JP6509190B2 - 転置変調システム、方法、及び装置 - Google Patents
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Description
本発明は以下の手段を有している。
本発明の手段1の方法は、
信号を生成する方法であって、
複数の四半周期波形を有するルックアップテーブルを提供するステップであって、前記四半周期波形のそれぞれはそれぞれの入力レベルに関連付けられている、ルックアップテーブルを提供する前記ステップと、
入力信号を受信するステップと、
前記受信された入力信号のレベルに関連付けられた四半周期波形を出力するステップと、
を含むことを特徴としている。
本発明の手段2の方法は、手段1に記載の方法であって、
(a)前記入力レベルは電圧振幅を含み、
(b)前記入力信号はNビット幅の信号であり、前記ルックアップテーブルは、2 N 個の固有の四半周期波形を収容し、各波形はそれぞれの入力レベルに関連付けられており、
(c)搬送波信号を受信するステップであって、前記出力される四半周期波形は周波数が前記搬送波信号と同じである、前記受信するステップを更に含み、
(d)前記出力される四半周期波形を集めて1つの連続出力信号にするステップを更に含み、任意選択で、
前記出力信号の第3高調波成分を前記搬送波信号周波数へ周波数シフトするステップであって、前記第3高調波成分は、第2高調波を生成して前記第2及び第3高調波を混合することによって前記搬送波信号周波数へ周波数シフトされることが好ましい、前記周波数シフトするステップを更に含み、
前記ステップのうちの1つ以上によって特徴づけられる、
ことを特徴としている。
本発明の手段3の方法は、
信号を生成する方法であって、
搬送波信号を受信するステップと、
入力信号を受信するステップと、
前記入力信号に基づく四半周期波形を生成するステップと、
前記生成された四半周期波形を集めて連続出力信号にするステップと、を含み、前記出力信号は、前記出力信号のうちの第1の負ピークと正ピークとの間のセグメントを形成する、隣接する四半周期の間に第1の変曲を含み、前記出力信号は、前記出力信号のうちの前記正ピークと第2の負ピークとの間のセグメントを形成する、隣接する四半周期の間に第2の変曲を含み、前記第1及び第2の変曲は前記入力信号のレベルを表す、
ことを特徴としている。
本発明の手段4の方法は、手段3に記載の方法であって、
(a)前記第1及び第2の変曲は、前記入力信号の異なるレベルを表し、
(b)前記四半周期波形は、前記搬送波信号周波数の2倍の周波数で180°の長さのコサインセグメントとして生成され、第1の四半周期波形が0°〜90°の等価搬送波周波数四半分において生成され、第2の四半周期波形が90°〜180°の等価搬送波周波数四半分において生成され、第3の四半周期波形が180°〜270°の等価搬送波周波数四半分において生成され、第4の四半周期波形が270°〜360°の等価搬送波周波数四半分において生成され、任意選択で、前記四半周期波形は波形生成器又はソフトウェアによって生成され、
(c)前記出力信号の第3高調波成分を前記搬送波信号周波数へ周波数シフトするステップであって、前記第3高調波成分は、第2高調波を生成して前記第2及び第3高調波を混合することによって前記搬送波信号周波数へ周波数シフトされることが好ましい、前記周波数シフトするステップを更に含み、
前記ステップのうちの1つ以上によって特徴づけられる、
ことを特徴としている。
本発明の手段5の方法は、
変調された信号を生成する方法であって、
搬送波信号を受信するステップと、
入力信号を受信するステップと、
前記受信された信号に基づいて第3高調波側波帯を生成するステップと、
前記第3高調波側波帯を前記受信された搬送波信号の周波数へ周波数シフトするステップと、を含むか、
前記変調された信号に第3高調波を加算するステップと、
前記変調された信号と前記第3高調波との和のピーク振幅を検出するステップと、
ピーク振幅が検出されたときに基準ランプを生成するステップと、
前記変調された信号と前記第3高調波との和の変曲を検出するステップと、
変曲が検出されたときに前記基準ランプをサンプリングするステップと、
前記サンプル値をホールドして出力するステップと、を含み、前記第3高調波はフェーズロックループによって生成されることが好ましい、
ことを特徴としている。
本発明の手段6の方法は、
信号を復調する方法であって、
前記変調された信号から前記第3高調波成分以外の全てをフィルタリングして除去するステップと、
前記第3高調波成分の位相を検出するステップと、を含むか、
前記変調された信号をデジタル信号に変換するステップと、
前記デジタル信号に対して高速フーリエ変換を実施するステップと、を含む
ことを特徴としている。
本発明の手段7のシステムは、
信号を生成するシステムであって、
複数の四半周期波形を有するルックアップテーブルを備え、前記四半周期波形のそれぞれはそれぞれの入力レベルに関連付けられており、前記ルックアップテーブルは入力信号を受信するように構成されており、出力される四半周期波形は前記受信された入力信号のレベルに関連付けられている、
ことを特徴としている。
本発明の手段8のシステムは、手段7に記載のシステムであって、
(a)前記入力レベルは電圧振幅を含み、
(b)前記入力信号はNビット幅の信号であり、前記ルックアップテーブルは、2 N 個の固有の四半周期波形を収容し、各波形はそれぞれの入力レベルに関連付けられており、
(c)前記ルックアップテーブルは更に、搬送波信号を受信するように構成されており、前記出力される四半周期波形は周波数が前記搬送波信号と同じであり、
(d)前記出力される四半周期波形を集めて1つの連続出力信号にするアナログゲートを更に備え、
(e)前記出力信号の第3高調波成分を前記搬送波信号周波数へ周波数シフトする周波数シフト要素であって、前記第3高調波成分と前記第2高調波成分とを混合する混合器を備えることが好ましい前記周波数シフト要素を更に備え、
前記特徴のうちの1つ以上によって特徴づけられる、
ことを特徴としている。
本発明の手段9のシステムは、
信号を生成するシステムであって、
受信された搬送波信号及び受信された入力信号に基づいて四半周期波形を生成するように構成された波形生成器と、
前記生成された四半周期波形を集めて連続出力信号にするアナログゲートであって、前記出力信号は、前記出力信号のうちの第1の負ピークと正ピークとの間のセグメントを形成する、隣接する四半周期の間に第1の変曲を含み、前記出力信号は、前記出力信号のうちの前記正ピークと第2の負ピークとの間のセグメントを形成する、隣接する四半周期の間に第2の変曲を含み、前記第1及び第2の変曲は前記入力信号のレベルを表す、前記アナログゲートと、
を備える
ことを特徴としている。
本発明の手段10のシステムは、手段9に記載のシステムであって、
(a)前記第1及び第2の変曲は、前記入力信号の異なるレベルを表し、
(b)前記四半周期波形は、前記搬送波信号周波数の2倍の周波数で180°の長さのコサインセグメントとして生成され、第1の四半周期波形が0°〜90°の等価搬送波周波数四半分において生成され、第2の四半周期波形が90°〜180°の等価搬送波周波数四半分において生成され、第3の四半周期波形が180°〜270°の等価搬送波周波数四半分において生成され、第4の四半周期波形が270°〜360°の等価搬送波周波数四半分において生成され、任意選択で、
前記出力信号の第3高調波成分を前記搬送波信号周波数へ周波数シフトする周波数シフタを更に備え、任意選択で、
第2高調波成分を生成するフェーズロックループと、
混合器と、を備え、前記第3高調波成分は、前記第2及び第3高調波を混合することによって前記搬送波信号周波数へ周波数シフトされ、
前記特徴のうちの1つ以上によって特徴づけられる、
ことを特徴としている。
本発明の手段11のシステムは、
変調された信号を生成するシステムであって、
受信された搬送波信号及び受信された入力信号に基づいて第3高調波側波帯を生成することと、前記第3高調波側波帯を前記受信された搬送波信号の周波数へ周波数シフトすることと、を行うように構成されたプロセッサ、
を備える
ことを特徴としている。
本発明の手段12のシステムは、
信号を復調するシステムであって、
前記変調された信号に第3高調波を加算する信号加算器と、
前記変調された信号と前記第3高調波との和のピーク振幅を検出するピーク検出器と、
ピーク振幅が検出されたときに基準ランプを生成する基準ランプ生成器と、
前記変調された信号と前記第3高調波との和の変曲を検出する変曲検出器と、
変曲が検出されたときに前記基準ランプをサンプリングし、前記サンプル値をホールドして出力するサンプルホールド要素と、を備え、
任意選択で、前記第3高調波を生成するフェーズロックループを更に備える、
ことを特徴としている。
本発明の手段13のシステムは、
信号を復調するシステムであって、
受信された変調された信号から基本搬送波信号を減算する減算要素と、
前記基本搬送波信号をフィルタリングして除去することによって、前記変調された信号から前記第3高調波成分だけを残す基本波ノッチフィルタと、
前記第3高調波成分の位相を検出する第3高調波位相検出器と、
を備える
ことを特徴としている。
本発明の手段14のシステムは、
信号を復調するシステムであって、
前記変調された信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、
前記デジタル信号に対して高速フーリエ変換を実施するように構成されたプロセッサと、
を備える
ことを特徴としている。
本発明の手段15の方法は、
規定された通信チャネルの情報帯域幅を増やす方法であって、
第1の搬送波信号周波数を有する第1の変調された信号を受信するステップと、
第2の搬送波信号周波数を有する第2の変調された信号を受信するステップであって、前記第2の変調された信号は、前記第1の搬送波信号を変調する情報とは無関係の情報で変調され、前記第2の搬送波信号周波数は、前記第1の搬送波信号周波数と高調波的又は副高調波的に関連する、前記第2の変調された信号を受信する前記ステップと、
前記第1の信号と前記第2の信号とを組み合わせるステップと、
を含む
ことを特徴としている。
本発明の手段16の方法は、手段15に記載の方法であって、
前記第2の信号は前記第1の搬送波信号の周波数までヘテロダインされる、
ことを特徴としている。
本発明の手段17の方法は、手段15又は手段16に記載の方法であって、
前記組み合わせ信号を送信装置により送信するステップと、
前記組み合わせ信号を受信装置により受信するステップと、
前記第1の搬送波信号を基準として使用して前記組み合わせ信号から前記第2の変調された信号を復調するステップと、
を更に含む、
ことを特徴としている。
本発明の手段18の時間シフト変調器は、
入力制御信号に従って入力信号を時間遅延シフトする時間シフト変調器であって、電圧制御時間遅延によって修正されるオールパスフィルタを備える
ことを特徴としている。
本発明の手段19の時間シスト変調器は、手段18に記載の時間シスト変調器であって、
前記オールパスフィルタは、
演算増幅器であって、前記演算増幅器の出力と前記演算増幅器の反転入力との間に帰還抵抗器が接続されている前記演算増幅器と、
前記帰還抵抗器の抵抗値とほぼ等しい抵抗値を有する第2の抵抗器であって、前記演算増幅器の前記反転入力と信号入力との間に接続されている前記第2の抵抗器と、
コンデンサと抵抗器の直列ネットワークであって、第1の端部が前記信号入力に接続されており、第2の端部が接地されており、中間接続点が前記演算増幅器の非反転入力に接続されている前記コンデンサと抵抗器の直列ネットワークと、を備える、
ことを特徴としている。
本発明の手段20の時間シフト変調器は、手段19に記載の時間シスト変調器であって、
前記直列コンデンサ又は前記直列抵抗器の値は、4象限乗算器を使用することにより、制御信号によって修正され、前記乗算器の出力は前記コンデンサと抵抗器の直列ネットワークの接地接続を置き換え、前記4象限乗算器の1つの入力が、前記コンデンサと抵抗器の直列ネットワークの前記中間接続点に接続され、前記4象限乗算器の第2の入力が前記制御信号入力に接続される、
ことを特徴としている。
本発明の手段21の方法は。
固定通信チャネル内の通信帯域幅を増やす方法であって、
第2の転置変調された信号を組み合わせ信号に加算するステップであって、前記組み合わせ信号は第1の転置変調された信号と第1の基本搬送波信号とを含み、前記第2の転置変調された信号は、周波数が前記第1の基本搬送波信号と同じであって位相角が前記第1の基本搬送波信号に対して90度である第2の基本搬送波信号を使用して、前記組み合わせ信号に加算される、
ことを特徴としている。
本発明の手段22の方法は、手段21に記載の通信帯域幅を増やす方法であって、
(a)前記通信チャネル帯域幅を増やすことなく前記情報帯域幅を2倍にする機能、及び
(b)前記転置変調のスペクトル効率を向上させる機能
のうちの一方又は両方によって特徴づけられる、
ことを特徴としている。
本発明の手段23の方法は、
超音波通信の情報帯域幅を増やす方法であって、
単一超音波トランスデューサの直接振幅変調により、超音波通信信号に転置変調を加えるステップ、又は、第1の超音波トランスデューサを、転置変調の基本搬送波信号成分で直接振幅変調することにより、超音波通信信号に転置変調を加えるステップと、
第2の超音波トランスデューサを、転置変調の第3高調波搬送波信号成分で直接振幅変調するステップと、
を含む
ことを特徴としている。
本発明の手段24の方法は、
超音波通信の情報帯域幅を増やす方法であって、
広帯域変調技術を用いて単一超音波トランスデューサを直接振幅変調することにより、転置変調基本搬送波信号及び第3高調波搬送波信号成分を超音波通信信号に加算するステップ、又は、
第1の超音波トランスデューサを、転置変調の基本搬送波信号成分で直接角度変調し、第2の超音波トランスデューサを、転置変調の第3高調波搬送波信号成分で直接角度変調することにより、超音波通信信号に転置変調を加えるステップ、
を含む
ことを特徴としている。
本発明の手段25の方法は、
超音波通信の情報帯域幅を増やす方法であって、
広帯域変調技術を用いて単一超音波トランスデューサを直接角度変調することにより、転置変調基本搬送波信号及び第3高調波搬送波信号成分を超音波通信信号に加算するステップ、
を含む
ことを特徴としている。
本発明の手段26のシステムは、
光情報通信帯域幅を増やすシステムであって、
光ビームと、
光変調器と、を備え、
前記光ビームを転置変調信号で直接変調するように構成された
ことを特徴としている。
本発明の手段27のシステムは、手段26に記載のシステムであって、
前記光ビームを転置変調信号で振幅変調するように構成されているか、前記光ビームを前記転置変調信号で位相変調するように構成されている、
ことを特徴としている。
本発明の手段28の方法は、
光情報通信帯域幅を増やす方法であって、
第1の周波数の光ビームを転置変調基本搬送波周波数成分で直接変調するステップ、又は、
第2の周波数の光ビームを転置変調第3高調波成分信号で直接変調するステップ、
を含む
ことを特徴としている。
Claims (4)
- 搬送波信号を生成する方法であって、
全波形が4つの四半周期波形で構成される複数の四半周期波形を有するルックアップテーブルを提供するステップであって、前記四半周期波形のそれぞれはそれぞれの入力レベルに関連付けられている、ルックアップテーブルを提供する前記ステップと、
変調レベルを伝達するデジタルビットによって表現される入力信号を受信するステップと、
受信された前記入力信号の1つ以上のデジタルビットに関連付けられた四半周期波形を出力するステップと、
前記出力される四半周期波形を集めて1つの連続出力信号にして変調された搬送波信号を生成するステップと、
を含み、
前記連続出力信号は、第1の負ピーク値と正ピーク値との間で前記連続出力信号のセグメントを形成する隣接の四半周期間で第1の変曲を含み、前記連続出力信号は、前記正ピーク値と第2の負ピーク値との間で前記連続出力信号のセグメントを形成する隣接の四半周期間で第2の変曲を含み、前記第1の変曲及び前記第2の変曲が前記変調レベルを表しており、
第1の四半周期と第3の四半周期とは振幅が同じであり、第2の四半周期と第4の四半周期とは振幅が同じである方法。 - (a)前記入力レベルは電圧振幅を含み、
(b)前記入力信号はNビット幅の信号であり、前記ルックアップテーブルは、2N個の固有の四半周期波形を収容し、各波形はそれぞれの入力レベルに関連付けられており、
(c)搬送波信号を受信するステップであって、前記出力される四半周期波形は周波数が前記搬送波信号と同じである、前記受信するステップを更に含み、
(d)前記連続出力信号の第3高調波成分を前記搬送波信号周波数へ周波数シフトするステップであって、前記第3高調波成分は、第2高調波を生成して前記第2及び第3高調波を混合することによって前記搬送波信号周波数へ周波数シフトされ、前記周波数シフトするステップを更に含み、
前記(a)〜(d)のうち少なくとも1つを満足することによって特徴づけられる、請求項1に記載の方法。 - 搬送波信号を生成するシステムであって、
全波形が4つの四半周期波形で構成される複数の四半周期波形を有するルックアップテーブルを備え、前記四半周期波形のそれぞれはそれぞれの入力レベルに関連付けられており、前記ルックアップテーブルは、変調レベルを伝達するデジタルビットによって表現される入力信号を受信するように構成されており、出力される四半周期波形は受信された前記入力信号の1つ以上のデジタルビットに関連付けられ、
前記出力される四半周期波形を集めて1つの連続出力信号にして変調された搬送波信号を生成するアナログゲートを更に備え、
前記連続出力信号は、第1の負ピーク値と正ピーク値との間で前記連続出力信号のセグメントを形成する隣接の四半周期間で第1の変曲を含み、前記連続出力信号は、前記正ピーク値と第2の負ピーク値との間で前記連続出力信号のセグメントを形成する隣接の四半周期間で第2の変曲を含み、前記第1の変曲及び前記第2の変曲が前記変調レベルを表しており、
第1の四半周期と第3の四半周期とは振幅が同じであり、第2の四半周期と第4の四半周期とは振幅が同じであるシステム。 - (a)前記入力レベルは電圧振幅を含み、
(b)前記入力信号はNビット幅の信号であり、前記ルックアップテーブルは、2N個の固有の四半周期波形を収容し、各波形はそれぞれの入力レベルに関連付けられており、
(c)前記ルックアップテーブルは更に、搬送波信号を受信するように構成されており、前記出力される四半周期波形は周波数が前記搬送波信号と同じであり、
(d)前記連続出力信号の第3高調波成分を前記搬送波信号周波数へ周波数シフトする周波数シフト要素であって、前記第3高調波成分と前記第2高調波成分とを混合する混合器を備える前記周波数シフト要素を更に備え、
前記(a)〜(d)のうち少なくとも1つを満足することによって特徴づけられる、請求項3に記載のシステム。
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US201361794786P | 2013-03-15 | 2013-03-15 | |
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