DE102021103341A1

DE102021103341A1 - Kommunikationsvorrichtung, Informationsverarbeitungsverfahren und Speichermedium

Info

Publication number: DE102021103341A1
Application number: DE102021103341.1A
Authority: DE
Inventors: Yoshiki OISHI; Satoshi Mori; Kenichi Koga; Tatsuya Koike
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2020-02-14
Filing date: 2021-02-12
Publication date: 2021-08-19
Also published as: US11496283B2; CN113271621A; JP7366793B2; US20210258140A1; JP2021128078A

Abstract

Es ist ein Mechanismus bereitzustellen, der es möglich macht, die Genauigkeit beim Messen einer Entfernung zwischen einer Vielzahl von Vorrichtungen zu verbessern. Eine Kommunikationsvorrichtung umfasst: eine Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten, wobei jeder von diesen jeder konfiguriert ist zum drahtlosen Empfangen eines Signals von einer anderen Kommunikationsvorrichtung; und einen Steuerabschnitt, der konfiguriert ist zum Auswählen eines Drahtloskommunikationsabschnitts, von dem eine spezifische Empfangszeit detektiert wird, die einem optimalen Parameter entspricht, der ein Zuverlässigkeitsparameter ist, der bezeichnet, dass die spezifische Empfangszeit als ein Verarbeitungszielobjekt am angemessensten ist, als einen Sendekommunikationsabschnitt, der als ein Drahtloskommunikationsabschnitt dient, der ein Signal sendet, aus der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten, und konfiguriert ist zum Messen einer Entfernung zwischen dem Sendekommunikationsabschnitt und der anderen Kommunikationsvorrichtung auf Grundlage der spezifischen Empfangszeit, die aus einem Korrelationsberechnungsergebnis detektiert wird, das von/aus Signalen erhalten wird, die zwischen der anderen Kommunikationsvorrichtung und dem ausgewählten Sendekommunikationsabschnitt gesendet/empfangen werden.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung/Anmeldungen
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht den Prioritätsvorteil von der am 14. Februar 2020 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. JP 2020-023215 , deren gesamter Inhalt hierin mittels Bezugnahme eingebunden wird.
Hintergrund
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kommunikationsvorrichtung, ein Informationsverarbeitungsverfahren und ein Speichermedium.
In den letzten Jahren wurden Techniken entwickelt, die es einer Vorrichtung ermöglichen, eine Position einer anderen Vorrichtung gemäß einem Ergebnis des Sendens/Empfangens eines Signals zwischen den Vorrichtungen zu schätzen. Als ein Beispiel der Techniken zum Bestimmen einer Position offenbart die WO 2015/176776 A1 eine Technik, die es einem UWB-(Ultrabreitband-) Empfänger ermöglicht, einen Einfallswinkel eines Drahtlossignals von einem UWB-Sender durch Durchführen einer drahtlosen Kommunikation unter Verwendung von UWB zu schätzen.
Obwohl die in der WO 2015/176776 A1 offenbarte Technik den Einfallswinkel des Drahtlossignals schätzt, besteht Raum zur Verbesserung bei der Genauigkeit beim Messen einer Entfernung zwischen dem UWB-Empfänger und dem UWB-Sender.
Mit anderen Worten war es gewünscht, die Genauigkeit beim Messen einer Entfernung zwischen Vorrichtungen in Bezug auf die Techniken zum Messen einer Entfernung zwischen einer Vorrichtung und einer anderen Vorrichtung weiter zu verbessern.
Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung in Anbetracht der vorstehend dargelegten Sachverhalte gemacht, und besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Mechanismus bereitzustellen, der es möglich macht, die Genauigkeit beim Messen einer Entfernung zwischen einer Vielzahl von Vorrichtungen zu verbessern.
Kurzfassung
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt, mit: einer Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten, wobei jeder von diesen konfiguriert ist zum drahtlosen Empfangen eines Signals von einer anderen Kommunikationsvorrichtung; und einem Steuerabschnitt, der konfiguriert ist zum Korrelieren eines ersten Signals, das von der anderen Kommunikationsvorrichtung gesendet wird und eine Amplitudenänderung umfasst, mit jeweiligen zweiten Signalen, die erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten das erste Signal empfangen, in einem designierten Intervall, nachdem die andere Kommunikationsvorrichtung das erste Signal sendet, Detektieren einer Zeit, die einer Verzögerungszeit von zumindest einem Element entspricht, dessen Korrelationswert, der eine Größe einer Korrelation zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal bezeichnet, einen ersten Schwellenwert überschreitet, als eine spezifische Empfangszeit, zu der jeder von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten die Amplitudenänderung empfängt, die in jedem der zweiten Signale umfasst ist, in Bezug auf ein Korrelationsberechnungsergebnis, das ein Ergebnis ist, das erhalten wird durch Korrelieren des ersten Signals und der jeweiligen zweiten Signale in dem designierten Intervall und den Korrelationswert als ein Element umfasst, das zu jeder Verzögerungszeit erhalten wird, die als eine Zeit dient, die verstrichen ist, nachdem die andere Kommunikationsvorrichtung das erste Signal sendet, in dem designierten Intervall, Berechnen eines Zuverlässigkeitsparameters bezüglich jeder der ein oder mehr detektierten spezifischen Empfangszeiten, wobei der Zuverlässigkeitsparameter ein Indikator ist, der bezeichnet, ob die spezifische Empfangszeit als ein Verarbeitungszielobjekt angemessen ist, Auswählen des Drahtloskommunikationsabschnitts, von dem die spezifische Empfangszeit detektiert wird, die einem optimalen Parameter entspricht, als einen Sendekommunikationsabschnitt, der als der Drahtloskommunikationsabschnitt dient, der ein Signal sendet, aus der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten, wobei der optimale Parameter der Zuverlässigkeitsparameter, der bezeichnet, dass die spezifische Empfangszeit als das Verarbeitungszielobjekt am angemessensten ist, unter den Zuverlässigkeitsparametern ist, und Messen einer Entfernung zwischen dem Sendekommunikationsabschnitt und der anderen Kommunikationsvorrichtung auf Grundlage der spezifischen Empfangszeit, die aus dem Korrelationsberechnungsergebnis detektiert wird, das erhalten wird durch Korrelieren des ersten Signals und des zweiten Signals, die zwischen der anderen Kommunikationsvorrichtung und dem ausgewählten Sendekommunikationsabschnitt gesendet/empfangen werden.
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Informationsverarbeitungsverfahren bereitgestellt, das durch eine Kommunikationsvorrichtung ausgeführt wird, die eine Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten umfasst, wobei jeder von diesen konfiguriert ist zum drahtlosen Empfangen eines Signals von einer anderen Kommunikationsvorrichtung, wobei das Informationsverarbeitungsverfahren aufweist: Korrelieren eines ersten Signals, das von der anderen Kommunikationsvorrichtung gesendet wird und eine Amplitudenänderung umfasst, mit jeweiligen zweiten Signalen, die erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten das erste Signal empfangen, in einem designierten Intervall, nachdem die andere Kommunikationsvorrichtung das erste Signal sendet, Detektieren einer Zeit, die einer Verzögerungszeit von zumindest einem Element entspricht, dessen Korrelationswert, der eine Größe einer Korrelation zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal bezeichnet, einen ersten Schwellenwert überschreitet, als eine spezifische Empfangszeit, zu der jeder von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten die Amplitudenänderung empfängt, die in jedem der zweiten Signale umfasst ist, in Bezug auf ein Korrelationsberechnungsergebnis, das ein Ergebnis ist, das erhalten wird durch Korrelieren des ersten Signals und der jeweiligen zweiten Signale in dem designierten Intervall und den Korrelationswert als ein Element umfasst, das zu jeder Empfangszeit erhalten wird, die als eine Zeit dient, die verstrichen ist, nachdem die andere Kommunikationsvorrichtung das erste Signal sendet, in dem designierten Intervall, Berechnen eines Zuverlässigkeitsparameters bezüglich jeder der ein oder mehr detektierten spezifischen Empfangszeiten, wobei der Zuverlässigkeitsparameter ein Indikator ist, der bezeichnet, ob die spezifische Empfangszeit als ein Verarbeitungszielobjekt angemessen ist, Auswählen des Drahtloskommunikationsabschnitts, von dem die spezifische Empfangszeit detektiert wird, die einem optimalen Parameter entspricht, als einen Sendekommunikationsabschnitt, der als der Drahtloskommunikationsabschnitt dient, der ein Signal sendet, aus der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten, wobei der optimale Parameter der Zuverlässigkeitsparameter, der bezeichnet, dass die spezifische Empfangszeit als das Verarbeitungszielobjekt am angemessensten ist, unter den Zuverlässigkeitsparametern ist, und Messen einer Entfernung zwischen dem Sendekommunikationsabschnitt und der anderen Kommunikationsvorrichtung auf Grundlage der spezifischen Empfangszeit, die aus dem Korrelationsberechnungsergebnis detektiert wird, das erhalten wird durch Korrelieren des ersten Signals und des zweiten Signals, die zwischen der anderen Kommunikationsvorrichtung und dem ausgewählten Sendekommunikationsabschnitt gesendet/empfangen werden.
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Informationsverarbeitungsverfahren bereitgestellt, das durch eine Kommunikationsvorrichtung ausgeführt wird, die eine Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten umfassen, wobei jeder von diesen konfiguriert ist zum drahtlosen Empfangen eines Signals von einer anderen Kommunikationsvorrichtung, wobei das Informationsverarbeitungsverfahren aufweist: Korrelieren eines ersten Signals, das von der anderen Kommunikationsvorrichtung gesendet wird und eine Amplitudenänderung umfasst, mit jeweiligen zweiten Signalen, die erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten das erste Signal empfangen, in einem designierten Intervall, nachdem die andere Kommunikationsvorrichtung das erste Signal sendet, Detektieren einer Zeit, die einer Verzögerungszeit von zumindest einem Element entspricht, dessen Korrelationswert, der eine Größe einer Korrelation zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal bezeichnet, einen ersten Schwellenwert überschreitet, als eine spezifische Empfangszeit, zu der jeder von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten die Amplitudenänderung empfängt, die in jedem der zweiten Signale umfasst ist, in Bezug auf ein Korrelationsberechnungsergebnis, das ein Ergebnis ist, das erhalten wird durch Korrelieren des ersten Signals und der jeweiligen zweiten Signale in dem designierten Intervall und den Korrelationswert als ein Element umfasst, das zu jeder Empfangszeit erhalten wird, die als eine Zeit dient, die verstrichen ist, nachdem die andere Kommunikationsvorrichtung das erste Signal sendet, in dem designierten Intervall, Berechnen eines Zuverlässigkeitsparameters bezüglich jeder der ein oder mehr detektierten spezifischen Empfangszeiten, wobei der Zuverlässigkeitsparameter ein Indikator ist, der bezeichnet, ob die spezifische Empfangszeit als ein Verarbeitungszielobjekt angemessen ist, Auswählen des Drahtloskommunikationsabschnitts, von dem die spezifische Empfangszeit detektiert wird, die einem optimalen Parameter entspricht, als einen Sendekommunikationsabschnitt, der als der Drahtloskommunikationsabschnitt dient, der ein Signal sendet, aus der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten, wobei der optimale Parameter der Zuverlässigkeitsparameter, der bezeichnet, dass die spezifische Empfangszeit als das Verarbeitungszielobjekt am angemessensten ist, unter den Zuverlässigkeitsparametern ist, und Messen einer Entfernung zwischen dem Sendekommunikationsabschnitt und der anderen Kommunikationsvorrichtung auf Grundlage der spezifischen Empfangszeit, die aus dem Korrelationsberechnungsergebnis detektiert wird, das erhalten wird durch Korrelieren des ersten Signals und des zweiten Signals, die zwischen der anderen Kommunikationsvorrichtung und dem ausgewählten Sendekommunikationsabschnitt gesendet/empfangen werden.
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, den Mechanismus bereitzustellen, der es möglich macht, die Genauigkeit beim Messen einer Entfernung zwischen einer Vielzahl von Vorrichtungen zu verbessern.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Konfiguration eines Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Anordnung von einer Vielzahl von in einem Fahrzeug installierten Antennen gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
3 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Positionsparameters einer tragbaren Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
4 ist eine Darstellung, die ein Beispiel des Positionsparameters der tragbaren Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
5 ist eine Darstellung, die ein Beispiel von Verarbeitungsblöcken zur Signalverarbeitung in einer Kommunikationseinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
6 ist ein Graph, der ein Beispiel von einer CIR gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
7 ist ein Sequenzdiagramm, das ein Beispiel eines Ablaufs eines in dem System ausgeführten Entfernungsmessprozesses gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
8 ist ein Sequenzdiagramm, das ein Beispiel eines Ablaufs eines in dem System ausgeführten Winkelschätzprozesses gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
9 ist ein Graph, der ein Beispiel von einer CIR in Bezug auf einen Drahtloskommunikationsabschnitt in einer LOS-Bedingung veranschaulicht.
10 ist ein Graph, der ein Beispiel von einer CIR in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt in einer NLOS-Bedingung veranschaulicht.
11 ist ein Graph, der ein Beispiel von einer CIR in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt in der LOS-Bedingung veranschaulicht.
12 ist ein Graph, der ein Beispiel von einer CIR in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt in der NLOS-Bedingung veranschaulicht.
13 sind Graphen, die ein Beispiel von CIRs in Bezug auf eine Vielzahl der Drahtloskommunikationsabschnitte veranschaulichen.
14 sind Graphen, die ein Beispiel von CIRs in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten veranschaulichen.
15 sind Graphen zur Beschreibung von Beispielen eines Zuverlässigkeitsparameters gemäß dem Ausführungsbeispiel.
16 sind Diagramme zur Beschreibung von Beispielen des Zuverlässigkeitsparameters gemäß dem Ausführungsbeispiel.
17 ist ein Graph, der ein Beispiel von der CIR veranschaulicht.
18 ist ein Graph, der ein Beispiel von der CIR veranschaulicht.
19 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Ablaufs eines Masterauswahlprozesses veranschaulicht, der durch die Kommunikationseinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
20 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Ablaufs des Masterauswahlprozesses veranschaulicht, der durch die Kommunikationseinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.

Ausführliche Beschreibung des/der Ausführungsbeispiels/Ausführungsbeispiele
Nachstehend werden hierin unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass in dieser Schrift und den beigefügten Zeichnungen strukturelle Elemente, die im Wesentlichen die gleiche Funktion und Struktur aufweisen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und eine wiederholte Erläuterung von diesen ausgelassen wird.
Ferner sind in der vorliegenden Schrift und den Zeichnungen unterschiedliche Buchstaben an ein gleiches Bezugszeichen angehängt, um Elemente zu unterscheiden, die im Wesentlichen die gleiche funktionale Konfiguration aufweisen. Zum Beispiel werden eine Vielzahl von Elementen, die im Wesentlichen die gleiche funktionale Konfiguration aufweisen, wie etwa Drahtloskommunikationsabschnitte 210A, 210B und 210C bei Bedarf unterschieden. Wenn jedoch keine besondere Notwendigkeit zum Unterscheiden von Elementen besteht, die im Wesentlichen die gleiche funktionale Konfiguration aufweisen, wird das gleiche Bezugszeichen alleine angefügt. Zum Beispiel werden in dem Fall, dass es nicht notwendig ist, die Drahtloskommunikationsabschnitte 210A, 210B und 210C besonders zu unterscheiden, die Drahtloskommunikationsabschnitte 210A, 210B und 210C einfach als die Drahtloskommunikationsabschnitte 210 bezeichnet.
< < 1. Konfigurationsbeispiel>>
1 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Konfiguration eines Systems 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Wie es in 1 veranschaulicht ist, umfasst das System 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine tragbare Vorrichtung 100 und eine Kommunikationseinheit 200. Die Kommunikationseinheit 200 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in einem Fahrzeug 202 installiert. Das Fahrzeug 202 ist ein Beispiel eines Nutzungsziels/-zielobjekts des Benutzers.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind eine Kommunikationsvorrichtung eines Authentisierten und eine Kommunikationsvorrichtung eines Authentisierers beteiligt. In dem in 1 veranschaulichten Beispiel ist die tragbare Vorrichtung 100 ein Beispiel der Kommunikationsvorrichtung des Authentisierten, und ist die Kommunikationseinheit 200 ein Beispiel der Kommunikationsvorrichtung des Authentisierers.
Wenn ein Benutzer (zum Beispiel ein Fahrer des Fahrzeugs 202), der die tragbare Vorrichtung 100 trägt, sich dem Fahrzeug 202 nähert, führt das System 1 eine drahtlose Kommunikation zur Authentisierung zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der in dem Fahrzeug 202 installierten Kommunikationseinheit 200 durch. Als Nächstes wird, wenn die Authentisierung erfolgreich ist, das Fahrzeug 202 für den Benutzer verfügbar, indem eine Türverriegelung des Fahrzeugs 202 entriegelt wird oder eine Maschine bzw. Brennkraftmaschine des Fahrzeugs 202 gestartet wird. Das System 1 wird auch als ein intelligentes Zutrittssystem bzw. Smart-Entry-System bezeichnet. Als Nächstes werden jeweilige strukturelle Elemente nacheinander beschrieben.
Tragbare Vorrichtung 100
Die tragbare Vorrichtung 100 ist als eine beliebige Vorrichtung konfiguriert, die von dem Benutzer zu tragen ist. Beispiele der beliebigen Vorrichtung umfassen einen elektronischen Schlüssel, ein Smartphone, ein tragbares Endgerät („Wearable“) und dergleichen. Wie es in 1 veranschaulicht ist, umfasst die tragbare Vorrichtung 100 einen Drahtloskommunikationsabschnitt bzw. -teil 110, einen Speicherabschnitt bzw. -teil 120 und einen Steuerabschnitt bzw. - teil 130.
Der Drahtloskommunikationsabschnitt 110 hat eine Funktion zum Durchführen einer drahtlosen Kommunikation mit der in dem Fahrzeug 202 installierten Kommunikationseinheit 200. Der Drahtloskommunikationsabschnitt 110 empfängt drahtlos ein Signal von der in dem Fahrzeug 202 installierten Kommunikationseinheit 200. Außerdem sendet der Drahtloskommunikationsabschnitt 110 drahtlos ein Signal an die Kommunikationseinheit 200.
Zum Beispiel wird eine drahtlose Kommunikation zwischen dem Drahtloskommunikationsabschnitt 110 und der Kommunikationseinheit 200 beispielsweise durch Verwendung eines Ultrabreitband-(UWB-)Signals durchgeführt. In der drahtlosen Kommunikation des UWB-Signals ist es für Impuls-UWB möglich, eine Ausbreitungs- bzw. Laufzeitverzögerungszeit einer Funkwelle mit hoher Genauigkeit zu messen, indem die Funkwelle mit einer ultrakurzen Pulsbreite von einer Nanosekunde oder weniger verwendet wird, und ist es möglich, eine Entfernungsmessung mit hoher Genauigkeit auf Grundlage der Ausbreitungs- bzw. Laufzeitverzögerungszeit durchzuführen. Es ist zu beachten, dass die Ausbreitungs- bzw. Laufzeitverzögerungszeit eine Zeit vom Senden bis zum Empfangen der Funkwelle ist. Der Drahtloskommunikationsabschnitt 110 ist als eine Kommunikationsschnittstelle konfiguriert, die es möglich macht, eine Kommunikation beispielsweise durch Verwendung der UWB-Signale durchzuführen.
Es ist zu beachten, dass das UWB-Signal beispielsweise als ein Entfernungsmesssignal, ein Winkelschätzsignal und ein Datensignal gesendet/empfangen werden kann. Das Entfernungsmesssignal ist ein Signal, das in dem (nachstehend zu beschreibenden) Entfernungsmessprozess gesendet und empfangen wird. Das Entfernungsmesssignal kann in einem Rahmenformat, das keinen Nutzlastteil zur Speicherung von Daten umfasst, oder in einem Rahmenformat, das den Nutzlastteil umfasst, konfiguriert sein. Das Winkelschätzsignal ist ein Signal, das in einem (nachstehend zu beschreibenden) Winkelschätzprozess gesendet und empfangen wird. Das Winkelschätzsignal kann in einer Art und Weise konfiguriert sein, die ähnlich zu dem Entfernungsmesssignal ist. Das Datensignal ist vorzugsweise in dem Rahmenformat konfiguriert, das den Nutzlastteil zur Speicherung der Daten umfasst.
Hier umfasst der Drahtloskommunikationsabschnitt 110 zumindest eine Antenne 111. Außerdem sendet/empfängt der Drahtloskommunikationsabschnitt 110 ein Drahtlossignal über die zumindest eine Antenne 111.
Der Speicherabschnitt 120 hat eine Funktion zum Speichern von verschiedenen Arten von Informationen zum Betreiben der tragbaren Vorrichtung 100. Zum Beispiel speichert der Speicherabschnitt 120 ein Programm zum Betreiben der tragbaren Vorrichtung 100, sowie einen Identifikator bzw. Bezeichner (ID), ein Passwort und einen Authentisierungsalgorithmus zur Authentisierung und dergleichen. Zum Beispiel umfasst der Speicherabschnitt 120 ein Speichermedium wie etwa einen Flashspeicher und eine Verarbeitungsvorrichtung, die ein Aufzeichnen/Wiedergeben auf/von dem Speichermedium durchführt.
Der Steuerabschnitt 130 hat eine Funktion zum Ausführen von Prozessen in der tragbaren Vorrichtung 100. Zum Beispiel steuert der Steuerabschnitt 130 den Drahtloskommunikationsabschnitt 110 zum Durchführen einer Kommunikation mit der Kommunikationseinheit 200 des Fahrzeugs 202. Der Steuerabschnitt 130 liest Informationen von dem Speicherabschnitt 120 und schreibt Informationen in den Speicherabschnitt 120. Der Steuerabschnitt 130 funktioniert auch als ein Authentisierungssteuerabschnitt bzw. -teil, der einen Authentisierungsprozess zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 des Fahrzeugs 202 steuert. Zum Beispiel kann der Steuerabschnitt 130 eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) und eine elektronische Schaltung wie etwa einen Mikroprozessor umfassen.
Kommunikationseinheit 200
Die Kommunikationseinheit 200 ist in Zusammenhang/Verbindung mit dem Fahrzeug 202 erstellt bzw. eingerichtet. Hier wird angenommen, dass die Kommunikationseinheit 200 in dem Fahrzeug 202 derart installiert ist, dass die Kommunikationseinheit 200 in einem Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs 202 installiert ist, die Kommunikationseinheit 200 in dem Fahrzeug 202 als ein Kommunikationsmodul eingebaut ist, oder auf andere Art und Weise. Alternativ kann die Kommunikationseinheit 200 als ein von dem Fahrzeug 202 separates Objekt derart erstellt bzw. eingerichtet sein, dass die Kommunikationseinheit 200 in/an einem Parkplatz für das Fahrzeug 202 installiert ist, oder in einer anderen Art und Weise. In diesem Fall kann die Kommunikationseinheit 200 ein Steuersignal auf Grundlage eines Ergebnisses einer Kommunikation mit der tragbaren Vorrichtung 100 drahtlos an das Fahrzeug 202 senden und das Fahrzeug 202 fernsteuern. Wie es in 1 veranschaulicht ist, umfasst die Kommunikationseinheit 200 eine Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten bzw. -teilen 210 (210A bis 210D), einen Speicherabschnitt bzw. -teil 220 und einen Steuerabschnitt bzw. -teil 230.
Der Drahtloskommunikationsabschnitt 210 hat eine Funktion zum Durchführen einer drahtlosen Kommunikation mit dem Drahtloskommunikationsabschnitt 110 der tragbaren Vorrichtung 100. Der Drahtloskommunikationsabschnitt 210 empfängt drahtlos ein Signal von der tragbaren Vorrichtung 100. Außerdem sendet der Drahtloskommunikationsabschnitt 210 drahtlos ein Signal an die tragbare Vorrichtung 100. Der Drahtloskommunikationsabschnitt 210 ist als eine Kommunikationsschnittstelle konfiguriert, die es möglich macht, eine Kommunikation beispielsweise durch Verwendung von UWB durchzuführen.
Hier umfasst jeder der Drahtloskommunikationsabschnitte 210 eine Antenne 211. Außerdem sendet/empfängt jeder der Drahtloskommunikationsabschnitte 210 ein Drahtlossignal über die Antenne 211.
Der Speicherabschnitt 220 hat eine Funktion zum Speichern von verschiedenen Arten von Informationen zum Betreiben der Kommunikationseinheit 200. Zum Beispiel speichert der Speicherabschnitt 220 ein Programm zum Betreiben der Kommunikationseinheit 200, einen Authentisierungsalgorithmus und dergleichen. Zum Beispiel umfasst der Speicherabschnitt 220 ein Speichermedium wie etwa einen Flashspeicher und eine Verarbeitungsvorrichtung, die ein Aufzeichnen/Wiedergeben auf/von dem Speichermedium durchführt.
Der Steuerabschnitt 230 hat eine Funktion zum Steuern eines Gesamtbetriebs, der durch die Kommunikationseinheit 200 und in dem Fahrzeug 202 installierte Fahrzeugausrüstung durchgeführt wird. Zum Beispiel steuert der Steuerabschnitt 230 die Drahtloskommunikationsabschnitte 210 zum Durchführen einer Kommunikation mit der tragbaren Vorrichtung 100. Der Steuerabschnitt 230 liest Informationen von dem Speicherabschnitt 220 und schreibt Informationen in den Speicherabschnitt 220. Der Steuerabschnitt 230 funktioniert auch als ein Authentisierungssteuerabschnitt bzw. -teil, der den Authentisierungsprozess zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 des Fahrzeugs 202 steuert. Außerdem funktioniert der Steuerabschnitt 230 auch als ein Türverriegelungssteuerabschnitt bzw. -teil, der ein Türschloss des Fahrzeugs 202 steuert und das Türschloss öffnet und schließt. Der Steuerabschnitt 230 funktioniert auch als ein Maschinensteuerabschnitt, der die Maschine des Fahrzeugs 202 steuert und die Maschine startet/stoppt. Es ist zu beachten, dass ein Motor oder dergleichen zusätzlich zu der Maschine als eine Antriebsquelle in dem Fahrzeug 202 installiert sein kann. Zum Beispiel ist der Steuerabschnitt 230 als eine elektronische Schaltung wie etwa eine elektronische Steuereinheit (ECU) konfiguriert.
«2. Schätzung von Positionsparameter»
<Positionsparameter>
Die Kommunikationseinheit 200 (im Speziellen der Steuerabschnitt 230) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt einen Positionsparameterschätzprozess zum Schätzen eines Positions- bzw. Lageparameters durch, der eine Position der tragbaren Vorrichtung 100 darstellt. Unter Bezugnahme auf 2 bis 4 werden hierin nachstehend verschiedene Definitionen bezüglich des Positionsparameters beschrieben.
2 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Anordnung der Vielzahl von in dem Fahrzeug 202 installierten Antennen 211 (Drahtloskommunikationsabschnitten 210) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Wie es in 2 veranschaulicht ist, sind die vier Antennen 211 (211A bis 211D) an/auf einer Decke bzw. einem Dach des Fahrzeugs 202 installiert. Die Antenne 211A ist auf einer vorderen rechten Seite des Fahrzeugs 202 installiert. Die Antenne 211B ist auf einer vorderen linken Seite des Fahrzeugs 202 installiert. Die Antenne 211C ist auf einer hinteren rechten Seite des Fahrzeugs 202 installiert. Die Antenne 211D ist auf einer hinteren linken Seite des Fahrzeugs 202 installiert. Es ist zu beachten, dass Entfernungen bzw. Abstände zwischen benachbarten Antennen 211 auf eine Hälfte oder weniger einer Wellenlänge λ einer Trägerwelle eines (nachstehend zu beschreibenden) Winkelschätzsignals eingestellt/festgelegt sind. Ein lokales Koordinatensystem der Kommunikationseinheit 200 ist als ein Koordinatensystem basierend auf der Kommunikationseinheit 200 eingestellt/festgelegt. Ein Beispiel des lokalen Koordinatensystems der Kommunikationseinheit 200 hat seinen Ursprung in der Mitte der vier Antennen 211. Dieses lokale Koordinatensystem hat seine X-Achse entlang einer Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugs 202, seine Y-Achse entlang einer Links-Rechts-Richtung des Fahrzeugs 202 und seine Z-Achse entlang einer Oben-Unten-Richtung des Fahrzeugs 202. Es ist zu beachten, dass die X-Achse parallel zu einer Linie ist, die ein Paar der Antennen in der Vorne-Hinten-Richtung verbindet (wie etwa ein Paar aus der Antenne 211A und der Antenne 211C und ein Paar aus der Antenne 211B und der Antenne 211D). Außerdem ist die Y-Achse parallel zu einer Linie, die ein Paar der Antennen in der Links-Rechts-Richtung verbindet (wie etwa ein Paar aus der Antenne 211A und der Antenne 211B und ein Paar aus der Antenne 211C und Antenne 211D).
Es ist zu beachten, dass die Anordnung der vier Antennen 211 nicht auf die quadratische Form beschränkt ist. Die Anordnung der vier Antennen 211 kann eine Parallelogrammform, eine Trapezform, eine Rechteckform oder jede beliebige andere Form sein. Natürlich ist die Anzahl von Antennen 211 nicht auf vier beschränkt.
3 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Positionsparameters der tragbaren Vorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Der Positionsparameter kann eine Entfernung bzw. Distanz R zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 umfassen. Die in 3 veranschaulichte Entfernung R ist eine Entfernung bzw. Distanz von dem Ursprung des lokalen Koordinatensystems der Kommunikationseinheit 200 zu der tragbaren Vorrichtung 100. Die Entfernung R wird auf Grundlage eines Ergebnisses des Sendens/Empfangens eines (nachstehend zu beschreibenden) Entfernungsmesssignals zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und einem von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 geschätzt. Die Entfernung R kann eine Entfernung zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und einem der Drahtloskommunikationsabschnitte 210 sein, die das (nachstehend zu beschreibende) Entfernungsmesssignal senden/empfangen.
Außerdem kann, wie es in 3 veranschaulicht ist, der Positionsparameter einen Winkel der tragbaren Vorrichtung 100 basierend auf der Kommunikationseinheit 200 umfassen, wobei der Winkel einen Winkel α zwischen der X-Achse und der tragbaren Vorrichtung 100 und einen Winkel β zwischen der Y-Achse und der tragbaren Vorrichtung 100 umfasst. Die Winkel α und β sind Winkel zwischen den Koordinatenachsen eines ersten vorbestimmten Koordinatensystems und einer geraden Linie, die die tragbare Vorrichtung 100 mit dem Ursprung des ersten vorbestimmten Koordinatensystems verbindet. Zum Beispiel ist das erste vorbestimmte Koordinatensystem das lokale Koordinatensystem der Kommunikationseinheit 200. Der Winkel α ist ein Winkel zwischen der X-Achse und der geraden Linie, die die tragbare Vorrichtung 100 mit dem Ursprung verbindet. Der Winkel β ist ein Winkel zwischen der Y-Achse der geraden Linie, die die tragbare Vorrichtung 100 mit dem Ursprung verbindet.
4 ist eine Darstellung, die ein Beispiel des Positionsparameters der tragbaren Vorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Der Positionsparameter kann Koordinaten der tragbaren Vorrichtung 100 in einem zweiten vorbestimmten Koordinatensystem umfassen. In 4 sind eine Koordinate x auf der X-Achse, eine Koordinate y auf der Y-Achse und eine Koordinate z auf der Z-Achse der tragbaren Vorrichtung 100 ein Beispiel solcher Koordinaten. Mit anderen Worten kann das zweite vorbestimmte Koordinatensystem das lokale Koordinatensystem der Kommunikationseinheit 200 sein. Alternativ kann das zweite vorbestimmte Koordinatensystem ein globales Koordinatensystem sein.
<CIR>
CIR-Berechnungsprozess
In dem Positionsparameterschätzprozess kommunizieren die tragbare Vorrichtung 100 und die Kommunikationseinheit 200 miteinander, um den Positionsparameter zu schätzen. Zu dieser Zeit berechnen die tragbare Vorrichtung 100 und die Kommunikationseinheit 200 Kanalimpulsantworten (CIRs: „Channel Impulse Responses“).
Die CIR ist eine Antwort, die erhalten wird, wenn ein Impuls in das System eingegeben wird. In dem Fall, dass ein Drahtloskommunikationsabschnitt von einer von der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 (die hierin nachstehend als Sender bezeichnet wird) ein Signal, das einen Puls umfasst, als ein erstes Signal sendet, wird die CIR gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf Grundlage eines zweiten Signals berechnet, das dem ersten Signal entspricht und durch einen Drahtloskommunikationsabschnitt von der anderen (die hierin nachstehend als Empfänger bezeichnet wird) empfangen wird. Der Puls ist ein Signal, der eine Amplitudenänderung umfasst. Es kann gesagt werden, dass die CIR Eigenschaften bzw. Charakteristika eines Drahtloskommunikationspfads bzw. -wegs zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 bezeichnet. Hierin nachstehend wird das erste Signal auch als ein Sendesignal bezeichnet und wird das zweite Signal auch als ein Empfangssignal bezeichnet.
Zum Beispiel kann die CIR ein Korrelationsberechnungsergebnis sein, das ein Ergebnis ist, das erhalten wird, indem das Sendesignal mit dem Empfangssignal zu jeder Verzögerungszeit korreliert wird, die eine Zeit ist, die verstrichen ist, nachdem der Sender das Sendesignal sendet. Hier kann die Korrelation eine gleitende Korrelation sein, die ein Prozess zum Korrelieren des Sendesignals mit dem Empfangssignal durch Verschieben von relativen Positionen der Signale in einer Zeitrichtung ist. Das Korrelationsberechnungsergebnis umfasst einen Korrelationswert, der einen Grad bzw. ein Aus-/Maß der Korrelation zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal bezeichnet, als ein Element, das zu jeder Verzögerungszeit erhalten wird. Jedes von einer Vielzahl der Elemente, die in dem Korrelationsberechnungsergebnis umfasst sind, stellt Informationen dar, die eine Kombination der Verzögerungszeit und des Korrelationswerts umfassen. Die Korrelation kann zu jeder Verzögerungszeit zwischen designierten bzw. bestimmten/festgelegten/vorgesehenen Intervallen berechnet werden. Mit anderen Worten kann die CIR ein Ergebnis eines Korrelierens des Sendesignals mit dem Empfangssignal in dem designierten bzw. bestimmten/festgelegten/ vorgesehenen Intervall sein, nachdem der Sender das Sendesignal sendet. Hier ist das designierte bzw. bestimmte/festgelegte/vorgesehene Intervall zum Beispiel ein Intervall bzw. eine Zeitspanne/-dauer zwischen Zeitpunkten, zu denen der Empfänger das Empfangssignal abtastet. Daher wird ein Element, das in der CIR umfasst ist, auch als ein Abtastpunkt bezeichnet. Der Korrelationswert kann eine komplexe Zahl sein, die IQ-Komponenten umfasst. Außerdem kann der Korrelationswert eine Phase oder eine Amplitude der komplexen Zahl sein. Außerdem kann der Korrelationswert eine elektrische Leistung sein, die eine Summe von Quadraten einer I-Komponente und einer Q-Komponente der komplexen Zahl (oder ein Amplitudenquadrat) ist.
As ein weiteres Beispiel kann die CIR das Empfangssignal selbst (eine komplexe Zahl mit IQ-Komponenten) sein. Alternativ kann die CIR eine Phase oder eine Amplitude des Empfangssignals sein. Alternativ kann die CIR eine elektrische Leistung sein, die eine Summe von Quadraten einer I-Komponente und einer Q-Komponente der komplexen Zahl (oder ein Amplitudenquadrat) ist.
Ein zu jeder Verzögerungszeit erhaltener Wert von der CIR wird auch als CIR-Wert bezeichnet. Mit anderen Worten ist die CIR eine chronologische bzw. zeitliche Änderung des CIR-Werts. In dem Fall, dass die CIR das Korrelationsberechnungsergebnis ist, ist der CIR-Wert ein Korrelationswert, der zu jeder Verzögerungszeit erhalten wird. In dem Fall, dass die CIR das Empfangssignal selbst ist, ist der CIR-Wert das Empfangssignal, das zu jeder Verzögerungszeit empfangen wird. In dem Fall, dass die CIR die Phase oder die Amplitude des Empfangssignals ist, ist der CIR-Wert die Phase oder die Amplitude des Empfangssignals, das/die zu jeder Verzögerungszeit empfangen wird. In dem Fall, dass die CIR die elektrische Leistung des Empfangssignals ist, ist der CIR-Wert die elektrische Leistung des Empfangssignals, das/die zu jeder Verzögerungszeit empfangen wird.
In dem Fall, dass die CIR das Korrelationsberechnungsergebnis ist, berechnet der Empfänger die CIR durch Korrelieren des Sendesignals mit dem Empfangssignal über die gleitende Korrelation. Zum Beispiel berechnet der Empfänger einen Wert, der durch Korrelieren des Empfangssignals mit dem Sendesignal erhalten wird, das um eine gewisse Verzögerungszeit verzögert wird/ist, als Eigenschaften bzw. Charakteristika (nämlich einen CIR-Wert), die zu der Verzögerungszeit erhalten werden. Als Nächstes berechnet der Empfänger den CIR-Wert zu jeder Verzögerungszeit, um die CIR zu berechnen. Nachstehend wird hierin angenommen, dass die CIR das Korrelationsberechnungsergebnis ist.
Es ist zu beachten, dass die CIR in einer Entfernungsmesstechnik unter Verwendung von UWB auch als Verzögerungsprofil bezeichnet wird. Insbesondere wird die CIR unter Verwendung von elektrischer Leistung als den CIR-Wert als Leistungsverzögerungsprofil bezeichnet.
Nachstehend wird hierin unter Bezugnahme auf 5 bis 6 ein CIR-Berechnungsprozess ausführlich beschrieben, der in dem Fall durchgeführt wird, dass die tragbare Vorrichtung 100 als der Sender dient und die Kommunikationseinheit 200 als der Empfänger dient.
5 ist eine Darstellung, die ein Beispiel von Verarbeitungsblöcken zur Signalverarbeitung in der Kommunikationseinheit 200 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Wie es in 5 veranschaulicht ist, umfasst die Kommunikationseinheit 200 einen Oszillator 212, einen Multiplizierer 213, einen 90-Grad-Phasenschieber 214, einen Multiplizierer 215, ein Tiefpassfilter (LPF) 216, ein LPF 217, einen Korrelator 218 und einen Integrator 219.
Der Oszillator 212 erzeugt ein Signal einer gleichen Frequenz wie eine Frequenz einer Trägerwelle, die ein Sendesignal trägt, und gibt das erzeugte Signal an den Multiplizierer 213 und den 90-Grad-Phasenschieber 214 aus.
Der Multiplizierer 213 multipliziert ein durch die Antenne 211 empfangenes Empfangssignal und das von dem Oszillator 212 ausgegebene Signal und gibt ein Ergebnis der Multiplikation an das LPF 216 aus. Unter Eingangssignalen gibt das LPF 216 ein Signal einer Frequenz, die niedriger ist als die Frequenz der Trägerwelle, die das Sendesignal trägt, an den Korrelator 218 aus. Das an den Korrelator 218 eingegebene Signal ist eine I-Komponente (nämlich ein Realteil) unter Komponenten, die einer Einhüllenden des Empfangssignals entsprechen.
Der 90-Grad-Phasenschieber 214 verzögert die Phase des Eingangssignals um 90 Grad und gibt das verzögerte Signal an den Multiplizierer 215 aus. Der Multiplizierer 215 multipliziert das durch die Antenne 211 empfangene Empfangssignal mit dem von dem 90-Grad-Phasenschieber 214 ausgegebenen Signal und gibt ein Ergebnis der Multiplikation an das LPF 217 aus. Unter Eingangssignalen gibt das LPF 217 ein Signal einer Frequenz, die niedriger ist als die Frequenz der Trägerwelle, die das Sendesignal trägt, an den Korrelator 218 aus. Das an den Korrelator 218 eingegebene Signal ist eine Q-Komponente (nämlich ein Imaginärteil) unter den Komponenten, die der Einhüllenden des Empfangssignals entsprechen.
Der Korrelator 218 berechnet die CIR durch Korrelieren eines Referenzsignals mit den Empfangssignalen, die die von dem LPF 216 und dem LPF 217 ausgegebene I-Komponente und Q-Komponente umfassen, mittels der gleitenden Korrelation. Es ist zu beachten, dass das hierin beschriebene Referenzsignal das gleiche Signal wie das Sendesignal vor Multiplikation der Trägerwelle ist.
Der Integrator 219 integriert die von dem Korrelator 218 ausgegebenen CIRs und gibt die integrierten CIRs aus.
Hier kann der Sender ein Signal, das eine Präambel umfasst, als das Sendesignal senden. Die Präambel ist eine Sequenz, die dem Sender und dem Empfänger bekannt ist. Typischerweise ist die Präambel an einem Kopf bzw. vorderen Ende des Sendesignals angeordnet. Die Präambel umfasst ein oder mehr Präambelsymbole. Das Präambelsymbol ist eine Pulssequenz, die ein oder mehr Pulse umfasst. Die Pulssequenz ist ein Satz von der Vielzahl von Pulsen, die in der Zeitrichtung voneinander getrennt sind.
Das Präambelsymbol ist ein Ziel/Zielobjekt einer durch den Integrator 219 durchgeführten Integration. Daher berechnet der Korrelator 218 die CIR für jedes von den ein oder mehr Präambelssymbolen durch Korrelieren eines Teils bzw. Bereichs, der einem Präambelsymbol entspricht, mit einem in dem Sendesignal umfassten Präambelssymbol in Bezug auf jeden von Teilen bzw. Bereichen, die den ein oder mehr Präambelsymbolen entsprechen, die in dem Empfangssignal umfasst sind, in den designierten bzw. bestimmten/festgelegten/vorgesehenen Intervallen, nachdem die tragbare Vorrichtung 100 das Präambelsymbol sendet. Als Nächstes erhält der Integrator 219 integrierte CIRs durch Integrieren der CIRs jeweiligen Präambelsymbole in Bezug auf die ein oder mehr Präambelsymbole, die in der Präambel umfasst sind. Als Nächstes gibt der Integrator 219 die integrierten CIRs aus. Nachstehend meint hierin die CIR die integrierten CIRs, sofern es nicht anderweitig angegeben ist.
Wie es vorstehend beschrieben ist, umfasst die CIR einen Korrelationswert, der einen Grad bzw. ein Aus-/Maß der Korrelation zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal bezeichnet, als ein Element, das zu jeder Verzögerungszeit erhalten wird, die eine Zeit ist, die verstrichen ist, nachdem der Sender das Sendesignal sendet. Aus Sicht/ Perspektive des Präambelsymbols umfasst die CIR den Korrelationswert, der einen Grad bzw. ein Aus-/Maß der Korrelation zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal bezeichnet, als ein Element, das zu jeder Verzögerungszeit erhalten wird, welche eine Zeit ist, die verstrichen ist, nachdem der Sender jedes Präambelsymbol sendet.
Beispiel von CIR
6 veranschaulicht ein Beispiel von der CIR, die von dem Integrator 219 ausgegeben wird. 6 ist ein Graph, der das Beispiel von einer CIR gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Der Graph umfasst eine horizontale Achse, die eine Verzögerungszeit darstellt. Der Graph umfasst eine vertikale Achse, die Absolutwerte bzw. Beträge von CIR-Werten (wie etwa Amplitude oder elektrische Leistung) darstellt. Es ist zu beachten, dass die Form von einer CIR, insbesondere die Form einer chronologischen bzw. zeitlichen Änderung des CIR-Werts, auch als eine CIR-Wellenform bzw. -Signalverlaufsform bezeichnet werden kann. Typischerweise entspricht ein Satz von Elementen, die zwischen einem Nulldurchgang und einem weiteren Nulldurchgang erhalten werden, einem einzelnen Puls in Bezug auf die CIR. Die Nulldurchgänge sind Elemente, deren Wert Null ist. Das gleiche gilt jedoch nicht für eine Umgebung mit Rauschen bzw. Störung. Zum Beispiel kann ein Satz von Elementen, die zwischen Kreuzungen bzw. Schnittpunkten eines Standards bzw. einer Norm/Vorgabe mit einer chronologischen bzw. zeitlichen Änderung des CIR-Werts erhalten werden, als dem einzelnen Puls entsprechend behandelt werden. Die in 6 veranschaulichte CIR umfasst einen Satz 21 von Elementen, der einem gewissen Puls entspricht, und einen Satz 22 von Elementen, der einem anderen Puls entspricht.
Zum Beispiel entspricht der Satz 21 einem Signal (wie etwa einem Puls), das den Empfänger über einen ersten Pfad erreicht. Der erste Pfad ist ein kürzester Pfad bzw. Weg zwischen dem Sender und dem Empfänger. In einer Umgebung, die keine Hindernisse umfasst, ist der erste Pfad ein gerader Pfad bzw. Weg zwischen dem Sender und dem Empfänger. Zum Beispiel entspricht der Satz 22 einem Signal (wie etwa einem Puls), das den Empfänger über einen anderen Pfad als den ersten Pfad erreicht. Wie es vorstehend beschrieben ist, werden die Signale, die unterschiedliche Pfade durchlaufen haben, auch als Mehrwegewellen bezeichnet.
Detektion von erster ankommender Welle
Unter Drahtlossignalen, die von dem Sender empfangen werden, detektiert der Empfänger ein Signal, das einen vorbestimmten Detektionsstandard bzw. -maßstab erfüllt/einhält, als ein Signal, das den Empfänger über den ersten Pfad erreicht. Als nächstes schätzt der Empfänger den Positionsparameter auf Grundlage des detektierten Signals.
Nachstehend wird hierin das Signal, das als das Signal detektiert wird, das den Empfänger über den ersten Pfad erreicht, auch als die erste ankommende Welle bezeichnet. Die erste ankommende Welle kann eine beliebige von einer direkten Welle, einer verzögerten Welle oder einer kombinierten Welle sein. Die direkte Welle ist ein Signal, das einen kürzesten Pfad zwischen dem Sender und dem Empfänger durchläuft, und wir durch den Empfänger empfangen. Mit anderen Worten ist die direkte Welle ein Signal, das den Empfänger über den ersten Pfad erreicht. Die verzögerte Welle ist ein Signal, das einen von dem kürzesten Pfad verschiedenen Pfad zwischen dem Sender und dem Empfänger durchläuft, nämlich über einen anderen Pfad als den ersten Pfad, und den Empfänger erreicht. Die verzögerte Welle wird durch den Empfänger empfangen, nachdem sie im Vergleich zu der direkten Welle verzögert wird/wurde. Die kombinierte Welle ist ein Signal, das durch den Empfänger in einem Zustand des Kombinieren von einer Vielzahl von Signalen empfangen wird, die eine Vielzahl von unterschiedlichen Pfaden durchlaufen haben.
Der Empfänger detektiert, unter den empfangenen Drahtlossignalen, das Signal, das den vorbestimmten Detektionsstandard bzw. -maßstab erfüllt/einhält, als die erste ankommende Welle. Zum Beispiel ist der vorbestimmte Detektionsstandard bzw. -maßstab eine Bedingung, dass der CIR-Wert (wie etwa Amplitude oder elektrische Leistung) einen vorbestimmten Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet. Mit anderen Worten kann der Empfänger einen Puls, der einem Teil bzw. Bereich von der CIR entspricht, der erhalten wird, wenn der CIR-Wert den vorbestimmten Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, als die erste ankommende Welle detektieren.
Es sollte hier beachtet werden, dass das Signal, das als die erste ankommende Welle detektiert wird, nicht notwendigerweise die direkte Welle ist. Zum Beispiel, wenn die direkte Welle in einem Zustand empfangen wird, in dem die direkte Welle und die verzögerte Welle einander auszulöschen bzw. aufheben, fällt mitunter der CIR-Wert unter den vorbestimmten Schwellenwert, und wird die direkte Welle nicht als die erste ankommende Welle detektiert. In diesem Fall wird die kombinierte Welle oder die verzögerte Welle, die kommt, während sie hinter der direkten Welle verzögert ist, als die erste ankommende Welle detektiert.
Nachstehend wird der vorbestimmte Schwellenwert, der zum Detektieren der ersten ankommenden Welle verwendet wird, auch als Erster-Pfad-Schwellenwert bezeichnet.
- Empfangszeit von erster ankommender Welle
Der Empfänger kann die Zeit des Erfüllens/Einhaltens des vorbestimmten Detektionsstandards bzw. -maßstabs als die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle behandeln. Zum Beispiel ist die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle eine Zeit, die einer verzögerten Zeit eines Elements entspricht, das einen CIR-Wert aufweist, der den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet.
Alternativ kann der Empfänger eine Zeit des Erreichens einer Spitze bzw. eines Maximums/Scheitelpunkts der detektierten ersten ankommenden Welle als die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle behandeln. In diesem Fall ist die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle zum Beispiel eine Zeit, die einer verzögerten Zeit eines Elements mit einer höchsten Amplitude oder einer höchsten elektrischen Leistung als den CIR-Wert unter dem Satz von Elementen entspricht, die der ersten ankommenden Welle in Bezug auf die CIR entsprechen.
Nachstehend wird hierin angenommen, dass die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle eine Zeit ist, die einer verzögerten Zeit eines Elements entspricht, das einen CIR-Wert aufweist, der den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet.
- Phase von erster ankommender Welle
Der Empfänger kann eine Phase, die zu einer Zeit des Erfüllens/Einhaltens des vorbestimmten Detektionsstandards bzw. -maßstabs erhalten wird, als eine Phase der ersten ankommenden Welle behandeln. Zum Beispiel ist die Phase der ersten ankommenden Welle eine Phase, die als ein CIR-Wert eines Elements dient, das einen CIR-Wert aufweist, der den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet.
Alternativ kann der Empfänger eine Phase der Spitze bzw. des Maximums/ Scheitelpunkts der detektierten ersten ankommenden Welle als die Phase der ersten ankommenden Welle behandeln. In diesem Fall ist die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle zum Beispiel die Phase, die als ein CIR-Wert eines Elements mit einer höchsten Amplitude oder einer höchsten elektrischen Leistung als den CIR-Wert unter dem Satz von Elementen dient, die der ersten ankommenden Welle in Bezug auf die CIR entsprechen.
Nachstehend wird hierin angenommen, dass die Phase der ersten ankommenden Welle eine Phase ist, die als ein CIR-Wert eines Elements dient, das einen CIR-Wert aufweist, das den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet.
- Breite von erster ankommender Welle
Die Breite des Satzes von Elementen, der der ersten ankommenden Welle entspricht, in der Zeitrichtung wird auch als die Breite der ersten ankommenden Welle bezeichnet. Zum Beispiel ist die Breite der ersten ankommenden Welle die Breite zwischen einem Nulldurchgang und einem weiteren Nulldurchgang von der CIR in der Zeitrichtung. Als ein weiteres Beispiel ist die Breite der ersten ankommenden Welle eine Breite zwischen Kreuzungen bzw. Schnittpunkten eines Standards bzw. einer Norm/Vorgabe mit einer chronologischen bzw. zeitlichen Änderung des CIR-Werts in der Zeitrichtung.
Die Breite eines in dem Sendesignal umfassten Pulses in der Zeitrichtung wird auch als die Breite des Pulses bezeichnet. Zum Beispiel ist die Breite des Pulses die Breite zwischen einem Nulldurchgang und einem weiteren Nulldurchgang einer chronologischen bzw. zeitlichen Änderung des CIR-Werts in der Zeitrichtung. Als ein weiteres Beispiel ist die Breite des Pulses eine Breite zwischen Kreuzungen bzw. Schnittpunkten eines Standards bzw. einer Norm/Vorgabe mit einer chronologischen bzw. zeitlichen Änderung des CIR-Werts in der Zeitrichtung.
In dem Fall, dass nur die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird, hat die erste ankommende Welle von der CIR eine ideale Breite. Die ideale Breite, die erhalten wird, wenn nur die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird, kann über eine theoretische Berechnung unter Verwendung der Wellenform bzw. Signalverlaufsform des Sendesignals, eines Empfangssignalverarbeitungsverfahrens und dergleichen berechnet werden. Andererseits kann in dem Fall, dass die kombinierte Welle als die erste ankommende Welle empfangen wird, die Breite der ersten ankommenden Welle von der CIR von der idealen Breite verschieden sein. Zum Beispiel werden in dem Fall, dass eine kombinierte Welle, die erhalten wird durch Kombinieren einer direkten Welle und einer verzögerten Welle mit einer gleichen Phase wie die direkte Welle, als die erste ankommende Welle detektiert wird, ein Teil bzw. Bereich, der der direkten Welle entspricht, und ein Teil bzw. Bereich, der der verzögerten Welle entspricht, in einem Zustand addiert, in dem sie in der Zeitrichtung verschoben sind. Daher verstärken die Teile bzw. Bereiche einander und hat die erste ankommende Welle in der CIR eine breitere Breite. Andererseits löschen/heben die direkte Welle und die verzögerte Welle einander in dem Fall aus/auf, dass eine kombinierte Welle, die erhalten wird durch Kombinieren einer direkten Welle und einer verzögerten Welle mit einer entgegengesetzten Phase von der direkten Welle, als die erste ankommende Welle detektiert wird. Daher hat die erste ankommende Welle in der CIR eine schmälere Breite.
<Schätzung von Positionsparameter>
Entfernungsmessung
Die Kommunikationseinheit 200 führt den Entfernungsmessprozess durch. Der Entfernungsmessprozess ist ein Prozess zum Schätzen einer Entfernung bzw. Distanz zwischen der Kommunikationseinheit 200 und tragbaren Vorrichtung 100. Zum Beispiel ist die Entfernung zwischen der Kommunikationseinheit 200 und der tragbaren Vorrichtung 100 die in 3 veranschaulichte Entfernung R. Der Entfernungsmessprozess umfasst Senden/Empfangen eines Entfernungsmesssignals und Berechnen der Entfernung R basierend auf einer Ausbreitungs- bzw. Laufzeitverzögerungszeit des Entfernungsmesssignals. Das Entfernungsmesssignal ist ein Signal, das zur Entfernungsmessung verwendet wird, unter Signalen, die zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 gesendet/empfangen werden. Die Ausbreitungs- bzw. Laufzeitverzögerungszeit ist eine Zeit vom Senden bis zum Empfangen des Signals.
Hier wird das Entfernungsmesssignal durch einen von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 der Kommunikationseinheit 200 gesendet/empfangen. Hierin nachstehend wird der Drahtloskommunikationsabschnitt 210, der das Entfernungsmesssignal sendet/empfängt, auch als ein Master bezeichnet. Die Entfernung R ist eine Entfernung zwischen dem Drahtloskommunikationsabschnitt 210, der als der Master dient (genauer gesagt der Antenne 211), und der tragbaren Vorrichtung 100 (genauer gesagt der Antenne 111). Außerdem werden die Drahtloskommunikationsabschnitte 210 abgesehen von dem Drahtloskommunikationsabschnitt 210, der das Entfernungsmessersignal sendet/empfängt, auch als Slaves bezeichnet.
In dem Entfernungsmessprozess können eine Vielzahl der Entfernungsmesssignale zwischen der Kommunikationseinheit 200 und der tragbaren Vorrichtung 100 gesendet und empfangen werden. Unter der Vielzahl von Entfernungsmesssignalen wird ein Entfernungsmesssignal, das von einer Vorrichtung an die andere Vorrichtung gesendet wird, auch als ein erstes Entfernungsmesssignal bezeichnet. Als Nächstes wird ein Entfernungsmesssignal, das als eine Antwort auf das erste Entfernungsmesssignal von der Vorrichtung, die das erste Entfernungsmesssignal empfangen hat, an die Vorrichtung, die das erste Entfernungsmesssignal gesendet hat, gesendet wird, auch als ein zweites Entfernungsmesssignal bezeichnet. Außerdem wird ein Entfernungsmesssignal, das als eine Antwort auf das zweite Entfernungsmesssignal von der Vorrichtung, die das zweite Entfernungsmesssignal empfangen hat, an die Vorrichtung, die das zweite Entfernungsmesssignal gesendet hat, gesendet wird, auch als ein drittes Entfernungsmesssignal bezeichnet.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 7 ein Beispiel eines Ablaufs des Entfernungsmessprozesses beschrieben.
7 ist ein Sequenzdiagramm, das das Beispiel des Ablaufs des in dem System 1 ausgeführten Entfernungsmessprozesses gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die tragbare Vorrichtung 100 und die Kommunikationseinheit 200 sind in dieser Sequenz beteiligt. Es wird angenommen, dass der Drahtloskommunikationsabschnitt 210A in dieser Sequenz als der Master fungiert bzw. arbeitet.
Wie es in 7 veranschaulicht ist, sendet die tragbare Vorrichtung 100 zunächst das erste Entfernungsmesssignal (Schritt S102). Wenn der Drahtloskommunikationsabschnitt 210A das erste Entfernungsmesssignal empfängt, berechnet der Steuerabschnitt 230 eine CIR des ersten Entfernungsmesssignals. Als Nächstes detektiert der Steuerabschnitt 230 eine erste ankommende Welle des ersten Entfernungsmesssignals des Drahtloskommunikationsabschnitts 210A auf Grundlage der berechneten CIR (Schritt S104).
Als Nächstes sendet der Drahtloskommunikationsabschnitt 210A das zweite Entfernungsmesssignal in Erwiderung auf das erste Entfernungsmesssignal (Schritt S106). Wenn das zweite Entfernungsmesssignal empfangen wird, berechnet die tragbare Vorrichtung 100 eine CIR des zweiten Entfernungsmesssignals. Als Nächstes detektiert die tragbare Vorrichtung 100 eine erste ankommende Welle des zweiten Entfernungsmesssignals auf Grundlage der berechneten CIR (Schritt S108).
Als Nächstes sendet die tragbare Vorrichtung 100 das dritte Entfernungsmesssignal in Erwiderung auf das zweite Entfernungsmesssignal (Schritt S110). Wenn der Drahtloskommunikationsabschnitt 210A das dritte Entfernungsmesssignal empfängt, berechnet der Steuerabschnitt 230 eine CIR des dritten Entfernungsmesssignals. Als Nächstes detektiert der Steuerabschnitt 230 eine erste ankommende Welle des dritten Entfernungsmesssignals von dem Drahtloskommunikationsabschnitt 210A auf Grundlage der berechneten CIR (Schritt S112).
Die tragbare Vorrichtung 100 misst eine Zeitperiode T₁ von einer Sendezeit des ersten Entfernungsmessersignals bis zu einer Empfangszeit des zweiten Entfernungsmesssignals, sowie eine Zeitperiode T₂ von einer Empfangszeit des zweiten Entfernungsmesssignals bis zu einer Sendezeit des dritten Entfernungsmesssignals. Hier ist die Empfangszeit des zweiten Entfernungsmesssignals eine Empfangszeit der ersten ankommenden Welle des zweiten Entfernungsmesssignals, die in Schritt S108 detektiert wird. Als Nächstes sendet die tragbare Vorrichtung 100 ein Signal (Schritt S114), das Informationen umfasst, die die Zeitperiode T₁ und die Zeitperiode T₂ bezeichnen. Zum Beispiel wird ein solches Signal durch den Drahtloskommunikationsabschnitt 210A empfangen.
Der Steuerabschnitt 230 misst eine Zeitperiode T₃ von einer Empfangszeit des ersten Entfernungsmesssignals bis zu einer Sendezeit des zweiten Entfernungsmesssignals, sowie eine Zeitperiode T₄ von einer Sendezeit des zweiten Entfernungsmesssignals bis zu einer Empfangszeit des dritten Entfernungsmesssignals. Hier ist die Empfangszeit des ersten Entfernungsmesssignals eine Empfangszeit der ersten ankommenden Welle des ersten Entfernungsmesssignals, die in Schritt S104 detektiert wird. Gleichermaßen ist die Empfangszeit des dritten Entfernungsmesssignals eine Empfangszeit der ersten ankommenden Welle des dritten Entfernungsmesssignals, das in Schritt S112 detektiert wird.
Als Nächstes schätzt der Steuerabschnitt 230 die Entfernung R auf Grundlage der Zeitperioden bzw. -dauern T₁, T₂, T₃ und T₄ (Schritt S116). Zum Beispiel schätzt der Steuerabschnitt 230 eine Ausbreitungs- bzw. Laufzeitverzögerungszeit τ_m durch Verwendung einer nachstehend aufgeführten Gleichung. $τ_{m} = \frac{T_{1} \times T_{4} - T_{2} \times T_{3}}{T_{1} + T_{2} + T_{3} + T_{4}}$
Als Nächstes schätzt der Steuerabschnitt 230 die Entfernung R durch Multiplizieren der geschätzten Ausbreitungs- bzw. Laufzeitverzögerungszeit τ_m mit der Geschwindigkeit des Signals.
- Grund für Verringerung von Schätzgenauigkeit
Die Empfangszeiten der Entfernungsmesssignale, die als Beginn oder Ende der Zeitperioden bzw. -dauern T₁, T₂, T₃ und T₄ dienen, sind Empfangszeiten der ersten ankommenden Wellen der Entfernungsmesssignale. Wie es vorstehend beschrieben ist, sind die Signale, die als die ersten ankommenden Wellen detektiert werden, nicht notwendigerweise die direkten Wellen.
In dem Fall, dass die kombinierte Welle oder die verzögerte Welle, die kommt, während sie hinter der direkten Welle verzögert ist, als die erste ankommende Welle detektiert wird, variiert eine Empfangszeit der ersten ankommenden Welle im Vergleich zu dem Fall, dass die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird. In diesem Fall wird ein Schätzergebnis der Ausbreitungsverzögerungszeit τ_m von/gegenüber einem wahren bzw. tatsächlichen Wert (einem Schätzergebnis, das in dem Fall erhalten wird, dass die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird) geändert. Außerdem verschlechtert diese Änderung die Genauigkeit beim Schätzen der Entfernung R (die hierin nachstehend auch als Entfernungsmessgenauigkeit bezeichnet wird).
Winkelschätzung
Die Kommunikationseinheit 200 führt den Winkelschätzprozess durch. Der Winkelschätzprozess ist ein Prozess zum Schätzen der Winkel α und β, die in 3 veranschaulicht sind. Der Winkelschätzprozess bzw. ein Winkelerfassungsprozess umfasst Empfangen eines Winkelschätzsignals und Berechnen der Winkel α und β auf Grundlage eines Ergebnisses eines Empfangs des Winkelschätzsignals. Das Winkelschätzsignal ist ein Signal, das zum Schätzen eines Winkels verwendet wird, unter Signalen, die zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 gesendet/empfangen werden. Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 8 ein Beispiel eines Ablaufs des Winkelschätzprozesses beschrieben.
8 ist ein Sequenzdiagramm, das das Beispiel des Ablaufs des in dem System 1 ausgeführten Winkelschätzprozesses gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die tragbare Vorrichtung 100 und die Kommunikationseinheit 200 sind in dieser Sequenz beteiligt.
Wie es in 8 veranschaulicht ist, sendet die tragbare Vorrichtung 100 zunächst die Winkelschätzsignale (Schritt S202). Als Nächstes, wenn die Drahtloskommunikationsabschnitte 210A bis 210D jeweilige Winkelschätzsignale empfangen, berechnet der Steuerabschnitt 230 CIRs der jeweiligen Winkelschätzsignale, die durch die Drahtloskommunikationsabschnitte 210A bis 210D empfangen werden. Als Nächstes detektiert der Steuerabschnitt 230 erste ankommende Wellen der jeweiligen Winkelschätzsignale auf Grundlage der berechneten CIRs in Bezug auf die Drahtloskommunikationsabschnitte 210A bis 210D (Schritt S204A bis Schritt S204D). Als Nächstes detektiert der Steuerabschnitt 230 jeweilige Phasen der detektierten ersten ankommenden Wellen in Bezug auf die Drahtloskommunikationsabschnitte 210A bis 210D (Schritt S206A bis Schritt S206D). Als Nächstes schätzt der Steuerabschnitt 230 die Winkel α und β auf Grundlage der jeweiligen Phasen der detektierten ersten ankommenden Wellen in Bezug auf die Drahtloskommunikationsabschnitte 210A bis 210D (Schritt S208).
Als Nächstes werden Einzelheiten des Prozesses in Schritt S208 beschrieben. P_A stellt die Phase des der ersten ankommenden Welle dar, die in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210A detektiert wird. PB stellt die Phase der ersten ankommenden Welle dar, die in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210B detektiert wird. P_C stellt die Phase der ersten ankommenden Welle dar, die in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210C detektiert wird. P_D stellt die Phase der ersten ankommenden Welle dar, die in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210D detektiert wird. In diesem Fall werden Antennengruppe-Phasendifferenzen PD_AC und PD_BD in der X-Achse-Richtung und Antennengruppe-Phasendifferenzen Pd_BA und PD_DC in der Y-Achse-Richtung in jeweiligen Gleichungen ausgedrückt, die nachstehend aufgeführt sind. $\begin{array}{l} P d_{A C} = (P_{A} - P_{C}) \\ P d_{B D} = (P_{B} - P_{D}) \\ P d_{D C} = (P_{D} - P_{C}) \\ P d_{B A} = (P_{B} - P_{A}) \end{array}$
Die Winkel α und β werden durch Verwendung der folgenden Gleichung berechnet. Hier stellt λ eine Wellenlänge einer Trägerwelle des Winkelschätzsignals dar, und stellte b eine Entfernung bzw. einen Abstand zwischen den Antennen 211 dar. $α o d e r β = a r c cos (λ \cdot P d / (2 \cdot π \cdot d))$
Daher stellen jeweilige Gleichungen, die nachstehend aufgeführt sind, Winkel dar, die auf Grundlage der jeweiligen Antennengruppe-Phasendifferenzen berechnet werden. $\begin{array}{l} α_{A C} = arccos (λ \cdot P d_{A C} / (2 \cdot π \cdot d)) \\ α_{B D} = arccos (λ \cdot P d_{B D} / (2 \cdot π \cdot d)) \\ β_{D C} = arccos (λ \cdot P d_{D C} / (2 \cdot π \cdot d)) \\ β_{B A} = arccos (λ \cdot P d_{B A} / (2 \cdot π \cdot d)) \end{array}$
Der Steuerabschnitt 230 berechnet die Winkel α und β auf Grundlage der berechneten Winkel α_AC, α_BD, β_DC _und β_BA▪ Zum Beispiel, wie es in den folgenden Gleichungen ausgedrückt wird, berechnet der Steuerabschnitt 230 die Winkel α und β durch Mittelung bzw. Durchschnittsbildung der Winkel, die in Bezug auf die zwei jeweiligen Gruppen in der X-Achse-Richtung und der Y-Achse-Richtung berechnet werden. $\begin{array}{l} α = (α_{A C} + α_{B D}) / 2 \\ β = (β_{D C} + β_{B A}) / 2 \end{array}$
- Grund für Verringerung von Schätzgenauigkeit
Wie es vorstehend beschrieben ist, werden die Winkel α und β auf Grundlage der Phasen der ersten ankommenden Wellen berechnet. Wie es vorstehend beschrieben ist, sind die Signale, die als die ersten ankommenden Wellen detektiert wird, nicht notwendigerweise die direkten Wellen.
Mit anderen Worten kann mitunter die verzögerte Welle oder die kombinierte Welle als die erste ankommende Welle detektiert werden. Typischerweise sind Phasen der verzögerten Welle und der kombinierten Welle von der Phase der direkten Welle verschieden. Dieser Unterschied verschlechtert die Genauigkeit einer Winkelschätzung.
- Ergänzung
Es ist zu beachten, dass das Winkelschätzsignal während des Winkelschätzprozesses oder zu jeder beliebigen anderen Zeit gesendet/empfangen werden kann. Zum Beispiel kann das Winkelschätzsignal während des Entfernungsmessprozesses gesendet/empfangen werden. Im Speziellen kann das in 7 veranschaulicht dritte Entfernungsmesssignal gleich dem in 8 veranschaulichten Winkelschätzsignal sein. In diesem Fall ist es für die Kommunikationseinheit 200 möglich, die Entfernung R, den Winkel α und den Winkel β durch Empfangen eines einzigen Drahtlossignals zu berechnen, das sowohl als das Winkelschätzsignal als auch das dritte Entfernungsmesssignal dient.
Koordinatenschätzung
Der Steuerabschnitt 230 führt einen Koordinatenschätzprozess durch. Der Koordinatenschätzprozess ist ein Prozess zum Schätzen von dreidimensionalen Koordinaten (x, y, z) der tragbaren Vorrichtung 100, die in 4 veranschaulicht sind. Als der Koordinatenschätzprozess können ein erstes Berechnungsverfahren und ein zweites Berechnungsverfahren angenommen werden, die nachstehend aufgeführt sind.
- Erstes Berechnungsverfahren
Das erste Berechnungsverfahren ist ein Verfahren zum Berechnen der Koordinaten x, y und z auf Grundlage von Ergebnissen des Entfernungsmessprozesses und des Winkelschätzprozesses. In diesem Fall berechnet der Steuerabschnitt 230 zunächst die Koordinaten x und y durch Verwendung von nachstehend aufgeführten Gleichungen. $\begin{array}{l} x = R \cdot cos α \\ y = R \cdot cos β \end{array}$
Hier haben die Entfernung R, die Koordinate x, die Koordinate y und die Koordinate z eine Beziehung, die durch eine nachstehend aufgeführte Gleichung dargestellt wird. $R = \sqrt{x^{2} + y^{2} + z^{2}}$
Der Steuerabschnitt 230 berechnet die Koordinate z durch Verwendung der vorstehend beschriebenen Beziehung und einer nachstehend aufgeführten Gleichung. $z = \sqrt{R^{2} - R^{2} \cdot c o s^{2} α - R \cdot c o s^{2} β}$
- Zweites Berechnungsverfahren
Das zweite Berechnungsverfahren ist ein Verfahren zum Berechnen der Koordinaten x, y und z, während eine Schätzung der Winkel α und β aus-/ weggelassen wird. Zunächst stellen die vorstehend aufgeführten Gleichungen (4), (5), (6) und (7) eine Beziehung her, die durch nachstehend aufgeführte Gleichungen dargestellt wird. $x / R = cos α$
$y / R = cos β$
$x^{2} + y^{2} + z^{2} = R^{2}$
$d \cdot cos α = λ \cdot (P d_{A C} / 2 + P d_{B D} / 2) / (2 \cdot π)$
$d \cdot cos β = λ \cdot (P d_{D C} / 2 + P d_{B A} / 2) / (2 \cdot π)$
Die Gleichung (12) ist für/nach cos α umgestellt, und cos α wird in die Gleichung (9) substituiert. Dies macht es möglich, die Koordinate x durch Verwendung einer nachstehend aufgeführten Gleichung zu erhalten. $x = R \cdot λ \cdot (P d_{A C} / 2 + P d_{B D} / 2) / (2 \cdot π \cdot d)$
Die Gleichung (13) ist für/nach cos β umgestellt, und cos β wird in die Gleichung (10) substituiert. Dies macht es möglich, die Koordinate y durch Verwendung einer nachstehend aufgeführten Gleichung zu erhalten. $y = R \cdot λ \cdot (P d_{D C} / 2 + P d_{B A} / 2) / (2 \cdot π \cdot d)$
Als Nächstes werden die Gleichung (14) und die Gleichung (15) in die Gleichung (11) substituiert, und wird die Gleichung (11) umgestellt. Dies macht es möglich, die Koordinate z durch Verwendung einer nachstehend aufgeführten Gleichung zu erhalten. $z = \sqrt{R^{2} - x^{2} - y^{2}}$
Der Prozess zum Schätzen der Koordinaten der tragbaren Vorrichtung 100 in dem lokalen Koordinatensystem wurde vorstehend beschrieben. Es ist möglich, Koordinaten der tragbaren Vorrichtung 100 in dem globalen Koordinatensystem zu schätzen, indem die Koordinaten der tragbaren Vorrichtung 100 in dem lokalen Koordinatensystem und Koordinaten des Ursprungs des lokalen Koordinatensystems relativ zu dem globalen Koordinatensystem kombiniert werden.
- Grund für Verringerung von Schätzgenauigkeit
Wie es vorstehend beschrieben ist, werden die Koordinaten auf Grundlage der Ausbreitungsverzögerungszeit und der Phasen berechnet. Außerdem werden sie auf Grundlage der ersten ankommenden Wellen geschätzt. Daher kann sich die Genauigkeit beim Schätzen der Koordinaten in einer ähnlichen Art und Weise zu dem Entfernungsmessprozess und dem Winkelschätzprozess verschlechtern.
Schätzung von Präsenz-/Existenzbereich
Der Positionsparameter kann einen Bereich bzw. ein Gebiet, der bzw. das die tragbare Vorrichtung 100 umfasst, und einer Vielzahl von vordefinierten Bereichen bzw. Gebieten umfassen. Zum Beispiel schätzt in dem Fall, dass der Bereich durch eine Entfernung von der Kommunikationseinheit 200 definiert ist, der Steuerabschnitt 230 den Bereich, der die tragbare Vorrichtung 100 umfasst, auf Grundlage der durch den Entfernungsmessprozess geschätzten Entfernung R. Als ein weiteres Beispiel schätzt in dem Fall, dass der Bereich durch einen Winkel mit Bezug auf die Kommunikationseinheit 200 definiert ist, der Steuerabschnitt 230 den Bereich, der die tragbare Vorrichtung 100 umfasst, auf Grundlage der durch den Winkelschätzprozess geschätzten Winkel α und β. Als ein weiteres Beispiel schätzt in dem Fall, dass der Bereich durch die dreidimensionalen Koordinaten definiert ist, der Steuerabschnitt 230 den Bereich, der die tragbare Vorrichtung 100 umfasst, auf Grundlage der durch den Koordinatenschätzprozess geschätzten Koordinaten (x, y, z).
Alternativ kann der Steuerabschnitt 230 in einem für das Fahrzeug 202 spezifischen Prozess den Bereich, der die tragbare Vorrichtung 100 umfasst, unter der Vielzahl von Bereichen schätzen, die das Fahrzeuginnere und das Fahrzeugäußere des Fahrzeugs 202 umfassen. Dies macht es möglich, einen Höflichkeitsdienst bereitzustellen, wie etwa Bereitstellen von unterschiedlichen Diensten bzw. Dienstleistungen in dem Fall, dass sich der Benutzer im Fahrzeuginneren befindet, und in dem Fall, dass sich der Benutzer im Fahrzeugäußeren befindet. Außerdem kann der Steuerabschnitt 230 den Bereich, der die tragbare Vorrichtung 100 umfasst, unter einem nahen Bereich und einem fernen Bereich schätzen. Der nahe Bereich ist ein Bereich innerhalb einer vorbestimmten Entfernung von dem Fahrzeug 202, und der ferne Bereich ist die vorbestimmte Entfernung oder mehr von dem Fahrzeug 202 entfernt.
Verwendung von Ergebnis von Schätzung von Positionsparameter
Zum Beispiel kann ein Ergebnis einer Schätzung des Positionsparameters zur Authentisierung der tragbaren Vorrichtung 100 verwendet werden. Zum Beispiel bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass die Authentisierung erfolgreich ist, und entriegelt er eine Tür, falls sich die tragbare Vorrichtung 100 in einem Bereich bzw. Gebiet nahe der Kommunikationseinheit 200 auf einer Fahrersitzseite befindet.
«3. Technisches Problem»
Die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 können sowohl einen Drahtloskommunikationsabschnitt 210 in einer Sichtlinie-/Sichtverbindung-(LOS-)Bedingung als auch einen Drahtloskommunikationsabschnitt 210 in einer Nicht-Sichtlinie-/Sichtverbindung-(NLOS-)Bedingung umfassen.
Die LOS-Bedingung (LOS: „Line-of-Sight“) meint/bedeutet, dass die Antenne 111 der tragbaren Vorrichtung 100 und die Antenne 211 des Drahtloskommunikationsabschnitts 210 von-/füreinander sichtbar sind. Im Fall der LOS-Bedingung wird eine höchste elektrische Empfangsleistung der direkten Welle erhalten. Daher besteht eine große Möglichkeit bzw. hohe Wahrscheinlichkeit dafür, dass der Empfänger beim Detektieren der direkten Welle als die erste ankommende Welle erfolgreich ist.
Die NLOS-Bedingung (NLOS: „Non-Line-of-Sight“) meint/bedeutet, dass die Antenne 111 der tragbaren Vorrichtung 100 und die Antenne 211 des Drahtloskommunikationsabschnitts 210 nicht von-/füreinander sichtbar sind. Im Fall der NLOS-Bedingung wird eine elektrische Empfangsleistung der direkten Welle niedriger als die anderen. Daher besteht eine Möglichkeit bzw. Wahrscheinlichkeit dafür, dass der Empfänger beim Detektieren der direkten Welle als die erste ankommende Welle scheitert.
In dem Fall, dass der Master, der das Entfernungsmesssignal in dem Entfernungsmessprozess sendet/empfängt, in der NLOS-Bedingung ist, ist eine elektrische Empfangsleistung der direkten Welle unter Entfernungsmesssignalen, die von der tragbaren Vorrichtung 100 kommen, kleiner als Rauschen. Dementsprechend kann selbst dann, wenn eine Detektion der direkten Welle als die erste ankommende Welle erfolgreich ist, die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle aufgrund von Auswirkungen des Rauschens verschieden bzw. anders werden/sein. In diesem Fall verschlechtert sich die Genauigkeit einer Entfernungsmessung.
Außerdem wird in dem Fall, dass der Master, der das Entfernungsmesssignal in dem Entfernungsmessprozess sendet/empfängt, in der NLOS-Bedingung ist, eine elektrische Empfangsleistung der direkten Welle niedriger als in dem Fall, dass der Master in der LOS-Bedingung ist, und kann eine Detektion der direkten Welle als die erste ankommende Welle misslingen. In diesem Fall verschlechtert sich die Genauigkeit einer Entfernungsmessung.
Daher wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Technik bereitgestellt, die es möglich macht, die Genauigkeit einer Entfernungsmessung zu verbessern, indem der Drahtloskommunikationsabschnitt 210, für den es wahrscheinlich ist, dass er die direkte Welle als die erste ankommende Welle erfolgreich detektiert, als der Master ausgewählt wird.
«4. Technische Merkmale»
Übersicht
- Detektion von spezifischer Empfangszeit
Unter der Vielzahl von CIRs, die in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 berechnet werden, detektiert der Steuerabschnitt 230 eine Zeit, die der Verzögerungszeit von zumindest einem Element mit dem CIR-Wert entspricht, der den ersten Schwellenwert überschreitet, als die spezifische Empfangszeit, die eine Zeit ist, zu der jeder von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten einen in dem Empfangssignal umfassten Puls empfängt. Der Steuerabschnitt 230 detektiert die spezifische Empfangszeit in Bezug auf zumindest einen von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210. Außerdem kann der Steuerabschnitt 230 zumindest eine spezifische Empfangszeit von/aus der CIR detektieren, die in Bezug auf einen einzelnen Drahtloskommunikationsabschnitt 210 berechnet wird.
Der erste Schwellenwert ist der vorstehend beschriebene Erster-Pfad-Schwellenwert. Außerdem kann die spezifische Empfangszeit eine Verzögerungszeit eines Elements mit einem CIR-Wert sein, der den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet. Mit anderen Worten kann die spezifische Empfangszeit die vorstehend beschriebene Empfangszeit der ersten ankommenden Welle sein. Nachstehend wird hierin eine Beschreibung unter der Annahme gegeben, dass die spezifische Empfangszeit die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle ist.
- Berechnung von Zuverlässigkeitsparameter
Der Steuerabschnitt 230 berechnet einen Zuverlässigkeitsparameter bezüglich jeder der ein oder mehr detektierten spezifischen Empfangszeiten, wobei der Zuverlässigkeitsparameter ein Indikator bzw. Hinweis ist, der bezeichnet, ob die spezifische Empfangszeit für/als ein Verarbeitungszielobjekt angemessen bzw. zweckdienlich ist. Wenn die spezifische Empfangszeit für/als das Verarbeitungszielobjekt angemessen bzw. zweckdienlich ist, bedeutet dies, dass die spezifische Empfangszeit eine Empfangszeit der direkten Welle ist. Mit anderen Worten bedeutet, wenn die spezifische Empfangszeit für/als das Verarbeitungszielobjekt angemessen bzw. zweckdienlich ist, dass die direkte Welle erfolgreich als die erste ankommende Welle detektiert wird. Andererseits bedeutet, wenn die spezifische Empfangszeit für/als das Verarbeitungszielobjekt unangemessen bzw. unzweckdienlich ist, dass die spezifische Empfangszeit nicht die Empfangszeit der direkten Welle ist. Mit anderen Worten bedeutet, wenn die spezifische Empfangszeit für/als das Verarbeitungszielobjekt unangemessen bzw. unzweckdienlich ist, dass eine Detektion der direkten Welle als die erste ankommende Welle misslingt. Mit anderen Worten kann der Zuverlässigkeitsparameter als ein Indikator bzw. Hinweis behandelt werden, der eine Eignung bzw. Tauglichkeit der detektierten ersten ankommenden Welle für/als die direkte Welle bezeichnet. In dem Fall, dass die verzögerte Welle oder die kombinierte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird, verschlechtert sich die Genauigkeit einer Entfernungsmessung, wie es vorstehend beschrieben ist. Daher ist es möglich, die Genauigkeit einer Entfernungsmessung auf Grundlage der Zuverlässigkeitsparameter zu bewerten.
Zum Beispiel sind die Zuverlässigkeitsparameter kontinuierliche bzw. fortlaufende Werte oder diskrete Werte. Wenn der Zuverlässigkeitsparameter einen höheren Wert hat, kann der Zuverlässigkeitsparameter bezeichnen, dass die spezifische Empfangszeit für/als das Verarbeitungszielobjekt angemessener bzw. zweckdienlich ist. Gleichermaßen kann, wenn der Zuverlässigkeitsparameter einen niedrigeren Wert hat, der Zuverlässigkeitsparameter bezeichnen, dass die spezifische Empfangszeit für/als das Verarbeitungszielobjekt weniger angemessen bzw. zweckdienlich ist, und umgekehrt. Nachstehend kann hierin ein Grad bzw. Aus-/Maß einer Angemessenheit bzw. Zweckdienlichkeit der spezifischen Empfangszeit für/als das Verarbeitungszielobjekt als Zuverlässigkeit bzw. Verlässlichkeit bezeichnet werden. Außerdem bedeutet eine hohe Zuverlässigkeit, dass die spezifische Empfangszeit für/als das Verarbeitungszielobjekt angemessen bzw. zweckdienlich ist, und bedeutet eine niedrige Zuverlässigkeit, dass die spezifische Empfangszeit für/als das Verarbeitungszielobjekt unangemessen bzw. unzweckdienlich ist.
In dem Positionsparameter-Schätzprozess detektiert der Steuerabschnitt 230 die spezifischen Empfangszeiten und berechnet er die Zuverlässigkeitsparameter auf Grundlage des Sendesignals, das von der tragbaren Vorrichtung 100 gesendet wird, und des jeweiligen Empfangssignals, das erhalten wird, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 das Sendesignal empfangen. Ein solches Sendesignal kann das Entfernungsmesssignal oder das Winkelschätzsignal sein. Zum Beispiel kann ein solches Sendesignal ein Signal sein, das das in 7 veranschaulichte dritte Entfernungsmesssignal ist, und das auch als das Winkelschätzsignal dient.
Einzelheiten eines Verfahrens zum Berechnen der Zuverlässigkeitsparameter werden nachstehend beschrieben.
- Auswahl von Master und Entfernungsmessprozess unter Verwendung von Master
Der Steuerabschnitt 230 wählt den Drahtloskommunikationsabschnitt 210, von dem die spezifische Empfangszeit detektiert wird, die einem optimalen Parameter entspricht, als einen Sendekommunikationsabschnitt, der als der Drahtloskommunikationsabschnitt 210 dient, der ein Signal in dem Entfernungsmessprozess sendet, aus der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten aus, wobei der optimale Parameter der Zuverlässigkeitsparameter, der bezeichnet, dass die spezifische Empfangszeit für/als das Verarbeitungszielobjekt am angemessensten bzw. zweckdienlichsten ist, unter den Zuverlässigkeitsparametern ist. Im Speziellen berechnet der Steuerabschnitt 230 die jeweiligen Zuverlässigkeitsparameter in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210. Als Nächstes wählt der Steuerabschnitt 230 den Drahtloskommunikationsabschnitt 210, von dem der optimale Parameter berechnet wurde, als den Sendekommunikationsabschnitt aus, nämlich den Master, aus.
Als Nächstes führt der Steuerabschnitt 230 den Entfernungsmessprozess durch Verwendung des ausgewählten Masters durch. Mit anderen Worten misst der Steuerabschnitt 230 eine Entfernung zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 auf Grundlage der spezifischen Empfangszeit, die in Bezug auf die CIR detektiert wird, die von/aus dem Sendesignal und dem Empfangssignal erhalten wird, die als die Entfernungsmesssignale zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und dem ausgewählten Master gesendet und empfangen werden. Hier ist die Entfernung zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200, die ein Messzielobjekt darstellt, die Entfernung zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und dem als der Master ausgewählten Drahtloskommunikationsabschnitt 210.
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, die Entfernung zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 auf Grundlage der spezifischen Empfangszeit mit der höchsten Zuverlässigkeit unter den jeweiligen spezifischen Empfangszeiten von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 zu schätzen. Dies macht es möglich, die Genauigkeit einer Entfernungsmessung zu verbessern.
Einzelheiten von Zuverlässigkeitsparameter
- Erster Zuverlässigkeitsparameter
Der Zuverlässigkeitsparameter kann einen ersten Zuverlässigkeitsparameter umfassen, der eine Differenz zwischen einer Verzögerungszeit eines Elements mit einem CIR-Wert, das den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, in einem CIR und einer Verzögerungszeit eines Elements mit dem maximalen CIR-Wert in der CIR ist.
Nachstehend wird hierin die Verzögerungszeit des Elements mit dem CIR-Wert, der den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, in der CIR als eine Erster-Pfad-Bestimmungsposition bezeichnet. Zum Beispiel ist die Erster-Pfad-Bestimmungsposition eine Verzögerungszeit eines Elements, das die Amplitude oder die elektrische Leistung aufweist, die den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet. Die Amplitude oder die elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR. Es ist zu beachten, dass die Erster-Pfad-Bestimmungsposition zu der Empfangszeit der ersten ankommenden Welle, wie sie vorstehend beschrieben ist, synonym ist.
Nachstehend wird hierin die Verzögerungszeit des Elements mit dem maximalen CIR-Wert in der CIR als eine Spitzenpfadposition bezeichnet. Zum Beispiel ist die Spitzenpfadposition eine Verzögerungszeit eines Elements, das die maximale Amplitude oder elektrische Leistung aufweist. Die Amplitude oder die elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR.
Nachstehend werden hierin unter Bezugnahme auf 9 und 10 Erster-Pfad-Bestimmungspositionen und Spitzenpfadpositionen in der LOS-Bedingung und der NLOS-Bedingung beschrieben.
9 ist ein Graph, der ein Beispiel von einer CIR in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210 in der LOS-Bedingung veranschaulicht. 10 ist ein Graph, der ein Beispiel von einer CIR in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210 in der NLOS-Bedingung veranschaulicht. Der Graph umfasst eine horizontale Achse, die eine Verzögerungszeit darstellt. Der Graph umfasst eine vertikale Achse, die Absolutwerte bzw. Beträge von CIR-Werten (wie etwa elektrische Leistung) darstellt. Die in 9 und 10 veranschaulichten CIRs umfassen einen Satz 21 von Elementen, der der direkten Welle entspricht, und einen Satz 22 von Elementen, der der verzögerten Welle entspricht.
In dem in 9 veranschaulichten Beispiel umfasst der Satz 21 eine Erster-Pfad-Bestimmungsposition T_FP mit einem CIR-Wert, der den Erster-Pfad-Schwellenwert TH_FP zum ersten Mal überschreitet. Mit anderen Worten entspricht der Satz 21 der ersten ankommenden Welle. Außerdem umfasst der Satz 21 eine Spitzenpfadposition T_PP.
In dem in 10 veranschaulichten Beispiel umfasst der Satz 21 eine Erster-Pfad-Bestimmungsposition TFP mit einem CIR-Wert, der den Erster-Pfad-Schwellenwert TH_FP zum ersten Mal überschreitet. Mit anderen Worten entspricht der Satz 21 der ersten ankommenden Welle. Außerdem umfasst der Satz 22 eine Spitzenpfadposition T_PP.
Wie es in 9 veranschaulicht ist, erscheint im Fall der LOS-Bedingung eine Spitze der gesamten CIR in dem Satz 21, der der direkten Welle entspricht. Andererseits, wie es in 10 veranschaulicht ist, erscheint im Fall der NLOS-Bedingung eine Spitze der gesamten CIR in dem Satz 22, der der verzögerten Welle entspricht. Dies ist deshalb so, da sich im Fall der NLOS-Bedingung ein Hindernis in dem ersten Pfad befindet. Insbesondere, wenn ein menschlicher Körper in dem ersten Pfad liegt bzw. eingebracht/-geschoben ist, schwächt sich die direkte Welle drastisch ab, wenn die direkte Welle den menschlichen Körper durchläuft. Daher ist eine Differenz Pt zwischen der Erster-Pfad-Bestimmungsposition T_FP und der Spitzenpfadposition T_PP in der in 9 veranschaulichten LOS-Bedingung kleiner als eine Differenz Pt zwischen der Erster-Pfad-Bestimmungsposition T_FP und der Spitzenpfadposition T_PP in der in 10 veranschaulichten NLOS-Bedingung. Daher bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass eine Zuverlässigkeit höher wird, wenn die Differenz Pt abnimmt. Andererseits bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass eine Zuverlässigkeit niedriger wird, wenn die Differenz Pt zunimmt. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, die Zuverlässigkeit aus Sicht/Perspektive der Differenz Pt zu bewerten.
Daher kann der Steuerabschnitt 230, unter den jeweiligen Zuverlässigkeitsparametern, die in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 berechnet werden, einen Zuverlässigkeitsparameter mit einer kleinsten Differenz Pt oder einer Differenz Pt, die kleiner ist als ein zweiter Schwellenwert, als den optimalen Parameter behandeln. Mit anderen Worten kann der Steuerabschnitt 230 einen Drahtloskommunikationsabschnitt 210 mit der kleinsten Differenz Pt oder einer Differenz Pt, die kleiner ist als der zweite Schwellenwert, als den Master aus den Drahtloskommunikationsabschnitten 210 auswählen. Es ist zu beachten, dass ein (nachstehend zu beschreibender) Schwellenwert TH_XL als ein Beispiel des zweiten Schwellenwerts dient. Eine solche Konfiguration macht es möglich, einen Drahtloskommunikationsabschnitt 210, für den es am wahrscheinlichsten ist, dass er in der LOS-Bedingung ist, als den Master auszuwählen. Daher ist es möglich, die Genauigkeit einer Entfernungsmessung im Vergleich zu dem Fall des Auswählens eines Drahtloskommunikationsabschnitts 210, der in der NLOS-Bedingung ist, als den Master zu verbessern.
Zum Beispiel kann der Steuerabschnitt 230 eine NLOS-Rate R_NLOS auf Grundlage der Differenz Pt berechnen. Als Nächstes kann der Master auf Grundlage der NLOS-Rate R_NLOS ausgewählt werden. Die NLOS-Rate R_NLOS ist ein Parameter, der eine Wahrscheinlichkeit dafür bezeichnet, dass der Drahtloskommunikationsabschnitt 210 in der NLOS-Bedingung ist. Die NLOS-Rate R_NLOS ist ein Wert, der 0 oder größer und 1 oder kleiner ist. Zum Beispiel, wenn die NLOS-Rate R_NLOS näher an 1 ist, bedeutet dies, dass der Drahtloskommunikationsabschnitt 210 in der NLOS-Bedingung ist. Andererseits, wenn die NLOS-Rate R_NLOS näher an Null ist, bedeutet dies, dass der Drahtloskommunikationsabschnitt 210 in der LOS-Bedingung ist. In diesem Fall wählt der Steuerabschnitt 230 den Drahtloskommunikationsabschnitt 210 mit einer minimalen NLOS-Rate R_NLOS als den Master aus. Dies macht es möglich, den Drahtloskommunikationsabschnitt 210, für den es am wahrscheinlichsten ist, dass er in der LOS-Bedingung ist, als den Master auszuwählen.
Als Nächstes wird ein Beispiel eines Verfahrens zum Berechnen der NLOS-Rate R_NLOS beschrieben. Zum Beispiel kann der Steuerabschnitt 230 die NLOS-Rate R_NLOS durch Verwendung von zwei Schwellenwerten TH_XL und TH_XH berechnen. Es ist zu beachten, dass angenommen wird, dass TH_XL < TH_XH erfüllt ist.
Der Steuerabschnitt 230 bestimmt, dass die NLOS-Rate R_NLOS in dem Fall null ist, dass Differenz Pt ≤ Schwellenwert TH_XL gilt. Dies ist deshalb so, da im Fall der in 9 veranschaulichten LOS-Bedingung der Satz 21, der der direkten Welle entspricht, sowohl die Erster-Pfad-Bestimmungsposition T_FP als auch die Spitzenpfadposition T_PP umfasst. Zum Beispiel in dem Fall, dass der Satz 21, der der direkten Welle entspricht, sowohl die Erster-Pfad-Bestimmungsposition TFP als auch die Spitzenpfadposition T_PP umfasst, wird/ist der Schwellenwert TH_XL auf einen beliebigen Wert eingestellt/festgelegt, der die Beziehung erfüllt: Differenz Pt ≤ Schwellenwert TH_XL.
Hier wird angenommen, dass nur die direkte Welle als die erste ankommende Welle empfangen wird. Es ist unklar, welches Element unter den Elementen, die der ersten ankommenden Welle entsprechen, in der CIR den CIR-Wert hat, der den Erster-Pfad-Wert überschreitet. Selbst wenn das Element mit dem CIR-Wert, der den Erster-Pfad-Wert überschreitet, ein frühestes Element in der Zeitrichtung unter den Elementen, die der ersten ankommenden Welle entsprechen, in der CIR ist, ist die Differenz Pt eine Hälfte der Breite der ersten ankommenden Welle. Wie es vorstehend beschrieben ist, hat in dem Fall, dass nur die direkte Welle als die erste ankommende Welle empfangen wird, die erste ankommende Welle von der CIR eine ideale Breite. Daher ist ein Beispiel einer Bedingung bezüglich des Schwellenwerts TH_XL eine Bedingung, dass Schwellenwert TH_XL ≤ Hälfte der idealen Breite, die in dem Fall erhalten wird, dass nur die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird, erfüllt ist.
Der Steuerabschnitt 230 bestimmt, dass die NLOS-Rate R_NLOS in dem Fall 1 ist, dass Differenz Pt ≥ Schwellenwert TH_XH gilt. Dies ist deshalb so, da im Fall der in 10 veranschaulichten NLOS-Bedingung der Satz 21, der der direkten Welle entspricht, die Erster-Pfad-Bestimmungsposition TFP umfasst, und der Satz 22, der der verzögerten Welle entspricht, die Spitzenpfadposition T_PP umfassen kann. Zum Beispiel in dem Fall, dass die Erster-Pfad-Bestimmungsposition TFP und die Spitzenpfadposition T_PP in den jeweiligen Sätzen erscheinen, die verschieden voneinander sind, wird/ist der Schwellenwert TH_XH auf einen beliebigen Wert eingestellt/festgelegt, der die Beziehung erfüllt: Differenz Pt ≥ Schwellenwert TH_XH.
In dem Fall, dass Schwellenwert TH_XL < Differenz Pt < Schwellenwert TH_XH gilt, berechnet der Steuerabschnitt 230 eine kleinere NLOS-Rate R_NLOS, wenn die Differenz Pt abnimmt. Zum Beispiel kann der Steuerabschnitt 230 die NLOS-Rate R_NLOS durch Verwendung einer nachstehend aufgeführten Gleichung berechnen. $R_{N L O S} = \frac{P t - T H_{X L}}{T H_{X H} - T H_{X L}}$
- Zweiter Zuverlässigkeitsparameter
Der Zuverlässigkeitsparameter kann einen zweiten Zuverlässigkeitsparameter umfassen. Der zweite Zuverlässigkeitsparameter ist ein Ergebnis des Vergleichens einer Amplitude oder einer elektrischen Leistung, die dem Element mit dem CIR-Wert, der den ersten Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, in der CIR mit einer Amplitude oder einer elektrischen Leistung, die dem Element mit dem maximalen CIR-Wert in der CIR entspricht.
Nachstehend wird hierin die Amplitude, die dem Element mit dem CIR-Wert entspricht, der den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, in der CIR als eine Erster-Pfad-Amplitude bezeichnet. Zum Beispiel kann die Erster-Pfad-Amplitude eine Amplitude eines Elements sein, das die Amplitude oder die elektrische Leistung aufweist, die den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR. Als ein weiteres Beispiel kann die Erster-Pfad-Amplitude eine Amplitude eines ersten oder nachfolgenden Elements nach dem Element sein, das die Amplitude oder die elektrische Leistung aufweist, die den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR. Zum Beispiel kann die Erster-Pfad-Amplitude eine Amplitude eines Elements mit einer Spitzen- bzw. Scheitelpunktamplitude oder einer elektrischen Spitzen- bzw. Scheitelpunktleistung zum ersten Mal nach dem Element sein, das die Amplitude oder die elektrische Leistung aufweist, die den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR. Als ein weiteres Beispiel kann die Erster-Pfad-Amplitude ein CIR-Bereich bzw. ein/eine CIR-Gebiet/-Fläche von einem ersten Element, das die Amplitude oder die elektrische Leistung aufweist, die den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, bis zu einem zweiten Element, das ein erstes oder nachfolgendes Element nach dem ersten Element ist, sein. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR. Es ist zu beachten, dass der CIR-Bereich, der hierin beschrieben wird, das Integral der Amplituden, die als die CIR-Werte dienen, von dem ersten Element bis zu dem zweiten Element ist.
Nachstehend wird hierin die elektrische Leistung, die dem Element mit dem CIR-Wert entspricht, der den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, in der CIR als elektrische Erster-Pfad-Leistung bezeichnet. Zum Beispiel kann die elektrische Erster-Pfad-Leistung eine elektrische Leistung eines Elements sein, die die Amplitude oder die elektrische Leistung aufweist, die den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR. Als ein weiteres Beispiel kann die elektrische Erster-Pfad-Leistung eine elektrische Leistung eines ersten oder nachfolgenden Elements nach dem Element sein, das die Amplitude oder die elektrische Leistung aufweist, die den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR. Zum Beispiel kann die elektrische Erster-Pfad-Leistung eine elektrische Leistung eines Elements sein, das eine Spitzen- bzw. Scheitelpunktamplitude oder eine elektrische Spitzen- bzw. Scheitelpunktleistung zum ersten Mal nach dem Element aufweist, das die Amplitude oder die elektrische Leistung aufweist, die den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR. Als ein weiteres Beispiel kann die erste elektrische Erster-Pfad-Leistung ein CIR-Bereich bzw. ein/eine CIR-Gebiet/-Fläche von einem ersten Element, das die Amplitude oder die elektrische Leistung aufweist, die den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, bis zu einem zweiten Element, das ein erstes oder nachfolgendes Element nach dem ersten Element ist, sein. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR. Es ist zu beachten, dass der CIR-Bereich, der hierin beschrieben wird, das Integral der elektrischen Leistungen, die als die CIR-Werte dienen, von dem ersten Element bis zu dem zweiten Element ist.
Nachstehend wird hierin die Amplitude, die dem Element mit dem maximalen CIR-Wert in der CIR entspricht, als Spitzenpfadamplitude bezeichnet. Zum Beispiel kann die Spitzenpfadamplitude eine Amplitude eines Elements sein, das die maximale Amplitude oder elektrische Leistung aufweist. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR. Als ein weiteres Beispiel kann die Spitzenpfadamplitude eine Amplitude eines ersten oder nachfolgenden Elements nach dem Element sein, das die maximale Amplitude oder elektrische Leistung aufweist. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR. Als ein weiteres Beispiel kann die Spitzenpfadamplitude ein CIR-Bereich bzw. ein/eine CIR-Gebiet/-Fläche in Bezug auf eine Vielzahl von Elementen sein, die auf das Element mit der maximalen Amplitude oder elektrischen Leistung in der Zeitrichtung folgen. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR. Es ist zu beachten, dass der CIR-Bereich, der hierin beschrieben wird, das Integral der Amplituden, die als die CIR-Werte dienen, von einem dritten Element bis zu einem vierten Element ist. Das dritte Element ist ein vorderes Element und das vierte Element ist ein hinteres Element unter der Vielzahl von Elementen, die auf das Element mit der maximalen Amplitude oder elektrischen Leistung in der Zeitrichtung folgen. Das dritte Element ist das Element mit der maximalen Amplitude oder elektrischen Leistung oder ein erstes oder weiter vorausgehendes Element vor einem solchen Element. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR. Das vierte Element ist das Element mit der maximalen Amplitude oder elektrischen Leistung oder ein erstes oder nachfolgendes Element nach einem solchen Element. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR. Zum Beispiel kann der CIR-Bereich ein CIR-Bereich in Bezug auf 2X+1 Elemente sein, die das Element mit der maximalen Amplitude oder elektrischen Leistung und X Elemente umfassen, die vor oder nach einem solchen Element angeordnet sind. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR.
Nachstehend wird hierin die elektrische Leistung, die dem Element mit dem maximalen CIR-Wert in der CIR entspricht, als eine elektrische Spitzenpfadleistung bezeichnet. Zum Beispiel kann die elektrische Spitzenpfadleistung eine elektrische Leistung eines Elements mit der maximalen Amplitude oder elektrischen Leistung sein. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR. Als ein weiteres Beispiel kann die elektrische Spitzenpfadleistung eine elektrische Leistung eines ersten oder nachfolgenden Elements nach dem Element mit der maximalen Amplitude oder elektrischen Leistung sein. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR. Als ein weiteres Beispiel kann die elektrische Spitzenpfadleistung ein CIR-Bereich bzw. ein/eine CIR-Gebiet/-Fläche in Bezug auf eine Vielzahl von Elementen sein, die auf das Element mit der maximalen Amplitude oder elektrischen Leistung in der Zeitrichtung folgen. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert in der CIR. Es ist zu beachten, dass der CIR-Bereich, der hierin beschrieben wird, das Integral der elektrischen Leistungen, die als die CIR-Werte dienen, von dem dritten Element bis zu dem vierten Element ist. Das dritte Element ist ein vorderes Element und das vierte Element ist ein hinteres Element unter der Vielzahl von Elementen, die auf das Element mit der maximalen Amplitude oder elektrischen Leistung in der Zeitrichtung folgen.
Nachstehend werden hierin unter Bezugnahme auf 11 und 12 die elektrische Erster-Pfad-Leistung und die elektrische Spitzenpfadleistung in der LOS-Bedingung und der NLOS-Bedingung beschrieben. 11 ist ein Graph, der ein Beispiel von einer CIR in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210 in der LOS-Bedingung veranschaulicht. 12 ist ein Graph, der ein Beispiel von einer CIR in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210 in der NLOS-Bedingung veranschaulicht. Der Graph umfasst eine horizontale Achse, die eine Verzögerungszeit darstellt. Der Graph umfasst eine vertikale Achse, die Absolutwerte bzw. Beträge von CIR-Werten (wie etwa elektrische Leistung) darstellt. Die in 11 und 12 veranschaulichen CIRs umfassen einen Satz 21 von Elementen, der der direkten Welle entspricht, und einen Satz 22 von Elementen, der der verzögerten Welle entspricht.
In dem in 11 veranschaulichten Beispiel umfasst der Satz 21 ein Element mit einem CIR-Wert der den Erster-Pfad-Schwellenwert THFP zum ersten Mal überschreitet. Mit anderen Worten entspricht der Satz 21 der ersten ankommenden Welle. Wie es in 11 veranschaulicht ist, erscheint im Fall der LOS-Bedingung eine Spitze bzw. ein Maximum/Scheitelpunkt der gesamten CIR in dem Satz 21, der der direkten Welle entspricht. Daher ist im Fall der LOS-Bedingung die elektrische Erster-Pfad-Leistung PFP typischerweise identisch zu der elektrischen Spitzenpfadleistung P_PP. Es ist zu beachten, dass in dem Fall, dass die elektrische Erster-Pfad-Leistung PFP und die elektrische Spitzenpfadleistung P_PP auf unterschiedliche Arten berechnet werden, die elektrische Erster-Pfad-Leistung PFP im Wesentlichen identisch zu der elektrischen Spitzenpfadleistung P_PP ist.
In dem in 12 veranschaulichten Beispiel umfasst der Satz 21 ein Element mit einem CIR-Wert, das den Erster-Pfad-Schwellenwert THFP zum ersten Mal überschreitet. Mit anderen Worten entspricht der Satz 21 der ersten ankommenden Welle. Wie es 12 veranschaulicht ist, erscheint im Fall der NLOS-Bedingung eine Spitze bzw. ein Maximum/Scheitelpunkt der gesamten CIR in dem Satz 22, der der verzögerten Welle entspricht. Dies ist deshalb so, da sich im Fall der NLOS-Beendigung ein Hindernis in dem ersten Pfad befindet. Insbesondere, wenn ein menschlicher Körper in dem ersten Pfad liegt bzw. eingebracht/-geschoben ist, schwächt sich die direkte Welle drastisch ab, wenn die direkte Welle den menschlichen Körper durchläuft. Daher kann im Fall der NLOS-Bedingung mitunter die elektrische Erster-Pfad-Leistung P_FP erheblich kleiner sein als die elektrische Spitzenpfadleistung P_PP.
Wie es vorstehend beschrieben ist, bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass eine Zuverlässigkeit höher wird, wenn die elektrische Erster-Pfad-Leistung näher an die elektrische Spitzenpfadleistung herankommt. Andererseits bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass eine Zuverlässigkeit niedriger wird, wenn sich die elektrische Erster-Pfad-Leistung weiter von der elektrischen Spitzenpfadleistung entfernt. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, die Zuverlässigkeit aus Sicht/Perspektive einer Relativbeziehung zwischen der elektrischen Erster-Pfad-Leistung PFP und der elektrischen Spitzenpfadleistung P_PP zu bewerten. Es ist zu beachten, dass die elektrische Erster-Pfad-Leistung und die elektrische Spitzenpfadleistung vorstehend unter Bezugnahme auf 11 und 12 beschrieben wurden, und das Gleiche für die Erster-Pfad-Amplitude und die Spitzenpfadamplitude gilt.
Daher behandelt der Steuerabschnitt 230, unter den jeweiligen Zuverlässigkeitsparametern, die in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 berechnet werden, einen Zuverlässigkeitsparameter, der bezeichnet, dass eine Amplitude oder elektrische Leistung, die dem Element mit dem CIR-Wert entspricht, der den ersten Schwellenwert zum ersten Mal in der CIR überschreitet, am nächsten zu einer Amplitude oder elektrischen Leistung ist, die dem Element mit dem maximalen CIR-Wert in der CIR entspricht, als den optimalen Parameter. Zum Beispiel wählt der Steuerabschnitt 230, aus der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210, einen Drahtloskommunikationsabschnitt 210 mit der Erster-Pfad-Amplitude, die am nächsten zu der Spitzenpfadamplitude ist, als den Master aus. Als ein weiteres Beispiel wählt der Steuerabschnitt 230, aus der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210, einen Drahtloskommunikationsabschnitt 210 mit der elektrischen Erster-Pfad-Leistung, die am nächsten zu der elektrischen Spitzenpfadleistung ist, als den Master aus.
Im Speziellen kann der Steuerabschnitt 230 zumindest eines von einem Amplitudenverhältnis und einem Elektrische-Leistung-Verhältnis als den zweiten Zuverlässigkeitsparameter berechnen. Das Amplitudenverhältnis ist ein Parameter, der ein Ergebnis des Vergleichens der Erster-Pfad-Amplitude mit der Spitzenpfadamplitude bezeichnet. Das Elektrische-Leistung-Verhältnis ist ein Parameter, der ein Ergebnis des Vergleichens der elektrischen Erster-Pfad-Leistung mit der elektrischen Spitzenpfadleistung bezeichnet.
Als Nächstes wird ein Beispiel von Verfahren zum Berechnen des Amplitudenverhältnisses und des Elektrische-Leistung-Verhältnisses beschrieben. Zum Beispiel kann das Amplitudenverhältnis und das Elektrische-Leistung-Verhältnis durch Verwendung von nachstehend aufgeführten Gleichungen berechnet werden. $Amplitudenverh \ddot{a} ltnis = Erster - Pfad - Amplitude / Spitzenpfadamplitude$
$Amplitudenverh \ddot{a} ltnis = Erster - Pfad - Amplitude - Spitzenpfadamplitude$
$\begin{array}{l} Elektrische - Leistung - Verh \ddot{a} ltnis = elektrische Erster - Pfad - Leistung / \\ elektrische Spitzenpfasdleistung \end{array}$
$\begin{array}{l} Elektrische - Leistung - Verh \ddot{a} ltnis = elektrische Erster - Pfad - Leistung - \\ elektrische Spitzenpfasdleistung \end{array}$
Aus der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 kann der Steuerabschnitt 230 einen Drahtloskommunikationsabschnitt 210 mit einem höchsten Amplitudenverhältnis, nämlich den Drahtloskommunikationsabschnitt 210 mit der Erster-Pfad-Amplitude, die am nächsten zu der Spitzenpfadamplitude ist, als den Master auswählen. Alternativ kann der Steuerabschnitt 230, aus der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210, einen Drahtloskommunikationsabschnitt 210 mit einem höchsten Elektrische-Leistung-Verhältnis, nämlich den Drahtloskommunikationsabschnitt 210 mit der elektrischen Erster-Pfad-Leistung, die am nächsten zu der elektrischen Spitzenpfadleistung ist, als den Master auswählen. Eine solche Konfiguration macht es möglich, einen Drahtloskommunikationsabschnitt 210, für den es am wahrscheinlichsten ist, dass er in der LOS-Bedingung ist, als den Master auszuwählen. Daher ist es möglich, die Genauigkeit einer Entfernungsmessung im Vergleich zu dem Fall des Auswählens eines Drahtloskommunikationsabschnitts 210, der in der NLOS-Bedingung ist, als den Master zu verbessern.
- Dritter Zuverlässigkeitsparameter
Der Zuverlässigkeitsparameter kann einen dritten Zuverlässigkeitsparameter umfassen, der eine Verzögerungszeit eines Elements mit einem CIR-Wert, der den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, in einer CIR ist. Mit anderen Worten kann der Zuverlässigkeitsparameter die Erster-Pfad-Bestimmungsposition umfassen.
Nachstehend werden hierin unter Bezugnahme auf 13 Erster-Pfad-Bestimmungspositionen in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 beschrieben. 13 stellt Graphen dar, die ein Beispiel von CIRs in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 veranschaulichen. Eine CIR 20A, die in 13 veranschaulicht ist, ist ein Graph, der ein Beispiel von einer CIR in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210A in der LOS-Bedingung veranschaulicht. Eine CIR 20B, die in 13 veranschaulicht ist, ist ein Graph, der ein Beispiel von einer CIR in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210B in der NLOS-Bedingung veranschaulicht. Jeder Graph umfasst eine horizontale Achse, die eine Verzögerungszeit darstellt. Es wird angenommen, dass eine Zeitachse von der CIR 20A zu einer Zeitachse von der CIR 20B synchron ist. Der Graph umfasst eine vertikale Achse, die Absolutwerte bzw. Beträge von CIR-Werten (wie etwa elektrische Leistung) darstellt.
Die CIR 20A umfasst einen Satz 21A von Elementen, der der direkten Welle entspricht, und einen Satz 22A von Elementen, der der verzögerten Welle entspricht. In Bezug auf die CIR 20A umfasst der Satz 21A eine Erster-Pfad-Bestimmungsposition T_FP-A mit einem CIR-Wert, der den Erster-Pfad-Schwellenwert TH_FP zum ersten Mal überschreitet. Mit anderen Worten entspricht der Satz 21A der ersten ankommenden Welle in Bezug auf die CIR 20A.
Die CIR 20B umfasst einen Satz 21B von Elementen, der der direkten Welle entspricht, und einen Satz 22B von Elementen, der der verzögerten Welle entspricht. In Bezug auf die CIR 20B umfasst der Satz 22B eine Erster-Pfad-Bestimmungsposition T_FP-B mit einem CIR-Wert, der den Erster-Pfad-Schwellenwert TH_FP zum ersten Mal überschreitet. Mit anderen Worten entspricht der Satz 22B der ersten ankommenden Welle in Bezug auf die CIR 20B.
Wie es in 13 veranschaulicht ist, erscheint in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210A in der LOS-Bedingung die Erster-Pfad-Bestimmungsposition T_FP-A in dem Satz 21A, der der direkten Welle entspricht. Andererseits kann in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210B in der NLOS-Bedingung die Erster-Pfad-Bestimmungsposition TFP-B nicht in dem Satz 21B erscheinen, der der direkten Welle entspricht, sondern in dem Satz 22B, der der verzögerten Welle entspricht. Mit anderen Worten kann gesagt werden, dass eine frühe Erster-Pfad-Bestimmungsposition eine große Möglichkeit bzw. hohe Wahrscheinlichkeit des erfolgreichen Detektierens der direkten Welle als die erste ankommende Welle bezeichnet. Andererseits kann gesagt werden, dass eine späte Erster-Pfad-Bestimmungsposition eine große Möglichkeit bzw. hohe Wahrscheinlichkeit dafür bezeichnet, dass eine Detektion der direkten Welle als die erste ankommende Welle misslingt. Daher bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass eine Zuverlässigkeit höher wird, wenn eine frühere Erster-Pfad-Bestimmungsposition erhalten wird. Andererseits bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass eine Zuverlässigkeit niedriger wird, wenn eine spätere Erster-Pfad-Bestimmungsposition erhalten wird. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, die Zuverlässigkeit aus Sicht/Perspektive der Erster-Pfad-Bestimmungsposition zu bewerten.
Daher behandelt der Steuerabschnitt 230, unter den jeweiligen Zuverlässigkeitsparametern, die in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 berechnet werden, einen Zuverlässigkeitsparameter, der eine früheste Erster-Pfad-Bestimmungsposition bezeichnet, als den optimalen Parameter. Mit anderen Worten wählt der Steuerabschnitt 230, aus der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210, einen Drahtloskommunikationsabschnitt 210 mit der frühesten Erster-Pfad-Bestimmungsposition als den Master aus. Eine solche Konfiguration macht es möglich, einen Drahtloskommunikationsabschnitt 210, für den es am wahrscheinlichsten ist, die direkte Welle erfolgreich als die erste ankommende Welle detektiert zu haben, als den Master auszuwählen. Daher ist es möglich, die Genauigkeit einer Entfernungsmessung im Vergleich zu dem Fall des Auswählens eines Drahtloskommunikationsabschnitts 210, der eine andere Welle als die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert hat, als den Master zu verbessern.
Im Fall des wiederholten Durchführens des Entfernungsmessprozesses kann der Steuerabschnitt 230 eine Steuerung dahingehend, ob der Master neu auszuwählen ist, auf Grundlage einer Differenz zwischen der Erster-Pfad-Bestimmungsposition des Slaves und der Erster-Pfad-Bestimmungsposition des Masters in einem vorhergehenden Entfernungsmessprozess vornehmen. Zum Beispiel berechnet der Steuerabschnitt 230 eine Differenz Tdif zwischen der Erster-Pfad-Bestimmungsposition des Masters und einer frühesten Erster-Pfad-Bestimmungsposition, die einem von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 entspricht, durch Verwendung einer nachstehend aufgeführten Gleichung. $T d i f = T_{F P - m} - min (T_{F P - m}, T_{F P - s 1}, T_{F P - s 2}, T_{F P - s 3})$
Hier ist T_FP-m die Erster-Pfad-Bestimmungsposition des Masters. T_FP-s1, T_FP-s2 und T_FP-s3 sind die Erster-Pfad-Bestimmungspositionen von jeweiligen Slaves.
Als Nächstes kann der Steuerabschnitt 230 in dem Fall, dass die Differenz Tdif einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, einen Master neu auswählen. Wenn die Differenz Tdif den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, bedeutet dies, dass die Erster-Pfad-Bestimmungsposition des Masters einen vorbestimmten Schwellenwert oder mehr hinter der frühesten Erster-Pfad-Bestimmungsposition ist/liegt, die einem von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 entspricht. Dies bedeutet, dass der Master wahrscheinlich bei der Detektion der direkten Welle als die erste ankommende Welle gescheitert ist, aber der Slave wahrscheinlich die direkte Welle erfolgreich als die erste ankommende Welle detektiert hat. Daher ist es möglich, die Genauigkeit einer Entfernungsmessung durch Neuauswählen des Slaves mit der frühesten Erster-Pfad-Bestimmungsposition als den Master aus der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 zu verbessern. Es ist zu beachten, dass zum Beispiel der vorbestimmte Schwellenwert eine Hälfte einer idealen Breite ist, die in dem Fall erhalten wird, dass nur die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird.
- Vierter Zuverlässigkeitsparameter
Der Zuverlässigkeitsparameter kann einen vierten Zuverlässigkeitsparameter umfassen, der von/aus einer Korrelation zwischen CIR-Wellenformen bzw. -Signalverlaufsformen der Drahtloskommunikationsabschnitten 210 in einem Paar hergeleitet wird.
Nachstehend werden hierin unter Bezugnahme auf 14 CIR-Wellenformen in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 beschrieben. 14 sind Graphen, die ein Beispiel von CIRs in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 veranschaulichen. Eine CIR 20A, die in 14 veranschaulicht ist, ist ein Graph, der ein Beispiel von einer CIR in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210A veranschaulicht. Eine CIR 20B, die in 14 veranschaulicht ist, ist ein Graph, der ein Beispiel von einer CIR in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210B veranschaulicht. Jeder Graph umfasst eine horizontale Achse, die eine Verzögerungszeit darstellt. Es wird angenommen, dass eine Zeitachse von der CIR 20A zu einer Zeitachse von der CIR 20B synchron ist. Der Graph umfasst eine vertikale Achse, die Absolutwerte bzw. Beträge von CIR-Werten (wie etwa Amplitude oder elektrische Leistung) darstellt.
Die CIR 20A umfasst einen Satz 23A von Elementen, der der kombinierten Welle entspricht, die in einem Zustand empfangen wird, in dem die direkte Welle mit der verzögerten Welle kombiniert wird, die eine von der direkten Welle verschiedene Phase hat. Die CIR-Wellenform des Satzes 23A hat zwei Spitzen bzw. Maxima/Scheitelpunkte, da zwei Wellen mit unterschiedlichen Phasen kombiniert werden. In Bezug auf die CIR 20A umfasst der Satz 23A ein Element mit einem CIR-Wert, der den Erster-Pfad-Schwellenwert THFP zum ersten Mal überschreitet. Mit anderen Worten entspricht der Satz 23A der ersten ankommenden Welle in Bezug auf die CIR 20A.
Andererseits umfasst die CIR 20B einen Satz 23B von Elementen, der der kombinierten Welle entspricht, die in einem Zustand empfangen wird, in dem die direkte Welle mit der verzögerten Welle kombiniert wird, die eine gleiche Phase wie die direkte Welle hat. Die CIR-Wellenform des Satzes 23 hat eine einzelne große/hohe Spitze bzw. Maximum/Scheitelpunkt, da zwei Wellen mit der gleichen Phase kombiniert werden. In Bezug auf die CIR 20B umfasst der Satz 23B ein Element mit einem CIR-Wert, der den Erster-Pfad-Schwellenwert THFP ersten Mal überschreitet. Mit anderen Worten entspricht der Satz 23B der ersten ankommenden Welle in Bezug auf die CIR 20B.
In dem Fall, dass die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 Signale in dem Zustand empfangen, in dem die direkte Welle mit der verzögerten Welle kombiniert wird, können die Drahtloskommunikationsabschnitte 210 unterschiedliche Beziehungen von Phasen der direkten Welle und der verzögerten Welle haben, selbst wenn ein Abstand zwischen den Drahtloskommunikationsabschnitten 210 kurz ist. Als Folge hiervon werden unterschiedliche CIR-Wellenformen erhalten, wie es in/mit der CIR 20A und der CIR 20B veranschaulicht ist. Mit anderen Worten besagen die unterschiedlichen CIR-Wellenformen zwischen den Drahtloskommunikationsabschnitten 210 in einem Paar, dass eine kombinierte Welle durch zumindest einen von den Drahtloskommunikationsabschnitten 210 in dem Paar empfangen wird. In dem Fall, dass die kombinierte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird, verschlechtert sich die Genauigkeit einer Winkelschätzung in dem Winkelschätzprozess, wie es vorstehend beschrieben ist. Außerdem verschlechtert sich in dem Fall, dass die kombinierte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird, die Genauigkeit einer Entfernungsmessung in dem Entfernungsmessprozess, wie es vorstehend beschrieben ist.
Dementsprechend kann der vierte Zuverlässigkeitsparameter ein Korrelationskoeffizient zwischen einer CIR, die auf Grundlage eines Empfangssignals erhalten wird, das durch einen ersten Drahtloskommunikationsabschnitt 210 unter der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 empfangen wird, und einer CIR, die auf Grundlage eines Empfangssignals erhalten wird, das durch einen zweiten Drahtloskommunikationsabschnitt 210, der von dem ersten Drahtloskommunikationsabschnitt 210 verschieden ist, unter der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 empfangen wird, sein. Mit anderen Worten kann der vierte Zuverlässigkeitsparameter ein Korrelationskoeffizient zwischen einer Wellenform der gesamten CIR, die in Bezug auf den ersten Drahtloskommunikationsabschnitt 210 berechnet wird, und einer Wellenform der gesamten CIR, die in Bezug auf den zweiten Drahtloskommunikationsabschnitt 210 berechnet wird, sein. Außerdem bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass eine Zuverlässigkeit höher wird, wenn der Korrelationskoeffizient zunimmt. Andererseits bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass eine Zuverlässigkeit niedriger wird, wenn der Korrelationskoeffizient abnimmt. Eine solche Konfiguration macht es möglich, eine Zuverlässigkeit aus Sicht/Perspektive einer Korrelation zwischen CIR-Wellenformen zu bewerten.
Hier wird eine Phase der ersten ankommenden Welle für den Winkelschätzprozess verwendet. Daher kann der Zuverlässigkeitsparameter aus einer Korrelation zwischen CIR-Wellenformen hergeleitet werden, die nahe der ersten ankommenden Welle sind.
Dementsprechend kann der vierte Zuverlässigkeitsparameter ein Korrelationskoeffizient zwischen einer chronologischen Änderung eines CIR-Werts eines Teils bzw. Bereichs mit dem Element mit dem CIR-Wert, der den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, in einer CIR, die auf Grundlage eines Empfangssignals erhalten wird, das durch den ersten Drahtloskommunikationsabschnitt 210 unter der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 empfangen wird, und einer chronologischen Änderung eines CIR-Werts eines Teils bzw. Bereichs mit dem Element mit dem CIR-Wert, der den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, in einer CIR, die auf Grundlage eines Empfangssignals erhalten wird, das durch den zweiten Drahtloskommunikationsabschnitt 210, der von dem ersten Drahtloskommunikationsabschnitt 210 verschieden ist, unter der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 empfangen wird, sein. Hier meint der Teil bzw. Bereich einen Satz, der das Element mit dem CIR-Wert, der den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, und ein oder mehr Elemente, die vor und/oder nach einem solchen Element in der Zeitachsenrichtung existieren, umfasst. Mit anderen Worten kann der vierte Zuverlässigkeitsparameter ein Korrelationskoeffizient zwischen einer Wellenform, die in einer Nähe einer Erster-Pfad-Bestimmungsposition in der CIR erhalten wird, die in Bezug auf den ersten Drahtloskommunikationsabschnitt 210 berechnet wird, und einer Wellenform, die in einer Nähe einer Erster-Pfad-Bestimmungsposition in der CIR erhalten wird, die in Bezug auf den zweiten Drahtloskommunikationsabschnitt 210 berechnet wird, sein. Außerdem bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass eine Zuverlässigkeit höher wird, wenn der Korrelationskoeffizient zunimmt. Andererseits bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass eine Zuverlässigkeit niedriger wird, wenn der Korrelationskoeffizient abnimmt. Eine solche Konfiguration macht es möglich, eine Zuverlässigkeit aus Sicht/Perspektive einer Korrelation zwischen CIR-Wellenformen zu bewerten, die in der Nähe der ersten ankommenden Welle erhalten werden. Außerdem macht es eine solche Konfiguration möglich, eine Rechenmenge bzw. einen Rechenaufwand im Vergleich zu dem Fall des Korrelierens von Wellenformen der gesamten CIRs zu reduzieren.
Der Steuerabschnitt 230 behandelt einen höchsten Korrelationskoeffizienten unter Korrelationskoeffizienten, die in Bezug auf die Vielzahl der von den Paaren der Drahtloskommunikationsabschnitte 210 berechnet werden, als den optimalen Parameter. Im Speziellen wählt der Steuerabschnitt 230 einen von zwei in dem Paar umfassten Drahtloskommunikationsabschnitten 210, von dem der höchste Korrelationskoeffizient unter Korrelationskoeffizienten berechnet wird, die in Bezug auf die Vielzahl von den Paaren der Drahtloskommunikationsabschnitte 210 berechnet werden, als den Master aus. Eine solche Konfiguration macht es möglich, einen Drahtloskommunikationsabschnitt 210, für den es unwahrscheinlich ist, dass er die kombinierte Welle als die erste ankommende Welle detektiert hat, nämlich den Drahtloskommunikationsabschnitt 210, für den es am wahrscheinlichsten ist, dass er die direkte Welle erfolgreich als die erste ankommende Welle detektiert hat, als den Master auszuwählen. Dies macht es möglich, die Genauigkeit einer Entfernungsmessung im Vergleich zu dem Fall des Detektierens der kombinierten Welle als die erste ankommende Welle zu verbessern.
Es ist zu beachten, dass der Korrelationskoeffizient zum Beispiel der Pearson-Korrelationskoeffizient sein kann.
Die CIR kann eine Amplitude oder eine elektrische Leistung, die ein CIR-Wert ist, als ein Element umfassen, das zu/bei jeder Verzögerungszeit erhalten wird. In diesem Fall berechnet der Steuerabschnitt 230 einen Korrelationskoeffizienten durch Korrelieren von jeweiligen Amplituden oder elektrischen Leistungen, die zu/bei entsprechenden Verzögerungszeiten erhalten werden, die in den zwei CIRs umfasst sind. Es ist zu beachten, dass die entsprechenden Verzögerungszeiten in einer Umgebung, in der die Zeitachsen der zwei CIRs synchron zueinander sind, eine gleiche Verzögerungszeit bezeichnen.
Die CIR kann eine komplexe Zahl, die ein CIR-Wert ist, als das Element umfassen, das zu/bei jeder Verzögerungszeit erhalten wird. In diesem Fall berechnet der Steuerabschnitt 230 einen Korrelationskoeffizienten durch Korrelieren von jeweiligen komplexen Zahlen, die zu/bei entsprechenden Verzögerungszeiten erhalten werden, die in den zwei CIRs umfasst sind. Die komplexen Zahlen umfassen eine Phasenkomponente zusätzlich zu einer Amplitudenkomponente. Daher ist es möglich, einen genaueren Korrelationskoeffizienten als im Fall des Berechnens eines Korrelationskoeffizienten auf Grundlage einer Amplitude oder einer elektrischen Leistung zu berechnen.
- Ergänzende Erläuterung
Hierin nachstehend wird eine ergänzende Erläuterung gegeben, um fünfte und nachfolgende Zuverlässigkeitsparameter zu beschreiben.
Hierin nachstehend kann ein Element, das der vorstehend beschriebenen spezifischen Empfangszeit entspricht, als ein spezifisches Element unter der Vielzahl von Elementen, die in der CIR umfasst sind, bezeichnet werden. Zum Beispiel ist das spezifische Element ein Element mit einer Amplitude oder einer elektrischen Leistung, die den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, unter der Vielzahl von Elementen, die in der CIR umfasst sind. Die Amplitude oder elektrische Leistung dient als der CIR-Wert.
Das spezifische Element ist ein Element, das der ersten ankommenden Welle entspricht. Daher wird, wie es vorstehend über die spezifische Empfangszeit beschrieben ist, eine Zeit, die dem spezifischen Element entspricht, für die Entfernungsmessung ausgewählt. Außerdem dient die Phase des spezifischen Elements als die Phase der ersten ankommenden Welle, und wird sie zur Winkelschätzung verwendet. Daher ist es möglich, die Genauigkeit beim Schätzen eines Positionsparameters zu verbessern, indem ein der direkten Welle entsprechendes spezifisches Element detektiert wird.
- Fünfter Zuverlässigkeitsparameter
Der fünfte Zuverlässigkeitsparameter ist ein Indikator bzw. Hinweis, der bezeichnet, ob die erste ankommende Welle selbst für/als das Detektionszielobjekt angemessen bzw. zweckdienlich ist. Mit anderen Worten ist der fünfte Zuverlässigkeitsparameter ein Indikator bzw. Hinweis, der bezeichnet, ob das spezifische Element selbst für/als das Detektionszielobjekt angemessen bzw. zweckdienlich ist. Eine höhere Zuverlässigkeit wird erhalten, wenn die erste ankommende Welle für/als das Detektionszielobjekt angemessener bzw. zweckdienlicher ist, und eine niedrigere Zuverlässigkeit wird erhalten, wenn die erste ankommende Welle für/als das Detektionszielobjekt unangemessener bzw. unzweckdienlicher ist.
Im Speziellen kann der fünfte Zuverlässigkeitsparameter ein Indikator bzw. Hinweis sein, der eine Größe bzw. einen Betrag eines Rauschens bezeichnet. In diesem Fall wird der fünfte Zuverlässigkeitsparameter auf Grundlage von zumindest einem von dem Signal-Rausch-Verhältnis bzw. Rauschabstand (SNR: „Signal-to-Noise-Ratio“) und einem Wert einer elektrischen Leistung der ersten ankommenden Welle berechnet. In dem Fall, dass die elektrische Leistung hoch ist, sind Effekte des Rauschens klein. Daher wird der fünfte Zuverlässigkeitsparameter berechnet, der bezeichnet, dass die erste ankommende Welle für/als das Detektionszielobjekt angemessen ist. Andererseits sind in dem Fall, dass die elektrische Leistung niedrig ist, Effekte des Rauschens groß. Daher wird der fünfte Zuverlässigkeitsparameter berechnet, der bezeichnet, dass die erste ankommende Welle für/als das Detektionszielobjekt unangemessen ist. In dem Fall, dass das SNR hoch ist, sind Effekte des Rauschens klein. Daher wird der fünfte Zuverlässigkeitsparameter berechnet, der bezeichnet, dass die erste ankommende Welle für/als das Detektionszielobjekt angemessen ist. Andererseits sind in dem Fall, dass das SNR niedrig ist, Auswirkungen des Rauschens groß. Daher wird der fünfte Zuverlässigkeitsparameter berechnet, der bezeichnet, dass die erste ankommende Welle für/als das Detektionszielobjekt unangemessen ist.
Durch Verwendung des fünften Zuverlässigkeitsparameters ist es möglich, eine Zuverlässigkeit auf Grundlage dessen zu bewerten, ob die erste ankommende Welle selbst für/als das Detektionszielobjekt angemessen bzw. zweckdienlich ist.
- Sechster Zuverlässigkeitsparameter
Der sechste Zuverlässigkeitsparameter ist ein Indikator bzw. Hinweis, der eine Nichteignung bzw. Untauglichkeit einer kombinierten Welle für/als die erste ankommende Welle bezeichnet. Mit anderen Worten ist der sechste Zuverlässigkeitsparameter ein Indikator bzw. Hinweis, der eine Nichteignung bzw. Untauglichkeit der kombinierten Welle für/als das spezifische Element bezeichnet. Eine höhere Zuverlässigkeit wird erhalten, wenn die Nichteignung bzw. Untauglichkeit der kombinierten Welle für/als die erste ankommende Welle höher wird, und eine niedrigere Zuverlässigkeit wird erhalten, wenn die Nichteignung bzw. Untauglichkeit der kombinierten Welle für/als die erste ankommende Welle niedriger wird.
Im Speziellen wird der sechste Zuverlässigkeitsparameter auf Grundlage von zumindest einem von einer Breite der ersten ankommenden Welle in der Zeitrichtung und einem Zustand der Phase der ersten ankommenden Welle berechnet.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf 15 eine Berechnung des sechsten Zuverlässigkeitsparameters basierend auf der Breite der ersten ankommenden Welle in der Zeitrichtung beschrieben. Hier kann die Breite der ersten ankommenden Welle in der Zeitrichtung eine Breite eines Satzes von Elementen, der der ersten ankommenden Welle entspricht, in der Zeitrichtung in Bezug auf die CIR sein.
15 sind Diagramme zur Beschreibung von Beispielen des Zuverlässigkeitsparameters gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. In dem Fall, dass die direkte Welle unabhängig empfangen wird, wie es in 15 oben veranschaulicht ist, dient eine Breite W eines Satzes 21 von Elementen, der der direkten Welle entspricht, in der CIR als eine ideale Breite, die erhalten wird, wenn nur die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird. Hier ist die Breite W eine Breite eines Satzes von Elementen, die einem einzelnen Puls entsprechen, in der Zeitrichtung. Zum Beispiel ist die Breite W eine Breite zwischen einem Nulldurchgang und einem weiteren Nulldurchgang. Als ein weiteres Beispiel ist die Breite W eine Breite zwischen Kreuzungen bzw. Schnittpunkten eines Standards bzw. Maßstabs und veränderlichen CIR-Werten. Andererseits kann, wenn die Drahtloskommunikationsabschnitte 210 Signale in einem Zustand empfangen, in dem aufgrund von Effekten einer Mehrwegeausbreitung die Vielzahl von Signalen kombiniert werden, die über unterschiedliche Pfade kommen, die Breite W eines Satzes von Elementen, der der kombinierten Welle entspricht, in der CIR verschieden sein von der idealen Breite, die erhalten wird, wenn nur die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird. Zum Beispiel, wenn eine direkte Welle und eine verzögerte Welle in einer solchen Art und Weise empfangen werden, dass die verzögerte Welle, die eine gleiche Phase wie die direkte Welle hat, mit der direkten Welle kombiniert wird, wie es in 15 unten veranschaulicht ist, werden der Satz 21 von Elementen, der der direkten Welle entspricht, und der Satz 22 von Elementen, der der verzögerten Welle entspricht, in einem Zustand addiert, in dem sie in der Zeitrichtung verschoben sind. Daher hat der Satz 23 von Elementen, der der kombinierten Welle entspricht, in der CIR eine breite Breite W. Andererseits, wenn eine direkte Welle und eine verzögerte Welle in einer solchen Art und Weise empfangen werden, dass die verzögerte Welle, die eine entgegengesetzte Phase zu der direkten Welle hat, mit der direkten Welle kombiniert wird, löschen bzw. heben die direkte Welle und die verzögerte Welle einander aus/auf. Daher hat ein Satz von Elementen, der der kombinierten Welle entspricht, in der CIR eine schmale Breite W.
Wie es vorstehend beschrieben ist, wird der sechste Zuverlässigkeitsparameter in einer solchen Art und Weise berechnet, dass der sechste Zuverlässigkeitsparameter bezeichnet, dass die Nichteignung bzw. Untauglichkeit der kombinierten Welle für/als die erste ankommende Welle höher wird, wenn eine Differenz zwischen der Breite der ersten ankommenden Wellen und der idealen Breite, die erhalten wird, wenn nur die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird, kleiner wird. Andererseits wird der sechste Zuverlässigkeitsparameter in einer solchen Art und Weise berechnet, dass der sechste Zuverlässigkeitsparameter bezeichnet, dass die Nichteignung bzw. Untauglichkeit der kombinierten Welle für/als die erste ankommende Welle niedriger wird, wenn die Differenz zwischen der Breite der ersten ankommenden Welle und der idealen Breite, die erhalten wird, wenn nur die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird, größer wird.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 16 eine Berechnung des sechsten Zuverlässigkeitsparameters basierend auf einem Zustand einer Phase der ersten ankommenden Welle beschrieben. Hier kann der Zustand der Phase der ersten ankommenden Welle ein Grad bzw. Aus-/Maß einer Differenz einer Phase zwischen Elementen, die der ersten ankommenden Welle entsprechen, in Bezug auf das empfangene Drahtlossignal sein. Alternativ kann der Zustand der Phase der ersten ankommenden Welle ein Grad bzw. Aus-/Maß einer Differenz einer Phase zwischen Elementen, die der ersten ankommenden Welle entsprechen, in Bezug auf die CIR sein.
16 sind Diagramme zur Beschreibung von Beispielen des Zuverlässigkeitsparameters gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. In dem Fall, dass die direkte Welle unabhängig empfangen wird, wie es in 16 oben veranschaulicht ist, sind jeweilige Phasen θ von einer Vielzahl von Elementen, die zu dem der direkten Welle entsprechenden Satz 21 von Elementen in der CIR gehören, gleiche oder im wesentlichen gleiche Phasen (das heißt, dass θ1 ≈θ2 ≈ θ3 gilt). Es ist zu beachten, dass die Phase ein Winkel zwischen IQ-Komponenten von einer CIR und einer I-Achse auf einer IQ-Ebene ist. Dies ist deshalb so, da Entfernungen von Pfaden von direkten Wellen in Bezug auf die jeweiligen Elemente gleich sind. Andererseits sind in dem Fall, dass die kombinierte Welle empfangen wird, wie es in 16 unten veranschaulicht ist, jeweilige Phasen θ von einer Vielzahl von Elementen, die zu dem der kombinierten Welle entsprechenden Satz 23 von Elementen in der CIR gehören, unterschiedliche Phasen (das heißt, dass θ1 ≠θ2 ≠θ3 gilt). Dies ist deshalb so, da Pulse mit unterschiedlichen Entfernungen zwischen dem Sender und den Empfängern, nämlich die Pulse mit unterschiedlichen Phasen, kombiniert werden. Wie es vorstehend beschrieben ist, wird der sechste Zuverlässigkeitsparameter in einer solchen Art und Weise berechnet, dass der sechste Zuverlässigkeitsparameter bezeichnet, dass die Nichteignung der kombinierten Welle für/als die erste kombinierte Welle höher wird, wenn die Differenz zwischen den Phasen von Elementen, die der ersten ankommenden Welle entsprechen, kleiner wird. Andererseits wird der sechste Zuverlässigkeitsparameter auch in einer solchen Art und Weise berechnet, dass der sechste Zuverlässigkeitsparameter bezeichnet, dass die Nichteignung der kombinierten Welle für/als die erste ankommende Welle niedriger wird, wenn die Differenz zwischen den Phasen der Elemente, die der ersten ankommenden Welle entsprechen, größer wird.
Durch Verwendung des sechsten Zuverlässigkeitsparameters ist es möglich, die Zuverlässigkeit auf Grundlage der Nichteignung bzw. Untauglichkeit der kombinierten Welle für/als die erste ankommende Welle zu bewerten.
- Siebter Zuverlässigkeitsparameter
Der Zuverlässigkeitsparameter kann einen siebten Zuverlässigkeitsparameter umfassen, der eine Differenz zwischen einer Verzögerungszeit eines ersten Elements und einer Verzögerungszeit eines zweiten Elements von der CIR ist. Das erste Element hat einen CIR-Spitzenwert bzw. ein CIR-Maximum zum ersten Mal nach dem spezifischen Element, und das zweite Element hat einen CIR-Spitzenwert bzw. ein CIR-Maximum zum zweiten Mal nach dem spezifischen Element. Einzelheiten des siebten Zuverlässigkeitsparameters werden unter Bezugnahme auf 17 und 18 beschrieben.
17 und 18 sind Graphen, die Beispiele von den CIRs veranschaulichen. Der Graph umfasst eine horizontale Achse, die eine Verzögerungszeit darstellt. Der Graph umfasst eine vertikale Achse, die Absolutwerte bzw. Beträge von CIR-Werten (wie etwa elektrische Leistung oder Amplitude) darstellt.
Die CIR, die in 17 veranschaulicht ist, umfasst ein Satz 21 von Elementen, der der direkten Welle entspricht, und einen Satz 22 von Elementen, der der verzögerten Welle entspricht. Der Satz 21 umfasst ein spezifisches Element SPFP, das ein Element ist, dessen CIR-Wert den Erster-Pfad-Schwellenwert THFP zum ersten Mal überschreitet. Mit anderen Worten entspricht der Satz 21 der ersten ankommenden Welle. Der Satz 21 umfasst ein erstes Element SP_P1, das einen CIR-Spitzenwert zum ersten Mal nach dem spezifischen Element SPFP aufweist. Andererseits umfasst der Satz 22 ein zweites Element SP_P2, das einen CIR-Spitzenwert zum zweiten Mal nach dem spezifischen Element SPFP aufweist.
Die CIR, die in 18 veranschaulicht ist, umfasst einen Satz 23 von Elementen, der der kombinierten Welle entspricht, die in einem Zustand empfangen wird, in dem die direkte Welle mit der verzögerten Welle kombiniert wird, die eine von der direkten Welle verschiedene Phase hat. Die CIR-Wellenform des Satzes 23 hat zwei Spitzen bzw. Maxima/Scheitelpunkte, da zwei Wellen mit unterschiedlichen Phasen kombiniert werden. Der Satz 23 umfasst ein spezifisches Element SP_FP, das ein Element ist, dessen CIR-Wert den Erster-Pfad-Schwellenwert TH_FP zum ersten Mal überschreitet. Mit anderen Worten entspricht der Satz 23 der ersten ankommenden Welle. Der Satz 23 umfasst ein erstes Element SP_P1, das einen CIR-Spitzenwert zum ersten Mal nach dem spezifischen Element SP_FP aufweist. Der Satz 23 umfasst ein zweites Element SP_P2, das einen CIR-Spitzenwert zum zweiten Mal nach dem spezifischen Element SPFP aufweist.
In dem Fall, dass die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird, hat die erste ankommende Welle eine CIR-Wellenform mit einer einzelnen Spitze bzw. Maximum/Scheitelpunkt, wie es in 17 veranschaulicht ist. Andererseits kann in dem Fall, dass die kombinierte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird, die erste ankommende Welle eine CIR-Wellenform mit mehreren Spitzen haben, wie es in 18 veranschaulicht ist. Außerdem ist es auf Grundlage einer Differenz T_P1-P2 zwischen der Verzögerungszeit T_P1 des ersten Elements SP_P1 und der Verzögerungszeit T_P2 des zweiten Elements SP_P2 möglich, zu bestimmen, ob die erste ankommende Welle die CIR-Wellenform mit der einzelnen Spitze oder den mehreren Spitzen hat. Dies ist deshalb so, da eine große Differenz T_P1-P2 in dem Fall erhalten wird, dass die erste ankommende Welle die CIR-Wellenform mit der einzelnen Spitze hat. Außerdem wird eine kleinere Differenz T_P1-P2 in dem Fall erhalten, dass die erste ankommende Welle die CIR-Wellenform mit den mehreren Spitzen hat.
In dem Fall, dass die kombinierte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird, verschlechtert sich die Genauigkeit beim Schätzen des Positionsparameters im Vergleich zu dem Fall, dass die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird. Daher kann gesagt werden, dass die größere Differenz T_P1-P2 eine höhere Zuverlässigkeit bedeutet. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, eine Zuverlässigkeit durch Verwendung der Differenz T_P1-P2 zu bewerten. Die Differenz T_P1-P2 ist der siebte Zuverlässigkeitspara meter.
Zum Auswählen von Master durchgeführte Kommunikation
Um den Master auszuwählen, wird eine Kommunikation zum Auswählen des Masters durchgeführt. Im Fall einer Kommunikation zum Auswählen des Masters empfangen die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 das von der tragbaren Vorrichtung 100 gesendete Signal. Es werden jeweilige CIRs in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 auf Grundlage der jeweiligen Signale berechnet, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 durch eine solche Kommunikation empfangen werden, und es werden Zuverlässigkeitsparameter berechnet.
Zum Auswählen des Masters können verschiedene Arten von Kommunikation verwendet werden. Als Nächstes werden Beispiele einer Kommunikation zum Auswählen des Masters beschrieben.
- Erstes Beispiel
Die Kommunikation zum Auswählen des Masters kann ein Senden/Empfangen des Entfernungsmesssignals in dem Entfernungsmessprozess sein. Im Speziellen kann der Steuerabschnitt 230 die Zuverlässigkeitsparameter berechnen und den Master auswählen auf Grundlage der Vielzahl von Empfangssignalen, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 in dem Fall empfangen werden, dass die tragbare Vorrichtung 100 ein Sendesignal sendet, das als ein Signal zum Messen einer Entfernung zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und dem Master dient (nämlich ein Entfernungsmesssignal). Mit anderen Worten können die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210, einschließlich des Masters und der Slaves, das Entfernungsmesssignal empfangen, das von der tragbaren Vorrichtung 100 in dem Entfernungsmessprozess gesendet wird. Als Nächstes kann der Steuerabschnitt 230 CIRs berechnen und die Zuverlässigkeitsparameter berechnen auf Grundlage von jeweiligen Empfangssignalen, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 empfangen werden.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 19 ein Beispiel eines Ablaufs des Prozesses beschrieben. 19 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Ablaufs des Masterauswahlprozesses veranschaulicht, der durch die Kommunikationseinheit 200 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
Wie es in 19 veranschaulicht ist, führt die Kommunikationseinheit 200 zunächst den Entfernungsmessprozess durch (S302). Einzelheiten des Entfernungsmessprozesses wurden vorstehend unter Bezugnahme auf 7 besch rieben.
Als Nächstes berechnet der Steuerabschnitt 230 die jeweiligen Zuverlässigkeitsparameter von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 auf Grundlage eines in dem Entfernungsmessprozess empfangenen Entfernungsmesssignals (S304). Zum Beispiel empfängt jeder von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 das in 7 veranschaulichte dritte Entfernungsmesssignal. Als Nächstes berechnet der Steuerabschnitt 230 jeweilige CIRs in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 auf Grundlage der dritten Entfernungsmessesignale, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 empfangen werden, und berechnet er die Zuverlässigkeitsparameter.
Als Nächstes bestimmt der Steuerabschnitt 230, ob ein Zuverlässigkeitsparameter, der in Bezug auf den Master berechnet wird/ist, der optimale Parameter ist oder nicht (Schritt S306).
Der Prozess endet in dem Fall, dass bestimmt wird, dass der in Bezug auf den Master berechnete Zuverlässigkeitsparameter der optimale Parameter ist (JA in Schritt S306). Es ist zu beachten, dass ein anderer Prozess wie etwa der Winkelschätzprozess und/oder der Koordinatenschätzprozess ausgeführt werden kann, nachdem der Prozess in einem solchen Ablauf endet.
Andererseits wählt in dem Fall, dass bestimmt wird, dass der in Bezug auf den Master berechnete Zuverlässigkeitsparameter nicht der optimale Parameter ist (NEIN in Schritt S306), der Steuerabschnitt 230 den Drahtloskommunikationsabschnitt 210, für den der optimale Parameter berechnet wird/ist, auf Grundlage der Vielzahl von Zuverlässigkeitsparametern, die in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 berechnet werden/sind, als den Master aus (Schritt S308). Als Nächstes kehrt der Prozess erneut zu Schritt S302 zurück.
- Zweites Beispiel
Die Kommunikation zum Auswählen des Masters kann unabhängig von dem Entfernungsmessprozess durchgeführt werden. Im Speziellen kann der Steuerabschnitt 230 die Zuverlässigkeitsparameter berechnen und den Master auswählen auf Grundlage der Vielzahl von Empfangssignalen, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 in dem Fall empfangen werden, dass die tragbare Vorrichtung 100 ein Sendesignal sendet, das als ein Signal zum Auswählen des Masters dient. Mit anderen Worten kann die tragbare Vorrichtung 100, vor dem Entfernungsmessprozess, das Signal zum Auswählen des Masters senden, und können die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 das Signal empfangen. Als Nächstes kann der Steuerabschnitt 230 CIRs berechnen und die Zuverlässigkeitsparameter berechnen auf Grundlage von jeweiligen Empfangssignalen, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 empfangen werden.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 20 ein Beispiel eines Ablaufs des Prozesses beschrieben. 20 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Ablaufs des Masterauswahlprozesses veranschaulicht, der durch die Kommunikationseinheit 200 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
Wie es in 20 veranschaulicht ist, empfängt zunächst jeder von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 das Signal, das von der tragbaren Vorrichtung 100 zum Auswählen des Masters gesendet wird (Schritt S402). Das Signal zum Auswählen des Masters kann ein Signal sein, das ein oder mehr Pulse umfasst. Zum Beispiel kann das Signal zum Auswählen des Masters in einer ähnlichen Art und Weise wie das Entfernungsmesssignal konfiguriert sein.
Als Nächstes berechnet der Steuerabschnitt 230 jeweilige Zuverlässigkeitsparameter in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 auf Grundlage des Signals zum Auswählen des Masters, das durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 empfangen wird (Schritt S404). Zum Beispiel berechnet der Steuerabschnitt 230 jeweilige CIRs in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 auf Grundlage der jeweiligen empfangenen Signale zum Auswählen des Masters, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 empfangen werden, und berechnet er die Zuverlässigkeitsparameter.
Als Nächstes wählt der Steuerabschnitt 230 einen Drahtloskommunikationsabschnitt 210, für den der optimale Parameter berechnet wird/ist, auf Grundlage der Vielzahl von Zuverlässigkeitsparametern, die in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 berechnet werden/sind, als den Master aus (Schritt S406).
Als Nächstes führt der Kommunikationsabschnitt 200 den Entfernungsmessprozess durch (Schritt S408). Einzelheiten des Entfernungsmessprozesses wurden vorstehend unter Bezugnahme auf 7 besch rieben.
<Ergänzung>
Vorstehend wurden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Es sollte für den Fachmann selbstverständlich sein, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne von dem Grundgedanken und dem Umfang der beigefügten Patentansprüche abzuweichen.
Zum Beispiel ist es auch möglich, eine Kombination von beliebigen zwei oder mehr Zuverlässigkeitsparametern unter der Vielzahl von Zuverlässigkeitsparametern zu verwenden, die bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
Zum Beispiel ist bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die spezifische Empfangszeit eine Zeit, die einer Verzögerungszeit eines Elements mit einem CIR-Wert entspricht, der den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die spezifische Empfangszeit eine Zeit sein, die einer Verzögerungszeit eines Elements mit einem CIR-Wert entspricht, der den Erster-Pfad-Schwellenwert zum zweiten Mal oder später überschreitet.
Zum Beispiel berechnet bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Empfänger die CIR und die erste ankommende Welle. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Empfänger kann die erste ankommende Welle auf Grundlage des Empfangssignals detektieren, ohne die CIR zu berechnen. Zum Beispiel kann der Empfänger eine Bedingung, dass die Amplitude oder die elektrische Empfangsleistung des empfangenen Drahtlossignals einen vorbestimmten Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, als den vorbestimmten Detektionsstandard bzw. -maßstab zum Detektieren der ersten ankommenden Welle verwenden. In diesem Fall kann der Empfänger ein Signal mit einer Amplitude oder einer elektrischen Empfangsleistung, die den vorbestimmten Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, als die erste ankommende Welle unter Empfangssignalen detektieren.
Zum Beispiel berechnet bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Steuerabschnitt 230 die CIR, detektiert er die erste ankommende Welle (nämlich das spezifische Element), und schätzt er den Positionsparameter. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Jeder der vorstehend beschriebenen Prozesse kann durch den Drahtloskommunikationsabschnitt 210 durchgeführt werden. Zum Beispiel kann jeder von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 auf Grundlage des Empfangssignals, das durch jeden von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 empfangen wird, die CIR berechnen und die erste ankommende Welle detektieren. Außerdem kann der Positionsparameter durch den Drahtloskommunikationsabschnitt 210 geschätzt werden, der als der Master fungiert.
Zum Beispiel wurde gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Beschreibung unter Bezugnahme auf das Beispiel gegeben, in dem die Winkel α und β auf Grundlage von Antennengruppe-Phasendifferenzen zwischen Antennen in einem Paar berechnet werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Kommunikationseinheit 200 die Winkel α und β durch Beamforming bzw. Strahlformung unter Verwendung von der Vielzahl von Antennen 211 berechnen. In diesem Fall tastet die Kommunikationseinheit 200 Hauptkeulen von der Vielzahl von Antennen 211 in allen Richtungen ab, bestimmt sie, dass die tragbare Vorrichtung 100 sich in einer Richtung mit einer größten elektrischen Empfangsleistung befindet, und berechnet sie die Winkel α und β auf Grundlage dieser Richtung.
Zum Beispiel wurde gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, wie es unter Bezugnahme auf 3 beschrieben ist, das lokale Koordinatensystem als ein Koordinatensystem behandelt, das Koordinatenachsen umfasst, die parallel zu Achsen sind, die die Antennen in den Paaren verbinden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das lokale Koordinatensystem ein Koordinatensystem sein, das Koordinatenachsen umfasst, die nicht parallel zu den Achsen sind, die die Antennen in den Paaren verbinden. Außerdem ist der Ursprung nicht auf die Mitte der Vielzahl von Antennen 211 beschränkt. Das lokale Koordinatensystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann auf Grundlage einer Anordnung von der Vielzahl von Antennen 211 der Kommunikationseinheit 200 beliebig eingestellt/festgelegt werden.
Zum Beispiel, obwohl das Beispiel, in dem die tragbare Vorrichtung 100 als der Authentisierte dient und die Kommunikationseinheit 200 als der Authentisierer dient, bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Rollen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 können umgedreht werden. Zum Beispiel kann der Positionsparameter durch die tragbare Vorrichtung 100 geschätzt werden. Außerdem können die Rollen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 dynamisch umgeschaltet bzw. gewechselt werden. Außerdem können eine Vielzahl der Kommunikationseinheiten 200 die Positionsparameter bestimmen und eine Authentisierung durchführen.
Zum Beispiel, obwohl das Beispiel, in dem die vorliegende Erfindung auf das intelligente Zutrittssystem bzw. Smart-Entry-System angewandt wird/ist, bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist auf jegliches System anwendbar, das den Positionsparameter schätzt und die Authentisierung durchführt, indem Signale gesendet/empfangen werden. Zum Beispiel ist die vorliegende Erfindung auf ein Paar von beliebigen zwei Vorrichtungen anwendbar, die aus einer Gruppe ausgewählt werden, die tragbare Vorrichtungen, Fahrzeuge, Smartphones, Drohnen, Gebäude, Haus- bzw. Haushaltsgeräte und dergleichen umfasst. In diesem Fall arbeitet eine in dem Paar als der Authentisierer und arbeitet die andere in dem Paar als der Authentisierte. Es ist zu beachten, dass das Paar zwei Vorrichtungen eines gleichen Typs umfassen kann oder zwei unterschiedliche Typen von Vorrichtungen umfassen kann. Außerdem ist die vorliegende Erfindung auf einen Fall anwendbar, in dem ein Drahtlos-Lokalnetzwerk-(LAN-)Router eine Position eines Smartphones schätzt.
Zum Beispiel wurde bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der Standard unter Verwendung von UWB beispielhaft als der Drahtloskommunikationsstandard dargelegt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel ist es auch möglich, einen Standard unter Verwendung von Infrarot als den Drahtloskommunikationsstandard zu verwenden.
Es ist zu beachten, dass eine Aufeinanderfolge von Prozessen, die durch die in dieser Schrift beschriebenen Vorrichtungen durchgeführt werden, beliebig durch Software, Hardware und eine Kombination von Software und Hardware verwirklicht werden kann. Ein Programm, das Software konfiguriert, wird/ist im Voraus zum Beispiel in/auf einem Aufzeichnungsmedium (nicht-vorübergehenden Medium) gespeichert, das innerhalb oder außerhalb der Vorrichtungen installiert ist. Außerdem wird zum Beispiel, wenn ein Computer das Programm ausführt, das Programm in einen Direktzugriffsspeicher (RAM) gelesen und durch einen Prozessor wie etwa eine CPU ausgeführt. Das Aufzeichnungsmedium kann eine magnetische Platte, eine optische Platte, eine magnetooptische Platte, ein Flashspeicher oder dergleichen sein. Alternativ kann das vorstehend beschriebenen Computerprogramm zum Beispiel über ein Netzwerk verteilt werden, ohne das Aufzeichnungsmedium zu verwenden.
Ferner werden die Prozesse, die in der vorliegenden Schrift unter Verwendung von Ablaufdiagrammen beschrieben sind, nicht notwendigerweise in der in den Zeichnungen veranschaulichten Reihenfolge ausgeführt. Einige Verarbeitungsschritte können parallel ausgeführt werden. Außerdem können zusätzliche Verarbeitungsschritte eingesetzt werden und können einige Verarbeitungsschritte aus-/weggelassen werden.
Bezugszeichenliste

1: System
100: tragbare Vorrichtung
110: Drahtloskommunikationsabschnitt
111: Antenne
120: Speicherabschnitt
130: Steuerabschnitt
200: Kommunikationseinheit
202: Fahrzeug
210: Drahtloskommunikationsabschnitt
211: Antenne
220: Speicherabschnitt
230: Steuerabschnitt

Es ist ein Mechanismus bereitzustellen, der es möglich macht, die Genauigkeit beim Messen einer Entfernung zwischen einer Vielzahl von Vorrichtungen zu verbessern. Eine Kommunikationsvorrichtung umfasst: eine Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten, wobei jeder von diesen jeder konfiguriert ist zum drahtlosen Empfangen eines Signals von einer anderen Kommunikationsvorrichtung; und einen Steuerabschnitt, der konfiguriert ist zum Auswählen eines Drahtloskommunikationsabschnitts, von dem eine spezifische Empfangszeit detektiert wird, die einem optimalen Parameter entspricht, der ein Zuverlässigkeitsparameter ist, der bezeichnet, dass die spezifische Empfangszeit als ein Verarbeitungszielobjekt am angemessensten ist, als einen Sendekommunikationsabschnitt, der als ein Drahtloskommunikationsabschnitt dient, der ein Signal sendet, aus der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten, und konfiguriert ist zum Messen einer Entfernung zwischen dem Sendekommunikationsabschnitt und der anderen Kommunikationsvorrichtung auf Grundlage der spezifischen Empfangszeit, die aus einem Korrelationsberechnungsergebnis detektiert wird, das von/aus Signalen erhalten wird, die zwischen der anderen Kommunikationsvorrichtung und dem ausgewählten Sendekommunikationsabschnitt gesendet/empfangen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2020023215 [0001]
WO 2015/176776 A1 [0003, 0004]

Claims

Kommunikationsvorrichtung mit: einer Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten, wobei jeder von diesen konfiguriert ist zum drahtlosen Empfangen eines Signals von einer anderen Kommunikationsvorrichtung; und einem Steuerabschnitt, der konfiguriert ist zum Korrelieren eines ersten Signals, das von der anderen Kommunikationsvorrichtung gesendet wird und eine Amplitudenänderung umfasst, mit jeweiligen zweiten Signalen, die erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten das erste Signal empfangen, in einem designierten Intervall, nachdem die andere Kommunikationsvorrichtung das erste Signal sendet, Detektieren einer Zeit, die einer Verzögerungszeit von zumindest einem Element entspricht, dessen Korrelationswert, der eine Größe einer Korrelation zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal bezeichnet, einen ersten Schwellenwert überschreitet, als eine spezifische Empfangszeit, zu der jeder von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten die Amplitudenänderung empfängt, die in jedem der zweiten Signale umfasst ist, in Bezug auf ein Korrelationsberechnungsergebnis, das ein Ergebnis ist, das erhalten wird durch Korrelieren des ersten Signals und der jeweiligen zweiten Signale in dem designierten Intervall und den Korrelationswert als ein Element umfasst, das zu jeder Empfangszeit erhalten wird, die als eine Zeit dient, die verstrichen ist, nachdem die andere Kommunikationsvorrichtung das erste Signal sendet, in dem designierten Intervall, Berechnen eines Zuverlässigkeitsparameters bezüglich jeder der ein oder mehr detektierten spezifischen Empfangszeiten, wobei der Zuverlässigkeitsparameter ein Indikator ist, der bezeichnet, ob die spezifische Empfangszeit als ein Verarbeitungszielobjekt angemessen ist, Auswählen des Drahtloskommunikationsabschnitts, von dem die spezifische Empfangszeit detektiert wird, die einem optimalen Parameter entspricht, als einen Sendekommunikationsabschnitt, der als der Drahtloskommunikationsabschnitt dient, der ein Signal sendet, aus der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten, wobei der optimale Parameter der Zuverlässigkeitsparameter, der bezeichnet, dass die spezifische Empfangszeit als das Verarbeitungszielobjekt am angemessensten ist, unter den Zuverlässigkeitsparametern ist, und Messen einer Entfernung zwischen dem Sendekommunikationsabschnitt und der anderen Kommunikationsvorrichtung auf Grundlage der spezifischen Empfangszeit, die aus dem Korrelationsberechnungsergebnis detektiert wird, das erhalten wird durch Korrelieren des ersten Signals und des zweiten Signals, die zwischen der anderen Kommunikationsvorrichtung und dem ausgewählten Sendekommunikationsabschnitt gesendet/empfangen werden.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Zuverlässigkeitsparameter eine Differenz zwischen der Verzögerungszeit des Elements mit einem Korrelationswert, der den ersten Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, in dem Korrelationsberechnungsergebnis und der Verzögerungszeit des Elements mit einem maximalen Korrelationswert in dem Korrelationsberechnungsergebnis umfasst.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Steuerabschnitt einen Zuverlässigkeitsparameter, der bezeichnet, dass die Differenz minimal oder kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, als den optimalen Parameter behandelt.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Zuverlässigkeitsparameter ein Ergebnis des Vergleichens einer Amplitude oder einer elektrischen Leistung, die dem Element mit einem Korrelationswert, der den ersten Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, in dem Korrelationsberechnungsergebnis entspricht, mit einer Amplitude oder einer elektrischen Leistung, die dem Element mit einem maximalen Korrelationswert in dem Korrelationsberechnungsergebnis entspricht, umfasst.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Steuerabschnitt den Zuverlässigkeitsparameter, der bezeichnet, dass die Amplitude oder die elektrische Leistung, die dem Element mit dem Korrelationswert, der den ersten Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, in dem Korrelationsberechnungsergebnis entspricht, am nächsten zu der Amplitude oder der elektrischen Leistung ist, die dem Element mit dem maximalen Korrelationswert in dem Korrelationsberechnungsergebnis entspricht, als den optimalen Parameter behandelt.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Zuverlässigkeitsparameter die Verzögerungszeit des Elements mit einem Korrelationswert, der den ersten Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, in dem Korrelationsberechnungsergebnis umfasst.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der Steuerabschnitt den Zuverlässigkeitsparameter, der bezeichnet, dass die Verzögerungszeit des Elements mit dem Korrelationswert, der den ersten Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, in dem Korrelationsberechnungsergebnis am frühesten ist, als den optimalen Parameter behandelt.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Zuverlässigkeitsparameter einen Korrelationskoeffizienten zwischen dem Korrelationsberechnungsergebnis, das auf Grundlage des zweiten Signals erhalten wird, das durch einen ersten Drahtloskommunikationsabschnitt unter der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen wird, und dem Korrelationsberechnungsergebnis, das auf Grundlage des zweiten Signals erhalten wird, das durch einen zweiten Drahtloskommunikationsabschnitt, der von dem ersten Drahtloskommunikationsabschnitt verschieden ist, unter der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen wird, umfasst.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Zuverlässigkeitsparameter einen Korrelationskoeffizienten zwischen einer chronologischen Änderung eines Korrelationswerts eines Teils mit einem Element mit dem Korrelationswert, der den ersten Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, in dem Korrelationsberechnungsergebnis, das auf Grundlage des zweiten Signals erhalten wird, das durch einen ersten Drahtloskommunikationsabschnitt unter der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen wird, und einer chronologischen Änderung eines Korrelationswerts eines Teils mit einem Element mit dem Korrelationswert, der den ersten Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, in dem Korrelationsberechnungsergebnis, das auf Grundlage des zweiten Signals erhalten wird, das durch einen zweiten Drahtloskommunikationsabschnitt, der von dem ersten Drahtloskommunikationsabschnitt verschieden ist, unter der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen wird, umfasst.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei das Korrelationsberechnungsergebnis eine komplexe Zahl, die der Korrelationswert ist, als das Element umfasst, das zu jeder Verzögerungszeit erhalten wird, und der Steuerabschnitt den Korrelationskoeffizienten durch Korrelieren von jeweiligen komplexen Zahlen berechnet, die zu den entsprechenden Verzögerungszeiten erhalten werden, die in den zwei Korrelationsberechnungsergebnissen umfasst sind.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei in einem Fall, dass die andere Kommunikationsvorrichtung das erste Signal sendet, das als ein Signal zum Messen einer Entfernung zwischen der anderen Kommunikationsvorrichtung und dem Sendekommunikationsabschnitt dient, der Steuerabschnitt die Zuverlässigkeitsparameter berechnet und den Sendekommunikationsabschnitt auswählt auf Grundlage der Vielzahl von dem ersten Signal entsprechenden zweiten Signalen, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen werden.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei in einem Fall, dass die andere Kommunikationsvorrichtung das erste Signal sendet, das als ein Signal zum Auswählen des Sendekommunikationsabschnitts dient, der Steuerabschnitt die Zuverlässigkeitsparameter berechnet und den Sendekommunikationsabschnitt auswählt auf Grundlage der Vielzahl von dem ersten Signal entsprechenden zweiten Signalen, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen werden.
Informationsverarbeitungsverfahren, das durch eine Kommunikationsvorrichtung ausgeführt wird, die eine Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten umfasst, wobei jeder von diesen konfiguriert ist zum drahtlosen Empfangen eines Signals von einer anderen Kommunikationsvorrichtung, wobei das Informationsverarbeitungsverfahren aufweist: Korrelieren eines ersten Signals, das von der anderen Kommunikationsvorrichtung gesendet wird und eine Amplitudenänderung umfasst, mit jeweiligen zweiten Signalen, die erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten das erste Signal empfangen, in einem designierten Intervall, nachdem die andere Kommunikationsvorrichtung das erste Signal sendet, Detektieren einer Zeit, die einer Verzögerungszeit von zumindest einem Element entspricht, dessen Korrelationswert, der eine Größe einer Korrelation zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal bezeichnet, einen ersten Schwellenwert überschreitet, als eine spezifische Empfangszeit, zu der jeder von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten die Amplitudenänderung empfängt, die in jedem der zweiten Signale umfasst ist, in Bezug auf ein Korrelationsberechnungsergebnis, das ein Ergebnis ist, das erhalten wird durch Korrelieren des ersten Signals und der jeweiligen zweiten Signale in dem designierten Intervall und den Korrelationswert als ein Element umfasst, das zu jeder Empfangszeit erhalten wird, die als eine Zeit dient, die verstrichen ist, nachdem die andere Kommunikationsvorrichtung das erste Signal sendet, in dem designierten Intervall, Berechnen eines Zuverlässigkeitsparameters bezüglich jeder der ein oder mehr detektierten spezifischen Empfangszeiten, wobei der Zuverlässigkeitsparameter ein Indikator ist, der bezeichnet, ob die spezifische Empfangszeit als ein Verarbeitungszielobjekt angemessen ist, Auswählen des Drahtloskommunikationsabschnitts, von dem die spezifische Empfangszeit detektiert wird, die einem optimalen Parameter entspricht, als einen Sendekommunikationsabschnitt, der als der Drahtloskommunikationsabschnitt dient, der ein Signal sendet, aus der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten, wobei der optimale Parameter der Zuverlässigkeitsparameter, der bezeichnet, dass die spezifische Empfangszeit als das Verarbeitungszielobjekt am angemessensten ist, unter den Zuverlässigkeitsparametern ist, und Messen einer Entfernung zwischen dem Sendekommunikationsabschnitt und der anderen Kommunikationsvorrichtung auf Grundlage der spezifischen Empfangszeit, die aus dem Korrelationsberechnungsergebnis detektiert wird, das erhalten wird durch Korrelieren des ersten Signals und des zweiten Signals, die zwischen der anderen Kommunikationsvorrichtung und dem ausgewählten Sendekommunikationsabschnitt gesendet/empfangen werden.
Speichermedium mit einem darin gespeicherten Programm, wobei das Programm einen Computer zum Steuern einer Kommunikationsvorrichtung, die eine Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten umfasst, wobei jeder von diesen konfiguriert ist zum drahtlosen Empfangen eines Signals von einer anderen Kommunikationsvorrichtung, veranlasst zum Funktionieren als ein Steuerabschnitt, der konfiguriert ist zum Korrelieren eines ersten Signals, das von der anderen Kommunikationsvorrichtung gesendet wird und eine Amplitudenänderung umfasst, mit jeweiligen zweiten Signalen, die erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten das erste Signal empfangen, in einem designierten Intervall, nachdem die andere Kommunikationsvorrichtung das erste Signal sendet, Detektieren einer Zeit, die einer Verzögerungszeit von zumindest einem Element entspricht, dessen Korrelationswert, der eine Größe einer Korrelation zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal bezeichnet, einen ersten Schwellenwert überschreitet, als eine spezifische Empfangszeit, zu der jeder von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten die Amplitudenänderung empfängt, die in jedem der zweiten Signale umfasst ist, in Bezug auf ein Korrelationsberechnungsergebnis, das ein Ergebnis ist, das erhalten wird durch Korrelieren des ersten Signals und der jeweiligen zweiten Signale in dem designierten Intervall und den Korrelationswert als ein Element umfasst, das zu jeder Empfangszeit erhalten wird, die als eine Zeit dient, die verstrichen ist, nachdem die andere Kommunikationsvorrichtung das erste Signal sendet, in dem designierten Intervall, Berechnen eines Zuverlässigkeitsparameters bezüglich jeder der ein oder mehr detektierten spezifischen Empfangszeiten, wobei der Zuverlässigkeitsparameter ein Indikator ist, der bezeichnet, ob die spezifische Empfangszeit als ein Verarbeitungszielobjekt angemessen ist, Auswählen des Drahtloskommunikationsabschnitts, von dem die spezifische Empfangszeit detektiert wird, die einem optimalen Parameter entspricht, als einen Sendekommunikationsabschnitt, der als der Drahtloskommunikationsabschnitt dient, der ein Signal sendet, aus der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten, wobei der optimale Parameter der Zuverlässigkeitsparameter, der bezeichnet, dass die spezifische Empfangszeit als das Verarbeitungszielobjekt am angemessensten ist, unter den Zuverlässigkeitsparametern ist, und Messen einer Entfernung zwischen dem Sendekommunikationsabschnitt und der anderen Kommunikationsvorrichtung auf Grundlage der spezifischen Empfangszeit, die aus dem Korrelationsberechnungsergebnis detektiert wird, das erhalten wird durch Korrelieren des ersten Signals und des zweiten Signals, die zwischen der anderen Kommunikationsvorrichtung und dem ausgewählten Sendekommunikationsabschnitt gesendet/empfangen werden.