專利名稱：通信方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及超寬帶(UWB)通信，尤其是用于進行這種通信的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
UWB通信技術(shù)從雷達及其它軍事應用發(fā)展而來，而開拓工作是由G.F.Ross博士實現(xiàn)的，如美國專利US 3728632中所描寫。超寬帶通信系統(tǒng)采用具有較短上升與下降時間的非常窄的電磁輻射脈沖(脈沖)，結(jié)果形成具有非常寬帶寬的頻譜。一些系統(tǒng)采用利用這種脈沖進行天線的直接激勵，然后根據(jù)天線特征脈沖或者階躍響應(取決于激勵)進行輻射。因為導致射頻的發(fā)射沒有任何明確的載波頻率，所以這種系統(tǒng)被稱為“無載波”。然而，其它的UWB系統(tǒng)發(fā)射一個或者幾個周期的高頻載波，因此，盡管信號帶寬較寬，也可以確定有意義的中心頻率與/或相位。美國聯(lián)邦電訊委員會(FCC)將UWB定義為至少為中心(或平均)頻率的25％處的-10dB帶寬，或者至少1.5GHz的帶寬；美國國防高級研究項目管理局(USDARPA)的定義與上面相類似，但是歸于在-20dB的帶寬。這種形式的定義是有效的而且清楚地區(qū)分了UWB系統(tǒng)與常規(guī)的窄帶和寬帶系統(tǒng)，但是，在這個詳細說明中描述的技術(shù)不局限于落在這個精確定義范圍內(nèi)的一些系統(tǒng)，而且可以采用與使用非常短電磁輻射脈沖的類似系統(tǒng)。
UWB通信系統(tǒng)與常規(guī)系統(tǒng)相比具有許多優(yōu)點。概括地講，非常寬的帶寬有利于非常高的數(shù)據(jù)速率的通信，而且因為采用輻射脈沖，所以即使每個脈沖功率可能相對較大，但是平均發(fā)射功率(以及功率消耗)可以保持較低。還有，因為每個脈沖的功率遍布在較寬的帶寬上，所以每單位頻率的功率可以是非常低的，因此在軍事應用方面，允許UWB系統(tǒng)與其它的頻譜的用戶共存，并提供較低的截獲概率。因為多重反射通常是可以解決的，所以短脈沖也使UWB通信系統(tǒng)相對地不易受多徑效應的影響。最后，UWB系統(tǒng)使它們本身實際上適用于全部-數(shù)字實現(xiàn)，其具有節(jié)約成本及其它優(yōu)點。
圖1a顯示一個典型的UWB無線電收發(fā)機100。它包括一個發(fā)射/接收天線102，發(fā)射/接收天線102具有用帶通濾波器(BPF)104表示的特征脈沖響應(雖然在有些情況下，可以明確地包含有帶通濾波器)，并連接到發(fā)射/接收開關(guān)106。
發(fā)射鏈路包括可由基帶發(fā)射數(shù)據(jù)輸入110調(diào)制的脈沖發(fā)生器108，和天線驅(qū)動裝置112。因為通常僅僅需要較小的輸出電壓幅度，所以可以省略驅(qū)動器。一般可以采用許多調(diào)制技術(shù)中的一種，既可以是OOK(振幅鍵控，即，發(fā)射或不發(fā)射脈沖)、多元(M-ary)振幅鍵控(脈沖幅度調(diào)制)、或者是PPM(脈沖位置調(diào)制，即，抖動脈沖位置)。通常，發(fā)射的脈沖具有＜1ns的持續(xù)時間，而且可以具有千兆赫級的帶寬。
接收鏈路通常包括低噪聲放大器(LNA)和自動增益控制(AGC)級114，后面是相關(guān)器或者匹配濾波器(MF)116，與接收的脈沖形狀相匹配，以至于當具有正確(相匹配)脈沖波形的射頻(rf)能量出現(xiàn)時它輸出脈沖。MF116的輸出通常由模擬-數(shù)字變換器(ADC)118進行數(shù)字化，然后提供給可變增益(基于數(shù)字或軟件的)門限電路120，MF 116的輸出包含所接收的數(shù)據(jù)。技術(shù)熟練的人將明白，也可以采用前向糾錯(FEC)，例如分組糾錯編碼及其它的基帶處理，但是這些技術(shù)是眾所周知和通用的，因此為了清楚省略掉這些描述。
圖1b顯示一個基于載波的UWB發(fā)射機122的例子，更詳細的內(nèi)容描寫在美國專利US 6,026,125中(因此結(jié)合參考)。這種形式的發(fā)射機允許UWB發(fā)射的中心頻率和帶寬可以控制，因為它是基于載波的，所以象振幅和位置調(diào)制一樣能夠利用頻率和相位。因此，可以采用例如QAM(正交調(diào)幅)或者M-ary PSK(多元相移鍵控)。
參照圖1b，振蕩器124產(chǎn)生高頻載波，高頻載波由實際上起到高速開關(guān)效果的混頻器126選通。到混頻器的第二個輸入是由脈沖發(fā)生器128提供，并由帶通濾波器130(任選的)濾波。濾波脈沖的振幅確定混頻二極管正向偏置的時間，因此在混頻器的輸出確定UWB信號的有效脈沖寬度和帶寬。UWB信號的帶寬同樣也是由濾波器130來確定。UWB信號的中心頻率和瞬時相位由振蕩器124確定，而且可以由數(shù)據(jù)輸入132來調(diào)制。在美國專利US 6,026,125中描述了具有1.5GHz中心頻率和400MHz帶寬的發(fā)射機的例子。脈沖對脈沖的相干性可以通過將脈沖發(fā)生器相位鎖定到振蕩器而獲得。
混頻器126的輸出由帶通濾波器134處理以便濾去帶外頻率和不期望的混頻分量，通過數(shù)字控制的射頻(rf)衰減器136選擇性地衰減以便提供附加的幅度調(diào)制，然后傳送到寬帶功率放大器138，例如MMIC(單片微波集成電路)，并且傳輸給天線140。功率放大器可以與來自發(fā)生器128的脈沖同步地控制接通/斷開，以便減少功率消耗，如美國US6026125中所描寫。
圖1c顯示與圖1b類似的發(fā)射機，其中同樣的元件用同樣的參考編號。概括地講，圖1c的發(fā)射機是圖1b中發(fā)射機振蕩器頻率已經(jīng)調(diào)到零的一個特例。圖1b中振蕩器124的輸出實際上是直流電平，其用來保持混頻器126總是接通，所以省略這些元件(以及脈沖發(fā)生器或者調(diào)制它的輸出)。
圖1d顯示基于-載波的替換UWB發(fā)射機142，也描述在美國專利US6,026,125中。此外，與圖1b中相同的元件用同樣的參考數(shù)字顯示。
在圖1d的結(jié)構(gòu)中，時間選通電路144在定時信號146控制下選通振蕩器124的輸出。這個定時信號的脈沖寬度確定了瞬時的UWB信號的帶寬。因此，發(fā)射信號UWB的帶寬可以是通過調(diào)整這個脈沖的寬度來調(diào)整。
適合于圖1b到1d中使用UWB發(fā)射機的超寬帶接收機描述在美國專利US 5,901,172中。這些接收機使用基于-隧道二極管的檢波器，以便通過降低其相對于帶內(nèi)干擾的脆弱性，從而使單脈沖能以高速率(每秒幾百萬位)檢測。概括地講，隧道二極管在激活與非激活方式之間轉(zhuǎn)換，在它的非激活期間保存在二極管的電荷被放電。實際上，隧道二極管起到定時選通匹配濾波器的作用，而且相關(guān)操作與輸入脈沖同步。
圖1e顯示已知UWB發(fā)射機148的另一個例子，關(guān)于例子的描述如在美國專利US 6,304,623中(在此結(jié)合參考)。在圖1e中，脈沖發(fā)生器150產(chǎn)生射頻脈沖，它在由精確定時信號發(fā)生器156提供的定時信號154控制下通過天線152發(fā)射，定時信號發(fā)生器本身由穩(wěn)定時基158控制。編碼發(fā)生器160接收來自定時信號發(fā)生器的基準時鐘，并且向定時信號發(fā)生器提供偽隨機時間偏移指令給，用于抖動調(diào)諧發(fā)射脈沖的位置。這具有擴展和平整梳-狀頻譜的效果，否則將由常規(guī)脈沖、窄脈沖來產(chǎn)生(在一些系統(tǒng)中，為了類似的效果可以采用幅度調(diào)制)。
圖1f顯示一種相應的接收機162，也描述在美國專利US6,304,623中。它使用類似的定時信號發(fā)生器164、時基166和編碼發(fā)生器168(產(chǎn)生相同的偽隨機序列)，但是時基166是通過跟蹤環(huán)路濾波器170鎖定在接收信號。定時信號發(fā)生器164的定時信號輸出驅(qū)動樣板產(chǎn)生器172，它輸出一個與通過接收天線174接收的發(fā)射UWB信號相配的樣板信號。相關(guān)器/采樣器176和累加器178對接收信號采樣并且使其與樣板相關(guān)，在相關(guān)器的孔徑時間上積分以便產(chǎn)生一個輸出，該輸出是由檢波器180在積分周期的尾部與參考信號進行比較，確定已經(jīng)接收一個還是零個。
圖1g顯示采用擴頻技術(shù)的已知UWB無線電收發(fā)機182，因而易于UWB通信系統(tǒng)的共同存在，而且易于家庭住宅內(nèi)UWB網(wǎng)絡(luò)的非計劃調(diào)配。圖1g的無線電收發(fā)機更詳細地描述在美國專利US 6,400,754中，因此其內(nèi)容可以明確地結(jié)合參考。
在圖1g中，接收天線184和低噪聲放大器186提供一個輸入給時間積分相關(guān)器188。到相關(guān)器的第二輸入是由產(chǎn)生擴頻通信類型編碼(例如Kasami碼)的編碼序列發(fā)生器190提供，即Kasami碼是來自具有不低的互相關(guān)系數(shù)的編碼族中的一種具有高自相關(guān)系數(shù)的編碼。在美國專利US6400754中，相關(guān)器188將模擬輸入信號與參考編碼相乘，并且在編碼序列周期上積分，并且是一匹配濾波器，其具有表示輸入信號和參考編碼的不同時間排列的多個相位。相關(guān)器的輸出由模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器192數(shù)字化，通過具有存儲器198的處理器196控制，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器192將輸出提供給總線，編碼序列發(fā)生器190由晶體振蕩器驅(qū)動群200驅(qū)動，發(fā)射天線驅(qū)動器202接收來自總線194的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)與來自編碼序列產(chǎn)生器190的編碼序列相乘，并且從發(fā)射天線204發(fā)射出去。
在雙重脈沖接收和發(fā)射的操作編碼序列中，在一個實施例中每位(比特)包含10ns碼片的一個1023碼片序列，因此具有10μs的持續(xù)時間。這就提供了30dB的處理增益，并且減少了彼此之間沒有精確同步的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點群之間的干擾。在采用相同的CDMA(碼分多址)編碼簇內(nèi)，采用時分多址(TDMA)。本領(lǐng)域技術(shù)熟練的人將認識到為了高比特率可以采用較短的擴展序列與/或高速時鐘。
在美國專利US6400754中描述的無線電收發(fā)機使用改進的獨立頻率電流方式屏蔽環(huán)形天線(如美國專利US 4,506,267中描述的)，其包含平面矩形導體極板。這種天線被認為是大電流輻射體(LCR)天線，而且當由電流驅(qū)動時它在極板的表面上向外輻射。
圖1h顯示適合于這種LCR發(fā)射天線208的驅(qū)動電路206。該天線是通過包含四個金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)210的H電橋來驅(qū)動，該MOS晶體管由左(L)和右(R)控制線212、214來控制。借助于觸發(fā)線路214的“高”然后“低”，同時保持線路214“低”，發(fā)射第一極性的雙重脈沖(就是說一對相反極性的脈沖)，和借助于觸發(fā)線路212的“高”然后“低”，同時保持線路214“低”，發(fā)射相反極性的雙重脈沖。天線只有當通過它的電流變化時才輻射，而且在每次轉(zhuǎn)換時發(fā)射單個的高斯(gaussain)脈沖。
圖2a到2h顯示UWB波形的例子。圖2a顯示UWB脈沖發(fā)射機的典型輸出波形，而圖2b顯示圖2a波形的功率譜。圖2c顯示一種波形-式樣的脈沖(當其縮短時就變成單周期)，例如可以從圖1b到1d中發(fā)射機之一輻射出。圖2d顯示圖2c的功率譜。圖2e顯示一個雙重脈沖而圖2f是圖2e雙重脈沖的功率譜。可見圖2f的頻譜包含具有間隔(在頻率上)的梳狀頻譜，它由雙重脈沖的間距(在時間上)來確定，而總帶寬由每個脈沖的寬度來確定。還可以從圖2e和2f中知道抖動的脈沖位置將趨向于減少梳狀頻譜中的零值。圖2g顯示關(guān)于邏輯0與邏輯1的基本雙重脈沖波形的例子。圖2h顯示TDMA UWB發(fā)射的例子，例如可以是從圖1g的無線電收發(fā)機發(fā)射出，其中CDMA-編碼數(shù)據(jù)的脈沖串借助于非發(fā)射周期來分離，以便允許其它裝置訪問。
超寬帶潛在地為無線本地網(wǎng)絡(luò)提供有意義的優(yōu)點，尤其對音頻與視頻娛樂裝置的寬帶聯(lián)網(wǎng)。然而UWB通信的寬帶寬是引起關(guān)注的原因，尤其是涉及到可能干擾GPS(全球定位系統(tǒng))和航空電子設(shè)備系統(tǒng)。由于這個原因，雖然UWB最近已經(jīng)由美國聯(lián)邦通信委員會批準使用，但是僅僅準許在非常低的功率和有限帶寬(3.1到10.6GHz)上工作。因此，需要一些在低功率上易于UWB通信的方法和裝置，尤其在房屋內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，這里提供一種在建筑物中分配超寬頻帶(UWB)通信信號的方法，該方法包括產(chǎn)生UWB信號；將UWB信號耦合到建筑物的市電電源電路的至少一根導電線上，以便分配UWB信號。
在建筑物諸如家庭住所(例如住宅或者公寓)的市電電源上分配UWB信號，并且可能使UWB通信范圍增加與/或所期望范圍內(nèi)的功率降低。此外，因為UWB信號的傳送穿越建筑墻比較差，所以該方法可能利用較高的平均UWB輻射功率，而不會相應地增加引起干擾的風險。
可以采用單一的UWB發(fā)射機，例如在進入該建筑物的市電電源入口點，但是該方法最好包括由多個UWB發(fā)射機產(chǎn)生多個UWB信號，并且將這些信號耦合到該建筑物內(nèi)不同點的市電電源上。此外更可取的是在至少一組UWB信號之間建立公共的定時，例如在房屋內(nèi)全部發(fā)射機之間。這有助于減少干擾和易于多路通信技術(shù)比如TDMA?？梢岳檬须婋娫醋鳛楣蚕韨鬏斆浇榻⒃谠摻ㄖ飪?nèi)的全部發(fā)射機之間的公共或者一致的時鐘，或者可以利用公共或者一致的時鐘來建立發(fā)射機的分組，而利用CDMA技術(shù)可以減少這種分組之間的干擾。(應該知道，建立公共的時間不要求發(fā)射機同時發(fā)射脈沖)附帶地或者可替換地，為了建立公共的定時可以采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，以致可以在一系列轉(zhuǎn)發(fā)中將數(shù)據(jù)從一個無線電收發(fā)機傳送到另一個無線電收發(fā)機。配備有存儲器的多個發(fā)射機和接收機可以設(shè)置作為存儲轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的網(wǎng)格。
可以與一個或多個導電線耦合的電容耦合的方式，將UWB信號耦合到市電電源上，例如耦合到火線與/或中線上。在一些具有導線接地連接到市電電源插座的建筑物中，接地線可以附加或替代地用于分配UWB信號，其取決于所關(guān)心頻率點處對地的接地連接的阻抗。在某些實施例中，UWB信號可以在市電電源電路的兩個導線上差動地驅(qū)動，以及/或可以采用單端的或差動電流驅(qū)動。
可以調(diào)節(jié)一個或多個UWB信號的中心頻率和帶寬，以便抑制來自該建筑物中連接到市電電源的其它裝置(例如電動機)的干擾。此外，也可以改變UWB脈沖的定時，以便減小UWB信號易受干擾的弱點。如果必要可以采用類似的技術(shù)，以便減少由UWB信號或者某些信號所引起的干擾。
在另一個方面，本發(fā)明提供一種利用以上描述方法而構(gòu)成的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，例如分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明另外提供用于分配穿越建筑的超寬帶(UWB)通信信號的裝置，該裝置包括用于產(chǎn)生UWB信號的裝置；和將UWB信號耦合到建筑物市電電源的至少一個導電線上以便分配UWB信號的裝置。
上面所描述裝置可以合并到用戶的電子裝置，尤其是電力網(wǎng)供電的用戶電子裝置。


現(xiàn)在將參考附圖通過舉例更進一步描述本發(fā)明的這些和其它方面，其中圖1a到1h分別示出了典型的UWB無線電收發(fā)機、基于已知載波的UWB發(fā)射機的第一個例子、第一例子發(fā)射機的變型、基于已知載波的UWB發(fā)射機的第二個例子、已知UWB發(fā)射機的第三個例子、關(guān)于第三個例子發(fā)射機的接收機、采用擴頻技術(shù)的已知UWB無線電收發(fā)機，以及適合于大電流輻射天線的驅(qū)動電路；圖2a到2h顯示UWB波形的例子。
圖3a到3c分別顯示UWB家庭無線網(wǎng)絡(luò)，基于UWB家庭網(wǎng)絡(luò)的環(huán)形市電電源，和變化的市電電源導線分布結(jié)構(gòu)；和圖4a到4f顯示用于將UWB發(fā)射機連接到市電電源導線的可供選擇方案。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考圖3a，其顯示一個采用市電電源導線作為傳輸介質(zhì)的UWB家庭無線網(wǎng)絡(luò)300。房屋302具有入室的市電電源304，它經(jīng)由熔斷器盒306連接到一個環(huán)路或者基于分支線的市電電源配電線路308，與多個市電電源插座310連接。一個或多個用戶電子裝置(CED)分別插入到每個插座，在圖解說明的例子中它們包括機頂盒(STB)312、DVD(數(shù)字化視頻光盤)播放器314、電視或者電腦監(jiān)視器316、便攜式計算機318、打印機320、音頻系統(tǒng)322和衛(wèi)星接收機324等。這些裝置的一個或多個都可以安裝有UWB發(fā)射機、接收機，或者無線電收發(fā)機，用于與其它裝置或與連接到熔斷器盒306的控制器326通信。這些UWB裝置是在控制器326的控制下經(jīng)過電源插座310和熔斷器盒306射頻耦合到市電電源電路308。也可以選擇采用其他的耦合，比如控制器326的耦合328。熔斷器盒306可以與UWB濾波器合并，以便減少外部干擾和限制住宅302UWB傳輸?shù)某隹凇?br> 自由空間傳輸功率隨距離按-2的冪下降，但是穿墻傳輸一般下降得較快，具有-3與-4之間的指數(shù)。連接用戶電子器件的UWB發(fā)射機到市電電源電路，通過提供改進的傳播有易于這些裝置之間基于UWB的聯(lián)網(wǎng)，例如在被墻隔開的裝置之間。例如，在市電電源布線中可以獲得大于10米的UWB傳播范圍。
UWB通信的使用特別易于高比特率數(shù)據(jù)的連接，比如音頻數(shù)據(jù)，尤其是視頻數(shù)據(jù)連接。諸如個人數(shù)字助理(PDA)330和攝像機332這類不直接地與市電電源電路308連接的裝置也可以通過藍牙連接334與由市電電源供電的并且允許使用UWB的裝置通訊，例如音頻系統(tǒng)322，從而獲得對易于市電電源電纜耦合的UWB發(fā)射機與/或接收設(shè)備的接入訪問。
現(xiàn)在參考圖3b，這顯示的是一個基于UWB家庭網(wǎng)絡(luò)340的環(huán)形市電電源的例子，其中與圖3a中相同的部件用同樣的參考數(shù)字表示。
在圖3b中，示出了兩個市電電源用戶電子裝置342和344，每個電子裝置具有連接到其內(nèi)部電源單元的電源輸入，內(nèi)部電源單元用于提供內(nèi)部直流電源給該裝置的部件，而且還通過耦合裝置348提供給連接到電源輸入的UWB無線電收發(fā)機346?？刂破?26是類似的，而且其包括市電電源驅(qū)動的電源350和網(wǎng)絡(luò)控制器352，以便控制時間與/或頻率域訪問部分或整個網(wǎng)絡(luò)的無線電收發(fā)機346的發(fā)射機。
電池供電的用戶電子裝置354包括UWB接收機356，和可選擇的UWB發(fā)射機(沒有顯示)。裝置354可以接收從市電電源線路發(fā)射的UWB信號，而且因為它短少直接訪問易于UWB信號傳播的市電電源導線，所以它可以經(jīng)過中間媒介，比如裝置342、344中的一個或控制器326傳送。可替代地，來自裝置354的UWB傳輸也可以無線地耦合到市電電源導線中。
圖3c顯示也可以應用所描述技術(shù)的一種可選擇的市電電源分布導線結(jié)構(gòu)。在圖3c中與圖3b和3a同樣的元件用同樣的參考數(shù)字表示。
圖4a到4f顯示用于連接UWB發(fā)射機到市電電源導線的可供選擇的方案。
參照圖4a，市電電源導線通常包括分別用于火線和中線接線的一對導線400、402，可選擇第三根導線404提供地線連接。通常提供給發(fā)射天線的UWB發(fā)射機的輸出406可以代替地經(jīng)過耦合電容器408連接到火線400和中線402兩者或之一。圖4b圖解說明經(jīng)過一對電容器408耦合到火線和中線兩者。例如，線路406可以包括圖1b、1c或1d中發(fā)射機的功率放大器138的輸出。耦合電容器408被選擇為在市電電源頻率處具有高阻抗，而在UWB傳輸使用的相對較高頻率處具有低阻抗，就是說，例如在50Hz附近相對高阻抗而在上述的1GHz具有低阻抗?？梢圆捎镁哂兴?nF的分立元件，但是實際上，電容器408不必是集成元件而可以簡單地包含耦合導線410與一個或多個市電電源導線之間的電容，如圖4c所示?？商鎿Q地，具有能提供差動電壓或者電流輸出414a、414b的輸出放大器412的UWB發(fā)射機可以采用如圖4d所示的一對耦合電容器408a、408b。在某種程度上，市電電源的導線作為漏泄傳輸線，特別是扭絞的導線，因而射頻能量趨向于沿著導線之間的空間傳輸，雖然導線周圍的泄漏也提供相對增加的能量但是將電磁場限制在局部范圍內(nèi)。
圖4e顯示用于將UWB傳輸耦合到一對市電電源導線的另一可替換的結(jié)構(gòu)，其基于在美國專利US 6,400,754中所描寫以圖1h的電路，在此結(jié)合這個電路以供參考。在圖4e中，場效應晶體管210提供的“H型驅(qū)動”經(jīng)過耦合電容器408施加到火線和中線400、402，以便提供電流驅(qū)動給市電電源導線。電流流過電容器408和市電電源導線400、402以及經(jīng)由用戶電子裝置416(插頭插入市電電源)形成一個電路。大家應該知道，因為雙重電容器408的存在，所以電流將只在控制線212、214的一根或另外一根改變狀態(tài)的轉(zhuǎn)換期間流過，但是因為低壓縮比(LCR)天線208，如先前所描述僅僅在這樣的轉(zhuǎn)換期間輻射，所以實際上這也許不是有效的限制。
圖4f顯示用于將UWB傳輸耦合到市電電源導線的可以采用的另一替代方案，這里有導線接地的電路或者連接。在圖4f舉例說明中，市電電源導線404終止在接地釘418或者其它接地連接，例如冷水管。為了實現(xiàn)連接到市電電源UWB發(fā)射機導線與地之間的絕緣程度，射頻扼流圈420可以包含在直接地靠近實際較低的地連接418的接地電路。在有多個這種直接接地連接的情況下，射頻扼流圈可以與相鄰的每個接地串聯(lián)連接。射頻扼流圈應該被選擇為在以UWB發(fā)射機帶寬內(nèi)的頻率傳輸時具有高阻抗，但是在較低頻率具有低阻抗。尤其是在市電電源頻率例如50Hz或者60Hz時。實際上，用相對硬的接地線在其到引入地的導線的連接點處繞幾圈可能就足夠了。
可以采用許多已知技術(shù)的一種或多種，以便減小UWB網(wǎng)絡(luò)對出現(xiàn)的市電電源導線上噪音的敏感度。例如，可以選擇適應性地改變UWB傳輸頻率與/或帶寬，例如通過在傳輸之前脈沖整形。例如，可以調(diào)節(jié)中心頻率/帶寬以便將UWB傳輸從具有較高干擾程度的頻率處移開。此外或者作為替代，可以調(diào)整脈沖定時(間隔與/或工作周期)，以至于使梳狀頻譜中的零值與來自干擾信號的峰值功率相符合。在必要的情況下，為了額外的處理增益可以采用結(jié)合相干脈沖(即，預先-檢測)，甚至結(jié)合后-檢測。同時也可以采用有關(guān)的時間相關(guān)技術(shù)或者其它抗干擾技術(shù)，例如發(fā)送數(shù)據(jù)的CDMA編碼。
無疑許多其它有效替換方案將被技術(shù)熟練的人想到。例如，上面描述的技術(shù)不局限于家居建筑的應用，也可以在辦公用房和工業(yè)建筑物中采用。同樣地，雖然這些技術(shù)已經(jīng)參考通常在家用建筑中可以見到的單相電源進行了描述，但是相應的技術(shù)也可以在工業(yè)應用中常見的三相電路中采用。
在以上描述方法和裝置的替換方案中，基于市電電源電纜的UWB信號分配可以由以替換的住宅線路系統(tǒng)為基礎(chǔ)的UWB信號分配來替換(或者補充)。因此，代替(或者附加)市電電源的一根或者兩根導電線，也可以采用計算機聯(lián)網(wǎng)電纜的一根或者兩根導線(例如Cat 5電纜)，或者電話電纜的一根或者兩根導線，用于分配UWB信號。由于已經(jīng)提到原因，所以低功率超寬帶的信號脈沖特性降低了對于在這些電纜上傳送的信號產(chǎn)生干擾的可能性。
應該明白，本發(fā)明并不局限于所描述的這些實施例，而是包含那些在附加的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的任何修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種在建筑物中分配超寬頻帶(UWB)通信信號的方法，其特征在于所述方法包括產(chǎn)生UWB信號；將UWB信號耦合到建筑物的市電電源電路的至少一根導電線上，以便分配UWB信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括由多個UWB發(fā)射機產(chǎn)生多個UWB信號；和將所述多個UWB信號耦合到所述建筑物內(nèi)的多個不同地點的所述導電線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于還包括在至少一組所述UWB信號之間建立公共的定時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于還包括在所述建筑物內(nèi)的多個點處接收所述UWB信號。
5.根據(jù)前面任何一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述耦合包含電容性耦合。
6.根據(jù)前面任何一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于包括將所述UWB信號耦合到所述市電電源電路的兩根導電線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于還包括差動地驅(qū)動所述兩根導線上的所述UWB信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述耦合包括對所述導電線施加電流驅(qū)動。
9.根據(jù)前面任何一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在所述建筑物的所述市電電源電路的中心分布點進行所述耦合。
10.根據(jù)前面任何一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于還包括改變至少一個所述UWB信號的頻率和帶寬以便抑制干擾。
11.根據(jù)前面任何一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于還包括改變所述UWB信號的定時以便抑制干擾。
12.一種數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，其被構(gòu)置成為使用前面任何一項權(quán)利要求所述的方法。
13.一種用于在建筑物中分配超寬頻帶(UWB)通信信號的設(shè)備，其特征在于該裝置包括用于產(chǎn)生UWB信號的裝置；用于分配UWB信號的裝置，其將UWB信號耦合到建筑物的市電電源電路的至少一根導電線上以便分配UWB信號。
14.一種用戶電子裝置，其中結(jié)合了權(quán)利要求13的設(shè)備。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用戶電子裝置，其特征在于所述用戶電子裝置是由市電電源供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及到超寬帶(UWB)通信，尤其是用于執(zhí)行這種通信的方法和設(shè)備。在此描述的是在建筑物中分配超寬頻帶(UWB)通信信號的方法，該方法包括產(chǎn)生UWB信號，并將UWB信號耦合到建筑物的市電電源電路的至少一個導電線上，以便分配UWB信號。這有利于實現(xiàn)降低干擾的UWB網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號H04B1/69GK1720672SQ200380104754
公開日2006年1月11日 申請日期2003年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月2日
發(fā)明者杰克·阿諾德·蘭 申請人:阿蒂密有限公司