用于减少振荡器的功率消耗的系统和方法 技术领域 本发明大体来说涉及通信系统， 且更具体来说涉及一种用于减少振荡器的功能消 耗的系统和方法。
背景技术 在许多通信系统中， 使用振荡器产生参考振荡信号， 从所述参考振荡信号产生其 它信号和 / 或时钟。举例来说， 可使用参考振荡信号产生用于驱动数字和模拟电路的一个 或一个以上时钟。 另外， 可在本机振荡器 (LO) 中使用参考振荡信号， 用于将射频 (RF)、 中频 (IF) 或其它信号降频转换到较低或基带频率， 和 / 或用于将基带信号升频转换到 IF、 RF 或 其它较高频率。
这些通信系统中的许多系统为便携式系统， 例如蜂窝式电话、 个人数字助理 (PDA)、 手持式装置和其它便携式通信装置。这些便携式通信系统通常依赖于有限电源 ( 例 如， 电池 ) 来执行各种所希望的操作。有限电源通常具有视便携式装置所汲取的功率量而 定的连续使用寿命。通常需要尽可能多地延长所述连续使用寿命。因此， 便携式通信系统 更频繁地被设计成消耗越来越少的功率。
关于振荡器， 其功率消耗通常视正在产生的振荡信号的频率调谐范围而定。举例 来说， 如果使用非常昂贵且精确的晶体 (Xtal) 设计振荡器， 那么频率调谐范围不需要那么 大。因此， 可将振荡器的功率消耗维持在相对低。另一方面， 如果使用便宜且不那么精确的 Xtal 设计振荡器， 那么频率调谐范围通常需要为较大， 以便确保将振荡信号的频率维持在 规范内。不幸的是， 频率调谐范围较宽时， 振荡器的功率消耗通常较大。参考以下实例更好 地对此作出解释。
图 1A 说明用于产生振荡信号的常规设备 100 的框图 / 示意图。常规设备 100 通 常包含负电阻电路 102 和按反馈配置与所述负电阻电路耦合的谐振器。在此实例中， 所述 谐振器包括 Xtal 104 和一对可变电容器 CP( 在相关技术中通常被称作皮耳士 (Pierce) 电 容器 )。可变电容器 CP 用以提供对设备 100 所产生的振荡信号的频率的外部调谐。
图 1B 说明常规设备 100 的谐振器的阻抗与频率的曲线图。举例来说， 如果移除常 规振荡器 100 的皮耳士电容器 CP， 那么振荡信号的频率实质上由 Xtal 104 确定。在此情况 下， 如曲线图中所指示， 振荡信号的频率实质上遇上 Xtal 104 的并联谐振。在并联谐振的 情况下， 因为谐振器的阻抗实质上最大化， 所以负电阻电路 102 所汲取的功率实质上最小 化。
如果 Xtal 104 的不同批次均非常精确， 那么 Xtal 的并联谐振在不同批次间不会 显著改变。如果并联谐振的容限在振荡器 100 的频率偏差规范内， 那么不需要皮耳士电容 器 CP， 且可以节省功率的方式来操作振荡器。 然而， 此种精确的 Xtal 104 通常非常昂贵。 因 此， 为了降低振荡器 100 的成本， 可使用较不精确且较便宜的 Xtal 104。 此可能会造成如下 不利后果 ： Xtal 104 的并联谐振在不同批次间的变化大于振荡器 100 的频率偏差规范。在 此情况下， 可能需要频率调谐， 借此强制使用一个或一个以上可变电容器 CP。
将电容器 CP 添加到振荡器 100 的谐振器的作用是减小振荡信号的频率。此会造 成如下后果 ： 使谐振器的阻抗从与 Xtal 104 的并联谐振相关联的阻抗朝向与 Xtal 的串联 谐振相关联的阻抗降低， 如曲线图中的振荡器可调谐范围所指示。随着谐振器的阻抗移动 为较靠近 Xtal 104 的串联谐振， 负电阻电路 102 消耗更多功率。
功率消耗与 Xtal 104 的并联谐振与串联谐振之间的可调性 (pullability) 或频 率差有关。针对振荡信号的给定频率， 如果可调性较大， 那么振荡器 100 的功率消耗较少。 或者， 相反， 针对振荡信号的给定频率， 如果可调性较小， 那么振荡器 100 的功率消耗较多。 因此， 需要增加振荡器 100 的可调性以便以更节省功率的方式来操作振荡器 100。 发明内容 本发明的一方面涉及一种用于产生振荡信号的设备， 其包含负电阻电路、 晶体和 适于修改所述晶体的串联谐振以减少在产生所述振荡信号的过程中所述负电阻电路的功 率消耗的组件。在另一方面中， 所述组件包含正电抗电路。在又一方面中， 所述组件包含一 个或一个以上电感元件。在再一方面中， 所述组件包含分别耦合到所述晶体的两侧的一对 电感元件。
在本发明的另一方面中， 所述用于产生振荡信号的设备进一步包含用于调整所述 振荡信号的频率的频率调谐组件。在又一方面中， 所述频率调谐组件适于将所述振荡信号 的所述频率调整成在经定义的频率的 ± 百万分之 10(±10ppm) 内。在再一方面中， 所述频 率调谐组件包含一个或一个以上耦合到所述晶体的可变电容元件。
在本发明的另一方面中， 所述负电阻电路经配置以针对所述一个或一个以上可变 电容元件的给定电容消耗较少电流。在又一方面中， 所述负电阻电路经配置以针对所述一 个或一个以上可变电容元件的给定电容消耗较少功率。在再一方面中， 所述负电阻电路包 含数字反相器电路、 反相模拟放大器或自调节电路。 在再一方面中， 所述用于产生振荡信号 的设备包含 ： 静态电流源， 其适于将大体上稳态的电流供应到负电阻电路 ； 以及启动电流 源， 其适于仅在所述振荡信号的起始期间将升压电流供应到所述负电阻电路以加快所述振 荡信号从冷启动达到预定义的稳态条件。
当结合附图考虑时， 本发明的其它方面、 优点和新颖特征将从本发明的以下具体 实施方式变得显而易见。
附图说明
图 1A 说明用于产生振荡信号的常规设备的框图 / 示意图。 图 1B 说明用于产生振荡信号的常规设备的谐振器的阻抗与频率的曲线图。 图 2A 说明根据本发明的一方面的用于产生振荡信号的示范性设备的框图 / 示意图。 图 2B 说明根据本发明的另一方面的示范性设备的谐振器的阻抗与频率响应 ( 实 线 ) 的曲线图， 以及常规设备的阻抗与对应的响应 ( 虚线 ) 的曲线图。
图 2C 说明根据本发明的另一方面的示范性设备的谐振器的临界跨导 (gmcrit) 与 皮耳士电容 (CP) 响应 ( 实线 ) 的曲线图， 以及常规设备的谐振器的临界跨导与对应的响应 ( 虚线 ) 的曲线图。
图 2D 说明根据本发明的一方面的用于产生振荡信号的示范性设备的框图 / 示意图。 图 3A 说明根据本发明的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备的框图 / 示意图。
图 3B 说明根据本发明的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备的框图 / 示意图。
图 4A 说明根据本发明的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备的示意 图。
图 4B 说明根据本发明的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备的示意 图。
图 4C 说明根据本发明的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备的示意 图。
图 4D 说明根据本发明的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备的框图 / 示意图。
图 5 说明根据本发明的另一方面的示范性通信系统的框图。
图 6A 到图 6D 说明根据本发明的另一方面的各种脉冲调制技术的时序图。 图 7 说明根据本发明的另一方面的经由各种信道彼此通信的各种通信装置的框图。 具体实施方式
下文描述本发明的各种方面。应显而易见， 可以广泛的各种各样的形式来体现本 文中的教示， 且本文中所揭示的任何具体结构、 功能或两者仅为代表性的。 基于本文中的教 示， 所属领域的技术人员应了解， 本文中揭示的一方面可独立于任何其它方面加以实施， 且 这些方面中的两者或两者以上可以各种方式加以组合。举例来说， 可使用本文中阐明的任 何数目个方面来实施一种设备或实践一种方法。此外， 可使用除本文中所阐明的方面中的 一者或一者以上外的或不同于本文中所阐明的方面中的一者或一者以上的其它结构、 功能 性或结构和功能性来实施此设备或实践此方法。
图 2A 说明根据本发明的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备 200 的 框图 / 示意图。总的来说， 设备 200 包括用于降低 Xtal 的串联谐振而不会显著影响 Xtal 的并联谐振的组件。此组件的作用是增加 Xtal 的并联谐振与串联谐振之间的可调性范围 或频率差。而且， 此组件的最终作用是减少设备 200 针对振荡信号的给定频率或频率范围 的功率消耗。
特定来说， 设备 200 包含负电阻电路 202、 Xtal 204， 和适于修改 Xtal 204 的串联 谐振以减少在产生振荡信号的过程中所述负电阻电路的功率消耗的组件 206。Xtal 204 与 组件 206 彼此电耦合以形成谐振器。所述谐振器又以反馈方式电耦合到负电阻电路 202 以 便起始并产生振荡信号。在此实例中， 如下文中进一步解释， 组件 206 修改 Xtal 204 的串 联谐振以便增加谐振器的可调性， 且因此减少设备 200 针对振荡信号的给定频率或频率范 围的功率消耗。
图 2B 说明示范性设备 200 的谐振器的阻抗与频率响应 ( 实线 ) 的曲线图， 以及常规设备 100 的阻抗与对应的响应 ( 虚线 ) 的曲线图。 如先前所论述， 添加组件 206 的作用是 降低 Xtal 204 的串联谐振， 但不会显著影响 Xtal 的并联谐振。因此， 如曲线图中所表明， 设备 200 的 Xtal 204 的 “新串联谐振” 实质上小于常规设备 100 的 Xtal 104 的 “原串联谐 振” 。但是， 如曲线图中所表明， 设备 200 的 Xtal 204 的 “新并联谐振” 大体上与常规设备 100 的 Xtal 104 的 “原并联谐振” 相同。
因此， 由于添加组件 206， 与设备 200 相关联的 “新可调性” 实质上大于与常规设备 100 相关联的 “原可调性” 。结果， 在如曲线图中所指示的振荡器可调谐范围内， 设备 200 的 谐振器的净阻抗大于设备 100 的谐振器的净阻抗。由于功率消耗与谐振器的阻抗成相反关 系， 因此， 针对振荡信号的给定频率或频率范围， 设备 200 消耗的功率比常规设备 100 消耗 的功率少。 如曲线图所说明， 随着振荡信号的频率被调谐成更靠近串联谐振， 功率消耗的节 省有所改进。
图 2C 说明示范性设备 200 的谐振器的临界跨导 (gmcrit) 与皮耳士电容 (CP) 响 应 ( 实线 ) 的曲线图， 以及常规设备 100 的谐振器的临界跨导与对应的响应 ( 虚线 ) 的曲 线图。临界跨导 gmcrit 实质上为设备产生振荡信号所需的负电阻电路的最小跨导。临界 跨导 gmcrit 与设备的功率消耗成正 ( 非相反 ) 关系。 如曲线图所说明， 设备 200 的 gmcrit 与 CP 响应实质上低于常规设备 100 的对应 的响应。因此， 针对一个或一个以上皮耳士电容器的给定电容 CP， 设备 200 消耗的功率实质 上比常规设备 100 消耗的功率少。另外， 设备 200 的 gmcrit 与 CP 响应的斜率实质上低于 常规设备 100 的对应的响应的斜率。因此， 为了实现给定振荡频率调谐范围， 与通过常规设 备 100 实现的皮耳士电容 CP 变化范围相比， 通过设备 200 实现较低的皮耳士电容 CP 变化范 围。下文描述如本文中所描述的这些概念的若干示范性不同实施方案。
图 2D 说明根据本发明的一方面的用于产生振荡信号的示范性设备 250 的框图 / 示意图。一般来说， 设备 250 包含用于产生负电阻的模块 252、 Xtal 254 和用于修改 Xtal 254 的串联谐振的模块 256。更具体来说， 模块 256 降低 Xtal 的串联谐振， 而不会显著影响 Xtal 的并联谐振。此模块的作用是增加 Xtal 的并联谐振与串联谐振之间的可调性范围或 频率差。而且， 此模块的最终作用是减少设备 250 针对振荡信号的给定频率或频率范围的 功率消耗。
图 3A 说明根据本发明的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备 300 的 框图 / 示意图。总的来说， 设备 300 使用电感元件作为适于修改 Xtal 的串联谐振以便减少 在产生振荡信号的过程中负电阻电路的功率消耗的组件。
特定来说， 设备 300 包含负电阻电路 302、 Xtal 304、 可变电容器 CP 和电感元件 L( 例如， 电感器 )。Xtal 304 与电感元件 L 串联电耦合， 且可变电容器 CP 电耦合于电感元 件 L 与接地之间。所有这些元件 (Xtal、 L 和 CP) 共同形成谐振器。所述谐振器又以反馈方 式电耦合到负电阻电路 302 以便起始并产生振荡信号。在此实例中， 如先前所论述， 电感元 件 L 修改 Xtal 304 的串联谐振以便增加谐振器的可调性， 且因此减少设备 300 针对振荡信 号的给定频率或频率范围的功率消耗。
图 3B 说明根据本发明的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备 350 的 框图 / 示意图。总的来说， 设备 350 使用一对电感元件来修改 Xtal 的串联谐振以便减少在 产生振荡信号的过程中负电阻电路的功率消耗。
特定来说， 设备 300 包含负电阻电路 352、 Xtal 354、 一对可变电容器 CP 和一对电 感元件 L/2( 例如， 一个或一个以上电感器 )。电感元件 L/2 分别耦合到 Xtal 354 的两侧， 且可变电容器 CP 分别电耦合于电感元件 L/2 与接地之间。所有这些元件 (Xtal、 L/2 和 CP) 共同形成谐振器。所述谐振器又以反馈方式电耦合到负电阻电路 352 以便起始并产生振荡 信号。 在此实例中， 如先前所论述， 所述对电感元件 L/2 修改 Xtal 354 的串联谐振以便增加 谐振器的可调性， 且因此减少设备 350 针对振荡信号的给定频率或频率范围的功率消耗。
图 4A 说明根据本发明的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备 400 的 示意图。总的来说， 设备 400 包括呈数字反相器电路的形式的负电阻电路， 且进一步使用一 对电感元件来修改 Xtal 的串联谐振以便减少在产生振荡信号的过程中所述数字反相器电 路的功率消耗。
特定来说， 设备 400 包含数字反相器电路 402、 Xtal 404、 一对可变电容器 CP 和一 对电感元件 L/2( 例如， 一个或一个以上电感器 )。电感元件 L/2 分别耦合到 Xtal 404 的 两侧， 且可变电容器 CP 分别电耦合于电感元件 L/2 与接地之间。所有这些元件 (Xtal、 L/2、 CP) 共同形成谐振器。所述谐振器又以反馈方式电耦合到数字反相器电路 402 以便起始并 产生振荡信号。在此实例中， 如先前所论述， 所述对电感元件 L/2 修改 Xtal 404 的串联谐 振以便增加谐振器的可调性， 且因此减少设备 400 针对振荡信号的给定频率或频率范围的 功率消耗。
图 4B 说明根据本发明的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备 420 的 示意图。总的来说， 设备 420 包括呈反相模拟放大器的形式的负电阻电路， 且进一步使用一 对电感元件来修改 Xtal 的串联谐振以便减少在产生振荡信号的过程中所述反相模拟放大 器的功率消耗。
特定来说， 设备 420 包含反相模拟放大器 422、 Xtal 404、 一对可变电容器 CP 和一 对电感元件 L/2( 例如， 一个或一个以上电感器 )。电感元件 L/2 分别耦合到 Xtal 404 的 两侧， 且可变电容器 CP 分别电耦合于电感元件 L/2 与接地之间。所有这些元件 (Xtal、 L/2、 CP) 共同形成谐振器。所述谐振器又电耦合到反相模拟放大器 422 的输出端和反相输入端 以便起始并产生振荡信号。放大器 422 的非反向输入端可连接到接地。放大器 422 可从正 (+V) 和负 (-V) 电源电压接收功率。在此实例中， 如先前所论述， 所述对电感元件 L/2 修改 Xtal 404 的串联谐振以便增加谐振器的可调性， 且因此减少设备 420 针对振荡信号的给定 频率或频率范围的功率消耗。
图 4C 说明根据本发明的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备 440 的 示意图。总的来说， 设备 440 包括呈自调节电路的形式的负电阻电路， 且进一步使用一对电 感元件来修改 Xtal 的串联谐振以便减少在产生振荡信号的过程中所述自调节电路的功率 消耗。
特定来说， 设备 440 包含谐振器， 所述谐振器包括 Xtal 404、 一对可变电容器 CP 和 一对电感元件 L/2( 例如， 一个或一个以上电感器 )。电感元件 L/2 分别耦合到 Xtal 404 的 两侧， 且可变电容器 CP 分别电耦合于电感元件 L/2 与接地之间。谐振器又按反馈配置电耦 合到自调节电路以便起始并产生振荡信号。
自 调 节 电 路 又 包 含 有 源 装 置 M( 例 如， 金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET))、 电阻器 R、 电流镜 442 和低通滤波器 (LPF)446。电流镜 442 电耦合于电源供应器轨 Vdd 与有源装置 M 的漏极之间。电阻器 R 电耦合于有源装置 M 的漏极与栅极之间， 有 源装置 M 具有连接到负电源供应器轨 Vss 的源极。LPF 446 电耦合于有源装置 M 的栅极与 电流镜 M 之间。自调节电路响应于有源装置 M 的栅极处的振荡信号的振幅而调节供应到有 源装置 M 的电流。
更具体来说， 谐振器耦合于有源装置 M 的漏极与栅极之间。在此实例中， 如先前所 论述， 所述对电感元件 L/2 修改 Xtal 404 的串联谐振以便增加谐振器的可调性， 且因此减 少设备 440 针对振荡信号的给定频率或频率范围的功率消耗。设备 440 进一步包括振荡检 测器 448， 其适于产生指示是否正产生振荡信号的信号。另外， 设备 440 包括放大器 450， 其 适于放大所述振荡信号。
图 4D 说明根据本发明的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备 460 的 框图 / 示意图。总的来说， 设备 460 包括 ： 静态电源， 其适于将大体上稳态的电流供应到负 电阻电路以便连续产生振荡信号 ； 以及启动升压电源， 其用于仅在启动期间供应升压电流 以便加速所述振荡信号达到经定义的稳态条件。另外， 设备 460 包括一对电感元件， 其用于 修改 Xtal 的串联谐振以便减少在产生振荡信号的过程中负电阻电路的功率消耗。
特 定 来 说， 设 备 460 包 含 静 态 电 源 466、 启 动 升 压 电 源 468、 负 电 阻 电 路 464、 Xtal404、 一对可变电容器 CP 和一对电感元件 L/2( 例如， 一个或一个以上电感器 )。电感元 件 L/2 分别耦合到 Xtal 404 的两侧， 且可变电容器 CP 分别电耦合于电感元件 L/2 与接地 之间。所有这些元件 (Xtal、 L/2 和 CP) 共同形成谐振器。所述谐振器又按反馈配置电耦合 到负电阻电路 464 以便起始并产生振荡信号。在此实例中， 如先前所论述， 所述对电感元件 L/2 修改 Xtal 404 的串联谐振以便增加谐振器的可调性， 且因此减少设备 460 针对振荡信 号的给定频率或频率范围的功率消耗。
静态电源 466 适于将大体上稳态的电流 I1 供应到负电阻电路 464 以便稍后连续 地产生振荡信号。启动升压电源 468 适于仅在启动期间供应升压电流 I2 以便加快振荡信 号从冷启动达到预定义的稳态条件。稳态条件可为经定义的振幅稳定性和 / 或经定义的频 率稳定性。
图 5 说明根据本发明的另一方面的示范性通信装置 500 的框图。通信装置 500 可为使用先前被论述为参考振荡器的设备中的任一者的通信装置的一个示范性实施方案。 特定来说， 通信装置 500 包含天线 502、 Tx/Rx 隔离装置 504、 低噪声放大器 (LNA)506、 降 频转换器和 / 或解调器 508、 接收器基带处理模块 510、 锁相回路 (PLL) 和 / 或压控振荡器 (VCO)512、 参考振荡器 514、 发射器基带处理模块 516、 升频转换器和 / 或调制器 518， 以及功 率放大器 (PA)520。
作为源通信装置， 待发射到目的地通信装置的数据被发送到发射器基带处理模块 516。发射器基带处理模块 516 处理所述发射数据以产生传出基带信号。升频转换器和 / 或调制器 518 使用本机振荡器或由 PLL 和 / 或 VCO 512 通过使用参考振荡器 514 所产生 的信号来处理所述传出的基带信号以产生 RF 信号。PA 520 放大 RF 信号， 且经由 Tx/Rx 隔 离装置 504 将其提供到天线 502 以便发射到无线媒体中。发射数据可由以下各者产生 ： 传 感器、 微处理器、 微控制器、 RISC 处理器、 键盘、 指向装置 ( 例如， 鼠标或轨迹球 )、 音频装置 ( 例如， 头戴式耳机， 其包括例如麦克风等变换器 )、 医疗装置、 鞋、 产生数据的机器人或机 械装置、 用户接口 ( 例如， 触敏显示器 ) 等。应理解， 参考振荡器 514 可用于其它类型的应用 ( 例如， 驱动数字和 / 或模拟电路的时钟源 ) 中。
作为目的地通信装置， 载运数据的 RF 信号由天线 502 拾取且经由 Tx/Rx 隔离装置 504 被施加到 LNA 506。LNA 506 放大所接收到的 RF 信号。降频转换器和 / 或解调器 508 使用本机振荡器或由 PLL 和 / 或 VCO 512 通过使用参考振荡器 514 所产生的信号来处理 接收到的 RF 信号以产生传入的基带信号。接收器基带处理 510 处理所述传入的基带信号 以产生接收到的数据。数据处理器 ( 未图示 ) 可接着基于接收到的数据而执行一个或一个 以上经定义的操作。举例来说， 数据处理器可包括微处理器、 微控制器、 精简指令集计算机 (RISC) 处理器、 显示器、 音频装置 ( 例如， 头戴式耳机， 其包括例如扬声器等变换器 )、 医疗 装置、 鞋、 表、 对所述数据作出响应的机器人或机械装置、 用户接口 ( 例如， 显示器 )、 一个或 一个以上发光二极管 (LED) 等。
图 6A 说明通过作为可在本文中所描述的通信系统、 装置和设备中的任一者中使 用的脉冲调制的实例的不同脉冲重复频率 (PRF) 所定义的不同信道 ( 信道 1 和 2)。具体来 说， 信道 1 的脉冲具有对应于脉冲到脉冲延迟周期 602 的脉冲重复频率 (PRF)。相反， 信道 2 的脉冲具有对应于脉冲到脉冲延迟周期 604 的脉冲重复频率 (PRF)。因此可使用此技术 来定义在两个信道之间发生脉冲碰撞的可能性相对低的伪正交信道。特定来说， 可经由对 所述脉冲使用低占空比 (duty cycle) 来实现脉冲碰撞的低可能性。举例来说， 经由对脉冲 重复频率 (PRF) 的适当选择， 可在与任一其它信道的脉冲不同的时间发射给定信道的大体 上所有脉冲。 针对给定信道所定义的脉冲重复频率 (PRF) 可视所述信道所支持的数据速率而 定。举例来说， 支持极低数据速率 ( 例如， 大约每秒几千位或 Kbps) 的信道可使用对应的低 脉冲重复频率 (PRF)。相反地， 支持相对高数据速率 ( 例如， 大约每秒几百万位或 Mbps) 的 信道可使用对应的较高脉冲重复频率 (PRF)。
图 6B 说明通过作为可在本文中所描述的通信系统中的任一者中使用的调制的实 例的不同脉冲位置或偏移所定义的不同信道 ( 信道 1 和 2)。根据第一脉冲偏移 ( 例如， 相 对于给定时间点， 未图示 )， 在如线 606 所表示的时间点产生信道 1 的脉冲。 相反地， 根据第 二脉冲偏移， 在如线 608 所表示的时间点产生信道 2 的脉冲。在给定脉冲之间的脉冲偏移 差 ( 如箭头 610 所表示 ) 的情况下， 可使用此技术来减小在两个信道之间发生脉冲碰撞的 可能性。视针对信道所定义的任何其它信令参数 ( 例如， 如本文中所论述 ) 和装置之间的 定时的精确度 ( 例如， 相对时钟漂移 ) 而定， 不同脉冲偏移的使用可用以提供正交或伪正交 信道。
图 6C 说明通过可在本文中所描述的通信系统中的任一者中使用的不同跳时 (timing hopping) 序列调制所定义的不同信道 ( 信道 1 和 2)。举例来说， 可在根据一个跳 时序列的时间产生信道 1 的脉冲 612， 而可在根据另一跳时序列的时间产生信道 2 的脉冲 614。 视所使用的特定序列和装置之间的定时的精确度而定， 此技术可用以提供正交或伪正 交信道。 举例来说， 已跳时的脉冲位置可能并非周期性的， 以减小与相邻信道发生重复脉冲 碰撞的可能性。
图 6D 说明通过作为可在本文中所描述的通信系统中的任一者中使用的脉冲调制 的实例的不同时隙所定义的不同信道。在特定时间实例产生信道 L1 的脉冲。类似地， 在其 它时间实例产生信道 L2 的脉冲。以相同方式， 在另外其它的时间实例产生信道 L3 的脉冲。
通常， 与不同信道有关的时间实例不会重叠或可能为正交的， 以减少或消除各种信道之间 的干扰。
应了解， 可使用其它技术根据脉冲调制方案来定义信道。 举例来说， 可基于不同的 展频伪随机数序列或某一或某些其它合适的参数来定义信道。此外， 可基于两个或两个以 上参数的组合来定义信道。
图 7 说明根据本发明的另一方面的经由各种信道彼此通信的各种超宽带 (UWB) 通 信装置的框图。举例来说， UWB 装置 1 702 正与 UWB 装置 2 704 经由两个并行的 UWB 信道 1 和 2 通信。UWB 装置 702 正与 UWB 装置 3 706 经由单一信道 3 通信。而且， UWB 装置 3 706 又正与 UWB 装置 4 708 经由单一信道 4 通信。其它配置是可能的。所述通信装置可用于许 多不同应用， 且可实施于 ( 例如 ) 头戴式耳机、 麦克风、 生物测定传感器、 心跳速率监视器、 步数计、 EKG 装置、 表、 鞋、 遥控器、 开关、 轮胎压力监视器或其它通信装置中。医疗装置可包 括智能绷带、 传感器、 生命征象监视器和其它装置。 本文中所描述的通信装置可用于任一类 型的感测应用中， 例如用于感测汽车、 运动员和生理 ( 医疗 ) 反应。
本发明的以上方面中的任一者可实施于许多不同装置中。举例来说， 除了如上文 所论述的医疗应用外， 本发明的方面还可应用于健康与健身应用。 另外， 本发明的方面可实 施于用于不同类型的应用的鞋中。 存在可并入有如本文中所描述的本发明的任一方面的其 它大量应用。 上文已描述本发明的各种方面。应显而易见， 可以广泛的各种各样的形式来体现 本文中的教示， 且本文中所揭示的任何具体结构、 功能或两者仅为代表性的。 基于本文中的 教示， 所属领域的技术人员应了解， 本文中揭示的一方面可独立于任何其它方面加以实施， 且这些方面中的两者或两者以上可以各种方式加以组合。举例来说， 可使用本文中阐明的 任何数目个方面来实施一种设备或实践一种方法。此外， 可使用除本文中所阐明的方面中 的一者或一者以上外的或不同于本文中所阐明的方面中的一者或一者以上的其它结构、 功 能性或结构和功能性来实施此设备或实践此方法。作为以上概念中的一些概念的实例， 在 一些方面中， 可基于脉冲重复频率来建立并行信道。 在一些方面中， 可基于脉冲位置或偏移 来建立并行信道。在一些方面中， 可基于跳时序列来建立并行信道。在一些方面中， 可基于 脉冲重复频率、 脉冲位置或偏移和跳时序列来建立并行信道。
所属领域的技术人员将理解， 可使用各种各样的不同技术和技艺中的任一者来表 示信息和信号。举例来说， 在以上描述全篇中可能提及的数据、 指令、 命令、 信息、 信号、 位、 符号和码片可由电压、 电流、 电磁波、 磁场或磁粒子、 光场或光粒子或者其任何组合来表示。
技术人员将进一步了解， 结合本文中所揭示的方面而描述的各种说明性逻辑块、 模块、 处理器、 装置、 电路和算法步骤可实施为电子硬件 ( 例如， 可使用源编码或某一其它 技术来设计的数字实施方案、 模拟实施方案或两者的组合 )、 并入有指令的各种形式的程序 或设计代码 ( 为了方便起见， 其在本文中可被称作 “软件” 或 “软件模块” ) 或两者的组合。 为了清楚地说明硬件与软件的此可互换性， 上文已大体上在功能性方面描述了各种说明性 组件、 块、 模块、 电路和步骤。将此功能性实施为硬件还是软件视特定应用和强加于整个系 统的设计约束而定。 熟练的技术人员可针对每一特定应用以变化的方式实施所描述的功能 性， 但此类实施决策不应被解释为会导致偏离本发明的范围。
结合本文中所揭示的方面而描述的各种说明性逻辑块、 模块和电路可实施于集成
电路 (“IC” )、 接入终端或接入点内或由其执行。IC 可包含 ： 通用处理器、 数字信号处理器 (DSP)、 专用集成电路 (ASIC)、 现场可编程门阵列 (FPGA) 或其它可编程逻辑装置、 离散门或 晶体管逻辑、 离散硬件组件、 电组件、 光学组件、 机械组件， 或其经设计以执行本文中所描述 的功能的任一组合， 且可执行驻留于 IC 内的代码或指令、 驻留于 IC 外的代码或指令， 或所 述两者。 通用处理器可为微处理器， 但在替代方案中， 处理器可为任一常规处理器、 控制器、 微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合， 例如 DSP 与微处理器的组合、 多个 微处理器、 一个或一个以上微处理器结合 DSP 核心， 或任何其它此类配置。
应理解， 任何所揭示的过程中的步骤的任何特定次序或层级为范例方法的实例。 应理解， 基于设计偏好， 可重新排列所述过程中的步骤的特定次序或层级， 同时仍保持在本 发明的范围内。所附方法权利要求项按范例次序呈现各种步骤的要素， 且并不意图限于所 呈现的特定次序或层级。
结合本文中所揭示的方面而描述的方法或算法的步骤可直接体现于硬件中、 由处 理器执行的软件模块中或两者的组合中。软件模块 ( 例如， 包括可执行指令和相关数据 ) 和其它数据可驻留于数据存储器 ( 例如， RAM 存储器、 快闪存储器、 ROM 存储器、 EPROM 存储 器、 EEPROM 存储器、 寄存器、 硬盘、 可拆卸盘、 CD-ROM， 或此项技术中已知的任一其它形式的 计算机可读存储媒体 ) 中。可将范例存储媒体耦合到例如计算机 / 处理器等机器 ( 为了方 便起见， 其在本文中可被称作 “处理器” )， 使得处理器可从存储媒体读取信息 ( 例如， 代码 ) 以及向存储媒体写入信息。范例存储媒体可与处理器成一体式。处理器和存储媒体可驻留 于 ASIC 中。ASIC 可驻留于用户设备中。在替代方案中， 处理器和存储媒体可作为离散组件 驻留于用户设备中。 此外， 在一些方面中， 任一合适的计算机程序产品可包含计算机可读媒 体， 所述计算机可读媒体包含与本发明的方面中的一者或一者以上有关的代码。在一些方 面中， 计算机程序产品可包含封装材料。
虽然已结合各种方面描述了本发明， 但将理解， 本发明容许另外的修改。 本申请案 希望涵盖本发明的任何变型、 用途或更改， 其大体上遵循本发明的原理且包括在本发明相 关技术内的已知惯例的范围内的与本发明的偏离。