JP4991845B2 - 低レイテンシマルチホップ通信のための装置および方法 - Google Patents

低レイテンシマルチホップ通信のための装置および方法 Download PDF

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Description

優先権の主張
（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９に基づく優先権の主張）
本特許出願は、本譲受人に譲渡され、ここに参照により明示的に組み込まれる、２００６年４月１９日に出願された、「ＵＷＢを用いた低レイテンシマルチホップ伝送のための方法(METHOD FOR LOW LATENCY MULTI-HOP TRANSMISSIONS USING UWB)」と題された米国特許仮出願第６０／７９３，４０１号の優先権を主張する。
背景
（分野）
本出願は、一般的には、通信に関し、より詳細には、超広帯域通信に関する。
（背景）
超広帯域（ＵＷＢ）技術は、装置間における無線通信を可能にする。ＵＷＢ技術は、無線通信ネットワークに関連する様々な分野、例えば、パーソナルエリアネットワーク（「ＰＡＮ」）またはボディーエリアネットワーク（「ＢＡＮ」）に使用されてもよい。そのようなネットワーク内に存在する装置は、例えば、レンジを拡張するために、電力消費を減少させるために、また、その他の使用状況において、装置間におけるマルチホップ伝送を使用してもよい。このように、ＵＷＢネットワークにおけるマルチホップ通信のための、代替的な方法および装置が、必要とされている。
概要
本発明のサンプルの態様(sample aspects)の概要(summary)が、以下に説明される。便宜上、本発明の１つかまたはそれ以上の態様は、ここでは単に「ある態様(some aspects)」と呼ばれることがある。
本発明のシステム、方法、および、装置は、それぞれ、いくつかの態様(several aspects)を有し、それらの中の単一の１つが単独で本発明の望ましい属性について責任を有するわけではない。添付の特許請求の範囲に記載されるような本発明の範囲を限定することなく、本発明のより顕著な特徴が、いまから簡単に論じられる。ここでの論考を考察した後、特に、「詳細な説明」と題された項目を読んだ後に、本発明の特徴が、例えば、ＵＷＢシステムにおいて軽減されたマルチホップ通信レイテンシ(reduced multi-hop communications LATENCY)を含む利点をどのように提供するのかを理解するであろう。
ある態様は、データを通信する方法を含む。この方法は、フレームを表示するパルス(pulses indicative of a frame)を第１の期間中に受信すること、および、そのフレームを表示するパルスを第２の期間中に少なくとも１つの装置に送信すること、を含む。第１の期間と第２の期間とは、少なくとも部分的に重複する。別の態様は、マルチホップ通信のための機器および装置を含む。例えば、ある態様は、データを通信するためにそのような方法および機器を使用するように構成されたヘッドセット(headsets)、ウォッチ(watches)、および、医療装置(medical devices)のような装置(devices)を含む。
詳細な説明
以下の詳細な説明は、本発明のある特定の態様に関するものである。しかしながら、本発明は、特許請求の範囲によって定義され、そして包含されるような複数の異なる方法で具体化されることができる。ここにおける態様は多種多様な形態で具現化されることができること、また、ここに開示されている具体的な構造、機能、または、それらの両方は、単に代表的なものであること、が理解されるはずである。ここに説明される教示に基づいて、当業者は、ここに開示された態様はその他の態様とは無関係に実施されてもよいこと、および、２つかまたはそれ以上のこれらの態様が様々に組み合わせられてもよいことがわかるはずである。例えば、装置または方法は、ここに説明される態様のいくつかを用いて実施されてもよい。さらに、そのような装置または方法は、ここに説明される態様の中の１つかまたは複数に加えて、あるいは、ここに説明される態様の中の１つかまたは複数とは異なるその他の構造、機能、または、それらの両方を用いて、実施されてもよい。上述した概念のいくつかの例として、ある態様においては、並列チャンネル(concurrent channel)が、パルス繰り返し周波数に基づいて確立されてもよい。ある態様においては、並列チャンネルは、時間ホッピング系列に基づいて確立されてもよい。ある態様においては、並列チャンネルは、パルス繰り返し周波数と時間ホッピング系列とに基づいて確立されてもよい。
低価格／低複雑度の装置、とりわけ、低消費電力を有する装置において、パルスベース超広帯域（ＵＷＢ）システムに適したパルスを生成することは、比較的に高複雑度／高電力コストを有することがある。したがって、そのようなＵＷＢシステムにおいてパルスを生成するために、低複雑度／低消費電力技術が、必要とされている。
図１は、無線によって接続された装置１０２（例えば、装置１、．．．、装置Ｎ）からなる例としてのネットワーク１００を示すブロック図である。ネットワーク１００は、１つかまたはそれ以上のパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）システムおよび／またはボディーエリアネットワーク（ＢＡＮ）を備えてもよい。ネットワーク１００は、任意的に、より長いレンジを備えた１つかまたはそれ以上の装置１０２、例えば、携帯電話、または、その他のインタフェース、および、その他の装置を含んでもよく、それらの装置のそれぞれは、無線リンク１０６を介して通信するように構成される。それぞれの装置１０２は、リンク１０６および少なくとも１つのその他のデータ通信リンクを介して、例えば、何らかの適切な無線かまたは有線のネットワークリンクを介して、通信するように構成されてもよい。装置１０２は、ヘッドセット（headset）およびウォッチ（watch）のような装置（または、電話からの発信者番号および／または電子メールのようなメッセージ（または、それの一部）、ショートメッセージシステム（ＳＭＳ）メッセージ、または、無線リンク１０６および１０８を介して受信されたデータを含む何らかのその他の種類のデータのような情報を表示するように構成されたその他の携帯機器）を備えてもよい。装置１０２のそれぞれは、１つの、２つの、または、任意の数のその他の装置１０２と通信してもよい。
以下でさらに説明されるように、ある態様においては、通信リンク１０６は、パルスベース物理層である。例えば、物理層は、比較的に短い長さ（例えば、数ナノ秒ほどの）および比較的に広い帯域幅を有する超広帯域パルスを使用してもよい。ある態様においては、超広帯域は、約２０％かまたはそれ以上の比帯域幅を有するものおよび／または約５００ＭＨｚかまたはそれ以上の帯域幅を有するものであると定義されてもよい。比帯域幅は、装置に関連する特定の帯域幅をその帯域幅の中心周波数で除算したものである。例えば、本開示による装置は、８．１２５ＧＨｚの中心周波数を備えた１．７５ＧＨｚの帯域幅を有してもよく、したがって、その帯域幅の比帯域幅は、１．７５／８．１２５、あるいは、２１．５％である。
当業者は、情報および信号は多種多様な技術および技法のいずれかを使用して表現されることができることを理解するであろう。例えば、上記説明をとおして言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、および、チップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁性粒子、光場または光粒子、または、それらを組み合わせたものによって表現されることができる。
図２は、無線装置１０２の一例を示すブロック図である。装置１０２は、メモリー２０４と通信することのできるプロセッサー２０２と、無線リンク１０６を介して通信するためのネットワークインタフェース２０６とを含む。任意的に、装置１０２は、さらに、ディスプレイ２１０と、例えば、キー、タッチスクリーン、または、その他の適切な触覚入力装置のようなユーザ入力装置２１２と、無線リンク１０６を介して受信された信号に基づいて可聴出力を提供するよう適合された(adapted to)トランスデューサを備えたラウドスピーカー(loudspeaker)２１４と、および／または、無線リンク１０６を介して送信されてもよい信号の可聴入力を提供するように適合されたトランスデューサを備えたマイクロホン２１６との中の１つかまたは複数を含んでもよい。例えば、ウォッチは、無線通信リンクを介して受信された信号に基づいて視覚出力を提供するように適合されたディスプレイ２１０を含んでもよい。医療装置は、無線通信リンク１０６を介して送信されるべき感知信号を生成するように適合されたセンサーを含む１つかまたはそれ以上の入力装置２１２を含んでもよい。
ネットワークインタフェース２０６は、何らかの適切なアンテナ（図示しない）、受信機２２０、および、送信機２２２を含んでもよく、それによって、例としての装置１０２は、無線リンク１０６を介して、１つかまたはそれ以上の装置と通信することができる。任意的に、ネットワークインタフェース２０６は、さらに、プロセッサー２０２の処理量を減少させるための処理能力を有してもよい。
任意的に、装置１０２は、リンク１０８を介してネットワーク１１０と通信する第２のネットワークインタフェース２０８を含んでもよい。例えば、装置１０２は、有線通信リンクまたは無線通信リンクを介して、その他のネットワーク１１０（例えば、インターネットのような広域ネットワーク）への接続性を提供してもよい。したがって、装置１０２は、その他の装置１０２（例えば、Ｗｉ−Ｆｉステーション）がその他のネットワークにアクセスするのを可能にしてもよい。さらに、装置１０２の中の１つかまたは複数は、携帯できるものであってもよく、あるいは、場合によっては、比較的に携帯しにくいものであってもよいことを理解すべきである。第２のネットワークインタフェース２０８は、ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ）、（ｂ）、または、（ｇ）を含むＩＥＥＥ８０２．１１規格、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）規格、および／または、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳ、または、無線携帯電話ネットワーク内における通信に使用されるその他の知られている信号に基づいて、ＲＦ信号を送信および受信してもよい。さらに、第２のネットワークインタフェース２０８は、イーサネット(登録商標)（ＩＥＥＥ８０２．３）のような何らかの適切な有線ネットワークインタフェースを備えてもよい。
装置１０２は、モバイルハンドセット、携帯情報端末、ラップトップコンピュータ、ヘッドセット、車両ハンズフリー装置、または、何らかのその他の電子装置の中の少なくとも１つを備えてもよい。さらに、装置１０２は、生物医学センサー、生物測定センサー、ペースメーカー、または、人体を測定しあるいは人体に影響を及ぼす何らかのその他の装置の中の少なくとも１つを備えてもよい。とりわけ、ここでの教示は、様々な装置１０２の中に組み込まれてもよい（例えば、様々な装置１０２内において実施され、あるいは、様々な装置１０２によって実行されてもよい）。例えば、ここで教示される１つかまたはそれ以上の態様は、電話機（例えば、携帯電話）、携帯情報端末（「ＰＤＡ」）、娯楽装置（例えば、音楽またはビデオ機器）、ヘッドセット（例えば、ヘッドホーン、イヤホーン、など）、マイクロホン、生物測定センサー（例えば、心拍数モニター、ペドメータ(pedometer)、ＥＫＧ装置、キーボード、マウス、など）、ユーザＩ／Ｏ装置（例えば、ウォッチ、遠隔制御装置、照明スイッチ、など）、タイヤ空気圧モニター、コンピュータ、ＰＯＳ端末、娯楽機器、補聴器、セットトップボックス、または、何らかのその他の装置の中に組み込まれてもよい。
ここで説明されたコンポーネントは、様々な形で実施されてもよい。図２を参照すると、装置または機器１０２は、相互に関連する一連の機能ブロックとして表現され、それらの機能ブロックは、例えば、プロセッサー２０２、ソフトウェア、それらを組み合わせたものによって実施される機能、あるいは、ここで教示される何らかのその他の方法で実施される機能を表現してもよい。例えば、プロセッサー２０２は、ユーザが入力装置２１２を介して入力するのを助けてもよい。さらに、送信機２２２は、送信のためのプロセッサーを備えてもよく、そのプロセッサーは、情報を別の装置１０２に送信することに関する様々な機能を提供する。受信機２２０は、受信のためのプロセッサーを備えてもよく、そのプロセッサーは、ここで教示されるように、情報を別の装置１０２から受信することに関する様々な機能を提供する。
上述したように、図２は、ある態様において、これらのコンポーネントは適切なプロセッサーコンポーネントを介して実施されてもよいことを示している。これらのプロセッサーコンポーネントは、ある態様においては、少なくとも部分的に、ここに教示される構造を用いて実施されてもよい。ある態様においては、プロセッサーは、これらのコンポーネントの中の１つかまたは複数の機能の一部かまたはすべてを実施するように適合されることができる。ある態様においては、破線の四角形によって表現されたコンポーネントの中の１つかまたは複数は、任意的なものである。
ある態様においては、装置または機器１０２は、集積回路を備えてもよい。したがって、その集積回路は、図２に示されるプロセッサーコンポーネントの機能を提供する１つかまたはそれ以上のプロセッサーを備えてもよい。例えば、ある態様においては、単一のプロセッサーが、図示されるプロセッサーコンポーネントの機能を実施してもよく、また、別の態様においては、１つよりも多いプロセッサーが、図示されるプロセッサーコンポーネントの機能を実施してもよい。さらに、ある態様においては、集積回路は、図示されるプロセッサーコンポーネントの機能の中のいくつかかまたはすべてを実施するその他の種類のコンポーネントを備えてもよい。
図３は、装置１０２の送信機２２２の一例を示すブロック図である。当業者には明らかなように、図３に示されるブロック図には、装置１０２の論理モジュールが、通信ネットワークのための階層化された抽象的な説明の観点によって、示される。以下で説明されるように、それぞれの層は、ソフトウェア、ハードウェア、または、それらの何らかの適切な組み合わせとして実施されてもよい１つかまたはそれ以上の論理モジュールを備えてもよい。送信機２２２は、送信のために情報をデータリンクまたはメディアアクセス制御（ＭＡＣ）層４０２に提供するアプリケーション層４０１、アプリケーション層４０１からデータを受信しそしてそのデータを物理層４０４に提供するメディアアクセス制御（ＭＡＣ）層４０２、および、データをＭＡＣ層４０２から受信しそしてそのデータを無線チャンネル１０６を介して送信する物理（ＰＨＹ）層４０４を含んでもよい。図示される送信機２２２においては、ＰＨＹ層は、パルス発生器４０６、変調ブロック４０８、および、送信ブロック４１０を含む。位相同期ループ（ＰＬＬ）（図示しない）が、タイミング信号をＰＨＹ層に提供してもよい。パルス発生器４０６は、ガウスパルス波形のような波形を生成する。変調ブロック４０８は、ＭＡＣ層４０２によって提供される情報信号に基づいて、パルス位置変調、パルス振幅変調、または、送信基準変調（transmitted reference modulation）のような方式を用いて、パルス信号を変調する。送信ブロック４１０は、変調されたパルス信号を送信する。送信ブロック４１０の機能は、送信のために変調パルス信号を増幅しそしてその信号をアンテナに提供することを含んでもよい。
図４は、装置１０２の受信機２２０の一例を示すブロック図である。当業者には明らかなように、図４に示されるブロック図においては、装置１０２の論理モジュールは、通信ネットワークのための階層化された抽象的な説明の観点によって、示される。以下で説明されるように、それぞれの層は、ソフトウェア、ハードウェア、または、それらの何らかの適切な組み合わせとして実施されてもよい１つかまたはそれ以上の論理モジュールを備えてもよい。図４において、受信機２２０は、アプリケーション層４０１およびＭＡＣ層４０２を含む。ＰＨＹ層４０４は、ＭＡＣ層４０２と通信することができる。受信機のＰＨＹ層４０４は、復調ブロック５０８および受信ブロック５１０を含む。受信ブロック５１０は、アンテナ、電力増幅器、および、その他の適切な受信機コンポーネントを備えたコンポーネント（図示しない）を含んでもよい。受信ブロック５１０は、無線信号を受信しそしてその信号を復調ブロック５０８に提供し、その復調ブロック５０８は、その信号を復調しそして受信データをＭＡＣ層４０２に提供する。
受信機２２０および送信機２２２は、例えば、パルス発生器４０６が提供する基本時間ホッピング方式などに加えて、様々な無線物理層方式を使用してもよい。例えば、受信機２２０および送信機２２２の物理層４０４は、ある種のＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＯＦＤＭ、ＯＦＤＭＡ、または、その他の変調および多重化方式を使用してもよい。
ネットワークにおけるデータ通信は、データのパケットまたはフレームを通信することによって実行されてもよい。ここに使用されるように、「フレーム(frame)」という用語は、宛先（これはマルチキャスト宛先またはブロードキャスト宛先を含んでもよい）、品質インジケータ（例えば、誤り検出および／または訂正データ）、または、開始点／終了点インジケータの中の少なくとも１つを含む情報のフォーマットされたブロックを意味する。
ＰＡＮまたはＢＡＮにおいては、マルチホップ通信リンクを提供するために、装置１０２の中の１つかまたは複数は、データを受信しそしてそのデータを別の装置１０２に再送信するように構成されてもよい。そのようなマルチホップリンクは、２つかまたはそれ以上の装置１０２間における通信の有効レンジを増大させるのに使用されてもよく、および／または、マルチホップリンクの末端に存在する特定の装置１０２がより小さな電力で（中間装置１０２までの短いレンジで）送信するのを可能にすることによって、そのような装置１０２における消費電力を減少させるのに使用されてもよい。
図１に示されるシステム１００のような超広帯域（ＵＷＢ）システムにおいては、幅の狭いパルスが、情報を送信および受信するのに使用されてもよい。そのようなシステムにおいては、多くの場合、相当な時間が、パルス間に存在し、複数のストリーム（同時に送信および受信されるストリーム）を同時にインターリーブするのを可能にする。したがって、ある態様においては、受信されたマルチホップ信号は、フレーム全体が受信される前に、例えば、フレームが受信される期間と重複する期間中に、再送信されてもよい。
マルチホップデータを中継するように構成された特定の装置１０２によって受信される信号を考える：
Figure 0004991845
ここで、ｐ０（ｔ）は、受信されるＵＷＢパルスであり、チャンネル分散Ｔｃは、ピークパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）であり、ａｉは、情報系列であり、ｎ（ｔ）は、雑音過程である。中継装置１０２は、次の信号を送信する：
Figure 0004991845
ここで、ｐ１（ｔ）は、送信されるＵＷＢパルスであり、Ｔｄは、再送信のために一緒に復号化されるパルスの数の観点での復号化遅延、および、受信されるパルスと送信されるパルスとの何らかの重複による著しい性能劣化がまったく存在しないかまたはできるだけ存在しないように選択されたさらなる時間遅延であり、
Figure 0004991845
は、転送される情報系列である。一般的に、Ｔｄは、転送される情報系列について決定をなすのに十分なフレームの一部分を復調するために中継装置１０２によって使用されるパルスの数＋処理遅延に比例する。Ｔｄが、送信機がフレームを送信する時間よりも小さければ、中継装置１０２は、受信されるフレームの終了点の前に、パルスを復号化してもよく、そして、中継装置１０２は、フレーム全体を受信する前に、送信を開始してもよい（例えば、同じ周波数帯域において）。例えば、Ｔｄが、ほぼゼロであれば（例えば、わずかな処理遅延しか含まない）、図５を参照して以下で説明されるようなチップごとの転送が、提供されてもよい。
再送信の前に復号化されるチップの数は、１つよりも多くてもよく、例えば、Ｎであってもよく、その場合には、Ｔｄは、Ｎに比例する。Ｎが、１ビットあたりのパルスの数であれば、ビットごとの転送が、提供されてもよい。以下で説明される図６は、例としてのシステム１００におけるビットごとの転送の例を示しており、ここで、Ｎ＝２である。フレームの一部分を再送信する前に、全体に満たないフレームが受信されるので、マルチホップ通信システムにおけるそれぞれのそのような装置１０２によって生成される総送信レイテンシまたは総送信遅延(total transmission LATENCY or delay)は、それによって、減少する。ある態様においては、Ｔｄの値は、処理遅延およびその他の装置固有制約によって制限されるかもしれないことに注意されたい。
図５は、例としてのネットワーク１００において受信される信号および送信される信号を示すタイムチャートである。ｘ（ｔ）によって表現される水平軸は、図４の受信ブロック５１０によって受信される信号のタイミングを示す。ｙ（ｔ）によって表現される水平軸は、図３の送信ブロック４１０によって送信される信号のタイミングを示す。受信されるパルス５５０および送信されるパルス５５２によって示されるように、それぞれの受信パルス５５０とそれぞれの送信パルス５５２との間には、相当な時間が存在し、複数のストリーム（同時に送信されかつ受信されるストリームを含む）を同時にインターリーブするのを可能にする。図５に示されるそれぞれのパルス５５０は、チップに対応する（ここに使用されるように、「チップ(chip)」という用語は、直接拡散符号を用いて生成される２進値を意味し、その直接拡散符号においては、それぞれのフレームは、フォーマットされたフレームデータのビットよりも多いチップとして符号化される）。
図６は、さらなる例としてのネットワーク１００において受信される信号および送信される信号を示すタイムチャートである。図６に示される例としてのシステム１００において、Ｔｄは、Ｎ＝２に比例し、例えば、パルスが再送信のために復号化される前のチップの数は２である。ビットあたりのパルスまたはチップの数が２であれば、図６の例は、ビットごとの転送に対応する。様々な態様においては、ビットあたりのチップの数は、例えば再送信の前に復号化されるチップの数であるＮよりも大きくてもよく、Ｎに等しくてもよく、あるいは、Ｎよりも小さくてもよいことがわかるはずである。
図７は、例えばネットワーク１００においてデータを通信する例としての方法６００を説明するフローチャートである。方法６００は、ブロック６０２から開始し、そのブロック６０２においては、受信機２２０は、第１の期間中に、フレームを表示するパルスを受信する。ある態様においては、受信機２２０は、フレームの１つかまたはそれ以上のビットまたはチップを復調する。次に、ブロック６０４において、送信機２２０は、第２の期間中に、フレームを表示するパルスを少なくとも１つの装置に送信する。第１の期間と第２の期間とは、少なくとも部分的に重複する。ある態様においては、送信機２２０は、フレームの１つかまたはそれ以上のビットまたはチップとして復調された１つかまたはそれ以上のパルスを送信し、そして、フレームの定められた数であるＮ個のチップを受信した後に、それらのビットまたはチップを送信する。方法６００は、フレームのデータに対して、そして、いくつかのさらなるフレームに対して、反復されてもよい。例えば、ブロック６０２および６０４に関連する処理は、上述したように、約（Ｔｃ−ΔＴｃ−Ｔｄ）である初期遅延を除いて重複するほぼ類似する期間において、反復され、そして、インターリーブされてもよい。
ある態様においては、受信されるパルスおよび／または送信されるパルスは、離散パルス(discrete pulses)からなる。ある態様においては、送信されるパルスおよび受信されるパルスは、同じ周波数帯域内に存在する。ある態様においては、送信されるパルスおよび受信されるパルスは、異なる周波数帯域内に存在する。
ある種の態様によっては、ここに説明されるいずれかの方法のある種の処理またはイベントは、異なる順序で実行されてもよく、追加され、組み合わせられ、あるいは、ひとまとめにして省略されてもよい（例えば、説明されるすべての処理またはイベントが本発明の方法を実施するために必要であるとは限らない）ことがわかるはずである。さらに、ある態様においては、処理またはイベントは、例えば、マルチスレッド処理、割り込み処理、または、マルチプロセッサーによって、順次にではなく並列して実行されてもよい。
図８は、方法６００を用いてデータを受信および送信するように構成された、図３および図４にそれぞれ示されるような受信機２２０および送信機２２２を示すブロック図である。動作中、パルスが、受信ブロック５１０によって受信され、そして、復調ブロック５０８に提供される。定められた数のチップまたはビットが、復調されたとき（例えば、ΔＴｃの後に）、復調ブロック５０８は、復調されたチップ（または、ビット）をＭＡＣ層４０２に提供し、そのＭＡＣ層４０２は、チップまたはビットを送信機２２２の変調ブロック４０８に提供する。変調の後、送信ブロック４１０は、ビットまたはチップを送信し、それによって、フレームのデータを中継する。
ある態様においては、送信されるパルスは、受信されたパルスと実質的に同じものである。ある態様においては、送信されるパルスは、受信されたパルスから機能的に導き出されてもよく、例えば、フレームの受信者を識別するフレームデータは、ルーティングアルゴリズムに基づいて、ＭＡＣ層４０２によって置き換えられてもよい。
図９は、図７の方法６００を用いてパルスを生成する例としての装置１０２を示すブロック図である。図示される例においては、装置１０２は、フレームを表示するパルスを第１の期間中に受信するための手段または集積回路（ＩＣ）９５２を備える。ＩＣ９５２は、図２および図４に示される受信機２２０のＭＡＣ層４０２およびＰＨＹ層４０４を備えてもよい。また、装置１０２は、フレームを表示するパルスを第２の期間中に少なくとも１つの装置に送信するための手段またはＩＣ９５６を備え、ここで、第１の期間と第２の期間とは、少なくとも部分的に重複する。ＩＣ９５６は、図３の送信モジュール４１０を備えてもよい。
これまでの説明を考えれば、ＵＷＢシステムのようなパルスベース通信システムにおいてパルスをどのように生成するかということに本発明は取り組むものであることがわかるはずである。例えば、説明された態様は、より小さいレイテンシを有するマルチホップ通信の方法および装置を提供する。例えば、マルチホップレイテンシは、フレームを送信する時間からフレームのチップまたはビットを送信する時間（プラス わずかな処理オフセット(plus a small processing offset)）に減少させることができる。
ここに開示された態様に関連して説明された例としての論理ブロック、モジュール、および、回路は、集積回路（「ＩＣ」）、アクセス端末、または、アクセスポイント内において実施されてもよく、あるいは、集積回路（「ＩＣ」）、アクセス端末、または、アクセスポイントによって実行されてもよい。ＩＣは、汎用プロセッサー、ディジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）またはその他のプログラマブル論理装置、個別ゲートまたはトランジスタロジック、個別ハードウェアコンポーネント、電気的コンポーネント、光コンポーネント、機械的コンポーネント、または、ここに説明された機能を実行するように設計されたそれらの何らかの組み合わせを備えてもよく、そして、ＩＣ内に存在するコードまたは命令、ＩＣの外部に存在するコードまたは命令、または、それらの両方を実行してもよい。汎用プロセッサーは、マイクロプロセッサーであってもよく、あるいは、その代わりとして、プロセッサーは、何らかの一般的なプロセッサー、コントローラ、マイクロコントローラ、または、状態機械であってもよい。また、プロセッサーは、コンピューティング装置を組み合わせたもの、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサーとを組み合わせたもの、複数のマイクロプロセッサーを組み合わせたもの、ＤＳＰコアと結合された１つかまたはそれ以上のマイクロプロセッサー、または、何らかのその他のそのような構成として実施されてもよい。
当業者は、ここに開示された態様に関連して説明された例としての様々な論理ブロック、モジュール、回路、および、アルゴリズムステップは、電子的ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または、それらを組み合わせたものとして実施されてもよいことがわかるはずである。ハードウェアとソフトウェアとのこの相互交換性をわかりやすく説明するために、例としての様々なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、および、ステップが、それらの機能に関して、上で概略的に説明された。そのような機能が、ハードウェアかまたはソフトウェアとして実施されるかどうかは、特定の用途およびシステム全体に課された設計制約に依存する。当業者は、説明された機能を特定の用途ごとに様々な形で実施してもよいが、そのような実施の決定は、本発明の範囲からの逸脱をもたらすと解釈されるべきではない。
ここに開示された態様に関連して説明された方法またはアルゴリズムのステップは、まさにハードウェアとして、プロセッサーによって実行されるソフトウェアモジュールとして、または、それらを組み合わせたものとして、具体化されてもよい。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリー、フラッシュメモリー、ＲＯＭメモリー、ＥＰＲＯＭメモリー、ＥＥＰＲＯＭメモリー、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または、この分野において知られているその他の何らかの形態の記憶媒体に存在してもよい。例としての記憶媒体は、プロセッサーに結合され、そのようなプロセッサーは、記憶媒体から情報を読み出し、かつ、記憶媒体に書き込むことができる。その代わりとして、記憶媒体は、プロセッサーと一体化されたものであってもよい。プロセッサーと記憶媒体とは、ＡＳＩＣ内に存在してもよい。そのＡＳＩＣは、ユーザ端末内に存在してもよい。その代わりとして、プロセッサーと記憶媒体とは、個別コンポーネントとしてユーザ端末内に存在してもよい。
これまでの詳細な説明は、様々な態様に適用されるような本発明の新規な特徴を示し、説明し、そして、指摘したが、説明された装置または処理の形態および細部における様々な省略、置換、および、変更が本発明の範囲から逸脱することなく当業者によってなされてもよいことが理解されるであろう。認識されるように、ある特徴は、その他の特徴とは別個に、使用されあるいは実施されてもよいので、本発明は、ここに説明された特徴および利点のすべてを提供しない形態の範囲の中で具体化されてもよい。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲、これまでの説明、または、それらの両方によって定義される。請求項の意味および均等の範囲に入るすべての変更は、それらの範囲に包含されるべきである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［付記］
［１］ フレームを表示するパルスを第１の期間中に受信することと、
前記フレームを表示するパルスを第２の期間中に少なくとも１つの装置に送信することと、
を備え、前記第１の期間と前記第２の期間とは、少なくとも部分的に重複する、
データを通信する方法。
［２］ 前記パルスは、超広帯域を実質上占める、［１］に記載の方法。
［３］ 前記受信することは、前記パルスを第１の装置から受信することを備え、そして、前記送信することは、前記パルスのいくつかを第２の装置に送信することと、前記パルスのいくつかを別の装置に送信することと、をさらに備える、
［１］に記載の方法。
［４］ 前記第１の装置および前記第２の装置は、同じ装置である、［３］に記載の方法。
［５］ 前記フレームは、前記フレームに対する少なくとも１つのデータ品質インジケータを備える、［１］に記載の方法。
［６］ 前記品質インジケータは、誤り検出データを備える、［５］に記載の方法。
［７］ 前記受信されるパルスおよび前記送信されるパルスの少なくとも１つは、情報のビットを備える、［１］に記載の方法。
［８］ 前記受信されるパルスおよび前記送信されるパルスの少なくとも１つは、情報のチップを備える、［１］に記載の方法。
［９］ 前記受信することは、前記パルスを第１の装置から受信することを備え、そして、前記送信することは、前記受信されるパルスの少なくとも１つを前記第１の装置に送信することを備える、［１］に記載の方法。
［１０］ 前記受信されるパルスは、第１の周波数帯域に関連し、さらに、前記送信されるパルスは、第２の周波数帯域に関連する、［１］に記載の方法。
［１１］ 前記第１の周波数帯域および前記第２の周波数帯域は、同じ周波数帯域である、［１０］に記載の方法。
［１２］ 前記第１の周波数帯域は、前記第２の周波数帯域のサブセットである、［１０］に記載の方法。
［１３］ 前記送信されるパルスの少なくとも１つは、前記受信されるパルスの少なくとも１つから機能的に導き出される、［１］に記載の方法。
［１４］ 前記受信されるパルスのそれぞれは、離散的なものであり、さらに、前記送信されるパルスのそれぞれは、離散的なものである、［１］に記載の方法。
［１５］ フレームを表示するパルスを第１の期間中に受信するように構成された受信機と、
前記フレームを表示するパルスを第２の期間中に少なくとも１つの装置に送信するように構成された送信機と、
を備え、前記第１の期間と前記第２の期間とは、少なくとも部分的に重複する、
データを通信するための機器。
［１６］ 前記パルスは、超広帯域を実質上占める、［１５］に記載の機器。
［１７］ 前記受信機は、前記パルスを第１の装置から受信するように構成され、そして、前記送信機は、さらに、前記パルスのいくつかを第２の装置に送信し、前記パルスのいくつかを別の装置に送信するように構成されている、［１５］に記載の機器。
［１８］ 前記第１の装置および前記第２の装置は、同じ装置である、［１７］に記載の機器。
［１９］ 前記フレームは、前記フレームに対する少なくとも１つのデータ品質インジケータを備える、［１５］に記載の機器。
［２０］ 前記品質インジケータは、誤り検出データを備える、［１９］に記載の機器。
［２１］ 前記受信されるパルスおよび前記送信されるパルスの少なくとも１つは、情報のビットを備える、［１５］に記載の機器。
［２２］ 前記受信されるパルスおよび前記送信されるパルスの少なくとも１つは、情報のチップを備える、［１５］に記載の機器。
［２３］ 前記受信されるパルスは、第１の周波数帯域に関連し、さらに、前記送信されるパルスは、第２の周波数帯域に関連する、［１５］に記載の機器。
［２４］ 前記第１の周波数帯域および前記第２の周波数帯域は、同じ周波数帯域である、［２３］に記載の機器。
［２５］ 前記第１の周波数帯域は、前記第２の周波数帯域のサブセットである、［２３］に記載の機器。
［２６］ 前記送信されるパルスの少なくとも１つは、前記受信されるパルスの少なくとも１つから機能的に導き出される、［１５］に記載の機器。
［２７］ 前記受信されるパルスのそれぞれは、離散的なものであり、さらに、前記送信されるパルスのそれぞれは、離散的なものである、［１５］に記載の機器。
［２８］ フレームを表示するパルスを第１の期間中に受信するための手段と、
前記フレームを表示するパルスを第２の期間中に少なくとも１つの装置に送信するための手段と、
を備え、前記第１の期間と前記第２の期間とは、少なくとも部分的に重複する、
データを通信するための機器。
［２９］ 前記パルスは、超広帯域を実質上占める、［２８］に記載の機器。
［３０］ 前記受信する手段は、前記パルスを第１の装置から受信するように構成され、そして、前記送信する手段は、前記パルスのいくつかを第２の装置に送信し、また、前記パルスのいくつかを別の装置に送信するようにさらに構成されている、［２８］に記載の機器。
［３１］ 前記第１の装置および前記第２の装置は、同じ装置である、［２８］に記載の機器。
［３２］ 前記フレームは、前記フレームに対する少なくとも１つのデータ品質インジケータを備える、［２８］に記載の機器。
［３３］ 前記品質インジケータは、誤り検出データを備える、［１９］に記載の機器。
［３４］ 前記受信されるパルスおよび前記送信されるパルスの少なくとも１つは、情報のビットを備える、［２８］に記載の機器。
［３５］ 前記受信されるパルスおよび前記送信されるパルスの少なくとも１つは、情報のチップを備える、［２８］に記載の機器。
［３６］ 前記受信されるパルスは、第１の周波数帯域に関連し、さらに、前記送信されるパルスは、第２の周波数帯域に関連する、［２８］に記載の機器。
［３７］ 前記第１の周波数帯域および前記第２の周波数帯域は、同じ周波数帯域である、［２３］に記載の機器。
［３８］ 前記第１の周波数帯域は、前記第２の周波数帯域のサブセットである、［２３］に記載の機器。
［３９］ 前記送信されるパルスの少なくとも１つは、前記受信されるパルスの少なくとも１つから機能的に導き出される、［２８］に記載の機器。
［４０］ 前記受信されるパルスのそれぞれは、離散的なものであり、さらに、前記送信されるパルスのそれぞれは、離散的なものである［２８］に記載の機器。
［４１］ フレームを表示するパルスを第１の期間中に受信し、
前記フレームを表示するパルスを第２の期間中に少なくとも１つの装置に送信する
ように、少なくとも１つのコンピュータによって実行することのできるコードを備えているコンピュータ可読媒体、
を備え、前記第１の期間と前記第２の期間とは少なくとも部分的に重複する、
データを通信するためのコンピュータプログラムプロダクト。
［４２］ 感知されたデータを提供するように適合されたマイクロホンと、
フレームを表示するパルスを第１の期間中に受信するように構成された受信機と、
前記フレームを表示するパルスを第２の期間中に少なくとも１つの装置に送信するように構成された送信機と、
を備え、前記第１の期間と前記第２の期間とは、少なくとも部分的に重複する、
無線通信のためのヘッドセット。
［４３］ フレームを表示するパルスを第１の期間中に無線通信リンクを介して受信するように構成された受信機と；
前記フレームを表示するパルスを第２の期間中に前記無線通信リンクを介して少なくとも１つの装置に送信するように構成された送信機と、なお、前記第１の期間と前記第２の期間とは、少なくとも部分的に重複する；
前記無線通信リンクを介して受信された少なくとも１つのパルスに基づいて、視覚出力を提供するように適合されたディスプレイと；
を備える無線通信のためのウォッチ。
［４４］ 感知されたデータを提供するように適合されたセンサーと、
フレームを表示するパルスを第１の期間中に受信するように構成された受信機と、
前記フレームを表示するパルスを第２の期間中に少なくとも１つの装置に送信するように構成された送信機と、
を備え、前記第１の期間と前記第２の期間とは、少なくとも部分的に重複する、
無線通信のための医療装置。
無線によって接続された装置の例としてのネットワークを示すブロック図である。 図１に示されるような例としての無線装置を示すブロック図である。 図２に示されるような装置の送信機を示すブロック図である。 図２に示されるような装置の受信機を示すブロック図である。 図１に示されるような例としてのネットワークにおいて受信されかつ送信される信号を示すタイムチャートである。 図１に示されるようなさらなる例としてのネットワークにおいて受信されかつ送信される信号を示すタイムチャートである。 例えば図１に示されるような例としてのネットワークにおいてデータを通信する例としての方法を説明するフローチャートである。 図７に示されるような方法を用いてデータを受信および送信するように構成された図３および図４にそれぞれ示されるような受信機および送信機を示すブロック図である。 図７に示されるような方法を用いてデータを送信する例としての装置１０２を示すブロック図である。

Claims (41)

  1. フレームを表示するパルスを、前記フレームを受信する期間である第１の期間中に受信することと、
    前記フレームの予め定められた数のパルスを受信した後に、前記予め定められた数のパルスを用いてビットまたはチップを復調することと、
    前記ビットまたはチップを変調することと、
    変調された前記ビットまたはチップを、前記フレームを表示するパルスとして、前記フレームを送信する期間である第２の期間中に少なくとも１つの装置に送信することと、
    を備え、前記第１の期間と前記第２の期間とは、少なくとも部分的に重複し、前記第２の期間の前記第１の期間からの遅延時間は、送信のために一緒に復調される前記パルスの数に比例し、前記パルスは超広帯域を実質上占める、
    データを通信する方法。
  2. 前記受信することは、前記パルスを第１の装置から受信することを備え、そして、前記送信することは、前記パルスのいくつかを第２の装置に送信することと、前記パルスのいくつかを別の装置に送信することと、をさらに備える、
    請求項１に記載の方法。
  3. 前記第１の装置および前記第２の装置は、同じ装置である、請求項２に記載の方法。
  4. 前記フレームは、前記フレームに対する少なくとも１つのデータ品質インジケータを備える、請求項１に記載の方法。
  5. 前記品質インジケータは、誤り検出データを備える、請求項４に記載の方法。
  6. 前記受信されるパルスおよび前記送信されるパルスの少なくとも１つは、情報のビットを備える、請求項１に記載の方法。
  7. 前記受信されるパルスおよび前記送信されるパルスの少なくとも１つは、情報のチップを備える、請求項１に記載の方法。
  8. 前記受信することは、前記パルスを第１の装置から受信することを備え、そして、前記送信することは、前記受信されるパルスの少なくとも１つを前記第１の装置に送信することを備える、請求項１に記載の方法。
  9. 前記受信されるパルスは、第１の周波数帯域に関連し、さらに、前記送信されるパルスは、第２の周波数帯域に関連する、請求項１に記載の方法。
  10. 前記第１の周波数帯域および前記第２の周波数帯域は、同じ周波数帯域である、請求項９に記載の方法。
  11. 前記第１の周波数帯域は、前記第２の周波数帯域のサブセットである、請求項９に記載の方法。
  12. 前記送信されるパルスの少なくとも１つは、前記受信されるパルスの少なくとも１つから機能的に導き出される、請求項１に記載の方法。
  13. 前記受信されるパルスのそれぞれは、離散的なものであり、さらに、前記送信されるパルスのそれぞれは、離散的なものである、請求項１に記載の方法。
  14. フレームを表示するパルスを、前記フレームを受信する期間である第１の期間中に受信するように構成された受信機と、
    前記フレームを表示するパルスを、前記フレームを送信する期間である第２の期間中に少なくとも１つの装置に送信するように構成された送信機と、
    を備え、
    前記受信機は、前記フレームの予め定められた数のパルスを受信した後に、前記予め定められた数のパルスを用いてビットまたはチップを復調するようにさらに構成され、
    前記送信機は、復調された前記ビットまたはチップを変調し、変調された前記ビットまたはチップを、前記フレームを表示するパルスとして、前記第２の期間中に送信するようにさらに構成され、
    前記第１の期間と前記第２の期間とは、少なくとも部分的に重複し、前記第２の期間の前記第１の期間からの遅延時間は、送信のために一緒に復調される前記パルスの数に比例し、前記パルスは超広帯域を実質上占める、
    データを通信するための機器。
  15. 前記受信機は、前記パルスを第１の装置から受信するように構成され、そして、前記送信機は、さらに、前記パルスのいくつかを第２の装置に送信し、前記パルスのいくつかを別の装置に送信するように構成されている、請求項１４に記載の機器。
  16. 前記第１の装置および前記第２の装置は、同じ装置である、請求項１５に記載の機器。
  17. 前記フレームは、前記フレームに対する少なくとも１つのデータ品質インジケータを備える、請求項１４に記載の機器。
  18. 前記品質インジケータは、誤り検出データを備える、請求項１７に記載の機器。
  19. 前記受信されるパルスおよび前記送信されるパルスの少なくとも１つは、情報のビットを備える、請求項１４に記載の機器。
  20. 前記受信されるパルスおよび前記送信されるパルスの少なくとも１つは、情報のチップを備える、請求項１４に記載の機器。
  21. 前記受信されるパルスは、第１の周波数帯域に関連し、さらに、前記送信されるパルスは、第２の周波数帯域に関連する、請求項１４に記載の機器。
  22. 前記第１の周波数帯域および前記第２の周波数帯域は、同じ周波数帯域である、請求項２１に記載の機器。
  23. 前記第１の周波数帯域は、前記第２の周波数帯域のサブセットである、請求項２１に記載の機器。
  24. 前記送信されるパルスの少なくとも１つは、前記受信されるパルスの少なくとも１つから機能的に導き出される、請求項１４に記載の機器。
  25. 前記受信されるパルスのそれぞれは、離散的なものであり、さらに、前記送信されるパルスのそれぞれは、離散的なものである、請求項１４に記載の機器。
  26. フレームを表示するパルスを、前記フレームを受信する期間である第１の期間中に受信するための手段と、
    前記フレームの予め定められた数のパルスを受信した後に、前記予め定められた数のパルスを用いてビットまたはチップを復調する手段と、
    前記ビットまたはチップを変調する手段と、
    変調された前記ビットまたはチップを、前記フレームを表示するパルスとして、前記フレームを送信する期間である第２の期間中に少なくとも１つの装置に送信するための手段と、
    を備え、前記第１の期間と前記第２の期間とは、少なくとも部分的に重複し、前記第２の期間の前記第１の期間からの遅延時間は、送信のために一緒に復調される前記パルスの数に比例し、前記パルスは超広帯域を実質上占める、
    データを通信するための機器。
  27. 前記受信する手段は、前記パルスを第１の装置から受信するように構成され、そして、前記送信する手段は、前記パルスのいくつかを第２の装置に送信し、また、前記パルスのいくつかを別の装置に送信するようにさらに構成されている、請求項２６に記載の機器。
  28. 前記第１の装置および前記第２の装置は、同じ装置である、請求項２６に記載の機器。
  29. 前記フレームは、前記フレームに対する少なくとも１つのデータ品質インジケータを備える、請求項２６に記載の機器。
  30. 前記品質インジケータは、誤り検出データを備える、請求項１７に記載の機器。
  31. 前記受信されるパルスおよび前記送信されるパルスの少なくとも１つは、情報のビットを備える、請求項２６に記載の機器。
  32. 前記受信されるパルスおよび前記送信されるパルスの少なくとも１つは、情報のチップを備える、請求項２６に記載の機器。
  33. 前記受信されるパルスは、第１の周波数帯域に関連し、さらに、前記送信されるパルスは、第２の周波数帯域に関連する、請求項２６に記載の機器。
  34. 前記第１の周波数帯域および前記第２の周波数帯域は、同じ周波数帯域である、請求項２１に記載の機器。
  35. 前記第１の周波数帯域は、前記第２の周波数帯域のサブセットである、請求項２１に記載の機器。
  36. 前記送信されるパルスの少なくとも１つは、前記受信されるパルスの少なくとも１つから機能的に導き出される、請求項２６に記載の機器。
  37. 前記受信されるパルスのそれぞれは、離散的なものであり、さらに、前記送信されるパルスのそれぞれは、離散的なものである請求項２６に記載の機器。
  38. フレームを表示するパルスを、前記フレームを受信する期間である第１の期間中に受信し、
    前記フレームの予め定められた数のパルスを受信した後に、前記予め定められた数のパルスを用いてビットまたはチップを復調し、
    前記ビットまたはチップを変調し、
    変調された前記ビットまたはチップを、前記フレームを表示するパルスとして、前記フレームを送信する期間である第２の期間中に少なくとも１つの装置に送信する
    ことを、少なくとも１つのコンピュータに実行させるコードを備え、
    前記第１の期間と前記第２の期間とは少なくとも部分的に重複し、前記第２の期間の前記第１の期間からの遅延時間は、送信のために一緒に復調される前記パルスの数に比例し、前記パルスは超広帯域を実質上占める、
    コンピュータ可読記録媒体。
  39. 感知されたデータを提供するように適合されたマイクロホンと、
    フレームを表示するパルスを、前記フレームを受信する期間である第１の期間中に受信するように構成された受信機と、
    前記フレームを表示するパルスを、前記フレームを送信する期間である第２の期間中に少なくとも１つの装置に送信するように構成された送信機と、
    を備え、
    前記受信機は、前記フレームの予め定められた数のパルスを受信した後に、前記予め定められた数のパルスを用いてビットまたはチップを復調するようにさらに構成され、
    前記送信機は、復調された前記ビットまたはチップを変調し、変調された前記ビットまたはチップを、前記フレームを表示するパルスとして、前記第２の期間中に送信するようにさらに構成され、
    前記第１の期間と前記第２の期間とは、少なくとも部分的に重複し、前記第２の期間の前記第１の期間からの遅延時間は、送信のために一緒に復調される前記パルスの数に比例し、前記パルスは超広帯域を実質上占める、
    無線通信のためのヘッドセット。
  40. フレームを表示するパルスを、前記フレームを受信する期間である第１の期間中に無線通信リンクを介して受信するように構成された受信機と、
    前記フレームを表示するパルスを、前記フレームを送信する期間である第２の期間中に前記無線通信リンクを介して少なくとも１つの装置に送信するように構成された送信機と、 前記無線通信リンクを介して受信された少なくとも１つのパルスに基づいて、視覚出力を提供するように適合されたディスプレイと、
    を備え、
    前記受信機は、前記フレームの予め定められた数のパルスを受信した後に、前記予め定められた数のパルスを用いてビットまたはチップを復調するようにさらに構成され、
    前記送信機は、復調された前記ビットまたはチップを変調し、変調された前記ビットまたはチップを、前記フレームを表示するパルスとして、前記第２の期間中に送信するようにさらに構成され、
    前記第１の期間と前記第２の期間とは、少なくとも部分的に重複し、前記第２の期間の前記第１の期間からの遅延時間は、送信のために一緒に復調される前記パルスの数に比例し、前記パルスは超広帯域を実質上占める、
    無線通信のためのウォッチ。
  41. 感知されたデータを提供するように適合されたセンサーと、
    フレームを表示するパルスを、前記フレームを受信する期間である第１の期間中に受信するように構成された受信機と、
    前記フレームを表示するパルスを、前記フレームを送信する期間である第２の期間中に少なくとも１つの装置に送信するように構成された送信機と、
    を備え、
    前記受信機は、前記フレームの予め定められた数のパルスを受信した後に、前記予め定められた数のパルスを用いてビットまたはチップを復調するようにさらに構成され、
    前記送信機は、復調された前記ビットまたはチップを変調し、変調された前記ビットまたはチップを、前記フレームを表示するパルスとして、前記第２の期間中に送信するようにさらに構成され、
    前記第１の期間と前記第２の期間とは、少なくとも部分的に重複し、前記第２の期間の前記第１の期間からの遅延時間は、送信のために一緒に復調される前記パルスの数に比例し、前記パルスは超広帯域を実質上占める、
    無線通信のための医療装置。
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