JP5699142B2 - 通信システム - Google Patents
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Description
― エネルギーのピークを見いだすよう離散フーリエ変換の単一の出力ビンを選択するための手段と、 ― どのチャープ符号が受信されたかを決定するために選択された1つの出力ビンの内容を分析し、受信された1又は2つ以上のビット情報信号のいずれかを復号し、且つ送出する手段と、を含むことを特徴とする。
― 未処理のチャープ符号は、チャープ信号の全期間にわたり瞬時位相値の曲線を指定することによって定義される、
― 情報信号は、各々が異なるように変調されたチャープ符号を定義する複数の瞬時位相値の曲線をさらに指定することによってチャープ信号に埋め込まれる、
― それぞれ最終瞬時周波数が初期瞬時周波数よりも高いかまたは低いことを指定することによって、それぞれアップチャープ符号およびダウンチャープ符号が定義される、
― 最低限2つの異なるチャープ符号が定義される、
― 送信されたチャープのフレームが1つまたは複数の未処理のチャープ符号のプリアンブルを含む、
― 送信器が休止したままであるデッドタイムによってチャープ符号が分離される、
― 仮想瞬時位相が、チャープ信号の初期瞬時位相と一致するためのデッドタイムに起因する。
― 選択された1つの出力ビンの位置は、どの周波数および/またはタイミングオフセットが送信通信システムのクロッキングシステムと受信通信システムのクロッキングシステムとの間に存在するかを示す、
― 単一の選択された出力ビンの位置は、受信クロッキングシステムを送信クロッキングシステムに適合させるために使用される、
― 復調器は、複数の未処理チャープ符号を包含するスライドウィンドウに関して受信チャープ信号を分析しており、ウィンドウは分析ステップごとにチャープ符号全期間のスライドが行われる、
― プリアンブルの2つ以上の未処理チャープ符号が復調器の検出のレベルを改善するために付加される。
― チャープ信号は複素平面において一定の振幅および絶え間なく変わる瞬時位相を有するように同位相制御信号および直角位相制御信号から制御される、
― 瞬時位相は複素平面において同位相制御信号および直交位相制御信号によって変化させられる速度によって瞬時周波数が定義される、
― 瞬時周波数は、チャープ信号の全期間にわたって初期瞬時周波数と最終瞬時周波数との間で線形的に変化させられる、
― チャープ信号の初期および最終瞬時位相が同一である
ことを特徴とする。別の態様では、本発明は、初期瞬時周波数と、異なる最終瞬時周波数とを有するチャープ信号を受信するための方法を提案する。この方法は、
― 受信チャープ信号は、チャープ信号を生成するために使用された拡散係数に対応するいくつかのサンプルを得るために時間ドメインにおいて離散的にサンプリングされ、サンプルは全体のチャープ信号期間にわたって均一に分配される、
― すべての復調器信号は、複素平面において、関連する同位相および直角位相値から処理される、
― 共役チャープ信号は局所的に生成され、初期瞬時周波数の値および最終瞬時周波数の値が交換される、
― 積信号を得るために、受信チャープ信号に局所生成共役チャープ信号が乗算される、
― 積信号を周波数ドメインに置き換えるために、離散フーリエ変換が積信号に適用される、
― エネルギーのピークをもつ離散フーリエ変換の出力ビンの1つが選択される、
― 選択された1つの出力ビンの内容を分析して、どのチャープ符号が受信されたかを決定し、受信された1つまたは2つ以上のビット情報信号をさらに復号し、且つ送出する
ことをさらに特徴とする。
102 スイッチ
110 IQ変調
112 同位相の搬送波周波数
114 直交位相の搬送波周波数
116 ベースバンドIおよびQ信号
120 電力増幅器
130 アンテナ
140 複素平面
142 虚部
144 実部
146 振幅
148 瞬時位相
150 ベースバンド変調器
152 データの流れ
154 駆動部
160 低雑音増幅器
170 直交ダウンコンバージョンミキサ
180 ベースバンド復調器
184 高性能回路
190 周波数制御区域
192 外部発振器
210 送信器
212 クロッキングシステム
222 クロッキングシステム
220 受信器
232 環境雑音
312 初期瞬時周波数
314 最終瞬時周波数
322 実部
324 虚部
414 チャープ符号
422 初期瞬時位相
424 最終瞬時位相
512 局所生成チャープ
514 受信チャープ
516 積
522 局所生成チャープ
524 受信チャープ
526 積
532 実部
534 虚部
542 周波数ビン
544 中心のビン
546 シフト
552 局所生成チャープ
554 受信チャープ
556 積
562 ピーク
612 局所
614 受信
616 積
622 実部
624 虚部
632 半周期(π)シフト
642 実部
644 虚部
652 ビン
656 ノッチ
712 デッドタイム
810 ルックアップ表
812 2進ワード
820 デジタル-アナログ変換器
821 同位相成分
822 直交位相成分
830 マイクロコントローラ
840 ビットの流れ
842 2つのビット
910 ルックアップ表
921 同位相成分
922 直交位相成分
920 ADC
925 サンプリング信号
930 デジタル乗算器
940 離散フーリエ変換
944 出力ビン
950 復号器
990 局所クロッキングシステム
992 オフセット
1012 プリアンブル
1014 後続のチャープ
1016 スライドウィンドウ
1018 全チャープ符号期間
Claims (15)
- 通信チャネルの指定されたスペクトルバンド幅にわたって情報信号の周波数スペクトルを拡散させることを目的としたチャープ信号を生成するための変調器を備え、前記チャープ信号が、初期瞬時周波数と、異なる最終瞬時周波数とを有する通信システムにおいて、
前記変調器は、
複素平面において、前記チャープ信号の全期間にわたって、前記チャープ信号のための一定振幅および瞬時位相を一緒に定義する同位相制御信号および直交位相制御信号から前記チャープ信号を制御するための手段を具備し、さらに、
前記変調器は、
前記瞬時位相が前記複素平面において前記同位相制御信号および前記直交位相制御信号によって変化させられる速度から瞬時周波数が引き出され、
前記瞬時周波数が前記初期瞬時周波数と前記最終瞬時周波数との間で線形的に変化させられ、
前記チャープ信号の初期および最終瞬時位相が同一であるように構成される
ことを特徴とする通信システム。 - 未処理のチャープ符号が、前記チャープ信号の全体の期間にわたり瞬時位相値の曲線を指定することによって定義されるように構成される請求項1に記載の通信システム。
- 前記情報信号は、各々が異なるように変調されたチャープ符号を定義する複数の瞬時位相値の曲線をさらに指定することによって前記チャープ信号に埋め込まれるように構成される請求項2に記載の通信システム。
- 前記最終瞬時周波数が前記初期瞬時周波数よりも高いかまたは低いことを指定することによって、それぞれアップチャープ符号およびダウンチャープ符号が定義されるように構成される請求項1に記載の通信システム。
- 最低限2つの異なるチャープ符号が定義されるように構成される請求項1から4のいずれか一項に記載の通信システム。
- 送信されたチャープのフレームが1つまたは複数の未処理のチャープ符号のプリアンブルを含むように構成される請求項1から5のいずれか一項に記載の通信システム。
- 送信器が休止したままであるデッドタイムによってチャープ符号が分離されるように構成される請求項1から6のいずれか一項に記載の通信システム。
- 初期瞬時周波数と、異なる最終瞬時周波数とを有するチャープ信号を受信するための復調器を備えた通信システムであって、
前記復調器は、
前記チャープ信号を生成するために使用された拡散係数に対応するいくつかのサンプルを得るために時間ドメインにおいて前記受信チャープ信号を離散的にサンプリングするための手段であって、チャープ信号の全期間にわたってサンプルを均一に分配するための手段と、前記受信チャープ信号を、複素平面において、関連する同位相成分および直交位相成分から処理するための手段とを備えるサンプリングするための手段と、
共役チャープ信号を局所的に生成する手段であって、前記共役チャープの初期および最終瞬時位相を同一に保持しながら、前記共役チャープ信号の前記初期瞬時周波数の値および前記最終瞬時周波数の値が、前記受信チャープ信号によって使用される対応する値に対して交換される、手段と、
積信号を得るために前記受信チャープ信号に前記局所的に生成された共役チャープ信号を乗算するための手段と、
前記積信号を周波数ドメインに置き換えるために前記積信号の離散フーリエ変換を行うための手段と、
前記離散フーリエ変換の一つの出力ビンを選択し、エネルギーピークを見つけ出すための手段と、
前記選択された1つの出力ビンの内容を分析して、どのチャープ符号が受信されたかを決定し、さらに受信された1つまたは複数のビットの情報信号のいずれかを復号し、且つ送出する手段と
を含むことを特徴とする通信システム。 - どの周波数および/またはタイミングオフセットが、前記送信通信システムのクロッキングシステムと前記受信通信システムのクロッキングシステムとの間に存在するかを前記選択された1つの出力ビンの位置が示すように構成される請求項8に記載の通信システム。
- 前記選択された1つの出力ビンの前記位置が、前記受信クロッキングシステムを前記送信クロッキングシステムに適合させるために使用されるように構成される請求項9に記載の通信システム。
- 前記復調器が、複数の未処理チャープ符号を包含するスライドウィンドウに渡って前記受信チャープ信号を分析するように構成され、前記ウィンドウが分析ステップごとにチャープ符号全期間のスライドが行われる、請求項8から10のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記プリアンブルの2つ以上の未処理チャープ符号が前記復調器の検出のレベルを改善するために付加されるように構成される請求項11に記載の通信システム。
- 前記システムによって可能にされる通信距離を増加させるために既存の通信システムの無線部分を駆動するように構成される請求項1から12のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記既存の通信システムがブルートゥースデバイスである請求項13に記載の通信システム。
- 請求項1に記載の変調器と、初期瞬時周波数および異なる最終瞬時周波数とを有するチャープ信号を受信するための復調器とを含む通信システムであって、
前記復調器は、
前記チャープ信号を生成するために使用された拡散係数に対応するいくつかのサンプルを得るために時間ドメインにおいて前記受信チャープ信号を離散的にサンプリングするための手段であって、チャープ信号の全期間にわたってサンプルを均一に分配するための手段と、前記受信チャープ信号を、複素平面において、関連する同位相成分および直交位相成分から処理するための手段とを備えるサンプリングするための手段と、
共役チャープ信号を局所的に生成する手段であって、前記共役チャープの初期および最終瞬時位相を同一に保持しながら、前記共役チャープ信号の前記初期瞬時周波数の値および前記最終瞬時周波数の値が、前記受信チャープ信号によって使用される対応する値に対して交換される、手段と、
積信号を得るために前記受信チャープ信号に前記局所的に生成された共役チャープ信号を乗算するための手段と、
前記積信号を周波数ドメインに置き換えるために前記積信号の離散フーリエ変換を行うための手段と、
前記離散フーリエ変換の一つの出力ビンを選択し、エネルギーピークを見つけ出すための手段と、
前記選択された1つの出力ビンの内容を分析して、どのチャープ符号が受信されたかを決定し、さらに受信された1つまたは複数のビットの情報信号のいずれかを復号し、且つ送出する手段と
を含むことを特徴とする通信システム。
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