JPWO2016194720A1 - 信号処理装置および方法、情報処理装置および方法、並びに、プログラム - Google Patents

Abstract

本技術は、信号が送信された位置と受信された位置との距離をより正確に求めることができるようにする信号処理装置および方法、情報処理装置および方法、並びに、プログラムに関する。本技術は、所定の信号を、受信側にとって既知の所定のタイミングにおいて、無線信号として送信する。また、本技術は、無線信号として受信された所定の信号の、その送信タイミングから受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量を、その信号とその送信タイミングに同期した基準信号との相関に基づいて算出する。さらに、本技術は、所定の信号の伝搬遅延量に基づいて、その信号が送信された位置と受信された位置との距離を算出する。本技術は、例えば、信号処理装置、情報処理装置、信号送信装置、信号受信装置、信号送受信装置、通信装置、電子機器、コンピュータ、プログラム、記憶媒体、システム等に適用することができる。

Description

本技術は、信号処理装置および方法、情報処理装置および方法、並びに、プログラムに関し、特に、信号が送信された位置と受信された位置との距離をより正確に求めることができるようにした信号処理装置および方法、情報処理装置および方法、並びに、プログラムに関する。

従来、移動体通信端末の位置測定方法として、３つの基地局の位置情報と電界強度情報から基地局を頂点とする三角形を定めてその重心点を求めた上、その重心点から各頂点に向かう、各電界強度に応じた３つのベクトルを合成して、合成ベクトルの示す方向及び、位置を現在の移動体通信端末の位置として定める方法があった（例えば、特許文献１参照）。重心点は移動体通信端末の仮の位置を示し、各ベクトルの大きさは各基地局において受信された信号の電界強度、すなわち、各基地局から信号が送信された位置までの距離（信号が送信された位置と受信された位置との距離）を示している。そして、合成ベクトルが、移動体通信端末の仮の位置と実際の位置とのずれを示している。つまり、合成ベクトルを求めることにより、移動体通信端末の実際の位置が求められる。

特開２００４−３５６７５５号公報

しかしながら、この方法では電界強度が測定精度の支配項となり、マルチパスによる強度変化の影響により電界強度の測定精度が低減するため、各ベクトルの長さの精度、すなわち、信号が送信された位置と受信された位置との距離の測定精度が低減してしまうおそれがあった。そのため、移動体通信端末の位置の測定精度が低減してしまうおそれがあった。

本技術は、このような状況に鑑みて提案されたものであり、信号が送信された位置と受信された位置との距離をより正確に求めることを目的とする。

本技術の信号処理装置は、所定の信号を、受信側にとって既知の所定のタイミングにおいて、無線信号として送信する送信部を備える信号処理装置である。

前記タイミングは、所定の時間毎に繰り返される、前記信号を送信可能なタイミングであり、前記送信部は、前記信号を送信する帯域において通信が行われているかを確認するキャリアセンスを行い、前記帯域が空いていることを確認した場合、次の前記タイミングにおいて前記信号を送信するように構成されるようにすることができる。

前記送信部は、GNSS（Global Navigation Satellite System）信号に含まれる時刻情報に基づいて前記タイミングを把握し、前記信号を送信するように構成されるようにすることができる。

前記信号は、GNSS（Global Navigation Satellite System）信号に含まれる情報若しくはNULLデータと、前記信号処理装置に関する情報とを含むようにすることができる。

前記信号を生成する生成部をさらに備えることができる。

本技術の信号処理方法は、信号処理装置が、所定の信号を、受信側にとって既知の所定のタイミングにおいて、無線信号として送信する信号処理方法である。

本技術のプログラムは、コンピュータを、所定の信号を、受信側にとって既知の所定のタイミングにおいて、無線信号として送信する送信部として機能させるためのプログラムである。

本技術の情報処理装置は、無線信号として受信された所定の信号の、前記信号が前記無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量を、前記信号と前記送信タイミングに同期した基準信号との相関に基づいて算出する伝搬遅延量算出部を備える情報処理装置である。

前記送信タイミングは、GNSS（Global Navigation Satellite System）信号に含まれる時刻情報に基づく、所定の時間毎に繰り返される前記信号を送信可能なタイミングのいずれかであり、前記伝搬遅延量算出部は、算出した前記伝搬遅延量に基づいて、前記送信タイミングが、前記信号を送信可能なタイミングのいずれであるかを推定するように構成されるようにすることができる。

前記伝搬遅延量算出部により算出された前記伝搬遅延量を他の情報処理装置に送信する送信部をさらに備えることができる。

前記信号を受信する受信部をさらに備え、前記伝搬遅延量算出部は、前記受信部により受信された前記信号の前記伝搬遅延量を算出するように構成されるようにすることができる。

前記伝搬遅延量算出部により算出された前記伝搬遅延量に基づいて、前記信号が送信された位置と受信された位置との距離を算出する距離算出部をさらに備えることができる。

前記伝搬遅延量算出部は、互いに異なる位置から送信され、互いに同じ位置で受信された複数の前記信号のそれぞれについて前記伝搬遅延量を算出するように構成され、前記距離算出部は、前記伝搬遅延量算出部により算出された前記伝搬遅延量に基づいて、各信号について、送信された位置と受信された位置との距離を算出するように構成され、複数の前記信号のそれぞれから、前記信号に含まれる、前記信号が送信された位置に関する情報である位置情報を取得する位置情報取得部と、複数の前記信号のそれぞれの、前記距離算出部により算出された前記距離と、前記位置情報取得部取得部により取得された前記位置情報とに基づいて、前記信号が受信された位置を推定する位置推定部とをさらに備えることができる。

本技術の情報処理方法は、情報処理装置が、無線信号として受信された所定の信号の、前記信号が前記無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量を、前記信号と前記送信タイミングに同期した基準信号との相関に基づいて算出する情報処理方法である。

本技術のプログラムは、コンピュータを、無線信号として受信された所定の信号の、前記信号が前記無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量を、前記信号と前記送信タイミングに同期した基準信号との相関に基づいて算出する伝搬遅延量算出部として機能させるためのプログラムである。

本技術の情報処理装置は、所定の信号が無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が前記無線信号として受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量に基づいて、前記信号が送信された位置と受信された位置との距離を算出する距離算出部を備える情報処理装置である。

前記距離算出部は、前記信号が送信された位置と、前記信号が受信された複数の位置のそれぞれとの距離を算出するように構成され、前記距離算出部により算出された複数の前記距離に基づいて、前記信号が送信された位置を推定する位置推定部をさらに備えるようにすることができる。

前記距離算出部は、複数の前記伝搬遅延量の中から選択された、前記伝搬遅延量がより少ない所定数の前記伝搬遅延量に基づいて、前記信号が送信された位置と各伝搬遅延量に対応する前記信号を受信した位置との距離を算出するように構成されるようにすることができる。

本技術の情報処理方法は、情報処理装置が、所定の信号が無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が前記無線信号として受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量に基づいて、前記信号が送信された位置と受信された位置との距離を算出する情報処理方法である。

本技術のプログラムは、コンピュータを、所定の信号が無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が前記無線信号として受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量に基づいて、前記信号が送信された位置と受信された位置との距離を算出する距離算出部として機能させるためのプログラムである。

本技術の信号処理装置および方法、並びに、プログラムにおいては、所定の信号が、受信側にとって既知の所定のタイミングにおいて、無線信号として送信される。

本技術の情報処理装置および方法、並びに、プログラムにおいては、無線信号として受信された所定の信号の、その信号が無線信号として送信された送信タイミングからその信号が受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量が、その信号と送信タイミングに同期した基準信号との相関に基づいて算出される。

本技術の情報処理装置および方法、並びに、プログラムにおいては、所定の信号が無線信号として送信された送信タイミングからその信号が無線信号として受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量に基づいて、その信号が送信された位置と受信された位置との距離が算出される。

本技術によれば、信号を処理することが出来る。また本技術によれば、情報を処理することが出来る。さらに本技術によれば、信号が送信された位置と受信された位置との距離をより正確に求めることができる。

信号送受信システムの主な構成例を示す図である。 送信機の位置推定の様子の例を説明する図である。 送信機の主な構成例を示すブロック図である。 送信処理の流れの例を説明するフローチャートである。 スーパーフレームの主な構成例を示す図である。 各部における信号の例を説明する図である。 グリッド送信の様子の例を説明する図である。 受信機の位置推定の様子の例を説明する図である。 CPUにより実現される主な機能の例を説明する機能ブロック図である。 受信処理の流れの例を説明するフローチャートである。 伝搬遅延量算出処理の流れの例を説明するフローチャートである。 信号受信の様子の例を説明する図である。 伝搬遅延算出の様子の例を説明する図である。 サーバの主な構成例を示すブロック図である。 CPUにより実現される主な機能の例を説明する機能ブロック図である。 位置推定処理の流れの例を説明するフローチャートである。 位置推定の様子の例を説明する図である。 ユーザ位置監視システムに本技術を適用する例を説明する図である。 盗難防止システムに本技術を適用する例を説明する図である。 無人機を用いたシステムに本技術を適用する例を説明する図である。 信号送受信システムの他の構成例を示す図である。 コンピュータの主な構成例を示すブロック図である。

以下、本開示を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（信号送受信システム）

＜１．第１の実施の形態＞
＜信号送信位置の推定＞
例えば、PHS（Personal Handyphone System）端末や携帯電話機等の移動体通信端末を用いた通信では、その移動体通信端末の位置するエリアをカバーする基地局を介して移動体通信端末が既設の公衆電話回線網に接続され、かかる公衆電話回線網を通じて他の移動体通信端末或いは通常の有線の電話機と通信が可能である。

このような通信システムの場合、移動体通信端末と他との通信は、多数のエリア内にそれぞれ設置されている基地局の内、移動体通信端末が位置しているエリア内の基地局を介して、即ち移動体通信端末に最も近い基地局を通じて行われる。即ち移動体通信端末との無線通信を行っている基地局は予め特定されており、従ってその基地局の特定により移動体通信端末の現在位置を推定することができる。

しかしながら、このような移動体通信端末の位置推定方法の精度は、基地局の出力電力（すなわち通信可能な範囲の広さ）に依存する。例えば、基地局の通信可能な範囲が数百ｍ乃至数十ｋｍ程度であるとすると、位置推定（つまり、基地局から移動体通信端末までの距離の推定）の誤差も同程度となり、精度をそれ以上向上させることは困難であった。

これに対して、例えば特許文献１では、３つの基地局の位置情報と電界強度情報から基地局を頂点とする三角形を定めてその重心点を求めた上、その重心点から各頂点に向かう、各電界強度に応じた３つのベクトルを合成して、合成ベクトルの示す方向及び、位置を現在の移動体通信端末の位置として定める方法が開示された。この重心点は移動体通信端末の仮の位置を示し、各ベクトルの大きさは各基地局において受信された信号の電界強度、すなわち、各基地局から信号が送信された位置までの距離（信号が送信された位置と受信された位置との距離）を示している。そして、合成ベクトルが、移動体通信端末の仮の位置と実際の位置とのずれを示している。つまり、合成ベクトルを求めることにより、移動体通信端末の実際の位置が求められる。

しかしながら、この方法の場合、理論上、上述した方法よりも位置推定精度を高めることができるものの、位置推定精度が電界強度に依存する。そのため、例えばマルチパス等により電界強度が変化すると電界強度の測定精度が低減するため、各ベクトルの長さの精度、すなわち、信号が送信された位置と受信された位置との距離の測定精度が低減してしまう可能性があった。そのため、移動体通信端末の推定される位置にも誤差が生じる可能性があった。このように現実の通信環境の影響を受けやすく、その通信環境によっては位置推定精度を十分に高くすることができない可能性があった。

＜信号送受信システム＞
図１は、本技術を適用した信号送受信システムの一実施の形態の主な構成例を示す図である。図１に示される信号送受信システム１００は、無線信号を送受信し、その無線信号が送信された位置と受信された位置との距離を求めることができ、さらには、その求めた距離を用いて、無線信号が送信された位置を推定することができる信号送受信システムである。

図１に示されるように、信号送受信システム１００は、送信機１０１、受信機１０２−１乃至受信機１０２−３、並びにサーバ１０４を有する。

送信機１０１は、無線信号を送信する信号処理装置である。送信機１０１は、例えば携帯型の通信装置のような、移動可能な装置である。例えば、送信機１０１は、ユーザが携帯したり、車等の何らかの移動体に設置されたりする。また、送信機１０１自身が移動する機能を備えるようにしてもよい。つまり、送信機１０１の位置は不定であり、信号送受信システム１００によりその位置を特定しない限り、送信機１０１の位置は不明（未知）である。

なお、図１においては、１台の送信機１０１を示しているが、信号送受信システム１００は、任意の数の送信機１０１を有することができる。

受信機１０２−１乃至受信機１０２−３は、送信機１０１が送信する無線信号を受信する信号処理装置である。また、受信機１０２−１乃至受信機１０２−３は、情報を処理する情報処理装置でもある。受信機１０２−１乃至受信機１０２−３は、設置場所に固定的に設置され、移動不可能な装置である。受信機１０２−１乃至受信機１０２−３は、互いに異なる位置に設置されている。つまり、受信機１０２−１乃至受信機１０２−３の位置は、特定済みであり、既知である。

受信機１０２−１乃至受信機１０２−３は、それぞれ、両矢印１１２−１乃至両矢印１１２−３のように、ネットワーク１０３に通信可能に接続されている。受信機１０２−１乃至受信機１０２−３は、このネットワーク１０３を介して、ネットワーク１０３に接続される他の通信装置と通信を行い、情報を授受することができる。例えば、受信機１０２−１乃至受信機１０２−３は、ネットワーク１０３を介してサーバ１０４と通信を行うことができる。つまり、受信機１０２−１乃至受信機１０２−３は、他の装置と通信を行う通信装置でもある。

受信機１０２−１乃至受信機１０２−３を互いに区別して説明する必要が無い場合、受信機１０２と称する。なお、図１においては、受信機１０２−１乃至受信機１０２−３の３台を示しているが、信号送受信システム１００は、任意の数の受信機１０２を有することができる。

ネットワーク１０３は、任意の通信網であり、有線通信を行ってもよいし、無線通信を行ってもよいし、それらの両方を行ってもよい。また、ネットワーク１０３が、１の通信網により構成されるようにしてもよいし、複数の通信網により構成されるようにしてもよい。例えば、インターネット、公衆電話回線網、所謂3G回線や4G回線等の無線移動体用の広域通信網、WAN（Wide Area Network）、LAN（Local Area Network）、Bluetooth（登録商標）規格に準拠した通信を行う無線通信網、NFC（Near Field Communication）等の近距離無線通信の通信路、赤外線通信の通信路、HDMI（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）やUSB（Universal Serial Bus）等の規格に準拠した有線通信の通信網等、任意の通信規格の通信網や通信路がネットワーク１０３に含まれるようにしてもよい。

サーバ１０４は、情報を処理する情報処理装置である。サーバ１０４は、両矢印１１３のように、ネットワーク１０３に通信可能に接続されている。サーバ１０４は、このネットワーク１０３を介して、ネットワーク１０３に接続される他の通信装置と通信を行い、情報を授受することができる。例えば、サーバ１０４は、ネットワーク１０３を介して受信機１０２−１乃至受信機１０２−３と通信を行うことができる。つまり、サーバ１０４は、他の装置と通信を行う通信装置でもある。

以上のような構成の信号送受信システム１００において、送信機１０１は、所定の信号を、受信側（図１の場合、受信機１０２）にとって既知の所定のタイミングにおいて、無線信号として送信する。

この無線信号は、送信機１０１の位置を通信可能範囲内とする受信機１０２により受信される。例えば、送信機１０１から送信された無線信号は、点線矢印１１１−１のように、受信機１０２−１において受信される。また、例えば、送信機１０１から送信された無線信号は、点線矢印１１１−２のように、受信機１０２−２において受信される。さらに、例えば、送信機１０１から送信された無線信号は、点線矢印１１１−３のように、受信機１０２−３において受信される。

送信機１０１からの無線信号を受信した各受信機１０２は、図２のＡに示されるように、その無線信号の伝搬遅延量（すなわち、その無線信号が送信された送信タイミングから受信された受信タイミングまでの時間）を求める。上述したように、送信タイミングは、受信機１０２にとって既知のタイミングである。また、受信タイミングも受信機１０２にとって既知である。したがって、受信機１０２は、伝搬遅延量を求めることができる。各受信機１０２は、その伝搬遅延量を、自身の位置を示す位置情報とともに、サーバ１０４に供給する。

サーバ１０４は、図２のＢに示されるように、受信機１０２から取得した伝搬遅延量に基づいて、送信機１０１と各受信機１０２との距離を求める。サーバ１０４は、さらに、求めた距離と、各受信機１０２の位置情報とに基づいて、送信機１０１の位置を推定する。

このように、信号送受信システム１００は、電界強度ではなく、送信機１０１から受信機１０２までの無線信号の伝搬遅延量に基づいて、送信機１０１と受信機１０２との距離を求める。したがって、信号送受信システム１００は、信号が送信された位置と受信された位置との距離（つまり、無線信号を送信した送信機１０１と、その無線信号を受信した受信機１０２との距離）をより正確に求めることができる。また、その距離を用いることにより、信号送受信システム１００は、信号が送信された位置（つまり、送信機１０１の位置）をより正確に推定することができる。

＜送信機の構成＞
図３は、図１の送信機１０１の主な構成例を示すブロック図である。図３に示されるように、送信機１０１は、送信信号生成部１３１と送信部１４１とを有する。

送信信号生成部１３１は、無線信号として送信される所定の信号を生成する。送信部１４１は、送信信号生成部１３１により生成された所定の信号を、無線信号として送信する。

図３に示されるように、送信信号生成部１３１は、GNSS信号受信部１５１、NULL生成部１５２、選択部１５３、CRC（Cyclic Redundancy Check）付加部１５４、同期信号発生部１５５、選択部１５６、フレームカウンタ１５７、レジスタ１５８、インタリーブ部１５９、Gold符号発生部１６０、乗算部１６１、キャリア発振部１６２、乗算部１６３、およびバンドパスフィルタ（BPF）１６４を有する。

GNSS信号受信部１５１は、全地球測位システムの人工衛星（GNSS衛星）から送信されるGNSS信号の受信に関する処理を行う。また、GNSS信号受信部１５１は、受信されたGNSS信号から時刻情報を取得する。そして、GNSS信号受信部１５１は、その時刻情報を選択部１５３に供給する。また、GNSS信号受信部１５１は、その時刻情報を、後述するグリッド送信制御部１６５にも供給する。

NULL生成部１５２は、NULLデータを生成する。NULL生成部１５２は、生成したNULLデータを選択部１５３に供給する。

選択部１５３は、供給される時刻情報およびNULLデータのいずれか一方を選択する。選択部１５３は、選択した時刻情報若しくはNULLデータを、送信情報TMとしてCRC付加部１５４に供給する。

CRC付加部１５４は、選択部１５３から供給される送信情報TMに、誤り検出用の巡回冗長検査符号（CRC）を付加する。この巡回冗長検査符号は、どのようなものであってもよく、そのデータ長も任意である。CRC付加部１５４は、巡回冗長検査符号が付加された送信信号TMを選択部１５６に供給する。

同期信号発生部１５５は、所定の同期パタンを発生する。この同期パタンは、どのようなものであってもよく、そのデータ長も任意である。同期信号発生部１５５は、その同期パタンを選択部１５６に供給する。

選択部１５６は、適宜入力を選択することにより、CRC付加部１５４から供給される巡回冗長検査符号が付加された送信情報TMに、同期信号発生部１５５から供給される同期パタンを付加する。つまり、選択部１５６は、無線信号として送信される所定の信号としての送信情報TMを生成する。選択部１５６は、その巡回冗長検査符号と同期パタンが付加された送信情報TMを、レジスタ１５８に供給する。

フレームカウンタ１５７は、巡回冗長検査符号と同期パタンが付加された送信情報TMの送信を繰り返した回数、すなわち、レジスタ１５８に保持される、巡回冗長検査符号と同期パタンが付加された送信情報TMが読み出された回数をカウントする。フレームカウンタ１５７は、このようなカウント値をレジスタ１５８に供給する。

レジスタ１５８は、選択部１５６から供給される、巡回冗長検査符号と同期パタンが付加された送信情報TMを保持する。レジスタ１５８は、保持している巡回冗長検査符号と同期パタンが付加された送信情報TMを、インタリーブ部１５９に供給する。レジスタ１５８は、この供給を所定回数繰り返す。上述したように、フレームカウンタ１５７がこの回数をカウントしており、レジスタ１５８は、そのカウント値により供給回数を把握する。レジスタ１５８は、巡回冗長検査符号と同期パタンが付加された送信情報TMの読み出しを所定回数繰り返すと、その巡回冗長検査符号と同期パタンが付加された送信情報TMを破棄し、次に選択部１５６から供給される新たな巡回冗長検査符号と同期パタンが付加された送信情報TMを取得し、保持する。

インタリーブ部１５９は、この巡回冗長検査符号と同期パタンが付加された送信情報TMの同期パタンを分解し、その他の部分の間に分散させる。この分散は、同期パタンが、ほぼ均等にばらまかれるように行われる。インタリーブ部１５９は、並び替えられた送信情報QDを、乗算部１６１に供給する。

Gold符号発生部１６０は、送信情報QDに付加する疑似乱数列を発生する。この擬似乱数列は、どのようなものであってもよく、そのデータ長も任意である。Gold符号発生部１６０は、発生した疑似乱数列を乗算部１６１に供給する。

乗算部１６１は、インタリーブ部１５９から供給される送信情報QDと、Gold符号発生部１６０から供給される擬似乱数列とを乗算することにより擬似乱数列PNを生成する。乗算部１６１は、生成した擬似乱数列PNを乗算部１６３に供給する。

キャリア発振部１６２は、所定の周波数（キャリア周波数）で発振し、無線信号の伝送に用いるキャリア信号を生成する。キャリア発振部１６２は、キャリア発振部１６２は、生成したキャリア信号を乗算部１６３に供給する。

乗算部１６３は、乗算部１６１から供給される擬似乱数列PNに応じて、キャリア発振部１６２から供給されるキャリア信号の極性を変調する。乗算部１６３は、その変調結果を変調信号CMとしてバンドパスフィルタ（BPF）１６４に供給する。

バンドパスフィルタ１６４は、乗算部１６３から供給される変調信号CMの帯域をキャリア周波数の帯域に制限する。バンドパスフィルタ１６４は、このように帯域制限された変調信号CMを送信信号TXとして送信部１４１（増幅部１６６）に供給する。

また、図３に示されるように、送信部１４１は、グリッド送信制御部１６５、増幅部１６６、並びにアンテナ１６７を有する。

グリッド送信制御部１６５は、増幅部１６６を制御し、送信信号TXの送信タイミングの制御に関する処理を行う。

増幅部１６６は、グリッド送信制御部１６５に制御される送信タイミングにおいて、バンドパスフィルタ１６４から供給された送信信号TXを増幅し、増幅した送信信号TXを、無線信号として、アンテナ１６７を介して送信する。

＜送信処理の流れ＞
以上のような送信機１０１において実行される送信処理の流れの例を、図４のフローチャートを参照して説明する。

送信処理において、送信信号生成部１３１は、ステップＳ１０１乃至ステップＳ１０４の処理により、送信する送信情報TMを生成する。すなわち、送信処理が開始されると、ステップＳ１０１において、GNSS信号受信部１５１は、図示せぬアンテナを介して、GNSS衛星から送信されるGNSS信号を受信する。

ステップＳ１０２において、選択部１５３は、GNSS信号受信部１５１が、GNSS信号を受信できるか否かを判定する。GNSS信号を受信できると判定された場合、ステップＳ１０３において、GNSS信号受信部１５１は、受信されたGNSS信号から時刻情報を取得し、それを選択部１５３に供給する。選択部１５３は、その時刻情報を選択し、送信情報TMとしてCRC付加部１５４に供給する。

また、ステップＳ１０２において例えば送信機１０１が屋内に位置する等して、GNSS信号を受信できないと判定された場合、ステップＳ１０４において、NULL生成部１５２は、NULLデータを生成し、それを選択部１５３に供給する。選択部１５３は、そのNULLデータを選択し、送信情報TMとしてCRC付加部１５４に供給する。

GNSS信号は受信機１０２においても受信することができるので、この時刻情報は、受信機１０２にとって既知な情報である。また、NULLデータも受信機１０２にとって既知な情報である。このように、送信信号生成部１３１は、受信機１０２にとって既知な情報を用いて送信情報TMを生成する。

送信信号生成部１３１は、この送信情報TMを用いて送信信号TXを生成する。送信機１０１は、DSSS（Direct Sequence Spread Spectrum）方式に準拠した方法で送信情報TMを送信する。DSSSは、受信した信号に拡散符号を乗算しながら積算することにより、雑音の影響を排除して高感度の受信が可能とする技術である。感度は積算時間を伸ばすこと、（即ち転送レートを低下させること）により直線的に増加させることができる。したがって、このDSSS方式に準拠した方法で信号を送信することにより、送信機１０１は、より長距離の無線通信を実現することができる。換言するに、このDSSS方式に準拠した方法で信号を送信することにより、伝搬遅延量の算出精度を向上させることができる。そこで、送信信号生成部１３１は、DSSS方式に準拠した送信信号TXを生成する。

また、送信機１０１は、９２０MHz帯の無線電波を使って、送信信号TXを送信する。９２０MHz帯は、総務省により２０１１年７月から解禁された周波数帯であり、免許不要で誰でも使うことができる。但し、規定（ARIB（Association of Radio Industries and Businesses） STD T-１０８）により、最大連続送信時間が４秒間に制限されている。さらに連続送信時間を短くして、例えば０．２秒にすれば、より多くのチャネルが割り当てられ、混信が少ない状態で送受信を行うことができる。

そこで、送信機１０１は、１回のデータ送信を、例えば、図５に示されるような３０秒間のスーパーフレーム（Super Frame）の単位で行う。この３０秒間に、０．１９２秒のフレームが最大で１００回繰り返される。すなわち、連続送信時間０．２秒を下回っているので、この送信に多くの送信チャネルを割り当てることができる。この結果、比較的空いているチャネルを選択して送信することが可能となり、より混信に強いシステムを構築することができる。

なお、フレーム間のギャップxは、少なくとも２ms以上の時間である。日本国内で９２０MHｚ帯を利用する場合、信号送信の前にその帯域において通信が行われているかを確認するキャリアセンスを行わなければならない。そして、帯域が空いている場合のみ、信号を送信することができる。したがって、いつでも９２０MHzを利用することができるわけではない。したがって、ギャップxは、キャリアセンスの結果（即ちチャネルの混み具合）により毎回異なる可能性がある。３０秒間を平均すると、およそ０．３秒に１回の割合でフレームが送信されるように構成されている。この結果、３０秒間に１００フレームが送信される。送信できるフレーム数は、チャネルの混雑度合いにより若干変動する。１００回のフレームで送信される信号は、任意であるが、以下においては、全て同一であるものとして説明する。

図６は、送信パケットのフレーム構成（Frame format）の例を示す模式図である。図６の上から１段目に示されるように、送信パケットは、２オクテットのプリアンブル（Preamble）、１オクテットのSFD（start-of-frame delimiter）、そして１６オクテットのPSDU（PHY Service Data Unit）から構成される。ここでプリアンブルとSFDは固定のデータである。その値は任意である。プリアンブルは、例えば、「００１１１１１１０１０１１００１」というビット列としてもよい。またSFDは、例えば「０００１１１００」というビット列としてもよい。

図６の上から２段目に示されるように、１６オクテットのPSDUは、フレームコントロール（FC）、シーケンス番号（SN）、送受信機アドレス（ADR）、ペイロード（PAYLOAD）、およびフレームチェックシーケンス（FCS）により構成されている。

フレームコントロール（FC）は２オクテットのデジタル情報であり、フレームコントロールに続く情報の構成やビット数などを表す情報である。フレームコントロールは、任意の固定のビット列であり、例えば「００１０００００００１００１１０」というビット列としてもよい。シーケンス番号（SN）は１オクテットのデジタル情報であり、新しいデータが伝送される度にカウントアップされる。このシーケンス番号をチェックすることにより、受信機側では新しいデータであるか否かを判断することができる。送受信機アドレス（ADR）は、４オクテットの情報であり、送信機１０１を識別する送信機アドレス番号（送信機ID）を含む。ペイロード（PAYLOAD）は、４オクテットのデジタル情報であり、送信情報TMがそのままセットされる。フレームチェックシーケンス（FCS）は、２オクテットの巡回冗長検査符号であり、通信データに誤りが発生したか否かをチェックするための情報である。

送信信号生成部１３１は、図４のステップＳ１０５乃至ステップＳ１１５の処理により、送信情報TMから送信信号TXを生成する。

ステップＳ１０５において、CRC付加部１５４は、選択部１５３から供給される送信情報TMに誤り検出用の巡回冗長検査符号（CRC）を付加する。つまり、各フレームにおいて、送信情報TMはPAYLOADとしてコピーされ、FCSが付加される。CRC付加部１５４は、それを選択部１５６に供給する。

ステップＳ１０６において、同期信号発生部１５５は、同期パタンを生成する。例えば、同期信号発生部１５５は、同期パタン（SYNC）として、Preamble、SFD、FC、SN、およびADR等を生成する。同期信号発生部１５５は、Preamble、SFD、FC、SN、およびADR等を含む同期パタンを選択部１５６に供給する。選択部１５６は、その同期パタン（SYNC）を、CRC付加部１５４から供給される、巡回冗長検査符号が付加された送信情報TM（すなわち、FCSが付加されたPAYLOAD）に付加する。

ステップＳ１０７において、レジスタ１５８は、選択部１５６から供給される、巡回冗長検査符号および同期パタンが付加された送信情報TM（すなわち、FCSやSYNCが付加されたPAYLOAD）を記憶する。ステップＳ１０８において、フレームカウンタ１５７は、送信情報TMの送信回数、すなわち、レジスタ１５８に記憶されている、巡回冗長検査符号および同期パタンが付加された送信情報TMが読み出された回数をカウントする。ステップＳ１０９において、インタリーブ部１５９は、レジスタ１５８に記憶されている、巡回冗長検査符号および同期パタンが付加された送信情報TMを読み出す。

フレームカウンタ１５７は、巡回冗長検査符号および同期パタンが付加された送信情報TMが読み出されるたびに、カウント値を「＋１」ずつインクリメントし、予め定められた最大値に達した場合、カウント値をリセットして初期値に戻す。例えば、送信機１０１は、上述したように、スーパーフレームとしてフレームを１００回送信するので、フレームカウンタ１５７は、初期値「０」から最大値「９９」までをカウントする。なお、この初期値、最大値、インクリメントする値は任意である。スーパーフレームとして送信するフレーム数等に応じて設定されるようにすればよい。

フレームカウンタ１５７のカウント値は、レジスタ１５８に供給される。レジスタ１５８は、カウント値がリセットされるまで、巡回冗長検査符号および同期パタンが付加された送信情報TMを保持し、その巡回冗長検査符号および同期パタンが付加された送信情報TMを、繰り返し、インタリーブ部１５９に供給する。そして、カウント値がリセットされると、レジスタ１５８は、保持している巡回冗長検査符号および同期パタンが付加された送信情報TMを破棄し、選択部１５６から供給される新たな巡回冗長検査符号および同期パタンが付加された送信情報TMを保持する。そして、その巡回冗長検査符号および同期パタンが付加された送信情報TMに対して、同様に読み出しを繰り返す。このようにレジスタ１５８から送信情報TMが読み出されるので、ステップＳ１１０以降の処理は、レジスタ１５８から読み出された各送信情報TMに対して実行されることになる。つまり、ステップＳ１１０以降の処理は、送信情報TMがレジスタ１５８から読み出される度に実行されることになる。すなわち、ステップＳ１０７までの処理に対して、ステップＳ１０８以降の処理は、この読み出しの繰り返し回数分、繰り返し実行される。

ステップＳ１１０において、インタリーブ部１５９は、レジスタ１５８から読み出した、巡回冗長検査符号および同期パタンが付加された送信情報TMの同期パタン（SYNC）と、それ以外の部分であるUNDをそれぞれ複数に分割し、並べ替える。

例えば、インタリーブ部１５９は、図６の上から４段目に示されるように、同期パタン（SYNC）を分解し、UNDの間に分散させる。この分散は、同期パタン（SYNC）が、ほぼ均等にばらまかれるように行われる。

図６の例の場合、同期パタン（SYNC）が１３オクテットの情報であり、UNDが６オクテットの情報である。インタリーブ部１５９は、１３オクテットの同期パタン（SYNC）を１オクテットずつ分解し、SYNC0乃至SYNC12とし、６オクテットのUNDを１オクテットずつ分解し、UND0乃至UND5とし、これらを例えば次のような順に並び替えている。

SYNC0，SYNC1，UND0、SYNC2、SYNC3，UND1，・・・，UND5，SYNC12

このように受信機１０２にとって既知の同期パタンを、フレーム全体にばらまいて（分散させて）送信することにより、受信機１０２において、送信キャリアの周波数と初期位相推定を、短いフレーム毎により正確に行うことができるようになる。この結果、短い連続送信時間であっても、受信機１０２がより高感度に受信することができるようになる。

図７の上から５段目にその並び替えられた送信情報QDの例を示す。インタリーブ部１５９は、以上のように並び替えられた送信情報QDを、乗算部１６１に供給する。

ステップＳ１１１において、Gold符号発生部１６０は、所定の擬似乱数列を生成する。例えば、Gold符号発生部１６０が、擬似乱数列として、長さ２５６ビットの所定のパタンのビット列を生成するようにしてもよい。例えば、Gold符号発生部１６０が、２つのM系列 (Maximum Sequence)発生器で構成されるようにしてもよい。

ステップＳ１１２において、乗算部１６１は、Gold符号発生部１６０が生成した擬似乱数列を、インタリーブ部１５９から供給された送信情報QDに乗算し、擬似乱数列PNを生成する。つまり、乗算部１６１は、送信情報QDの各ビットに対して擬似乱数列を割り当て、各送信パケットから、例えば38400ビット（152bit x 256chips）の擬似乱数列PNを生成する。

その際、送信情報QDの、値が「０」のビット（QD=0）に対して割り当てられる擬似乱数列と、値が「１」のビット（QD=1）に対して割り当てられる擬似乱数列とは、各ビットの値が互いに反転している。つまり、例えば、乗算部１６１は、送信情報QDの値が「０」のビット（QD=0）に対して擬似乱数列を割り当て、送信情報QDの値が「１」のビット（QD=1）に対して各ビットの値を反転させた擬似乱数列を割り当てる。例えば、乗算部１６１は、図６の最下段に示されるように、送信情報QDの、値が「１」のビット（QD=1）に対して擬似乱数列「1101000110100......1001」を割り当て、値が「０」のビット（QD=0）に対して擬似乱数列「0010111001011......0110」を割り当てる。

この擬似乱数列PNにおいて、拡散係数は256であり、チップ間隔Δは５μsである。乗算部１６１は、以上のように生成した擬似乱数列PNを乗算部１６３に供給する。

ステップＳ１１３において、キャリア発振部１６２は、キャリア信号を生成する。

ステップＳ１１４において、乗算部１６３は、擬似乱数列PNに応じてキャリア信号の極性を変調し、変調信号CMを生成する。つまり、乗算部１６３は、DSSS方式としてBPSK変調を行う。例えば、擬似乱数列PNが「１」の場合、キャリアの位相がπとなるように変調され、擬似乱数列PNが「０」の場合、キャリアの位相が−π（極性反転）となるように変調される。乗算部１６３は、その変調結果を変調信号CMとしてバンドパスフィルタ１６４に供給する。

ステップＳ１１５において、バンドパスフィルタ１６４は、変調信号CMの周波数をキャリア周波数付近に制限し、送信信号TXを生成する。極性反転された変調信号CMは、切り替え点の部分で急激に変化することから、幅広い周波数成分に広がっている。このまま無線伝送すると類似する帯域の無線通信に影響を与えてしまう。バンドパスフィルタ１６４が、変調信号CMの周波数成分をキャリア周波数付近に制限することにより、このような他の帯域への影響を抑制することができる。バンドパスフィルタ１６４は、送信信号TXを、送信部１４１の増幅部１６６に供給する。

送信部１４１は、図４のステップＳ１１６およびステップＳ１１７の処理により、送信信号TXを無線信号として送信する。

ステップＳ１１６において、グリッド送信制御部１６５は、送信信号TXを無線信号として送信するタイミングである送信タイミングを制御する。より具体的には、グリッド送信制御部１６５は、増幅部１６６を制御し、受信機１０２にとって既知のタイミング（例えば、既知の所定の時刻）において、送信信号TXを送信させる。

このようにすることにより、受信機１０２において、送信タイミングをより正確に把握することができる。無線信号を受信する受信タイミングは、その無線信号を受信する受信機１０２にとって当然既知であるので、受信機１０２は、送信タイミングをより正確に把握することにより、無線信号の伝搬遅延量をより正確に求めることができる。したがって、信号が送信された位置と受信された位置との距離をより正確に求めることができるようになる。

なお、この受信機１０２にとって既知のタイミングは、複数存在するようにしてもよい。例えば、送信機１０１が送信信号TXを送信可能な複数のタイミングが、いずれも受信機１０２にとって既知のタイミングであるようにしてもよい。そして、送信機１０１がそれらの送信可能なタイミングの内のいずれかにおいて送信信号TXを送信するようにしてもよい。例えば、グリッド送信制御部１６５が、その複数のタイミングの中から１つ以上を選択し、その選択したタイミングにおいて送信信号TXを送信させるようにしてもよい。なお、詳細については後述するが、受信機１０２は、いずれのタイミングで送信信号TXが送信されたのかを、伝搬遅延量等に基づいて推定することができる。

この送信信号TXを送信可能な複数のタイミングは、例えば、図７に示されるように、時間軸において定期的若しくは不定期に繰り返されるタイミングであってもよい。図７の例の場合、時刻t0,t1,t2,・・・のように、送信信号TXを送信可能なタイミングが時間軸に沿って繰り返し設けられている。

このような場合、例えば、グリッド送信制御部１６５が、送信部１４１が送信信号TXを送信可能な状態になった後の、次の送信可能なタイミングにおいて、送信信号TXを送信させるようにしてもよい。図７の例の場合、時刻t0においてフレーム１８１が送信され、時刻t1においてフレーム１８２が送信され、時刻t2においてフレーム１８３が送信されている。つまり、この場合、各フレームの送信信号TXは、この送信可能なタイミング（時刻）に合わせて送信される（送信グリッド整合が行われる）。

一般的に、受信側にとって既知のタイミングが多い程、機会が増えるため、その受信側にとって既知のタイミングに合わせて無線信号を送信することが容易になる。例えば、受信側にとって既知のタイミングが１回の場合、そのタイミングを逃すと、受信側にとって既知のタイミングに無線信号を送信することができない。これに対して、受信側にとって既知のタイミングが複数回あれば、その内の１回のタイミングを逃しても、その他のタイミングにおいて無線信号を送信することができる可能性がある。したがって、受信側にとって既知のタイミングをより多くすることにより、信号が送信された位置と受信された位置との距離をより容易に求めることができるようになる。

なお、上述したように、日本国内の920MHz帯の通信の場合、送信前にキャリアセンスを行う必要があり、帯域が使用中の場合、送信することができない。したがって、全ての送信可能なタイミングにおいて送信を行うことができるとは限らない。そこで、この場合、グリッド送信制御部１６５は、送信信号TXを送信する周波数帯域（例えば９２０MHz帯）のキャリアセンスを行い、帯域が空いていることを確認した場合、次の送信可能なタイミング（受信側にとって既知のタイミング）において送信信号TXを送信させる。つまり、送信グリッド整合が行われる。

なお、グリッド送信制御部１６５が、このようなグリッド整合を、GNSS信号に含まれる時刻情報に基づいて行うようにしてもよい。例えば、グリッド送信制御部１６５が、GNSS信号受信部１５１からこの時刻情報を取得し、その時刻情報に基づいてグリッド整合を行うようにしてもよい。GNSS信号は、受信機１０２においても受信することができる。したがって、この時刻情報を用いることにより、受信機１０２との時刻合わせ（タイミング合わせ）をより容易に行うことができる。つまり、受信機１０２がより容易かつより正確に送信タイミングを把握することができ、伝搬遅延量をより正確に求めることができる。すなわち、信号が送信された位置と受信された位置との距離をより正確に求めることができるようになる。

ステップＳ１１７において、増幅部１２２は、グリッド送信制御部１６５に指定された送信タイミングにおいて、送信信号TXを増幅し、アンテナ１６７を介して、無線信号として送信する。

上述した各ステップの処理は、任意の順序で実行することができ、並列的に実行することもでき、また、必要に応じて繰り返し実行される。そして、送信処理の各処理は、送信するデータの入力が続く間、繰り返し実行される。

以上のように送信処理を実行することにより、送信機１０１は、送信信号TXを、受信側にとって既知の所定のタイミングにおいて、無線信号として送信することができる。これにより、信号が送信された位置と受信された位置との距離をより正確に求めることができるようになる。

また、送信機１０１は、送信フレームにおいて、受信機１０２が既知である同期パタン（SYNC）をほぼ均等に分散させて、0.2秒以下のフレームとして送信することができ、受信感度の低減を抑制することができる。

＜その他＞
なお、送信機１０１が送信信号TXを送信する周波数帯は任意であり、９２０MHｚ以外の帯域であってもよい。例えば、キャリアセンスが不要な帯域であってもよい。その場合、上述したキャリアセンスに関する処理は省略することができる。また、スーパーフレームやフレーム等のフォーマットも任意であり、上述した例以外であってもよい。例えば、スーパーフレームの送信時間やフレーム数等は任意であり、図５の例に限定されない。また、送信信号TXの通信方式は任意であり、DSSS方式に準拠した方法以外の方法であってもよい。

また、GNSS信号受信部１５１が、外部（他の装置等）により受信されたGNSS信号を取得するようにしてもよい。

また、GNSS信号の代わりに送信情報TMとする情報は、受信機１０２にとって既知の情報であればどのような情報であっても良く、NULLデータに限定されない。したがって、例えば、NULL生成部１５２が、NULLデータの代わりに、受信機１０２にとって既知の任意の情報を選択部１５３に供給するようにしてもよい。

また、以上においては、選択部１５３は、時刻情報が供給される場合（すなわち、GNSS信号を受信することができる場合）はその時刻情報を送信情報TMとして選択し、時刻情報が供給され無い場合（すなわち、GNSS信号を受信することができ無い場合）はNULLデータを送信情報TMとして選択するように説明したが、これ以外の方法で選択するようにしてもよい。例えば、選択部１５３が、時刻情報およびNULLデータの内、ユーザに指定された方を送信情報TMとして選択するようにしてもよい。

なお、GNSS信号受信部１５１が、受信したGNSS信号に基づいて送信機１０１の位置を求めることができるようにしてもよい。その場合、GNSS信号を受信することができるときは、GNSS信号受信部１５１が、そのGNSS信号に基づいて送信機１０１の位置を求め、GNSS信号を受信できないときは、その旨を選択部１５３に通知するようにしてもよい。そして、選択部１５３が、その通知に従って、NULL生成部１５２において生成されたNULLデータを送信情報TMとして選択するようにしてもよい。

また、GNSS信号受信部１５１とNULL生成部１５２は、いずれか一方を省略するようにしてもよい。その場合、選択部１５３も省略するようにしてもよい。例えば、NULL生成部１５２および選択部１５３を省略し、常に、GNSS信号受信部１５１が、時刻情報を送信情報TMとしてCRC付加部１５４に供給するようにしてもよい。また、例えば、GNSS信号受信部１５１および選択部１５３を省略し、常に、NULL生成部１５２が、NULLデータを送信情報TMとしてCRC付加部１５４に供給するようにしてもよい。

また、以上においては、送信情報QDがBPSK変調されるように説明したが、位相変位量は任意であり、これに限らない。例えば、QPSK変調（４位相偏移変調）を行うようにしてもよい。QPSK変調の場合、位相変位量はπ／２であり、搬送波の位相は、０、π／２、π、３π／２の４通りである。この場合、Gold符号発生部１６０が、送信情報QDを４位相に変位させるような擬似乱数列を生成し、乗算部１６１がその擬似乱数列を送信情報QDに乗算するようにすればよい。

送信信号TXに対する誤り検出用の巡回冗長検査符号（CRC）の付加を省略するようにしてもよい。その場合、CRC付加部１５４を省略することができる。

同期信号発生部１５５が発生する同期パタンには、送信機１０１の識別情報が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。送信機１０１の識別情報を含むことにより、受信機１０２側において、受信した信号がどの送信機１０１から送信されたものであるかを把握することができる。また、送信信号TXへの同期パタンの付加を省略するようにしてもよい。この場合、同期信号発生部１５５や選択部１５６を省略することができる。

また、同一の送信信号TX（フレーム）を複数回送信しないようにしてもよい。その場合、フレームカウンタ１５７やレジスタ１５８を省略することができる。送信信号において同期パタンの分散を行わないようにしてもよい。その場合、インタリーブ部１５９を省略することができる。送信情報QDに対する疑似乱数列の付加を省略するようにしてもよい。その場合、Gold符号発生部１６０や乗算部１６１を省略することができる。バンドパスフィルタ１６４を省略するようにしてもよい。

また、グリッド整合は、GNSS信号に含まれる時刻情報以外の情報に基づいて行われるようにしてもよい。例えば、予め送信機１０１や受信機１０２に互いに同期された、送信信号を送信可能なタイミングが設定されているようにしてもよい。

また、送信信号TXが、チャープ変調（CHarp Modulation）されるようにしてもよい。チャープ変調は、一次変調されたキャリア信号の周波数を時間に応じて連続した周波数で変化させていき、帯域を拡大する変調方式である。このように、帯域を拡散することにより、一部の周波数によって発生する干渉などの影響を抑制することができる。なお、送信信号TXが、ランダムに周波数を変える周波数ホッピング（Frequency Hopping：FH）変調されるようにしてもよい。

＜受信機の構成＞
図８は、図１の受信機１０２の主な構成例を示すブロック図である。図８に示されるように、受信機１０２は、受信部２０１、CPU（Central Processing Unit）２０２、GNSS信号受信部２０３、および通信部２０４を有する。

受信部２０１は、無線信号の受信に関する処理を行う。CPU２０２は、プログラムを実行したりデータを処理したりして、受信部２０１により受信された無線信号に含まれる情報の取得に関する処理を行う。なお、CPU２０２には、例えばROM（Read Only Memory）やRAM（Random Access Memory）等、各種処理の実行に必要な構成が全て含まれているものとする。

GNSS信号受信部２０３は、GNSS信号の受信に関する処理を行う。また、GNSS信号受信部２０３は、受信したGNSS信号に含まれる時刻情報を取得し、その時刻情報に基づいて、送信機１０１と同様にして、送信機１０１の送信タイミングに同期した基準信号を生成する。GNSS信号受信部２０３は、その基準信号をCPU２０２に供給する。

また、CPU２０２は、受信部２０１により受信された無線信号と、GNSS信号受信部２０３から供給される基準信号に基づいて、無線信号が送信された送信タイミングから、その無線信号が受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量を求める。CPU２０２は、求めた伝搬遅延量を通信部２０４に供給する。また、CPU２０２は、送信機１０１に関する情報（送信機ID等）や、受信機１０２に関する情報（自身の識別情報（受信機ID）や位置に関する情報（受信機位置情報））も、通信部２０４に供給する。

通信部２０４は、インターネット１０３を介して他の装置と通信を行う。例えば、通信部２０４は、CPU２０２から供給される伝搬遅延量、送信機１０１に関する情報、受信機１０２に関する情報等を、サーバ１０４に供給する。

また、図３に示されるように、受信部２０１は、アンテナ２１１、低ノイズ増幅部２１２、バンドパスフィルタ（BPF）２１３、キャリア発振部２１４、乗算部２１５、９０度シフタ２１６、乗算部２１７、A/D変換部２１８、およびメモリ２１９を有する。

低ノイズ増幅部２１２は、アンテナ２１１を介して無線信号（送信信号TX）を受信し、その受信信号を増幅し、バンドパスフィルタ２１３に供給する。

バンドパスフィルタ２１３は、受信信号から不要な周波数成分を除去し、それを乗算部２１５および乗算部２１７に供給する。

キャリア発振部２１４は、送受信で用いる所定の周波数のキャリア周波数の信号を発生させる。例えば９２０MHz帯で送られた信号を受信する場合、キャリア発振部２１４は９２０MHzを発振する。キャリア発振部２１４は、その発振信号（キャリア信号）を乗算部２１５および９０度シフタ２１６に供給する。

乗算部２１５は、バンドパスフィルタ２１３から供給される受信信号と、キャリア発振部２１４から供給されるキャリア信号とを乗算し、ベースバンドのInPhase信号（I信号）を生成する。乗算部２１５は、そのI信号をA/D変換部２１８に供給する。

９０度シフタ２１６は、キャリア発振部２１４から供給されるキャリア信号の位相を９０度シフトする。９０度シフタ２１６は、その位相シフトされたキャリア信号を乗算部２１７に供給する。

乗算部２１７は、バンドパスフィルタ２１３から供給される受信信号と、９０度シフタ２１６から供給される、９０度位相シフトされたキャリア信号とを乗算し、ベースバンドのQuadrature信号（Q信号）を生成する。乗算部２１５は、そのQ信号をA/D変換部２１８に供給する。

A/D変換部２１８は、供給されるI信号とQ信号をそれぞれA/D変換し、それらのデジタルデータをメモリ２１９に供給して記憶させる。A/D変換部２１８の変換レートは、送信に用いたチップレートを超えるレートが必要である。例えば、Δ＝５μsとしてチップレート200K/sの送信が行われた場合、A/D変換部２１８は、少なくとも200KHz以上の変換レートでA/D変換を行う必要がある。

メモリ２１９は、所定の記憶媒体を有し、A/D変換部２１８から供給されるI信号およびQ信号のデジタルデータを取得し、その記憶媒体に記憶する。この記憶媒体はどのようなものであってもよく、例えば、半導体メモリであってもよいし、ハードディスク等の磁気記録媒体であってもよいし、それら以外の記憶媒体であってもよい。A/D変換部２１８において、８ビット精度、２倍の変換レート（４００KHz）で、３０秒間A/D変換が行われた場合、メモリ２１９には２４メガバイト（２４Mbyte）のI信号およびQ信号のデジタルデータが蓄積される。

CPU２０２は、メモリ２１９に蓄積されたI信号およびQ信号のデジタルデータを読み出し、送信タイミングに同期された基準信号との相関を求め、その相関から伝搬遅延量を求める。

＜CPUの機能ブロック＞
図９は、CPU２０２により実現される機能の主な構成例を示す機能ブロック図である。図９に示されるように、CPU２０２は、キャリア周波数補正部２５１、フレーム先頭位置検出部２５２、フレーム抽出部２５３、検出部２５４、伝搬遅延量算出部２５５、周波数初期位相補正部２５６、加算部２５７、逆拡散部２５８、誤り判定部２５９、および情報取得部２６０を有する。これらの機能は、CPU２０２が、プログラムを実行したり、データを処理したりして実現される。

キャリア周波数補正部２５１は、キャリア周波数補正に関する処理を行う。フレーム先頭位置検出部２５２は、フレームの先頭位置の検出に関する処理を行う。フレーム抽出部２５３は、フレームの抽出に関する処理を行う。検出部２５４は、各種パラメータの検出に関する処理を行う。伝搬遅延量算出部２５５は、伝搬遅延量の算出に関する処理を行う。周波数初期位相補正部２５６は、周波数と初期位相の補正に関する処理を行う。加算部２５７は、データ加算に関する処理を行う。逆拡散部２５８は、逆拡散に関する処理を行う。誤り判定部２５９は、誤り判定に関する処理を行う。情報取得部２６０は、送信機１０１に関する情報や受信機１０２に関する情報の取得に関する処理を行う。

＜受信処理の流れ＞
次に、以上のような受信機１０２において実行される受信処理の流れの例を、図１０のフローチャートを参照して説明する。

受信処理が開始されると、低ノイズ増幅部２１２は、ステップＳ２０１において、アンテナ２１１を介して、送信機１０１から送信された無線信号（送信信号TX）を受信する。なお、無線信号を受信できない場合は、受信処理を終了する。つまり、実質的に、この受信処理は、送信機１０１が自身の無線通信可能な範囲内に位置する場合のみ実行される。

ステップＳ２０２において、低ノイズ増幅部２１２は、ステップＳ２０１において受信された無線信号である受信信号を増幅する。

ステップＳ２０３において、バンドパスフィルタ２１３は、低ノイズ増幅部２１２により増幅された受信信号から、不要な周波数成分を除去する。

ステップＳ２０４において、キャリア発振部２１４は、所定の周波数で発振し、キャリア信号を生成する。

ステップＳ２０５において、乗算部２１５は、受信信号に対して、そのキャリア信号を乗算することにより、Ｉ信号を生成する。

ステップＳ２０６において、９０度シフタ２１６は、キャリア信号の位相を９０度シフトする。そして、乗算部２１７は、受信信号に対して、その９０度位相シフトされたキャリア信号を乗算することにより、Q信号を生成する。

ステップＳ２０７において、A/D変換部２１８は、乗算部２１５により生成されたI信号と、乗算部２１７により生成されたQ信号とをそれぞれA/D変換する。

ステップＳ２０８において、メモリ２１９は、A/D変換部２１８により生成された、I信号のデジタルデータとQ信号のデジタルデータをそれぞれ記憶する。

ステップＳ２０９において、CPU２０２は、そのI信号のデジタルデータとQ信号のデジタルデータをメモリ２１９から読み出して復号し、送信信号TXの伝搬遅延量を算出する。

ステップＳ２１０において、逆拡散部２５８は、復号されて得られたフレームデータに対してGold符号を乗算した後に積算することにより、逆拡散して復号処理を行い、送信情報TMを復元する。

ステップＳ２１１において、誤り判定部２５９は、CRC演算を行うことにより誤り判定を行う。

ステップＳ２１２において、情報取得部２６０は、誤り判定部２５９により誤りが検出され無ければ、フレームデータから送信信号TXの送信元である送信機１０１に関する情報（例えば送信機ID等）を抽出し、取得する。

ステップＳ２１３において、情報取得部２６０は、当該受信機１０２に関する情報（受信機IDや受信機位置情報等）を、その情報が記憶されている記憶部（例えば、CPU２０２に内蔵されるROM等）から取得する。受信機１０２に関する情報は、受信機１０２の任意の場所（記憶部）に格納されているようにしてもよい。また、例えば、サーバ１０４等、受信機１０２の外部において受信機１０２に関する情報が管理されているようにしてもよい。その場合、情報取得部２６０は、通信部２０４を介してその情報を外部から取得する。

ステップＳ２１４において、通信部２０４は、情報取得部２６０により取得された送信機１０１に関する情報および受信機１０２に関する情報、並びに、伝搬遅延量算出部２５５により算出された送信信号TXの伝搬遅延量を、サーバ１０４に送信する。

これらの情報が送信されると、受信処理が終了する。なお、受信機１０２は、以上のような受信処理を、送信機１０１から送信される全てのフレームについて行う。

＜伝搬遅延量算出処理の流れ＞
図１１のフローチャートを参照して、図１０のステップＳ２０９において実行される伝搬遅延量算出処理の流れの例を説明する。

伝搬遅延量算出処理が開始されると、ステップＳ２３１において、キャリア周波数補正部２５１は、キャリア周波数の補正を行う。キャリア発振部２１４の発振周波数は、環境温度により若干の周波数ずれが生じている可能性がある。そこでキャリア周波数補正部２５１は、環境温度を測定し、キャリア周波数の微妙な偏差を推測し、その補正を行う。これにより、より正確にフレームデータを得ることができる。

ステップＳ２３２において、フレーム先頭位置検出部２５２は、フレームの先頭位置を検出する。

ステップＳ２３３において、フレーム抽出部２５３は、フレーム先頭位置検出部２５２により検出されたフレーム先頭位置から１フレーム分の受信信号（I信号とQ信号と）を切り出す。なお、検出されたフレームの番号をｎとする。

ステップＳ２３４において、検出部２５４は、フレーム抽出部２５３により切り出されたI信号およびQ信号と、同期信号（SYNC）との相関値を演算して求め、β（ｎ）とする。また、検出部２５４は、その相関値β（ｎ）を最大とする周波数補正値γ（ｎ）、初期位相θ（ｎ）をそれぞれ求める。

ステップＳ２３５において、GNSS信号受信部２０３は、GNSS信号に含まれる時刻情報若しくはNULLデータを送信情報TMとして、送信機１０１の場合と同様に擬似乱数列PNを生成する。送信情報TMが受信機１０２にとって既知の情報であるので、１フレームのデータはすべて受信機１０２にとって既知の情報により構成される。したがって、GNSS信号受信部２０３は、送信機１０１の場合と同様の擬似乱数列PNを生成することができる。GNSS信号受信部２０３は、この擬似乱数列PNを、送信機１０１における送信信号TXの送信タイミングに同期させて基準信号を生成する。この送信タイミングは、受信機１０２にとって既知のタイミングであるので、GNSS信号受信部２０３は、この擬似乱数列PNをその送信タイミングに同期させることができる。

つまり、この基準信号は、伝搬遅延が生じていない信号である。伝搬遅延量算出部２５５は、受信された信号（フレーム抽出部２５３により切り出されたI信号およびQ信号）と、この基準信号との相関を求め、その相関に基づいて伝搬遅延量を求める。

つまり、伝搬遅延量算出部２５５は、無線信号として受信された所定の信号の、その信号が無線信号として送信された送信タイミングから、その信号が受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量を、その信号とその送信タイミングに同期した基準信号との相関に基づいて算出する。

なお、図１２に示されるように、送信機１０１において、送信可能なタイミングから所定の時間を、許容送信遅延時間範囲として設け、無線信号がその時間範囲内において送信されることが許容されるようにしてもよい。図１２の例においては、この許容送信遅延時間範囲として２０μsecが設定されている。送信信号は、受信機１０２にとって既知の送信可能なタイミングにぴったり合わせて送信されることが理想的ではあるが、現実には困難である。その理想に限りなく近づけるようにする程高度なタイミング制御性能が必要になり、コストが増大する可能性がある。

そこで、このように許容送信遅延時間範囲を設けることにより、送信機１０１に必要なタイミング制御性能を抑制することができ、コストの増大を抑制することができる。

なお、このように許容送信遅延時間範囲を設ける場合、伝搬遅延量は、受信機１０２にとって既知の送信可能なタイミングから許容送信遅延時間範囲経過した時刻からの遅延量としてもよい。例えば、図１２の例のように、受信機１０２が無線信号を待ち受ける時間範囲を、受信機１０２にとって既知の送信可能なタイミングから５４μsecとする。この場合、受信機１０２にとって既知の送信可能なタイミングから５４μsec経過後に無線信号を受信したとすると（受信タイミングが受信機１０２にとって既知の送信可能なタイミングから５４μsec経過した時刻であるとすると）、伝搬遅延量は、３４μsecとなる。

なお、この許容送信遅延時間範囲や受信機１０２が無線信号を待ち受ける時間範囲の長さは任意であり、上述した例以外であってもよい。

伝搬遅延量算出部２５５は、図１３に示されるように、基準信号（基準IQ信号）をＣ（ｔ）とし、受信された信号（受信IQ信号）をＣ（ｔ−τ）とすると、以下の式（１）のように、これらの関数を乗算し、その乗算結果を時間方向に積算することにより、これらの相関を求める。

・・・（１）

相関関数Ｃ（τ）は、例えば、図１３に示されるグラフのようになる。このピーク値から下限値までの時間（τ[μsec]）が伝搬遅延量となる。

ステップＳ２３６において、周波数初期位相補正部２５６は、周波数補正値γ（ｎ）および初期位相θ（ｎ）を用いて、受信信号に対して、周波数補正と初期位相の補正を行う。

ステップＳ２３７において、加算部２５７は、周波数初期位相補正部２５６により補正された受信信号をフレームデータに加算する。このとき、加算部２５７は、相関値β（ｎ）を重み係数として、加算する受信信号に対して重み付けを行う。

ステップＳ２３８において、フレーム先頭位置検出部２５２は、全てのフレームを処理したか否かを判定する。未処理のフレームが存在すると判定された場合、処理はステップＳ２３２に戻り、それ以降の処理を繰り返す。各フレームに対して、ステップＳ２３２乃至ステップＳ２３８の各処理が実行され、ステップＳ２３８において、全てのフレームが処理されたと判定された場合、伝搬遅延量算出処理が終了し、処理は、図１０に戻る。

以上のように、各処理を実行することにより、受信機１０２は、無線信号の伝搬遅延量を求めることができる。これにより、信号が送信された位置と受信された位置との距離をより正確に求めることができるようになる。

＜その他＞
なお、送信信号TXを送信する周波数帯や、通信方式、変調方式等は、送信機１０１の説明において上述した場合と同様に任意である。

また、無線信号の送信可能なタイミングについても、送信機１０１の説明において上述した場合と同様である。つまり、受信機１０２にとって既知の送信可能なタイミングが複数であってもよい。また、この複数のタイミングが、時間軸において定期的若しくは不定期に繰り返されるタイミングであってもよい。

このように送信可能なタイミングが複数存在する場合、そのいずれにおいて無線信号が送信されたかを、受信機１０２が推定するようにしてもよい。後述するように、伝搬遅延量の大きさは、無線信号が送信された位置（すなわち、送信機１０１の位置）とその無線信号が受信された位置（すなわち、受信機１０２の位置）との距離の長さに比例する。受信機１０２の通信可能な範囲は有限であるので、この伝搬遅延量の大きさも有限である。このような伝搬遅延量の上限を超える場合、明らかにその伝搬遅延量算出に用いられた送信タイミングに誤りがあることがわかる。

そこで、受信機１０２が、複数の送信可能なタイミングのそれぞれの基準信号と、受信信号との相関を求めて伝搬遅延量を求め、その伝搬遅延量に基づいて、無線信号がいずれの送信可能なタイミングにおいて送信されたかを推定するようにしてもよい。

また、受信機１０２が、算出された伝搬遅延量の値が不正の場合、その伝搬遅延量を破棄し、サーバ１０４に送信しないようにしてもよい。

なお、この伝搬遅延量の上限は、受信機１０２の通信可能範囲以外によっても制限されることがある。例えば、図１２の例のように、受信側で待ち受ける時間範囲を設定する場合、伝搬遅延量の上限はその時間範囲によって制限される場合がある。

また、伝搬遅延量算出部２５５が、伝搬遅延量を算出する際に、相関演算を複数回繰り返して積算するようにしてもよい。このようにすることにより、相関値のピーク値をより大きくすることができ、伝搬遅延量の測定精度を向上させることができる。

＜サーバの構成＞
図１４は、図１のサーバ１０４の主な構成例を示すブロック図である。図１４に示されるように、サーバ１０４は、CPU３０１、ROM３０２、RAM３０３、バス３０４、入出力インタフェース３１０、入力部３１１、出力部３１２、記憶部３１３、通信部３１４、およびドライブ３１５を有する。

CPU３０１、ROM３０２、RAM３０３は、バス３０４を介して相互に接続されている。バス３０４にはまた、入出力インタフェース３１０も接続されている。入出力インタフェース３１０には、入力部３１１、出力部３１２、記憶部３１３、通信部３１４、およびドライブ３１５が接続されている。

入力部３１１は、例えば、キーボード、マウス、マイクロホン、タッチパネル、入力端子などよりなる。出力部３１２は、例えば、ディスプレイ、スピーカ、出力端子などよりなる。記憶部３１３は、例えば、ハードディスク、RAMディスク、不揮発性のメモリなどよりなる。通信部３１４は、例えば、ネットワークインタフェースよりなる。ドライブ３１５は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリなどのリムーバブルメディア３２１を駆動する。

以上のように構成されるサーバ１０４では、CPU３０１が、例えば、記憶部３１３に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース３１０およびバス３０４を介して、RAM３０３にロードして実行する。RAM３０３にはまた、CPU３０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。

サーバ１０４（CPU３０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア３２１に記録して適用することができる。その場合、プログラムは、リムーバブルメディア３２１をドライブ３１５に装着することにより、入出力インタフェース３１０を介して、記憶部３１３にインストールすることができる。

また、このプログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することもできる。その場合、プログラムは、通信部３１４で受信し、記憶部３１３にインストールすることができる。

その他、このプログラムは、ROM３０２や記憶部３１３に、あらかじめインストールしておくこともできる。

＜CPUの機能ブロック＞
図１５は、CPU３０１により実現される機能の主な構成例を示す機能ブロック図である。図１５に示されるように、CPU３０１は、伝搬遅延量取得制御部３３１、記憶制御部３３２、読み出し制御部３３３、選択部３３４、距離算出部３３５、位置推定部３３６、および位置情報出力制御部３３７を有する。これらの機能は、CPU３０１が、プログラムを実行したり、データを処理したりして実現される。

伝搬遅延量取得制御部３３１は、伝搬遅延量取得の制御に関する処理を行う。記憶制御部３３２は、記憶の制御に関する処理を行う。読み出し制御部３３３は、記憶されている伝搬遅延量の読み出しの制御に関する処理を行う。選択部３３４は、伝搬遅延量の選択に関する処理を行う。距離算出部３３５は、距離の算出に関する処理を行う。位置推定部３３６は、位置の推定に関する処理を行う。位置情報出力制御部３３７は、位置情報出力の制御に関する処理を行う。

＜位置推定処理の流れ＞
次に、以上のようなサーバ１０４において実行される位置推定処理の流れの例を、図１６のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ３０１において、伝搬遅延量取得制御部３３１は、通信部３１４を制御し、受信機１０２から供給される、送信機１０１に関する情報、受信機１０２に関する情報、並びに、伝搬遅延量を取得させる。

上述したように、送信機１０１に関する情報は、例えば、無線信号を送信した送信機１０１の識別情報（送信機ID）等を含む。また、受信機１０２に関する情報は、例えば、無線信号を受信した受信機１０２（この情報を供給した受信機１０２）の識別情報（受信機ID）やその受信機１０２の位置情報等を含む。伝搬遅延量取得制御部３３１は、伝搬遅延量を取得させるとともに、伝搬遅延量とともに供給されるこれらの情報も取得させる。なお、無線信号を送信した送信機１０１が自明の場合（例えば送信機１０１が１台しか存在し無い場合）、送信機１０１に関する情報の授受を省略するようにしてもよい。

ステップＳ３０２において、記憶制御部３３２は、通信部３１４により取得されたこれらの情報（送信機１０１に関する情報、受信機１０２に関する情報、並びに、伝搬遅延量）を、互いに関連付けて記憶部３１３に記憶させる。

これらの処理は、受信機１０２から供給される各伝搬遅延量について行う。例えば、１つの送信機１０１から送信された無線信号を複数の受信機１０２において受信した場合、サーバ１０４は、その複数の受信機１０２のそれぞれから供給される伝搬遅延量等について、上述したような処理を行う。

ステップＳ３０３において、読み出し制御部３３３は、位置を推定する所望の送信機１０１に対応する伝搬遅延量を記憶部３１３から読み出させる。

ステップＳ３０４において、選択部３３４は、読み出した伝搬遅延量の数が、送信機１０１の位置推定に用いられる数（使用数）より多いか否かを判定する。読み出した伝搬遅延量の数が、使用数より多い場合、選択部３３４は、ステップＳ３０５において、読み出した伝搬遅延量の内、値がより小さい方から伝搬遅延量を使用数分選択する。

送信機１０１の位置は、３台以上の受信機１０２からの位置により推定することができる。つまり、伝搬遅延量を少なくとも３つ使用すれば送信機１０１の位置を推定することができる。例えば、伝搬遅延量を３つ用いて送信機１０１の位置を推定するとすると、伝搬遅延量が４つ以上存在する場合、その内のいくつかが不要になるので、伝搬遅延量の取捨選択が必要になる。そこで、より高精度に位置推定ができるような伝搬遅延量を選択するようにする。

一般的に、伝搬遅延量が小さい程、その誤差は小さくなる。したがって、値がより小さい伝搬遅延量を用いて送信機１０１の位置の推定を行うようにすることにより、送信機１０１の位置の推定をより正確に行うことができる。

伝搬遅延量が選択されると処理はステップＳ３０６に進む。また、ステップＳ３０４において伝搬遅延量の数が使用数より多くないと判定された場合、処理はステップＳ３０６に進む。

ステップＳ３０６において、距離算出部３３５は、伝搬遅延量を用いて、無線信号が送信された位置と受信された位置との距離を算出する。つまり、距離算出部３３５は、無線信号を送信した送信機１０１と、その無線信号を受信した各受信機１０２との距離を算出する。

伝搬遅延量から距離を算出する具体的な方法は任意である。基本的には、伝搬遅延量はその伝搬距離に比例するので、距離算出部３３５は、その比例関係に基づいて距離を求めるようにすればよい。例えば、予め変換関数を用意し、演算により伝搬遅延量を距離に変換するようにしてもよいし、伝搬遅延量と距離との代表値の対応表に基づいて変換を行うようにしてもよい。その場合、中間値（代表値間の値）は、補間処理等により求めるようにしてもよい。

上述したように伝搬遅延量は、（受信タイミングに同期した）受信信号と（送信タイミングに同期した）基準信号との相関に基づいて求められるので、伝搬遅延量の誤差の最大値は信号の１波長分となる。したがって、距離算出部３３５による距離算出の誤差の最大値も、その信号の１波長分に相当する長さとなる。例えば、信号の周波数が５MHzの場合、距離の最大誤差は６０ｍとなる。

このように、伝搬遅延量に基づいて信号が送信された位置と受信された位置との距離を算出することにより、距離算出の精度を向上させることができる。

ステップＳ３０７において、位置推定部３３６は、距離算出部３３５により算出された送信機１０１と各受信機１０２との距離と、各受信機１０２の位置情報に基づいて、３点測位方式等により、送信機１０１の位置を求める。

例えば、図１７の例のように、信号を送信した送信機１０１の位置（座標）は、その信号を受信した受信機１０２−Ａ乃至受信機１０２−Ｃまでの伝搬遅延量と、受信機１０２−Ａ乃至受信機１０２−Ｃの位置情報（座標情報）によって求めることができる。

このように、伝搬遅延量から求められた送信機１０１と受信機１０２との距離を用いて送信機１０１の位置推定を行うことにより、位置推定の精度を向上させることができる。

ただし、例えば、これらの情報に誤差等が含まれる等して、この３点測位方式による位置推定の結果、送信機１０１の位置が１点に定まらない場合も有り得る。その場合、位置推定部３３６が、補正処理等を行って、送信機１０１の位置を１点に特定するようにしてもよい。また、その誤差の範囲を、送信機１０１の位置情報に含めるようにしてもよい。さらに、その誤差の範囲から、位置推定の精度を評価する評価値を算出し、それを送信機１０１の位置情報に含めるようにしてもよい。

なお、位置推定の方法は任意であり、３点測位方式以外の方法であってもよい。例えば、４以上の距離や受信機１０２の位置情報を用いて、位置推定の精度を向上させるようにしてもよい。つまり、伝搬遅延量の使用数は、３つ以上であればいくつであってもよい。

ステップＳ３０８において、位置情報出力制御部３３７は、出力部３１２、記憶部３１３、通信部３１４、若しくはドライブ３１５を制御して、位置推定部３３６により求めた送信機１０１の位置を示す情報（位置情報）を出力させる。

この位置情報は、任意の方法で出力するようにしてもよい。例えば、送信機１０１の位置情報を、画像情報として出力部３１２のモニタに表示させるようにしてもよいし、音声情報として、出力部３１２のスピーカ等から出力するようにしてもよいし、出力部３１２の出力端子から他の装置に伝送するようにしてもよい。また、例えば、送信機１０１の位置情報を、記憶部３１３に記憶させるようにしてもよい。また、例えば、送信機１０１の位置情報を、通信部３１４を介して他の装置に供給するようにしてもよい。さらに、例えば、送信機１０１の位置情報を、ドライブ３１５を介してリムーバブルメディア３２１に書き込むようにしてもよい。

以上の処理が終了すると、位置推定処理が終了する。

サーバ１０４は、以上のように位置推定処理を実行することにより、信号が送信された位置と受信された位置との距離をより正確に求めることができる。また、これにより、信号が送信された位置をより正確に推定することができる。

なお、上述したように、信号送受信システム１００の場合、GNSS信号を受信できない場合、NULLデータを用いて送信信号を生成することができるので、そのような場合であっても、送信機１０１から受信機１０２までの信号の伝搬遅延量の算出、送信機１０１から受信機１０２までの距離の算出、並びに、送信機１０１の位置推定の精度の低減を抑制することができる。

＜その他＞
なお、サーバ１０４が行う処理の一部は、例えば受信機１０２等の他の装置において行われるようにしてもよい。例えば、送信機１０１から受信機１０２までの距離の算出が、受信機１０２において行われるようにしてもよい。その場合、受信機１０２は、算出した送信機１０１までの距離を示す情報を、伝搬遅延量の代わりにサーバ１０４に供給するようにすればよい。

また、例えば、送信機１０１の位置の推定も、いずれかの受信機１０２において行われるようにしてもよい。その場合、その受信機１０２が、他の受信機１０２から伝搬遅延量等の必要な情報を取得するようにすればよい。

逆に、サーバ１０４において、各受信機１０２に対応する伝搬遅延量を求めるようにしてもよい。

＜応用例＞
以上のような信号送受信システム１００は、具体的には任意のシステムに適用することができる。

例えば、図１８に示されるように、老人等のユーザの位置を監視するユーザ位置監視システム４００に、上述の信号送受信システム１００を適用するようにしてもよい。図１８の例の場合、送信機１０１をユーザ４０１が携帯し、受信機１０２は、家屋４０２等の複数箇所に設けられている。信号送受信システム１００の場合と同様に、送信機１０１が既知のタイミングでグリッド送信した無線信号を複数の受信機１０２が受信し、それぞれの伝搬遅延量を求める。サーバ１０４は、各伝搬遅延量から送信機１０１と受信機１０２との距離を求める。また、サーバ１０４は、複数の受信機１０２の送信機１０１までの距離に基づいて送信機１０１（ユーザ４０１）の位置を推定する。サーバ１０４は、この推定した位置を、例えば画像情報として（例えば地図情報に反映させて）、モニタ４０３等に表示させる。

このようにすることにより、ユーザ位置監視システム４００は、信号送受信システム１００の場合と同様に、ユーザ４０１の位置の推定の精度を向上させることができる。

また、図１９に示される例のように、自動車４１１やバイク４１２に送信機１０１を設置して、盗難防止システム４１０に上述の信号送受信システム１００を適用するようにしてもよい。上述したユーザ位置監視システム４００の場合と同様に、受信機１０２は、家屋４１３等の複数箇所に設けられるようにしてもよい。また、サーバ１０４が、推定した送信機１０１（自動車４１１やバイク４１２）の位置を、例えば画像情報として（例えば地図情報に反映させて）、モニタ４１４等に表示させるようにしてもよい。

このようにすることにより、盗難防止システム４１０は、信号送受信システム１００の場合と同様に、自動車４１１やバイク４１２の位置の推定の精度を向上させることができる。

また、送信機１０１自身が移動機能を備えるようにしてもよい。例えば、図２０のＡに示されるように、自立して飛行したり、ユーザに遠隔操作されて飛行したりすることができる無人機４２１が送信機１０１の構成を備えるようにしてもよい。例えば、この無人機４２１は、撮像機能を備えており、図２０のＢに示されるような被写体の画像を撮像し、サーバ１０４等の他の装置に供給することができる。

このようなシステムにおいて、無人機４２１の位置を、信号送受信システム１００の場合と同様に推定することにより、その推定された位置を用いて無人機４２１の位置や姿勢の制御が行われるようにしてもよい。その際、位置の推定において、上述の信号送受信システム１００を適用することにより、より正確に無人機４２１の位置を推定することができる。したがって、無人機４２１の移動や姿勢の制御をより正確に行うことができる。

さらに、本技術を適用可能なシステムは、上述した例に限定されない。本技術は、距離や位置の計測を伴うシステムであればどのようなシステムにも適用することができ、例えば、交通、医療、防犯、農業、美容、工場、家電等、あらゆる分野のシステムに適用することができる。また、本技術の用途も任意であり、距離計測や位置計測を応用するものであればよい。例えば、立体形状計測、空間計測、物体観測、移動変形観測、生体観測、認証処理、監視、オートフォーカス、撮像制御、照明制御、追尾処理、入出力制御、電子機器制御、アクチュエータ制御等、あらゆる用途に本技術を利用することができる。

＜その他＞
以上においては、送信機１０１の位置を推定する信号送受信システム１００について説明したが、送信機１０１の位置の推定は省略し、送信機１０１と受信機１０２との間の距離の算出のみが行われるようにしてもよい。この場合、少なくとも送信機１０１および受信機１０２とが１台ずつ設けられれば良い。

また、以上においては、各受信機１０２が固定的に設置されるように説明したが、受信機１０２の位置は、既知であればよく、可変であってもよい。つまり、受信機１０２が移動することができるようにしてもよい。

また、図２１に示される信号送受信システム４３０のように、送信機の位置が既知で受信機の位置が既知であり、受信機の位置を求めるようにしてもよい、例えば、図２１に示される信号送受信システム４３０において、送信機４３１−１乃至送信機４３１−３は、それぞれ、既知の互いに異なる位置に固定的に設置されている。また、受信機４３２は、例えばユーザに携帯される等、移動可能な状態にあり、その位置が不明である。

そして、各送信機４３１−１乃至送信機４３１−３は、自身に関する情報や自身の位置に関する情報を含む無線信号を、受信側にとって既知の所定のタイミングに合わせるようにグリッド送信する。受信機４３２は、各送信機４３１から送信された信号を受信し、それぞれ、伝搬遅延量を求め、各送信機４３１までの距離を算出する。さらに、受信機４３２は、算出した複数の距離を用いて、３点測位方式等により信号を送出する。このような場合であっても、伝搬遅延量、距離、および位置の求め方は、上述した信号送受信システム１００の場合と基本的に同様である。したがって、この信号送受信システム４３０の場合も、距離の算出や位置の推定等を、より高精度に行うことができる。

＜コンピュータ＞
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここでコンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータ等が含まれる。

図２２は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。

図２２に示されるコンピュータ６００において、CPU（Central Processing Unit）６１１、ROM（Read Only Memory）６１２、RAM（Random Access Memory）６１３は、バス６１４を介して相互に接続されている。

バス６１４にはまた、入出力インタフェース６２０も接続されている。入出力インタフェース６２０には、入力部６２１、出力部６２２、記憶部６２３、通信部６２４、およびドライブ６２５が接続されている。

入力部６２１は、例えば、キーボード、マウス、マイクロホン、タッチパネル、入力端子などよりなる。出力部６２２は、例えば、ディスプレイ、スピーカ、出力端子などよりなる。記憶部６２３は、例えば、ハードディスク、RAMディスク、不揮発性のメモリなどよりなる。通信部６２４は、例えば、ネットワークインタフェースよりなる。ドライブ６２５は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリなどのリムーバブルメディア６３１を駆動する。

以上のように構成されるコンピュータでは、CPU６１１が、例えば、記憶部６２３に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース６２０およびバス６１４を介して、RAM６１３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。RAM６１３にはまた、CPU６１１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。

コンピュータ（CPU６１１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア６３１に記録して適用することができる。その場合、プログラムは、リムーバブルメディア６３１をドライブ６２５に装着することにより、入出力インタフェース６２０を介して、記憶部６２３にインストールすることができる。

また、このプログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することもできる。その場合、プログラムは、通信部６２４で受信し、記憶部６２３にインストールすることができる。

その他、このプログラムは、ROM６１２や記憶部６２３に、あらかじめインストールしておくこともできる。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。

また、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

また、上述した各ステップの処理は、上述した各装置、若しくは、上述した各装置以外の任意の装置において、実行することができる。その場合、その処理を実行する装置が、上述した、その処理を実行するのに必要な機能（機能ブロック等）を有するようにすればよい。また、処理に必要な情報を、適宜、その装置に伝送するようにすればよい。

また、本明細書において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、全ての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれも、システムである。

また、以上において、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本技術は、１つの機能を、ネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。

また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。

さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。

また、本技術は、これに限らず、このような装置またはシステムを構成する装置に搭載するあらゆる構成、例えば、システムLSI（Large Scale Integration）等としてのプロセッサ、複数のプロセッサ等を用いるモジュール、複数のモジュール等を用いるユニット、ユニットにさらにその他の機能を付加したセット等（すなわち、装置の一部の構成）として実施することもできる。

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１） 所定の信号を、受信側にとって既知の所定のタイミングにおいて、無線信号として送信する送信部
を備える信号処理装置。
（２） 前記タイミングは、所定の時間毎に繰り返される、前記信号を送信可能なタイミングであり、
前記送信部は、前記信号を送信する帯域において通信が行われているかを確認するキャリアセンスを行い、前記帯域が空いていることを確認した場合、次の前記タイミングにおいて前記信号を送信するように構成される
（１）に記載の信号処理装置。
（３） 前記送信部は、GNSS（Global Navigation Satellite System）信号に含まれる時刻情報に基づいて前記タイミングを把握し、前記信号を送信するように構成される
（１）または（２）に記載の信号処理装置。
（４） 前記信号は、GNSS（Global Navigation Satellite System）信号に含まれる情報若しくはNULLデータと、前記信号処理装置に関する情報とを含む
（１）乃至（３）のいずれかに記載の信号処理装置。
（５） 前記信号を生成する生成部をさらに備える
（１）乃至（４）のいずれかに記載の信号処理装置。
（６） 信号処理装置が、所定の信号を、受信側にとって既知の所定のタイミングにおいて、無線信号として送信する
信号処理方法。
（７） コンピュータを、
所定の信号を、受信側にとって既知の所定のタイミングにおいて、無線信号として送信する送信部
として機能させるためのプログラム。
（８） 無線信号として受信された所定の信号の、前記信号が前記無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量を、前記信号と前記送信タイミングに同期した基準信号との相関に基づいて算出する伝搬遅延量算出部
を備える情報処理装置。
（９） 前記送信タイミングは、GNSS（Global Navigation Satellite System）信号に含まれる時刻情報に基づく、所定の時間毎に繰り返される前記信号を送信可能なタイミングのいずれかであり、
前記伝搬遅延量算出部は、算出した前記伝搬遅延量に基づいて、前記送信タイミングが、前記信号を送信可能なタイミングのいずれであるかを推定するように構成される
（８）に記載の情報処理装置。
（１０） 前記伝搬遅延量算出部により算出された前記伝搬遅延量を他の情報処理装置に送信する送信部をさらに備える
（８）または（９）に記載の情報処理装置。
（１１） 前記信号を受信する受信部をさらに備え、
前記伝搬遅延量算出部は、前記受信部により受信された前記信号の前記伝搬遅延量を算出するように構成される
（８）乃至（１０）のいずれかに記載の情報処理装置。
（１２） 前記伝搬遅延量算出部により算出された前記伝搬遅延量に基づいて、前記信号が送信された位置と受信された位置との距離を算出する距離算出部をさらに備える
（８）乃至（１１）のいずれかに記載の情報処理装置。
（１３） 前記伝搬遅延量算出部は、互いに異なる位置から送信され、互いに同じ位置で受信された複数の前記信号のそれぞれについて前記伝搬遅延量を算出するように構成され、
前記距離算出部は、前記伝搬遅延量算出部により算出された前記伝搬遅延量に基づいて、各信号について、送信された位置と受信された位置との距離を算出するように構成され、
複数の前記信号のそれぞれから、前記信号に含まれる、前記信号が送信された位置に関する情報である位置情報を取得する位置情報取得部と、
複数の前記信号のそれぞれの、前記距離算出部により算出された前記距離と、前記位置情報取得部取得部により取得された前記位置情報とに基づいて、前記信号が受信された位置を推定する位置推定部と
をさらに備える（１２）に記載の情報処理装置。
（１４） 情報処理装置が、無線信号として受信された所定の信号の、前記信号が前記無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量を、前記信号と前記送信タイミングに同期した基準信号との相関に基づいて算出する
情報処理方法。
（１５） コンピュータを、
無線信号として受信された所定の信号の、前記信号が前記無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量を、前記信号と前記送信タイミングに同期した基準信号との相関に基づいて算出する伝搬遅延量算出部
として機能させるためのプログラム。
（１６） 所定の信号が無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が前記無線信号として受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量に基づいて、前記信号が送信された位置と受信された位置との距離を算出する距離算出部
を備える情報処理装置。
（１７） 前記距離算出部は、前記信号が送信された位置と、前記信号が受信された複数の位置のそれぞれとの距離を算出するように構成され、
前記距離算出部により算出された複数の前記距離に基づいて、前記信号が送信された位置を推定する位置推定部をさらに備える
（１６）に記載の情報処理装置。
（１８） 前記距離算出部は、複数の前記伝搬遅延量の中から選択された、前記伝搬遅延量がより少ない所定数の前記伝搬遅延量に基づいて、前記信号が送信された位置と各伝搬遅延量に対応する前記信号を受信した位置との距離を算出するように構成される
（１７）に記載の情報処理装置。
（１９） 情報処理装置が、所定の信号が無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が前記無線信号として受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量に基づいて、前記信号が送信された位置と受信された位置との距離を算出する
情報処理方法。
（２０） コンピュータを、
所定の信号が無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が前記無線信号として受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量に基づいて、前記信号が送信された位置と受信された位置との距離を算出する距離算出部
として機能させるためのプログラム。

１００ 信号送受信システム， １０１ 送信機， １０２ 受信機， １０４ サーバ， １３１ 送信信号生成部， １４１ 送信部， １５１ GNSS信号受信部， １５２ NULL生成部， １５３ 選択部， １６５ グリッド送信制御部， ２０１ 受信部， ２０２ CPU， ２０３ GNSS信号受信部， ２０４ 通信部， ２５５ 伝搬遅延量算出部， ２６０ 情報取得部， ３０１ CPU， ３３１ 伝搬遅延量取得制御部， ３３２ 記憶制御部， ３３３ 読み出し制御部， ３３４ 選択部， ３３５ 距離算出部， ３３６ 位置推定部， ３３７ 位置情報出力制御部， ４００ ユーザ位置監視システム， ４１０ 盗難防止システム， ４２１ 無人機， ４３０ 信号送受信システム， ６００ コンピュータ

Claims (20)

1. 所定の信号を、受信側にとって既知の所定のタイミングにおいて、無線信号として送信する送信部
   を備える信号処理装置。
2. 前記タイミングは、所定の時間毎に繰り返される、前記信号を送信可能なタイミングであり、
   前記送信部は、前記信号を送信する帯域において通信が行われているかを確認するキャリアセンスを行い、前記帯域が空いていることを確認した場合、次の前記タイミングにおいて前記信号を送信するように構成される
   請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記送信部は、GNSS（Global Navigation Satellite System）信号に含まれる時刻情報に基づいて前記タイミングを把握し、前記信号を送信するように構成される
   請求項１に記載の信号処理装置。
4. 前記信号は、GNSS（Global Navigation Satellite System）信号に含まれる情報若しくはNULLデータと、前記信号処理装置に関する情報とを含む
   請求項１に記載の信号処理装置。
5. 前記信号を生成する生成部をさらに備える
   請求項１に記載の信号処理装置。
6. 信号処理装置が、所定の信号を、受信側にとって既知の所定のタイミングにおいて、無線信号として送信する
   信号処理方法。
7. コンピュータを、
   所定の信号を、受信側にとって既知の所定のタイミングにおいて、無線信号として送信する送信部
   として機能させるためのプログラム。
8. 無線信号として受信された所定の信号の、前記信号が前記無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量を、前記信号と前記送信タイミングに同期した基準信号との相関に基づいて算出する伝搬遅延量算出部
   を備える情報処理装置。
9. 前記送信タイミングは、GNSS（Global Navigation Satellite System）信号に含まれる時刻情報に基づく、所定の時間毎に繰り返される前記信号を送信可能なタイミングのいずれかであり、
   前記伝搬遅延量算出部は、算出した前記伝搬遅延量に基づいて、前記送信タイミングが、前記信号を送信可能なタイミングのいずれであるかを推定するように構成される
   請求項８に記載の情報処理装置。
10. 前記伝搬遅延量算出部により算出された前記伝搬遅延量を他の情報処理装置に送信する送信部をさらに備える
    請求項８に記載の情報処理装置。
11. 前記信号を受信する受信部をさらに備え、
    前記伝搬遅延量算出部は、前記受信部により受信された前記信号の前記伝搬遅延量を算出するように構成される
    請求項８に記載の情報処理装置。
12. 前記伝搬遅延量算出部により算出された前記伝搬遅延量に基づいて、前記信号が送信された位置と受信された位置との距離を算出する距離算出部をさらに備える
    請求項８に記載の情報処理装置。
13. 前記伝搬遅延量算出部は、互いに異なる位置から送信され、互いに同じ位置で受信された複数の前記信号のそれぞれについて前記伝搬遅延量を算出するように構成され、
    前記距離算出部は、前記伝搬遅延量算出部により算出された前記伝搬遅延量に基づいて、各信号について、送信された位置と受信された位置との距離を算出するように構成され、
    複数の前記信号のそれぞれから、前記信号に含まれる、前記信号が送信された位置に関する情報である位置情報を取得する位置情報取得部と、
    複数の前記信号のそれぞれの、前記距離算出部により算出された前記距離と、前記位置情報取得部取得部により取得された前記位置情報とに基づいて、前記信号が受信された位置を推定する位置推定部と
    をさらに備える請求項１２に記載の情報処理装置。
14. 情報処理装置が、無線信号として受信された所定の信号の、前記信号が前記無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量を、前記信号と前記送信タイミングに同期した基準信号との相関に基づいて算出する
    情報処理方法。
15. コンピュータを、
    無線信号として受信された所定の信号の、前記信号が前記無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量を、前記信号と前記送信タイミングに同期した基準信号との相関に基づいて算出する伝搬遅延量算出部
    として機能させるためのプログラム。
16. 所定の信号が無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が前記無線信号として受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量に基づいて、前記信号が送信された位置と受信された位置との距離を算出する距離算出部
    を備える情報処理装置。
17. 前記距離算出部は、前記信号が送信された位置と、前記信号が受信された複数の位置のそれぞれとの距離を算出するように構成され、
    前記距離算出部により算出された複数の前記距離に基づいて、前記信号が送信された位置を推定する位置推定部をさらに備える
    請求項１６に記載の情報処理装置。
18. 前記距離算出部は、複数の前記伝搬遅延量の中から選択された、前記伝搬遅延量がより少ない所定数の前記伝搬遅延量に基づいて、前記信号が送信された位置と各伝搬遅延量に対応する前記信号を受信した位置との距離を算出するように構成される
    請求項１７に記載の情報処理装置。
19. 情報処理装置が、所定の信号が無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が前記無線信号として受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量に基づいて、前記信号が送信された位置と受信された位置との距離を算出する
    情報処理方法。
20. コンピュータを、
    所定の信号が無線信号として送信された送信タイミングから前記信号が前記無線信号として受信された受信タイミングまでの遅延量である伝搬遅延量に基づいて、前記信号が送信された位置と受信された位置との距離を算出する距離算出部
    として機能させるためのプログラム。

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