JP2005318393A - 方向推定システム並びに方向推定装置及び方向推定端末 - Google Patents

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Abstract

【課題】障害物のある場所でも利用可能な方向推定システム、方向推定装置並びに方向推定端末を提供することを目的とする。
【解決手段】基地局に配置された方向推定装置が、それぞれ異なる方向へ電波を放射する複数の送信アンテナのそれぞれから指向性のある電波を送信波として放射する。端末に備わる方向推定端末は、方向推定装置から送信された送信波を受信し、該送信波を送信アンテナごとに分離してそれぞれの信号レベルを比較する。
方向推定装置は指向性のある送信波を放射する。このため方向推定端末で受信される送信波の信号レベルは方向推定装置から送信された方向により異なる。これにより、方向推定端末は、受信した送信波の信号レベルを比較することにより、どの送信アンテナが送信波を放射する方向にあるのかを推定することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信ネットワークの送受信装置の存在する方向を推定する方向推定システム、方向推定装置並びに方向推定端末の構成に関するものである。
基地局と移動可能な端末との間で信号を送受信する無線通信ネットワークが用いられている。無線通信ネットワークでは、端末は、基地局と信号を送受信する際、基地局の方向を推定し、推定した方向に向けて信号を送受信している。
基地局の方向を推定する方法としては、例えば、光によるものがある（例えば、特許文献１参照。）。基地局は光信号を送信する複数の光送信部を備え、端末は基地局の送信する光信号を受信する光受信部を備える。基地局は、複数の光送信部を用いて、光送信部ごとにそれぞれ異なった方向へ光信号を放射する。端末は、基地局が放射した光信号の１つを受信する。各光送信部から送信される各光信号には、どの光送信部から送信された光信号であるのかを示すヘッダが付与されている。端末は、受信した光信号に含まれるヘッダを解析して光送信部を識別し、基地局に対する端末の方向を推定する。
特願２００３−０８６８７８号公報。
しかし、光は直進性が強く、少しの障害物があっても遮蔽される。このため、光送信部から送信された光信号が途中で遮蔽され、端末が光信号を受信できないこともある。光による方向推定方法は、障害物の多い混雑した場所や配置換えが生じる可能性のある場所では使用が困難だった。本発明では、障害物のある場所でも利用可能な方向推定システム、方向推定装置並びに方向推定端末を提供することを目的とする。
本発明は、基地局に配置された方向推定装置が、それぞれ異なる方向へ電波を放射する複数の送信アンテナのそれぞれから指向性のある電波を送信波として放射する。端末に備わる方向推定端末は、方向推定装置から送信された送信波を受信し、該送信波を送信アンテナごとに分離してそれぞれの信号レベルを比較する。
方向推定装置は指向性のある送信波を放射する。このため方向推定端末で受信される送信波の信号レベルは方向推定装置から送信された方向により異なる。端末が送信波の放射される方向にあれば、送信波の信号レベルの低減は少ない。一方、端末が送信波の放射される方向になければ、送信波の信号レベルの低減は大きくなる。これにより、方向推定端末は、受信した送信波の信号レベルを比較して、どの送信アンテナから放射された送信波の信号レベルの低減が少ないかを算出することにより、どの送信アンテナの放射する方向にあるのかを推定することができる。したがって、方向推定端末は、方向推定端末が送信波を放射する放射源である方向推定装置に対してどの方向に存在しているのかを推定することができる。
さらに、上記と同様に、方向推定装置は、複数の指向性のある受信アンテナを用いて端末の存在する方向を推定することもできる。方向推定装置は、それぞれ異なる方向に対して指向性を持つ複数の受信アンテナを備え、端末から放射された送信波を各受信アンテナで受信する。方向推定装置は、受信した送信波の信号レベルを受信アンテナごとに比較する。受信アンテナは指向性を有するので、端末の存在する方向によって受信アンテナごとに信号レベルは異なる。これにより、方向推定装置は、受信した送信波の信号レベルを比較することにより、端末の方向を推定することができる。したがって、方向推定装置は、端末が方向推定装置に対してどの方向に存在しているのかを推定することができる。
電波は障害物があっても遮蔽されにくい。この電波を送信波に用いることによって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定システム、及び該方向推定システムに用いられる方向推定装置並びに方向推定端末を提供することが可能になる。
具体的には、本発明に係る方向推定システムは、無線通信ネットワークにおいて用いられる方向推定装置及び方向推定端末を備える方向推定システムであって、前記方向推定装置は、指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、送信アンテナによって時間領域の異なる送信波を前記送信アンテナのそれぞれに出力する送信回路と、を備え、前記方向推定端末は、前記送信波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記時間領域ごとに分離する時間分離手段と、前記時間分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記時間領域ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える。
方向推定装置は指向性のある送信波を電波によりそれぞれ異なる方向に向けて異なる時間領域に放射し、方向推定端末が受信した送信波の信号レベルを該送信波の時間領域ごとに比較することにより、方向推定端末は方向推定装置に対する方向推定端末の相対的な方向を推定することが可能になる。時間領域により各送信アンテナからの送信波を識別することにより、方向推定端末は、１つの分離手段を用いて時間領域ごとに送信波を分離することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ簡易な構成で提供できる方向推定システムを提供することが可能になる。
本発明に係る他の方向推定システムは、無線通信ネットワークにおいて用いられる方向推定装置及び方向推定端末を備える方向推定システムであって、前記方向推定装置は、指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、送信アンテナによって周波数の異なる送信波を前記送信アンテナのそれぞれに出力する前記送信アンテナのそれぞれに対応する送信回路と、を備え、前記方向推定端末は、前記送信波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記周波数ごとに分離する周波数分離手段と、前記周波数分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記周波数ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える。
周波数により各送信アンテナからの送信波を識別することにより、方向推定端末は方向推定装置から放射された時間領域に関係なく方向推定装置の送信アンテナごとに送信波の信号レベルを比較することができる。また、各送信アンテナから同時に同じ送信波を放射することができるので、送信波を情報伝送用としても利用することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ情報伝送用にも利用することのできる方向推定システムを提供することが可能になる。
本発明に係る他の方向推定システムは、無線通信ネットワークにおいて用いられる方向推定装置及び方向推定端末を備える方向推定システムであって、前記方向推定装置は、指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、送信アンテナによって周波数の異なる送信波を異なる時間領域で前記送信アンテナのそれぞれに出力する送信回路と、を備え、前記方向推定端末は、前記送信波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記時間領域ごとに前記周波数で分離する分離手段と、前記分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記周波数又は前記時間領域ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える。
周波数により各送信アンテナからの送信波を識別することにより、方向推定端末は方向推定装置から放射された時間領域に関係なく方向推定装置の送信アンテナごとに信号レベルを比較することができる。また、各送信アンテナから同時に同じ送信波を放射することができるので、送信波を情報伝送用としても利用することができる。さらに、周波数の異なるそれぞれの送信波は異なる時間領域に放射されるので、並列処理を行う必要がなく、周波数ごとの処理を共通の回路で行うことができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ情報伝送用にも利用可能であり、かつ簡易な構成で提供できる方向推定システムを提供することが可能になる。
本発明に係る他の方向推定システムは、無線通信ネットワークにおいて用いられる方向推定装置及び方向推定端末を備える方向推定システムであって、前記方向推定装置は、指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、送信アンテナによって拡散符号の異なる送信波を前記送信アンテナのそれぞれに出力する前記送信アンテナのそれぞれに対応する送信回路と、を備え、前記方向推定端末は、前記送信波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記拡散符号ごとに対応する逆拡散符号で逆拡散して分離する符号分離手段と、前記符号分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記拡散符号ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える。
拡散符号によりスペクトル拡散した送信波を各送信アンテナから放射するので、拡散符号に対応する逆拡散符号で逆拡散しなければ電気信号は復号しない。これにより、方向推定装置以外から放射された送信波を受信アンテナにより受信しても、送信波の信号レベルを送信アンテナごとに比較することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ多数の電波が存在しても利用可能な方向推定システムを提供することが可能になる。
本発明に係る他の方向推定システムは、無線通信ネットワークにおいて用いられる方向推定装置及び方向推定端末を備える方向推定システムであって、前記方向推定装置は、指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、送信アンテナによって拡散符号の異なる送信波を異なる時間領域で前記送信アンテナのそれぞれに出力する前記送信アンテナのそれぞれに対応する送信回路と、を備え、前記方向推定端末は、前記送信波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記時間領域ごとに前記拡散符号ごとに対応する逆拡散符号で逆拡散して分離する符号分離手段と、前記符号分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記時間領域又は前記拡散符号ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える。
拡散符号によりスペクトル拡散された送信波を送受信するので、方向推定装置以外から放射された送信波を受信アンテナにより受信しても、送信波の信号レベルを送信アンテナごとに比較することができる。さらに、それぞれの拡散符号でスペクトル拡散された送信波が時間領域ごとに放射されるので、並列処理を行う必要がなく、拡散符号ごとの処理を共通の回路で行うことができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ多数の電波が存在する場所でも利用可能であり、かつ簡易な構成で提供できる方向推定システムを提供することが可能になる。
本発明に係る他の方向推定システムは、無線通信ネットワークにおいて用いられる方向推定装置及び端末を備える方向推定システムであって、前記端末は、送信波を放射する送信アンテナを備え、前記方向推定装置は、異なる方向からの前記送信波を受信する指向性を有する少なくとも３つの受信アンテナと、前記受信アンテナの受信した前記送信波の信号レベルを前記受信アンテナごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える。
それぞれ異なる方向に対して指向性を持つ複数の受信アンテナで送信波を受信し、送信波の信号レベルを比較することにより方向推定装置は端末の方向を推定することができる。予め指向性を有する方向の決められた複数の受信アンテナを備えることで、可動部を必要とせず、さらに簡易な処理かつ構成で方向の推定が可能になる。送信波には電波を用いるので、障害物のある場所でも方向の推定を行うことができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ簡易な構成で提供できる方向推定システムを提供することが可能になる。
本発明に係る方向推定装置は、送信波を受信する端末が該送信波の信号レベルを時間領域ごとに比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定装置であって、前記送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、送信アンテナによって時間領域の異なる送信波を前記送信アンテナのそれぞれに出力する送信回路と、を備える。これにより、方向推定装置の備わる基地局と情報を送受信する端末は、時間領域ごとに送信波の信号レベルを比較すれば基地局の存在する方向を推定することが可能になる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ簡易な構成で提供できる方向推定システムを提供することが可能になる。
本発明に係る他の方向推定装置は、送信波を受信する端末が該送信波の信号レベルを時間領域ごとに比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定装置であって、前記送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、入力された送信波を送信アンテナによって時間領域の異なる送信波に分割して前記送信アンテナのそれぞれに出力する切り替え手段と、入力された電気信号を送信波に変換して前記切替え手段に出力する送信回路と、を備える。これにより、方向推定装置の備わる基地局と情報を送受信する端末は、時間領域ごとに送信波の信号レベルを比較すれば基地局の存在する方向を推定することが可能になる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ簡易な構成で提供できる方向推定システムを提供することが可能になる。
本発明に係る他の方向推定装置は、送信波を受信する端末が該送信波の信号レベルを周波数ごとに比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定装置であって、前記送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、送信アンテナによって周波数の異なる送信波を前記送信アンテナのそれぞれに出力する前記送信アンテナのそれぞれに対応する送信回路と、を備える。これにより、方向推定装置の備わる基地局と情報を送受信する端末は、周波数ごとに送信波の信号レベルを比較すれば基地局の存在する方向を推定することが可能になる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定装置の提供が可能になる。
本発明に係る他の方向推定装置は、送信波を受信する端末が該送信波の信号レベルを周波数ごとに異なる時間領域で比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定装置であって、前記送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、送信アンテナによって周波数の異なる送信波を異なる時間領域で前記送信アンテナのそれぞれに出力すると、を備える。これにより、方向推定装置の備わる基地局と情報を送受信する端末は、周波数又は時間領域ごとに送信波の信号レベルを比較すれば基地局の存在する方向を推定することが可能になる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定装置の提供が可能になる。
本発明に係る他の方向推定装置は、送信波を受信する端末が該送信波の信号レベルを拡散符号ごとに比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定装置であって、前記送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、送信アンテナによって拡散符号の異なる送信波を前記送信アンテナのそれぞれに出力する前記送信アンテナのそれぞれに対応する送信回路と、を備える。これにより、方向推定装置の備わる基地局と情報を送受信する端末は、拡散符号ごとに送信波の信号レベルを比較すれば基地局の存在する方向を推定することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定装置の提供が可能になる。
本発明に係る他の方向推定装置は、送信波を受信する端末が該送信波の信号レベルを拡散符号ごとに異なる時間領域で比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定装置であって、前記送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、送信アンテナによって拡散符号の異なる送信波を異なる時間領域で前記送信アンテナのそれぞれに出力する送信回路と、を備える。これにより、方向推定装置の備わる基地局と情報を送受信する端末は、拡散符号又は時間領域ごとに送信波の信号レベルを比較すれば基地局の存在する方向を推定することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定装置の提供が可能になる。
本発明に係る他の方向推定装置は、送信波の信号レベルを受信アンテナごとに比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定装置であって、送信アンテナから放射された送信波を方向ごとに受信する指向性を有する少なくとも３つの受信アンテナと、前記受信アンテナの受信した前記送信波の信号レベルを前記受信アンテナごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える。これにより、それぞれ異なる方向に対して指向性を持つ複数の受信アンテナで送信波を受信し、送信波の信号レベルを比較することにより、方向推定装置は端末の方向を推定することができる。予め指向性を有する方向の決められた複数の受信アンテナを備えることで、可動部を必要とせず、さらに簡易な処理かつ構成で方向の推定が可能になる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定端末の提供が可能になる。
本発明に係る方向推定端末は、時間領域ごとに異なる方向に放射された指向性のある送信波を受信する方向推定端末が該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定端末であって、前記送信波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記時間領域ごとに分離する時間分離手段と、前記時間分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記時間領域ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える。これにより、方向推定端末は、時間領域ごとに異なる方向に向けて放射された送信波を受信し、該送信波の信号レベルを該時間領域ごとに比較すれば、該送信波の放射源が存在する相対的な方向を推定することが可能になる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定端末の提供が可能になる。
本発明に係る他の方向推定端末は、周波数ごとに異なる方向に放射された指向性のある送信波を受信する方向推定端末が該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定端末であって、前記送信波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記周波数ごとに分離する周波数分離手段と、前記周波数分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記周波数ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える。これにより、方向推定端末は、周波数ごとに異なる方向に向けて放射された送信波を受信し、該送信波の信号レベルを該周波数ごとに比較すれば、該送信波の送信源が存在する相対的な方向を推定することが可能になる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定端末の提供が可能になる。
本発明に係る他の方向推定端末は、周波数ごとに異なる時間領域かつ異なる方向に放射された指向性のある送信波を受信する方向推定端末が該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定端末であって、前記送信波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記時間領域ごとに前記周波数で分離する分離手段と、前記分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記周波数又は前記時間領域ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える。これにより、方向推定端末は、周波数又は時間領域ごとに異なる方向に向けて放射された送信波を受信し、該送信波の信号レベルを周波数又は時間領域ごとに比較すれば、該送信波の送信源が存在する相対的な方向を推定することが可能になる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定端末の提供が可能になる。
本発明に係る他の方向推定端末は、拡散符号ごとに異なる方向に放射された指向性のある送信波を受信する方向推定端末が該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定端末であって、前記送信波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記拡散符号ごとに対応する逆拡散符号で逆拡散して分離する符号分離手段と、前記符号分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記拡散符号ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える。これにより、方向推定端末は、拡散符号ごとに異なる方向に向けて放射された送信波を受信し、該送信波の信号レベルを該拡散符号ごとに比較すれば、該送信波の送信源が存在する相対的な方向を推定することが可能になる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定端末の提供が可能になる。
本発明に係る他の方向推定端末は、拡散符号ごとに異なる時間領域かつ異なる方向に放射された指向性のある送信波を受信する方向推定端末が該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定端末であって、前記送信波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記時間領域ごとに前記拡散符号ごとに対応する逆拡散符号で逆拡散して分離する符号分離手段と、前記符号分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記時間領域又は前記拡散符号ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える。これにより、方向推定端末は、拡散符号又は時間領域ごとに異なる方向に向けて放射された送信波を受信し、該送信波の信号レベルを拡散符号又は時間領域ごとに比較すれば、該送信波の送信源が存在する相対的な方向を推定することが可能になる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定端末の提供が可能になる。
本発明により、障害物のある場所でも利用可能な方向推定システム、及び該方向推定システムに用いられる方向推定装置並びに方向推定端末を提供することが可能になる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。
（実施形態１）
本発明に係る方向推定システムについて図１を用いて説明する。本発明に係る方向推定システム９１は、方向推定装置７１及び方向推定端末８１を備える。図１は、本発明に係る方向推定システム９１について説明する図である。図１において、１１は送信機、１５は受信機、２１〜２４は送信アンテナ、２５は受信アンテナ、２ａ〜２ｄは送信波、Ａは角度である。
方向推定装置７１は、送信回路３１を備える送信機１１と、４つの送信アンテナ２１〜２４とを備える。送信アンテナ２１〜２４は、十字に配置されており、それぞれ送信アンテナの先端を東、北、西、南に向けて配置されている。送信回路３１の入力端子は方向推定装置の外部へ接続されている。送信回路３１の出力端子は送信アンテナ２１〜２４の入力端子に接続されている。
送信アンテナ２１〜２４は、指向性のある電波を送信波としてそれぞれ異なる方向である東、北、西、南に向けて放射する。送信アンテナ２１〜２４は、指向性のある電波を放射できるものであればよく、放射する範囲については限定しない。例えば、送信アンテナ２１は、東の方向に対して±４５°に送信できるものでもよい。送信方向のメインビームとは別の方向への電波の漏れであるサイドローブが小さいものが好ましい。
送信回路３１は、送信アンテナによって時間領域の異なる送信波を前記送信アンテナのそれぞれに出力する。送信機１１に入力された電気信号１を送信波に変換して、時間領域ごとに送信アンテナ２１〜２４のそれぞれの入力端子に出力するものでよい。送信回路３１は、送信アンテナ２１〜２４のそれぞれに等しい信号レベルで出力する。
方向推定装置７１の動作について図１０を用いて説明する。図１０は、方向推定装置７１が送信波を放射する時間領域と送信波について説明する図である。Ｔｏ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄは時間領域、２ａ〜２ｄは送信波である。横軸に時間ｔが示してあり、時間Ｔｏ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ、Ｔｏ、Ｔａの順に記されている。また時間領域Ｔｏ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの時間の長さはそれぞれ等しい。縦軸は送信アンテナ２１〜２４から放射される送信波２ａ〜２ｄである。
方向推定装置７１に電気信号１が入力される。時間領域Ｔｏに送信回路３１は、送信波をどの送信アンテナにも出力しない。時間領域Ｔａに送信回路３１は、電気信号１を送信波に変換し、送信アンテナ２１の入力端子へ送信波２ａを出力する。時間領域Ｔｂに送信回路３１は、電気信号１を送信波に変換し、送信アンテナ２２の入力端子へ送信波２ｂを出力する。時間領域Ｔｃに送信回路３１は、電気信号１を送信波に変換し、送信アンテナ２３の入力端子へ送信波２ｃを出力する。時間領域Ｔｄに送信回路３１は、電気信号１を送信波に変換し、送信アンテナ２４の入力端子へ送信波２ｄを出力する。２度目の時間領域Ｔｏに送信回路３１は、送信波をどの送信アンテナにも出力しない。２度目の時間領域Ｔａに送信回路３１は、電気信号１を送信波に変換し、送信アンテナ２１の入力端子へ送信波２ａを出力する。このように、送信回路３１は、送信アンテナ２１〜２４によって時間領域の異なる送信波２ａ〜２ｄを送信アンテナ２１〜２４のそれぞれに一定周期で出力する。
時間領域Ｔｏには、どの送信アンテナも送信波を放射しない。時間領域Ｔａに送信アンテナ２１は、送信波２ａを東に向けて放射する。時間領域Ｔｂに送信アンテナ２２は、送信波２ｂを北に向けて放射する。時間領域Ｔｃに送信アンテナ２３は、送信波２ｃを西に向けて放射する。時間領域Ｔｄに送信アンテナ２４は、送信波２ｄを南に向けて放射する。送信アンテナ２１〜２４のそれぞれは上記を繰り返す。
以上のように、方向推定装置７１は、送信アンテナごとに時間領域の異なる送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する。これにより、方向推定装置７１の備わる基地局と情報を送受信する端末は、時間領域ごとに送信波の信号レベルを比較すれば基地局の存在する方向を推定することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ簡易な構成で提供できる方向推定装置を提供することが可能になる。
方向推定端末８１について図２を用いて説明する。図２は、方向推定端末８１の信号の流れについて説明する図である。図２において、４１は信号レベル比較手段、１４６は受信回路、１４２は時間分割手段、２ａ〜２ｄは送信波、４、４ａ〜４ｄは電気信号、５は出力信号である。方向推定端末８１は、送信波を受信する受信アンテナ２５と、受信アンテナ２５の受信した送信波２ａ〜２ｄを電気信号に変換する受信回路１４６と、受信アンテナ２５の受信した送信波を時間領域ごとに分離する時間分離手段１４２と、時間分離手段１４２により分離された送信波２ａ〜２ｄの信号レベルを時間領域Ｔａ〜Ｔｄごとに比較する信号レベル比較手段４１を備える。図１に示した受信機１５の内部に、受信回路１４６と、時間分離手段１４２と、信号レベル比較手段４１と、が配置されている。受信アンテナ２５の出力端子は受信回路１４６の入力端子と接続されている。時間分離手段１４２の入力端子は、受信回路１４６の出力端子と接続されている。時間分離手段１４２は出力端子を４つ備えており、それぞれが信号レベル比較手段４１の入力端子と接続されている。信号レベル比較手段４１は、方向推定端末８１の出力端子と接続されている。
時間分離手段１４１は、入力された電気信号から信号レベルがほぼ０である時間領域を識別し、信号レベルを有する電気信号について決められた周期で電気信号を分離する。すなわち、図１０に示した送信波を受信していない時間領域Ｔｏを識別し、入力された電気信号を時間領域Ｔａ〜Ｔｄごとに一定周期で分離する。時間分離手段１４１の４つの出力端子はそれぞれ送信波２ａ〜２ｄに対応しており、時間領域Ｔａ〜Ｔｄごとに分離された送信波はそれぞれ送信波２ａ〜２ｄに対応した出力端子から出力される。
方向推定端末８１の動作について図２及び図１０を用いて説明する。受信アンテナ２５は、送信波２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄを受信する。受信回路１４６は、送信波２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄを電気信号４に変換する。受信回路１４６は、受信した送信波２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄを電気信号４に変換した後、信号レベルを調整するものではない。時間分割手段１４１は、電気信号４を時間領域Ｔａ〜Ｔｄに応じて電気信号４ａ〜４ｄに分割して、送信波ごとに異なる出力端子から信号レベル比較手段４１へ出力する。信号レベル比較手段４１は、入力された電気信号４ａ〜４ｄの信号レベルを比較する。信号レベル比較手段４１は、信号レベルを比較した結果から、方向推定装置７１の存在する相対的な方向を推定し、その方向を情報化した出力信号５を出力する。
ここで、信号レベル比較手段４１が信号レベルを比較した結果から方向推定装置７１の存在する相対的な方向を推定する具体的な原理について図１及び図３を用いて説明する。前述したように、方向推定装置７１は、送信アンテナ２１〜２４から指向性のある送信波２ａ〜２ｄを等しい信号レベルでそれぞれ東、北、西、南へ向けて放射する。送信波２ａ〜２ｄはそれぞれ指向性があるので、受信アンテナ２５が受信する送信波２ａ〜２ｄはそれぞれ受信レベルが異なる。図３は、受信アンテナ２５が受信するそれぞれの送信波２ａ〜２ｄの信号レベルの一例を説明する図である。図３において、Ｔａ〜Ｔｄは時間領域、Ｉａ〜Ｉｄは信号レベルである。時間領域Ｔａ〜Ｔｄはそれぞれ、送信アンテナ２１〜２４のそれぞれが放射する時間領域である。信号レベルＩａ〜Ｉｄはそれぞれ、時間領域Ｔａ〜Ｔｄごとに分離された受信アンテナ２５が受信した信号レベルである。すなわち、時間領域Ｔａで送信アンテナ２１から送信された信号レベルがＩａ、時間領域Ｔｂで送信アンテナ２２から送信された信号レベルがＩｂ、時間領域Ｔｃで送信アンテナ２３から送信された信号レベルがＩｃ、時間領域Ｔｄで送信アンテナ２４から送信された信号レベルがＩｄとなっている。
方向推定端末８１が方向推定装置７１に備わる送信アンテナ２１の送信方向に対して角度Ａであった場合について説明する。送信アンテナ２１、２２、２３、２４のそれぞれの方向を、０、＋π／２、＋π、−π／２とする。
各信号レベルが、
Figure 2005318393
 であるとき、方向推定装置７１に対する方向推定端末８１の相対的な方向は、
Figure 2005318393
 の範囲にあると推定できる。
また各信号レベルが、
Figure 2005318393
 であるとき、方向推定装置７１に対する方向推定端末８１の相対的な方向は、
Figure 2005318393
 の範囲にあると推定できる。
また各信号レベルが、
Figure 2005318393
 であるとき、方向推定装置７１に対する方向推定端末８１の相対的な方向は、
Figure 2005318393
 の範囲にあると推定できる。
また各信号レベルが、
Figure 2005318393
 であるとき、方向推定装置７１に対する方向推定端末８１の相対的な方向は、
Figure 2005318393
 の範囲にあると推定できる。
また各信号レベルが、
Figure 2005318393
であるとき、方向推定装置７１に対する方向推定端末８１の相対的な方向は、
Figure 2005318393
 の範囲にあると推定できる。
また各信号レベルが、
Figure 2005318393
 であるとき、方向推定装置７１に対する方向推定端末８１の相対的な方向は、
Figure 2005318393
 の範囲にあると推定できる。
また各信号レベルが、
Figure 2005318393
 であるとき、方向推定装置７１に対する方向推定端末８１の相対的な方向は、
Figure 2005318393
 の範囲にあると推定できる。
また各信号レベルが、
Figure 2005318393
 であるとき、方向推定装置７１に対する方向推定端末８１の相対的な方向は、
Figure 2005318393
 の範囲にあると推定できる。
さらに、送信アンテナ２１〜２４のそれぞれの指向性パターンＤ（Ａ）が既知であるとき、信号レベルＩａが最大の場合は、
Figure 2005318393
 信号レベルＩｂが最大の場合は、
Figure 2005318393
 信号レベルＩｃが最大の場合は、
Figure 2005318393
 信号レベルＩｄが最大の場合は、
Figure 2005318393
 を数値的に解くことにより、方向推定装置７１に対する方向推定端末８１の相対的な方向である角度Ａをより良い精度で推定することができる。このようにして、信号レベル比較手段４１は送信波２ａ〜２ｄの信号レベルを比較することにより、方向推定装置７１の存在する相対的な方向を推定することができる。
以上のように、方向推定端末８１は、受信した送信波の信号レベルを時間領域ごとに比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する。これにより、方向推定端末８１と情報を送受信する基地局から時間領域の異なる送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射することにより、方向推定端末８１は該送信波の放射源が存在する方向を推定することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定端末の提供が可能になる。
なお、送信回路３１が送信アンテナ２１〜２４のそれぞれに出力する送信波の信号レベルは限定しない。例えば、地形によって反射される場合は、南の方向に送信波を放射する送信アンテナ２ｄからの信号レベルを低くしてもよい。これによって、山による反射波が他の方向に向けて放射される送信波と重なるのを防ぐことができる。
なお、上記説明では、どの送信アンテナからも送信しない時間領域を設けることにより、時間領域Ｔａ〜Ｔｄを識別したが、時間領域Ｔａ〜Ｔｄを識別する方法はこの限定するものではない。例えば、送信波２ａ〜２ｄのそれぞれに各送信アンテナを識別することのできる信号を含ませ、その信号により識別することもできる。
さらに、方向推定装置７１は、図４に示す構成のものでもよい。図４は、方向推定装置７１の他の一例の信号の流れについて説明する図である。図４において、１３５〜１３８は送信回路、１３２は切替え手段、１、１ａ〜１ｄは電気信号、２ａ〜２ｄは送信波である。方向推定装置７７は、指向性のある送信波２ａ〜２ｄの信号レベルを時間領域Ｔａ〜Ｔｄごとに比較して送信波２ａ〜２ｄの放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定装置７７であって、送信波２ａ〜２ｄをそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナ２１〜２４と、入力された送信波を送信アンテナによって時間領域の異なる送信波に分割して送信アンテナ２１〜２４のそれぞれに出力する切り替え手段１３２と、入力された電気信号１を送信波２に変換して切替え手段１３２に出力する送信回路１３１と、を備える。送信回路１３１の入力端子は方向推定装置７７の入力端子と接続されている。送信回路１３１の出力は端子切替え手段１３２の入力端子はと接続されている。切替え手段１３２は出力端子を４つ備えており、それぞれが送信アンテナ２１〜２４の入力端子に接続されている。
切替え手段１３２は、入力された送信波２を送信アンテナ２１〜２４によって時間領域の異なる電気信号に分割して前記送信回路のそれぞれに出力する。すなわち、切替え手段１３２は、時間領域Ｔａ〜Ｔｄごとに送信アンテナ２１〜２４のそれぞれに送信波２ａ〜２ｄのそれぞれを出力する。
時間領域Ｔｏに送信回路１３１は電気信号１を送信波２に変換しない。送信回路１３１は電気信号１を送信波２に変換して切替え手段１３２へ出力する。時間領域Ｔａに切替え手段１３２は、送信回路１３１から出力された送信波２を送信波２ａに分離して送信アンテナ２１へ出力する。時間領域Ｔｂに切替え手段１３２は、送信回路１３１から出力された送信波２を送信波２ｂに分離して送信アンテナ２２へ出力する。時間領域Ｔｃに切替え手段１３２は、送信回路１３１から出力された送信波２を送信波２ｃに分離して送信アンテナ２３へ出力する。時間領域Ｔｄに切替え手段１３２は、送信回路１３１から出力された送信波２を送信波２ｄに分離して送信アンテナ２４へ出力する。このように、切替え手段１３２は、送信回路１３１から出力された送信波２を送信アンテナ２１〜２４によって異なる時間領域Ｔａ〜Ｔｄに分離し、送信アンテナ２１〜２４のそれぞれに出力する。送信アンテナ２１〜２４はそれぞれ、送信波２ａ〜２ｄを時間領域Ｔａ〜Ｔｄに合わせて放射する。
以上のように、方向推定端末８１は、指向性のある送信波の信号レベルを時間領域ごとに比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する。これにより、方向推定端末８１と情報を送受信する基地局から時間領域の異なる送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射することにより、方向推定端末８１は該送信波の放射源が存在する方向を推定することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定端末の提供が可能になる。
以上説明したように、方向推定装置７１は指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて異なる時間領域で放射し、方向推定端末８１が受信した送信波の信号レベルを送信波の時間領域ごとに比較することにより、方向推定装置７１に対する方向推定端末８１の相対的な方向である角度Ａを推定することが可能になる。すなわち、基地局が方向推定装置７１を備え、基地局と情報を送受信する端末が方向推定端末８１を備えることにより、端末は基地局の存在する相対的な方向を推定することができる。方向推定装置７１は、時間領域ごとに送信アンテナのそれぞれから送信波を放射するので、各送信アンテナで共通の送信回路を用いることができる。方向推定端末８１は、受信した送信波を共通の分離手段を用いて放射した送信アンテナごとに分離することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ簡易な構成で提供できる方向推定システム並びに該方向推定システムに用いられる方向推定装置及び方向推定端末を提供することが可能になる。
（実施形態２）
本発明に係る方向推定システムについて図５を用いて説明する。本発明に係る方向推定システム９２は、方向推定装置７２及び方向推定端末８２を備える。図５は、本発明に係る方向推定装置７２について説明する図である。図５において、３２〜３５は送信回路、１は電気信号、２ａ２〜２ｄ２は送信波である。
方向推定装置７２は、指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナ２１〜２４と、送信アンテナ２１〜２４によって周波数の異なる送信波２ａ２〜２ｄ２を送信アンテナ２１〜２４のそれぞれに出力する送信アンテナのそれぞれに対応する送信回路３２〜３５と、を備える。方向推定装置７２は、前述の方向推定装置７１とほぼ同様の構成及び配置となっている。方向推定装置７２と方向推定装置７１との違いは、送信機１１に備わる送信回路である。
送信回路３２〜３５は、送信アンテナ２１〜２４によって異なる周波数Ｆａ〜Ｆｄの送信波２ａ２〜２ｄ２を送信アンテナ２１〜２４のそれぞれに出力する。
方向推定装置７２の動作についてさらに図１１を用いて説明する。図１１は、方向推定装置７２が送信波を放射する時間領域と送信波について説明する図である。Ｔｏ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄは時間領域、２ａ〜２ｄは送信波である。横軸に時間ｔが示してあり、時間Ｔｏ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ、Ｔｏ、Ｔａの順に記されている。また時間領域Ｔｏ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの時間の長さはそれぞれ等しい。縦軸は送信アンテナ２１〜２４から放射される送信波２ａ〜２ｄである。
方向推定装置７２に電気信号１が入力される。電気信号は４つに分岐され、それぞれ送信回路３２〜３５に入力される。時間領域Ｔｏに送信回路３２は、電気信号１を周波数Ｆａの送信波２ａ２に変換して送信アンテナ２１へ出力する。時間領域Ｔｏに送信回路３３は、電気信号１を周波数Ｆｂの送信波２ｂ２に変換して送信アンテナ２２へ出力する。時間領域Ｔｏに送信回路３４は、電気信号１を周波数Ｆｃの送信波２ｃ２に変換して送信アンテナ２３へ出力する。時間領域Ｔｏに送信回路３５は、電気信号１を周波数Ｆｄの送信波２ｄ２に変換して送信アンテナ２４へ出力する。このように、送信回路３２〜３５はそれぞれ、図１１に示すとおり、時間領域Ｔｏ〜Ｔｄで随時周波数Ｆａ〜Ｆｄの送信波２ａ２〜２ｄ２を出力する。送信アンテナ２１〜２４は、周波数Ｆａ〜Ｆｄの送信波２ａ２〜２ｄ２を随時放射する。
以上のように、方向推定装置７２は、送信アンテナごとに周波数の異なる送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する。これにより、方向推定装置７２の備わる基地局と情報を送受信する端末は、周波数ごとに送信波の信号レベルを比較すれば基地局の存在する方向を推定することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定装置を提供することが可能になる。
次に、方向推定端末８２について図６を用いて説明する。図６は、方向推定端末８２の信号の流れについて説明する図である。図６において、２６は受信アンテナ、４２は周波数分離手段、４３は信号レベル比較手段、２ａ２〜２ｄ２は送信波、４ａ２〜４ｄ２は電気信号、５は出力信号である。方向推定端末８２は、送信波２ａ２〜２ｄ２を受信する受信アンテナ２６と、受信アンテナ２６の受信した送信波２ａ２〜２ｄ２を異なる周波数Ｆａ〜Ｆｄごとに分離する周波数分離手段４２と、周波数分離手段４２により分離された送信波２ａ２〜２ｄ２の信号レベルを周波数Ｆａ〜Ｆｄごとに比較する信号レベル比較手段４３と、を備える。受信アンテナ２６の出力端子は、周波数分離手段４２の入力端子に接続される。周波数分離手段４２は４つの出力端子を備え、出力端子はそれぞれ信号レベル比較手段４３の入力端子に接続されている。信号レベル比較手段４２の出力端子は、方向推定端末８２の出力端子に接続されている。
受信アンテナ２６は、異なる周波数の送信波を受信するものである。
周波数分離手段４２は、受信アンテナ２６が受信した送信波２ａ２〜２ｄ２を周波数ごとに分離するものである。送信波２ａ２〜２ｄ２は周波数ごとに異なる方向に放射された指向性のある送信波である。分離する周波数は、方向推定装置７２が放射する送信波のそれぞれが有する周波数である。周波数分離手段４２は、周波数ごとに分離した送信波を電気信号４ａ２〜４ｄ２に変換して信号レベル比較手段４３へ出力する。
信号レベル比較手段４３は、入力された複数の信号レベルを比較する。信号レベル比較手段４３は、比較した信号レベルから方向推定装置７２の方向を推定し、その方向を情報化した出力信号５を出力する。信号レベル比較手段４３が方向推定装置７２の存在する相対的な方向を推定し、出力信号５を出力する方法は、前述の実施形態１で説明したとおりである。
方向推定端末８２の動作について図６及び図１１を用いて説明する。受信アンテナ２６は、送信波２ａ２〜２ｄ２を受信する。時間領域Ｔｏに周波数分離手段４２は、受信アンテナ２６が受信した送信波２ａ２〜２ｄ２を電気信号４ａ２〜４ｄ２に変換して周波数Ｆａで電気信号４ａ２に分離し、信号レベル比較手段４３へ出力する。時間領域Ｔｏに周波数分離手段４２は、受信アンテナ２６が受信した送信波２ａ２〜２ｄ２を電気信号４ａ２〜４ｄ２に変換して周波数Ｆｂで電気信号４ｂ２に分離し、信号レベル比較手段４３へ出力する。時間領域Ｔｏに周波数分離手段４２は、受信アンテナ２６が受信した送信波２ａ２〜２ｄ２を電気信号４ａ２〜４ｄ２に変換して周波数Ｆｃで電気信号４ｃ２に分離し、信号レベル比較手段４３へ出力する。時間領域Ｔｏに周波数分離手段４２は、受信アンテナ２６が受信した送信波２ａ２〜２ｄ２を電気信号４ａ２〜４ｄ２に変換して周波数Ｆｄで電気信号４ｄ２に分離し、信号レベル比較手段４３へ出力する。このように、周波数分離手段４２は、時間領域Ｔｏに送信波２ａ２〜２ｄ２を周波数Ｆａ〜Ｆｄに分離し、信号レベル比較手段４３へ出力する。周波数分離手段４２は、時間領域Ｔｏ〜Ｔｄでも上記動作を随時行う。周波数分離手段４２は、時間領域Ｔｏ〜Ｔｄの上記動作を繰り返す。信号レベル比較手段４３は、電気信号４ａ２〜４ｄ２の信号レベルを互いに比較して方向推定装置７２の方向を推定し、その方向を情報化した出力信号５を出力する。
以上のように、方向推定端末８２は、受信した送信波の信号レベルを周波数ごとに比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する。これにより、方向推定端末８２と情報を送受信する基地局から周波数の異なる送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射することにより、方向推定端末８２は該送信波の放射源が存在する方向を推定することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定端末の提供が可能になる。
なお、本実施形態では、周波数分離手段４２にて送信波を電気信号に変換したが、電気信号に変換する手段はこれに限定するものではない。例えば信号レベル比較手段４３にて行っても良いし、他の構成物によって行われてもよい。
以上述べたように、方向推定装置は指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて異なる周波数で放射し、方向推定端末が受信した送信波の信号レベルを該周波数により分離して該送信アンテナごとに比較することにより、方向推定装置に対する方向推定端末の相対的な方向を推定することが可能になる。周波数により各送信アンテナからの送信波を識別することにより、方向推定端末は方向推定装置から放射された時間領域に関係なく方向推定装置の送信アンテナごとに信号レベルを比較することができる。また方向推定端末は、各送信アンテナから同時に同じ信号を放射することができるので、送信波を情報伝送用としても利用することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ情報伝送用にも利用することのできる方向推定システムを提供することが可能になる。
（実施形態３）
本発明に係る方向推定システム９３は、方向推定装置７３及び方向推定端末８３を備える。方向推定装置７３は、指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナ２１〜２４と、時間領域ごとに送信アンテナ２１〜２４のそれぞれに異なる周波数の送信波を出力する送信回路１３３と、を備える。方向推定装置７３は、前述の方向推定装置７１とほぼ同様の構成及び配置となっている。方向推定装置７３と方向推定装置７１との違いは、送信機１１に備わる送信回路である。
送信回路１３３は、時間領域ごとに送信アンテナ２１〜２４のそれぞれに異なる周波数Ｆａ〜Ｆｄの送信波２ａ３〜２ｄ３を出力する。送信回路１３３は、前述の図４と同様の構成を用いてもよい。例えば、送信回路１３１の代わりに時間領域Ｔａ〜Ｔｄごとに異なる周波数Ｆａ〜Ｆｄの送信波を出力する送信回路を備えたものをでもよい。
方向推定装置７３の動作についてさらに図１２を用いて説明する。図１２は、方向推定装置７３が送信波を放射する時間領域と送信波について説明する図である。Ｔｏ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄは時間領域、２ａ〜２ｄは送信波である。横軸に時間ｔが示してあり、時間Ｔｏ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ、Ｔｏ、Ｔａの順に記されている。また時間領域Ｔｏ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの時間の長さはそれぞれ等しい。縦軸は送信アンテナ２１〜２４から放射される送信波２ａ〜２ｄである。
方向推定装置７３に電気信号１が入力される。時間領域Ｔｏに送信回路１３３は、送信波をどの送信アンテナにも出力しない。時間領域Ｔａに送信回路１３３は、電気信号１を周波数Ｆａの送信波２ａ３に変換して送信アンテナ２１の入力端子へ出力する。時間領域Ｔｂに送信回路１３３は、電気信号１を周波数Ｆｂの送信波２ｂ３に変換して送信アンテナ２２の入力端子へ送信波２ｂを出力する。時間領域Ｔｃに送信回路１３３は、電気信号１を周波数Ｆｃの送信波２ｃ３に変換して送信アンテナ２３の入力端子へ送信波２ｃを出力する。時間領域Ｔｄに送信回路１３３は、電気信号１を周波数Ｆｄの送信波２ｄ３に変換して送信アンテナ２４の入力端子へ送信波２ｄを出力する。このように、送信回路１３３は、送信アンテナ２１〜２４によって周波数の異なる送信波２ａ３〜２ｄ３を異なる時間領域で送信アンテナ２１〜２４のそれぞれに出力する。送信アンテナ２１〜２４はそれぞれ、異なる周波数Ｆａ〜Ｆｄの送信波２ａ３〜２ｄ３を異なる時間領域Ｔａ〜Ｔｄで放射する。
以上のように、方向推定装置７３は、送信アンテナごとに周波数の異なる送信波を異なる時間領域で異なる方向に向けて放射する。これにより、方向推定装置７３の備わる基地局と情報を送受信する端末は、周波数又は時間領域ごとに送信波の信号レベルを比較すれば基地局の存在する方向を推定することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ簡易な構成で提供できる方向推定装置を提供することが可能になる。
次に、方向推定端末８３について説明する。方向推定端末８３は、送信波２ａ３〜２ｄ３を受信する受信アンテナ２６と、受信アンテナ２６の受信した送信波２ａ３〜２ｄ３を時間領域Ｔａ〜Ｔｄごとに周波数Ｆａ〜Ｆｄで分離する分離手段４５と、分離手段４５により分離された送信波２ａ３〜２ｄ３の信号レベルを時間領域Ｔａ〜Ｔｄ又は周波数Ｆａ〜Ｆｄごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える。受信アンテナ２６の出力端子は、分離手段１４３の入力端子に接続される。分離手段１４３は４つの出力端子を備え、出力端子はそれぞれ信号レベル比較手段４３の入力端子に接続されている。信号レベル比較手段４３の出力端子は、方向推定端末８３の出力端子に接続されている。
受信アンテナ２６は、異なる周波数の送信波を受信するものである。
分離手段１４３は、受信アンテナ２６が受信した送信波２ａ３〜２ｄ３を時間領域Ｔａ〜Ｔｄごとに周波数Ｆａ〜Ｆｄで分離するものである。送信波２ａ３〜２ｄ３は、周波数又は時間領域ごとに異なる方向に放射された指向性のある送信波である。分離手段１４３は、送信波２ａ３〜２ｄ３を電気信号４ａ３〜４ｄ３に変換することができるものでもよい。この場合は、電気信号４ａ３〜４ｄ３を時間領域Ｔａ〜Ｔｄごとに周波数Ｆａ〜Ｆｄで分離し、信号レベル比較手段４３へ出力する。
信号レベル比較手段４３は、入力された複数の信号レベルを比較する。信号レベル比較手段４３は、比較した信号レベルから方向推定装置７３の方向を推定し、その方向を情報化した出力信号５を出力する。信号レベル比較手段４３が方向推定装置７３の存在する相対的な方向を推定し、出力信号５を出力する方法は、前述の実施形態１で説明したとおりである。
方向推定端末８３の動作について図１２を用いて説明する。時間領域Ｔｏに受信アンテナ２６は送信波を受信しない。受信アンテナ２６は、時間領域Ｔａ〜Ｔｄに送信波２ａ３〜２ｄ３を受信する。時間領域Ｔａに分離手段１４３は、受信アンテナ２６が受信した送信波２ａ３を電気信号４ａ３に変換し、周波数Ｆａで分離した電気信号４ａ３を信号レベル比較手段４３へ出力する。時間領域Ｔｂに分離手段１４３は、受信アンテナ２６が受信した送信波２ｂ３を電気信号４ｂ３に変換し、周波数Ｆｂで分離した電気信号４ｂ３を信号レベル比較手段４３へ出力する。時間領域Ｔｃに分離手段１４３は、受信アンテナ２６が受信した送信波２ｃ３を電気信号４ｃ３に変換し、周波数Ｆｃで分離した電気信号４ｃ３を信号レベル比較手段４３へ出力する。時間領域Ｔｄに分離手段１４３は、受信アンテナ２６が受信した送信波２ｄ３を電気信号４ｄ３に変換し、周波数Ｆｄで分離した電気信号４ｄ３を信号レベル比較手段４３へ出力する。周波数分離手段１４３は、時間領域Ｔｏ〜Ｔｄの上記動作を繰り返す。信号レベル比較手段４３は、電気信号４ａ３〜４ｄ３の信号レベルを互いに比較して方向推定装置７３の方向を推定し、その方向を情報化した出力信号５を出力する。
以上のように、方向推定端末８３は、受信した送信波の信号レベルを周波数又は時間領域ごとに比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する。これにより、方向推定端末８２と情報を送受信する基地局から周波数又は時間領域の異なる送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射することにより、方向推定端末８３は該送信波の放射源が存在する方向を推定することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定端末の提供が可能になる。
なお、本実施形態では、分離手段１４３にて送信波を電気信号に変換したが、電気信号に変換する手段はこれに限定するものではない。例えば信号レベル比較手段４３にて行っても良いし、他の構成物によって行ってもよい。
以上説明したように、方向推定装置７３は指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて異なる周波数及び時間領域で放射し、方向推定端末８３が受信した送信波の信号レベルを該周波数又は時間領域により分離して該送信アンテナごとに比較することにより、方向推定装置７３に対する方向推定端末８３の相対的な方向を推定することが可能になる。周波数により各送信アンテナからの送信波を識別することにより、方向推定端末は方向推定装置から放射された時間領域に関係なく方向推定装置の送信アンテナごとに信号レベルを比較することができる。また、各送信アンテナから同時に同じ送信波を放射することができるので、送信波を情報伝送用としても利用することができる。さらに、周波数の異なるそれぞれの送信波は異なる時間領域に放射されるので、並列処理を行う必要がなく、周波数ごとの処理を共通の回路で行うことができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ情報伝送用にも利用可能であり、かつ簡易な構成で提供できる方向推定システムを提供することが可能になる。
（実施形態４）
本発明に係る方向推定システムについて図７を用いて説明する。本発明に係る方向推定システム９４は、方向推定装置７４及び方向推定端末８４を備える。図７は、本発明に係る方向推定装置７４について説明する図である。図７において、３６〜３９は送信回路、２ａ４〜２ｄ４は送信波、１は電気信号である。
方向推定装置７４は、指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナ２１〜２４と、送信アンテナ２１〜２４によって拡散符号の異なる送信波を送信アンテナ２１〜２４のそれぞれに出力する送信アンテナ２１〜２４のそれぞれに対応する送信回路と、を備える。方向推定装置７４は、前述の方向推定装置７１とほぼ同様の構成及び配置となっている。方向推定装置７４と方向推定装置７１との違いは、送信機１１に備わる送信回路である。
送信回路３６〜３９は、それぞれ送信アンテナ２１〜２４によって異なる拡散符号Ｇａ〜Ｇｄでスペクトル拡散した送信波２ａ４〜２ｄ４を出力する。
方向推定装置７４の動作についてさらに図１３を用いて説明する。図１３は、方向推定装置７４が送信波を放射する時間領域と送信波について説明する図である。Ｔｏ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄは時間領域、２ａ〜２ｄは送信波である。横軸に時間ｔが示してあり、時間Ｔｏ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ、Ｔｏ、Ｔａの順に記されている。また時間領域Ｔｏ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの時間の長さはそれぞれ等しい。縦軸は送信アンテナ２１〜２４から放射される送信波２ａ〜２ｄである。
方向推定装置７４に電気信号１が入力される。電気信号は４つに分岐され、それぞれ送信回路３６〜３９に入力される。時間領域Ｔｏに送信回路３６は、電気信号１を拡散符号Ｇａの送信波２ａ４に変換して送信アンテナ２１へ出力する。時間領域Ｔｏに送信回路３７は、電気信号１を拡散符号Ｇｂの送信波２ｂ４に変換して送信アンテナ２２へ出力する。時間領域Ｔｏに送信回路３８は、電気信号１を拡散符号Ｇｃの送信波２ｃ４に変換して送信アンテナ２３へ出力する。時間領域Ｔｏに送信回路３９は、電気信号１を拡散符号Ｇｄの送信波２ｄ４に変換して送信アンテナ２４へ出力する。このように、送信回路３６〜３９は図１３に示すとおり、時間領域Ｔｏ〜Ｔｄのそれぞれで随時拡散符号Ｇａ〜Ｇｄでスペクトル拡散した送信波２ａ４〜２ｄ４を出力する。送信アンテナ２１〜２４はそれぞれ、時間領域Ｔｏ〜Ｔｄに随時拡散符号Ｇａ〜Ｇｄでスペクトル拡散した送信波２ａ４〜２ｄ４を放射する。
以上のように、方向推定装置７４は、送信アンテナごとに拡散符号の異なる送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する。これにより、方向推定装置７４の備わる基地局と情報を送受信する端末は、拡散符号ごとに送信波の信号レベルを比較すれば基地局の存在する方向を推定することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ簡易な構成で提供できる方向推定装置を提供することが可能になる。
次に、方向推定端末８４について図８を用いて説明する。図８は、方向推定端末８４の信号の流れについて説明する図である。図８において、２７は受信アンテナ、４５〜４８は符号分離手段、４３は信号レベル比較手段、２ａ４〜２ｄ４は送信波、５は出力信号である。方向推定端末８４は、送信波２ａ４〜２ｄ４を受信する受信アンテナ２７と、受信アンテナ２７の受信した送信波２ａ４〜２ｄ４を拡散符号Ｇａ〜Ｇｄごとに対応する逆拡散符号で逆拡散して分離する符号分離手段４５〜４８と、符号分離手段４５〜４８により分離された送信波２ａ４〜２ｄ４の信号レベルを拡散符号Ｇａ〜Ｇｄごとに比較する信号レベル比較手段４３と、を備える。受信アンテナ２７の出力端子は、４つに分岐されて符号分離手段４５〜４８の入力端子にそれぞれ接続されている。符号分離手段４５〜４８のそれぞれの出力端子は、信号レベル比較手段４３の入力端子に接続されている。信号レベル比較手段４２の出力端子は、方向推定端末８４の出力端子に接続されている。
受信アンテナ２７は、スペクトル拡散されている送信波を受信するものである。
符号分離手段４５〜４８は、受信アンテナ２７が受信した送信波２ａ４〜２ｄ４をそれぞれ異なる逆拡散符号で逆拡散するものである。送信波２ａ４〜２ｄ４は拡散符号ごとに異なる方向に放射された指向性のある送信波である。逆拡散符号は、送信回路３６〜３９がスペクトル拡散したそれぞれの拡散符号に対応するものである。符号分離手段４５〜４８は、それぞれの逆拡散符号により逆拡散した送信波を電気信号４ａ４〜４ｄ４に変換して信号レベル比較手段４３へ出力する。
信号レベル比較手段４３は、入力された複数の信号レベルを比較する。信号レベル比較手段４３は、比較した信号レベルから方向推定装置７４の方向を推定し、その方向を情報化した出力信号５を出力する。信号レベル比較手段４３が方向推定装置７４の存在する相対的な方向を推定し、出力信号５を出力する方法は、前述の実施形態１で説明したとおりである。
受信アンテナ２７は、送信波２ａ４〜２ｄ４を受信する。時間領域Ｔｏに符号分離手段４５は、受信アンテナ２７が受信した送信波２ａ４を拡散符号Ｇａに対応する逆拡散符号で逆拡散し、電気信号４ａ４に変換して信号レベル比較手段４３へ出力する。時間領域Ｔｏに符号分離手段４６は、受信アンテナ２７が受信した送信波２ｂ４を拡散符号Ｇｂに対応する逆拡散符号で逆拡散し、電気信号４ｂ４に変換して信号レベル比較手段４３へ出力する。時間領域Ｔｏに符号分離手段４７は、受信アンテナ２７が受信した送信波２ｃ４を拡散符号Ｇｃに対応する逆拡散符号で逆拡散し、電気信号４ｃ４に変換して信号レベル比較手段４３へ出力する。時間領域Ｔｏに符号分離手段４８は、受信アンテナ２７が受信した送信波２ｄ４を拡散符号Ｇｄに対応する逆拡散符号で逆拡散し、電気信号４ｄ４に変換して信号レベル比較手段４３へ出力する。このように、時間領域Ｔｏに符号分離手段４５〜４８はそれぞれ、送信波２ａ４〜２ｄ４を拡散符号Ｇａ〜Ｇｄごとに分離し、信号レベル比較手段４３へ出力する。符号分離手段４５〜４８は、時間領域Ｔｏ〜Ｔｄでも上記動作を随時行う。信号レベル比較手段４３は、電気信号４ａ４〜４ｄ４の信号レベルを互いに比較して方向推定装置７４の方向を推定し、その方向を情報化した出力信号５を出力する。
以上のように、方向推定端末８４は、受信した送信波の信号レベルを拡散符号ごとに比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する。これにより、方向推定端末８４と情報を送受信する基地局から拡散符号の異なる送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射することにより、方向推定端末８４は該送信波の放射源が存在する方向を推定することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定端末の提供が可能になる。
なお、本実施形態では、符号分離手段４３〜４８にて送信波を電気信号に変換したが、電気信号に変換する手段はこれに限定するものではない。例えば信号レベル比較手段４３にて行っても良いし、他の構成物によって行ってもよい。
以上述べたように、方向推定装置は指向性がありかつ異なる拡散符号でスペクトル拡散した送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射し、方向推定端末が受信した送信波の信号レベルを該拡散符号ごとに比較することにより、方向推定装置に対する方向推定端末の相対的な方向を推定することが可能になる。拡散符号によりスペクトル拡散した送信波を各送信アンテナから放射するので、拡散符号に対応する逆拡散符号で逆拡散しなければ電気信号は復号しない。これにより、方向推定装置以外から放射された送信波を受信アンテナにより受信しても、送信波の信号レベルを送信アンテナごとに比較することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ多数の電波が存在しても利用可能な方向推定システムを提供することが可能になる。
（実施形態５）
本発明に係る方向推定システム９５は、方向推定装置７５及び方向推定端末８５を備える。方向推定装置７５は、指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナ２１〜２４と、送信アンテナ２１〜２４によって拡散符号の異なる送信波を異なる時間領域で送信アンテナ２１〜２４のそれぞれに出力する前記送信アンテナのそれぞれに対応する送信回路１３４と、を備える。方向推定装置７５は、前述の方向推定装置７１とほぼ同様の構成及び配置となっている。方向推定装置７５と方向推定装置７１との違いは、送信機１１に備わる送信回路である。
送信回路１３４は、送信アンテナ２１〜２４によって異なる拡散符号Ｇａ〜Ｇｄの送信波２ａ５〜２ｄ５を異なる時間領域Ｔａ〜Ｔｄで送信アンテナ２１〜２４のそれぞれに出力する。前述の図４と同様の構成を用いてもよい。例えば、送信回路１３１の代わりに時間領域Ｔａ〜Ｔｄごとに異なる拡散符号でスペクトル拡散した送信波を出力する送信回路を備えたものをでもよい。
方向推定装置７５の動作についてさらに図１４を用いて説明する。図１４は、方向推定装置７５が送信波を放射する時間領域と送信波について説明する図である。Ｔｏ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄは時間領域、２ａ〜２ｄは送信波である。横軸に時間ｔが示してあり、時間Ｔｏ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ、Ｔｏ、Ｔａの順に記されている。また時間領域Ｔｏ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの時間の長さはそれぞれ等しい。縦軸は送信アンテナ２１〜２４から放射される送信波２ａ〜２ｄである。
方向推定装置７５に電気信号１が入力される。時間領域Ｔｏに送信回路１３４は、送信波をどの送信アンテナにも出力しない。時間領域Ｔａに送信回路１３４は、電気信号１を拡散符号Ｇａでスペクトル拡散した送信波２ａ５に変換して送信アンテナ２１へ出力する。時間領域Ｔｂに送信回路１３４は、電気信号１を拡散符号Ｇｂでスペクトル拡散した送信波２ｂ５に変換して送信アンテナ２２へ出力する。時間領域Ｔｃに送信回路１３４は、電気信号１を拡散符号Ｇｃでスペクトル拡散した送信波２ｃ５に変換して送信アンテナ２３へ出力する。時間領域Ｔｄに送信回路１３４は、電気信号１を拡散符号Ｇｄでスペクトル拡散した送信波２ｄ５に変換して送信アンテナ２４へ出力する。このように、送信回路１３４は、送信アンテナ２１〜２４によって拡散符号の異なる送信波２ａ５〜２ｄ５を異なる時間領域で送信アンテナ２１〜２４のそれぞれに出力する。送信アンテナ２１〜２４はそれぞれ、拡散符号Ｇａ〜Ｇｄでスペクトル拡散された送信波２ａ５〜２ｄ５を異なる時間領域Ｔａ〜Ｔｄで放射する。
以上のように、方向推定装置７５は、送信アンテナごとに拡散符号の異なる送信波を異なる時間領域でそれぞれ異なる方向に向けて放射する。これにより、方向推定装置７５の備わる基地局と情報を送受信する端末は、拡散符号又は時間領域ごとに送信波の信号レベルを比較すれば基地局の存在する方向を推定することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ簡易な構成で提供できる方向推定装置を提供することが可能になる。
次に、方向推定端末８５について説明する。方向推定端末８５は、送信波２ａ５〜２ｄ５を受信する受信アンテナ２７と、受信アンテナ２７の受信した送信波２ａ５〜２ｄ５を時間領域Ｔａ〜Ｔｄごとに拡散符号Ｇａ〜Ｇｄに対応する逆拡散符号で逆拡散して分離する符号分離手段１４４と、符号分離手段１４４により逆拡散された送信波２ａ５〜２ｄ５の信号レベルを拡散符号Ｇａ〜Ｇｄ又は時間領域Ｔａ〜Ｔｄごとに比較する信号レベル比較手段４４と、を備える。受信アンテナ２７の出力端子は、４つに分岐されて符号分離手段４５〜４８のそれぞれの入力端子に接続されている。符号分離手段４５〜４８の出力端子はそれぞれ信号レベル比較手段４４の入力端子に接続されている。信号レベル比較手段４４の出力端子は、方向推定端末８５の出力端子に接続されている。
受信アンテナ２７は、拡散符号によりスペクトル拡散された送信波を受信するものである。
符号分離手段１４４は、受信アンテナ２７が受信した送信波を時間領域Ｔａ〜Ｔｄごとに拡散符号Ｇａ〜Ｇｄに対応する逆拡散符号により逆拡散して分離するものである。送信波２ａ５〜２ｄ５は、拡散符号又は時間領域ごとに異なる方向に放射された指向性のある送信波である。符号分離手段１４４は、送信波２ａ５〜２ｄ５を電気信号４ａ５〜４ｄ５に変換することができるものでもよい。この場合は、電気信号４ａ５〜４ｄ５を時間領域Ｔａ〜Ｔｄごとに拡散符号Ｇａ〜Ｇｄに対応する逆拡散符号により逆拡散し、信号レベル比較手段４４へ出力する。
信号レベル比較手段４４は、入力された複数の信号レベルを比較する。電気信号４ａ５〜４ｄ５の信号レベルを比較する。信号レベル比較手段４４は、比較した信号レベルから方向推定装置７５の方向を推定し、その方向を情報化した出力信号５を出力する。信号レベル比較手段４４が方向推定装置７５の存在する相対的な方向を推定し、出力信号５を出力する方法は、前述の実施形態１で説明したとおりである。
方向推定端末８５の動作について図１４を用いて説明する。時間領域Ｔｏに受信アンテナ２７は送信波を受信しない。受信アンテナ２７は、時間領域Ｔａ〜Ｔｄに送信波２ａ５〜２ｄ５を受信する。時間領域Ｔａに符号分離手段１４４は、受信アンテナ２７が受信した送信波２ａ５を逆拡散符号により逆拡散した電気信号４ａ５を分離し、信号レベル比較手段４４へ出力する。時間領域Ｔｂに符号分離手段１４４は、受信アンテナ２７が受信した送信波２ｂ５を逆拡散符号により逆拡散した電気信号４ｂ５を分離し、信号レベル比較手段４４へ出力する。時間領域Ｔｃに符号分離手段１４４は、受信アンテナ２７が受信した送信波２ｃ５を逆拡散符号により逆拡散した電気信号４ｃ５を分離し、信号レベル比較手段４４へ出力する。時間領域Ｔｄに符号分離手段１４４は、受信アンテナ２７が受信した送信波２ｄ５を逆拡散符号により逆拡散した電気信号４ｄ５を分離し、信号レベル比較手段４４へ出力する。符号分離手段１４４は、時間領域Ｔｏ〜Ｔｄの上記動作を繰り返す。信号レベル比較手段４４は、電気信号４ａ５〜４ｄ５の信号レベルを互いに比較して方向推定装置７５の方向を推定し、その方向を情報化した出力信号５を出力する。
以上のように、方向推定端末８５は、受信した送信波の信号レベルを拡散符号又は時間領域ごとに比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する。これにより、方向推定端末８５と情報を送受信する基地局から拡散符号又は時間領域の異なる送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射することにより、方向推定端末８５は該送信波の放射源が存在する方向を推定することができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定端末の提供が可能になる。
なお、本実施形態では、符号分離手段１４４にて送信波を電気信号に変換したが、電気信号に変換する手段はこれに限定するものではない。例えば信号レベル比較手段４４にて行っても良いし、他の構成物によって行ってもよい。
なお、信号レベル比較手段４４は、電気信号４ａ５〜４ｄ５の信号レベルを時間領域Ｔａ〜Ｔｄごとに比較しても良い。符号分離手段１４４は、時間領域Ｔａ〜Ｔｄごとに各逆拡散符号で逆拡散し、信号レベル比較手段４４へ順次出力する。これにより、符号分離手段に備わる逆拡散手段は各符号で共通のものを用いることができる。
以上述べたように、方向推定装置は指向性がありかつ異なる拡散符号でスペクトル拡散した送信波をそれぞれ異なる方向に向けて異なる時間領域に放射し、方向推定端末が受信した送信波の信号レベルを該拡散符号又は時間領域ごとに比較することにより、方向推定装置に対する方向推定端末の相対的な方向を推定することが可能になる。拡散符号によりスペクトル拡散された送信波を送受信するので、方向推定装置から放射された送信波以外の送信波を排除することができる。さらに、それぞれの拡散符号でスペクトル拡散された送信波が時間領域ごとに放射されるので、並列処理を行う必要がなく、拡散符号ごとの処理を共通の回路で行うことができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ多数の電波が存在する場所でも利用可能であり、かつ簡易な構成で提供できる方向推定システムを提供することが可能になる。
（実施形態６）
本発明に係る方向推定システムについて図９を用いて説明する。図９は、本発明に係る方向推定システム１９１について説明する図である。図９において、１１１は送信機、１１５は受信機、１２５は送信アンテナ、１２１〜１２４は受信アンテナ、１４５は受信レベル比較手段、１７１は方向推定装置、１８１は端末、６は送信波である。本発明に係る方向推定システム１９１は、方向推定装置１７１及び端末１８１を備える。
端末１８１は、送信機１１１及び送信波を放射する送信アンテナ１２５を備える。送信アンテナ１２５は、送信アンテナ１２５は送信機と電気的に接続されている。送信アンテナ１２５は、送信機１１１の出力した送信波６を放射する。端末１８１は電波を送信することのできる従来のものでよい。送信アンテナ１２５が放射する送信波６は、指向性のある電波でない。
方向推定装置１７１は、送信アンテナ１２５から放射された送信波６を方向ごとに受信する指向性を有する少なくとも３つの受信アンテナ１２１〜１２４と、受信アンテナ１２１〜１２４の受信した送信波の信号レベルを受信アンテナ１２１〜１２４ごとに比較する信号レベル比較手段１４５と、を備える。受信アンテナ１２１〜１２４は、十字に配置されており、それぞれ送信アンテナの先端を東、北、西、南に向けて配置されている。受信アンテナ１２１〜１２４の出力端子は信号レベル比較手段１２４に接続されている。
受信アンテナ１２１〜１２４は、それぞれ異なる方向東、北、西、南からの送信波を受信する。受信アンテナ１２１〜１２４は、電波を受信できるものであればよく、受信する範囲については限定しない。例えば、受信アンテナ１２１は、東の方向に対して±４５°からの送信波を受信できるものでもよい。
信号レベル比較手段１４５は、受信アンテナ１２１〜１２４が受信した送信波の信号レベルを受信アンテナ１２１〜１２４ごとに比較する。信号レベル比較手段１４５は、比較した信号レベルから方向推定端末１１１の方向を推定し、その方向を情報化した出力信号７を出力する。信号レベル比較手段１４３が方向推定端末１８１の存在する相対的な方向を推定し、出力信号７を出力する方法は、前述の実施形態１で説明したものと同様である。
以上のように、方向推定装置１７１は、受信アンテナごとに端末から放射された送信波の信号レベルを受信アンテナごとに比較する。これにより、該方向推定装置１７１に対する端末１８１の存在する相対的な方向を推定することが可能になる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定端末の提供が可能になる。したがって、障害物のある場所でも利用可能な方向推定端末の提供が可能になる。
なお、送信アンテナ１２５が送信する送信波は、指向性のあるものでもよい。指向性のある送信波であっても、方向推定装置１７１が送信波を受信することにより、方向推定装置１７１は方向推定端末１８１の相対的な方向を推定することができる。
以上説明したように、それぞれ異なる方向に対して指向性を持つ複数の受信アンテナで送信波を受信し、送信波の信号レベルを比較することにより方向推定装置は端末の方向を推定することができる。予め指向性を有する方向の決められた複数の受信アンテナを備えることで、可動部を必要とせず、さらに簡易な処理かつ構成で方向の推定が可能になる。送信波には電波を用いるので、障害物のある場所でも方向の推定を行うことができる。したがって、障害物のある場所でも利用可能であり、かつ簡易な構成で提供できる方向推定システムを提供することが可能になる。
なお、上記実施形態１〜５では全て、指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナを４つの例で説明したが、送信アンテナの数は４つに限定しない。３つ以上であれば、３６０度の方向を推定することが可能になる。さらに多くの送信アンテナを備えることで、さらに方向を推定することのできる精度を向上することが可能になる。このことは、上記実施形態６においても同様であり、受信アンテナの数は４つに限定しない。
また、送信アンテナ又は受信アンテナの方向は、東西南北の方向で説明したが、これに限定されない。方向推定装置の送信アンテナ又は受信アンテナを設置する際に、予め決められた方向へそれぞれを設置することによって、方向推定装置と方向推定端末との相対的な方向を推定することが可能になる。
また、時間領域Ｔｏ〜Ｔｄの長さは限定するものではない。上記の実施形態では全て同じ時間幅で説明したが、それぞれ異なった時間幅を有していてもよい。例えば、時間領域Ｔｏは時間領域Ｔａのトリガーとして設けてある時間領域なので、時間領域Ｔａ〜Ｔｄのそれぞれに比べて短くすることもできる。また、時間領域Ｔａ〜Ｔｄの長さをそれぞれ変える事によって、時間領域Ｔａ〜Ｔｄを識別することもできる。
本発明は、無線通信ネットワークの基地局と端末の相対的な位置を電波を用いて推定するものであるが、測距技術と組み合わせることにより絶対的な位置を特定することも可能になる。
本発明に係る方向推定システム９１について説明する図である。 方向推定端末８１の信号の流れについて説明する図である。 受信アンテナ２５が受信するそれぞれの送信波２ａ〜２ｄの信号レベルの一例を説明する図である。 方向推定装置７１の他の一例の信号の流れについて説明する図である。 本発明に係る方向推定装置７２の信号の流れについて説明する図である。 方向推定端末８２の信号の流れについて説明する図である。 本発明に係る方向推定装置７４の信号の流れについて説明する図である。 方向推定端末８４の信号の流れについて説明する図である。 本発明に係る方向推定システム１９１について説明する図である。 方向推定装置７１が送信波を放射する時間領域とその送信波について説明する図である。 方向推定装置７２が送信波を放射する時間領域とその送信波について説明する図である。 方向推定装置７３が送信波を放射する時間領域とその送信波について説明する図である。 方向推定装置７４が送信波を放射する時間領域とその送信波について説明する図である。 方向推定装置７５が送信波を放射する時間領域とその送信波について説明する図である。
符号の説明
１１、１１１ 送信機
１５、１１５ 受信機
２１〜２４、１２５ 送信アンテナ
２５〜２７、１２１〜１２４ 受信アンテナ
３１〜３９、１３３、１３４、１３５〜１３８ 送信回路
４１、４３、４４、１４５ 信号レベル比較手段
４２ 周波数分離手段
１４３、１４４ 分離手段
４５、４６、４７、４８ 符号分離手段
７１〜７７、１７１ 方向推定装置
８１〜８６、１８１ 方向推定端末
９１〜９６、１９１ 方向推定システム
１３２ 切替え手段
１４２ 時間分離手段
１４６ 受信回路
１、１ａ〜１ｄ、４、４ａ〜４ｄ、４ａ２〜４ｄ２、４ａ３〜４ｄ３、４ａ４〜４ｄ４、４ａ５〜４ｄ５、４ａ６〜４ｄ６ 電気信号
２、２ａ〜２ｄ、２ａ２〜２ｄ２、２ａ３〜２ｄ３、２ａ４〜２ｄ４、２ａ５〜２ｄ５、２ａ６〜２ｄ６、６ 送信波
５、７ 出力信号
Ａ 角度
Ｆａ〜Ｆｄ 周波数
Ｇａ〜Ｇｄ 拡散符号
Ｔｏ、Ｔａ〜Ｔｄ 時間領域
Ｉａ〜Ｉｄ 信号レベル
Ｄ 指向性パターン

Claims (18)

  1. 無線通信ネットワークにおいて用いられる方向推定装置及び方向推定端末を備える方向推定システムであって、
    前記方向推定装置は、指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、
    送信アンテナによって時間領域の異なる送信波を前記送信アンテナのそれぞれに出力する送信回路と、を備え、
    前記方向推定端末は、前記送信波を受信する受信アンテナと、
    前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記時間領域ごとに分離する時間分離手段と、
    前記時間分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記時間領域ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える方向推定システム。
  2. 無線通信ネットワークにおいて用いられる方向推定装置及び方向推定端末を備える方向推定システムであって、
    前記方向推定装置は、指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、
    送信アンテナによって周波数の異なる送信波を前記送信アンテナのそれぞれに出力する前記送信アンテナのそれぞれに対応する送信回路と、を備え、
    前記方向推定端末は、前記送信波を受信する受信アンテナと、
    前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記周波数ごとに分離する周波数分離手段と、
    前記周波数分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記周波数ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える方向推定システム。
  3. 無線通信ネットワークにおいて用いられる方向推定装置及び方向推定端末を備える方向推定システムであって、
    前記方向推定装置は、指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、
    送信アンテナによって周波数の異なる送信波を異なる時間領域で前記送信アンテナのそれぞれに出力する送信回路と、を備え、
    前記方向推定端末は、前記送信波を受信する受信アンテナと、
    前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記時間領域ごとに前記周波数で分離する分離手段と、
    前記分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記周波数又は前記時間領域ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える方向推定システム。
  4. 無線通信ネットワークにおいて用いられる方向推定装置及び方向推定端末を備える方向推定システムであって、
    前記方向推定装置は、指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、
    送信アンテナによって拡散符号の異なる送信波を前記送信アンテナのそれぞれに出力する前記送信アンテナのそれぞれに対応する送信回路と、を備え、
    前記方向推定端末は、前記送信波を受信する受信アンテナと、
    前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記拡散符号ごとに対応する逆拡散符号で逆拡散して分離する符号分離手段と、
    前記符号分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記拡散符号ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える方向推定システム。
  5. 無線通信ネットワークにおいて用いられる方向推定装置及び方向推定端末を備える方向推定システムであって、
    前記方向推定装置は、指向性のある送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、
    送信アンテナによって拡散符号の異なる送信波を異なる時間領域で前記送信アンテナのそれぞれに出力する送信回路と、を備え、
    前記方向推定端末は、前記送信波を受信する受信アンテナと、
    前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記時間領域ごとに前記拡散符号ごとに対応する逆拡散符号で逆拡散して分離する符号分離手段と、
    前記符号分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記時間領域又は前記拡散符号ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える方向推定システム。
  6. 無線通信ネットワークにおいて用いられる方向推定装置及び端末を備える方向推定システムであって、
    前記端末は、送信波を放射する送信アンテナを備え、
    前記方向推定装置は、異なる方向からの前記送信波を受信する指向性を有する少なくとも３つの受信アンテナと、
    前記受信アンテナの受信した前記送信波の信号レベルを前記受信アンテナごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える方向推定システム。
  7. 送信波を受信する端末が該送信波の信号レベルを時間領域ごとに比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定装置であって、
    前記送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、
    送信アンテナによって時間領域の異なる送信波を前記送信アンテナのそれぞれに出力する送信回路と、を備える方向推定装置。
  8. 送信波を受信する端末が該送信波の信号レベルを時間領域ごとに比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定装置であって、
    前記送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、
    入力された送信波を送信アンテナによって時間領域の異なる送信波に分割して前記送信アンテナのそれぞれに出力する切り替え手段と、
    入力された電気信号を送信波に変換して前記切替え手段に出力する送信回路と、を備える方向推定装置。
  9. 送信波を受信する端末が該送信波の信号レベルを周波数ごとに比較して該送信波の放射源が存在する方向推定システムに用いられる方向推定装置であって、
    前記送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、
    送信アンテナによって周波数の異なる送信波を前記送信アンテナのそれぞれに出力する前記送信アンテナのそれぞれに対応する送信回路と、を備える方向推定装置。
  10. 送信波を受信する端末が該送信波の信号レベルを周波数ごとに異なる時間領域で比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定装置であって、
    前記送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、
    送信アンテナによって周波数の異なる送信波を異なる時間領域で前記送信アンテナのそれぞれに出力すると、を備える方向推定装置。
  11. 送信波を受信する端末が該送信波の信号レベルを拡散符号ごとに比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定装置であって、
    前記送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、
    送信アンテナによって拡散符号の異なる送信波を前記送信アンテナのそれぞれに出力する前記送信アンテナのそれぞれに対応する送信回路と、を備える方向推定装置。
  12. 送信波を受信する端末が該送信波の信号レベルを拡散符号ごとに異なる時間領域で比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定装置であって、
    前記送信波をそれぞれ異なる方向に向けて放射する少なくとも３つの送信アンテナと、
    送信アンテナによって拡散符号の異なる送信波を異なる時間領域で前記送信アンテナのそれぞれに出力する送信回路と、を備える方向推定装置。
  13. 送信波の信号レベルを受信アンテナごとに比較して該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定装置であって、
    送信アンテナから放射された送信波を方向ごとに受信する指向性を有する少なくとも３つの受信アンテナと、
    前記受信アンテナの受信した前記送信波の信号レベルを前記受信アンテナごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える方向推定装置。
  14. 時間領域ごとに異なる方向に放射された指向性のある送信波を受信する方向推定端末が該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定端末であって、
    前記送信波を受信する受信アンテナと、
    前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記時間領域ごとに分離する時間分離手段と、
    前記時間分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記時間領域ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える方向推定端末。
  15. 周波数ごとに異なる方向に放射された指向性のある送信波を受信する方向推定端末が該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定端末であって、
    前記送信波を受信する受信アンテナと、
    前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記周波数ごとに分離する周波数分離手段と、
    前記周波数分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記周波数ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える方向推定端末。
  16. 周波数ごとに異なる時間領域かつ異なる方向に放射された指向性のある送信波を受信する方向推定端末が該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定端末であって、
    前記送信波を受信する受信アンテナと、
    前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記時間領域ごとに前記周波数で分離する分離手段と、
    前記分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記周波数又は前記時間領域ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える方向推定端末。
  17. 拡散符号ごとに異なる方向に放射された指向性のある送信波を受信する方向推定端末が該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定端末であって、
    前記送信波を受信する受信アンテナと、
    前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記拡散符号ごとに対応する逆拡散符号で逆拡散して分離する符号分離手段と、
    前記符号分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記拡散符号ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える方向推定端末。
  18. 拡散符号ごとに異なる時間領域かつ異なる方向に放射された指向性のある送信波を受信する方向推定端末が該送信波の放射源が存在する方向を推定する方向推定システムに用いられる方向推定端末であって、
    前記送信波を受信する受信アンテナと、
    前記受信アンテナの受信した前記送信波を前記時間領域ごとに前記拡散符号ごとに対応する逆拡散符号で逆拡散して分離する符号分離手段と、
    前記符号分離手段により分離された送信波の信号レベルを前記時間領域又は前記拡散符号ごとに比較する信号レベル比較手段と、を備える方向推定端末。
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