JP4335809B2 - 追加変調を備える時分割多重周波数方式を使用するデータ転送のための方法および装置 - Google Patents

追加変調を備える時分割多重周波数方式を使用するデータ転送のための方法および装置 Download PDF

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Description

本発明は、有線、無線、および／または光伝送チャネルに関する。
コンピューティングおよび通信の用途がますます豊富になり複雑さを増してゆくにつれ、さらに一層高速な装置間のデータ転送をサポートすることが求められるようになる。家庭用の電子機器、コンピューティング機器、通信機器が、さまざまな形態（モバイル、ハンドヘルド、ウェアラブル、固定など）をとり、おそらくは関連周辺機器も加えて、広く普及を拡大しており、こうした種類の装置と、その装置間の（たとえば、ピアツーピアおよび／またはネットワークで結ばれた）接続性を求める需要は顕著な高まりを見せている。残念なことに、今日の通信テクノロジは、そうした需要を支えてゆく上で必要な技術的要件を提供するには至っていない。
無線接続は、より大きなユーザ経験を実現し、おそらくはそのような装置への需要の高まりを促進することができる。たとえば、無線接続は、強化機能を提供することができ、使いやすさが期待され、コスト削減の可能性を秘めており、効率および生産性を高め、さらに装置の用途および／展開の可能性を高めることができる。
そのような装置の利用には、大量のデータ転送および／またはマルチメディアアプリケーションが含まれる。たとえば、コンピュータ、家庭用電化製品、または同様の装置についてのケーブル代替のシナリオには、大容量データの転送をサポートすることが必要になる。マルチメディアアプリケーションは、ビジネス／エンターテイメントのシステムおよびゲートウェイなどの装置から出力される高品位オーディオおよび／またはビデオの多重同時ストリームを処理することができる。
ほとんどの既存の無線方式では、変調された連続波キャリアを介してデータを転送する。多くの場合、無線周波数スペクトルが、この方式に専用に予約される。そのような予約により、これらの転送方式（たとえば、民間のラジオおよびテレビ放送など）が他の装置からの干渉を受けずに、しかも他のシステムを妨害することもなく機能することができる。
データ転送は、占有する周波数スペクトルを小さくしようとして、非常に狭い周波数帯域で行われる。ただし、そのような方式では、バックグラウンド雑音レベルの増加やマルチパス妨害に陥りやすくなる。さらに、一部の狭帯域の方式は、他のシステムを妨害する可能性もさらに高くなる（たとえば、使用されている特定周波数帯域のエネルギーの集中など）。
バッテリのテクノロジは着実な進歩を遂げているが、充電または交換の間の動作時間は依然として、ポータブル機器の設計において重要な要因となっている。送信機および受信機の複雑さとコストは、一般消費者向け用途にとってもう１つの重要な要因である。今日のソリューションでは、ごくわずかな必須の技術的要件を提供しているに過ぎない。たとえば、中には低ビットレートのみで低コストの低消費電力を提供するものも、また高ビットレートを備えているがコストおよび／または電力消費量の点から容認しがたいものもある。
高速のデータ転送をサポートすることが望ましい。さらに、高、中、および／または低データ転送速度をサポートして、１）低消費電力、２）低実装コスト、３）インターフェイスおよび／または他の周波数使用との共存可能、といった利点の１つまたは複数を獲得する方式も望ましいといえる。他の望ましい利点としては、下位互換性の潜在能力を備えるスケーラビリティ、および／または位置および／または場所を判別する機能をあげることができる。
米国特許第５、６４６、５１９号 米国特許第５、７３１、７２６号 米国特許第６、０５４、８８４号
本発明の１つの実施例によるデータ転送の方法は、データ値のセットをエンコードして対応する一連の順序付きｎタプルを生成するステップを含む。方法はさらに、一連の順序付きｎタプルに従って、複数のｎ個の周波数帯域にわたり複数のバーストを伝送するステップも含む。具体的には、複数のバーストの各々について、バーストによって占有された周波数帯域が、バーストに対応する要素のそのｎタプル内の順序によって示される。複数のバーストの少なくとも１つの帯域幅は、バーストの中心周波数の少なくとも２パーセントである。情報は、複数のバーストの少なくとも１つの追加変調にエンコードされる。
本発明のもう１つの実施例による送信機は、ｍ個のデータ値の順序付きセットを受信して対応する一連の順序付きｎタプルを生成するように構成されたエンコーダと、一連の順序付きｎタプルに従って、複数のｎ個の周波数帯域の少なくとも１つを占有する各バーストを伝送するように構成された信号発生器とを備えている。複数のバーストの各々について、バーストによって占有された周波数帯域は、バーストに対応する要素のそのｎタプル内の順序によって示され、複数のバーストの少なくとも１つの帯域幅は、バーストの中心周波数の少なくとも２パーセントである。送信機は、情報を、複数のバーストの少なくとも１つの追加変調にエンコードするように構成される。
本発明のさらにもう１つの実施例によるデータ受信の方法は、複数のバーストを受信するステップで、各バーストが複数のｎ個の周波数帯域の少なくとも１つを占有し、情報が複数のバーストの少なくとも１つの追加変調にエンコードされることを特徴とするステップと、複数のバーストに基づいて一連の順序付きｎタプルを取得するステップと、一連の順序付きｎタプルをデコードしてｍ個のデータ値の順序付きセットを生成するステップとを備えている。複数のバーストの各々について、バーストに対応する要素のそのｎタプル内の順序は、バーストによって占有される周波数帯域によって示され、複数のバーストの少なくとも１つの帯域幅は、バーストの中心周波数の少なくとも２パーセントである。情報は、複数のバーストの少なくとも１つにエンコードされた追加変調からデコードされる。
本発明のさらにもう１つの実施例による受信機は、情報が複数のバーストの少なくとも１つの追加変調にエンコードされ、各バーストが複数のｎ個の周波数帯域の少なくとも１つを占有することを特徴とする、複数のバーストを含む信号を受信して、複数のバーストに基づいて一連の順序付きｎタプルを出力するように構成された信号検出器を含んでいる。受信機はさらに、一連の順序付きｎタプルからｍ個のデータ値の順序付きセットを生成するように構成されたデコーダを含んでいる。信号検出器は、複数のバーストの各々について、そのｎタプル内の要素の順序がバーストによって占有されている周波数帯域に対応するように、バーストに対応する要素を出力するように構成されている。複数のバーストの少なくとも１つの帯域幅は、バーストの中心周波数の少なくとも２パーセントであり、信号検出器は、複数のバーストの少なくとも１つの追加変調に基づいて情報を出力するように構成されている。
さらにもう１つの実施例によるデータ転送の方法で、前記方法が複数のバーストを伝送するステップで、各バーストが複数の周波数帯域の１つを占有し、複数のバーストの少なくとも１つの時間による伝送の順序が記号をエンコードし、記号が複数のデータ値に対応することを特徴とし、複数のバーストの少なくとも１つの帯域幅がバーストの中心周波数の少なくとも２パーセントであることを特徴とするステップを備えている。
これ以降の説明および冒頭の請求の範囲において、特定の用語は次のように定義される。
用語「周波数帯域」は、周波数スペクトルの一部を示す。用語「中心周波数」は、周波数帯域に適用される場合、周波数帯域の境界の周波数の算術平均における周波数を示す。本明細書に定義されているように、周波数帯域は互いに隣接することがあるが、相互に区別され、重複することはない。
用語「バースト」は、周波数の特定の範囲内の限定された期間にわたるエネルギー量の放出を示す。バーストは、波形の１つまたは複数のサイクルを含むこともある（正弦波など）。バーストは、波形の１サイクルよりも小さく制限されることもある。一部の用途では、複数のバーストが同時に伝送される場合もある。バーストの伝送の開始は、バーストの「トリガー」とも呼ばれる。さらに（たとえば、本明細書で説明しているような）生成回路から伝送媒体またはチャネルへのバーストの転送は、バーストの「送出」とも呼ばれる。
用語「帯域幅」は、信号のエネルギー全体の少なくとも９０％を含み、その９５％を超えない周波数の連続範囲を示す。バーストの帯域幅は、同時に複数の周波数帯域内にある。用語「中心周波数」は、バーストに適用される場合、バーストのエネルギー分布の（周波数軸に沿った）中間点を示す。つまり、（図５９の例に示されているように）いずれの側のバーストの合計エネルギーもバースト全体のエネルギーの合計の５０パーセントとなるような周波数である。バーストは、バーストの中心周波数が周波数帯域内にある場合、周波数帯域を「占有」し、バーストが同時に複数の周波数帯域を占有しないようになっている。
用語「広域帯」は、帯域幅がその中心周波数の２％以上である信号を示し、用語「超広域帯」は、帯域幅がその中心周波数の２０％以上である信号を示す。たとえば、超広域信号の帯域幅は、信号の中心周波数の５０％またはそれ以上であることもある。超広域帯信号は、数十ヘルツ未満からテラヘルツ以上までの周波数において使用される。ほとんどの超広域帯の使用は、主として現在の規制割り当てにより、１００ＭＨｚから１０ＧＨｚの範囲に収まっているが、将来の割り当てがこの周波数の範囲を大きく超えて拡大することが想定される。
図１には、３つの異なる周波数帯域のバーストの時間領域における例が示されている（波形１、２および３で表示）。図２は、周波数領域でのこれらの３つのバーストの代替表現を示しており、ここで周波数帯域４、５および６はそれぞれ、波形１、２および３に対応する。この例において、３つの周波数帯域は、周波数領域で相いに容易に区別される。
用語「タイムスロット」は、バーストがトリガーされる瞬間を分離する定義された期間を示す。各タイムスロット内で周波数帯域ごとに１つのバーストしかトリガーされないように、タイムスロットの開始時点においてのみバーストをトリガーするという規則に従うことが望ましい。
期間は、一連の等しい継続期間の連続的な重複しないタイムスロットの連続に分割される。あるいは、１つの継続期間の連続的な重複しないタイムスロットのセットが、異なる（たとえば、より長い、またはより短い）継続期間の複数のタイムスロットによって分割される。複雑な高速システムにおいて、タイムスロットの長さはピコ秒で測定される。あまり複雑ではない低速システムにおいては、タイムスロットの長さはナノ秒の範囲になる。他の用途においては、必要に応じて、より短い、またはより長いタイムスロットが使用される。
本明細書に説明されている実施例において、同じタイムスロット境界が、さまざまな周波数帯域にわたって観察される。ただし、他の実施例においては、２つ以上の異なるタイムスロットの配置を、さまざまな周波数帯域間に適用することもできる（たとえば、１つの周波数帯域のタイムスロットが他の周波数帯域のタイムスロットよりも長いか、または１つの周波数帯域のタイムスロットが一定の長さで、他の周波数帯域のタイムスロットの長さが変化するなど）。
図３は、バーストが全く送出されない期間（「静止時間」）によってタイムスロットのセットが分割される２つの例を示している。例３Ａ（異なる陰影付けは異なる周波数帯域を示す）において、各バースト１２、１３および１４には、タイムスロットの期間よりも短い期間を有している。ただし、一部の適用では、バーストがタイムスロットよりも長い期間を有することもあり（たとえば例３ｂ）、２つ以上のバースト２５、２６、２７、２８、２９がたとえその対応するタイムスロットが重複しない場合でも重複する（たとえば、バースト２５および２６が時間で重複）場合があることを考慮されたい。そのような場合、同じ周波数帯域の連続するタイムスロットでトリガーされた一連のバーストは、同じ数のタイムスロットにわたって拡張する単一のバーストとは異なった情報を表すことがある。
用語「記号」は、データ値の順序付きセットに対応する一連の順序付きｎタプルを示す。用語「クラスタ」（たとえば、クラスタ１０Ａ、１６、２２、２４など）は、記号に対応するバーストのセットを示す。用語「記号の間隔」は、クラスタの伝送の開始と次のクラスタの伝送の開始の間の期間を示し、クラスタ間の「静止時間」（たとえば、静止時間１５、２３）を含む。さらにこれらの用語は、それぞれ重複するバーストを含む連続クラスタを示す、図３および図４の例でも説明されている。本明細書で説明されている一部の適用においては、各クラスタでの１つまたは複数のタイムスロットの間にバーストが送出されないことが可能である。
クラスタ間の「静止時間」の期間は、たとえば非同期の適用に、特に有用である。そのような場合、静止時間の継続期間をタイムスロットの継続期間よりも大きくすることが望ましい。
一部の適用においては、クラスタは重複しないこともある（たとえば、干渉を軽減するため）。図５には、連続するタイムスロットにおいてトリガーされた３つのバースト５０、５１、５２を含むクラスタの一例が示されている。この例では、各バーストの開始が、先行のバーストの開始から約２．５ナノ秒遅延している。
図６は、周波数領域における図５のクラスタを示している。３つのバースト５０、５１、５２は周波数で重複しているが、たとえばその中心周波数においてまだ区別することができる。図７は、時間で重複するバーストを含むクラスタの時間領域のグラフを示している。適用によっては、時間で重複するバーストが使用される場合（たとえば、より高速のデータ転送をサポートするため）、および／または周波数で重複するバーストが使用される場合（たとえば、より高いデータ密度をサポートするため）がある。
本発明の複数の実施例によれば、さらに本明細書で使用されているように、「時分割多重周波数」つまりＴＤＭＦは一般に、各々複数のサブバンド内の少なくとも１つのバーストにおいて伝送の時間順で情報（ビット）をエンコードするコード化方式である。つまり、データは、バーストのクラスタ内の周波数バーストの時間依存性を通じてエンコードされる。バーストがクラスタ内で発生する時間および周波数帯域は、情報を搬送する。たとえば、複数のサブバンドにわたるバーストの伝送の順序は記号を定義し、記号は定義されたビットに対応、つまりマップする。たとえば、図５に示されるように、連続するタイムスロットで伝送される３つのバースト５０、５１および５２の時間系列からなるクラスタは、記号をエンコードするが、これがデータの特定のセットに対応する。好ましい実施例において、各バーストはその中心周波数の少なくとも２％の帯域幅を有するが、これはその中心周波数の少なくとも２０％であることがさらに好ましい。
図８には、本発明の実施例による方法の流れ図が示されている。タスクＴ１００は、ｍ個のデータ値（たとえばデータビット）の順序付きセット（たとえば、時間および／または場所で順序付け）を、一連のｐ個の順序付きｎタプル（ここでｍおよびｐはゼロよりも大きい整数、ｎは１よりも大きい整数）を含む記号にエンコードする。タスクＴ２００は、ｎ周波数帯域にわたりｐタイムスロット上のバーストの時間系列を含むクラスタとして記号を伝送する。たとえば、タスクＴ２００は、各ｎタプルのｉ番目の要素がｉ番目の周波数帯域に対応するように、またｊ番目のｎタプルがｊ番目のタイムスロットに対応するように、記号を伝送する。特定の適用によれば、異なる周波数帯域上のバーストの時間の重複は、タスクＴ２００において許可される場合も、許可されない場合もある。
この方法の実施態様によるデータ転送の操作において、一連のｎタプルの（ｉ，ｊ）番目の要素は、ｊ番目のタイムスロットでのｉ番目の周波数におけるアクティビティを示す。基本の実施態様において、各要素はバイナリ値をとり、その値がバーストの存在（たとえば「１」または「高」）または不在（たとえば「０」または「低」）を示すようになっている。この基本の実施態様において、さらに、各バーストの長さが１つのタイムスロットよりも任意に短いこと、各バーストの極性が一定または任意であること、および（たとえば、フリースペースおよび光の用途などで）伝送されたバーストの極性が任意であることも想定される。以下で説明するように、他の実施態様において、追加の情報が供給され（たとえば、一連のｎタプル内でエンコードされるか、またはそれに加えて提供される）、振幅、幅、極性、および／または偏波としてバーストまたはクラスタのそのような品質として示される。
タスクＴ１００は、ｍ個のデータ値の順序付きセットを選択されたコード化方式の可能な記号の状態の１つにマップすることによって実行される。図９は、各記号が４つのｎタプルを有する１つの方式に対するそのようなコード化を示している。この特定の例において、ｎタプルは、各ｎタプルの２つの要素だけが高い値をとり、ｎタプルの他の値は低い値をとるように制約される。このような制約は、たとえば、伝送チャネルにわたってクラスタのストリームの伝送中にエネルギーの一定レベルまたは比較的一定なレベルを維持するために、実際に順守される。
そのような方式において、図９の表に示すように、各ｎタプルは（４つに２つを選択）つまり６つの可能な状態を有する。この場合の各記号の可能な状態の数は、タイムスロットの数をべき乗した（ここでは、６４または１２９６の可能な状態）、ｎタプルあたりの状態の数と等しくなる。
図９には、この方式に従って、１０ビットの２進数を一連の４つの順序付き４タプルにエンコードする例が示されている。説明のため、図９では、このタスクを２ステップの手順として示している。最初に、入力ストリングは２進数の１０桁の数値から６進数の４桁の数値に変換される。第２に、６進数の４桁の数値の中間結果の各々が、表に示されるように対応するｎタプルの状態にマップされ、一連の４つの順序付き４タプルとしてエンコードされた記号が得られる（表に示されたマッピングは可能な多くのさまざまなマッピングの１つに過ぎない）。この例において、各ｎタプルは６進数の中間結果の桁と１対１で対応しているが、ｎタプルの少なくとも一部の要素は２進入力ストリングの値と１対多で対応している。したがって、ｎタプルは、複数の入力データ値に関連する情報を表すことができる。
図９の２段階の手順が、例によってのみ示されることに留意されたい。実際には、タスクＴ１００は、たとえばルックアップテーブルまたは同等の組み合わせ論理要素の配置を使用して、入力セットを対応する出力の数列に直接マップする。
図１０は、１つの可能な分布方式による、対応する周波数帯域およびタイムスロットにわたる図９の記号の分布を表す図である。この特定の記号は、すべての４つのタイムスロット中の周波数帯域１におけるアクティビティを示していることに留意されたい。用途により、この表示は、４つの連続するタイムスロットにおいてアクティブな１つのバースト、または２つの連続するタイムスロット（あるいはそれぞれ１つおよび３つの連続するタイムスロット）において各々アクティブな２つのバースト、または１つのタイムスロットで各々アクティブな４つのバーストに明白に対応する。前述のように、この例において、表示が４つの別個のバーストに対応することを前提としている。図１１は、時間に対するクラスタのシーケンスを同様に表している。
さらに具体的には、図１１はバーストのマルチバンドクラスタのシーケンスを表している。つまり、クラスタ９０、９２、９４および９６はそれぞれ、連続するクラスタの開始の間にクラスタ間隔のある異なる周波数帯域の複数のバーストで構成されている。この例において、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４およびｆ５の５つの使用可能な周波数帯域がある。バースト（陰影付きタイムスロットで示される）は、５つの周波数帯域の１つにおける５つのタイムスロットの１つで伝送される。１つの実施例において、各クラスタの周波数にわたるバーストの時間依存性は記号をエンコードし、記号が特定のデータにマッピングしている。クラスタ９２において、複数のバーストが同時に伝送される（つまり、３つのバーストが最初のタイムスロットで伝送される）ことが認められるが、クラスタ９４においては、各タイムスロットで１つのバーストしか送信されない。以下でさらに詳細に説明するように、この方式は、多数の方法で変えることができる。たとえば、所定のクラスタの各バーストの極性、振幅、幅および／または偏波を変調して、追加のビットをクラスタにエンコードすることもできる。
一部の方式において、入力セットは、出力記号よりも可能な状態が少ない。図９に示された方式では、たとえば、１０ビットの各入力セットには、２１０つまり１０２４の異なる状態があるが、対応する各出力記号には、６４つまり１２９６の異なる状態がある。追加の出力状態（この場合記号あたり２７２の状態）は一部の適用では無視され、他の適用では情報の搬送に使用される。たとえば、これらの状態は、１つまたは複数の追加データストリームなどの情報を、おそらくは異なるデータ転送速度で転送するために使用される。
図９の方式に適用される１つの例においては、２７２の追加の状態のうち２５６が、８ビットワードの異なる入力ストリームを搬送するために使用されるが（各ワードは２８つまり２５６の可能な状態がある）、残りの１６の追加の状態は、４ビットワードの第３の入力ストリームの搬送にも使用することができる（各ワードは２４つまり１６の可能な状態がある）。あるいは、データに使用されない記号は、送信機から受信機に制御情報を搬送するために使用できる。たとえば、他の場合に未使用の１つまたは複数の記号の状態は、同期化または他のタイミングの目的に使用して、デコーダの初期状態を制御し、変調方式の変更を指示することなどができる。場合によっては、１つまたは複数のマップされていない記号の状態は、（入力データが転送に使用できない期間中の伝送の）信号アクティビティまたは均質性を維持するために使用される。
一部の適用においては、入力セットにマップされていない記号の状態は、信号源の識別に使用されることがある。たとえば、１つまたは複数の未使用の記号の状態は、識別子として使用する送信機に割り当てられる。この記号を含む信号は、周辺の他の送信機の信号から識別される（たとえば、他の送信機またはエミッタからの干渉による誤認警報の最小化など）。送信機の識別は、本明細書に開示されているように、ネットワーキングおよび送信機の位置および場所を判別する適用をサポートするために使用できる。
他の適用において、１つの送信機を他の送信機から識別するラベル自体が、記号を生成するためにエンコードされるｍ個のデータ値の順序付きセットとしての役割を果たす。そのような適用においては、送信機は、そのラベルに対応する１つまたは複数のクラスタを（たとえば、ある規定の間隔で）送信するように構成される。次に、送信機の場所が、複数の（好ましくは３つ以上）受信機におけるクラスタの到達時間を比較することによって判別される。例示のシステムでは、そのような送信機の１つまたは複数の低コスト、低消費電力バージョンを「スマートタグ」として使用し、たとえば倉庫の箱の場所の追跡記録などに使用する。追加の場所または位置判別の技術および適用については、以下で説明する。
本発明の実施例による基本変調方式（以下「方式Ａ」と呼ぶ）において、各タイムスロットは、ゼロからｎまでの任意の数のバーストを有することができる。したがって、各記号には、２ｎｐの異なる状態がある。そのような方式は、同期または非同期の操作に適用され、伝送チャネルは有線、無線、または光（フリースペース経由またはファイバその他の媒体経由）にすることができる。
そのようなシステムパラメータをタイムスロットあたりの許容／必要なバーストの数、クラスタあたりのタイムスロットの数、周波数帯域の数として変えることにより、クラスタの最初のタイムスロットが少なくとも１つのバーストによって占有される必要があるかどうかにかかわらず、またクラスタが各周波数帯域に少なくとも１つのバーストを含む必要があるかどうかにかかわらず、多種多様な状況に合わせて多くの異なる方式を設計することができる。たとえば、データ転送速度を最大限にする方式はノイズのない適用に採用されるが、記号追跡のパフォーマンスを最大化する方式は非同期の適用に採用され、データ転送速度とエラー検出能力のバランスを取る方式は、別の適用に採用される。基本の実施例に適用されるさまざまな方式の例については、以下で説明する。
そのような方式において、記号内のタイムスロットが空にならないように、少なくとも１つのバーストが各タイムスロット中に発生する。そのような方式は、非同期操作に利点をもたらす（追跡を容易にするなど）。この例において、各記号は、（２ｎ−１）ｐの異なる状態を有する。
もう１つの方式においては、各タイムスロット中にバーストが１つだけ発生する。そのような方式は、非同期操作をサポートし、たとえばより低いデータ転送速度のコストで出力を低減することもできる。この例による各記号は、ｎｐの異なる状態を有する。
もう１つの方法において、各タイムスロット中に最大ｎのバーストが発生し、クラスタあたり周波数帯域ごとに正確に１つのバーストが発生する（この方式では、タイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。クラスタあたり周波数帯域ごとに１つのバーストという制約は、反射またはマルチパスの干渉を生じやすい環境においてより優れたパフォーマンスをもたらす。そのような方式はさらに、データ転送速度の低減を犠牲にして、より優れたエラー検出能力を提供することも期待されている。この例による各記号は、ｐｎの異なる状態を有する（たとえば、ｎ＝５かつｐ＝１０に対して１００、０００の異なる状態、あるいはｎ＝ｐ＝５に対して３１２５の異なる状態）。
もう１つの方式において、各タイムスロット中にバーストが１つだけ発生し、クラスタあたり周波数帯域ごとに１つのバーストしか発生しない（この方式では、タイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。この例における各記号は、ｎ！／（ｎ−ｐ）！の異なる状態を有する。
上記の方式（タイムスロットあたりバースト１つだけ、記号あたり周波数帯域ごとに１つのバーストしか発生しない）の１つの変形において、クラスタの第１のタイムスロットは、データ転送に使用できない。たとえば、そのような変形は、第１のタイムスロットのアクティブな周波数がクラスタの転送されている特定の論理チャネルを識別する論理チャネル化方式を実装するために使用することができる。（複数の論理チャネルへの物理チャネルの分割、およびそのような分割に関する他の技術については、以下でさらに詳しく説明する）。この例における各記号は、最大（ｎ−１）！／（ｎ−ｐ）！の異なる状態を有する。
もう１つの方式において、各タイムスロット中にバーストが１つだけ発生し、クラスタあたり周波数帯域ごとに正確に１つのバーストが発生する（この方式では、タイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。この例の方式はさらに、各クラスタの第１のタイムスロットが空ではないという特徴も含んでいる。この特徴（非同期の適用に特に有用である）は、受信機において相対時間参照を提供するために適用することもできる。この場合、各記号は、最大ｎ（ｐ−１）！／（ｐーｎ）！の異なる状態を有する（たとえば、ｎ＝５かつｐ＝１０に対して１５、１２０の異なる状態、あるいはｎ＝ｐ＝５に対して１２０の異なる状態）。
もう１つの方式において、各タイムスロット中にバーストが１つだけ発生し、クラスタあたり周波数帯域ごとに１つのバーストしか発生せず、各クラスタの第１のタイムスロットは空ではない（この方式では、タイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。この場合、各記号に使用できる異なる状態の数は、正確にｋの周波数帯域でバーストを有するクラスタの数のｋ（１≦ｋ≦ｎ）に対する和として表される。すなわち、
Figure 0004335809
（たとえば、ｎ＝５かつｐ＝１０に対して２７５４５の異なる状態、あるいはｎ＝ｐ＝５に対して１０４５の異なる状態）。
もう１つの方式において、各タイムスロット中に最大ｎのバーストが発生し、クラスタあたり周波数帯域ごとに正確に１つのバーストが発生し、各クラスタの第１のタイムスロットは空ではない（この方式では、タイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。この場合、各記号に使用できる異なる状態の数は、次のように表される。
Figure 0004335809
（たとえば、ｎ＝５かつｐ＝１０に対して４０９５１の異なる状態、あるいはｎ＝ｐ＝５に対して２１０１の異なる状態）。
もう１つの方式において、各タイムスロット中に最大ｎのバーストが発生し、クラスタあたり周波数帯域ごとに１つだけバーストが発生し、各クラスタの第１のタイムスロットは空ではない（この方式では、タイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。この場合、各記号に使用できる異なる状態の数は、次のように表される。
Figure 0004335809
（たとえば、ｎ＝５かつｐ＝１０に対して６１０５１の異なる状態、あるいはｎ＝ｐ＝５に対して４６５１の異なる状態）。
もう１つの方式において、各タイムスロット中に最大ｎのバーストが発生し、クラスタあたり周波数帯域ごとに１つだけバーストが発生し、各クラスタが少なくとも１つのバーストを含む（つまり、クラスタは空ではない）（この方式では、タイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。この場合、各記号に使用できる異なる状態の数は、次のように表される。
Figure 0004335809
（たとえば、ｎ＝５かつｐ＝１０に対して１６１０５０の異なる状態、あるいはｎ＝ｐ＝５に対して７７７５の異なる状態）。
もう１つの方式において、各タイムスロット中に最大ｒ（ｒ≦ｎ）のバーストが発生し、クラスタあたり周波数帯域ごとに正確に１つのバーストが発生し、各クラスタの第１のタイムスロットは空ではない（この方式では、タイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。この場合、各記号に使用できる異なる状態の数は、次の漸化式を使用してｎｃ（ｒ、ｎ、ｐ）と表される。
Figure 0004335809
ここで、パラメータｎｆは、クラスタでまだ割り当てられていない周波数帯域の数を示す。パラメータｎｓは、クラスタに残っているタイムスロットの数を示す。制約Ｍ（ｎｓ−１）≧（ｎｆ−ｓ）は、残っているタイムスロットの数とタイムスロットあたりのバーストの最大数との積が、残っている周波数帯域の割り当てを許容するのに十分な大きさであることを要求する。ｎｃ（Ａ、Ｂ、Ｃ）は、タイムスロットあたりのＡバースト、クラスタでまだ割り当てられていないＢ周波数帯域、クラスタに残っているＣタイムスロットの組み合わせの数を示す。パラメータｓ１は次の値を有する。
Figure 0004335809
。各記号が５つのｎタプルを持つこのような方式では、各記号に使用できる異なる状態の数は、ｎおよびｒの関数として次の表に示される。
Figure 0004335809
もう１つの方式において、クラスタあたり周波数帯域ごとに正確に１つのバーストが発生し、各クラスタの第１のタイムスロットは空ではなく、割り当てられていない周波数帯域がなくなるまで各タイムスロットないで１からｒのバーストが発生する（この方式では、タイムスロットの数ｐは周波数帯域の数ｎ以上である）。この場合、各記号に使用できる異なる状態の数は、ｎｓの任意の値に対してｓ１＝１であることを除き、上記の漸化式を使用してｎｃ（ｒ、ｎ、ｐ）と表される。
この場合も同様に、上記の例で示されている記号あたりの状態の数は、各ｎタプルの各要素が２進数値をとることを制限なく前提とすることに留意されたい。そのような方式の変形でｎタプルの１つまたは複数の要素が追加の値を有するものについては具体的に考慮され、本明細書で使用することができる。
そのような原則に従って、多くの他の方式を実施することができる。たとえば、前述の基本の実施態様の変形に加えて、そのような方式の特性には、同じ周波数帯域のバーストの間のタイムスロットの最小数（その最小数は異なる周波数帯域について異なる）、１つのタイムスロット中のバーストの最大数および／または最小数、バーストあたりのタイムスロットの最小数、連続する空のタイムスロットの最大数および／または最小数などを含めることもできる。その本質に応じて、データセットのエンコード中および／または記号の伝送中に特定の変形または特性が適用される。
前述のように、個々のバーストの継続期間は、対応するタイムスロットよりも長い場合も短い場合もある。タイミングの目的から、バーストの開始を対応するタイムスロットの開始と同期させることが望ましい。ただし、他のタイミング方式も可能である。
異なる周波数帯域上を伝送される１つの時間関係を有するバーストは、受信時にバーストが異なる時間関係を有するように、分散した通信チャネルを通じて伝搬される。たとえば、異なる周波数帯域におけるバーストは、送信機内、受信機内などの環境で異なって反射される。一部の適用において、さまざまなｎ周波数帯域の中のバースト伝送のタイミングは、予想される伝搬の遅延に合わせて調整するように変更される。たとえば、バーストの伝搬は、同じタイムスロット内のバーストがほぼ同時に受信機に到達することが期待されるようにタイミングをとることができる。そのような変更は、事前の決定（たとえば、計算および／または測定）に基づき、動的較正などのメカニズムを通じて操作中に適応させて実行することもできる。図１２は、伝搬の遅延の予想される（たとえば、計算された、較正された、および／または観測された）相違に従って、より高い周波数帯域のバーストがより低い周波数帯域のバーストよりも先に伝送される適用の１つを示している。
もう１つの例において、ランダム（または擬似ランダム）の時間摂動の追加により、名目上周期的な記号の列のピーク出力レベルを低減することができる。図１３は、ランダム遅延摂動（または「ジッタ」）を１００クラスタの模擬伝送に適用した効果を示している。ここでは、３．５および４ＧＨｚに集中された周波数帯域を使用し、クラスタあたり２つのバースト、バースト間隔５ｎｓ、静止期間４０ｎｓ、記号間隔５０ｎｓで、２０回繰り返した。下部のグラフは、同じクラスタの列が、±１０ｎｓのランダム遅延を使用して送信されたときに発生するスペクトルを示している。
本発明の複数の実施例による方式の他の実施態様において、１つまたは複数の追加の変調が、これまで説明してきた技術に追加され、追加の情報（ビットなど）を伝送されるバーストおよび／またはクラスタにエンコードすることもできる。たとえば、所定のｎタプルの１つまたは複数の要素はどの周波数帯域およびタイムスロットがクラスタ内の所定のバーストを伝送するかを示すが、ｎタプルの１つまたは複数の要素は、特定のバーストおよび／またはクラスタに適用される変調の差異を示す。特定の変調方式（特定の時間に構成されたものなど）における可能な記号の状態の数は、周波数帯域の数ｎとタイムスロットの数ｐなどのいくつかのパラメータの関数である。たとえば、システムのデータ転送速度は、（他のパラメータは固定して）周波数帯域の数ｎによって効果的に制限される。場合によっては、本明細書に説明または提案されている変調方式に追加または補足的な変調を加えて、指定された期間中に転送されるデータ値の数を増加させることが望ましい。そのような追加または補足的な変調の例としては、極性、振幅、幅および偏波変調が含まれる。
１つの例によれば、（たとえば、記号を定義する一連のｎタプルからの）ｎタプルの要素は、所定のタイムスロット中に所定の周波数帯域でバーストが伝送されることを示しているが、ｎ−タプルの別の要素は、伝送されるバーストの極性を示している。追加変調（この場合は極性変調）は、追加のバーストを伝送することなく、伝送されたクラスタに追加情報を加える。したがって、有利なことに、追加変調が伝送された信号（クラスタ）に情報の追加ビットをエンコードできるようにし、それが同じ期間内の情報のデータ転送速度を高めることができる。伝送された信号方式に適用またはエンコードされる追加変調について、以下でさらに詳しく説明する。具体的に説明されていない他の追加変調も、本発明のこれらの実施例を逸脱することなく追加できることを理解されたい。
本発明の実施例による方法の他の実施において、極性変調は、たとえば一連のｎタプルの少なくとも１つの要素の値が対応するバーストの極性を示すなど、信号を付加的に変調するために使用される。図１３Ａは、極性変調されるバーストを含むクラスタの１つの例を示している。この例において、クラスタの第１のバースト５３は第１の周波数を中心としており、第２のバースト５４も第１の周波数を中心としているが、第１のバーストとは逆の極性を有している。第３のバースト５５は、第２の（より高い）周波数を中心としている。第３のバーストは、その極性でエンコードされた情報を備えているか、または事前設定あるいは任意の極性を備える。
極性変調は、多くのさまざまな方法で適用することができる。たとえば、極性変調は、バーストに関して適用される。全面的にバーストに関する方式において、一部変調されないままのバーストがあっても、クラスタの各バーストの極性は独立して変調される。図１３Ａでは、バーストに関して極性変調されるクラスタの例を示している。
あるいは、極性変調は、１つのバーストの極性が少なくとも１つの他のバーストの極性に依存するように（あるいはあらかじめ決められた関係を持つように）、バースト面以外に適用される。そのような方式において、クラスタのすべてのバーストは同一の極性を有する。さらに、一部のバーストに対してはバーストに関し、しかも他のバーストに対しては依存するような極性変調の方式を実施することも可能である。依存的な極性関係を持つ２つ以上のバーストは、隣接する周波数帯域またはタイムスロットにある必要はない。さらに、依存的な極性関係を持つ２つ以上のバーストは、同一の極性を持つ必要もない（たとえば、一組のバーストが正反対の極性を備えるように変調される）。
図１３Ｂは、クラスタに関する方式を使用して極性変調された同一の周波数内容を備える２つのクラスタの例を示している。第１のクラスタは、各々定義された第１の極性を有する異なる周波数の３つのバースト（バースト５６、５７、５８）を含んでいる。第２のクラスタは、各々対応する第１のクラスタの１つと同じ周波数を有するが反対の極性を有する３つのバースト（バースト５９、６０、６１）を含んでいる。クラスタに関する方式において、各クラスタの極性は、独立して変調されるか、または一部のクラスタが変調されないままになる。極性変調はまた、１つのクラスタの極性が少なくとも１つの他のクラスタの極性に依存するように（あるいはあらかじめ決められた関係を持つように）、クラスタ面以外でも適用される。
特定の変調方式における（たとえば、特定の時間に構成されるなど）可能な記号の状態の数は、周波数帯域の数ｎおよびタイムスロットの数ｐなどのいくつかのパラメータの関数である。たとえば、システムのデータ転送速度は（他のパラメータは固定して）周波数帯域の数ｎによって効果的に制限される。場合によっては、本明細書に説明または提案されている変調方式に極性変調を追加して、指定された期間中に転送されるデータ値の数を増加させることが望ましい。
前述の方式Ａにおいて、各タイムスロットは、ゼロからｎまでの任意の数のバーストを有することができ、したがって各記号には２ｎｐの異なる可能な状態がある。バーストに関する極性変調をこの基本の方式に追加して、各記号が３ｎｐの異なる可能な状態を持つ変形を得ることもできる。
クラスタがｐタイムスロットにわたり正確にｎ周波数のバーストを含むような異なる変調方式では（以下「方式Ｂ」と呼ぶ）、各記号にはｎｐの可能な状態がある。そのような方式にバーストに関する極性変調を追加することで、システムの能力が記号あたり（２ｎ）ｐの可能な状態に増加する。方式Ｂがｎ＝ｐ＝３の特殊な例に適用される場合、極性変調の前に、各記号には３３＝２７の可能な状態があり、４フルビットのデジタルデータをエンコードすることができ、バーストに関する極性変調の後は、各記号には（２×３）３＝６３＝２１６の可能な状態があり、７フルビットのデジタルデータをエンコードすることができる。
クラスタに関する極性変調を方式Ｂに適用することで、各記号の能力が２（ｎｐ）の可能な状態に増加する。方式Ｂがｎ＝ｐ＝３の特殊な例に適用される場合、極性変調の前に、各記号には３３＝２７の可能な状態があり、４フルビットのデジタルデータをエンコードすることができ、クラスタに関する極性変調の後は、各記号には２×（３）３＝５４の可能な状態があり、５フルビットのデジタルデータをエンコードすることができる。
前述のように、クラスタあたり周波数帯域ごとに１つのバーストという制約は、反射またはマルチパスの干渉を生じやすい環境において（地上のフリースペースなど）、そのような制約に従わない方式に比べてより優れたパフォーマンスをもたらす。この制約を備える方式はさらに、データ転送速度の低減を犠牲にして、より優れたエラー検出能力を提供することも期待されている。
そのような方式の１つの変形において、タイムスロットの数ｐを周波数帯域の数ｎ以上にして、タイムスロットあたり１つだけのバーストという制約をさらに適用することができる（以下「方式Ｃ」と呼ぶ）。この方式の各記号には、ｐ！／（ｐ−ｎ）！の異なる状態がある。
ｎ＝ｐである方式Ｃの特殊な場合では、各記号にはｎ！の可能な状態がある。バーストに関する極性変調をこの方式Ｃの例に適用することにより、記号あたり！２ｎの可能な状態を有する実装が得られる。ｎ＝ｐ＝３の場合、方式Ｃのもとで各記号には６つの可能な状態があり、２フルビットのデジタルデータをエンコードすることができる。バーストに関する極性変調を適用することにより、各記号の容量は４８の状態に増加し、各記号が５フルビットのデジタルデータをエンコードできるようになる。
クラスタに関する極性変調を方式Ｃの（ｎ＝ｐ）の例に適用することで、記号あたりｎ！２の可能な状態を有する実装が得られる。ｎ＝３の場合、方式Ｃのこの例のもとで各記号には６つの可能な状態があり、２フルビットのデジタルデータをエンコードすることができる。クラスタに関する極性変調を適用することにより、各記号の容量は１２の状態に増加し、各記号が３フルビットのデジタルデータをエンコードできるようになる。
前述の極性変調の例では、バーストが特定のタイムスロットに対して、不在、第１の極性で存在、または第１の極性と反対の第２の極性で存在、という３つの状態を有することを前提としている。一部の実装態様においては、容認される状態を一部または全部のバーストに制限することが望ましい。たとえば、バーストが２つの極性の状態だけを許可されるように、バーストが特定のタイムスロットに対して常に存在することが望ましい。もう１つの例において、一部のバーストが不在および第１の極性の状態のみを有するように制約し、他のバーストが不在および第２の極性の状態のみを有するように制約することが望ましい。そのような実装は、同期化、チャネル出力均質性、および／またはコーディング設計などの目的にとって望ましい。
極性変調を採用するシステムにおいて、送信機があらかじめ決められた極性の１つまたは複数のバーストを伝送して、極性参照を提供することが望ましい。たとえば、クラスタ内のバーストの極性は、クラスタの第１のバーストに対して割り当てられる。受信したバーストまたはクラスタと１つまたは複数の以前受信したバーストまたはクラスタとの動的比較はまた、伝送チャネル経由の伝搬中に歪められた極性状態を判別するためにも使用される。あるいは、極性変調は、チャネルコーディング方式（Ｗａｌｓｈコーディングなど）を使用して適用され、極性参照を必要とすることなく受信したバーストの極性のあいまいさを解決することができる。
本発明の実施例による方法の他の実施態様において、信号を付加的に変調するために振幅変調が使用される。たとえば、一連のｎタプルの少なくとも１つの要素がｑの明白な値の１つを持ち、その値が対応するバーストの振幅を示すようになっている場合である。そのような振幅変調は、これまで説明または提案されている方式に追加して、指定された期間中に伝送されるデータ値の数を増加させることができる。たとえば、方式Ａにバーストに関する振幅変調を追加することで、各記号がｑｎｐの異なる可能な状態を持つシステムがもたらされる。
図１３Ｃは、振幅変調されたバーストを含むクラスタの１つの例を示している。この例において、クラスタの第１のバースト６２は第１の周波数を中心としており、第２のバースト６３も第１の周波数を中心としているが第１のバーストの振幅の２分の１の振幅を有し、第３のバースト６４は第２の（より高い）周波数を中心としており第１のバーストと同じ振幅を有する。第３のバーストは、その振幅にエンコードされた情報を有するか、あるいは事前設定または任意の振幅を有する。
振幅変調は、多くのさまざまな方法で適用することができる。たとえば、振幅変調は、バーストに関して適用される。全面的にバースト関する方式において、一部変調されないままのバーストがあっても、クラスタの各バーストの振幅は独立して変調される。図１３Ｃでは、バーストに関して振幅変調されるクラスタの例を示している。
あるいは、振幅変調は、１つのバーストの振幅が少なくとも１つの他のバーストの振幅に依存するように（あるいはあらかじめ決められた関係を持つように）、バースト面以外に適用される。そのような方式において、クラスタのすべてのバーストは同一の振幅を有する。さらに、一部のバーストに対してはバーストに関し、しかも他のバーストに対しては依存するような振幅変調の方式を実施することも可能である。依存的な振幅関係を持つ２つ以上のバーストは、隣接する周波数帯域またはタイムスロットにある必要はない。さらに、依存的な振幅関係を持つ２つ以上のバーストは、同一の振幅を持つ必要もない（たとえば、一組のバーストが相関するが異なる振幅を備えるように変調される）。
図１３Ｄは、クラスタに関する方式を使用して振幅変調された同一の周波数内容を備える２つのクラスタの例を示している。第１のクラスタは、各々定義された第１の振幅を有する異なる周波数の３つのバースト（バースト６５、６６、６７）を含んでいる。第２のクラスタは、各々対応する第１のクラスタの１つと同じ周波数を有するが第１の振幅よりも低い第２の振幅を有する３つのバースト（バースト６８、６９、７０）を含んでいる。クラスタに関する方式において、各クラスタの振幅は、独立して変調されるか、または一部のクラスタが変調されないままになる。振幅変調はまた、１つのクラスタの振幅が少なくとも１つの他のクラスタの振幅に依存するように（あるいはあらかじめ決められた関係を持つように）、クラスタ面以外でも適用される。
本明細書に説明されているように方式Ｂにおいて、各記号にはｎｐの可能な状態がある。そのような方式にバーストに関する振幅変調を追加することで、システムの能力が（ｎｑ）ｐの可能な状態まで大幅に増加する。ここでｑは、採用される明白な振幅レベルの数である。方式Ｂがｎ＝ｐ＝３の特殊な例に適用される場合、振幅変調の前に、各記号には３３＝２７の可能な状態があり、４フルビットのデジタルデータをエンコードすることができ、２状態のバーストに関する振幅変調の後は、各記号には（２×３）３＝６３＝２１６の可能な状態があり、７フルビットのデジタルデータをエンコードすることができる。さらに多くの明白な振幅レベルを使用して、記号あたりの可能な状態の数をさらに増加させることもできる。
クラスタに関する振幅変調を方式Ｂに適用することで、各記号の能力がｑ（ｎｐ）の可能な状態に増加する。方式Ｂがｎ＝ｐ＝３の特殊な例に適用される場合、振幅変調の前に、各記号には３３＝２７の可能な状態があり、４フルビットのデジタルデータをエンコードすることができ、２状態のクラスタに関する振幅変調の後は、各記号には２×（３）３＝５４の可能な状態があり、５フルビットのデジタルデータをエンコードすることができる。さらに多くの明白な振幅レベルを使用して、記号あたりの可能な状態の数をさらに増加させることもできる。
前述のように方式Ｃにおいて、各記号にはｐ！／（ｐ−ｎ）！の異なる状態があり、ｎがｐと等しい場合は、記号あたりの可能な状態はｎ！となる。バーストに関する振幅変調を方式Ｃのこの特殊な例に適用することにより、記号あたりｎ！ｑｎの可能な状態を有する実装が得られる。ｎ＝ｐ＝３の場合、この方式のもとで各記号には６つの可能な状態があり、２フルビットのデジタルデータをエンコードすることができる。バーストに関する振幅変調を適用することにより、各記号の容量は４８の状態に増加し、各記号が５フルビットのデジタルデータをエンコードできるようになる。
クラスタに関する振幅変調を方式Ｃの（ｎ＝ｐ）の例に適用することで、記号あたりｎ！ｑの可能な状態を有する実装が得られる。ｎ＝３の場合、方式Ｃのこの例のもとで各記号には６つの可能な状態があり、２フルビットのデジタルデータをエンコードすることができる。２状態のクラスタに関する振幅変調を適用することにより、各記号の容量は１２の状態に増加し、各記号が３フルビットのデジタルデータをエンコードできるようになる。
振幅変調を採用するシステムにおいて、送信機があらかじめ決められた振幅の１つまたは複数のバーストを伝送して、振幅参照を提供することが望ましい。たとえば、クラスタ内のバーストの振幅は、クラスタの第１のバーストの振幅に対して割り当てられる。あるいは、クラスタのシーケンス内の１つのバーストは、シーケンスの他のバーストの参照としての役割を果たす。
本発明の実施例による方法の他の実装において、信号を付加的に変調するために偏波変調が使用される。たとえば、一連のｎタプルの少なくとも１つの要素がが対応するバーストの偏波（垂直、水平、左回り、または右回りなど）を示すようになっている場合である。図１３Ｅは、偏波変調されるバーストを含むクラスタの１つの例を示している。この例において、クラスタの第１のバースト７１は第１の周波数を中心としており、第２のバースト７２も第１の周波数を中心としているが第１のバーストとは異なる偏波を有し、第３のバースト７３は第２の（より高い）周波数を中心としている。第３のバーストは、その偏波にエンコードされた情報を有するか、あるいは事前設定または任意の偏波を有する。
偏波変調は、多くのさまざまな方法で適用することができる。たとえば、偏波変調は、バーストに関して適用される。全面的にバースト関する方式において、一部変調されないままのバーストがあっても、クラスタの各バーストの偏波は独立して変調される。図１３Ｅでは、バーストに関して偏波変調されるクラスタの例を示している。
あるいは、偏波変調は、１つのバーストの偏波が少なくとも１つの他のバーストの偏波に依存するように（あるいはあらかじめ決められた関係を持つように）、バースト面以外に適用される。そのような方式の１つにおいて、クラスタのすべてのバーストは同一の偏波を有する。さらに、一部のバーストに対してはバーストに関し、しかも他のバーストに対しては依存するような偏波変調の方式を実施することも可能である。依存的な偏波関係を持つ２つ以上のバーストは、隣接する周波数帯域またはタイムスロットにある必要はない。さらに、依存的な偏波関係を持つ２つ以上のバーストは、同一の偏波を持つ必要もない（たとえば、一組のバーストが直交偏波を備えるように変調される）。
図１３Ｆは、クラスタに関する方式を使用して偏波変調された同一の周波数内容を備える２つのクラスタの例を示している。第１のクラスタは、各々定義された第１の偏波を有する異なる周波数の３つのバースト（バースト７４、７５、７６）を含んでいる。第２のクラスタは、各々対応する第１のクラスタの１つと同じ周波数を有するが異なる偏波を有する３つのバースト（バースト７７、７８、７９）を含んでいる。クラスタに関する方式において、各クラスタの偏波は、独立して変調されるか、または一部のクラスタが変調されないままになる。偏波変調はまた、１つのクラスタの偏波が少なくとも１つの他のクラスタの偏波に依存するように（あるいはあらかじめ決められた関係を持つように）、クラスタ面以外でも適用される。
場合によっては、本明細書に説明または提案されている変調方式に偏波変調を追加して、指定された期間中に転送されるデータ値の数を増加させることが望ましい。前述の方式Ａにおいて、各タイムスロットは、ゼロからｎまでの任意の数のバーストを有することができ、したがって各記号には２ｎｐの異なる可能な状態がある。バーストに関する偏波変調をこの基本の方式に追加して、各記号がｖｎｐの異なる可能な状態を持つ変形を得ることもできる。ここで、ｖは実装されるさまざまな偏波の状態の数を表している。
前述の方式Ｂにおいて、各記号にはｎｐの可能な状態がある。そのような方式にバーストに関する偏波変調を追加することで、システムの能力が記号あたり（ｖｎ）ｐの可能な状態に増加する。方式Ｂがｎ＝ｐ＝３の特殊な例に適用される場合、偏波変調の前に、各記号には３３＝２７の可能な状態があり、４フルビットのデジタルデータをエンコードすることができ、２状態のバーストに関する偏波変調の後は（垂直／水平、または左回り／右回りなど）、各記号には（２×３）３＝６３＝２１６の可能な状態があり、７フルビットのデジタルデータをエンコードすることができる。
クラスタに関する偏波変調を方式Ｂに適用することで、各記号の能力がｖ（ｎｐ）の可能な状態に増加する。方式Ｂがｎ＝ｐ＝３の特殊な例に適用される場合、偏波変調の前に、各記号には３３＝２７の可能な状態があり、４フルビットのデジタルデータをエンコードすることができ、２状態のクラスタに関する偏波変調の後は、各記号には２×（３）３＝５４の可能な状態があり、５フルビットのデジタルデータをエンコードすることができる。
本明細書で説明されている方式Ｃにおいて、各記号にはｐ！／（ｐ−ｎ）！の異なる状態がある。ｎ＝ｐである方式Ｃの特殊な場合では、各記号にはｎ！の可能な状態がある。バーストに関する偏波変調をこの方式Ｃの例に適用することにより、記号あたりｎ！ｖｎの可能な状態を有する実装が得られる。ｎ＝ｐ＝３の場合、方式Ｃのもとで各記号には６つの可能な状態があり、２フルビットのデジタルデータをエンコードすることができる。バーストに関する偏波変調を適用することにより、各記号の容量は４８の状態に増加し、各記号が５フルビットのデジタルデータをエンコードできるようになる。
クラスタに関する偏波変調を方式Ｃの（ｎ＝ｐ）の例に適用することで、記号あたりｎ！ｖの可能な状態を有する実装が得られる。ｎ＝３の場合、方式Ｃのこの例のもとで各記号には６つの可能な状態があり、２フルビットのデジタルデータをエンコードすることができる。２状態のクラスタに関する偏波変調を適用することにより、各記号の容量は１２の状態に増加し、各記号が３フルビットのデジタルデータをエンコードできるようになる。
前述の２状態の偏波変調の例では、バーストが特定のタイムスロットに対して、不在、第１の偏波で存在、または第１の偏波とは異なる第２の偏波で存在、という３つの状態を有することを前提としている。一部の実装においては、容認される状態を一部または全部のバーストに制限することが望ましい。たとえば、バーストが２つの偏波の状態だけを有することを許可されるように、バーストが特定のタイムスロットに対して常に存在することが望ましい。もう１つの例において、一部のバーストが不在および第１の偏波の状態のみを有するように制約し、他のバーストが不在および第２の偏波の状態のみを有するように制約することが望ましい。そのような実装は、同期化、チャネル出力均質性、および／またはコーディング設計などの目的にとって望ましい。２つ以上の偏波状態を使用する偏波変調の方式も可能である。
偏波変調を採用するシステムにおいて、送信機があらかじめ決められた偏波の１つまたは複数のバーストを伝送して、偏波参照を提供することが望ましい。たとえば、クラスタ内のバーストの偏波は、クラスタの第１のバーストに対して割り当てられる。受信したバーストまたはクラスタと１つまたは複数の以前受信したバーストまたはクラスタとの動的比較はまた、伝送チャネル経由の伝搬中に歪められた偏波状態を判別するためにも使用される。あるいは、偏波変調は、チャネルコーディング方式（Ｗａｌｓｈコーディングなど）を使用して適用され、偏波参照を必要とすることなく受信したバーストの偏波のあいまいさを解決することができる。
本発明の実施例による方法の他の実施態様において、信号を付加的に変調するために振幅変調が使用される。たとえば、一連のｎタプルの少なくとも１つの要素がｗの明白な値の１つを持ち、その値が対応するバーストの幅を示すようになっている場合である。そのような幅変調は、これまで説明または提案されている方式に追加して、指定された期間中に伝送されるデータ値の数を増加させることができる。たとえば、方式Ａにバーストに関する幅変調を追加することで、各記号がｗｎｐの異なる可能な状態を持つシステムがもたらされる。
図１３Ｇは、幅変調されたバーストを含むクラスタの１つの例を示している。この例において、クラスタの第１のバースト８０は第１の周波数を中心としており、第２のバースト８１も第１の周波数を中心としているが第１のバーストの幅の２倍の幅を有し、第３のバースト８２は第２の（より高い）周波数を中心としており第１のバーストと同じ幅を有する。第３のバーストは、その幅にエンコードされた情報を有するか、あるいは事前設定または任意の幅を有する。
幅変調は、多くのさまざまな方法で適用することができる。たとえば、幅変調は、バーストに関して適用される。全面的にバースト関する方式において、一部変調されないままのバーストがあっても、クラスタの各バーストの幅は独立して変調される。図１３Ｇでは、バーストに関して幅変調されるクラスタの例を示している。
あるいは、幅変調は、１つのバーストの幅が少なくとも１つの他のバーストの幅に依存するように（あるいはあらかじめ決められた関係を持つように）、バースト面以外に適用される。そのような方式において、クラスタのすべてのバーストは同一の幅を有する。さらに、一部のバーストに対してはバーストに関し、しかも他のバーストに対しては依存するような幅変調の方式を実施することも可能である。依存的な幅関係を持つ２つ以上のバーストは、隣接する周波数帯域またはタイムスロットにある必要はない。さらに、依存的な幅関係を持つ２つ以上のバーストは、同一の幅を持つ必要もない（たとえば、一組のバーストが相関するが異なる幅を備えるように変調される）。
本明細書に説明されているように方式Ｂにおいて、各記号にはｎｐの可能な状態がある。そのような方式にバーストに関する幅変調を追加することで、システムの能力が（ｎｗ）ｐの可能な状態まで大幅に増加する。ここでｗは、採用される明白な幅レベルの数である。方式Ｂがｎ＝ｐ＝３の特殊な例に適用される場合、幅変調の前に、各記号には３３＝２７の可能な状態があり、４フルビットのデジタルデータをエンコードすることができ、２レベルのバーストに関する幅変調の後は、各記号には（２×３）３＝６３＝２１６の可能な状態があり、７フルビットのデジタルデータをエンコードすることができる。さらに多くの明白な幅値を使用して、記号あたりの可能な状態の数をさらに増加させることもできる。
前述のように方式Ｃにおいて、各記号にはｐ！／（ｐ−ｎ）！の異なる状態があり、ｎがｐと等しい場合は、記号あたりの可能な状態はｎ！となる。バーストに関する幅変調を方式Ｃのこの特殊な例に適用することにより、記号あたりｎ！ｗｎの可能な状態を有する実装が得られる。ｎ＝ｐ＝３の場合、この方式のもとで各記号には６つの可能な状態があり、２フルビットのデジタルデータをエンコードすることができる。２レベルのバーストに関する幅変調を適用することにより、各記号の容量は４８の状態に増加し、各記号が５フルビットのデジタルデータをエンコードできるようになる。
振幅変調を採用するシステムにおいて、送信機があらかじめ決められた幅の１つまたは複数のバーストを伝送して、幅参照を提供することが望ましい。たとえば、クラスタ内のバーストの幅は、クラスタの第１のバーストの幅に対して割り当てられる。あるいは、クラスタのシーケンス内の１つのバーストは、シーケンスの他のバーストの参照としての役割を果たす。
幅変調は、これまでに説明され、図１３Ｂ、１３Ｄおよび１３Ｆにおいて示されているクラスタに関する方法でも適用されることを理解されたい。この実施例において、第２のクラスタのバーストはそれぞれ、対応する第１のクラスタの１つと同じ周波数を有するが、異なる幅を有する。クラスタに関する方式において、各クラスタの幅は独立して変調されるか、または一部のクラスタが変調されないままになる。幅変調はまた、１つのクラスタの幅が少なくとも１つの他のクラスタの幅に依存するように（あるいはあらかじめ決められた関係を持つように）、クラスタ面以外でも適用される。
以上の説明から、これらの補足的な変調のいずれかを組み合わせてさらに一層高度な変調方式をもたらすことができることに注目することは有用である。たとえば、１つの実施例では、バーストに関する振幅変調をクラスタに関する極性変調と組み合わせて使用することができる。もう１つの実施例では、バーストに関する極性変調をバーストに関する幅変調と組み合わせて使用することができる。さらにもう１つの実施例では、バーストに関する振幅変調をバーストに関する幅変調およびクラスタに関する極性変調と組み合わせて使用することができる。一般に、波形の複雑さが増すと可能な状態の数が増加するので、システムのパフォーマンスが向上すると同時にシステムの複雑さも高まる。
本発明の実施例による方法のさらにもう１つの実施態様において、チャネル情報はバースト間および／またはバーストのクラスタ間の間隔にエンコードされる。図１４は、そのような方式の１つの例を示しており、ここでは２つの異なる論理チャネルの記号が異なる時間において同一の物理チャネル上を転送される。上部の図は、第１の論理チャネルで第１の時間間隔にわたり伝送されるクラスタのシーケンス［Ａ−１およびＡ−２］を表しており、これは連続するバースト間の１つのタイムスロットの間隔によって特徴付けられる。下部の図は、第２の論理チャネルで第２の時間間隔にわたり伝送されるクラスタのシーケンス［Ｂ−１およびＢ−２］を表しており、これは連続するバースト間の２つのタイムスロットの間隔によって特徴付けられる。受信機は、受信されたクラスタのシーケンスに関連付けられている特定の論理チャネルを識別するように構成される。あるいは、受信機は、論理チャネルの限定されたセット（たとえば１つまたは複数など）以外をすべて無視するように構成することもできる。
一部のシステムにおいて、同一の物理チャネルは、同時に複数の論理チャネルを搬送することができる。たとえば、同じ時間間隔にバーストを搬送する異なる論理チャネルは、異なる周波数および／または異なる周波数の組み合わせの使用により識別される。異なる論理チャネル上のバーストの伝送が同期化されるシステムにおいて、各論理チャネルはクラスタの連続するバースト間のタイムスロットの数によっても識別される。図１５はそのような例の１つを示しており、ここで２つの論理チャネルには周波数およびタイミングについて異なった構成が行われる。もう１つの方式において、クラスタの連続するバースト間のタイムスロットの数は、論理チャネルごとに異なる素数である。
図１４および図１５の特殊な例において、クラスタ間の静止時間は各論理チャネルで同じであが、他の方式ではこの期間は論理チャネルごとに異なる。チャネル化を含む方式のもう１つの例において、全体よりも少ないクラスタの連続するバーストの組が（たとえば第１および第２のバーストなど）時間に分割される。そのような方式のさらにもう１つの例において、１つまたは複数のクラスタのバーストは、対応する論理チャネルを識別する。
図１６は、本発明の実施例による送信機１００を示すブロック図である。エンコーダ２００は順序付けデータ値（時間および／または空間で順序付けなど）を含むデータ信号Ｓ１００を受信して、信号Ｓ１００に基づく記号ストリームＳ１５０を信号発生器３００に出力する。具体的には、エンコーダ２００は、ｍデータ値の順序付きセットを対応する記号にマップし、各記号には一連のｐ順序付きｎタプルが含まれている。信号ストリームＳ１５０に基づいて、信号発生器３００はバーストのクラスタ（超広帯域バーストなど）を含む変調された信号Ｓ２００を出力する。追加の変調（たとえば、１つまたは複数の極性、振幅、幅および偏波）を適用する実施例において、エンコーダは追加の変調を記号ストリームＳ１５０に好ましくエンコードする。
図１７は、望ましい波形を転送するために十分な瞬時帯域幅を持つ信号ランチャ４５０を含む送信機１００の実装１５０を示すブロック図である。変調された信号Ｓ２００を伝送媒体に転送する信号ランチャ４５０は、フィルタおよびインピーダンス整合コンポーネント（たとえばコイルまたは変成器）または構造などの１つまたは複数の要素を含む。信号ランチャ４５０の実装にはさらに、信号レベルを増加させるなどの目的で１つまたは複数の増幅器（電力増幅器など）も含んでいる。
クラスタの無線伝送の場合、信号ランチャ４５０はアンテナも含む。特定の場合、アンテナは、送信機１００を含む装置に埋め込まれるか、あるいは送信機１００および／または信号ランチャ４５０のコンポーネントを含むパッケージ（低温同時焼成セラミックパッケージなど）にも組み込まれる。
導電性媒体（１つまたは複数の導体を備えるワイヤ、ケーブルまたはバス、導電構造、
海または地下水などの別の導体、あるいは一連のそのような導体など）を経由するクラスタの伝送の場合、信号ランチャ４５０は、静電気保護（ダイオードなど）、電流制限（抵抗など）、および／または直流ブロッキング（コンデンサなど）のコンポーネントなどの１つまたは複数の要素を含むこともできる。
光媒体（１つまたは複数の光ファイバまたは他の伝送構造、空気、真空、または一連のそのような媒体など）を経由するクラスタの伝送の場合、信号ランチャ４５０は、レーザーまたは半導体レーザーあるいは他の発光ダイオードまたは半導体素子などの、伝送されるクラスタに従って制御可能な１つまたは複数の線源を含むこともできる。
図１８は、エンコーダ２００（マッパー２５０およびシリアライザ４００を備える）の実装２１０および信号発生器３００の実施態様３０１を含む送信機１００の実施態様１１０を示すブロック図である。マッパー２５０は、ｍユニットの並列データ信号Ｓ１１０を受信して、あらかじめ決められたマッピングに従って対応する（ｎ×ｐ）ユニットの並列エンコード信号を生成する。たとえば、マッパー２５０は、ｍビットの並列データ信号を受信して、対応する（ｎ×ｐ）ビットの並列エンコード信号を生成するように構成される。
１つの実施例において、マッパー２５０はｍユニットの入力値をｎ×ｐユニットの出力値にマップするルックアップテーブルを含む。あるいは、マッパー２５０は、同様のあらかじめ決められたマッピング機能を実行する組み合わせ論理のアレイを含むこともできる。もう１つの適用において、マッパー２５０によって適用されるあらかじめ決められたマッピング機能は、（たとえば、新しいテーブルをダウンロードするか、または複数の格納されたテーブルまたはアレイから選択することによって）随時変更される。たとえば、異なるチャネル構成（異なる周波数帯域のセットなど）は、同じ伝送媒体を共有する送信機１００の実施の動的な方法で割り当てられる。
シリアライザ４００は（ｎ×ｐ）ユニットの並列エンコード信号を受信し、信号をシリアル化して、記号ストリームＳ１５０の対応するｎユニット（たとえばｎビット）の実施態様Ｓ１６０を信号発生器３０１に（たとえば並列エンコード信号のデータ転送速度よりもｐ倍またはそれ以上高いデータ転送速度で）出力する。信号発生器３００は、記号ストリームＳ１６０に基づいて変調された信号Ｓ２１０を出力する。
図１９は、ｎ個のシフトレジスタ４１２を含むシリアライザ４００の実施態様４１０を示している。共通のロード信号のアサート時に（図示せず）、各シフトレジスタ４１２はｎ×ｐユニットのエンコード信号の異なるｐユニットのコセットを格納する。１つの例において、各シフトレジスタ４１２に格納されたｐユニットは、一連のｐ個のｎタプルとして信号発生器３０１に（たとえば共通クロック信号に従って）シフトアウトされる。
図２０は、ｎ×ｐユニットのシフトレジスタ４２２を含むシリアライザ４００のもう１つの実施態様４２０を示している。ロード信号のアサート時に（図示せず）、シフトレジスタ４２２は（たとえばエンコーダ２１０によって出力される）ｎ×ｐユニットの値のストリングを格納する。このストリングのｎユニットのコセットは各々、ｎユニット値としてクロック信号（図示せず）に従って信号発生器３０１に出力される。
図２１は、送信機１００の代替実施態様１２０を示すブロック図である。エンコーダ２２０は、データ信号Ｓ１００およびクロック信号Ｓ３００に従って記号ストリームＳ１５０を出力する。信号発生器３００は、記号ストリームＳ１５０を受信し、対応する変調された信号Ｓ２００を（たとえば、一連の超広帯域バーストのクラスタとして）出力する。
図２２は、エンコーダ２２０の１つの実施態様２２２を示している。カウンタ２２８は、クロック信号Ｓ３００を受信し、ｐの値の１つを持つカウント信号Ｓ３５０を出力する。たとえば、カウント信号Ｓ３５０は、０から（ｐ−１）までカウントアップするか、または（ｐ−１）から０までカウントダウンするか、あるいは他の何らかの方法でｐの異なる状態を通過する。マッパー２２６（ルックアップテーブルまたは組み合わせ論理アレイなど）は、ｍユニットのデータ信号Ｓ１１０およびカウント信号Ｓ３５０を受信し、対応するｎユニットの記号ストリームＳ１６０を（たとえば信号発生器３０１に）出力する。
信号発生器３０１は、ｎユニット（たとえばｎビット）の記号ストリームＳ１６０を受信し、ｎ個の対応する周波数帯域で一連のバーストのクラスタ（たとえば、超広帯域バースト）を出力する。ｎ個の周波数帯域の各々は、異なる中心周波数を備えている。１つの適用において、ｎ周波数帯域は（たとえば保護周波数帯によって）相互に分離されているが、別の適用においては２つ以上の帯域が相互に重複している。
１つの実施態様において、記号ストリームＳ１６０の各ユニットは、対応するタイムスロット中に対応する周波数帯域上を（たとえば、あらかじめ決められた振幅で）バーストが放出されるかどうかを示すビットである。もう１つの実施態様においては、ユニットは２つ以上の値を有し、対応するバーストが放出される振幅の範囲のうちの１つを示すことができる。
信号発生器３００は、各々がサイクルの部分（たとえば１／２）から数サイクルまでの継続期間に変化するバーストを生成するように構成されている１つまたは複数のバースト発生器を含む。バーストの各サイクルの時間領域プロファイルは、制限はまたは他の波形である。１つの利において、バースト発生器は、フィルタリングおよび／または増幅されるインパルスとしてバーストを生成する。あるいは、バーストは、持続波信号をゲート制御することにより生成される。たとえば、バースト発生器は、制御可能な帯域幅を備える広帯域発振器を含むこともできる。信号発生器３００は、同じ構成のバースト発生器または２つ以上の構成に従うバースト発生器を含むことができる。バースト発生器の構成の例には、次の要素が含まれる。
高速エッジまたはパルスを生成し、帯域通過フィルタが後に続く回路または素子。高速エッジまたはパルスを生成する回路または素子は、広帯域スペクトル含有を備える波形を生成し、フィルタがバーストの伝送が望ましい周波数帯域を選択する。高速エッジまたはパルスを生成する回路または素子の例は、ＥＣＬ（エミッタ結合型論理回路）およびＰＥＣＬ（正極性ＥＣＬ）などの高速論理ゲートを含む。１つの適切な構成では、（その出力にゲートを備える自励発振器などの）リング発振器を含む。そのような回路または素子はさらに、アバランシェトランジスタ、アバランシェダイオード、および／またはステップリカバリダイオードも含むことができる。適切なフィルタの例では、キャビティフィルタ、表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ、離散型フィルタ、伝送回線フィルタ、および／または他のＲＦフィルタ技術を含むことができる。この場合、フィルタは帯域内のエネルギーと周波数の間の関係を制御し、さらに帯域外部のエネルギーの減衰プロファイルも確立する。
後にスイッチング素子が続く調整可能な発振器。調整可能な発振器は、バーストの中心周波数を確立する。調整可能な発振器は、電圧制御発振器、ＹＩＧ（イットリウムインジウムガーネット）型発振器、誘電体共振器、後進波発振器、および／または反射型クライストン、マグネトロンまたはカルシノトロンを含む発振器回路などの、調整可能な継続波ＲＦエネルギー源にすることができる。スイッチング素子は、バーストの幅を設定するが、これがスペクトル含有の帯域幅を定義する。適切なスイッチング素子には、ミキサー、固体素子ＲＦスイッチ、レーザー制御ＲＦスイッチ、プラズマベースのＲＦスイッチ、および／または電子ビームを利用するスイッチを含めることができる。
パルス状の制御電圧に応じて周波数バーストを生成する半導体発振器。パルス状制御電圧は、望ましいバーストの幅および振幅を備えるパルスを送ることのできる回路または素子によって提供される。より高速なオン／オフの遷移をもたらすため、パルスの適用により電圧が発振器のしきい値を超えて上昇して適用されたパルスの継続期間にわたり素子を振動させるように、制御電圧に発振器のしきい値未満のＤＣレベルでバイアスがかけられる。適切な固体素子発振器の例には、ガン素子、ＩＭＰＡＴＴ（ｉｍｐａｃｔ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ａｖａｌａｎｃｈｅ ｔｒａｎｓｉｔ ｔｉｍｅ）ダイオード、ＴＲＡＰＡＴＴ（ｔｒａｐｐｅｄ ｐｌａｓｍａ ａｖａｌａｎｃｈｅ−ｔｒｉｇｇｅｒｅｄ ｔｒａｎｓｉｔ）ダイオード、および／またはＢＡＲＩＴＴ（ｂａｒｒｉｅｒ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｉｔ−ｔｉｍｅ）ダイオードが含まれる。
パルス状の制御電圧に対応して周波数バーストを生成する熱電子発振器。パルス状制御電圧は、望ましいバースト幅および振幅を持つパルスを供給できる回路または素子によって提供される。制御電圧の例には、グリッド電圧、ボディ電圧、リフレクタ電圧が含まれる。より高速なオン／オフの遷移をもたらすため、パルスの適用により電圧が発振器のしきい値を超えて上昇して適用されたパルスの継続期間にわたり素子を振動させるように、制御電圧に発振器のしきい値未満のＤＣレベルでバイアスがかけられる。適切な熱電子発振器の例には、後進波発生器、カルシノトロン、マグネトロン、および／または反射型クライストンが含まれる。
図２３は、トリガー発生器３２０およびｎ個のバースト発生器３３０のセットを含む信号発生器３０１の実施態様３０２を示している。図２４に示されているように、トリガー発生器３２０は、伝送される記号のｎタプルの要素に従ってｎ個の独立したトリガー信号でトリガーパルスを生成する。この例において、ｎ個の各バースト発生器３３０は、トリガーパルスを受信するとバーストを放出するように構成されている。別の実施態様において、バースト発生器は、立ち上がりまたは立ち下りを受信して、あるいは（トリガーパルス、エッジ、または他のイベントが電気および／または光による）他の何らかのイベントに対してバーストを放出するように構成される。さらにこの特殊な例において、各バースト発生器３３０は、他のバースト発生器３３０によって放出されるバーストとは異なる周波数を占有するバーストを放出するように構成される。各バースト発生器３３０が一定の継続時間のバーストを放出するように構成することも、１つまたは複数の発生器３３０が異なる継続期間のバーストを放出するように構成することもできる。
図２５は、バースト発生器３３０の出力が（たとえばアンテナ２４４によって）放射前に（たとえば信号ランチャ４５０の実施態様４５２の加算器２４２によって）合計され、必要に応じてさらに（たとえば電力増幅器２４６によって）増幅されることを示している。図２６に示されるように、信号発生器３０２のもう１つの実施態様３０３において、バースト発生器３３０の出力は信号発生器３０３内で（たとえば加算器によって）合計される。さらに、もう１つの実施態様において、バースト発生器３３０の出力はベースバンドで、（たとえば加算後に）個別および／またはまとめて（たとえばミキサーおよびローカルの発振器を使用して）アップコンバートされる。
図２６Ａは、振幅、極性、および／または幅で変調されたバーストを生成するように構成されたバースト発生器３３０の実施態様３３２を含む信号発生器３０２の実施態様３０２Ａを示している。この実施態様において、トリガー発生器３２０は記号ストリームＳ１６０を受信し、トリガー発生のための制御回路を含んでいる。トリガー発生器３２０は、入力記号ストリームＳ１６０（複数の一連のｎタプル）をバースト周波数および（極性、振幅、幅などの）追加変調の組み合わせにマップする。次に、トリガー発生器３２０は、それぞれのトリガー信号およびそれぞれの変調制御信号を、各々のバースト発生器３３２に出力する。変調制御信号は、追加変調で生成されたバーストを変調するようバースト発生器３３２に指示する。たとえば、１つの実施例において、変調制御信号は、図１３Ａに示されるようなバーストに関する極性変調をもたらすために、トリガーされたバーストの適切な極性（正極性または負極性）を指示する。もう１つの実施例において、変調制御信号は、図１３Ｃに示されるようなバーストに関する振幅変調をもたらすために、トリガーされたバーストの適切な振幅（２つ以上の事前選択された振幅レベルの１つ）を指示する。もう１つの実施例において、図１３Ｇに示されるようなバーストに関する幅変調（１つまたは２つ以上の事前選択されたバーストの幅または継続期間）をもたらすために、トリガーされたバーストの適切な幅を指示する。さらにもう１つの実施例において、変調制御信号は、バーストに関して、１つまたは複数の適切な極性、振幅、幅またはその他の追加変調を指示する。これらの実施態様では、制御回路信号は異なる極性／異なる振幅レベル／異なる幅と見なすことができ、その結果バースト発生器は極性／振幅／幅のセットの信号を出力する。
図２６Ｂは、図２６の実施態様と類似した、バースト発生器３３２の出力が信号発生器３０３Ａ内で（たとえば加算器により）合計される信号発生器３０３の実施態様３０３Ａを示している。図２５の実施態様と同様に、バースト発生器の出力が（たとえばアンテナによって）放射前に（たとえば信号ランチャ４５０の実施態様４５２の加算器２４２によって）合計され、必要に応じてさらに（たとえば電力増幅器によって）増幅されることも理解されたい。
信号発生器３０２Ａおよび３０３Ａによって生成された信号に加えられる追加または補足的変調の種類に応じて、バースト発生器３３２は異なったコンポーネントを含むことができる。極性変調の場合、そのようなバースト発生器３３２は、二重平衡ダイオード変調器のような制御可能な素子を含んでよい。振幅変調の場合、そのようなバースト発生器３３２は、二重平衡変調器、制御可能またはプログラム可能な減衰器、または可変ゲイン増幅器のような制御可能な素子を含んでよい。幅変調の場合、そのようなバースト発生器３３２は、適切な継続期間でバーストをゲート制御するために、制御可能スイッチ（たとえば、マサチューセッツ州チェルムスフォードのＨｉｔｔｉｔｅ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社により市販されているＨｉｔｔｉｔｅ ＧａＡｓスイッチ、またはマサチューセッツ州ローエルのＭ／Ａ Ｃｏｍ社により市販されているＭ／Ａ−Ｃｏｍスイッチ）を含んでよい。バースト発生器は、１つまたは複数の変調をバーストに関して適用するため、および／または２つ以上の隣接するバーストのストリングに同じ変調を適用するために使用される。
図２７は、発振器３４０およびゲート３６８を含む信号発生器３００の実施態様３０４を示している。トリガー発生器３２０のようなトリガー発生器を含むこともできる発振器制御論理３６０は、記号ストリームＳ１５０に基づく周波数制御信号Ｓ３１０および発振器ゲート制御信号Ｓ３２０を出力する。周波数制御信号Ｓ３１０は、たとえば図２５に示されるようなトリガー信号のセットを含んでよい。本明細書に説明されているように調整可能な発振器である発振器３４０は、周波数信号Ｓ３１０に従って異なる時間で異なる周波数帯域にわたって波形を発するように調整可能である。たとえば、発振器３４０は、出力をバースト間で１つの周波数帯域から別の周波数帯域まで変更することができる機敏な周波数源にすることもできる。ゲート３６８は、前述のようにミキサー、ダイオード、または別の適切なゲートなどのスイッチング素子を含んでよい。図２８に示されるように、ゲート３６８の出力は、放射前に（たとえば電力増幅器２４６によって、または図２９に示す制御可能電力増幅器２４８によって）増幅される。
発振器ゲート制御信号Ｓ３２０は、バースト開始時間、バースト継続期間（つまり幅）、およびバーストの極性などの機能を制御する。一部の実施態様において、発振器３４０の出力はベースバンドであり、（たとえばミキサーまたはローカルの発振器を使用して）変えられていない。
図１３Ａ、図１３Ｂおよび図１３Ｇに示されているような、追加のバーストに関する、またはクラスタに関する変調を提供する実施態様において、発振器ゲート制御信号Ｓ３２０は、２つ以上の異なる幅（継続期間）および／または極性の１つを選択するように、ゲート３６８に通知するために使用される。したがって、一般的な意味では、発振器ゲート制御信号Ｓ３２０は、図２６Ａおよび図２６Ｂの変調制御信号と類似した機能を果たすことができる。
一部の適用において、記号の要素が周波数の上昇または下降を示す場合もある。そのような場合、発振器３４０は、たとえば周波数制御信号Ｓ３１０を介して、周波数がしかるべく変更される波形を発するように制御される。そのような実施態様にはまた、対応する立ち上がりまたは立ち下り周波数を持つバーストを出力するために、たとえば発振器ゲート制御信号Ｓ３２０を介して制御されるゲート（ゲート３６８など）も含まれる。そのような「チャープ」技法は、前述の１つまたは複数の変調方式と組み合わせて使用される。
一部の適用において、送信される信号の偏波は、たとえば信号ランチャ４５０内で、記号ストリームＳ１５０に従って制御される。図２９に示されるように、発振器制御論理３６０の実施態様３６２は、ランチャ制御信号Ｓ３３０を出力して、バースト振幅、継続期間（つまり幅）、および偏波などのパラメータを制御することができる。したがって、図２６Ａおよび図２６Ｂの変調制御信号と同様に、ランチャ制御信号Ｓ３３０は、追加のバーストに関する、またはクラスタに関する変調を実施するために使用される。
図２９Ａは、変調信号Ｓ２００を生成する、ゲート３６８の出力に結合された変調器３７８をさらに含む信号発生器３０８のもう１つの実施態様を示している。この実施例において、追加変調は、バーストに関して、またはクラスタに関して出力信号に加えられる。変調器３７８のコンポーネントは、図２６Ａおよび図２６Ｂを参照して説明されているように、信号に加えられる追加変調の種類（たとえば、極性、振幅、および幅の１つまたは複数）によって異なる。１つの例において、発振器ゲート制御信号Ｓ３２０はバースト継続期間（幅）を定義するゲート３６８を制御し、変調制御信号Ｓ３３０は伝送されるバーストに極性変調を加えるためのバーストの極性を定義する。この例において、二重平衡ダイオード変調器は必要な極性制御を提供することができる。
図２９Ｂは、送信機１００のもう１つの実施態様１３０を示している。この実施例において、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）３１０は、望ましい波形が特定の時間に特定の周波数帯域を占有するように、バーストを記号ストリームＳ１５０から生成するために使用される。したがって、波形は、デジタル領域で生成され、ＤＡＣ３１０を使用してアナログ領域で実現される。前述のように、エンコーダはビットストリーム（データ信号Ｓ１００）を複数の一連の順序付きｎタプル（記号ストリームＳ１５０）にマップする。他の実施態様において、ＤＡＣ３１０はさらに（たとえばエンコーダ２００から）変調制御情報を受信して、極性、振幅、および／またはバーストの幅（バーストに関するかどうか）への情報のエンコードを制御することもできる。
もう１つの実施態様において、図３０は、記号ストリームＳ１６０を受信して、変調された信号Ｓ２００を信号ランチャ４７２に出力する信号発生器３１６を含む送信機のもう１つの変形を示している。この実施態様において、追加または補足的な変調は、極性、幅、または振幅変調など（図１３Ｂおよび図１３Ｄを参照）でクラスタに関して加えられる。図２６Ａおよび図２６Ｂに示されるように、トリガー発生器３２８が変調制御信号を各バースト発生器３３０に送信するのではなく、変調制御信号はバーストが（たとえばバースト発生器３３０において）生成され、合計された後、しかも送出される前に変調器３８２に送信される。図３０は、個々のバースト発生器の適切な変調（極性、幅、振幅など）が制御可能ではない点を除いて、図２６Ａと同様である。したがって、クラスタ内の個々のバーストではなく、クラスタ全体が変調される（クラスタに関する変調）。振幅変調を使用する実施態様において、変調器３８２はクラスタのバーストの振幅を選択する素子を備えている。幅変調を使用する実施態様において、変調器３８２はクラスタのバーストをゲート制御してバースト幅を変調する素子を備えている。
極性変調を使用する実施態様において、変調器３８２は、図３０Ａに示すような極性変換器を備えている。図３０Ａは、変調器３８２のための極性変換器３７９の１つの実施態様を示している。ここでは、増幅器２５２および２５０の並列セットを使用し、その１つが反転される２５２。２つの増幅器に続いて、スイッチ２５４が使用され、信号ランチャまで持続する望ましい極性信号を選択する。スイッチ２５４は、Ｈｉｔｔｉｔｅ ＧａＡｓスイッチまたはＭ／Ａ−Ｃｏｍスイッチなどの当技術分野で知られているさまざまな方法で実装することができる。
図３１において、バースト単位の、つまりバーストに関する追加偏波変調を備える信号方式を生成するための、本発明の１つの実施例による送信機の実施態様が示されている。バーストに関する偏波変調を含むクラスタの例は、図１３Ｆに示されている。この実施例において、信号発生器３１８は、トリガー生成のための制御回路３２９、２つの異なるバースト発生器３３３および３３４のセット、およびコンバイナ３３５を含んでいる。トリガー発生器３２９は、入力記号ストリームＳ１６０をバースト周波数および偏波（垂直、水平、左回り、右回りなど）の組み合わせにマップする。次に回路は、トリガー信号を関連する偏波で各々のバースト発生器３３３および３３４に送信する。ＮおよびＭのバースト発生器の出力は合計され、望ましい波形を伝送するのに十分な瞬時帯域幅で直交偏波の１つまたは複数の信号ランチャ４７４、４７５に提示される。増幅器２４６は、必要に応じて信号レベルを増加するために使用される。これに関する１つの変形は、低い周波数において望ましい波形を合成して、波形を高い周波数にアップコンバートすることである。したがって、別個の一連の各バースト発生器３３３および３３４の出力は合計されて、それぞれの信号ランチャに出力され、信号ランチャは他の信号ランチャの偏波とは異なる関連する偏波を持つ信号を送出する。どのバーストがどの信号ランチャ４７４および４７５にルーティングされるかを制御することにより、個々のバーストおよび／またはクラスタ全体の偏波が制御可能になる。この実施例において、トリガー発生器３２９は単に適切なトリガー信号を適切なバースト発生器３３３または３３４に方向付けて偏波を選択するだけなので、偏波制御信号をトリガー発生器３２９から伝送する必要はない。２つのグループのバースト発生器および信号ランチャのみが示されているが、さらに信号ランチャおよびバースト発生器のグループを、追加偏波変調のオプションに加えることができることに留意されたい。
図３１の送信機の代替実施態様が、図３１Ａに示されている。この送信機において、発振器制御論理３６９は、入力記号ストリームＳ１５０をバーストおよび偏波の組み合わせにマップする。図３１の実施例とは異なり、望ましい波形は機敏な周波数源を急速に調整することによって生成される。図で「発振器」３４０と表示されている機敏な周波数源は、バーストのクラスタ内で１つの周波数から別の周波数まで変更することができる。ゲート３６８は発振器制御論理３６９によって制御され、バーストのクラスタ内のバーストの継続期間（幅）を定義するために使用される。ゲート３６８の出力は、望ましい波形を伝送するのに十分な瞬時帯域幅で直交偏波の１つまたは複数の信号ランチャ４５６および４５７に提示されるが、必要があればここで増幅することもできる。したがって、伝送される信号には、信号ランチャを分離する別個のパスが含まれ、各信号ランチャはそれぞれ異なる偏波において信号方式をランチする。これに関する１つの変形は、低い周波数において望ましい波形を合成して、波形を高い周波数にアップコンバートすることである。
望ましいバーストに関する偏波変調波形を作成するもう１つの方法は、図３１Ｂに示すように、これをデジタル領域で生成し、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）を使用してこれをアナログ領域で実現することである。記号ストリームＳ１５０は信号発生器３２１に入り、ここで記号エンコーダ３２３がビットストリームを一連の順序付きｎタプルにマップする。ＤＡＣ３２５および３２６に入るのは、タイミング、偏波および周波数のための記号エンコーダ３２３からの制御である。ＤＡＣ３２５および３２６は次に、タイミング情報で必要な一連の周波数バーストを生成する。ＤＡＣの出力は、必要に応じて増幅され、望ましい波形を伝送するのに十分な瞬時帯域幅で直交偏波の１つまたは複数の信号ランチャ４７８および４７９に提示される。これに関する１つの変形は、低い周波数において望ましい波形を合成して、波形を高い周波数にアップコンバートすることである。図３１および３１Ａと同様に、複数のパスが、それぞれ異なる偏波で信号方式を伝送する複数の信号ランチャ４７８および４７９の１つにバーストを方向付ける。したがって、記号エンコーダ３２３がバーストの生成にどのパス（ＤＡＣ３２５および３２６）を選択するかに基づいて、個々のバーストおよび／またはクラスタ全体が偏波で変調される。
追加変調としてクラスタに関する偏波変調を含む送信機のもう１つの実施態様は、図３１Ｃに示されている。クラスタに関する偏波変調を含むバーストのクラスタの例は、図１３Ｇに示されている。図３１Ｃの送信機は、図３１の送信機と類似しているが、バースト発生器の数が少ないこと、つまり出力が（たとえば加算器３３５において）合計されるバースト発生器３３０が１セットしかない点が異なっている。したがって、この実施例では、図３１の送信機に対して一部簡略化を加えている。これを提供するため、スイッチ２５６は加算器３３５と信号ランチャ４８０および４８１の間に配置される。スイッチ２５６は、トリガー発生器３３２ａから送られる変調制御信号（たとえば偏波制御信号）によって制御され、バーストのクラスタをどの偏波にするかスイッチ２５６に知らせて、スイッチ２５６を適切な信号ランチャ４８０、４８１に接続する。この場合も同様に、信号ランチャ４８０および４８１は各々、異なる偏波において信号方式を送出する。スイッチ２５６は、Ｈｉｔｔｉｔｅ ＧａＡｓスイッチまたはＭ／Ａ−Ｃｏｍスイッチを使用するような、当技術分野で知られているさまざまな方法で実装することができる。
クラスタに関する偏波変調で信号方式を伝送するための送信機のもう１つの変形は、図３１Ｄに示されている。図３１Ｄの送信機は、発振器およびゲートの数がより少ないことを除いては、図３１Ａの送信機と同様である。つまり、発振器３４０およびゲート３６８の冗長セットを使用するのではなく、単一の発振器３４０およびゲート３６８の出力が複数の信号ランチャ（たとえば信号ランチャ４８２および４８３）の１つの間で切り替えられ、各信号ランチャは異なる偏波において信号方式を送出する。これを提供するため、スイッチ２５８はゲート３６８と信号ランチャ４８２および４８３の間に配置される。スイッチ２５８は、発振器制御論理３７０から送られる変調制御信号（たとえば偏波制御信号）によって制御され、（たとえば所定のｎタプルの要素に基づいて）バーストのクラスタをどの偏波にするかスイッチ２５８に知らせて、スイッチ２５８を適切な信号ランチャ４８２、４８３に接続する。スイッチ２５８は、Ｈｉｔｔｉｔｅ ＧａＡｓスイッチまたはＭ／Ａ−Ｃｏｍスイッチを使用するような、当技術分野で知られているさまざまな方法で実装することができる。
追加または補足的な変調を使用して追加情報を伝送されたクラスタにエンコードする実施例によれば、（図１３Ａから図１３Ｇを参照して説明されているように）変調制御情報はいくつかの異なる方法でエンコードすることができる。一部の配置において、変調制御のための情報は、変調されるバーストに対応する要素の値に含められる。たとえば、ｎタプルの要素の値の１つまたは複数のビットは、要素に対応するバーストの１つまたは複数の変調モードを制御するために使用される。そのような実施例において、図８のＴ１００のステップで、変調は所定の記号（たとえば一連の順序付きｎタプル）にエンコードされる。
バーストに関する幅変調の１つのそのような方式において、要素の値の１ビットはトリガー信号を提供し、要素の値の他のビットはバーストの幅を示している。もう１つのそのような方式において、要素の値の変調制御部分の異なるビットは、異なる変調モードを制御する。たとえば、１つのビットはバーストの極性を示し、他のビットはバーストの振幅を示すことができる。
あるいは、変調制御の情報は、変調されるバーストに対応する要素とは異なっている要素の値に含まれる。たとえば、ｎタプルの要素の１つは、ｎタプルの他の要素に対応する１つまたは複数のバーストの変調を制御するために使用される。１つのそのような方式において、各ｎタプルの１つの要素は対応するタイムスロット内のすべてのバーストの変調を（たとえば個別またはまとめて）制御し、ｎタプルの他の要素は変調されるバーストの周波数を示す。
さらに代替として、変調制御のための情報は、一連の順序付きｎタプルに加えて提供される。たとえば、伝送される１つまたは複数のビットは、クラスタ内のすべてのバースト（またはバーストのあらかじめ決められたサブセット）の変調を制御するために使用される。もう１つの例において、伝送されるデータストリームのｐビットの各々（またはデータストリームのビットのｐグループの各々）は、対応するタイムスロットで発生するすべてのバーストの変調を制御するために使用される。さらにもう１つの例において、伝送されるデータストリームのビットは、クラスタの個々のバーストの変調を制御するために使用される。各タイムスロットが正確に１つのバーストを備えるような方式では、データストリームのｐビットの各々は、クラスタの対応するバーストの変調を制御するために使用される。この場合も同様に、１つの実施例において、追加変調に影響を与える追加変調制御情報は、送信機によって実行されるコード化プロセス（たとえば図８のＴ１００および図９のプロセス）中に記号または一連の順序付きｎタプルにエンコードされる。
バーストのスペクトル含有を制限することが望ましい。たとえば、帯域外放射の低減は、帯域幅のより一層効果的な使用を支援する。帯域外放射の低減はまた、他の装置による干渉を防ぐために望ましく、および／または法規制の順守にも求められる。（前述のように）バーストのスペクトル含有を変更するためにフィルタが使用されるが、一部の適用においては、代わりに時間領域のバーストの形状を制御することによってバーストのスペクトル含有を変更することが望ましい。
１つの理想的なシステムにおいて、各バーストの周波数スペクトルは長方形であり、バーストの帯域幅は占有されている周波数帯域内にある。周波数帯域内で、電力レベルは規制当局によって許容される最大である。周波数帯域外では、バーストによる電力レベルはゼロである。
伝送される波形の周波数プロファイルは、伝送されるバーストの時間依存振幅プロファイルを制御することによって制御される。たとえば、バーストの時間依存振幅プロファイルが長方形である場合、バーストの周波数含有はｓｉｎｅ（ｆ）／（ｆ）プロファイル（ここでｆは周波数を表す）を持つことになる。そのような場合、バーストの帯域幅は、１つまたは複数の隣接する周波数帯域に拡大し、パフォーマンスが低下する。時間依存振幅プロファイルがｓｉｎｅ（ｆ）／（ｔ）形状（ここでｔは時間を表す）を備えて、長方形の周波数プロファイルが作成されることが望ましい。
実用的なシステムにおいて、伝送されるバーストの時間依存振幅プロファイルは、ｓｉｎｅ（ｔ）／（ｔ）関数の近似値である形状を備える。その結果得られる周波数スペクトルには、長方形の振幅プロファイルが使用される場合と比較して、隣接する周波数帯域への（または規制当局によって割り当てられているスペクトルの領域から）信号エネルギーの意図しない漏出による減少がみられる。特定の適用に適した時間依存振幅プロファイルの例としては、二乗余弦、ガウス分布、低域通過フィルタ処理した方形パルスがあげられる。
バーストの望ましい時間依存振幅プロファイルを生成するために使用される実際の技法は、バーストを生成するために使用される技法が前提となる。たとえば、多くの場合、波形発生器内の制御電圧は、望ましい調整済みバーストを提供するように調整される。そのような例の１つは、望ましいバーストを生成するためにＣＷ波形を切り替えるミキサーの使用である。ミキサーに印加される制御信号を低域通過フィルタ処理することにより、調整済みの時間依存振幅プロファイルを得ることができ、隣接する周波数帯域へのエネルギーの漏出を低減することができる。
図３２は、時間および周波数領域の１つの方形パルスが、ｓｉｎｃ関数の形状を有する他の領域内の波形に対応することを示している。（たとえば、１つの領域の波形を他の領域に変換するためにフーリエ変換が適用される。）図３２Ａは、時間領域に方形プロファイルを持つバーストの（３つの異なる周波数における）伝送により生じたスペクトルの例を示している。この図は、１つの周波数帯域にわってバーストを伝送することにより、近隣の周波数帯域に放出が生じることを表している。図３２Ｂは、時間領域にｓｉｎｃ形状プロファイを持つバーストの（３つの同じ周波数における）伝送により生じたスペクトルの例を示している。この図は、バーストの時間領域プロファイルを形成することにより、近隣の周波数帯域の放出が低減されることを表している。
これらの図は、スペクトルの形成が、バースト形成フィルタの使用ではなく（あるいはそれに加えて）バーストプロファイルの時間領域の制御に基づいていることを表している。本明細書に説明されている特定のバースト発生器の例において、スイッチまたは印加電圧パルスは、時間領域のバースト形状を制御するために使用され、それによりエネルギーと帯域内の周波数との関係を制御し、さらに帯域外のエネルギーの減衰プロファイルを確立することもできる。
図３３は、本発明の実施例による調整可能発振器３４２を示すブロック図である。発振器３４２は、たとえば図２７から図２９、図２９Ａ、図３１Ａおよび図３１Ｄに示すように、信号発生器３００の実施態様において発振器３４０として使用される。適切なスイッチング素子（ゲートなど）と組み合わせて、発振器３４２は信号発生器３００の別の実施態様においてバースト発生器３３０として使用することもできる。
発振器３４２は、選択可能遅延線４７０を含んでおり、これが異なる期間の遅延を導入する。そのような遅延線は、アナログ遅延要素（インダクタ、ＲＣネットワーク、長い伝送回線など）および／またはデジタル遅延要素（インバータおよび／または他の論理素子またはゲートなど）を含むことができる。共通論理回路３７０は、各選択可能遅延線４７０の出力端子に結合されている。共通論理回路３７０は、１つまたは複数の論理ゲートを含み、その入力の１つにおける状態遷移に従ってその出力信号の状態を変更し、特定の回路の構成に応じて受信した状態遷移を反転することも反転しないこともある。各選択可能遅延線４７０は、任意の期間中に共通論理回路３７０からの出力信号を１つの選択可能遅延線だけが受け取るように、周波数制御信号Ｓ３２０を介して選択可能である。一部の実施態様において、発振器出力信号Ｓ４０２をロードに接続する前に発振器３４２の出力をバッファに入れることが望ましい。
一部の実施態様において、選択可能遅延線４７０は、共通論理回路３７０に選択可能遅延線を結合するパスの部分を含んでおり、そのような部分の長さおよび／または特性は望ましい伝搬遅延または他の効果を導入するように設計されている。他の実施態様において、そのようなパスによって導入された遅延（および／または遅延線間の遅延差）は、無視できるほど小さいと見なされる。
制御回路または素子（発振器制御論理３６０など）は、周波数制御信号Ｓ３２０を提供して発振器の出力の周波数を制御する。たとえば、周波数制御信号Ｓ３２０は、特定の周波数帯域を占有するバーストを示すｎタプルの関数である。発振器３４２の少なくともいくつかの実施態様では、発振器出力信号Ｓ４０２の周波数は、発振器のすべてのサイクルにおいて変更される。
図３４は、発振器３４２の実施態様３４４を示すブロック図である。各選択可能遅延線４７２は、反転セレクタ部分２８２（ＮＯＲゲートなど）と、偶数の直列のインバータを備える遅延部分２９２を含んでいる。共通論理回路３７２は、非反転のセレクタ（ＯＲゲートなど）である。この場合、周波数制御信号Ｓ３２２の線はアクティブＬＯＷである。
図３５は、発振器３４２の実施態様３４６を示すブロック図である。各選択可能遅延線４７４は、非反転セレクタ部分２８４（ＡＮＤゲートなど）と、偶数の直列のインバータを備える遅延部分２９２を含んでいる。共通論理回路３７４は、反転のセレクタ（ＮＯＲゲートなど）である。この場合、周波数制御信号Ｓ３２４の線はアクティブＨＩＧＨである。
発振器３４２には、各選択可能遅延線が直列の奇数のインバータを備えるチェーンを含む構成など、他に多くの構成が可能である。たとえば、図３６では、遅延部分２９４を備える選択可能遅延線４７６を含むそのような構成３４８を示している（この場合、周波数制御信号Ｓ３２２の線はアクティブＬＯＷである）。発振器３４２の実施態様における最短パスは３つの反転しか含まず、最長パスは任意の大きい奇数の反転を含む。さらに、発振器３４２の実施態様における異なる選択可能遅延の数は任意に大きくすることができる。
図３７は、共通論理回路３７０の実施態様３７８がＮＡＮＤゲートおよびインバータを含む発振器３４２の実施態様３５０を示すブロック図である。この例において、各選択可能遅延線４７８は、セレクタ部分２８６（ＮＡＮＤゲートなど）と、汎用（アナログおよび／またはデジタルなど）遅延線を含む遅延部分２９２を含む。
発振器３４２のいくつかの実施態様において、１つまたは複数の遅延パスがさらに選択可能である。たとえば、図３８は、遅延パスの１つが２つの個別の選択可能遅延線４７０を含む発振器３４２の実施態様３５２を示している。
本明細書で説明される発振器３４２の実施態様に基づく発振器はさらに、複数のバーストを同時に生成し、そのようなバーストがそれぞれ異なる周波数帯域を占有する発振器も含んでいる。
発振器の周波数は、時間の経過と共に変化する。たとえば、発振器３４２の遅延線によって導入された遅延は、場合によっては温度または電圧などの環境要因により、あるいは経年変化または装置間の差異により変化する。こうした変動は、たとえば望ましい発振器周波数を維持するためにも、補正することが望ましい。
図３９は、選択可能調整可能遅延線４９０を含む発振器３４２の実施態様３５６を示している。各選択可能調整可能遅延線４９０は、たとえば特許文献１から３のいずれかに説明されている制御可能遅延素子を含むこともできる。補正回路４９５は、選択可能調整可能遅延線４９０の少なくとも１つの遅延期間を制御する。
図４０は、補正回路４９５の実施態様４９６を含む発振器３４２の実施態様３５８を示すブロック図である。Ｄｉｖｉｄｅ−ｂｙ−Ｎ回路３８０は、発振器出力の周波数を、参照周波数発振器３８２の周波数と合うように調整する。位相同期ループ（またはデジタル固定ループ）３８４は、２つの周波数を比較し、これらの間の周波数または位相の差異に従って信号（電圧など）を出力する。１つまたは複数のデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）および／または制御可能電圧参照３８６は、デジタル差信号をアナログ信号に変換して、１つまたは複数の調整可能遅延線４９２の特性を制御するために含まれている。ＤＡＣまたは制御可能参照は、１つの遅延線に専用にすることも、複数の遅延線を制御することもできる。ＤＡＣまたは制御可能参照はさらに、差信号をサンプリングして後続の補正操作まで保持する役割も果たす。もう１つの実施態様において、１つまたは複数の調整可能遅延線がデジタル方式で制御される。
図４１は、補正回路４９５の代替実施態様４９８を含む発振器３４２の実施態様３５９を示すブロック図である。この回路は、調整可能遅延線４９２と同じ方法で環境的変化に反応するように作成された追加遅延線３８８を含んでいる。調整可能遅延線は、追加遅延線３８８の周波数または位相エラーに従って制御される。
図４２は、たとえば本明細書に説明する多くの適用などで、発振器３４２の代わりに使用することができる発振器３４０の実施態様３５４を示すブロック図である。この実施態様において、マルチプレクサ２９０が周波数制御信号Ｓ３２０の実施態様Ｓ３２８に適用されて各種遅延線４８０の選択を提供しており、これは（たとえば本明細書に記載の補正回路によって）調整可能であるが、セレクタ部分に含める必要はない。
一部の適用において、発振器３４０を連続的に稼働することが許容される。他の適用においては、伝送前の短期間だけ発振器３４０（または、補正回路などその一部）に電源を入れるなどして、電力消費量を低減することが望ましい。
発振器３４２の一部の実施態様において、発振器出力信号は、複数の場所において信号送出のために分岐される。たとえば、分岐は、すべての信号が結合される接点において発生する可能性も、また信号が後に結合されるかどうかに関わりなく各信号の接点の外部に発生する可能性もある。
図４３は、発振器３４２の実施態様３５９１を示すブロック図である。すべての遅延線が（この例では、周波数制御信号Ｓ３２０のすべての線をＨＩＧＨに保持することにより）使用不可になっている場合、共通論理回路３７６内の発振器部分（ここでは、ゲート７１０、７２０、および７３０）は、自由に稼働するように設定される（この例では、発振器ゲート制御信号Ｓ３２９の両方の線がＨＩＧＨ）。信号送出が望ましい場合は、周波数制御信号Ｓ３２０が望ましい遅延線を選択して、発振器ゲート制御信号Ｓ３２９の両方の線がＬＯＷに設定され、選択された遅延線および出力ゲート７４０を含む回路を形成して、望ましい周波数で発振する。発振器ゲート制御信号Ｓ３２９の線は、個々にタイミングがとられるか、または１つの線が使用される。同様に、発振器ゲート制御信号Ｓ３２９の線は、周波数制御信号Ｓ３２０にリンクされるか（たとえばタイミングを提供したり、発生元になる）、または（たとえば、ゲート設定および保持時間などの要因と、スプリアス出力を防ぐなどの懸念に応じて）個々にタイミングがとられている。発振器３５９１のような構成は、自由継続の発振器部分を出力から（たとえば信号ランチャから）分離することで発振器起動時間により過渡事象を低減して、この発振器部分がバースト間に継続的に稼働するか、または信号が送出される前に起動されるようになっている。
一部の適用においては、発振器３６０の出力をフィルタ処理する（たとえば不要な高調波を削除する）ことが望ましい。適切なフィルタの例としては、空洞フィルタ、表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ、離散フィルタ、伝送線フィルタ、および／または他のＥＦフィルタ技法があげられる。
前述の発振器３６０の実施態様は、ＥＣＬ、ＰＥＣＬ、ＣＭＯＳ、またはＢｉＣＭＯＳなどの１つまたは複数の周知の技法およびＳｉＧｅ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮ、「歪みシリコン（ｓｔｒａｉｎｅｄ ｓｉｌｉｃｏｎ）」などの素材を使用し、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）に製造することができる。
図４４は、本発明の実施例に夜受信機４００を示している。信号検出器４１０は、（たとえば振幅および／またはフィルタ処理後に）受信した信号を受信し、一連の順序付きｎタプルを出力する。デコーダ４２１は、一連の順序付きｎタプルを受信し、対応するデータ値の順序付きセットを出力する。デコーダ４２１はさらに、一連のｎタプルにデジタル信号処理操作（フィルタリング操作など）も行う。
図４５は、信号検出器４１０で使用するのに適したバースト検出器４３０を示すブロック図を示している。フィルタ４４０（帯域通過フィルタなど）は、特定の周波数帯域内のエネルギーを通過させる。エッジ検出器４５５は、対応する周波数帯域内で受信された信号の立ち上がりを検出する。信号検出器４１０は、各々が異なる周波数帯域でバーストを検出するように構成された複数のバースト検出器の並列配置を含むこともできる。
図４６は、エッジ検出器４５５の実施態様４５５ａを示すブロック図である。この例において、エンベロープ検出器５１０は、二乗検波素子である。たとえば、高周波数用途では、エンベロープ検出器５１０はトンネリングダイオードまたは同様の素子である。エンベロープ検出器５１０のベースバンド出力は、（たとえばベースバンド増幅器５２０によって）増幅され、（たとえばアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）５３０によって）デジタル化される。
その最も簡単な形において、ベースバンド信号のデジタル化は、信号と参照電圧（しきい値など）との比較によって行われる。たとえば、図４７は、比較器５４０を含むそのようなＡＤＣ５３２を示すブロック図である。特定の用途に応じて、他の適切なＡＤＣは、マルチビット並列エンコーディング（フラッシュ）、逐次近似、デュアルスロープ、デジタルランプ、デルタシグマ変調、その他の構成を含むことができる。
図４８は、信号検出器４１０の実施態様４１２を含む受信機４００の実施態様４０１を示している。信号方式は、アンテナ５９０で受信され、信号検出器４１２に結合される。オプションで、受信された信号方式は、処理回路に転送される前に（たとえばＬＮＡ５５０によって）増幅することもできる。この信号検出器４１２は、デコーダ４２１に出力が結合されているバースト検出器４３２の実施態様４３２の並列配置を含んでいる。各バースト検出器４３２は、フィルタ４４０およびエッジ検出器４５５を含んでいる。例に示されているように、バースト検出器４３２は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）など他の処理ブロックを含むこともできる。特定の実施態様に応じて、１つまたは複数の増幅器（ＬＮＡ５５０、５６０および５７０など）はオプションになることに留意されたい。
図４９は、エッジ検出器４５５のもう１つの実施態様４５５ｂを示すブロック図を示している。この例において、相関器６１０はフィルタ処理された信号を受信し、それをテンプレートに相関させて対応するベースバンド信号を生成し、それが（たとえばベースバンド増幅器５２０によって）増幅され（たとえばＡＤＣ５３０によって）デジタル化される。
図５０は、信号検出器４１０の実施態様４１４を含む受信機４００の実施態様４０２を示している。この信号検出器は、各々が異なるテンプレートをその入力信号に適用する相関器６１０を含むバースト検出器４３０の実施態様４３４の並列配置を含んでいる。この場合、各バースト検出器４３４はさらに、フィルタとしての役割を果たす相関器６１０の上流にＬＮＡ５６０も含んでいる。また、この場合、ベースバンド増幅器５２０は、相関器６１０およびＡＤＣ５３０の間に配置される。この場合も同様に、特定の実施態様に応じて、１つまたは複数の増幅器（ＬＮＡ５５０、５６０および５７０など）はオプションになることに留意されたい。
ＡＤＣの作動速度の増加に応じて、受信信号を直接サンプリングして、これをデジタル化後にフィルタ処理することも検討される。そのような受信機の１つが、図５１に示されている。信号方式はアンテナ５９０において受信され、（たとえばＬＮＡ５５０において）オプションで増幅され、ＡＤＣ５３０においてデジタルに変換され、デコーダ４２１に転送される。そのような１つの実施態様において、デジタル化出力は、各周波数帯域での時間に対するアクティビティを判別するために（デコーダ４２１によって）フィルタ処理される。もう１つの実施態様において、逐次高速フーリエ変換が、デジタル化出力に適時実行され、結果として生じたスペクトル情報からそれぞれ個別の周波数帯域におけるアクティビティが判別される。
信号を異なるスペクトルの部分に分割して、各部分を別個にダウンコンバートすることも可能である。（たとえばミキサー６２０およびローカル発振器６３０を、周波数帯域ごとに異なる望ましい中間周波数に使用して）ダウンコンバージョン後に、バーストがエッジ検出を使用して検出されるか、または信号がＡＤＣにより直接サンプリングされる。図５２は、エッジ検出器４５５を含む受信機４００の実施態様４０４を示すブロック図である。信号検出器のこの実施態様４１６ａにおいて、バースト検出器４３５は、（たとえばミキサー６２０およびローカル発振器６３０を使用して）ダウンコンバート前に信号を（たとえばオプションのＬＮＡ５６０により）増幅し（たとえばフィルタ４４０により）フィルタ処理する。次に信号は（たとえばフィルタ４４２によって）フィルタ処理され、オプションで（たとえばＬＮＡ５７０によって）増幅され、その後エッジ検出器４５５に転送される。図５３は、ＡＤＣを使用して各信号を直接サンプリングするバースト検出器４３６を含む信号検出器の実施態様４１６を含む受信機４００の実施態様４０５を示すブロック図である。この実施例において、各バースト検出器４３６は、オプションで（たとえばミキサー６２０およびローカル発振器６３０を使用して）信号を（たとえばオプションのＬＮＡ５６０により）増幅し（たとえばフィルタ４４０により）フィルタ処理してから、信号を（たとえばＡＤＣ５３０において）デジタルに変換する。
一部の適用において、受信された信号を、前述のような処理をさらに実行する前に（ローカル発振器信号と混合することにより）中間周波数にダウンコンバートすること、つまり信号検出器に入る処理の前に中間周波数に変換することが望ましい。たとえば、信号方式はアンテナ５９０で受信され、オプションで（たとえばＬＮＡ５５０により）必要に応じて増幅されて、信号検出器に入る前に（たとえばミキサー６２０およびローカル発振器６３０を使用して）中間周波数にダウンコンバートされる。受信された信号は、異なる周波数を持つバーストを含んでいるため、ダウンコンバータの出力は、異なる周波数のバーストに対して異なる中間周波数のものになる。図５４は、ダウンコンバートされた信号がエッジ検出４５５の前に別個の中間周波数に分割される受信機４００の１つのそのような実施態様４０６を示している。図５５は、ダウンコンバートされた信号が（たとえば相関器６１２ｂにおける）相関の前に（たとえばミキサー６２０およびローカル発振器６３０を使用して）別個の中間周波数に分割される、もう１つの実施態様を示している。図５６は、ダウンコンバートされフィルタ処理された信号が、図５１の実施例と同様に（つまり、ＡＤＣ５３０の前にミキサー６２０およびローカル発振器６３０）直接デジタル化されるさらにもう１つの実施態様を示している。
もう１つの実施例において、信号は、（たとえばミキサー６２０およびローカル発振器６３０によって）信号検出器に入る前に中間周波数にダウンコンバートされてから、さらに処理される前に信号検出器の個々のバースト検出器内で再び（たとえばミキサー６２０およびローカル発振器６３０ｂによって）ダウンコンバートされる。図５７は、信号検出器４１５ａのバースト検出器４３５内の第２のダウンコンバージョンおよびエッジ検出４５５ｂの前に、中間周波数信号が異なる周波数帯域に分割される受信機４００の実施態様４０９を示すブロック図である。図５８は、（信号検出器４１６ｂに入る前に変換され、バースト検出器４３６ｂ内でダウンコンバートされて）２度ダウンコンバートされた信号がデジタル化され（ＡＤＣ５３０において）フィルタ処理されるもう１つの実施態様４０９ａを示すブロック図である。一部の適用において、信号対雑音比の増加は（たとえば本明細書に記載の受信機構成と組み合わせて）受信した信号のゲート制御を実行することにより達成される。
本明細書に説明されている受信機の実施例のうち、いくつかの実施例に送出された信号方式を受信するためのアンテナ５９０が示されているが、送信方式および媒体によってはアンテナが必要ないことを理解されたい。そのような実施例においては、伝送方式および媒体による使用が了解されている適切な受信装置をアンテナ５９０の代わりに使用することができる。
前述の受信機の多くは、本発明のいくつかの実施例により送出された信号方式を適切に受信およびデコードするために使用され、追加情報を（たとえば図１３Ａから図１３Ｇに示されているような信号の）送出された信号にエンコードする、バーストに関するおよび／またはクラスタに関する追加または補足的変調により送出される信号方式を含む。
たとえば、いくつかの実施例によれば、図５０の受信機４０２は、１つまたは複数のバーストに関するおよびクラスタに関する追加変調（たとえば極性変調、振幅変調、および幅変調）を含む送出信号を受信するために使用される。受信機４０２において、受信された信号は、テンプレート波形に相関される。相関された信号は、追加変調情報（たとえば極性、振幅、および幅）および時間情報を含み、デコーダ４２１はこの情報を使用して受信した波形からデータを再構築する。テンプレートは格納された波形であっても、または伝送されたストリーム内の参照されるバーストまたはバーストのクラスタからのものであっても、あるいは受信前のある期間に伝送されたものでもよい。伝送された参照を使用することは有利であるが、これは参照がデータ共に移動し、データと同じ歪みを経ているためで、タイミング、周波数、および追加情報（極性、振幅および幅など）を復号することが容易になる。送信機が送出するさまざまなバーストを相関するために、各バースト検出器４３４の各相関器６１０に対するテンプレートは異なっている。さらに、受信機には、前述のように（たとえば、信号検出器４１４に入る前、および／またはバースト検出器４３４内で）周波数ダウンコンバージョンを組み込み、低コストの低周波のコンポーネントを使用することができる。
もう１つの例において、いくつかの実施例により、図４８の受信機４０１は、１つまたは複数のバーストに関する、およびクラスタに関する追加変調（振幅変調、極性変調および幅変調など）を含む信号方式を受信するために使用することができる。受信された信号は、必要に応じてＬＮＡ５６０を介してオプションで増幅され、フィルタ４４０のバンクに適用される。フィルタ４４０は、対象の帯域内の信号エネルギーを選別する。フィルタ処理された信号は、エッジ検出４５５の前に必要に応じて（たとえばＬＮＡ５７０によって）増幅される。エッジ検出４５５は、対応する周波数帯域内で受信した信号の立ち上がりを検出する。エッジ検出４５５はまた、受信した信号の極性を検出するように構成することもできる。信号は、追加情報（振幅、極性および／幅など）および時間情報を含み、デコーダ４２１はこの情報を使用して受信した波形からデータを再構築する（たとえば、デコーダが、対応するデータに変換するためにどの記号（一連の順序付きｎタプル）が受信されたかを判別する）。伝搬チャネルの特性が時間と共に変化してエラーをまねくことがあるため、絶対振幅および／または幅を検出器で使用してバーストに含まれるデータを再構築することは困難になる。あらかじめ決められた振幅／幅のしきい値を持つことの代替としては、参照バーストまたはバーストのクラスタと比較したバーストの振幅／幅を備えることがあげられる。この参照は、伝送されたストリーム内の別個のバーストまたはバーストのクラスタ、あるいは単にもう１つのバーストまたはバーストのクラスタであってよい。あるいは、情報は、別個の周波数バーストの相対振幅／幅でエンコードされてよい。さらに、受信機には、周波数ダウンコンバージョンを組み込み、低コストの低周波のコンポーネントを使用することができる。
もう１つの例において、いくつかの実施例により、図５１の受信機４０１は、１つまたは複数のバーストに関する、およびクラスタに関する追加変調（振幅変調、極性変調および幅変調など）を含む信号方式を受信するために使用することができる。これらの変形において、受信された信号は、必要に応じてＬＮＡ５５０によりオプションで増幅され、ＡＤＣ５３０を介してデジタル化され、デコーダ４２１によってデジタル領域にデコードされる。この実施例において、デコーダは、極性、振幅および幅などの追加情報の変調を備える送出バーストのさまざまなデジタル表現を認識してデコードするように構成される。この場合も同様に、参照バーストまたはバーストのクラスタは、伝送されたストリームに採用されるか、または受信前に伝送されて受信したバーストの特性の判別に役立てられる。さらに、受信機には、周波数ダウンコンバージョンを組み込み、低コストの低周波のコンポーネントを使用することができる。
前述の受信機は、バーストに関する、および／またはクラスタに関する追加変調を含む信号方式を受信して検出するために使用されることに留意されたい。
これらの受信機の実施態様では、エンコードの方法を使用して、バーストのクラスタ定義済み参照の必要をなくすことができる。エンコードは、バーストのクラスタ内の周波数バーストの相対極性、振幅または幅を使用するか、または連続するバーストのクラスタ間で差動極性、振幅または幅を使用して行うことができる。
偏波情報などの追加変調情報を送出クラスタに採用してさらに情報をエンコードする他の実施態様において、前述の受信機の変形について説明する。そのような信号方式の例は、図１３Ｅおよび図１３Ｆに示されている。図６０は、バーストに関する、および／またはクラスタに関する偏波変調を含む信号方式を受信するための受信機４０９ｂの例を示している。受信機４０９ｂは、複数のアンテナ５９１および５９２、オプションの低雑音増幅器（ＬＮＡ５５０）、複数の信号検出器４１８ａおよび４１８ｂ（各信号検出器は複数のバースト検出器４３２ａおよび４３２ｂを含む）、およびデコーダ４２６を備えている。各信号検出器４１８ａおよび４１８ｂのバースト検出器４３４は、ＬＮＡ５６０（必要に応じて）、帯域通過フィルタ６１１、ＬＮＡ５６０（必要に応じて）、およびエンベロープ検出器（ＥＤ）５６１を備えている。アンテナ５９１および５９２はそれぞれ、（たとえばアンテナ５９１および５９２は相互に直交など）指定された異なる偏波を有する信号方式を受信する。受信された信号は、必要に応じて第１のＬＮＡ５６０を介して増幅され、フィルタのバンクに適用される。フィルタ６６１は、対象の帯域内の信号エネルギーを選別する。フィルタ処理された信号は、必要に応じて（たとえばＬＮＡ５６０によって）増幅される。信号は時間情報を含み、他の偏波信号検出器と共に、デコーダ４２６はこの情報を使用して受信した波形からデータを再構築する。伝搬チャネルの特性が時間と共に変化してエラーをまねくことがあるため、絶対偏波を検出器で使用してバーストに含まれるデータを再構築することは困難になる。あらかじめ決められた偏波を持つことの代替としては、参照バーストまたはバーストのクラスタと比較したバーストの偏波を備えることがあげられる。この参照は、伝送されたストリーム内の別個のバーストまたはバーストのクラスタ、あるいは単にもう１つのバーストまたはバーストのクラスタとなる。あるいは、情報は、別個の周波数バーストの相対偏波でエンコードされる。さらに、受信機には、前述のものと同様の周波数ダウンコンバージョンを（たとえば、信号検出器４１８ａおよび４１８ｂの前に、および／またはバースト検出器４３２ａおよび４３２ｂ内に）組み込み、低コストの低周波のコンポーネントを使用することができる。２つのパスが示されているが、つまり、２つの別個に偏波されたアンテナ５９１および５９１が別個のバースト検出器４３２ａおよび４３２ｂのセットにそれぞれ結合されているが、さらに偏波の変形を加えるために追加のアンテナおよび信号検出器のセットを実装することができる。
図６１は、受信機４０９ｃが、フィルタ６１１およびエンベロープ検出器５６１ではなく相関器６１０を使用して実装されるバースト検出器４３４ａおよび４３４ｂを含む信号検出器４１７ａおよび４１７ｂを含む図６０の受信機の変形を示している。核相関器６１０は、受信した波形と相関させるために所定のテンプレートを格納する。相関信号は、時間情報を含み、他の偏波信号検出器と共に、デコーダ４２７はこの情報を使用して受信した波形からデータを再構築する。テンプレートは格納された波形であっても、または伝送されたストリーム内の参照されるバーストまたはバーストのクラスタからのものであっても、あるいは受信前のある期間に伝送されたものでもよい。伝送された参照を使用することは有利であるが、これは参照がデータ共に移動し、データと同じ歪みを経ているためで、タイミング、周波数、および偏波情報を復号することが容易になる。さらに、受信機には、（たとえば、信号検出器４１７ａおよび４１７ｂに入る前、および／またはバースト検出器４３４内で）周波数ダウンコンバージョンを組み込み、低コストの低周波のコンポーネントを使用することができる。
もう１つの実施例において、図６２の受信機４０９ｄは、バーストに関するまたはクラスタに関する極性変調を含む信号方式を受信してデコードするために使用される。この実施例において、信号は、水平および垂直直線偏波または右および左円偏波などの直交アンテナ５９１および５９２によって受信される。各アンテナは、図５１の受信機と類似する単一パスである、デコーダ４２８への独立した信号パスを提供する。各パスにおいて、受信された信号は、必要に応じてＬＮＡ５５０によって増幅され、ＡＤＣ５３０を介してデジタル化され、デコーダ４２８によってデジタル領域にデコードされる。この実施例において、デコーダ４２８は、追加偏波変調を備える送出バーストのさまざまなデジタル表現を認識してデコードするように構成される。この場合も同様に、参照バーストまたはバーストのクラスタは、伝送されたストリームに採用されるか、または受信前に伝送されて受信したバーストの特性の判別に役立てられる。さらに、受信機には、周波数ダウンコンバージョンを組み込み、低コストの低周波のコンポーネントを使用することができる。
図６０から図６２の受信機は、バーストに関する、および／またはクラスタに関する追加偏波変調を含む信号方式を受信して検出するために使用されることに留意されたい。
この開示全体を通じて、受信側で増幅器を使用することが、主に低雑音増幅器（ＬＮＡ）を使用する図で示されている。また、可変ゲイン増幅器（ＶＧＡ）、ｒｆ増幅器、および制限増幅器など、低雑音増幅器以外の種類の増幅器を使用することも同様に有効である。
一部の適用において、本明細書に説明されているように、受信機が１つまたは複数のクラスタにタイムスタンプを適用して、クラスタの順序および／または到着時間を記録することが望ましい。たとえば、そのような情報は、受信した記号のデコード中に適用するか、またはマルチパスインターフェイスを克服するために適用される。クラスタ間の相対的な時間に関する情報は、空のクラスタを検出するためにも使用される（そのような技法は空タイムスロットを検出するためにタイムスロットスケールでも適用される）。到着の順序のみを記録する場合、タイムスタンプは、記録されたイベントごとに（たとえばクラスタの到着）状態が更新（たとえば増分）されるカウンタを使用して生成される。到着時間を記録する場合、タイムスタンプは、クロック（たとえば状態が発振器に従って更新されるカウンタ）を使用して生成される。イベント間の相対測定の場合は、そのようなクロックを参照に同期させることも、あるいはクロックの初期状態を考慮する必要もない。
本明細書に開示されているデータ転送のための技法の少なくとも一部は、非常にスケーラブルな実施態様に組み込むことができる。たとえば、そのような技法は、コンテンツおよび／または制御データの伝送用のケーブルを無線に置き換える場合に適用される。ローエンドの用途において、この技法は、コンピュータをコンピュータマウス、キーボード、またはハンドヘルドゲームコントローラなどの低コスト、低データ転送速度の周辺機器を接続するケーブル（ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ケーブルなど）を置き換えるために実施される。ミッドレンジの用途においては、この技法は、コンピュータからモニタにビデオ情報を搬送するケーブルを置き換えるために使用される。ハイエンドの用途においては、この技法は、ハイファイのビデオおよびオーディオ情報（たとえば受信機、セットトップボックス、またはＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）プレーヤからの）をハイビジョンテレビの画面およびオーディオシステムに搬送する１つまたは複数のケーブルを置き換えるように調整される。
前述のものとはコストおよびパフォーマンスの要件で異なる他の用途には、無線コンピュータネットワーキング、オーディオデータの無線送信（たとえば、１つまたは複数のデータストリームおよび／またはファイル、およびサンプリングされる（ＷＡＶなど）および／または圧縮される（ＭＰ３など）形式）、イメージデータの無線通信（たとえば、１つまたは複数のＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサを含むデジタルカメラまたは他の装置から、および圧縮されていないまたは圧縮された（ＪＰＥＧ、ＪＰＥＧ２０００、ＰＮＧなど）形式）、およびイーサネット（登録商標）、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、Ｓ−ｖｉｄｅｏ、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ、およびＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ）のような形式またはプロトコルを送信するケーブルの無線への置き換えが含まれる。
多くのオフィスおよび一般向けエンターテイメント用途に加えて、そのようなケーブルの代替は、産業界および家庭において（自動調温制御など）、自動車その他車両において、航空機用途において（制御システム用および乗客電子メールなどのネットワーキングアプリケーションのサポートなど）システムを制御するために適用される。したがって、本明細書に開示されているデータ転送のためのシステム、方法、および装置は、幅広いさまざまな待ち時間、パフォーマンス、およびコストの要件に適するように実施することができる。
既存の無線データ転送の方法を使用する場合に生じる１つの問題は、リアルタイムビデオ表示のような要求の厳しい用途に対するデータ転送速度または待ち時間の要件をサポートできない（不十分なデータスループットレートなど）ことである。前述のように、本明細書に開示されているデータ転送のシステム、方法、および装置は、非常に高速でデータを転送するように実施することができる。そのような用途において、セットトップボックスは、ビデオ信号をテレビジョンディスプレイ（フラットパネルディスプレイなど）に無線で送信するために使用される、本明細書に開示されているデータ転送の装置を含んでいる。そのような用途における非常に高速データ転送速度から実現される１つの利点は、表示された画像をバッファに入れて保持する必要のある低データ転送速度のシステムに生じがちな遅れを経て更新するのではなく、表示された画像を（たとえばユーザがチャネルを変更するのに応じて）リアルタイムで更新する能力である。
信号源の識別メカニズムは、本明細書に開示されているデータ転送のためのシステム、方法、および装置内で、ネットワーキングアプリケーションをサポートするために適用することができる。シリアル番号などの識別子は（製造時またはインストール時などに）送信機またはトランシーバにハードコードされるか、あるいは識別子は使用中にアプリケーションによって割り当てまたは更新される。識別子は、他の転送されるデータと同様の方法で（たとえばプロトコルまたは他の高位層抽象化で）伝送されるか、あるいは識別子は論理チャネル化および／または未使用記号状態など、本明細書に説明されている機能を使用することにより物理層内で他のデータから区別される。ソース識別が有用となる通信アプリケーションには、ピコネット、メッシュネットワーク、マルチホップネットワーク（リピータを含む）内の通信の方向付け、工業および軍事用分散センサネットワーク、暗号化および他の機密保護通信、およびデータソース（コンピュータまたはＰＤＡなど）と周辺機器（プリンタなど）の間の選択的または専用の通信が含まれる。
本明細書に開示されているデータ転送のためのシステム、方法、および装置の用途には、場所および位置の判別のタスクが含まれる。これらのタスクは、測距および三角測量を含む。測距信号は、バースト、さまざまな周波数および／またはさまざまな時間におけるバーストのストリーム、あるいはクラスタまたはクラスタのグループを含んでいる。極めて短いバースト（１ナノ秒以下の継続期間など）を持つ超広帯域信号は、短いバーストが高い空間分解能（たとえば１センチメートルの程度まで）に（理想的な条件下のもとで）対応するため、特にそのような用途に適している。より優れた空間分解能は、測距信号を（少ない周波数帯域よりもむしろ大きい周波数帯域上のバーストを含む）幅広い周波数範囲にわたり伝送することによっても達成される。特に、他の送信機などの潜在的な干渉が含まれる環境において、測距信号が（前述のように）信号源識別情報を含むことが望ましい。
測距操作の１つの例において、第１のトランシーバは測距信号を送信する。第２のトランシーバは、信号を検出して応答（たとえば、第２のトランシーバの場所などの情報を含む測距信号）を送信する。第１のトランシーバは、応答を検出し、往復飛行時間を記録し、周知の待ち時間値（回路内の伝搬時間など）を削除し、２で除算して双方向のコンポーネントを削除し、光の速さで除算して２つのトランシーバ間の距離を判別する。次に、三角測量（または三辺測量）操作は、（第１のトランシーバおよび周知の場所を持つ少なくとも３つの他のトランシーバとの間の）少なくとも３つのそのような測距操作から得られた距離を組み合わせて第１のトランシーバの場所を判別することにより行われる。
測距操作のもう１つの例において、第１の送信機は、３つ以上の受信機によって受信される測距信号を送信する。各受信機における信号の到着時間は、処理装置に（たとえばネットワーク経由で）送信され、そこで三角測量（または三辺測量）操作にさまざまな到着時間と、対応する受信機の場所が組み合わされて送信機の場所を判別する。この場合、受信機が共通クロックと同期を取ることが望ましい。
前述の測距操作の変形において、測距信号は、信号源識別子を含む。各受信機は、到着時間に従って受信した測距信号にタイムスタンプを取り、タイムスタンプ付きの（ソース識別子を含む）信号を処理装置に送信する。そのような技法が、複数送信機の場所および位置をサポートするために使用される。送信機の場所および位置の判別はまた、処理装置が送信機からいくつかのホップが削除されているようなマルチホップネットワーク内でも行われる。
本明細書に開示されているデータ転送のシステム、装置、および方法の少なくとも一部は、センサネットワークに適用することができる。そのようなネットワークにおいて、可能な最大数のセンサが領域にわたって配置され、感知されたデータが（おそらくはマルチホップを介して中継され）処理装置に返される。各センサは、ガス濃度、１つまたは複数の周波数または範囲における放射レベル（荷電粒子、Ｘ線、可視光線、赤外線など）、温度、圧力、音、振動などの環境的条件を感知するように構成される。センサは、感知された条件に関するデータをアナログからデジタルに変換するためのアナログデジタル変換器を含むこともできる。
本明細書に説明されているセンサネットワークは、施設内の温度監視、侵入警報システム、または区域のアクティビティのリモート監視（軍用など）に使用することができる。収集された感知データからネットワークの状態を計算する処理装置は、それに応じて動作するか、または状態情報を他の装置に搬送する。
さらに、本明細書に説明されているデータ転送のための方法および装置の使用には、極めて低いコスト、干渉および／またはマルチパスに対する堅牢性、傍受および／または検知される可能性が低こと、および／またはセンサアプリケーション（ネットワークまたはピアツーピアなど）が要求される用途も含むことができる。たとえば、低コストのセンサにより、商業、工業、軍事用途向けのタグ付けまたは分散フィードバックシステムの幅広い展開が可能になる。干渉およびマルチパスの堅牢性は、（意図的または過失による）妨害電波および／または反射が発生しうるような産業界の設置および軍用のシナリオに展開する場合に特に有用である。傍受される可能性が低いこと（特殊記号コードの実装および低放射レベルでの可能な操作の両面において）および検出される可能性が低いことは、軍用または機密用途の重要な構成要素である。
図６３から図７３は、さらにエンコーダおよびデコーダの実施例を示している。図６３は、本発明の１つの実施例によるマルチバンド送信機２０００を示すブロック図である。これは、データ信号２０１０を経てデータソースに結合され、１つまたは複数のバースト発生器２０４０ａから２０４０ｎに結合されている、トリガー発生器２０２０を備えている。バースト発生器は、特定の周波数帯域（超広域バーストなど）でバーストを放出するように構成され、加算器２０５０に接続されている。加算器の出力は、オプションの電力増幅器２０６０の入力に結合されている。電力増幅器２０６０はさらに、アンテナ２０７０に接続されている。
この実施例において、トリガー発生器２０２０は、データ信号２０１０を受信し、受信したデータを一連のトリガー信号２０３０ａから２０３０ｎにエンコードする。これが、エンコードされたデータ信号に基づく時間にバースト発生器２０４０ａから２０４０ｎを作動させる。このようにして、前述の実施例とは対照的に、エンコーダはトリガー発生器の内部に実装される。バースト発生器２０４０は作動状態になると、その特定の周波数帯域のバーストを放出する。加算器２０５０は、バースト発生器の出力を電力増幅器２０６０によって増幅されアンテナ４７０を経て送出された信号と結合する。一部の実施例において、バースト発生器は、シングルビットのトリガー信号によって作動される。他の実施例においては、バースト発生器はマルチビットのトリガー信号によって作動される。
図５は、本発明の１つの実施例によるマルチバンド受信機２１００を示すブロック図である。これは、入力がアンテナ２１１０に結合され、出力が１つまたは複数のバースト検出器２１３０ａから２１３０ｎに接続されている低雑音増幅器（ＬＮＡ）２１２０を備えている。バースト検出器２１３０ａから２１３０ｎは、検出器信号２１４０ａから２１４０ｎを経て信号検出器２１５０の入力に接続されている。
バーストを検出すると、バースト検出器２１３０ａから２１３０ｎは、接続されている信号検出器２１５０にその周波数帯域でバーストの検出を信号で知らせる。信号デコーダ２１５０は、クラスタを構成する一連の検出されたバーストを、データ信号２１６０を経てデータ受信側に伝達されるデータ信号にデコードする。
１つの実施例において、バースト検出器２１３０ａから２１３０ｎは、検出器信号２１４０ａから２１４０ｎを経てバーストの有無を伝達するように構成されるが、これは検出器信号２１４０ａから２１４０ｎにおいてシングルビットの情報で表される。もう１つの実施例において、バースト検出器２１３０ａから２１３０ｎは、その振幅、その極性、または当技術分野で周知の他の特性など、検出されたバーストの他のおよび／または追加の特性を伝達するように構成され、それは検出信号２１４０ａから２１４０ｎを経て信号デコーダ２１５０に伝達される情報の１つまたは複数のビットによって表される。バースト検出器は、本明細書全体を通じて説明されているようなものである。
本明細書に説明されている発明のいくつかの実施例は、一般に、トリガー発生器２０２０とバースト発生器２０４０との間およびバースト検出器２１３０と信号検出器２１５０との間でシングルビットの情報が交換されることを前提としている。本明細書に説明されている一般原則は、交換される情報が複数ビットの情報で構成される場合と同様の方法で適用されることを、当業者であれば容易に理解するであろう。一般性を失うことなく、以下の説明では、指示子ｎをバースト発生器の数およびバースト検出器の数を参照するために使用する。指示子ｐは、クラスタあたりのタイムスロットの最大数を示すために使用され、指示子ｍは送信機に入るデータ信号のビット数、および受信機を出るデータ信号のビット数を示している。
図６５を参照すると、エンコーダ２２２０、各周波数帯域のシフトレジスタ（２２３０ａから２２３０ｎ）、およびコントローラ２２５０を備えるトリガー発生器２２００の実施例が示されている。エンコーダ２２２０は、入力データ２２１０を、シフトレジスタ２２３０ａから２２３０ｎのシリアル出力に接続されているｎ個のバースト発生器の操作を制御する制御信号のセットにエンコードする。コントローラ２２５０によるロード信号のアサート時に、シフトレジスタ２２３０ａから２２３０ｎは制御信号のセット（ｄｉｋ）をロードされる。次に、シフトレジスタ２２３０ａから２２３０ｎのシリアル出力は、連続するクロックサイクル中にレジスタの内容をシフトすることによって、各タイムスロット中にバースト発生器を制御する。シフトレジスタのシリアル出力は、接続されたバースト発生器をオンまたはオフにする単一の信号を備えているか、または接続されたバースト発生器を、その位相および／または振幅あるいはバースト発生器の他の特性を判別するなどの方法でさらに制御する複数の信号を備えている。クラスタを送信した後、シフトレジスタ出力は、新たに次のクラスタがロードされるまで接続されているバースト発生器の動作を停止させるように構成される。これは、バースト発生器の動作を停止させる０などの定数値をシフトインするか、またはシフトレジスタの長さを１段増やしてバースト発生器の動作を停止させる終端値をロードすることによって達成される。コントローラ２２５０は、ロード信号をアサートおよびディアサートすることによって、またクロックパルスを適時シフトレジスタに提供することにより、クラスタの放出を制御する。
データを送信するために、データ入力信号２２１０はエンコーダ２２２０の入力（ｘａ．．ｘｍ）に供給され、制御ブロック２２５０のイネーブル信号がアサートされる。次にエンコーダ２２２０は、入力をバースト発生器制御信号（ｄａａ．．ｄｐｎ）のセットにエンコードする。制御信号ｄｉｋは、シフトレジスタｋにロードされ、タイムスロットｉ中にバースト発生器ｋを制御する。バースト発生器に応じてｄｉｋは、シングルビットで構成され、バースト生成を作動および停止するか、または複数ビットで構成され、たとえば生成される周波数バーストの振幅または極性を制御する。
図６５を参照すると、コントローラ２２５０は、シフトレジスタのロード／シフト信号およびタイムスロットの数によって指定される必要なサイクルの数のタイムスロットクロックを生成する。シフトレジスタ２２３０ａから２２３０ｎに接続されているロード信号アサートし、クロックパルスを提供することにより、コントローラ２２５０は、シフトレジスタにエンコーダ２２２０の出力ｄａａからｄｐｎをロードさせる。制御信号ｄａａからｄａｎは、シフトレジスタ２２３０ａから２２３０ｎのシリアル出力において先に出力され、第１のタイムスロット中にバースト発生器を制御する。シフトレジスタをロードした後、コントローラ２２５０はロード信号をディアサートし、シフトレジスタ２２３０ａから２２３０ｎがコントローラ２２５０からクロックパルスを受信するとロードされたデータをシフトするようにさせる。次にコントローラは、ｐ−１対かクロックパルスを生成して、シフトレジスタに格納されている残りの制御信号ｄｂａからｄｐｎをシフトアウトする。各クロックパルスは、新しいタイムスロットの開始にマークを付ける。
クロックパルスの提供によりシフトレジスタのシフトを制御することが１つの実施例に過ぎないことは、当業者には理解されよう。クロックパルスを連続的に提供しながら明示的なシフト信号を使用してシフトを制御する実施例など、他の実施例も同様に可能である。
エンコーダ２２２０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、またはデータ入力（ｘａからｘｍ）によってアドレス指定される電気的消去可能書き込み可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）などのプログラム可能ＲＯＭを使用して実装することができる。あるいは、エンコーダは、入力がデータ入力（ｘａからｘｍ）である論理ゲートの組み合わせとして（組み合わせ論理）、または当技術分野で周知の方法によって実装することができる。データ入力ビットの数（ｍ）は、選択されたエンコード方式、タイムスロットの数（ｐ）、周波数帯域の数（ｎ）と共に変化する。１つの実施例において出力ビットの数（ｄａａからｄｐｎ）は、ｐおよびｎの積である。
好ましい実施例において、エンコーダ２２２０は、操作中に再構成できるように実装される。たとえば、ＲＡＭを使用する実施例により送信機２２００は、異なるクラスタエンコード、数を減らしたバースト発生器、および／または数を減らしたタイムスロットを使用するように再構成することができる。これにより、送信機２２００は、たとえば干渉を受けやすい周波数帯域の使用を避けることによって、干渉に適応できるようになり、またさまざまな条件のもとにさまざまな時点でさまざまなデータ転送速度を提供することができるようになる。
コントローラ２２５０は、好ましくは、組み合わせ論理ゲートおよび状態レジスタを使用して有限状態マシンとして実装されるが、プロセッサおよびメモリなど当技術分野で周知の他の手段も同様に適用可能である。
図６６は、図６５のコントローラ２２５０を示す制御流れ図である。ブロック２２６０において、コントローラ２２５０はイネーブル入力がアサートされて図６５のデータ信号入力２２１０にデータ値があることを示すまで待機する。イネーブル入力がアサートされると、コントローラはブロック２２７０に進み、そこでロード出力をアサートし、シフトレジスタ２２３０ａから２２３０ｎがエンコーダ２２２０の出力をロードされるようにする。１クロックサイクルの後、ブロック２２８０においてロードフラグがディアサートされ、シフトレジスタをロードモードからシフトモードに切り替えさせ、コントローラはブロック２２９０に進み、そこでコントローラがｐ−１の追加クロックサイクルを送出する。クラスタが送信された後（ｐクロックサイクルの後）、コントローラはブロック２２６０に戻り、次のデータ値が送信されるまで待機する。
図６５のロード可能なシフトレジスタ２２３０ａから２２３０ｎは、当技術分野において周知のように実装される。図６７は、並列直列シフトレジスタ２３００の１つの可能な実施態様を示している。これはＤフリッププロップおよび先行のマルチプレクサのｐ個のペアで構成されている。シフトレジスタ２３００は、ロード信号をアサートしてクロックパルスを提供することによってロードされ、その後各Ｄフリップフロップはｐ入力の１つをロードされる。ロード信号をディアサートして後続のクロックパルスを提供することで、ロードされた値は右にシフトされ、０値が左端のＤフリップフロップに入る。
表１は、１つの実施例によるエンコード表の例を示している。この例で、値１を持つ制御ビットにより対応するバースト発生器が周波数バーストを放出し、値０を持つ制御ビットによりこれがバーストを放出しないことが想定されている。各タイムスロット中に正確に１つのバースト発生器が周波数バーストを放出し、バースト発生器がクラスタ間では（図１１のクラスタ９４の場合のように）１つの周波数バーストしか放出しないことが想定されている。これはデータ値をエンコードする唯一の可能な方法であり、またエンコード表もバースト発生器が制御される方法もさまざまであることを理解されたい。
Figure 0004335809
以上の前提事項の結果、表１に示すように、ｎ個のバースト発生器でｎ！個の可能なデータ値、またはｎ＝３のバースト発生器を使用して６個の別個のクラスタがある。６個のデータ値は各々、ｍ＝３ビット（ｘ２．．ｘ０）の２進数としてエンコーダに出力される。エンコーダは、タイムスロットｉの各バースト発生器ｋの制御信号を生成する。ｐ−３のタイムスロットがある。これらの制御信号ｄｉｋはシフトレジスタに格納される。たとえば、データ値３をエンコードするために、バースト発生器０はタイムスロット０中に周波数バーストを放出し、バースト発生器２はタイムスロット１中にバーストを放出し、バースト発生器１はタイムスロット２中にバーストを放出する。
図６８は、トリガー発生器の代替実施例を示している。トリガー発生器２３００は、タイムスロットカウンタ２３３０に結合されたエンコーダ２３２０およびタイムスロットカウンタ２３３０を制御するコントローラ２３５０を備えている。エンコーダ２３２０出力ｄａからｄｎは、バースト発生器の入力に結合され、バースト発生器の動作を制御している。
データ値を送信するため、データ値はデータ信号２３１０を経てエンコーダ２３２０に供給され、イネーブル信号２３４０がアサートされる。データ値は、一般にはｐタイムスロットの、クラスタの継続期間中エンコーダに供給される。イネーブル入力がアサートされると、コントローラ２３５０は１クロックサイクルの開始信号をアサートする。タイムスロットカウンタ２３３０は、アサートされたその開始入力信号を判別すると、ｐクロックサイクルをカウントする。ｐサイクルをカウントした後、タイムスロットカウンタ２３３０は完了信号をアサートし、カウントが終了したことをコントローラ２３５０に知らせる。カウンタ２３３０が示す値は、現在のタイムスロット番号に対応しており、ｒビットとしてエンコーダ２３２０に供給される。
エンコーダ２３２０は、データ信号入力２３１０およびタイムスロットカウンタ２３３０の現在値を使用して、タイムスロットカウンタ２３３０の値によって定義されるタイムスロットのエンコーダ出力ｄａからｄｎに接続されたｎ個のバースト発生器の制御信号を判別する。
エンコーダ２３２０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、またはデータ入力（ｘａからｘｍ）およびタイムスロットカウンタ値（ｃａからｃｒ）によってアドレス指定される電気的消去可能書き込み可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）などのプログラム可能ＲＯＭを使用して実装することができる。あるいは、エンコーダは、入力がデータ入力（ｘａからｘｍ）である論理ゲートおよびタイムスロットカウンタ値（ｃａからｃｒ）の組み合わせとして（組み合わせ論理）、または当技術分野で周知の方法によって実装することができる。データ入力ビットの数（ｍ＋ｒ）は、選択された記号エンコード方式、タイムスロットの数（ｐ）、周波数帯域の数（ｎ）と共に変化する。カウンタ出力ビットの数ｒは、公式｜ｌｏｇ２（ｐ）｜により導かれる。１つの実施例における出力ビットの数は、バースト発生器の数ｎである。バースト発生器に応じてｄｉｋは、シングルビットで構成され、バースト生成を作動および停止するか、または複数ビットで構成され、たとえば生成される周波数バーストの振幅または極性を制御する。
好ましい実施例において、エンコーダ２３２０は、操作中に再構成できるように実装される。たとえば、ＲＡＭを使用する実施例により送信機２３００は、異なるクラスタエンコード、数を減らしたバースト発生器、および／または数を減らしたタイムスロットを使用するように再構成することができる。これにより、送信機２３００は、たとえば干渉を受けやすい周波数帯域の使用を避けることによって、干渉に適応できるようになり、またさまざまな条件のもとにさまざまな時点でさまざまなデータ転送速度を提供することができるようになる。
図６８のコントローラ２３５０は、好ましくは、組み合わせ論理ゲートおよび状態レジスタを使用して有限状態マシンとして実装されるが、プロセッサおよびメモリなど当技術分野で周知の他の手段も同様に適用可能である。
図６９は、図６８のコントローラ２３５０を示す制御流れ図である。ブロック２３６０において、コントローラはイネーブル入力がアサートされるまで待機する。アサートされると、コントローラはブロック２３７０に進み、開始出力をアサートする。１クロックサイクルの後、ブロック２３８０においてコントローラ２３５０が開始出力をディアサートし、ブロック２３９０に進む。そこでコントローラは、タイムスロットカウンタ２３３０がその完了出力をアサートしてクラスタが送信されたことを示すまで待機する。完了がアサートされると、コントローラ２３５０はブロック２３６０において続行し、次のデータ項目が送信されるまで待機する。
図１１を参照すると、信号検出器１１００は、検出器キャプチャレジスタ１１１０ａから１１１０ｎ、クラスタの開始検出器１１２０、コントローラ１１３０、シフトレジスタ１１４０ａから１１４０ｎ、およびデコーダ１１５０を備えている。図６４のバースト検出器５３０ａから５３０ｎは、通信チャネルを感知し、それぞれの検出器帯域の周波数バーストを検出する。これらは、その出力でチャネルの状態を示し、それが図１１の検出器キャプチャレジスタ１１１０ａから１１１０ｎに結合されている。検出器キャプチャレジスタは、ワンショットレジスタとして実装され、接続されているバースト検出器が周波数バーストを感知するように最初は設定される。これは、コントローラ１１３０によってリセットされる。コントローラによって作動されると、シフトレジスタ１１４０ａから１１４０ｎは、各タイムスロット中に検出器キャプチャレジスタ１１１０ａから１１１０ｎの状態をキャプチャする。同時にこれらは、キャプチャした状態（ｄａａからｄｐｎ）をデコーダ１１５０に提示する。デコーダは、入力として検出器の状態ｄａａからｄｐｎを与えられ受信した記号を判別する。コントローラ１１３０は、タイムスロットクロックを生成し、データ値のデコードを受信データの消費者に知らせ、次の記号を受信する前に検出器キャプチャレジスタをクリアする。
バースト検出器２１３０ａから２１３０ｎの１つがそのそれぞれの帯域で周波数バーストを感知すると受信が開始され、これによりバースト検出器に接続されている検出器キャプチャレジスタの出力（１１１０ａから１１１０ｎの１つ）が高められる。これは、クラスタの開始検出器１１２０の出力を高くして、シリアル入力データがシフトレジスタ１１４０ａから１１４０ｎにシフトできるようにする。さらにこれはコントローラ１１３０をトリガーし、それがクラスタの継続期間（ｐサイクル）のタイムスロットクロックをシフトレジスタに供給する。クラスタの終わりで、コントローラ１１３０は検出器状態レジスタをリセットして、シフトレジスタへの検出器状態のそれ以降のシフトを中断し、タイムスロットクロックを停止する。シフトレジスタ１１４０ａから１１４０ｎの出力はデコーダ１１５０に提示され、それがその入力に基づいて受信された記号を判別し、それをデコーダ出力ｘａからｘｍで提示する。コントローラ１１３０は、デコーダ出力と並行して有効な信号出力をアサートし、新しいデータ値が使用可能であることを示す。次のクラスタを受信する前に、コントローラ１１３０は別の記号を受信できるように検出器状態レジスタをリセットする。
検出器キャプチャレジスタ１１１０ａから１１１０ｎは、当技術分野で周知の方法で、パルス検出器によって非同期的に信号にセットされ、コントローラ１１３０によって同期的または非同期的にリセットされるように実装される。例には、クロック入力がパルス検出器状態出力に接続されているＲＳフリップフロップまたはＤフリップフロップを含んでいる。
デコーダ１１５０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、またはシフトレジスタステージ出力によってアドレス指定されるＥＥＰＲＯＭなどのプログラム可能ＲＯＭを使用して実装することができる。あるいは、デコーダは、入力がシフトレジスタステージ出力である論理ゲートの組み合わせ（組み合わせ論理）として実装することができる。デコーダ入力の数は一般に、タイムスロットの数ｐに周波数帯域の数ｎおよびバースト検出器によって供給されたビットの数を乗じたものである。デコーダは、実行時に再構成できるように実装されることが好ましい。そうすることで、送信機および受信機のサブシステムが、たとえば干渉信号を含む帯域を避けるなど、データエンコード方式を変更することにより干渉に適応することができる。
コントローラ１１３０は、好ましくは、組み合わせ論理ゲートおよび状態レジスタを使用して有限状態マシンとして実装されるが、プロセッサおよびメモリなど当技術分野で周知の他の手段も同様に適用可能である。
図７１は、コントローラ１１３０を示す制御流れ図である。ブロック１２００において、コントローラは自らを初期化して、ブロック１２１０に進む。そこで、クラスタの開始検出器が着信クラスタを示すまで待機する。着信クラスタが検出されると、コントローラはブロック１２２０に進む。そこで、タイムスロットカウンタをタイムスロットの数ｐに初期化して、ブロック１２３０に入る。ブロック１２３０において、コントローラは、タイムスロットカウンタが１つのクラスタのスロット数のカウントを完了したかどうかを検査し、完了した場合は状態１２５０に進む。それ以外の場合は、ブロック１２４０においてコントローラはタイムスロットカウンタを減分し、クロックパルスをシフトレジスタに供給し、ブロック１２３０に再び入る。ブロック１２５０において、コントローラは１つのクロックサイクルの有効な信号１１７０をアサートし、完全なクラスタが受信されたことを示し、そのデコードされたデータ値がデコーダ１１５０の出力に提示される。次にコントローラはブロック１２６０に進み、そこで遅延カウンタを初期化する。ブロック１４７０において、カウンタは、遅延時間に到達しているかどうかを判別するためにゼロと比較される。遅延の長さは、クラスタの長さを引いた連続クラスタの間隔にほぼ対応し、干渉により早期にトリガーすることを防いでいる。カウンタがまだゼロに達していない場合、ブロック１２７０に再び入る前に、ブロック１２９０において減分される。カウンタがゼロに到達している場合、コントローラは、ブロック１２８０の検出器キャプチャレジスタ１１１０ａから１１１０ｎをリセットして、次のクラスタの到着に備える。
直列並列シフトレジスタ１１４０ａから１１４０ｎは、当技術分野において周知のように実装される。図７２は、一般的な実施態様を示している。シフトレジスタ１３００は、直列に接続されたｐ個のＤフリップフロップを備えている。左端のフリップフロップの入力は、検出器キャプチャレジスタの出力に接続されている。クラスタの開始検出器１１２０の出力に接続されているシフト入力により、コントローラ１１３０がタイムスロットクロックを供給するとデータはシフトインされる。シフトレジスタの出力は、デコーダ１１５０に接続されている。シフトレジスタステージの数およびビットの数は、選択された記号エンコード方式およびパルス検出器の数ならびにバースト検出器によって供給される出力の数と共に変化する。たとえば、バースト検出器は、バーストの有無を示すシングルビットではなく、複数ビットに格納されている振幅情報を供給することができる。
コントローラ１１３０は、好ましくは、組み合わせ論理ゲートおよび状態レジスタを使用して有限状態マシンとして実装されるが、プロセッサおよびメモリなど当技術分野で周知の他の手段も同様に適用可能である。
図７３は、図７０に示されている信号デコーダ１１００の代替実施例を示している。信号デコーダ１４００は、検出器キャプチャレジスタ１４１０ａから１４１０ｎ、クラスタの開始検出器１４２０、コントローラ１４３０、シフトレジスタ１４４０ａから１４４０ｎ、およびデコーダ１４５０を備えている。図６４のバースト検出器２１３０ａから２１３０ｎは、通信チャネルを感知し、それぞれの周波数帯域の周波数バーストを検出する。バースト検出器は、その出力でチャネルの状態を示し、それがシフトレジスタ１４４０ａから１４４０ｎのシリアル入力に結合され、さらに図７３の検出器キャプチャレジスタ１４１０ａから１４１０ｎの入力にも結合されている。検出器キャプチャレジスタは、ワンショットレジスタとして実装され、接続されているバースト検出器が周波数バーストを感知するように最初は設定される。これは、コントローラ１４３０によってリセットされる。クロックパルスを供給することによりコントローラによって作動されると、シフトレジスタ１１４０ａから１１４０ｎは、各タイムスロット中に図６４に示すバースト検出器２１３０ａから２１３０ｎの状態をキャプチャする。同時にこれらは、シフトレジスタのパラレル出力により、キャプチャした状態（ｄａａからｄｐｎ）をデコーダ１４５０に提示する。デコーダは、入力として検出器の状態ｄａａからｄｐｎを与えられ受信した記号を判別する。コントローラ１４３０は、タイムスロットクロックを生成し、データ値のデコードを受信データの消費者に知らせ、次の記号を受信する前に検出器キャプチャレジスタをクリアする。
バースト検出器２１３０ａから２１３０ｎの１つがそのそれぞれの帯域で周波数バーストを感知すると受信が開始され、これによりバースト検出器に接続されている検出器キャプチャレジスタの出力（１４１０ａから１４１０ｎの１つ）が高められる。これは、クラスタの開始検出器１４２０の出力を高くして、シリアル入力データがシフトレジスタ１１４０ａから１１４０ｎにシフトできるようにする。さらにこれはコントローラ１４３０をトリガーし、それがクラスタの継続期間（ｐサイクル）のタイムスロットクロックをシフトレジスタに供給する。クラスタの終わりで、コントローラ１４３０は検出器状態レジスタをリセットして、シフトレジスタへの検出器状態のそれ以降のシフトを中断し、タイムスロットクロックを停止する。シフトレジスタ１４４０ａから１４４０ｎの出力はデコーダ１４５０に提示され、それがその入力に基づいて受信された記号を判別し、それをデコーダ出力ｘａからｘｍで提示する。コントローラ１４３０は、デコーダ出力と並行して有効な信号出力をアサートし、新しいデータ値が使用可能であることを示す。次のクラスタを受信する前に、コントローラ１４３０は別の記号を受信できるように検出器状態レジスタをリセットする。
図７０に示されている信号検出器１１００の実施例は、周波数帯域内のバーストの最初の発生を検出するのみであるが、信号検出器１４００は、各タイムスロット中のバースト検出器の状態をキャプチャし、そのため、たとえばクラスタあたり複数のバーストが所定の周波数帯域で送信されるクラスタエンコード方式などのように、より広範なクラスタエンコードを使用することができるようになる。
実施例についての以上の説明は、当業者であれば特許請求の範囲に記載された本発明を実施または使用できるように提供されている。これらの実施例にはさまざまな変更を加えることが可能であり、本明細書に示されている一般原則は他の実施例にも適用される。たとえば、本明細書に記載の受信機の実施態様は、本明細書に記載のチャープ技法を使用して送信された信号を受信するために適用することもできる。本明細書に記載の変調技法および実施態様の原則は、有線、無線（誘導および／またはフリースペースなど）、およびまたは光（誘導（たとえばファイバなど）および／またはフリースペース）伝送チャネルを介しての、無線周波数、マイクロ波、ミリ波、および光を含む周波数での通信に適用することができるが、これらに制限されることはない。
さらに、本明細書に記載の多くの実施例は、複数広帯域および／または超広帯域周波数帯域における広帯域および／または超広帯域信号方式を送受信するマルチバンドシステムの状況で説明されているが、本明細書に提示されている方法および対応する装置は、狭帯域信号方式を使用するシステムにも実装されることに留意されたい。たとえば、複数周波数帯域の帯域幅が、それぞれの周波数帯域の中心周波数の２％未満、概して２％よりも著しく少ない信号方式を使用するシステムなどである。
本発明は、一部または全部を、ハードワイヤード回路および／または特定用途向け集積回路に製造された回路構成として実装することができる。本発明はさらに、一部または全部を、不揮発性ストレージにロードされたファームウェアプログラム（ＲＯＭあるいはフラッシュまたはバッテリバックアップＲＡＭなど）またはデータ記憶媒体からロードされた／データ記憶媒体（たとえば、半導体または強磁性体メモリなどの読み取り専用または書き換え可能媒体（ＲＯＭ、プログラム可能ＲＯＭ、ダイナミックＲＡＭ、スタティックＲＡＭ、またはフラッシュＲＡＭなど）、または磁気、光、位相変化媒体（フロッピー（登録商標）、ハード、またはＣＤあるいはＤＶＤディスクなど）に、機械可読コードとしてロードされたソフトウェアプログラムとして実装することもできる。そのようなコードは、マイクロプロセッサまたは他のデジタル信号処理装置またはＦＰＧＡなどの論理素子のアレイによって実行可能な命令である。
場合によっては、たとえば、本発明の実施例による時分割多重周波数（ＴＤＭＦ）変調技法のための設計アーキテクチャは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの集積回路装置において実現される。そのような設計は、スタンドアロンパッケージの装置として実装することも、また大規模システムＡＳＩＣのコアとして組み込むこともできる。本発明のそのような特定の実施例によるアーキテクチャの特徴は、低コスト、低電力および／または大量生産を可能にするＡＳＩＣの実装に非常に適している。本発明の実施例は、進化を続ける半導体テクノロジに応じて拡張し、パフォーマンス向上の目標と用途の拡大を実現する設計を含むことができる。場合によっては、そのようなアーキテクチャ全体が単一の半導体プロセスにおいて実装されることもあるが、そのような場合においても、単一の半導体プロセスに依存するのではなく、複数の半導体テクノロジに設計を移すことができる。
したがって、本発明は、上記の実施例に限定することを意図したものではなく、本明細書においてあらゆる形式で開示されている原則および新規な特徴と一致する最も幅広い範囲が認められることを意図したものである。
異なる周波数における３つの超広帯域バーストの例を示す図である。 周波数領域における図１の３つのバーストを示す図である。 タイミングを示すタイミング図である。 タイミングを示すタイミング図である。 ３つの超広帯域バーストの時間によるシーケンスを示す図である。 周波数領域における図５のシーケンスを示す図である。 重複する超広帯域バーストの時間領域を示すグラフである。 本発明の実施例による方法を示す流れ図である。 ｍ個のデータ値の順序付きセットおよび対応する一連の順序付きｎタプルの一例を示す図である。 図９のエンコードされた記号とバーストのアクティビティとの間のタイムスロットおよび異なる周波数帯域にわたる１つの対応関係を表す図である。 エンコードされた記号とバーストのアクティビティとの間のタイムスロットおよび異なる周波数帯域にわたる対応関係を表すもう１つの図である。 異なる周波数帯域のバーストが異なる時間において伝送される適用を示す図である。 クラスタ伝送開始時間におけるランダム時間摂動の影響を示す図である。 追加情報をクラスタにエンコードするための極性変調による経時のバーストのシーケンスを含むクラスタを示す図である。 第１のクラスタのバーストに対して異なる極性を有する第２のクラスタのバーストという、２つのクラスタのバーストを示す図である。 追加情報をクラスタにエンコードするための振幅変調による経時のバーストのシーケンスを含むクラスタを示す図である。 第１のクラスタのバーストに対して異なる振幅を有する第２のクラスタのバーストという、２つのクラスタのバーストを示す図である。 追加情報をクラスタにエンコードするための極性変調による経時のバーストのシーケンスを含むクラスタを示す図である。 第１のクラスタのバーストに対して異なる極性を有する第２のクラスタのバーストという、２つのクラスタのバーストを示す図である。 追加情報をクラスタにエンコードするための幅変調による経時のバーストのシーケンスを含むクラスタを示す図である。 ２つの異なる論理チャネルの記号が異なる時間において同じ物理チャネル上を伝送される方式の一例を示す図である。 ２つの異なる論理チャネルの記号が同じ時間において同じ物理チャネル上を伝送される方式の一例を示す図である。 本発明の実施例による送信機１００を示すブロック図である。 送信機１００の実施態様１５０を示すブロック図である。 送信機１００の実施態様１１０を示すブロック図である。 シリアライザ４００の実施態様４１０を示すブロック図である。 シリアライザ４００の実施態様４２０を示すブロック図である。 送信機１００の実施態様１２０を示すブロック図である。 エンコーダ２２０の実施態様２２２を示すブロック図である。 信号発生器３００の実施態様３０２を示すブロック図である。 トリガー発生器３２０によって生成される際のＮ独立トリガー信号のトリガーパルスを示す図である。 信号発生器３０２および信号ランチャ４５０の実施態様４５２を示すブロック図である。 信号発生器３０２の実施態様３０３を示すブロック図である。 バーストに関してまたはクラスタに関して、極性、振幅および／または幅変調などの追加変調を有する信号方式を生成するための信号発生器の１つの実施態様を示すブロック図である。 図２６Ａの信号発生器の変形を示すブロック図である。 信号発生器３００の実施態様３０４を示す図である。 信号発生器３０４および信号ランチャ４５０の実施態様４５４を示すブロック図である。 信号発生器３０６および信号ランチャ４５０の実施態様４５６を示すブロック図である。 バーストに関してまたはクラスタに関して、極性、振幅および幅変調などの追加変調を有する信号方式を生成するための信号発生器のもう１つの実施態様を示すブロック図である。 バーストに関してまたはクラスタに関して追加変調を有する信号方式を生成するための信号発生器のさらにもう１つの実施態様を示すブロック図である。 クラスタに関して、追加変調を有する信号方式を生成するための信号発生器の実施態様を示すブロック図である。 極性変調をもたらすための極性変換器としての図３０の変調器の実施態様を示す図である。 バーストに関してまたはクラスタに関して極性変調を有する信号方式を生成するための送信機の実施態様を示すブロック図である。 バーストに関してまたはクラスタに関して極性変調を有する信号方式を生成するための送信機のもう１つの実施態様を示すブロック図である。 バーストに関してまたはクラスタに関して極性変調を有する信号方式を生成するための送信機のさらにもう１つの実施態様を示すブロック図である。 クラスタに関して極性変調を有する信号方式を生成するための送信機の実施態様を示すブロック図である。 クラスタに関して極性変調を有する信号方式を生成するための送信機の実施態様を示すブロック図である。 時間および周波数の領域における波形プロファイルの対応を示す図である。 バーストのシーケンスを示すスペクトルのグラフである。 バーストのシーケンスを示すスペクトルのグラフである。 本発明の実施例による発振器３４２を示すブロック図である。 発振器３４２の実施態様３４４を示すブロック図である。 発振器３４２の実施態様３４６を示すブロック図である。 発振器３４２の実施態様３４８を示すブロック図である。 発振器３４２の実施態様３５０を示すブロック図である。 発振器３４２の実施態様３５２を示すブロック図である。 発振器３４２および補正メカニズム４９５の実施態様３５６を示すブロック図である。 発振器３４２の実装３５８および補正メカニズム４９５の実施態様４９６を示すブロック図である。 発振器３５８および補正メカニズム４９５の実施態様４９８を示すブロック図である。 発信に３４２の実施態様３５４を示すブロック図である。 本発明の実施例による発振器３４２の実施態様３６０を示すブロック図である。 本発明の実施例による受信機４００を示すブロック図である。 バースト検出器を示すブロック図である。 エッジ検出器４５５の実施態様４５５ａを示すブロック図である。 比較器を含むＡＤＣ５３０の実施態様５３２を示すブロック図である。 信号検出器４１０の実施態様４１２を含む、本発明の実施例による受信機４０１を示すブロック図である。 エッジ検出器４５５の実施態様４５５ｂを示すブロック図である。 信号検出器４１０の実施態様４１４を含む、本発明の実施例による受信機４０２を示すブロック図である。 本発明の実施例による受信機４０３を示すブロック図である。 本発明の実施例による受信機４０４を示すブロック図である。 本発明の実施例による受信機４０５を示すブロック図である。 本発明の実施例による受信機４０６を示すブロック図である。 本発明の実施例による受信機４０７を示すブロック図である。 本発明の実施例による受信機４０８を示すブロック図である。 本発明の実施例による受信機４０９を示すブロック図である。 本発明の実施例による受信機４０９ａを示すブロック図である。 複数のバーストおよびその中心周波数の例を示す図である。 極性変調を含む信号方式を受信するための受信機の実施態様を示す図である。 極性変調を含む信号方式を受信するための受信機のもう１つの実施態様を示す図である。 極性変調を含む信号方式を受信するための受信機のさらにもう１つの実施態様を示す図である。 マルチバンド送信機を示すブロック図である。 マルチバンド受信機を示すブロック図である。 エンコーダおよびシフトレジスタを使用してバースト発生器を制御するトリガー発生器の実施例を示す図である。 図６５に示されているトリガー発生器２２００を制御するステップを示す流れ図である。 並列直列シフトレジスタの１つの実施例を示す図である。 エンコーダおよびタイムスロットカウンタを使用してバースト発生器を制御するトリガー発生器の代替実施例を示す図である。 図６８に示されているトリガー発生器２３００を制御するステップを示す流れ図である。 検出器キャプチャレジスタ、並列直列シフトレジスタ、およびデコーダを使用する信号デコーダの実施例を示す図である。 図７０および図７３にそれぞれ示されている信号デコーダ１１００および１４００を制御するステップを示す流れ図である。 並列直列シフトレジスタの実施例を示す図である。 信号デコーダの代替実施例を示す図である。

Claims (37)

  1. データ伝送の方法であって、
    ｍ個のデータ値の順序付きセットをエンコードして記号に対応するｐ個の一連の順序付きｎタプルを生成するステップであって、前記一連の順序付きｎタプルの各々がｎ個の要素を含む、ステップと、
    前記ｐ個の一連の順序付きｎタプルに従って、複数のｎ個の周波数帯域の少なくとも１つを各々が占有する複数のバーストを送信することによって、前記記号を伝送するステップとを備え、
    前記記号を伝送するステップにおいて、前記複数のバーストの各々が、前記各ｎタップルのｉ番目（１以上ｎ以下の整数）の要素がｉ番目の周波数帯域に対応し、ｊ番目（１以上ｐ以下の整数）のｎタップルがｊ番目のタイムスロットに対応するように送信され、
    前記複数のバーストの少なくとも１つの帯域幅が、前記バーストの中心周波数の少なくとも２パーセントであり、
    前記記号を伝送するステップにおいて、前記複数のバーストの少なくとも１つが追加変調されて情報がエンコードされることを特徴とする方法。
  2. 前記情報は、前記複数のバーストの少なくとも１つの極性にエンコードされることを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送の方法。
  3. 前記情報は、前記複数のバーストの少なくとも１つの振幅にエンコードされることを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送の方法。
  4. 前記情報は、前記複数のバーストの少なくとも１つの幅にエンコードされることを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送の方法。
  5. 前記情報は、前記複数のバーストの少なくとも１つの偏波にエンコードされることを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送の方法。
  6. 前記複数のバーストの少なくとも一部の各々について、前記バーストは、他の要素を除外して少なくとも１つの要素に対応し、そのように対応する要素の少なくとも１つの値が前記バーストの追加変調を示すことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送の方法。
  7. 前記複数のバーストの各々について、残りの複数のバーストに対する前記バーストの伝送の時機は、一連の順序付きｎタプル内の、前記バーストに対応する要素を含む前記ｎタプルの順序によって示されることを特徴とする請求項６に記載のデータ伝送の方法。
  8. 前記複数のバーストの少なくとも１つは複数のｍ個のデータ値に対応することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送の方法。
  9. 前記一連の順序付きｎタプルの中の各々は、一連の期間の中の１つに対応し、
    前記一連の期間の各々が異なる開始時間を有し、
    前記複数のバーストの各々について、前記バーストが送出される間の期間が、前記バーストに対応する要素を含むｎタプルの前記一連のｎタプル内の場所によって示され、
    各期間中に、前記複数のバーストのうちの１つだけが送出されることを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送の方法。
  10. 前記複数のバーストは、前記複数の周波数帯域の１つを占有する第１のバーストと、前記複数の周波数帯域の別の１つを占有する第２のバーストとを含み、
    前記第１のバーストの振幅が第１のバーストの最大振幅の２０デシベル以内であり、前記第２のバーストの振幅が第２のバーストの最大振幅の２０デシベル以内である少なくとも１つの周波数ポイントが存在することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送の方法。
  11. ｍ個のデータ値の順序付きセットを受信して記号に対応するｐ個の一連の順序付きｎタプルを生成するように構成されたエンコーダであって、前記一連の順序付きｎタプルの各々がｎ個の要素を含む、エンコーダと、
    前記ｐ個の一連の順序付きｎタプルに従って、複数のｎ個の周波数帯域の少なくとも１つを各々が占有する複数のバーストを伝送するように構成された信号発生器と、を備えた送信機であって、
    前記信号発生器は、前記複数のバーストの各々を、前記各ｎタップルのｉ番目（１以上ｎ以下の整数）の要素がｉ番目の周波数帯域に対応し、ｊ番目（１以上ｐ以下の整数）のｎタップルがｊ番目のタイムスロットに対応するように送信し、
    前記複数のバーストの少なくとも１つの帯域幅が、前記バーストの中心周波数の少なくとも２パーセントであり、
    前記送信機が、前記複数のバーストの少なくとも１つを追加変調して情報をエンコードするように構成されることを特徴とする送信機。
  12. 前記送信機は、情報を前記複数のバーストの少なくとも１つの極性にエンコードするように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の送信機。
  13. 前記送信機は、情報を前記複数のバーストの少なくとも１つの振幅にエンコードするように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の送信機。
  14. 前記送信機は、情報を前記複数のバーストの少なくとも１つの幅にエンコードするように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の送信機。
  15. 前記送信機は、情報を前記複数のバーストの少なくとも１つの偏波にエンコードするように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の送信機。
  16. 前記信号発生器が複数のバースト発生器を含み、
    前記複数のバースト発生器の各々は、トリガーイベントを受信し、前記トリガーイベントに従って前記複数のバーストの少なくとも１つを生成するように構成され、
    少なくとも１つの前記バースト発生器が情報をバーストの追加変調にエンコードするように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の送信機。
  17. 前記送信機は、前記複数のバーストを受信し、伝送媒体を介して前記複数のバーストを伝送するように構成された信号ランチャをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の送信機。
  18. 前記信号発生器は、前記複数のｎ個の周波数帯域の少なくとも２つのうち選択可能な１つを介して信号を出力するように構成された発振器を含み、
    前記信号発生器は情報をバーストの追加変調にエンコードするように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の送信機。
  19. 前記複数のバーストの各々について、残りの複数のバーストに対する前記バーストの伝送の時機は、前記一連の順序付きｎタプル内の、バーストに対応する要素を含むｎタプルの順序によって示されることを特徴とする請求項１１に記載の送信機。
  20. 各バーストが複数のｎ個の周波数帯域の少なくとも１つを占有する、複数のバーストを受信するステップであって、前記複数のバーストの少なくとも１つが追加変調されて情報がエンコードされている、そのような複数のバーストを受信するステップと、
    前記複数のバーストに基づいて、ｍ個のデータ値の順序付きセットがエンコードされた記号に対応するｐ個の一連の順序付きｎタプルを取得するステップであって、前記一連の順序付きｎタプルの各々がｎ個の要素を含み、前記複数のバーストの各々は、前記各ｎタップルのｉ番目（１以上ｎ以下の整数）の要素がｉ番目の周波数帯域に対応し、ｊ番目（１以上ｐ以下の整数）のｎタップルがｊ番目のタイムスロットに対応するように送信されている、そのような複数のバーストに基づいてｐ個の一連の順序付きｎタプルを取得するステップと、
    前記記号に対応するｐ個の一連の順序付きｎタプルをデコードして前記ｍ個のデータ値の順序付きセットを生成するステップとを備え、
    前記複数のバーストの少なくとも１つの帯域幅が、前記バーストの中心周波数の少なくとも２パーセントであり、
    前記情報が、前記複数のバーストの少なくとも１つにエンコードされている前記追加変調からデコードされることを特徴とするデータ受信の方法。
  21. 情報が、前記複数のバーストの少なくとも１つの極性にエンコードされ、
    前記情報は、前記複数のバーストの少なくとも１つにエンコードされている前記極性からデコードされることを特徴とする請求項２０に記載のデータ受信の方法。
  22. 情報が、前記複数のバーストの少なくとも１つの振幅にエンコードされ、
    前記情報は、前記複数のバーストの少なくとも１つにエンコードされている前記振幅からデコードされることを特徴とする請求項２０に記載のデータ受信の方法。
  23. 情報が、前記複数のバーストの少なくとも１つの幅にエンコードされ、
    前記情報は、前記複数のバーストの少なくとも１つにエンコードされている前記幅からデコードされることを特徴とする請求項２０に記載のデータ受信の方法。
  24. 情報が、前記複数のバーストの少なくとも１つの偏波にエンコードされ、
    前記情報は、前記複数のバーストの少なくとも１つにエンコードされている前記偏波からデコードされることを特徴とする請求項２０に記載のデータ受信の方法。
  25. 前記複数のバーストの各々について、前記一連の順序付きｎタプル内で、前記バーストに対応する要素を含むｎタプルの順序は、残りの複数のバーストに対する前記バーストのタイミングによって示されることを特徴とする請求項２４に記載のデータ受信の方法。
  26. 前記複数のバーストの少なくとも１つは、複数のｍ個のデータ値に対応することを特徴とする請求項２４に記載のデータ受信の方法。
  27. 複数のバーストを含む信号を受信して、前記複数のバーストに基づいて、ｍ個のデータ値の順序付きセットがエンコードされた記号に対応するｐ個の一連の順序付きｎタプルを出力するように構成された信号検出器であって、前記複数のバーストの少なくとも１つが追加変調されて情報がエンコードされていて、各バーストが複数のｎ個の周波数帯域の少なくとも１つを占有し、前記一連の順序付きｎタプルの各々がｎ個の要素を含み、前記複数のバーストの各々は、前記各ｎタップルのｉ番目（１以上ｎ以下の整数）の要素がｉ番目の周波数帯域に対応し、ｊ番目（１以上ｐ以下の整数）のｎタップルがｊ番目のタイムスロットに対応するように送信されている、そのような複数のバーストに基づいてｐ個の一連の順序付きｎタプルを出力するように構成された信号検出器と、
    前記記号に対応するｐ個の一連の順序付きｎタプルから前記ｍ個のデータ値の順序付きセットを生成するように構成されたデコーダとを備え、
    前記複数のバーストの少なくとも１つの帯域幅は、前記バーストの中心周波数の少なくとも２パーセントであり、
    前記信号検出器は、前記複数のバーストの少なくとも１つの追加変調に基づいて前記情報を出力するように構成されることを特徴とする受信機。
  28. 情報が、前記複数のバーストの少なくとも１つの極性にエンコードされ、
    前記信号検出器は、前記複数のバーストの少なくとも１つの前記極性に基づいて情報を出力することを特徴とする請求項２７に記載の受信機。
  29. 情報が、前記複数のバーストの少なくとも１つの振幅にエンコードされ、
    前記信号検出器は、前記複数のバーストの少なくとも１つの前記振幅に基づいて情報を出力することを特徴とする請求項２７に記載の受信機。
  30. 情報が、前記複数のバーストの少なくとも１つの幅にエンコードされ、
    前記信号検出器は、前記複数のバーストの少なくとも１つの前記幅に基づいて情報を出力することを特徴とする請求項２７に記載の受信機。
  31. 情報が、前記複数のバーストの少なくとも１つの偏波にエンコードされ、
    前記信号検出器は、前記複数のバーストの少なくとも１つの前記偏波に基づいて情報を出力することを特徴とする請求項２７に記載の受信機。
  32. 前記信号検出器は、受信した信号の少なくとも一部とのテンプレートの相関に基づいて受信したバーストを検出するように構成されている少なくとも１つの相関器を含み、
    前記少なくとも１つの相関器が、前記受信したバーストの追加変調を検出するように構成されていることを特徴とする請求項２７に記載の受信機。
  33. 前記信号検出器は、複数のｎ個の周波数帯域の対応する１つの少なくとも一部を選択するように構成された少なくとも１つのフィルタを含むことを特徴とする請求項２７に記載の受信機。
  34. 前記複数のバーストの各々について、前記一連の順序付きｎタプル内で、前記バーストに対応する要素を含むｎタプルの順序は、残りの複数のバーストに対する前記バーストのタイミングによって示されることを特徴とする請求項２７に記載の受信機。
  35. 前記複数のバーストの少なくとも１つは複数のｍ個のデータ値に対応することを特徴とする請求項２７に記載の受信機。
  36. 各バーストが複数の周波数帯域の１つを占有する、複数のバーストを伝送するステップを備え、
    少なくとも前記複数のバーストの伝送の時間的順序が記号をエンコードし、前記記号が複数のデータ値に対応し、
    前記複数のバーストの少なくとも１つの帯域幅が、前記バーストの中心周波数の少なくとも２パーセントであることを特徴とするデータ伝達の方法。
  37. 少なくとも前記複数のバーストを伝送する時間的順序および前記複数のバーストの少なくとも１つについての追加変調が前記記号をエンコードし、前記記号は前記複数のデータ値に対応することを特徴とする請求項３６に記載の方法。
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