技術 波形整形デバイスおよび波受信器

0001

本発明は、波形整形デバイスに関する。

0002

より詳細には、本発明は、受信器における一次波の受信を最適化するための波形整形デバイスに関し、上記波形整形デバイスは、
- 一次波と相互作用する表面であって、上記表面のインピーダンスを変更するため、ならびに一次波が上記表面によって反射および/または伝送される様式を変更するための複数の調節可能な素子を備える、表面と、
- 上記表面に接続された制御器であって、パラメータを決定するための値を最大化または最小化する最適化モジュールを備え、上記パラメータに基づいて調節可能な素子を制御する、制御器と
を備える。

0003

文書WO2015/039769は、携帯型電子デバイス(受信器)によって放出されたパイロット波を伝送デバイスによって探索する、このタイプの波形整形デバイスの使用を示している。携帯型電子デバイスは、例えば、携帯電話またはラップトップコンピュータである。このパイロット波は、例えば、携帯型電子デバイスに対する入射波の受信のレベルまたは品質を含む。

0004

したがって、この整形デバイスは、携帯型電子デバイスとのワイヤレス接続を有するが、このワイヤレス接続は時として、ネットワークとのワイヤレス通信および整形デバイスとのワイヤレス通信という2つのワイヤレス通信を管理しなければならない携帯型電子デバイスにとっては特に、非現実的または非常に限定的である。

0005

加えて、波形整形デバイスは、携帯型電子デバイスによって制御される周期性で、パイロット波に含まれる情報を受信する。この周期性は時として、電磁表面の十分な迅速適応には不十分である。

0006

WO2015/039769
米国特許第6,538,621号

0007

本発明の1つの目的は、波形整形デバイスに対する改善を提供することであり、本波形整形デバイスは、携帯型電子デバイス(一次波の受信器)とのこのワイヤレスリンクを必要としない。

0008

この目的のため、前述のタイプの波形整形デバイスは、
- 波形整形デバイスが、制御器に接続される波受信デバイスであって、受信器による一次波の受信によって生成される二次波を、受信器が一次波のその受信に関して波形整形デバイスに情報を伝送することなく、測定する、波受信デバイスをさらに備えること、および
- 制御器が、二次波の測定により、受信器による一次波の受信についての推定値を決定する推定モジュールを備え、制御器の最適化モジュールが、上記推定値を使用して、調節可能な素子の制御パラメータを決定すること
を特徴とする。

0009

これらの配置により、本波形整形デバイスは、受信器による受信に関する値(強度、レベル、品質など)を、この受信器による一次波の受信中に、この受信器の受信アンテナによって暗示的に生成される信号を測定することによって、推測する。

0010

したがって、本整形デバイスは、それ自体が、この値を、それを明示的に含むフィードバックパイロット信号なしに、推測するため、受信器と接続される必要がない。したがって、二次波は、受信器との協働なしに、すなわち、受信器の自発的な介入なしに、仮想フィードバック信号を構成する。

0011

したがって、本整形デバイスは、言い換えると、受信器による一次波の受信を改善するパラメータを見つけることにおいて、より速く動作する。

0012

したがって、本整形デバイスは、より効率的であり、最適パラメータが、受信器による一次波の受信のより良好な改善を導くことを意味する。

0013

最後に、本受信器は、内部エネルギーの消費がより少なく、また一次波を介して受信する内部エネルギーがより多く、これは自律デバイスにとっては非常に有利である。

0014

本発明による波形整形デバイスの様々な実施形態において、以下の配置のうちの1つまたは複数が使用されてもよい。

0015

1つの態様によると、本波形整形デバイスは、制御器に接続され、トランスミッタが一次波を放出する時刻を知るためにネットワークリンクによって一次波のトランスミッタに接続される伝送デバイスをさらに備え、推定モジュールが、上記時刻を使用して、上記受信器についての推定値を決定する。

0016

1つの態様によると、推定モジュールは、二次波の測定の処理を上記受信器に対応する既定の特徴と比較することによって、受信器の認識を実施し、次いで推定値を推測する。

0017

1つの態様によると、比較は、二次波の測定の処理と既定の特徴との相関または相互相関の計算である。

0018

1つの態様によると、処理は、例えばフィルタリングによる、時間信号の抽出を含む。

0019

1つの態様によると、一次波は、主周波数を有し、処理は、主周波数とは異なる少なくとも1つの特徴周波数の抽出を含む。

0020

1つの態様によると、特徴周波数は、主周波数よりも高いまたは低い整数高調波である。

0021

1つの態様によると、処理は、二次波の測定の周波数を下げるヘテロダイン検波を含む。

0022

1つの態様によると、処理は、二次波の測定に含まれる数値コードの復調を含む。

0023

1つの態様によると、波受信デバイスは、受信器を含む領域を空間的に選択するためのマルチアンテナを備える。

0024

1つの態様によると、波受信デバイスは、ビーム形成によって受信器に焦点を合わせる。

0025

1つの態様によると、本波形整形デバイスは、
-受信器が、一次波からエネルギーを回収するためのモジュールであり、
-推定値が、受信器によって受信される一次波の強度の推定に対応する
というようなものである。

0026

1つの態様によると、本波形整形デバイスは、
-受信器が、ワイヤレス通信デバイスであり、
-トランスミッタが、ワイヤレス通信デバイスとの通信に対応する一次波を放出する、ワイヤレス通信ネットワークのアクセスポイントである
というようなものである。

0027

1つの態様によると、推定モジュールは、一次波を測定することによって通信を監視し、データを抽出して推定値を決定する。

0028

1つの態様によると、通信を監視するための一次波の測定は、二次波を測定する波受信デバイスによって実施される。

0029

1つの態様によると、時刻とは、アクセスポイントがワイヤレス通信デバイスとの上記通信を確立する時間である。

0030

1つの態様によると、推定モジュールは、アクセスポイントから、および伝送デバイスに接続されたネットワークリンクを介して、上記アクセスポイントと受信器との通信を受信し、推定値を決定するためにそこからデータを抽出する。

0031

1つの態様によると、表面は、以下を含むリストから選択される要素に組み込まれる:
-コンクリートブロック、れんが、絶縁材、断熱板、石こうボードなどの建築構造要素、および
-寄木張床、カーペット床、タイル床、羽目板、取り付けパーティション、天井、吊天井パネルなどの建築装飾要素、および
-机、キャビネット、棚付きユニット、棚、鏡、装飾画、照明器具などの家具要素。

0032

本発明はまた、上に提示されるような波形整形デバイスとの使用のために適合された波受信器に関し、上記波受信器は、
-トランスミッタから入ってくる一次波を受信するように適合されたアンテナと、
- アンテナからの信号を処理するために上記アンテナに接続された処理ユニットと
を備え、
上記受信器は、上記アンテナによって受信される一次波の関数である二次波を放出するように適合された特徴素子をさらに備えることを特徴とする。

0033

本発明による波受信器の様々な実施形態において、任意選択的に、以下のうちの1つまたは複数もまた利用されてもよい。

0034

1つの態様によると、特徴素子は、アンテナに二次波を放出させるために、アンテナに接続される。

0035

1つの態様によると、特徴素子は受動素子である。

0036

1つの態様によると、特徴素子は、二次波信号を生成するために、既定の特徴を有する一次波の信号を変形する非線形電子回路である。

0037

1つの態様によると、一次波は、主周波数を有し、既定の特徴は、主周波数とは異なる少なくとも1つの特徴周波数である。

0038

1つの態様によると、特徴周波数は、主周波数よりも高いまたは低い整数高調波である。

0039

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して、非限定的な例として提供される、本発明の実施形態のうちの1つの以下の説明から明らかになるものとする。

0040

本発明による波形整形デバイスの第1の実施形態の全体的な概略図である。
図1の波形整形デバイスの詳細図である。
本発明による波形整形デバイスの第2の実施形態の全体的な概略図である。
図3の波形整形デバイスの詳細図である。
本発明による波形整形デバイスに起因する、エネルギー回収モジュールの受信の改善の曲線例を示す図である。
図5に使用された整形デバイスの最適化の反復を示す曲線を示す図である。

0041

異なる図面において、同じ参照番号は、同一または同様の要素を指し示す。

0042

本発明は、波形整形デバイスに関する。波は、実際には、電磁波、音波、または振動波であり得る、主波または一次波である。

0043

簡略化のため、本発明は、特に、以下の様々なタイプのワイヤレス伝送の使用のための、電磁波応用の文脈において、主に説明されるものとする:
-電磁エネルギーの伝送、または
- GSM(登録商標)、3G、4G、5Gタイプの携帯電話通信、または
- WiFi、Bluetooth(登録商標)タイプのワイヤレスネットワーク、または
- 例えばiOTタイプの、接続されたオブジェクト同士のネットワーク、または
-RFIDタイプのバッジリーダ、または
-電波によるワイヤレス接続を有するデバイス間での任意の他の応用。

0044

しかしながら、本発明は、波の任意の周波数領域に当てはまる。

0045

図1は、受信器20による一次波の受信を改善する、本発明の第1の実施形態による波形整形デバイス10の一般的な使用を示す概略図を示す。

0046

本システムは、全体として、
- 一次波40を波伝搬媒体M内で少なくとも放出し、一次波をこの媒体内でおそらくは相互的に受信するように適合された、トランスミッタ30と呼ばれる第1のデバイスと、
-伝送一次波43をこの媒体内で少なくとも受信するように適合された、受信器20と呼ばれる第2のデバイスであって、上記伝送一次波が、直接的に、または、反射および/もしくは伝送、ならびに/または上記伝送および/もしくは反射の複数の組み合わせによって伝送される、第2のデバイスと、
- 受信器20において、トランスミッタ30によって放出されかつ伝送一次波43として受信される、一次波40の受信を改善するように適合された、波形整形デバイス10と
を備える。

0047

トランスミッタ30は、
-媒体M内を伝搬する一次波40を放出するアンテナアレイ32であって、おそらくは一次波40を相互的に受信することができる、アンテナアレイ32と、
- 上記アンテナアレイ32を制御する通信ユニット31と
を備えるワイヤレス放出デバイスである。

0048

受信器20は、
-媒体M内を伝搬してきた伝送一次波43を受信するアンテナ22(または受信デバイス)であって、おそらくは媒体内に波を相互的に放出することができる、アンテナ22と、
- 上記アンテナ22から入ってくる信号を処理するためにアンテナ22に接続され、アンテナ22を対象とした処理ユニット21と
を備えるワイヤレス受信デバイスである。

0049

受信器20は、任意選択的に、携帯型デバイス、または1つの場所から他の場所へと移動され得るデバイスである。受信器20は、電気コンセントまたは内蔵電池によって駆動される。受信器20は、携帯型でなくてもよく、その位置は、トランスミッタ30から入ってくる一次波の受信品質を考慮することができる様々な因子によって決定され得る。

0050

このように、受信器20は、トランスミッタ30のアンテナアレイ32から直接的に、および/または媒体(環境)の要素に反射することによって間接的に入ってくる一次波を、すべてのこれらの直接的または間接的な経路の寄与の組み合わせである伝送一次波43の形態で、受信する。

0051

波形整形デバイス10は、
-入射一次電波41を反射波42として反射する適合可能な(電磁)表面11であって、上記波が同じ媒体内を伝搬する、適合可能な(電磁)表面11と、
- 上記適合可能な表面11を制御するために、特に、入射波41が反射波42として反射される様式を変更するインピーダンス(電磁)を変化させるために、適合可能な(電磁)表面11に接続された制御器12と
を備える。

0052

波形整形デバイス10は、有利には、1つまたは複数のワイヤレス受信器の受信障害を提示する媒体内に位置する。したがって、波形整形デバイスの目的は、受信器20の受信を、この受信器20および波形整形デバイス10を包含するエリア内において改善することである。この波形整形デバイス10は、例えば、波の多数のおよび/または複雑な反射を有する環境において有用であり、上記反射は、受信器20の受信を妨げるものである。波形整形デバイス10は、受信器20の受信を改善するように制御される別の反射を発生させる。

0053

このように、波形整形デバイス10は、受信器20およびトランスミッタ30の範囲内、すなわち、非ゼロ入射波41の受信を可能にするための距離、および非ゼロ伝送波の寄与43の受信を可能にするための受信器20からの距離にある。これは、距離に依存するが、上に説明された伝搬媒体(複数の反射)にも依存する。

0054

波形整形デバイス10は、トランスミッタ30によって放出されるか、別の波形整形デバイスによって反射される入射波41を反射波42として反射する。非常に簡略化された様式では、次いで反射波42もまた、媒体内を、例えば、受信器20に向かって伝搬し、受信器20において反射波42は、上記受信器20によって受信される伝送一次電波43に寄与する。

0055

適合可能な(電磁)表面11は、多数のやり方で構築され得る。

0056

米国特許第6,538,621号は、インピーダンスが適合可能または変更可能である電磁表面の例を示す。この電磁表面11は、複数の共振器素子を備え、各共振器素子は調節可能である。その文書の電磁表面11は、接地板からある距離のところに位置する平板素子を備え、隣接する平板素子は、可変コンデンサによって互いに接続されており、各可変コンデンサは、制御電位によって制御可能である。このように、電磁表面のインピーダンスは、例えば、反射波42に焦点を合わせるため、または反射波42への空間方向を与えるために、変更される。任意選択的に、電磁表面11は、複数のセルからなり、各セルが、2つの異なる共振器素子を備える。

0057

特許WO2015/039769は、適合可能なインピーダンスを有する電磁表面において使用され得る他のタイプの共振器素子について、以下のように言及し、示している:
-可変ダイオードは、可変コンデンサと取って代わることができる、
- 共振器素子は、おそらくは表面上に交互の様式で分散される、単一の極性タイプまたは2つの極性タイプのものであり得る、
- 共振器素子は、既定の周波数帯域を制御するための1つまたは複数の共振周波数を有する、
- 共振器素子は、例えば、変更された波の位相または振幅の変化によって規定される、2つの状態を有する二値素子である。

0058

既知の共振器素子の多くの変異形が、適合可能なインピーダンスを有する電磁表面11を形成するために使用され得る。

0059

波形整形デバイス10の制御器12は、例えば、電磁表面11のすべての調節可能な素子(例えば、可変コンデンサまたはダイオード)を制御し、これにより電磁表面11のインピーダンスを変更することが可能になる。この変更は、空間指向性または集束よりもはるかに複雑である。これは、受信器20の方への波形整形デバイス10周辺のエリア内の第1の通信チャネルC1の電波の空間分布を変更する。

0060

特許出願WO2015/039769において、整形デバイス10は、受信器20(携帯型電子デバイス)に接続するための伝送デバイスであって、この受信器20のこの伝送デバイスから入ってくるパイロット波に含まれる情報を収集するための伝送デバイスを備え、この情報は、おそらくは、トランスミッタ(ネットワーク局またはアクセスポイント)と受信器(携帯型電子デバイス)との通信のレベルまたは品質である。

0061

本発明者らは、受信器20と波形整形デバイス10とのそのような接続なしに、以下を行うことができることを発見した:変更された伝送電波43(反射波42から入ってくる)自体のアンテナ22による単純な受信が、伝送電波43の反射である二次波44を直ちに放出する。この二次波44は、受信器20のアンテナ22によって受信される伝送電波43の受信、言い換えると、アンテナアレイ32と受信器20のアンテナ22との間の無線受信、の関数である物理的特性を有する。

0062

上記物理的特性は、この受信の特徴のようなものであり、例えば、以下のような量を推定することが可能である:
-波形整形デバイス10から入ってくる反射波42の寄与を伴う、トランスミッタ30と受信器20との間の媒体を通じて受信器20によって受信される伝送電波43の受信のレベル(振幅、パワー、強度)の推定、または
- 受信器20によって受信される伝送電波43の受信の品質(干渉のレベル、帯域幅、ビットレート)の推定。

0063

したがって、本発明による波形整形デバイス10は、以下のことが理由で改善される:
- 波形整形デバイス10が、制御器12に接続され、かつトランスミッタ30と受信器20との間で伝送される一次波の受信によって生成される二次波44を測定するように適合される、波受信デバイス14をさらに備える、および
- 制御器12が、二次波の測定により、受信器による一次波の受信についての推定値を決定する推定モジュール12cを備え、制御器の最適化モジュール12bが、上記推定値を使用して、調節可能な要素の制御パラメータを決定する。

0064

受信器20は、波形整形デバイス10との接続を有さず、その逆も然りである。受信器20は、伝送電波43の受信、すなわちトランスミッタ30から入ってくる波の受信に関して、波形整形デバイス10に情報を伝送しない。

0065

したがって、制御器12は、例えば、図2に表されるような推定モジュール12cを用いて、二次波44の測定のみを使用して、この受信(伝送電波43)についての推定値を間接的に決定する。

0066

このように、二次波44は、フィードバックループのようなものを、受信器20の介入なしに、すなわちこのフィードバックループの動作における受信器20の協働なしに、もたらすことを可能にする。本発明者らは、二次波44のこのような測定が、制御器12が、以下のステップ:パラメータを最適化して決定し、次いでこれらのパラメータで適合可能な(電磁)表面11を制御すること、を実施するのに十分な信号であることを発見した。

0067

このように、制御器12は、
- 二次波44の測定を使用して、受信器20による受信に対応する推定値(レベル推定または品質推定)を推定または計算する推定モジュール12cと、
- 推定モジュール12cによって推定される値を受信し、適合可能な(電磁)表面11のための制御パラメータを決定する最適化モジュール12bと、
- 適合可能な(電磁)表面11に接続された制御モジュール12aであって、適合可能な(電磁)表面11に、そのインピーダンスを変更するために制御パラメータを適用する、制御モジュール12aと
を備える。

0068

推定モジュール12cは、様々なやり方で実施され得る。

0069

例えば、推定モジュール12cは、推定値を決定するために周波数フィルタリングを実施する。受信器20のアンテナ22は、任意選択的に、伝送電波43を変換し、かつ既定の周波数成分、例えば、一次波40の基本周波数の高調波周波数を含む二次波44を放出する、非線形素子を有する。推定モジュール12cは、これらの周波数成分をフィルタリングして、これらの高調波周波数のうちの1つまたは複数の特性(振幅、位相)を抽出して、推定値を推測する。

0070

任意選択的に、推定モジュール12cはまた、二次波44の測定が実際にトランスミッタ30と受信器20との間の伝送に対応するということを識別することを可能にする認識方法を実施する。

0071

この認識方法は、例えば、二次波の測定の処理と、受信器20に対応する既定の特徴(受信器20の物理的特性)との比較を実施し、上記既定の特徴は、例えば、メモリ内に事前に記録されている。

0072

処理は、例えば、二次波の測定からの時間信号の抽出を含む。

0073

処理は、例えば、二次波の測定からの1つまたは複数の特徴周波数の抽出を含む。

0074

一次波は、例えば、主周波数f0(典型的には、伝送波の搬送波周波数)を有し、特徴周波数は、受信器20の二次波を特徴付け、認識するために、上記主周波数とは異なる周波数である。

0075

有利には、特徴周波数は、主周波数f0を上回る整数高調波(例えば、2.f0または3.f0)、または主周波数f0を下回る整数高調波(例えば、f0/2またはf0/3)である。

0076

処理は、例えば、信号の周波数を下げることを可能にするヘテロダイン検波を含む。

0077

処理は、任意選択的に、周波数復調を含む。

0078

処理は、例えば、二次波の測定に含まれる数値コードの復調を含む。

0079

このように、処理は、おそらくは、周波数フィルタリング、時間復調、包絡線検波、平均の計算、最大の計算、およびそれらの等価物の中から、1つまたは複数のプロセスを含む。

0080

処理、および既定の特徴との比較が、受信器20によって受信される伝送波43の強度を表す推定値を推測すること、および以下に説明される最適化を実行することを可能にする。

0081

既定の特徴は、受信器20のアンテナ22の固有の物理的特性、または、受信器20を、例えば、複数の受信器の中から認識するために、アンテナ22に追加される、もしくはアンテナ22に接続される物理的特性である。

0082

比較は、二次波の測定から直接的、もしくは上記のような処理の後に間接的のいずれかでの相関計算もしくは相互相関計算、または数値コードを復調する場合には単純な数値比較を含む様々なやり方で実施され得る。

0083

この既定の特徴は、例えば、非線形であり、伝送電波43を変換し、かつ二次波44を放出する、非線形素子によって生成される。

0084

この既定の特徴は、例えば、アンテナ22または追加の素子の励起共振の1つまたは複数の共振周波数である。

0085

最適化モジュール12bは、パラメータの先行セット(時間的に)、先行推定値、および推定モジュール12cによって決定される現在の推定値に基づいて、最適化アルゴリズムを実行する。

0086

最適化アルゴリズムは、上記値によって表される量に応じて、推定値の最大化、または推定値の最小化であってもよい。いくつかの連続ステップにおいて、最適化アルゴリズムは、パラメータの最適セットを得ることを可能にする。

0087

パラメータのこの最適セットは、受信器20が受信に関する情報(レベル、品質)を伝送した場合に得られるものとは異なる。これは、あまり高度ではないが、受信の真の改善を得るのに十分な最適化を提供する。

0088

一方、最適化は、より素早く実行され得、これは、受信器20が、任意の接続を介してこの情報を伝送する必要がないこと、および二次波44が、受信器20によって受信される伝送電波43に直接的および物理的に連結されることが理由である。このとき、波形整形デバイス10は、この機能、低い周期性またはリフレッシュレートを有する単なる情報機能である機能、にリソースを少ししか割り当てない受信器20の周期性よりも大きい周期性で推定値を推定し得る一方で、波形整形デバイス10は、高速かつ正確でなければならない最適化プロセスにおいてこの推定値を使用する。

0089

加えて、受信器20が接続を介して情報を伝送しない場合、受信器20は、消費するエネルギーがより少なく、このことは、受信器20が、ほとんどの場合、バッテリによって駆動される携帯型デバイス、または一次波からのエネルギーの回収によって駆動されるデバイスであるために、重要である。このエネルギー利点は、波形整形デバイス10の最適化によって増幅され、これが受信器20における受信のレベル(すなわち、エネルギーレベル)を増大する。

0090

次いで、制御器12の制御モジュール12aは、最適化モジュール12bによって決定されるパラメータのセットを適用し、適合可能な(電磁)表面11の調節可能な共振器素子を制御する。このプロセスは、入射電波41を反射電波42へ変更する適合可能な(電磁)表面11の特定の状態を決定する。

0091

受信器20によって受信される伝送電波43は、この反射波42およびアンテナアレイ32から入ってくる一次電波40の組み合わせである。

0092

多くの既知の最適化アルゴリズムが使用され得る。

0093

受信デバイス14は、例えば、単一の受信アンテナを備える。

0094

変異形によると、受信デバイス14は、複数のアンテナ(少なくとも2つ)、および、例えば、受信器20周辺に位置する空間領域を例えば空間的に選択するために、これらのアンテナの信号を結合する処理ユニットを備える。

0095

受信デバイス14の処理ユニットは、任意選択的に、ビーム形成を実施し、受信器20周辺の既定の空間エリア内の二次波44の受信に焦点を合わせる。

0096

図3は、受信器20による一次波の受信を改善する、本発明の第2の実施形態による波形整形デバイス10の一般的な使用を示す概略図を示す。

0097

この第2の実施形態のシステムは、第1の実施形態のシステムに類似しており、その変異形もまた、同じそれぞれの利点を有して適用され得る。

0098

この実施形態は、整形デバイス10が、制御器12に接続された伝送デバイス13をさらに備え、また伝送デバイス13が、トランスミッタ30が一次波40を放出する時刻を知るためにネットワークリンクLRによってトランスミッタ30(一次波40を放出する)に接続されるという点で以前のものとは異なる。

0099

さらには、図3および図4に表されるように、推定モジュール12cは、二次波の測定およびこの時刻を使用して、受信器20による受信に関する推定値を決定するのに関連がある二次波44の測定の時間的部分を抽出する。

0100

トランスミッタとの推定モジュール12cのこの時間的同期は、最適化の集束の速度を改善すること、および最適化の性能を改善することを可能にする。受信器における一次波の受信は、このようにして増大(レベル)および改善(品質)される。

0101

1つの変異形によると、トランスミッタ30はまた、この時刻と同時に波形整形デバイス10にコードを伝送し、推定モジュール12cは、二次波44の測定信号を復号し、測定が実際に受信器20による受信に対応することを確認するためにこの二次波44内の上記コードを識別する。

0102

別の変異形によると、トランスミッタ30は、受信器20を用いた伝送に関する時間情報または周波数情報または数値情報(コード等)など、追加の情報を波形整形デバイス10に伝送し、推定モジュール12cは、二次波44の測定信号との比較を行い、この二次波44内の通信を識別する。

0103

ネットワークリンクLRは、すでに述べたプロトコルのうちの1つを使用する、コンピュータもしくは電話による有線リンク(例えば、イーサネット(登録商標))またはワイヤレス接続である。

0104

この詳細説明の最初にすでに述べたように、波形整形デバイスは、多くの応用において実施され得る。

0105

第1の応用によると、エネルギー(例えば、電磁)のワイヤレス伝送において、本発明による波形整形デバイス10は、受信器20との接続なしに適合可能な表面11の調節を最適化することを可能にし、この受信器20は、上記受信器20によって受信される伝送一次波43からの、またはさらには受信器20によって受信される環境もしくは媒体Mの任意の波からのエネルギーを回収するためのモジュールである。この応用は、例えば、ワイヤレスセンサ、またはワイヤレス接続された自律オブジェクト(iOT:「Internet of things(モノのインターネット)」)を駆動するために波を使用するのに非常に有用である。

0106

この場合、推定モジュール12cは、受信器によって受信される伝送一次波43の強度またはエネルギーの推定に対応する推定値を決定する。

0107

そうして、波形整形デバイス10は、この受信器20のエネルギー回収、ワイヤレスエネルギー回収モジュールを改善する。

0108

エネルギー回収モジュールは、典型的には、周囲波からの信号を捕捉し、それを整流してDC電圧を形成する非線形デバイスである。これらのデバイスは、一般的には、非線形素子であるダイオードを備え、この非線形素子が、それらの動作によって再放出される二次波を生成し、この二次波は、波形整形デバイス10の受信デバイス14によって捕捉される。

0109

そのような回路の多くの例が存在する。

0110

本発明者らは、この応用を試験した。

0111

図5は、30μsの持続期間のサイクルの間、一次波40を放出するトランスミッタ30により得られた結果を示す。この図内の曲線は、エネルギー回収モジュールからの出力電圧の展開を示す。第1の破線は、波形整形デバイス10の任意の構成に対応する。第2の破線は、ほんの12msの最適化時間に対応する、約200回の反復後、すなわち、200回の一次波放出サイクル後の、制御器12によって決定される適合可能な表面11のパラメータの最適化後の構成に対応する。

0112

図6は、反復の数(すなわち、サイクル)の関数としての、エネルギー回収モジュールの出力電圧の展開を示す(適合可能な表面のパラメータのセットでの一次波の受信の間は安定期にある)。

0113

波形整形デバイス10は、受信器における一次波の受信によって生成される二次波を検出し、また受信器への接続なしに、および反復後の反復、受信器20によって受信される強度(レベル)のおおよその関数である推定値を増大するために適合可能な表面11の構成を最適化する。受信器20のこの間接的かつ非自発的なフィードバックループは、本例では、エネルギー回収モジュールからの電圧出力のレベルを4倍増大するのにかなり十分であり、これは、非常に少ない数の反復で行われ、したがって、非常に素早く行われる。波形整形デバイス10は、より良好な動力供給を非常に素早く得ることを可能にし、これにより、自律受信デバイス20をより素早く起動させること、および/またはこの自律受信器20がより多くの処理を実施することを可能にするということが理解される。

0114

第2の応用によると、ワイヤレス通信伝送において(ワイヤレス電話通信またはワイヤレスネットワークにおいて)、本発明による波形整形デバイス10は、受信器20との接続なしに、適合可能な表面11の調節を最適化することを可能にし、この受信器20は、WiFi接続を有する携帯電話もしくはコンピュータ、または任意の他のワイヤレス受信器などのワイヤレス通信デバイスである。

0115

この場合、推定モジュール12cは、この受信器20によって受信される伝送一次波43の受信レベルまたは受信品質、すなわち、実際に受信されるワイヤレス通信の受信レベルまたは受信品質の推定に対応する推定値を決定する。

0116

トランスミッタ30は、媒体M内で一次波40を放出する、例えば、ワイヤレス通信ネットワークのアクセスポイントまたはネットワーク局であり、上記一次波40は、通信チャネルC1内の受信器20(ワイヤレス通信受信デバイス)向けの通信に対応する。

0117

第1の変異形によると、推定モジュール12cは、トランスミッタ(アクセスポイント)30によって放出される一次波40を測定することによって通信を監視し、上記通信からデータを抽出するために一次波のこの測定信号を復号し、次いで、波形整形デバイス10の最適化プロセスから推定値を決定するのに有用な情報に対応するデータを選択する。

0118

実際には、ワイヤレス通信受信デバイス自体もまた、それらがこの情報を受信してトランスミッタ(アクセスポイント)30に返送する通信のレベルおよび品質を推定する。トランスミッタ(アクセスポイント)は、ワイヤレス通信を介してデータを交換する同じプロセスを相互的に行う。したがって、波形整形デバイス10は、この情報が受信器20からリクエストまたは要求されることなく、この通信を監視する。

0119

そのような監視のために波形整形デバイス10によって行われる一次波の測定は、
-受信器20との通信から生じる二次波を測定する受信デバイス(14)とは独立して、ワイヤレスタイプの伝送デバイス13によって実施されるか、
- または、受信デバイス14自体によって実施され、その後受信デバイス14が、通信に対するこの監視を実施するために一次波を測定する働きをし、かつ二次波を測定する働きをするか
のいずれかである。

0120

次いで、推定モジュール12cは、本明細書に説明される整形デバイス10の最適化プロセスから推定値を決定するために、通信、および二次波の測定内であるこの通信の受信の画像から推定モジュール12cが抽出することができるすべての情報を使用する。

0121

第2の変異形によると、波形整形デバイス10は、有利には、トランスミッタ(アクセスポイント)30に接続され、本発明の第2の実施形態(図3および図4)において上に提示されるように、制御器12をネットワークリンクLRによって一次波のトランスミッタ(アクセスポイント)30に接続する伝送デバイス13を備える。これにより、波形整形デバイス10が、トランスミッタ30から、
- トランスミッタ30と複数の受信器のうちの受信器20との通信を識別するための通信識別コード、および/または
- トランスミッタ30がその特定の受信器20に一次波40を放出する時刻に関する情報
を取得することが可能になる。

0122

この場合、時刻とは、トランスミッタ(アクセスポイント)30がこの通信チャネルC1内の受信器(ワイヤレス通信デバイス)20と通信を確立する時間である。

0123

このように、トランスミッタ(アクセスポイント)30は、波形整形デバイスに、トランスミッタ(アクセスポイント)30が受信器(ワイヤレス通信デバイス)20との通信を確立する時刻を伝送し、その結果として、波形整形デバイス10は、二次波を測定し、上記通信の受信(レベル、品質)についての推定値を決定することができる。

0124

任意選択的に、トランスミッタ(アクセスポイント)30はまた、波形整形デバイス10に、上に説明されるような上記通信を認識および/または識別するための追加の情報を伝送する(周波数、チャネル、通信識別コード)。

0125

2つの上の変異形は組み合わされてもよく、波形整形デバイス10が、通信を監視し、トランスミッタ30から情報を受信する。

0126

第3の応用によると、本発明による波形整形デバイス10は、以下の、先に提示された2つの応用のために同時におよび/またはほぼ同時に使用される:
-ワイヤレスエネルギートランスミッタと受信器20との間のワイヤレスエネルギーの伝送を改善すること、および
-ワイヤレス通信トランスミッタと受信器20との間の波によるワイヤレス通信を改善すること。

0127

したがって、受信器20は、
- 1つまたは複数のアンテナ22と、
- 受信器によって受信される伝送一次波43からエネルギーを回収するためのモジュールと、
- 受信器によって受信/放出される伝送一次波ための通信モジュール43と
を備える。

0128

このように、波形整形デバイス10は、受信器20とのいかなる接続もなしに、受信器20によって受信される伝送一次波43の受信時に自律的に生成される二次波のみを用いて、適合可能な表面11の調節を最適化する。

0129

代替的に、受信器20は、そのエネルギー回収モジュールのための第1の一次波、およびその通信モジュールのための第2の一次波を受信する。第1の一次波および第2の一次波は、おそらくは、タイプが異なり、それらは、おそらくは、異なる特殊トランスミッタによって媒体内に生成される。

0130

このように、波形整形デバイス10は、受信器20との接続なしに、第1および第2の二次波のみを用いて、適合可能な表面11の調節を最適化する。適合可能な表面11は、例えば、上記第1および第2の一次波の各々に対して適合される適合可能な素子を備える。

0131

変異形において、2つの波形整形デバイス10、10'が存在し、1つ目は第1の一次波の受信を最適化するためのもの、2つ目は第2の一次波の受信を最適化するためのものであり、これら2つの波形整形デバイス10、10'は、それらのそれぞれの最適化を改善および同期するために、任意の手段によって相互接続することができる。

0132

したがって、これらの波形整形デバイス10は、波を介して動力を供給すること、およびワイヤレスセンサまたはワイヤレス接続された自律オブジェクト(iOT:「Internet of things(モノのインターネット)」)のワイヤレス通信を改善することに非常に有用であり、これらのオブジェクトは、自律性の必要性および測定データの通信の必要性を有する。

0133

第4の応用によると、例えば、RFIDまたは任意の他のバッジ識別技術を使用した、バッジ検出、例えば、識別バッジにおいて、本発明の波形整形デバイス10は、受信器20との接続なしに、適合可能な表面11の調節を最適化することを可能にし、この受信器が上記バッジである。

0134

この場合、推定モジュール12cは、受信器20によって伝送される一次波43の強度または受信レベルの推定に対応する推定値を決定する。

0135

波形整形デバイス10は、受信器20(バッジ)によって伝送されるこの一次波43の受信を改善する。

0136

次いで、受信器20(バッジ)は、伝送一次波43の受信に応答して二次波を生成する。そのような場合において、この二次波は、バッジの数値的識別コードを含む。次いで、二次波は、波形整形デバイス10の受信デバイス14によって捕捉される。

0137

トランスミッタ30は、バッジを識別しようとするシステムの部分である。トランスミッタ30は、媒体M内の1つまたは複数の受信器20(バッジ)を検索するため、およびそれらが反応するようにさせてそれらを識別するために、媒体M内に一次波40を放出する。

0138

第1の変異形によると、波形整形デバイス10は、トランスミッタ30および/またはバッジ識別システムとは独立して動作する。

0139

この場合、二次波の受信後、波形整形デバイス10は、適合可能な表面11のインピーダンス(電磁)を変化させることができる。例えば、この適合/最適化(上に説明されるような)は、第2の受信時または受信後に、および各々の新規受信に対して、または予め定められた周期性で、行われ得る。

0140

バッジ識別システムに関して、これもまた、アンテナ(例えば、トランスミッタ30のアンテナアレイ32)を介して二次波を受信し、二次波信号に含まれる数値的識別コードの読み込みまたは復調を実施する。

0141

第2の変異形によると、波形整形デバイス10は、バッジ識別システムに接続されるか、またはバッジ識別システムの部分を形成する。したがって、波形整形デバイス10は、バッジ識別システムから独立していない。

0142

この場合、バッジ識別システムは、おそらくは、二次波信号に含まれる数値的識別コードの読み込みまたは復調の前に、波形整形デバイス10の最適化が終了するまで待つことがある。

0143

任意選択的に、アンテナアレイ32および受信デバイス14は、波を放出および/または受信するための1つの同じデバイスである。

0144

したがって、波形整形デバイス10は、バッジ識別システムの二次波の受信を改善する。波形整形デバイス10はまた、受信器20(バッジ)の数値的識別コードの読み込みまたは復調を改善する。この読み込みまたは復調は、より素早く行われることが可能で、バッジ識別システムは、媒体M内でより素早く複数のバッジを読み込むことができる。

0145

最後に、波形整形デバイス10、または適合可能な表面11のみが、コンクリートブロック、れんが、絶縁材、断熱板、石こうボードなどの建築構造要素内に直接組み込まれてもよい。

0146

波形整形デバイス10、または適合可能な表面11のみはまた、寄木張床、カーペット床、タイル床、羽目板、取り付けパーティション、天井、吊天井パネルなどの建築装飾要素内に直接組み込まれてもよい。

0147

波形整形デバイス10、または適合可能な表面11のみはまた、机、キャビネット、棚付きユニット、棚、鏡、装飾画、照明器具などの家具要素内に直接組み込まれてもよい。

0148

この要素は、少なくとも、反射デバイスの適合可能な表面11、または波形整形デバイス10全体を備える。この要素は、外部から駆動され得るか、または電池を備え得るか、またはおそらくは継続的な様式で誘導によって遠隔で駆動され得る。

0149

最後に、様々な実施形態によると、波受信器20は、
-トランスミッタ30から一次波を受信するように適合されたアンテナ22と、
- アンテナ22から入ってくる信号を処理するために上記アンテナに接続された処理ユニット21と
を備える。

0150

このとき、受信器20は、有利には、波形整形デバイス10との使用のために適合される。

0151

第1の変異形によると、アンテナ22は、上記受信器に、上記アンテナによって受信される一次波の関数である二次波を放出させるように適合された特徴素子に接続される。

0152

特に、波形整形デバイス10は、その認識プロセスが、受信器20が受信する二次波に対応する受信器20を識別するように、この特徴素子の特定かつ独特の特性を知っている。

0153

例えば、特徴素子は、エネルギーをほとんど消費しないか、まったく消費しない受動素子である。

0154

例えば、特徴素子は、二次波の信号を生成するために、既定の特徴を有する一次波の信号を変形する非線形素子である。

0155

例えば、特徴素子は、二次波の信号を生成するために、既定の特徴を有する一次波の信号を変形する非線形電子回路である。

0156

推定モジュール12cの上の説明においてすでに説明されたように、また相互的かつ類似の様式で、一次波は、主たる特徴を有し、既定の特徴は、上記主周波数とは異なる少なくとも1つの特徴周波数である。

0157

特徴周波数は、おそらくは、主周波数よりも高いまたは低い整数高調波である。

0158

第2の変異形によると、特徴素子は、受信器20に固定され、この機械的な連結以外のいかなる連結も有さない。特徴素子は、受信器のアンテナ22と同時に特徴素子が受信する一次波と関連した二次波を放出する。

0159

特徴素子の二次波は、その特定の特性を知っている波形整形デバイス10によって受信される。

0160

有利には、特徴素子は、受信器20のアンテナ22と、言い換えると一次波40と、共通の動作周波数を有する。

0161

2つの上の変異形において、例えば、特徴素子は、例えばRFIDまたは任意の他の識別バッジ技術を使用する、識別バッジである。

0162

このように、特徴素子は、波形整形デバイス10がこの特徴素子に適合するように、受信器20に特定の特性を提供し、このことは、受信器20のアンテナ22のために一次波の受信を適合または最適化もする効果を有する。

0163

例えば、特徴素子は、Bluetooth(登録商標)タイプのアンテナ22を有する受信器20に取り付けられたRFID素子であってもよく、このRFID素子およびアンテナ22は、少なくとも1つの周波数を共通して有する。波形整形デバイス10は、特徴素子(RFID)の受信を最適化し、したがってこれが、受信器のアンテナ22によるBluetooth(登録商標)一次波の受信も改善する。

0164

10波形整形デバイス
10' 波形整形デバイス
11適合可能な表面
12制御器
12a制御モジュール
12b最適化モジュール
12c推定モジュール
13伝送デバイス
14波受信デバイス
20受信器
21処理ユニット
22アンテナ
30トランスミッタ
31通信ユニット
32アンテナアレイ
40 一次波
41入射一次電波
42反射波
43伝送一次波
43通信モジュール
44 二次波
M媒体
C1通信チャネル
LR ネットワークリンク