリダ州 スイッツランド ロバーツ ロード 1432 (72)発明者 ルーク リチャード シー. アメリカ合衆国 32223 フロリダ州 ジャクソンビル リッキー ドライブ 3170 (72)発明者 モーゼス チャーリー ディー．ジュニ ア アメリカ合衆国 32217 フロリダ州 ジャクソンビル ナランジャ ドライブ 4314 (72)発明者 ソラレス デビッド エフ. アメリカ合衆国 32258 フロリダ州 ジャクソンビル シエスタ リオ ドラ イブ サウス 5250 (72)発明者 ローリンズ マイケル ダブリュ. アメリカ合衆国 32746 フロリダ州 レイク メリー ブライトビュー ドラ イブ 665 (72)発明者 ローリンズ グレゴリー エス. アメリカ合衆国 32746 フロリダ州 レイク メリー レスリー レーン 299 (56)参考文献 特開 昭56−114451（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−139524（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−32556（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−30821（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−327356（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−55692（ＪＰ，Ａ) 三木正一 長浜良三，通信工学講座14 −Ａ 変調方式２，日本，共立出版株式 会社，1956年 ４月30日，初版，146− 154 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 14/00 H04B 7/12 H04B 1/74 H03D 7/00 H03C 1/00 H03C 3/00

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信信号を生成する方法において、 （１）変調ベースバンド信号を受け入れるステップと、 （２）変調ベースバンド信号で第１の発振信号を変調
   し、関連する変調されたスペクトルと共に変調された信
   号を発生するステップであって、前記変調されたスペク
   トルは、前記変調ベースバンド信号を代表する情報を含
   むステップと、 （３）第２の発振信号で前記変調された信号を変調し、
   複数の冗長スペクトルを発生するステップであって、各
   冗長スペクトルが変調ベースバンド信号を代表する情報
   を含むステップとを備えることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 ステップ（３）は、 （ａ）位相変調、周波数変調、および振幅変調のうち少
   なくとも１つを使用して前記第２の発振信号で前記変調
   された信号を変調するステップを備えることを特徴とす
   る請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 （４）冗長スペクトルのサブセットを選
   択するステップと、 （５）冗長スペクトルのサブセットを、通信媒体を介し
   て送信するステップとをさらに備えることを特徴とする
   請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 通信信号を生成する方法において、
   （１）変調ベースバンド信号で第１の発振信号を変調
   し、関連する変調されたスペクトルを有する変調された
   信号を生成するステップと、 （２）第２の発振信号で前記変調された信号を変調し、
   複数の冗長スペクトルを生成するステップであって、前
   記各冗長スペクトルが、前記変調ベースバンド信号の代
   表である情報を含み、前記第１の発振信号がｆ₁Ｈｚの
   周波数を有し、前記第２の発振信号がｆ₂Ｈｚの周波数
   を有し、前記複数の冗長スペクトルがｆ₁Ｈｚを中心と
   し、互いにｆ₂Ｈｚずつオフセットされたステップとを
   備えることを特徴とする方法。
5. 【請求項５】 （３）前記第２の発振信号の周波数を調
   整し、前記冗長スペクトルによって占有される周波数帯
   域幅に同調させるステップをさらに備えることを特徴と
   する請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】 ｆ₂が実質的にｆ₁より小さいことを特徴
   とする請求項４に記載の方法。
7. 【請求項７】 ステップ（１）は、 （ａ）振幅変調、周波数変調、および位相変調のうち少
   なくとも１つを使用して前記変調ベースバンド信号で前
   記第１の発振信号を変調するステップを備えることを特
   徴とする請求項４に記載の方法。
8. 【請求項８】 ステップ（２）は、 （ａ）前記第２の発振信号で前記変調された信号を位相
   変調するステップであって、前記第２の発振信号に応じ
   て前記変調された信号の位相をシフトするステップを備
   え、前記変調されたスペクトル内の情報が複数の冗長ス
   ペクトルを生成するために実質的に複製されるようにし
   たステップを備えることを特徴とする請求項４に記載の
   方法。
9. 【請求項９】 ステップ（２）は、 （ａ）前記第２の発振信号で前記変調された信号を周波
   数変調するステップであって、前記第２の発振信号に応
   じて前記変調された信号の周波数をシフトするステップ
   を備え、前記変調されたスペクトル内の情報が複数の冗
   長スペクトルを作成するために実質的に複製されるよう
   にしたステップを備えることを特徴とする請求項４に記
   載の方法。
10. 【請求項１０】 ステップ（２）は、 （ａ）前記第２の発振信号で前記変調された信号を振幅
    変調するステップであって、前記第２の発振信号に応じ
    て前記変調された信号の振幅をシフトするステップを備
    え、前記変調されたスペクトル内の情報が複数の冗長ス
    ペクトルを作成するために実質的に複製されるようにし
    たステップを備えることを特徴とする請求項４に記載の
    方法。
11. 【請求項１１】 （３）冗長スペクトルのサブセットを
    選択するステップと、 （４）前記選択された冗長スペクトルをより高い周波数
    にアップコンバートするステップと、 （５）前記アップコンバートされた冗長スペクトルを、
    通信媒体を介して送信するステップとをさらに備えるこ
    とを特徴とする請求項４に記載の方法。
12. 【請求項１２】 第１の位置から第２の位置へ変調ベー
    スバンド信号を通信する方法において、 （１）変調ベースバンド信号で第１の発振信号を変調
    し、関連する変調されたスペクトルを有する変調された
    信号を生成するステップと、 （２）第２の発振信号で前記変調された信号を変調し、
    複数の冗長スペクトルを生成するステップであって、前
    記冗長スペクトルの各々が前記変調ベースバンド信号の
    代表である情報を含むステップと、 （３）前記複数の冗長スペクトルのうち少なくとも１つ
    のサブセットを第１の位置から第２の位置へ送信するス
    テップと、 （４）前記送信された冗長スペクトルを第２の位置で受
    信するステップと、 （５）前記受信された冗長スペクトルの少なくとも１つ
    のサブセットを別々のチャネルに分離するステップと、 （６）前記分離された冗長スペクトルから復調されたベ
    ースバンド信号を抽出するステップであって、前記抽出
    された復調されたベースバンド信号は、変調ベースバン
    ド信号の代表であるステップとを備えることを特徴とす
    る方法。
13. 【請求項１３】 （７）ステップ（３）の前に前記第２
    の発信信号の周波数を調整し、前記送信された冗長スペ
    クトルによって占有される周波数帯域幅を同調させるス
    テップをさらに備えることを特徴とする請求項１２に記
    載の方法。
14. 【請求項１４】 （７）前記受信された冗長スペクトル
    から前記ダウンコンバートされた冗長スペクトルへのエ
    ネルギー転送を改善するように確立されたアパーチャを
    備えた複数のパルスを使用して前記受信された冗長スペ
    クトルをダウンコンバートするステップをさらに備える
    ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
15. 【請求項１５】 複数のパルスの周波数が（Ｆｒｅｑ
    _input＋／−Ｆｒｅｑ_IF）／ｎに等しく、Ｆｒｅｑ_input
    は前記受信した冗長スペクトルの中心周波数であり、Ｆ
    ｒｅｑ_IFは前記ダウンコンバートされた冗長スペクトル
    の中心周波数であり、および、ｎはＦｒｅｑ_inputの高
    調波または低調波を表すことを特徴とする請求項１４に
    記載の方法。
16. 【請求項１６】 前記アパーチャは、 （ａ）無視できないほど大きく、および、 （ｂ）前記冗長スペクトルによって占有される帯域幅内
    の周波数に関連する周期の約１／２よりも小さいことを
    特徴とする請求項１４に記載の方法。
17. 【請求項１７】 前記アパーチャは、前記周期の約１／
    ４から１／２の間であることを特徴とする請求項１６に
    記載の方法。
18. 【請求項１８】 前記周期は、前記冗長スペクトルの中
    心周波数に関連することを特徴とする請求項１７に記載
    の方法。
19. 【請求項１９】 前記ステップ（５）は、前記分離され
    た冗長スペクトルを別々のチャネルにフィルタリングす
    るステップを備えることを特徴とする請求項１２に記載
    の方法。
20. 【請求項２０】 ステップ（６）は、 （ａ）前記分離された冗長スペクトルの各々を復調し、
    複数の復調されたベースバンド信号を取得するステップ
    と、 （ｂ）前記復調されたベースバンド信号の各々の誤りを
    検査するステップと、 （ｃ）ステップ（ｂ）で実質的に誤りがないと判定され
    た前記復調されたベースバンド信号のうちの少なくとも
    １つを選択するステップとを備えることを特徴とする請
    求項１２に記載の方法。
21. 【請求項２１】 ステップ（６）は、 （ａ）前記分離された冗長スペクトルの各々を復調し、
    複数の復調されたベースバンド信号を取得するステップ
    と、 （ｂ）前記復調されたベースバンド信号の各々の誤りを
    検査するステップと、 （ｃ）ステップ（ｂ）に基づいて最も誤りの少ない前記
    復調されたベースバンド信号のうちの１つを選択するス
    テップとを備えることを特徴とする請求項１２に記載の
    方法。