JP7453159B2 - 媒体内の受信機の特性を決定するための方法およびこの方法を実現するシステム - Google Patents
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Description
- 媒体内で一次波を放射すること、ならびに一次波によっておよび媒体内の受信機の存在によって生じる二次波を受信することが可能なアンテナと、
- 一次波が放射および/または反射および/または送信される方式を変更するために修正され得るインピーダンスを有する複数の調整可能要素と、
- アンテナおよび調整可能要素に接続され、パラメータのセットに基づいて調整可能要素の状態を制御するコントローラとを備えるシステムによって実現される。
a)アンテナに一次波を放射させ、
b)少なくとも1つの探査期間の間に調整可能要素を、複数のパラメータのセットを用いて逐次的に制御し、パラメータの各セットは、アンテナによる波の放射および/または受信の間に一次波および/または二次波の伝搬を修正するために前のパラメータのセットと異なり、
c)前記探査期間の間にアンテナによって受信された信号を記憶し、
d)パラメータの各セットに対して受信された信号に基づいて、媒体内の受信機の特性を決定することを特徴とする。
- 調整可能要素に対する複数のパラメータのセットは、第1のパラメータのセットおよび第2のパラメータのセットを含み、第2のパラメータのセットは、第1のパラメータのセットに対してπラジアンの位相シフトに対応し、
- コントローラは、受信信号の中で、第1のパラメータのセットに対応する第1のデータ項目および第2のパラメータのセットに対応する第2のデータ項目を復号し、第1および第2のデータ項目は、受信機によって受信された波のレベルに対応し、
- 受信機の特性は、第2のデータ項目と第1のデータ項目との間の差である第1の計算された値ψ1から決定され、言い換えれば、
ψ1=(I2-I1)
ここで、
ψ1は第1の計算された値であり、
I1およびI2は、それぞれ第1のデータ項目および第2のデータ項目である。
- 調整可能要素に対する複数のパラメータのセットは、第1のパラメータのセット、第2のパラメータのセット、第3のパラメータのセット、および第4のパラメータのセットを含み、第2のパラメータのセットは第1のパラメータのセットに対してπ/2ラジアンの位相シフトに対応し、第3のパラメータのセットは第1のパラメータのセットに対してπラジアンの位相シフトに対応し、第4のパラメータのセットは第1のパラメータのセットに対して3.π/2の位相シフトに対応し、
- コントローラは、受信信号の中で、第1のパラメータのセットに対応する第1のデータ項目、第2のパラメータのセットに対応する第2のデータ項目、第3のパラメータのセットに対応する第3のデータ項目、および第4のパラメータのセットに対応する第4のデータ項目を復号し、第1、第2、第3および第4のデータ項目は、受信機によって受信された波のレベルに対応し、
- 受信機の特性は、以下の
ψ2=(I3-I1)+i(I4-I2)
のように第2の計算された値ψ2から決定され、
ここで、
ψ2は、第2の計算された値であり、
I1、I2、I3およびI4は、それぞれ、第1のデータ項目、第2のデータ項目、第3のデータ項目および第4のデータ項目であり、
iは虚数単位である。
- コントローラは、受信信号の中で、アンテナと受信機との間の伝搬チャネル伝達関数の推定値に対応するデータ項目を復号し、
- 受信機の特性は、第3の計算された値m(ω)から、以下の
ここで、
m(ω)は、第3の計算された値であり、
A(ω)は、角周波数ωの関数としての伝達関数であり、
d()/dωは、角周波数に対する微分演算子であり、
()*は、複素共役演算子である。
- 媒体内で一次波を放射すること、ならびに一次波によっておよび媒体内の受信機の存在によって生じる二次波を受信することが可能なアンテナと、
- 一次波が放射および/または反射および/または送信される方式を変更するために修正され得るインピーダンスを有する複数の調整可能要素と、
- アンテナおよび調整可能要素に接続され、パラメータのセットに基づいて調整可能要素の状態を制御するコントローラとを備える。
a)アンテナに一次波を放射させ、
b)少なくとも1つの探査期間の間に調整可能要素を、複数のパラメータのセットを用いて逐次的に制御し、パラメータの各セットは、アンテナによる波の放射および/または受信の間に一次波および/または二次波の伝搬を修正するために前のパラメータのセットと異なり、
c)前記探査期間の間にアンテナによって受信された信号を記憶し、
d)パラメータの各セットに対して受信された信号に基づいて、媒体内の受信機の特性を決定することを特徴とする。
- 電磁エネルギーの送信、または
- GSM、3G、4G、5Gモバイル電話通信、または
- Wi-Fi、ブルートゥース(登録商標)タイプのワイヤレスネットワーク、または
- 接続された物体間のネットワーク、
たとえば、IoT、または
- RFIDタイプのバッジ読取り機、または
- 電波によるワイヤレス接続を有するデバイス間の任意の他のワイヤレス送信
の電磁波のアプリケーションの文脈で説明されることになる。
- 受信機自体が、媒体Mの中に電磁波を放射することが可能であるか、
- または、受信機が、受信機に到達する入射電磁波を修正することができる、たとえば、受信機は、この入射波を(たとえばその周波数を修正することによって)別の放射波に変換することが可能であるかのいずれかである。
- 波伝搬媒体Mの中で少なくとも一次波40を放射すること、および場合によっては逆に、この媒体Mの中で一次波を受信することが可能な、送信機30と呼ばれる第1のデバイスと、
- 送信機30によって放射され、送信された一次波43として受信される一次波40の受信を受信機20において修正することが可能な、波形整形デバイス10と呼ばれる第2のデバイスと
を備える。
- 媒体Mの中で伝搬する一次波40を放射するアンテナ32であって、前記アンテナ32はまた、場合によっては逆に波を受信する、アンテナ32と、
- 前記アンテナ32を制御し、リンクLRによって波形整形デバイス10に接続される通信ユニット31とを備える。
- 入射一次電波41を反射波42として反射する調整可能(電磁)面11であって、前記波は、同じ媒体内で伝搬する、調整可能(電磁)面11と、
- 特に、入射波41が反射波42として反射される方式を変える、調整可能面11の(電磁)インピーダンスを変化させるための前記調整可能面11を制御するために、調整可能(電磁)面11に接続されたコントローラ12と
を備える。
- 可変ダイオードが、可変キャパシタと置き換わることができ、
- 共振器要素は、単一の分極タイプまたは2つの分極タイプを有してよく、任意選択で、表面上に交互に分配されてもよく、
- 共振器要素は、所定の周波数帯域を制御するために1つまたは複数の共振周波数を有し、
- 共振器要素は、たとえば、修正された波の位相または振幅を変えることによって規定される2つの状態を有する2進要素である。
a)送信機30のアンテナ32に一次波を放射させ、
b)少なくとも1つの探査期間Pの間に波形整形デバイス10の調整可能要素を、複数のパラメータのセットを用いて逐次的に制御し、パラメータの各セットは、アンテナ32による波の放射および/または受信の間に一次波および/または二次波の伝搬を修正するために前のパラメータのセットと異なり、
c)前記探査期間Pの間にアンテナによって受信された信号を記憶し、
d)パラメータの各セットに対して受信された信号に基づいて、媒体内の受信機の特性を決定する。
- パラメータのセットの値は、互いに対してランダム値であり、すなわち、調整可能要素の状態は、互いに対してランダムであり、かつ
- 調整可能要素に対応するパラメータのセットの値は、前のパラメータのセット、またはこの同じ調整可能要素に対応する任意の他のパラメータのセットの値に対してランダムであることを意味する。
ψ1=(I(π)-I(0))=(I2-I1)
ψ2=(I(π)-I(0))+i(I(3π/2)-I(π/2))=(I3-I1)+i(I4-I2)
iは虚数単位である。
ここで、
A(ω)は、アンテナ32と受信機20との間の角周波数ωの関数としての伝達関数であり、
d()/dωは、角周波数に対する微分演算子であり、
()*は、複素共役演算子である。
- 媒体内で一次波を放射すること、ならびに一次波によっておよび媒体内の受信機の存在によって生じる二次波を受信することが可能なアンテナ32と、
- 一次波が反射および/または送信され、これらの調整可能要素がアンテナ32から独立している方式を変更するために修正され得るインピーダンスを有する、複数の調整可能要素と、
- アンテナおよび調整可能要素に接続され、パラメータのセットに基づいて調整可能要素の状態を制御するコントローラ12とを備えるシステム1によって実現され、
受信機20は、一次波の受信に応答して二次波を能動的に放射することが可能であり、この受信機は、RFIDタイプのバッジまたはタグであり、この受信機によって帰還される二次波は、前記受信機の少なくとも1つの識別データ項目を含み、
前記方法は、システムが、
a)アンテナに一次波を放射させ、
b)少なくとも1つの探査期間の間に調整可能要素を、複数のパラメータのセットを用いて逐次的に制御し、パラメータの各セットは、アンテナによる波の放射および/または受信の間に一次波および/または二次波の伝搬を修正するために前のパラメータのセットと異なり、
c)前記探査期間の間にアンテナによって受信された信号を記憶し、
d)パラメータの各セットに対して受信された信号に基づいて、媒体内の受信機の特性を決定することを特徴とする。
- 媒体内で一次波を放射すること、ならびに一次波によっておよび媒体内の受信機の存在によって生じる二次波を受信することが可能なアンテナ32と、
- 一次波が放射および/または反射および/または送信される方式を変更するために修正され得るインピーダンスを有する、複数の調整可能要素と、
- アンテナおよび調整可能要素に接続され、パラメータのセットに基づいて調整可能要素の状態を制御するコントローラ12とを備えるシステム1によって実現され、
受信機20は、一次波の受信に応答して、二次波を能動的に放射することが可能であり、
前記方法は、システムが、
a)アンテナに一次波を放射させ、
b)少なくとも1つの探査期間の間に調整可能要素を、複数のパラメータのセットを用いて逐次的に制御し、パラメータの各セットは、アンテナによる波の放射および/または受信の間に一次波および/または二次波の伝搬を修正するために前のパラメータのセットと異なり、
c)前記探査期間の間にアンテナによって受信された信号を記憶し、
d)パラメータの各セットに対して受信された信号に基づいて、媒体内の受信機の特性を決定することを特徴とする。
10 波形整形デバイス
11 調整可能(電磁)面、電磁面
12 コントローラ
20 受信機
30 送信機
31 通信ユニット
32 アンテナ
40 一次波
41 入射一次電波、入射波
42 反射波
43 送信された一次波、送信波寄与
44 二次波
Claims (27)
- 媒体内の受信機(20)の特性を決定するための方法であって、前記特性が、前記受信機(20)の検出情報および/または識別情報および/またはロケーション情報であり、前記方法が、
前記媒体内で一次波を放射すること、ならびに前記一次波によっておよび前記媒体内の前記受信機(20)の存在によって生じる二次波を受信することが可能なアンテナ(32)と、
前記一次波が反射される方式を変更するために修正され得るインピーダンスを有する複数の調整可能要素と、
前記アンテナ(32)および前記調整可能要素に接続され、パラメータのセットに基づいて前記調整可能要素の状態を制御するコントローラ(12)とを備えるシステム(1)によって実現され、
前記受信機(20)が、前記一次波の受信に応答して、前記二次波を能動的に放射することが可能であり、前記システム(1)が、
a)前記アンテナ(32)に一次波を放射させ、
b)少なくとも1つの探査期間の間に前記調整可能要素を、複数のパラメータのセットを用いて逐次的に制御し、パラメータの各セットは、前記アンテナ(32)による波の前記放射および/または受信の間に前記一次波および/または二次波の伝搬を修正するために前のパラメータのセットと異なり、
c)前記探査期間の間に前記アンテナ(32)によって受信された信号を記憶し、
前記複数のパラメータのセットは、前記コントローラ(12)によって規定され、前記複数のパラメータのセットは、前記媒体内の前記一次波および二次波の伝搬経路を変化させるように決定され、
d)パラメータの各セットに対して受信された前記信号に基づいて、前記アンテナ(32)と前記受信機(20)との間の間接的な伝搬経路を除外するために、前記媒体内の前記受信機(20)の前記特性を決定することを特徴とする方法。 - 前記コントローラ(12)が、前記受信機(20)の前記特性を決定するために、受信信号の平均値または前記受信信号から計算された値の平均値を計算する、請求項1に記載の方法。
- 前記複数のパラメータのセットがランダムシーケンスである、請求項1または2に記載の方法。
- 前記複数のパラメータのセットが予め保存されたシーケンスである、請求項1または2に記載の方法。
- 前記複数のパラメータのセットが、少数の前記調整可能要素を一度に変更するシーケンスであり、前記少数が、前記システム(1)の前記調整可能要素の10%未満であり、前記コントローラ(12)が、より高い振幅の保存された信号と、このより高い振幅を引き起こした前記調整可能要素の位置の知識とに基づいて前記特性を決定する、請求項1に記載の方法。
- 前記調整可能要素を前記制御することが、閾値のレートよりも大きいレートで前記インピーダンスを修正することによって遂行される、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記コントローラ(12)が、前記複数のパラメータのセットに対して受信された前記信号と所定の信号の記憶されたデータベースとを比較し、前記データベースが、前記所定の信号に関連する前記受信機(20)の前記特性を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記所定の信号が単一の周波数を含む、請求項7に記載の方法。
- 前記システム(1)が、所定の特性の基準受信機をさらに備え、前記コントローラ(12)が、前記複数のパラメータのセットに対して受信された前記信号とそれらの基準受信機に対する所定の信号の記憶されたデータベースとを比較し、前記データベースが、その基準受信機に対する前記所定の信号に関連する各基準受信機の前記所定の特性を含み、前記受信機(20)の前記特性が、受信された前記信号と前記基準受信機の前記所定の信号との間の最高の尤度の比較を決定することによって決定される、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記データベースの前記基準受信機の前記所定の信号が周期的に更新される、請求項9に記載の方法。
- 前記コントローラ(12)が、前記一次波が1つまたは複数の基準受信機の周りに焦点を合わされるように前記アンテナ(32)および/または調整可能要素に対する制御ロジックを備え、前記一次波が、ステップa)~d)を実行する前に前記基準受信機の周りに焦点を合わされる、請求項9または10に記載の方法。
- 前記基準受信機から受信された前記信号が、前記複数のパラメータのセットを用いて周期的に測定され、最もコヒーレントな受信信号のみが前記データベース内に保持される、請求項9に記載の方法。
- 前記コントローラ(12)が、受信信号の各々の中に前記受信機(20)が含む少なくとも1つのデータ項目を使用し、前記データ項目が、前記アンテナ(32)と前記受信機(20)との間の伝搬チャネル伝達関数のレベルおよび/または品質および/または推定値に対応する、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記調整可能要素に対する前記複数のパラメータのセットが、第1のパラメータのセットおよび第2のパラメータのセットを含み、前記第2のパラメータのセットが、前記第1のパラメータのセットに対してπラジアンの位相シフトに対応し、
前記コントローラ(12)が、前記受信信号の中で、前記第1のパラメータのセットに対応する第1のデータ項目(I1)および前記第2のパラメータのセットに対応する第2のデータ項目(I2)を復号し、前記第1および前記第2のデータ項目が、前記受信機(20)によって受信された波のレベルに対応し、
前記受信機(20)の前記特性が、前記第2のデータ項目と前記第1のデータ項目との間の差である第1の計算された値(ψ1)から決定され、言い換えれば、
ψ1=(I2-I1)
ここで、ψ1が前記第1の計算された値であり、
I1およびI2が、それぞれ前記第1のデータ項目および前記第2のデータ項目である、請求項13に記載の方法。 - 前記調整可能要素に対する前記複数のパラメータのセットが、第1のパラメータのセット、第2のパラメータのセット、第3のパラメータのセット、および第4のパラメータのセットを含み、前記第2のパラメータのセットが前記第1のパラメータのセットに対してπ/2ラジアンの位相シフトに対応し、前記第3のパラメータのセットが前記第1のパラメータのセットに対してπラジアンの位相シフトに対応し、前記第4のパラメータのセットが前記第1のパラメータのセットに対して3・π/2ラジアンの位相シフトに対応し、
前記コントローラ(12)が、前記受信信号の中で、前記第1のパラメータのセットに対応する第1のデータ項目(I1)、前記第2のパラメータのセットに対応する第2のデータ項目(I2)、前記第3のパラメータのセットに対応する第3のデータ項目(I3)、および前記第4のパラメータのセットに対応する第4のデータ項目(I4)を復号し、前記第1、第2、第3、および第4のデータ項目が、前記受信機(20)によって受信された波のレベルに対応し、
前記受信機(20)の前記特性が、
ψ2=(I3-I1)+i(I4-I2)
のように第2の計算された値(ψ2)から決定され、
ここで、ψ2は第2の計算された値であり、
I1、I2、I3およびI4は、それぞれ、前記第1のデータ項目、前記第2のデータ項目、前記第3のデータ項目、および前記第4のデータ項目であり、
iは虚数単位である、請求項13に記載の方法。 - 前記コントローラ(12)が、前記受信信号の中で、前記アンテナ(32)と前記受信機(20)との間の前記伝搬チャネル伝達関数(A(ω))の推定値に対応するデータ項目を復号し、
前記受信機(20)の前記特性が、第3の計算された値(m(ω))から、
ここで、
m(ω)は、前記第3の計算された値であり、
A(ω)は、角周波数ωの関数としての伝達関数であり、
d()/dωは、前記角周波数ωに対する微分演算子であり、
()*は、複素共役演算子である、請求項13に記載の方法。 - 前記受信機(20)の前記特性が、いくつかの計算された量の平均もしくはドット積または組合せまたは関数から決定され、前記計算された量が、第1の計算された量(ψ1)または第2の計算された量(ψ2)または第3の計算された量(m(ω))である、請求項14から16のいずれか一項に記載の方法。
- 媒体内の受信機(20)の特性を決定するためのシステム(1)であって、前記特性が、前記受信機(20)の検出情報および/または識別情報および/またはロケーション情報であり、前記システム(1)が、
前記媒体内で一次波を放射すること、ならびに前記一次波によっておよび前記媒体内の前記受信機(20)の存在によって生じる二次波を受信することが可能なアンテナ(32)と、
前記一次波が反射される方式を変更するために修正され得るインピーダンスを有する複数の調整可能要素と、
前記アンテナ(32)および前記調整可能要素に接続され、パラメータのセットに基づいて前記調整可能要素の状態を制御するコントローラ(12)とを備え、
前記受信機(20)が、前記一次波の受信に応答して、前記二次波を能動的に放射することが可能であり、前記システム(1)が、
a)前記アンテナ(32)に一次波を放射させ、
b)少なくとも1つの探査期間の間に前記調整可能要素を、複数のパラメータのセットを用いて逐次的に制御し、パラメータの各セットは、前記アンテナ(32)による波の前記放射および/または受信の間に前記一次波および/または二次波の伝搬を修正するために前のパラメータのセットと異なり、
c)前記探査期間の間に前記アンテナ(32)によって受信された信号を記憶し、
前記複数のパラメータのセットは、前記コントローラ(12)によって規定され、前記複数のパラメータのセットは、前記媒体内の前記一次波および二次波の伝搬経路を変化させるように決定され、
d)パラメータの各セットに対して受信された前記信号に基づいて、前記アンテナ(32)と前記受信機(20)との間の間接的な伝搬経路を除外するために、前記媒体内の前記受信機(20)の前記特性を決定することを特徴とするシステム(1)。 - 前記調整可能要素が、1つの表面(11)の一部または複数の表面である、請求項18に記載のシステム(1)。
- 前記受信機(20)が、前記受信機(20)内に記憶されているデータ項目を含む二次波を放射することによって前記一次波に応答し、前記コントローラ(12)が、受信信号を処理し、前記データ項目を復号して前記特性を決定する、請求項18に記載のシステム(1)。
- 前記受信機(20)が、ワイヤレスコンピュータネットワークに接続された物体であり、前記一次波および二次波が、前記ワイヤレスコンピュータネットワークの放射および/または受信である、請求項18に記載のシステム(1)。
- 前記ワイヤレスコンピュータネットワークが、ブルートゥース(登録商標)、Wi-Fi、またはGSMタイプのネットワークである、請求項21に記載のシステム(1)。
- 前記受信機(20)が、RFIDタイプのバッジであり、前記二次波が、前記受信機(20)を識別する少なくとも1つのデータ項目を含む、請求項18に記載のシステム(1)。
- 前記調整可能要素は、前記アンテナ(32)から独立している要素であり、前記一次波が反射および/または送信される方式を変更する、請求項18から23のいずれか一項に記載のシステム(1)。
- 前記調整可能要素は、前記アンテナ(32)付近の拡散器であり、前記一次波が前記アンテナ(32)によって放射および/または受信される方式を変更する、請求項18に記載のシステム(1)。
- 前記調整可能要素が、前記アンテナ(32)のアンテナ素子であり、調整可能位相によって制御される、請求項18に記載のシステム(1)。
- 前記調整可能要素が、前記媒体内のモバイルデバイスにある、請求項18から26のいずれか一項に記載のシステム(1)。
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