JP2001324557A - 近距離場における信号発信源の位置をアレーアンテナを用いて推定する装置及び方法 - Google Patents
近距離場における信号発信源の位置をアレーアンテナを用いて推定する装置及び方法Info
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 近距離場で信号発信源の位置が全く分からな
い場合でも、限られたドメイン範囲内におけるサーチに
よって信号発信源の位置の推定を行うことができる信号
発信源位置推定装置の提供。 【解決手段】 アレーアンテナは二つのサブアレーを有
している。各サブアレーは、少なくとも三つの素子を有
している。ここで、各サブアレーを構成する少なくとも
三つの素子は、他のサブアレーを構成しない少なくとも
一つの素子を含んでいる。複数のサンプリング手段が、
これらサブアレーについて別々にサンプリングを行う。
到来方向推定手段が、これらサンプリング手段によるサ
ンプリング結果を用いて、各サブアレーに対して、信号
発信源からの信号の到来方向の推定を別々に行う。信号
発信源位置推定手段は、到来方向推定手段で別々に求め
られた到来方向推定結果に基づき、信号発信源から各素
子への距離を推定する。サンプリング調整手段が、信号
発信源位置推定手段で求められた距離に基づいて、サン
プリング手段で行われるサンプリングのタイミングを調
整する。
い場合でも、限られたドメイン範囲内におけるサーチに
よって信号発信源の位置の推定を行うことができる信号
発信源位置推定装置の提供。 【解決手段】 アレーアンテナは二つのサブアレーを有
している。各サブアレーは、少なくとも三つの素子を有
している。ここで、各サブアレーを構成する少なくとも
三つの素子は、他のサブアレーを構成しない少なくとも
一つの素子を含んでいる。複数のサンプリング手段が、
これらサブアレーについて別々にサンプリングを行う。
到来方向推定手段が、これらサンプリング手段によるサ
ンプリング結果を用いて、各サブアレーに対して、信号
発信源からの信号の到来方向の推定を別々に行う。信号
発信源位置推定手段は、到来方向推定手段で別々に求め
られた到来方向推定結果に基づき、信号発信源から各素
子への距離を推定する。サンプリング調整手段が、信号
発信源位置推定手段で求められた距離に基づいて、サン
プリング手段で行われるサンプリングのタイミングを調
整する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アレーアンテナに近距
離場信号発信源から信号が入射する場合の当該近距離場
信号発信源の位置を当該アレーアンテナを用いて推定す
るための装置及び方法に関する。
離場信号発信源から信号が入射する場合の当該近距離場
信号発信源の位置を当該アレーアンテナを用いて推定す
るための装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１に、０〜６の６個の素子によって構
成される等間隔リニアアレー（以下、「アレーＵＬＡ
（Uniform Linear Array）」という）が当該アレーＵＬ
Ａに対して遠距離場（far field）にある一つの信号発
信源からの信号を受信する様子を示す。信号発信源が遠
距離場にある場合、当該信号発信源はアレーから無限大
の距離に位置しており、アレーによって受信される信号
は平面状波面ＰＷ（PlaneWavefront）を有していると仮
定される。波面が平面であるため、信号は、各素子に対
し、同一の入射角度θｆａｒｆｉｅｌｄにて入射する。
このように信号発信源がアレーに対して遠距離場にある
場合には、ＭＵＳＩＣやＥＳＰＩＲＩＴといった到来方
向（以下「ＤＯＡ（Direction of Arrival）」という）
推定アルゴリズムによって、高精度な到来方向（ＤＯ
Ａ）推定を行うことができる。例えば、日本特許出願第
９−０４２８７７号に基づく優先権主張を伴う米国特許
第５，８５４，６１２号公報には、信号を互いに異なる
複数のアンテナ素子に受信させその位相の違いを計算す
ることによって、当該信号の入射角度を比較的簡単な作
業にて取得することができることが記載されている。
成される等間隔リニアアレー（以下、「アレーＵＬＡ
（Uniform Linear Array）」という）が当該アレーＵＬ
Ａに対して遠距離場（far field）にある一つの信号発
信源からの信号を受信する様子を示す。信号発信源が遠
距離場にある場合、当該信号発信源はアレーから無限大
の距離に位置しており、アレーによって受信される信号
は平面状波面ＰＷ（PlaneWavefront）を有していると仮
定される。波面が平面であるため、信号は、各素子に対
し、同一の入射角度θｆａｒｆｉｅｌｄにて入射する。
このように信号発信源がアレーに対して遠距離場にある
場合には、ＭＵＳＩＣやＥＳＰＩＲＩＴといった到来方
向（以下「ＤＯＡ（Direction of Arrival）」という）
推定アルゴリズムによって、高精度な到来方向（ＤＯ
Ａ）推定を行うことができる。例えば、日本特許出願第
９−０４２８７７号に基づく優先権主張を伴う米国特許
第５，８５４，６１２号公報には、信号を互いに異なる
複数のアンテナ素子に受信させその位相の違いを計算す
ることによって、当該信号の入射角度を比較的簡単な作
業にて取得することができることが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
ワイヤレスＬＡＮのように、屋内で使用される場合のほ
とんどでは、信号発信源はアレーＵＬＡに対し近距離場
（near field）の位置にある。信号発信源が受信アレー
に対して近距離場にあるときには、図２に示すように、
当該信号発信源から伝搬されてくる信号波は、球面状波
面ＳＷ（Spherical Wavefront）を有する。各素子にお
ける到来角はそれぞれ異なっており、例えば、０、４、
６番目の素子では入射角はそれぞれθ０、θ４、θ６と
なる。上述のＤＯＡ推定アルゴリズムをかかる近距離場
発信源に対して用いると、該信号発信源の位置の推定が
歪み、したがって、放射パターン図が歪んでしまう可能
性がある。
ワイヤレスＬＡＮのように、屋内で使用される場合のほ
とんどでは、信号発信源はアレーＵＬＡに対し近距離場
（near field）の位置にある。信号発信源が受信アレー
に対して近距離場にあるときには、図２に示すように、
当該信号発信源から伝搬されてくる信号波は、球面状波
面ＳＷ（Spherical Wavefront）を有する。各素子にお
ける到来角はそれぞれ異なっており、例えば、０、４、
６番目の素子では入射角はそれぞれθ０、θ４、θ６と
なる。上述のＤＯＡ推定アルゴリズムをかかる近距離場
発信源に対して用いると、該信号発信源の位置の推定が
歪み、したがって、放射パターン図が歪んでしまう可能
性がある。
【０００４】近距離場信号源に対するＤＯＡ推定の結果
を、遠距離場におけるＤＯＡ推定アルゴリズムを用いて
改善する試みが行われてきた。例えば、Ｋｅｎｎｅｄｙ
らは、その論文「放射ビームパターンの変換を用いた広
帯域近距離場指向性形成方法（”Broadband Near field
Beamforming Using a Radial Beam pattern Transform
ation”）」（IEEE Trans. on Signal Proc., vol. 46,
no 8, August 1998）の中で、そのような方法を開示し
ている。しかしながら、この方法では、信号発信源から
アレーの各素子までの正確な距離を予め知っている必要
がある。
を、遠距離場におけるＤＯＡ推定アルゴリズムを用いて
改善する試みが行われてきた。例えば、Ｋｅｎｎｅｄｙ
らは、その論文「放射ビームパターンの変換を用いた広
帯域近距離場指向性形成方法（”Broadband Near field
Beamforming Using a Radial Beam pattern Transform
ation”）」（IEEE Trans. on Signal Proc., vol. 46,
no 8, August 1998）の中で、そのような方法を開示し
ている。しかしながら、この方法では、信号発信源から
アレーの各素子までの正確な距離を予め知っている必要
がある。
【０００５】浅野らは、論文「サブスペース法と空間逆
フィルタを用いた音源分離」（IEICE Technical Repor
t, EA 99 − 22, pp. 1 − 7, June 1996）の中で、別
の方法を開示している。この方法では、ＤＯＡのみなら
ず音源までの距離をも推定する。しかしながら、音源の
おおよその位置を予め知っていないと、音源までの距離
は０から無限大までの間のいずれの値をも採り得ること
になり、音源を見つけだすためには実質的に無限のドメ
イン範囲についてサーチを行わなければならない。
フィルタを用いた音源分離」（IEICE Technical Repor
t, EA 99 − 22, pp. 1 − 7, June 1996）の中で、別
の方法を開示している。この方法では、ＤＯＡのみなら
ず音源までの距離をも推定する。しかしながら、音源の
おおよその位置を予め知っていないと、音源までの距離
は０から無限大までの間のいずれの値をも採り得ること
になり、音源を見つけだすためには実質的に無限のドメ
イン範囲についてサーチを行わなければならない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上記課
題を解決することであり、信号発信源の位置を全く知ら
ない場合でも、限られたドメイン範囲内のみのサーチを
行うだけで、遠距離場で用いられるＤＯＡ推定を用いて
近距離場の信号源の位置を推定することができる信号発
信源位置推定装置を提供することである。
題を解決することであり、信号発信源の位置を全く知ら
ない場合でも、限られたドメイン範囲内のみのサーチを
行うだけで、遠距離場で用いられるＤＯＡ推定を用いて
近距離場の信号源の位置を推定することができる信号発
信源位置推定装置を提供することである。
【０００７】上記目的を達成するため、本発明による信
号発信源位置推定装置は、アレーアンテナと、第１サン
プリング手段と、第２サンプリング手段と、到来方向推
定手段と、信号発信源位置推定手段と、サンプリング調
整手段とを有している。
号発信源位置推定装置は、アレーアンテナと、第１サン
プリング手段と、第２サンプリング手段と、到来方向推
定手段と、信号発信源位置推定手段と、サンプリング調
整手段とを有している。
【０００８】アレーアンテナは二個のサブアレーにより
構成されている。各サブアレーは少なくとも三個の素子
から構成され、当該各サブアレイを構成する少なくとも
三個の素子は他方のサブアレーを構成しない少なくとも
一個の素子を含んでいる。第１サンプリング手段が、一
方のサブアレーの複数の素子に対してサンプリングを行
い、第２サンプリング手段が、他方のサブアレーの複数
の素子に対してサンプリングを行う。到来方向推定手段
が、第１及び第２サンプリング手段によるサンプリング
結果を用いて、一つの信号発信源からの信号の到来方向
について、各サブアレー毎に、別々に、到来方向の推定
を行う。信号発信源位置推定手段が、到来方向推定手段
によって別々に求められた到来方向推定結果に基づき、
信号発信源から各素子までの距離を推定する。サンプリ
ング調整手段が、信号発信源位置推定手段によって推定
された距離に基づき、該第１及び第２サンプリング手段
がサンプリングを行うタイミングを調整する。
構成されている。各サブアレーは少なくとも三個の素子
から構成され、当該各サブアレイを構成する少なくとも
三個の素子は他方のサブアレーを構成しない少なくとも
一個の素子を含んでいる。第１サンプリング手段が、一
方のサブアレーの複数の素子に対してサンプリングを行
い、第２サンプリング手段が、他方のサブアレーの複数
の素子に対してサンプリングを行う。到来方向推定手段
が、第１及び第２サンプリング手段によるサンプリング
結果を用いて、一つの信号発信源からの信号の到来方向
について、各サブアレー毎に、別々に、到来方向の推定
を行う。信号発信源位置推定手段が、到来方向推定手段
によって別々に求められた到来方向推定結果に基づき、
信号発信源から各素子までの距離を推定する。サンプリ
ング調整手段が、信号発信源位置推定手段によって推定
された距離に基づき、該第１及び第２サンプリング手段
がサンプリングを行うタイミングを調整する。
【０００９】本発明の別の観点によれば、サンプリング
調整手段は、第１サンプリング手段によるサンプリング
のタイミングを、次式に基づき、調整する。
調整手段は、第１サンプリング手段によるサンプリング
のタイミングを、次式に基づき、調整する。
【００１０】ここで、ｉは、０〜Ｌｓ−１の番号の素子
のうちのサンプリングの対象となる素子の番号を示し、
素子０は一方のサブアレーにおける最適な参照素子であ
り、 は、素子０とサンプリングの対象となる素子との間の、
遠距離場遅延と近距離場遅延との差を示し、 は、信号発信源位置推定手段によって推定された、信号
発信源とサンプリング対象素子との間の距離を示し、 は、信号発信源位置推定手段によって推定された、信号
発信源と素子０との間の距離を示し、ｃは、光速を示
し、λΔｅは、各素子間の距離を示し、 は、到来方向推定手段によって推定された、一方のサブ
アレーの素子０における信号到来方向を示す。
のうちのサンプリングの対象となる素子の番号を示し、
素子０は一方のサブアレーにおける最適な参照素子であ
り、 は、素子０とサンプリングの対象となる素子との間の、
遠距離場遅延と近距離場遅延との差を示し、 は、信号発信源位置推定手段によって推定された、信号
発信源とサンプリング対象素子との間の距離を示し、 は、信号発信源位置推定手段によって推定された、信号
発信源と素子０との間の距離を示し、ｃは、光速を示
し、λΔｅは、各素子間の距離を示し、 は、到来方向推定手段によって推定された、一方のサブ
アレーの素子０における信号到来方向を示す。
【００１１】さらに、サンプリング調整手段は、第２サ
ンプリング手段によるサンプリングのタイミングを、次
式に基づき、調整する。
ンプリング手段によるサンプリングのタイミングを、次
式に基づき、調整する。
【００１２】ここで、ｉは、Ｌ−Ｌｓ〜Ｌ−１の番号の
素子のうちのサンプリングの対象となる素子の番号を示
し、素子Ｌ−１は他方のサブアレーにおける最適な参照
素子であり、 は、素子Ｌ−１とサンプリング対象素子との間の遠距離
場遅延と近距離場遅延との差を示し、 は、到来方向推定手段によって推定された、素子Ｌ−１
における信号到来方向を示す。
素子のうちのサンプリングの対象となる素子の番号を示
し、素子Ｌ−１は他方のサブアレーにおける最適な参照
素子であり、 は、素子Ｌ−１とサンプリング対象素子との間の遠距離
場遅延と近距離場遅延との差を示し、 は、到来方向推定手段によって推定された、素子Ｌ−１
における信号到来方向を示す。
【００１３】このように構成することによって、サンプ
リング調整手段は、比較的単純なアルゴリズムを用い
て、複数の素子に対するサンプリングのタイミングを調
整することができる。
リング調整手段は、比較的単純なアルゴリズムを用い
て、複数の素子に対するサンプリングのタイミングを調
整することができる。
【００１４】本発明の別の観点によれば、アレーアンテ
ナは総計Ｌ個の素子０〜Ｌ−１を有する。一方のサブア
レーは、Ｌｓ＜Ｌとして、素子０〜Ｌｓ−１を有する。
素子０が一方のサブアレーにおける最適の参照素子であ
る。他方のサブアレーは、一方のサブアレーに対しＬ−
Ｌｓ個の素子分だけずれて構成されており、したがっ
て、素子Ｌ−Ｌｓ〜素子Ｌ−１を有する。素子Ｌ−１が
他方のサブアレーにおける最適の参照素子である。
ナは総計Ｌ個の素子０〜Ｌ−１を有する。一方のサブア
レーは、Ｌｓ＜Ｌとして、素子０〜Ｌｓ−１を有する。
素子０が一方のサブアレーにおける最適の参照素子であ
る。他方のサブアレーは、一方のサブアレーに対しＬ−
Ｌｓ個の素子分だけずれて構成されており、したがっ
て、素子Ｌ−Ｌｓ〜素子Ｌ−１を有する。素子Ｌ−１が
他方のサブアレーにおける最適の参照素子である。
【００１５】さらに、信号発信源位置推定手段は、信号
発信源と各素子０〜Ｌ−１との間の距離を、以下の２つ
の式に基づき、推定する。
発信源と各素子０〜Ｌ−１との間の距離を、以下の２つ
の式に基づき、推定する。
【００１６】ここで、ｉは、素子０〜Ｌ−１のうちの、
サンプリングの対象となる素子の番号を示し、 は、信号発信源位置推定手段によって推定された、信号
発信源と素子０との間の距離を示し、λΔｅは、各素子
間の距離を示し、 は、到来方向推定手段によって推定された素子０におけ
る信号到来方向を示し、 は、到来方向推定手段によって推定された、素子Ｌ−１
における信号到来方向を示し、 は、信号発信源位置推定手段によって推定された、信号
発信源と該サンプリング対象素子との間の距離を示す。
サンプリングの対象となる素子の番号を示し、 は、信号発信源位置推定手段によって推定された、信号
発信源と素子０との間の距離を示し、λΔｅは、各素子
間の距離を示し、 は、到来方向推定手段によって推定された素子０におけ
る信号到来方向を示し、 は、到来方向推定手段によって推定された、素子Ｌ−１
における信号到来方向を示し、 は、信号発信源位置推定手段によって推定された、信号
発信源と該サンプリング対象素子との間の距離を示す。
【００１７】このように構成することによって、信号発
信源位置推定手段は、比較的単純なアルゴリズムを用い
て、信号発信源と各素子０〜Ｌ−１との間の距離を推定
することができる。
信源位置推定手段は、比較的単純なアルゴリズムを用い
て、信号発信源と各素子０〜Ｌ−１との間の距離を推定
することができる。
【００１８】本発明の更に別の観点によれば、信号発信
源位置推定手段によって推定された距離に基づき指向性
を形成する指向性形成手段が設けられている。この指向
性形成手段は、移動端末において行われる指向性の形成
を制御しつつ、移動端末の動きを追跡することができ
る。ヌル部の制御及び主ビーム部の制御の両方ともを正
確に行うことができる。
源位置推定手段によって推定された距離に基づき指向性
を形成する指向性形成手段が設けられている。この指向
性形成手段は、移動端末において行われる指向性の形成
を制御しつつ、移動端末の動きを追跡することができ
る。ヌル部の制御及び主ビーム部の制御の両方ともを正
確に行うことができる。
【００１９】本発明の方法は、各サブアレーが少なくと
も三個の素子を有し、かつ、該各サブアレーを構成する
素子のうち少なくとも一個の素子が他のサブアレーを構
成しないように構成された二個のサブアレー内の複数の
素子に対してサンプリングを行う工程と、サンプリング
した結果を用いて、一つの信号発信源からの信号の到来
方向について、各サブアレー毎に、別々に、到来方向推
定を行う工程と、別々に得られた到来方向推定結果に基
づいて、信号発信源から複数の素子までのそれぞれの距
離を推定する工程と、推定された距離に基づいて、複数
の素子に対するサンプリングを行うタイミングを調整す
る工程とからなる。
も三個の素子を有し、かつ、該各サブアレーを構成する
素子のうち少なくとも一個の素子が他のサブアレーを構
成しないように構成された二個のサブアレー内の複数の
素子に対してサンプリングを行う工程と、サンプリング
した結果を用いて、一つの信号発信源からの信号の到来
方向について、各サブアレー毎に、別々に、到来方向推
定を行う工程と、別々に得られた到来方向推定結果に基
づいて、信号発信源から複数の素子までのそれぞれの距
離を推定する工程と、推定された距離に基づいて、複数
の素子に対するサンプリングを行うタイミングを調整す
る工程とからなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態による信号発
信源位置推定装置について、添付の図面を参照しながら
説明する。
信源位置推定装置について、添付の図面を参照しながら
説明する。
【００２１】図３に示すように、本実施形態の信号発信
源位置推定装置は、一つのアレー１１と、第１サンプリ
ング器１２と第２サンプリング器１３と、第１ＤＯＡ推
定器１４と第２ＤＯＡ推定器１５と、信号発信源位置推
定器１６と、指向性形成（ビームフォーミング）器１７
とを有している。
源位置推定装置は、一つのアレー１１と、第１サンプリ
ング器１２と第２サンプリング器１３と、第１ＤＯＡ推
定器１４と第２ＤＯＡ推定器１５と、信号発信源位置推
定器１６と、指向性形成（ビームフォーミング）器１７
とを有している。
【００２２】アレー１１は、素子０〜Ｌ−１から構成さ
れており、これらは、第１サブアレー１１ａと第２サブ
アレー１１ｂとに分けられている。図４に、アレー１１
をより詳細に示す。各サブアレーは、少なくとも三個の
素子を有しており、各素子の間隔は、λΔｅである。第
１サブアレー１１ａは、Ｌｓ＜Ｌとして、素子０〜Ｌ ｓ
−１から構成されている。第２サブアレー１１ｂは、第
１サブアレーに対してＬ−Ｌｓ個の素子分だけずれて構
成されており、したがって、素子Ｌ−Ｌｓ〜Ｌ−１から
構成されている。このように構成することによって、第
１、第２サブアレー１１ａ，１１ｂは、大きさが互いに
等しく、互いに重複しうるようになっている。但し、各
サブアレー１１ａ、１１ｂは、他のサブアレーを構成し
ない少なくとも一個の素子を必ず有する。
れており、これらは、第１サブアレー１１ａと第２サブ
アレー１１ｂとに分けられている。図４に、アレー１１
をより詳細に示す。各サブアレーは、少なくとも三個の
素子を有しており、各素子の間隔は、λΔｅである。第
１サブアレー１１ａは、Ｌｓ＜Ｌとして、素子０〜Ｌ ｓ
−１から構成されている。第２サブアレー１１ｂは、第
１サブアレーに対してＬ−Ｌｓ個の素子分だけずれて構
成されており、したがって、素子Ｌ−Ｌｓ〜Ｌ−１から
構成されている。このように構成することによって、第
１、第２サブアレー１１ａ，１１ｂは、大きさが互いに
等しく、互いに重複しうるようになっている。但し、各
サブアレー１１ａ、１１ｂは、他のサブアレーを構成し
ない少なくとも一個の素子を必ず有する。
【００２３】第１、第２サンプリング器１２、１３は、
それぞれ、第１、第２サブアレー１１ａ、１１ｂ内の複
数の素子における瞬間電圧又は電流値をサンプリング
し、そのサンプリング結果を出力ベクトルとして出力す
る。従来の遠距離場における方法とは異なり、このサン
プリングのタイミングは、非同期的に行われる。すなわ
ち、後述するように、第１及び第２サンプリング器１
２、１３は、信号発信源位置推定器１６によって推定さ
れた距離 に基づき、そのサンプリングタイミングを、近距離場条
件における球面状波面の曲面に沿うように、調整する。
それぞれ、第１、第２サブアレー１１ａ、１１ｂ内の複
数の素子における瞬間電圧又は電流値をサンプリング
し、そのサンプリング結果を出力ベクトルとして出力す
る。従来の遠距離場における方法とは異なり、このサン
プリングのタイミングは、非同期的に行われる。すなわ
ち、後述するように、第１及び第２サンプリング器１
２、１３は、信号発信源位置推定器１６によって推定さ
れた距離 に基づき、そのサンプリングタイミングを、近距離場条
件における球面状波面の曲面に沿うように、調整する。
【００２４】ＤＯＡ推定器１４、１５は、それぞれ、サ
ンプリング器１２、１３からの出力ベクトルを収集し、
到来方向（ＤＯＡ）の推定を行う。ＤＯＡ推定器１４、
１５は、ＭＵＳＩＣ、ＥＳＰＩＲＩＴなど、いかなる公
知のＤＯＡ推定方法をも使用することができ、又、現在
では未だ知られていないが将来案出されるいかなるＤＯ
Ａ推定アルゴリズムをも使用することができる。ＤＯＡ
推定を行っている間、ＤＯＡ推定器１４、１５は、各出
力ベクトルをその複素共役転置行列（transpose conjug
ate）と掛け合わせることで、瞬間行列(instantaneous
matrix)を求める。ここで、この行列の要素は、電圧の
２乗である。連続する幾つかのサンプルに対して行列が
作成され、以前に求められている行列と足し合わされ、
そして、平均化される。こうして求められた行列を出力
共分散行列（output covariancematrix）と呼ぶ。この
出力共分散行列は、１つの信号サブ行列(signal sub-ma
trix)と１つの雑音サブ行列(noise sub-matrix)とを含
んでおり、サブアレー内の素子間のパワー相対関係(pow
er relations)を表している。
ンプリング器１２、１３からの出力ベクトルを収集し、
到来方向（ＤＯＡ）の推定を行う。ＤＯＡ推定器１４、
１５は、ＭＵＳＩＣ、ＥＳＰＩＲＩＴなど、いかなる公
知のＤＯＡ推定方法をも使用することができ、又、現在
では未だ知られていないが将来案出されるいかなるＤＯ
Ａ推定アルゴリズムをも使用することができる。ＤＯＡ
推定を行っている間、ＤＯＡ推定器１４、１５は、各出
力ベクトルをその複素共役転置行列（transpose conjug
ate）と掛け合わせることで、瞬間行列(instantaneous
matrix)を求める。ここで、この行列の要素は、電圧の
２乗である。連続する幾つかのサンプルに対して行列が
作成され、以前に求められている行列と足し合わされ、
そして、平均化される。こうして求められた行列を出力
共分散行列（output covariancematrix）と呼ぶ。この
出力共分散行列は、１つの信号サブ行列(signal sub-ma
trix)と１つの雑音サブ行列(noise sub-matrix)とを含
んでおり、サブアレー内の素子間のパワー相対関係(pow
er relations)を表している。
【００２５】その後、出力共分散行列は、使用される推
定アルゴリズムに依存する方法によって処理され、入力
信号のエネルギーがどこから来たかという情報が抽出さ
れる。例えば、ＭＵＳＩＣを用いる場合には、測定され
た共分散行列を、ある一つのＤＯＡに基づいて作成され
た共分散行列と比較し、これら２つの共分散行列の差を
推定する。次に、この工程を、他に仮定したＤＯＡに対
して繰返す。最終的には、真のＤＯＡに最も良く一致し
た角度方向にピークを示すプロット図が得られる。ＤＯ
Ａ推定器１４、１５は、こうして得られた推定角度 及び を、信号発信源位置推定器１６に対し出力する。
定アルゴリズムに依存する方法によって処理され、入力
信号のエネルギーがどこから来たかという情報が抽出さ
れる。例えば、ＭＵＳＩＣを用いる場合には、測定され
た共分散行列を、ある一つのＤＯＡに基づいて作成され
た共分散行列と比較し、これら２つの共分散行列の差を
推定する。次に、この工程を、他に仮定したＤＯＡに対
して繰返す。最終的には、真のＤＯＡに最も良く一致し
た角度方向にピークを示すプロット図が得られる。ＤＯ
Ａ推定器１４、１５は、こうして得られた推定角度 及び を、信号発信源位置推定器１６に対し出力する。
【００２６】ここで、各サブアレー１１ａ、１１ｂは少
なくとも三個の素子を有しているため、信号発信源が近
距離場にある場合には、ＤＯＡ推定器１４、１５は、互
いに異なる共分散行列を生成することになる。したがっ
て、ＤＯＡ推定器１４、１５によって得られる角度 は、互いに異なっている。
なくとも三個の素子を有しているため、信号発信源が近
距離場にある場合には、ＤＯＡ推定器１４、１５は、互
いに異なる共分散行列を生成することになる。したがっ
て、ＤＯＡ推定器１４、１５によって得られる角度 は、互いに異なっている。
【００２７】信号発信源位置推定器１６は、ＤＯＡ推定
器１４、１５によって求められた互いに異なる角度値 を用いて、信号発信源からアレー１１の各素子までの距
離 を計算する。得られた距離 は、サンプリング器１２、１３、及び指向性形成器１７
へと出力される。
器１４、１５によって求められた互いに異なる角度値 を用いて、信号発信源からアレー１１の各素子までの距
離 を計算する。得られた距離 は、サンプリング器１２、１３、及び指向性形成器１７
へと出力される。
【００２８】上述のように、サンプリング器１２、１３
は、信号発信源位置推定器１６によって求められた距離 の値を用いて各サブアレー内の複数の素子に対するサン
プリングクロックを適応制御しながら調整することによ
って、サンプリングのタイミングを入来する波面の球面
形状に沿うようにする。かかるサンプリング調整が繰返
し行なわれるにつれて、近距離場歪みが徐々に除去さ
れ、球面状波面は平面状波面へと「平坦化」されてい
く。したがって、信号源が近距離場にある場合にも、従
来の遠距離場推定アルゴリズムを用いた推定を成功させ
ることができるようになる。サンプリングの適応制御調
整が繰返し行われるにつれ、信号発信源位置推定器１６
は信号発信源位置をより高精度に推定するようになる。
は、信号発信源位置推定器１６によって求められた距離 の値を用いて各サブアレー内の複数の素子に対するサン
プリングクロックを適応制御しながら調整することによ
って、サンプリングのタイミングを入来する波面の球面
形状に沿うようにする。かかるサンプリング調整が繰返
し行なわれるにつれて、近距離場歪みが徐々に除去さ
れ、球面状波面は平面状波面へと「平坦化」されてい
く。したがって、信号源が近距離場にある場合にも、従
来の遠距離場推定アルゴリズムを用いた推定を成功させ
ることができるようになる。サンプリングの適応制御調
整が繰返し行われるにつれ、信号発信源位置推定器１６
は信号発信源位置をより高精度に推定するようになる。
【００２９】指向性形成器１７は、距離 を用いて、放射パターン図を作成する。信号発信源位置
推定器１６によって求められた距離 がより正確な値になればなるほど、指向性形成器１７
は、信号発信源の位置をより正確に認識するようにな
り、アレー１１内の全ての素子を用いて、最適なパフォ
ーマンスにて、当該信号発信源に対する指向性の形成を
行うことができる。
推定器１６によって求められた距離 がより正確な値になればなるほど、指向性形成器１７
は、信号発信源の位置をより正確に認識するようにな
り、アレー１１内の全ての素子を用いて、最適なパフォ
ーマンスにて、当該信号発信源に対する指向性の形成を
行うことができる。
【００３０】次に、図３に示される各機能ブロックで行
われる演算について、より詳細に説明する。先ず、サン
プリング器１２、１３で行われるサンプリングの調整を
行うための演算方法について、図５及び図６を参照しな
がら説明する。図５及び図６に示される状態において
は、信号発信源Ｓは、アレー１１に対して近距離場にあ
る極座標（ｄ０，∠θ０）の位置に配置されている。各
サブアレー１１ａ、１１ｂは、既述のように、他のサブ
アレーを構成しない、すなわち、他のサブアレーと共有
されない少なくとも一個の素子を有している。このた
め、信号発信源Ｓが近距離場にある場合、信号発信源と
第１サブアレー１１ａの各素子との間の距離の組
｛ｄ０，ｄ１，…，ｄＬｓ−１｝は、信号発信源と第２
サブアレー１１ｂの各素子との間の距離の組｛ｄ
Ｌ−Ｌｓ，ｄＬ−Ｌｓ＋１，…，ｄＬ−１｝とは異なっ
たものとなる。図５及び図６の例では、第一の素子０
と、任意のｉ番目の素子ｉと、終端の素子Ｌ−１とは、
それぞれ、信号発信源Ｓから互いに異なる距離ｄ０、ｄ
ｉ、ｄＬ−１を隔てている。
われる演算について、より詳細に説明する。先ず、サン
プリング器１２、１３で行われるサンプリングの調整を
行うための演算方法について、図５及び図６を参照しな
がら説明する。図５及び図６に示される状態において
は、信号発信源Ｓは、アレー１１に対して近距離場にあ
る極座標（ｄ０，∠θ０）の位置に配置されている。各
サブアレー１１ａ、１１ｂは、既述のように、他のサブ
アレーを構成しない、すなわち、他のサブアレーと共有
されない少なくとも一個の素子を有している。このた
め、信号発信源Ｓが近距離場にある場合、信号発信源と
第１サブアレー１１ａの各素子との間の距離の組
｛ｄ０，ｄ１，…，ｄＬｓ−１｝は、信号発信源と第２
サブアレー１１ｂの各素子との間の距離の組｛ｄ
Ｌ−Ｌｓ，ｄＬ−Ｌｓ＋１，…，ｄＬ−１｝とは異なっ
たものとなる。図５及び図６の例では、第一の素子０
と、任意のｉ番目の素子ｉと、終端の素子Ｌ−１とは、
それぞれ、信号発信源Ｓから互いに異なる距離ｄ０、ｄ
ｉ、ｄＬ−１を隔てている。
【００３１】図５に示すように、遠距離場の信号発信源
からの平面状波面ＰＷが素子０に到達する時刻に対す
る、当該平面状波面ＰＷが素子ｉに到達する時刻の遅れ
（以下、「遠距離場０−ｔｏ−ｉ遅延（far-field 0-to
-i delay）」とする）は、次式を用いて推定することが
できる。
からの平面状波面ＰＷが素子０に到達する時刻に対す
る、当該平面状波面ＰＷが素子ｉに到達する時刻の遅れ
（以下、「遠距離場０−ｔｏ−ｉ遅延（far-field 0-to
-i delay）」とする）は、次式を用いて推定することが
できる。
【００３２】ここで、ｉは、素子０〜Ｌ−１のうち、サ
ンプリングの対象となる素子を示す。また、素子０、素
子Ｌ−１は、それぞれ、サブアレー１１ａ、１１ｂにお
ける最適な参照素子である。
ンプリングの対象となる素子を示す。また、素子０、素
子Ｌ−１は、それぞれ、サブアレー１１ａ、１１ｂにお
ける最適な参照素子である。
【００３３】λΔｅは、各素子間の距離、ｃは光速、そ
して、 は、第１ＤＯＡ推定器１４によって推定された、素子０
における信号到来方向を示す。
して、 は、第１ＤＯＡ推定器１４によって推定された、素子０
における信号到来方向を示す。
【００３４】また、近距離場条件において信号発信源か
らの球面状波面ＳＷが素子０に到達する時刻に対する、
当該球面状波面ＳＷがｉ番目の素子ｉに到達する時刻の
遅れ（以下、「近距離場０−ｔｏ−ｉ遅延」（near-fie
ld 0-to-i delay）とする）は、次式を用いて決定する
ことができる。
らの球面状波面ＳＷが素子０に到達する時刻に対する、
当該球面状波面ＳＷがｉ番目の素子ｉに到達する時刻の
遅れ（以下、「近距離場０−ｔｏ−ｉ遅延」（near-fie
ld 0-to-i delay）とする）は、次式を用いて決定する
ことができる。
【００３５】ここで は、信号発信源位置推定器１６によって推定された、信
号発信源Ｓとサンプリング対象素子ｉとの間の距離を示
している。
号発信源Ｓとサンプリング対象素子ｉとの間の距離を示
している。
【００３６】また、 は、信号発信源位置推定器１６によって推定された、信
号発信源Ｓと素子０との間の距離を示している。
号発信源Ｓと素子０との間の距離を示している。
【００３７】したがって、遠距離場０−ｔｏ−ｉ遅延と
近距離場０−ｔｏ−ｉ遅延との差 は、次式を用いて決めることができる。
近距離場０−ｔｏ−ｉ遅延との差 は、次式を用いて決めることができる。
【００３８】図６を参照しながら、上記の差の求め方と
同じようにして、素子ｉ及び素子Ｌ−１についての近距
離場及び遠距離場におけるｉｔｏＬ−１遅延の差 は、次式を用いて決めることができる。
同じようにして、素子ｉ及び素子Ｌ−１についての近距
離場及び遠距離場におけるｉｔｏＬ−１遅延の差 は、次式を用いて決めることができる。
【００３９】ここで、 は、第２ＤＯＡ推定器１５によって推定された、アレー
１１の終端素子Ｌ−１に対する信号の到来方向を示して
いる。
１１の終端素子Ｌ−１に対する信号の到来方向を示して
いる。
【００４０】第１サンプリング器１２は、式（３）によ
って決定された差 を用い、また、第２サンプリング器１３は、式（４）に
よって決定された差 を用いて、サンプリングタイミングを球面状波面の曲面
に沿うように修正する。なお、動作開始の時点では、 及び の値は、デフォルト値であるゼロに設定される。
って決定された差 を用い、また、第２サンプリング器１３は、式（４）に
よって決定された差 を用いて、サンプリングタイミングを球面状波面の曲面
に沿うように修正する。なお、動作開始の時点では、 及び の値は、デフォルト値であるゼロに設定される。
【００４１】第１ＤＯＡ推定器１４は、第１サンプリン
グ器１２から出力された出力ベクトルを用いて、第１サ
ブアレー１１ａについての出力共分散行列Ｒ１を生成
し、以下の結果を得る。
グ器１２から出力された出力ベクトルを用いて、第１サ
ブアレー１１ａについての出力共分散行列Ｒ１を生成
し、以下の結果を得る。
【００４２】ここで、 は、以下のステアリングベクトル(steering vectors)を
示す。
示す。
【００４３】また、｛δ０，δ１，…，δＬｓ−１｝
は、第１サブアレー１１ａ内の素子における雑音分散を
示す。
は、第１サブアレー１１ａ内の素子における雑音分散を
示す。
【００４４】同様にして、第２ＤＯＡ推定器１５は、第
２サンプリング器１３から出力された出力ベクトルを用
いて、第２サブアレー１１ｂについての出力共分散行列
Ｒ２を生成し、以下の結果を得る。
２サンプリング器１３から出力された出力ベクトルを用
いて、第２サブアレー１１ｂについての出力共分散行列
Ｒ２を生成し、以下の結果を得る。
【００４５】ここで、 は、以下のステアリングベクトルを示す。
【００４６】また、｛σ０，σ１，…，σＬｓ−１｝
は、第２サブアレー１１ｂ内の素子における雑音分散を
示す。
は、第２サブアレー１１ｂ内の素子における雑音分散を
示す。
【００４７】以下、第１及び第２ＤＯＡ推定器１４、１
５が互いに異なる出力共分散行列を生成し、結果とし
て、互いに異なる を出力することの証明について、説明する。この証明
は、Pillaiが論文「アレー信号処理（”Array Signal P
rocessing”）」 (Springer-Verlag 1989)に記載してい
る方法と同一の方法に従って行われる。
５が互いに異なる出力共分散行列を生成し、結果とし
て、互いに異なる を出力することの証明について、説明する。この証明
は、Pillaiが論文「アレー信号処理（”Array Signal P
rocessing”）」 (Springer-Verlag 1989)に記載してい
る方法と同一の方法に従って行われる。
【００４８】まず、第１、第２ＤＯＡ推定器１４、１５
が、同一の出力共分散行列を生成する、すなわち、Ｒ１
＝Ｒ２であると仮定する。このように出力共分散行列Ｒ
１とＲ２とが互いに等しいならば、以下の等式が成り立
つ。
が、同一の出力共分散行列を生成する、すなわち、Ｒ１
＝Ｒ２であると仮定する。このように出力共分散行列Ｒ
１とＲ２とが互いに等しいならば、以下の等式が成り立
つ。
【００４９】ここで、 はそれぞれ階数が１の行列であるため、差ΔＲは階数が
最大で２の行列となる。したがって、（７）式を、次の
ように、縮小する(reduce)ことができる。
最大で２の行列となる。したがって、（７）式を、次の
ように、縮小する(reduce)ことができる。
【００５０】また、ステアリングベクトルを分解する
（partition）と、以下のようになる。
（partition）と、以下のようになる。
【００５１】以上より明らかに、 であり、かつ、 であることがわかる。
【００５２】各サブアレー１１ａ、１１ｂは、少なくと
も三個の素子を有しているため、 であり、したがって、 となる。しかしながら、かかる状況は、信号発信源が、
遠距離場に位置しているか、もしくは、アレーの素子配
列方向上に配置されているのでなければ、あり得ない。
このように、ＤＯＡ推定器１４、１５によれば、第一の
素子０及び終端の素子Ｌ−１を参照素子として用いるこ
とによって、信号発信源について互いに異なるＤＯＡ推
定値、すなわち、互いに異なる推定角度 を得ることができるのがわかる。
も三個の素子を有しているため、 であり、したがって、 となる。しかしながら、かかる状況は、信号発信源が、
遠距離場に位置しているか、もしくは、アレーの素子配
列方向上に配置されているのでなければ、あり得ない。
このように、ＤＯＡ推定器１４、１５によれば、第一の
素子０及び終端の素子Ｌ−１を参照素子として用いるこ
とによって、信号発信源について互いに異なるＤＯＡ推
定値、すなわち、互いに異なる推定角度 を得ることができるのがわかる。
【００５３】信号発信源位置推定器１６は、ＤＯＡ推定
器１４、１５によって求められた を以下に示す式に代入することにより、信号発信源Ｓと
各素子０〜Ｌ−１との間の距離 を推定する。
器１４、１５によって求められた を以下に示す式に代入することにより、信号発信源Ｓと
各素子０〜Ｌ−１との間の距離 を推定する。
【００５４】ここでｉは、素子０〜Ｌ−１のうちの、サ
ンプリング対象素子を示す。
ンプリング対象素子を示す。
【００５５】 は、信号発信源位置推定器１６によって推定された、信
号発信源Ｓと素子０との間の距離を示している。
号発信源Ｓと素子０との間の距離を示している。
【００５６】λΔｅは、各素子間の距離を示している。
【００５７】 は、第１ＤＯＡ推定器１４によって推定された素子０に
おける信号の到来方向を示している。
おける信号の到来方向を示している。
【００５８】 は、第２ＤＯＡ推定器１５によって推定された素子Ｌ−
１における信号の到来方向を示している。
１における信号の到来方向を示している。
【００５９】 は、信号発信源位置推定器１６によって推定された、信
号発信源Ｓと対象素子ｉとの間の距離を示している。
号発信源Ｓと対象素子ｉとの間の距離を示している。
【００６０】サンプリング器１２、１３は、式（３）、
（４）、（１３）、（１４）により求められる解に基づ
き、各サブアレー１１ａ，１１ｂ内の素子についてのサ
ンプリング方法を演算する。信号発信源位置推定器１６
は、これらのアルゴリズムを回帰的に適用し、その度に
信号発信源の位置の推定の精度を高めていく。
（４）、（１３）、（１４）により求められる解に基づ
き、各サブアレー１１ａ，１１ｂ内の素子についてのサ
ンプリング方法を演算する。信号発信源位置推定器１６
は、これらのアルゴリズムを回帰的に適用し、その度に
信号発信源の位置の推定の精度を高めていく。
【００６１】 と とがほとんど等しくなってくれば、それは、距離の推定
値 と とが真の値ｄｉに近づいてきたことを示しており、適応
制御されつつサンプリングされたステアリングベクトル は、次式に表されるようになる。
値 と とが真の値ｄｉに近づいてきたことを示しており、適応
制御されつつサンプリングされたステアリングベクトル は、次式に表されるようになる。
【００６２】この式は、従来の遠距離場におけるステア
リングベクトルと同一である。このことから、サンプリ
ング方法を適応制御していくことによって、近距離場歪
みを実際に除去できることがわかる。したがって、従来
の遠距離場ＤＯＡ推定アルゴリズムに と との正確な推定値を求めさせることができ、もって、信
号発信源の正確な位置を突き止めることができるのがわ
かる。
リングベクトルと同一である。このことから、サンプリ
ング方法を適応制御していくことによって、近距離場歪
みを実際に除去できることがわかる。したがって、従来
の遠距離場ＤＯＡ推定アルゴリズムに と との正確な推定値を求めさせることができ、もって、信
号発信源の正確な位置を突き止めることができるのがわ
かる。
【００６３】このようにして、サンプリング器１２、１
３は、各サブアレー１１ａ、１１ｂに対して、別々に、
そのサブアレー内の素子に対するサンプリングを行う。
第１、第２ＤＯＡ推定器１４、１５は、これら二つのサ
ンプリング結果を用いて、別々に、信号発信源の位置の
推定を行い、二つの推定結果を得る。信号発信源位置推
定器１６は、これら二つのサブアレー（ｂ−アレー）に
ついて求められた信号発信源位置推定結果の間の差を用
いて、これらサブアレー１１ａ、１１ｂ内の素子に対す
るサンプリング方法を、適応制御しながら変更する。か
かる推定作業は繰返し行われるが、各推定作業は、単純
な角度サーチに基づいており、距離のサーチに基づいた
ものではない。従って、各サーチ作業でサーチを行う範
囲は、０（０°）〜π（１８０°）という範囲に限られ
ている。本実施の形態の装置は、近距離場信号と遠距離
場信号とが混在している場合でも、動作できる。
３は、各サブアレー１１ａ、１１ｂに対して、別々に、
そのサブアレー内の素子に対するサンプリングを行う。
第１、第２ＤＯＡ推定器１４、１５は、これら二つのサ
ンプリング結果を用いて、別々に、信号発信源の位置の
推定を行い、二つの推定結果を得る。信号発信源位置推
定器１６は、これら二つのサブアレー（ｂ−アレー）に
ついて求められた信号発信源位置推定結果の間の差を用
いて、これらサブアレー１１ａ、１１ｂ内の素子に対す
るサンプリング方法を、適応制御しながら変更する。か
かる推定作業は繰返し行われるが、各推定作業は、単純
な角度サーチに基づいており、距離のサーチに基づいた
ものではない。従って、各サーチ作業でサーチを行う範
囲は、０（０°）〜π（１８０°）という範囲に限られ
ている。本実施の形態の装置は、近距離場信号と遠距離
場信号とが混在している場合でも、動作できる。
【００６４】本発明者は、本実施の形態の信号発信源位
置推定装置について、シュミレーション実験を行った。
このシュミレーション実験では、アレーアンテナは８つ
の素子を有し、この８つの素子を、各々が７つの素子か
らなる２つのサブアレーにグループ分けした。ＤＯＡ推
定のために、ＭＵＳＩＣアルゴリズムを用いた。アレー
の中心に対して座標（１，２）という近距離場にある信
号発信源の位置を求めるよう、シュミレーション実験を
実行した。このシュミレーション実験の結果を、図７〜
図１０のグラフに示す。
置推定装置について、シュミレーション実験を行った。
このシュミレーション実験では、アレーアンテナは８つ
の素子を有し、この８つの素子を、各々が７つの素子か
らなる２つのサブアレーにグループ分けした。ＤＯＡ推
定のために、ＭＵＳＩＣアルゴリズムを用いた。アレー
の中心に対して座標（１，２）という近距離場にある信
号発信源の位置を求めるよう、シュミレーション実験を
実行した。このシュミレーション実験の結果を、図７〜
図１０のグラフに示す。
【００６５】これらのグラフより、各サブアレーについ
て推定された到来角が非常に急速に修正されるのがわか
る。すなわち、図７に示されるように、第１サブアレー
についての推定角度は、約２７°から、推定と調整を約
１０回繰返した後には約２５°へ修正され、約２５回繰
返した後には２４°へ修正されている。また、図８に示
されるように、第２サブアレーについての推定角度は、
２５．５°から、推定と調整を約１０回繰返した後に
は、２６°へ修正され、２０回繰返した後には、２７°
へ修正されている。
て推定された到来角が非常に急速に修正されるのがわか
る。すなわち、図７に示されるように、第１サブアレー
についての推定角度は、約２７°から、推定と調整を約
１０回繰返した後には約２５°へ修正され、約２５回繰
返した後には２４°へ修正されている。また、図８に示
されるように、第２サブアレーについての推定角度は、
２５．５°から、推定と調整を約１０回繰返した後に
は、２６°へ修正され、２０回繰返した後には、２７°
へ修正されている。
【００６６】図９は、推定と調整とが連続して繰返し行
われている間に信号発信源の座標がどのように推定され
ていったかを示すグラフである。このグラフより、座標
（１，２）で示される信号発信源の位置が極めて正確に
推定されていることがわかる。図１０は、推定と調整を
繰り返し行っていったときの信号発信源の推定位置を示
すグラフである。ここで、Ｘ座標を実線、Ｙ座標を破線
で示す。このグラフより、約１５回ほど推定と調整を繰
返した後は、Ｘ、Ｙ座標の値はほとんど変化しなかった
ことがわかる。このように変化しないことから、式
（２）、（３）、（４）中の 及び が収束してきており互いに相殺し合っていること、した
がって、入来信号をそれがあたかも平面状波面を有して
いるように扱うことができるのがわかる。
われている間に信号発信源の座標がどのように推定され
ていったかを示すグラフである。このグラフより、座標
（１，２）で示される信号発信源の位置が極めて正確に
推定されていることがわかる。図１０は、推定と調整を
繰り返し行っていったときの信号発信源の推定位置を示
すグラフである。ここで、Ｘ座標を実線、Ｙ座標を破線
で示す。このグラフより、約１５回ほど推定と調整を繰
返した後は、Ｘ、Ｙ座標の値はほとんど変化しなかった
ことがわかる。このように変化しないことから、式
（２）、（３）、（４）中の 及び が収束してきており互いに相殺し合っていること、した
がって、入来信号をそれがあたかも平面状波面を有して
いるように扱うことができるのがわかる。
【００６７】信号発信源が複数存在する場合には、サブ
アレーにて識別される信号発信源位置は、対応する信号
発信源に適切に関連づけられなければならない。かかる
関連づけは、スペクトラムマッチング法、パワーリレー
ション法、トレーニングシーケンス法等、さまざまな方
法を用いて実現することができる。互いに異なる信号発
信源は互いに異なる場所に位置しているため、各信号発
信源を検出するべく設けられるサブアレーのそれぞれに
対し、そのサンプリングを適応制御しながら行うための
サンプリング器を設ける必要がある。例えば、二つの信
号発信源のためには四つのサンプリング器が必要であ
り、三つの信号発信源のためには六つのサンプリング器
が必要である、といった具合である。
アレーにて識別される信号発信源位置は、対応する信号
発信源に適切に関連づけられなければならない。かかる
関連づけは、スペクトラムマッチング法、パワーリレー
ション法、トレーニングシーケンス法等、さまざまな方
法を用いて実現することができる。互いに異なる信号発
信源は互いに異なる場所に位置しているため、各信号発
信源を検出するべく設けられるサブアレーのそれぞれに
対し、そのサンプリングを適応制御しながら行うための
サンプリング器を設ける必要がある。例えば、二つの信
号発信源のためには四つのサンプリング器が必要であ
り、三つの信号発信源のためには六つのサンプリング器
が必要である、といった具合である。
【００６８】信号発信源位置推定の精度は、ほとんど、
以下の２つの要因に左右される。 ａ）ＤＯＡ推定アルゴリズム 本発明のパフォーマンスは、ＤＯＡの推定の質に密接に
関係して変化する。なぜなら、一対のＤＯＡの値 及び のみを用いて信号発信源の位置を推定するからであり、
しかも、サンプリング方法をこれらの情報に基づいて作
成しているからである。 ｂ）アレーの大きさに対する信号発信源とアレーとの間
の距離 サブアレー中の素子の数が大きくなればなるほど、推定
の精度は高くなる。また、信号発信源がアレーに近けれ
ば近いほど、ＤＯＡ推定器１４、１５によって求められ
る推定角度 と の差は大きくなる。このため、アレーから近い位置にあ
る信号発信源ほど、その位置を高い精度で推定すること
ができる。ただし、信号発信源が遠距離場にある場合に
は、もちろん、信号発信源までの距離は重要でなくな
る。
以下の２つの要因に左右される。 ａ）ＤＯＡ推定アルゴリズム 本発明のパフォーマンスは、ＤＯＡの推定の質に密接に
関係して変化する。なぜなら、一対のＤＯＡの値 及び のみを用いて信号発信源の位置を推定するからであり、
しかも、サンプリング方法をこれらの情報に基づいて作
成しているからである。 ｂ）アレーの大きさに対する信号発信源とアレーとの間
の距離 サブアレー中の素子の数が大きくなればなるほど、推定
の精度は高くなる。また、信号発信源がアレーに近けれ
ば近いほど、ＤＯＡ推定器１４、１５によって求められ
る推定角度 と の差は大きくなる。このため、アレーから近い位置にあ
る信号発信源ほど、その位置を高い精度で推定すること
ができる。ただし、信号発信源が遠距離場にある場合に
は、もちろん、信号発信源までの距離は重要でなくな
る。
【００６９】推定値が収束する速さもまた、アレーの大
きさに対する信号発信源とアレーとの間の距離に依存す
る。各サブアレーが互いに共通する素子を有している場
合、収束の速さは、さらに、サブアレーの大きさとアレ
ー全体の大きさとの比にも依存する。本発明に基づきア
レーを設計する際には、この比を考慮にいれなければな
らない。共通する素子の数が、収束の速さと収束の際の
精度とのバランスを決定するからである。このバランス
は、式（１１）、（１２）から直接得られる結果であ
る。
きさに対する信号発信源とアレーとの間の距離に依存す
る。各サブアレーが互いに共通する素子を有している場
合、収束の速さは、さらに、サブアレーの大きさとアレ
ー全体の大きさとの比にも依存する。本発明に基づきア
レーを設計する際には、この比を考慮にいれなければな
らない。共通する素子の数が、収束の速さと収束の際の
精度とのバランスを決定するからである。このバランス
は、式（１１）、（１２）から直接得られる結果であ
る。
【００７０】すなわち、サブアレーの大きさとアレー全
体の大きさとの比が小さいときには、サブアレー同士で
共通する素子の数が小さく、したがって、２つのＤＯＡ
推定器により得られる二つの推定値は、互いに大きく異
なった値となる。二つの推定値が大きく異なっていれ
ば、収束は速くなる。しかしながら、各サブアレーが全
素子のうちのわずかな素子しか有していないため、ＤＯ
Ａ推定の精度は低くなる。
体の大きさとの比が小さいときには、サブアレー同士で
共通する素子の数が小さく、したがって、２つのＤＯＡ
推定器により得られる二つの推定値は、互いに大きく異
なった値となる。二つの推定値が大きく異なっていれ
ば、収束は速くなる。しかしながら、各サブアレーが全
素子のうちのわずかな素子しか有していないため、ＤＯ
Ａ推定の精度は低くなる。
【００７１】一方、比が大きいときには、ＤＯＡ推定器
１４、１５によって求められる推定値の異なり方は小さ
く、式（１１）、（１２）が維持される。雑音のひどい
状況下ではなおさらである。
１４、１５によって求められる推定値の異なり方は小さ
く、式（１１）、（１２）が維持される。雑音のひどい
状況下ではなおさらである。
【００７２】しかしながら、信号発信源位置の推定の最
終的な結果は、結局のところ、図５及び図６に示される
推定角度 及び のみに依存する。ここで、これら推定角度は、第一素子
及び終端素子におけるＤＯＡ角度であることから、本発
明のアレーによる推定の最終的なパフォーマンスは、ア
レーを構成する素子の総数のみに関係することになる。
終的な結果は、結局のところ、図５及び図６に示される
推定角度 及び のみに依存する。ここで、これら推定角度は、第一素子
及び終端素子におけるＤＯＡ角度であることから、本発
明のアレーによる推定の最終的なパフォーマンスは、ア
レーを構成する素子の総数のみに関係することになる。
【００７３】図１１及び図１２に、座標（３ｍ、２ｍ）
の位置、即ち３３．７°の方向に存在する信号発信源に
対して形成される指向性放射パターンの比較図を示す。
図１１及び図１２において、実線は、遠距離場にある信
号発信源に対して形成される指向性パターンを示してい
る。点線は、近距離場にある信号発信源に対して、補正
を行わないで形成した指向性パターンを示している。一
点鎖線は、近距離場にある信号発信源に対して、本発明
による信号発信源位置推定に基づく補正を行って形成し
た指向性パターンを示している。
の位置、即ち３３．７°の方向に存在する信号発信源に
対して形成される指向性放射パターンの比較図を示す。
図１１及び図１２において、実線は、遠距離場にある信
号発信源に対して形成される指向性パターンを示してい
る。点線は、近距離場にある信号発信源に対して、補正
を行わないで形成した指向性パターンを示している。一
点鎖線は、近距離場にある信号発信源に対して、本発明
による信号発信源位置推定に基づく補正を行って形成し
た指向性パターンを示している。
【００７４】図１１に示されるように、信号発信源が近
距離場にあるときは、本発明に基づいて行ったヌル制御
の方が、補正を行わない場合と比べ、より正確な位置に
ヌルを形成させている。しかも、ヌルの強度は、遠距離
場信号発信源に対して形成したヌルの強度とほぼ一致し
ている。
距離場にあるときは、本発明に基づいて行ったヌル制御
の方が、補正を行わない場合と比べ、より正確な位置に
ヌルを形成させている。しかも、ヌルの強度は、遠距離
場信号発信源に対して形成したヌルの強度とほぼ一致し
ている。
【００７５】図１２に示されるように、信号発信源が近
距離場にあるときは、本発明に基づいて行った主ビーム
部制御の方が、補正を行わない場合と比べ、より大きな
強度にて所望の方向に主ビームを形成させている。しか
も、主ビームの強度は、遠距離場信号発信源に対して形
成した主ビームの強度とほぼ一致している。
距離場にあるときは、本発明に基づいて行った主ビーム
部制御の方が、補正を行わない場合と比べ、より大きな
強度にて所望の方向に主ビームを形成させている。しか
も、主ビームの強度は、遠距離場信号発信源に対して形
成した主ビームの強度とほぼ一致している。
【００７６】本発明は、アレーアンテナを近距離場伝搬
条件下で使用すると信号を空間的に分離できなくなる問
題が生ずるような幅広い分野の通信／マルチメディアシ
ステムへ効果的に応用できる。かかるシステムの例とし
て、例えば、声又は音楽の信号を分離するためにアレー
アンテナを用いるマイクロホンアレーや、ネットワーク
アクセスのためにアレーアンテナを用いる屋内ローカル
エリアネットワーク（ＬＡＮ）等がある。
条件下で使用すると信号を空間的に分離できなくなる問
題が生ずるような幅広い分野の通信／マルチメディアシ
ステムへ効果的に応用できる。かかるシステムの例とし
て、例えば、声又は音楽の信号を分離するためにアレー
アンテナを用いるマイクロホンアレーや、ネットワーク
アクセスのためにアレーアンテナを用いる屋内ローカル
エリアネットワーク（ＬＡＮ）等がある。
【００７７】本発明を屋内ＬＡＮへ応用することは特に
重要である。今日、屋内ＬＡＮに対して２．４ＧＨｚ帯
を全世界共通に用いるという構想に多大な努力が払われ
ている。屋内で２．４ＧＨｚ帯通信のためにアレーアン
テナを使用する場合、近距離場歪みはとりわけ大きいも
のとなる。本発明による近距離場補正を行う高度に洗練
されたアンテナを使用すれば、従来の遠距離場アルゴリ
ズムを屋内ワイヤレスＬＡＮシステムで利用可能とな
る。
重要である。今日、屋内ＬＡＮに対して２．４ＧＨｚ帯
を全世界共通に用いるという構想に多大な努力が払われ
ている。屋内で２．４ＧＨｚ帯通信のためにアレーアン
テナを使用する場合、近距離場歪みはとりわけ大きいも
のとなる。本発明による近距離場補正を行う高度に洗練
されたアンテナを使用すれば、従来の遠距離場アルゴリ
ズムを屋内ワイヤレスＬＡＮシステムで利用可能とな
る。
【００７８】本発明は、屋内ワイヤレスＬＡＮシステム
に対し、主に、実施性、移動性、及び、性能という、３
つの観点において、優れた効果を与える。
に対し、主に、実施性、移動性、及び、性能という、３
つの観点において、優れた効果を与える。
【００７９】本発明によるネットワークは、より安価
に、かつ、より自由度が高い状態で実施することができ
る。すなわち、一般的には、最適なアクセスポイント位
置を定めなければならないし、そのためには、通常、レ
イ追尾法（ray-tracing）を用いたシュミレーションを
網羅的に行わなければならない。しかしながら、本発明
による高度に洗練されたアンテナをアクセスポイントに
おいて用いれば、最適なアクセスポイント位置を決定す
る必要がなくなる。すなわち、屋内ＬＡＮの基地局に本
発明による近距離場補正を行う高度に洗練されたアンテ
ナを設ければ、基地局は、各端末における空間的特徴
（spatial signature）を、自動的に、しかも、当該空
間的特徴を適応制御しながら、獲得することができるた
め、送受信のためにこれらの方向に対して選択的に指向
性を形成することができる。このようにして指向性を形
成するものは今日までなかった。アレーアンテナが近距
離場に対し十分対応できなかったからである。
に、かつ、より自由度が高い状態で実施することができ
る。すなわち、一般的には、最適なアクセスポイント位
置を定めなければならないし、そのためには、通常、レ
イ追尾法（ray-tracing）を用いたシュミレーションを
網羅的に行わなければならない。しかしながら、本発明
による高度に洗練されたアンテナをアクセスポイントに
おいて用いれば、最適なアクセスポイント位置を決定す
る必要がなくなる。すなわち、屋内ＬＡＮの基地局に本
発明による近距離場補正を行う高度に洗練されたアンテ
ナを設ければ、基地局は、各端末における空間的特徴
（spatial signature）を、自動的に、しかも、当該空
間的特徴を適応制御しながら、獲得することができるた
め、送受信のためにこれらの方向に対して選択的に指向
性を形成することができる。このようにして指向性を形
成するものは今日までなかった。アレーアンテナが近距
離場に対し十分対応できなかったからである。
【００８０】屋内にマルチパス伝搬を行う装置が多数存
在する場合には、これら多数の装置は、屋内チャンネル
においてひどいフェージングを生じさせる。このひどい
フエージングのため、屋内状況においては基地局と移動
端末との間の正常な接続を維持するのが困難となる。し
かしながら、本発明を応用した基地局は、移動端末の移
動を追尾し、しかも、当該移動端末において行われる指
向性の形成を制御しながら当該移動端末を追尾すること
ができるため、この移動性についての問題を改善するこ
とができる。基地局は、基地局が送信して携帯移動端末
側が受信するダウンリンクを行う際、当該移動端末の空
間的特徴（すなわち、放射パターン）を獲得する必要が
ある。ここで、ダウンリンクが最も重要である。なぜな
ら、ダウンリンクはアップリンクに比較してずっと混雑
しているからである。屋内において移動端末の正確な空
間的特徴を獲得する方法がなかったため、屋内において
ダウンリンクを行うための実用的な方法はなかった。し
かしながら、本発明によるシステムでは、近距離場歪み
を補正することができるため、移動端末の空間的特徴を
獲得することができる。
在する場合には、これら多数の装置は、屋内チャンネル
においてひどいフェージングを生じさせる。このひどい
フエージングのため、屋内状況においては基地局と移動
端末との間の正常な接続を維持するのが困難となる。し
かしながら、本発明を応用した基地局は、移動端末の移
動を追尾し、しかも、当該移動端末において行われる指
向性の形成を制御しながら当該移動端末を追尾すること
ができるため、この移動性についての問題を改善するこ
とができる。基地局は、基地局が送信して携帯移動端末
側が受信するダウンリンクを行う際、当該移動端末の空
間的特徴（すなわち、放射パターン）を獲得する必要が
ある。ここで、ダウンリンクが最も重要である。なぜな
ら、ダウンリンクはアップリンクに比較してずっと混雑
しているからである。屋内において移動端末の正確な空
間的特徴を獲得する方法がなかったため、屋内において
ダウンリンクを行うための実用的な方法はなかった。し
かしながら、本発明によるシステムでは、近距離場歪み
を補正することができるため、移動端末の空間的特徴を
獲得することができる。
【００８１】ＳＤＭＡシステムのように（アップ／ダウ
ンリンクの両方において）各端末を分離できるほど十分
精度よく指向性を形成できる場合には、性能を改善する
ことができる。本発明によるシステムでは、近距離場で
発生する歪みを解消することで、空間的特徴の獲得精度
を向上させることができる。このことは、ＳＤＭＡ技術
を屋内ワイヤレスＬＡＮシステムで実用化する一助とな
りうる。
ンリンクの両方において）各端末を分離できるほど十分
精度よく指向性を形成できる場合には、性能を改善する
ことができる。本発明によるシステムでは、近距離場で
発生する歪みを解消することで、空間的特徴の獲得精度
を向上させることができる。このことは、ＳＤＭＡ技術
を屋内ワイヤレスＬＡＮシステムで実用化する一助とな
りうる。
【００８２】以上、本発明を本実施の形態を参照しなが
ら詳細にわたり説明したが、本発明は上述した実施の形
態に限定されず、特許請求の範囲に記載した本発明の範
囲で種々の変形や改良が可能である。
ら詳細にわたり説明したが、本発明は上述した実施の形
態に限定されず、特許請求の範囲に記載した本発明の範
囲で種々の変形や改良が可能である。
【００８３】例えば、本実施の形態では、等間隔リニア
アレーについて本発明を適用している。しかしながら、
本発明は、素子の配置及び各素子間距離がわかっていれ
ば、他のどのようなタイプのアレーアンテナにも適用す
ることができ、同様の効果を得ることができる。
アレーについて本発明を適用している。しかしながら、
本発明は、素子の配置及び各素子間距離がわかっていれ
ば、他のどのようなタイプのアレーアンテナにも適用す
ることができ、同様の効果を得ることができる。
【００８４】また、本発明においては、他のいかなるＤ
ＯＡ推定アルゴリズムをも用いることができる。
ＯＡ推定アルゴリズムをも用いることができる。
【００８５】また、図３に示すように、第１、第２サブ
アレー１１ａ、１１ｂから受けとった信号を復調しダウ
ンコンバートする復調／デコレレーションユニット２０
ａ、２０ｂを、随意、設けてもよい。
アレー１１ａ、１１ｂから受けとった信号を復調しダウ
ンコンバートする復調／デコレレーションユニット２０
ａ、２０ｂを、随意、設けてもよい。
【００８６】本実施の形態では、第一の素子と終端の素
子とを、参照素子（ピボット素子）として用いている。
しかしながら、他のいかなる一対の素子をも、参照素子
として用いることができる。但し、第一の素子と終端の
素子とは、常に、一方のサブアレーの構成要素でしかな
く他方のサブアレーの構成要素ではないこと、しかも、
他のどの一対の素子よりも互いに離れていることから、
これら第一の素子と終端の素子とが最適の素子であり、
最良の結果を生む。
子とを、参照素子（ピボット素子）として用いている。
しかしながら、他のいかなる一対の素子をも、参照素子
として用いることができる。但し、第一の素子と終端の
素子とは、常に、一方のサブアレーの構成要素でしかな
く他方のサブアレーの構成要素ではないこと、しかも、
他のどの一対の素子よりも互いに離れていることから、
これら第一の素子と終端の素子とが最適の素子であり、
最良の結果を生む。
【００８７】
【発明の効果】本発明の装置及び方法によれば、サンプ
リング手段におけるサンプリングのタイミングを入射す
る波面の球面形状に沿うように同期させる。このサンプ
リングのタイミングについての調整が行われる度に、近
距離場で生ずる歪みが徐々に除去され、信号発信源の位
置がより高い精度で推定されていく。単純な角度ドメイ
ンにおけるサーチを行えば十分であるため、信号発信源
の位置に関する情報を予め知っている必要はない。しか
も、この角度ドメインにおけるサーチは、０（０°）〜
π（１８０°）の範囲内に限定されている。
リング手段におけるサンプリングのタイミングを入射す
る波面の球面形状に沿うように同期させる。このサンプ
リングのタイミングについての調整が行われる度に、近
距離場で生ずる歪みが徐々に除去され、信号発信源の位
置がより高い精度で推定されていく。単純な角度ドメイ
ンにおけるサーチを行えば十分であるため、信号発信源
の位置に関する情報を予め知っている必要はない。しか
も、この角度ドメインにおけるサーチは、０（０°）〜
π（１８０°）の範囲内に限定されている。
【図１】アレーアンテナが遠距離場にある信号発信源か
らの信号を受信する様子を示す概略図。
らの信号を受信する様子を示す概略図。
【図２】アレーアンテナが近距離場にある信号発信源か
らの信号を受信する様子を示す概略図。
らの信号を受信する様子を示す概略図。
【図３】本発明の実施の形態による信号発信源位置推定
装置のうち主要な構成部分を示すブロック図。
装置のうち主要な構成部分を示すブロック図。
【図４】図３に示される装置のアレーアンテナを示す概
略図。
略図。
【図５】アレーアンテナの第１サブアレー内の任意の素
子と最適参照素子（０）とについての、遠距離場での信
号伝搬遅延と近距離場での信号伝搬遅延との差を示す概
略図。
子と最適参照素子（０）とについての、遠距離場での信
号伝搬遅延と近距離場での信号伝搬遅延との差を示す概
略図。
【図６】アレーアンテナの第２サブアレー内の任意の素
子と最適参照素子（Ｌ−１）とについての、遠距離場で
の信号伝搬遅延と近距離場での信号伝搬遅延との差を示
す概略図。
子と最適参照素子（Ｌ−１）とについての、遠距離場で
の信号伝搬遅延と近距離場での信号伝搬遅延との差を示
す概略図。
【図７】近距離場の信号発信源の位置を推定する装置に
ついてのシュミレーション実験において、修正及び調整
を５０回繰返し行った際第１サブアレーについてのＭＵ
ＳＩＣスペクトラムがどのように変化したかを示すグラ
フ。
ついてのシュミレーション実験において、修正及び調整
を５０回繰返し行った際第１サブアレーについてのＭＵ
ＳＩＣスペクトラムがどのように変化したかを示すグラ
フ。
【図８】上記シュミレーション実験において、修正及び
調整を５０回繰返し行った際第２サブアレーについての
ＭＵＳＩＣスペクトラムがどのように変化したかを示す
グラフ。
調整を５０回繰返し行った際第２サブアレーについての
ＭＵＳＩＣスペクトラムがどのように変化したかを示す
グラフ。
【図９】上記シュミレーションにおいて、修正及び調整
を繰返し行った際信号発信源の推定座標がどのように変
化したかを示すグラフ。
を繰返し行った際信号発信源の推定座標がどのように変
化したかを示すグラフ。
【図１０】上記シュミレーションにおいて、修正及び調
整を繰返し行った際信号発信源の推定位置がどのように
変化したかを示すグラフ。
整を繰返し行った際信号発信源の推定位置がどのように
変化したかを示すグラフ。
【図１１】遠距離場条件で形成したヌル制御指向性パタ
ーン、近距離場条件で補正無しに形成したヌル制御指向
性パターン、及び、近距離場条件で本発明による信号発
信源位置推定方法による補正を行って形成したヌル制御
指向性パターンを比較して示すグラフ。
ーン、近距離場条件で補正無しに形成したヌル制御指向
性パターン、及び、近距離場条件で本発明による信号発
信源位置推定方法による補正を行って形成したヌル制御
指向性パターンを比較して示すグラフ。
【図１２】図１１と同様の条件で形成された主ビーム制
御指向性パターンを比較して示すグラフ。
御指向性パターンを比較して示すグラフ。
１１ アレーアンテナ １１ａ 第１サブアレー １１ｂ 第２サブアレー １２ 第１サンプリング器 １３ 第２サンプリング器 １４ 第１ＤＯＡ推定器 １５ 第２ＤＯＡ推定器 １６ 信号発信源位置推定器 １７ 指向性形成器
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA07 CA06 DB02 DB03 EA04 FA05 FA14 FA15 FA16 FA20 FA29 FA30 FA32 GA02 HA04 HA05 5J062 CC14 GG02
Claims (6)
- 【請求項１】 二個のサブアレーにより構成され、各サ
ブアレーが少なくとも三個の素子からなり、該各サブア
レーを構成する該少なくとも三個の素子が他方のサブア
レーを構成しない少なくとも一個の素子を含むように構
成されたアレーアンテナと、 該二個のサブアレーのうちの一方のサブアレーの該複数
の素子に対してサンプリングを行う第１サンプリング手
段と、 該二個のサブアレーのうちの他方のサブアレーの該複数
の素子に対してサンプリングを行う第２サンプリング手
段と、 該第１サンプリング手段及び該第２サンプリング手段に
よるサンプリング結果を用いて、一つの信号発信源から
の信号の到来方向について、各サブアレー毎に、別々
に、到来方向の推定を行う到来方向推定手段と、 該到来方向推定手段によって各サブアレー毎に別々に求
められた到来方向推定結果に基づき、該信号発信源から
各素子までの距離を推定する信号発信源位置推定手段
と、 該信号発信源位置推定手段によって推定された距離に基
づき、該第１及び第２サンプリング手段がサンプリング
を行うタイミングを調整するサンプリング調整手段とを
有することを特徴とする信号発信源位置推定装置。 - 【請求項２】 該サンプリング調整手段は、該第１サン
プリング手段によるサンプリングのタイミングを、次式
に基づき、調整し、 ここで、ｉは、０〜Ｌ−１の番号の素子のうちのサンプ
リングの対象となる素子の番号を示し、素子０は該二個
のサブアレーのうちの該一方のサブアレーにおける最適
な参照素子であり、素子Ｌ−１は他方のサブアレーにお
ける最適な参照素子であり、 は、該素子０と該サンプリングの対象となる素子との間
の、遠距離場遅延と近距離場遅延との差を示し、 は、該信号発信源位置推定手段によって推定された、該
信号発信源と該サンプリング対象素子との間の距離を示
し、 は、該信号発信源位置推定手段によって推定された、該
信号発信源と該素子０との間の距離を示し、 ｃは、光速を示し、 λΔｅは、各素子間の距離を示し、 は、該到来方向推定手段によって推定された、該一方の
サブアレーの該素子０における信号到来方向を示し、 該サンプリング調整手段は、該第２サンプリング手段に
よるサンプリングのタイミングを、次式に基づき、調整
し、 ここで、 は、該素子Ｌ−１と該サンプリング対象素子との間の遠
距離場遅延と近距離場遅延との差を示し、 は、該到来方向推定手段によって推定された、該素子Ｌ
−１における信号到来方向を示すことを特徴とする、請
求項１記載の信号発信源位置推定装置。 - 【請求項３】 該アレーアンテナは総計Ｌ個の素子０〜
Ｌ−１を有し、 該一方のサブアレーは、Ｌｓ＜Ｌとして、素子０〜Ｌｓ
−１を有し、かつ、素子０を該一方のサブアレーの最適
の参照素子とし、 該他方のサブアレーは、該一方のサブアレーに対しＬ−
Ｌｓ個の素子分だけずれて構成されており、素子Ｌ−Ｌ
ｓ〜素子Ｌ−１を有し、素子Ｌ−１を該他方のサブアレ
ーの最適の参照素子とし、 該信号発信源位置推定手段は、該信号発信源と各素子０
〜Ｌ−１との間の距離を、以下の２つの式に基づき、推
定し、 ここで、ｉは、素子０〜Ｌ−１のうちの、該サンプリン
グの対象となる素子の番号を示し、 は、該信号発信源位置推定手段によって推定された、該
信号発信源と素子０との間の距離を示し、λΔｅは、各
素子間の距離を示し、 は、該到来方向推定手段によって推定された該素子０に
おける信号到来方向を示し、 は、該到来方向推定手段によって推定された、該素子Ｌ
−１における信号到来方向を示し、 は、該信号発信源位置推定手段によって推定された、該
信号発信源と該サンプリング対象素子との間の距離を示
すことを特徴とする、請求項１記載の信号発信源位置推
定装置。 - 【請求項４】 該信号発信源位置推定手段によって推定
された距離に基づき指向性を形成する指向性形成手段を
更に有することを特徴とする、請求項１記載の信号発信
源位置推定装置。 - 【請求項５】 該指向性形成手段は、移動端末において
行われる指向性の形成を制御しつつ、該移動端末の動き
を追跡することを特徴とする請求項４記載の信号発信源
位置推定装置。 - 【請求項６】 各サブアレーが少なくとも三個の素子を
有し、かつ、該各サブアレーを構成する素子のうち少な
くとも一個の素子が他のサブアレーを構成しないように
構成された二個のサブアレー内の該複数の素子に対して
サンプリングを行う工程と、 サンプリングした結果を用いて、一つの信号発信源から
の信号の到来方向について、各サブアレー毎に、別々
に、到来方向推定を行う工程と、 該別々に得られた到来方向推定結果に基づいて、該信号
発信源から該複数の素子までのそれぞれの距離を推定す
る工程と、 該推定された距離に基づいて、該複数の素子に対するサ
ンプリングを行うタイミングを調整する工程とからなる
ことを特徴とする信号発信源位置推定方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000146155A JP2001324557A (ja) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | 近距離場における信号発信源の位置をアレーアンテナを用いて推定する装置及び方法 |
| US09/858,371 US6459409B1 (en) | 2000-05-18 | 2001-05-16 | Method and device for using array antenna to estimate location of source in near field |
| EP01304365A EP1158308A3 (en) | 2000-05-18 | 2001-05-16 | Method and device for using array antenna to estimate location of source in near field |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000146155A JP2001324557A (ja) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | 近距離場における信号発信源の位置をアレーアンテナを用いて推定する装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001324557A true JP2001324557A (ja) | 2001-11-22 |
Family
ID=18652554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000146155A Pending JP2001324557A (ja) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | 近距離場における信号発信源の位置をアレーアンテナを用いて推定する装置及び方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6459409B1 (ja) |
| EP (1) | EP1158308A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001324557A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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