JP2006519980A - 距離推定 - Google Patents

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Abstract

送信機と受信機との間の距離を推定するための方法であって、送信機が、信号を一連のバーストとして伝送するように構成され、各バーストの搬送波周波数が、所定のシーケンスに従って設定され、受信機で受信される連続バーストの位相間の測定差を備える第1のシリーズを生成すること、送信機と受信機との間の仮定の時間差での、受信される連続バーストの位相間の推定差を備える第2のシリーズを生成すること、および第1のシリーズと第2のシリーズとの間の適合の質を求めることを含む方法。

Description

本発明は、2つの無線局の間の距離を推定することに関する。
多くの状況で、2つの無線局の間の距離を推定することは有用である。例えば、無線局の1つが、複数の固定基地局と通信することができる移動ユーザ端末である場合、そのとき、各固定基地局からユーザ端末の距離を推定し、それによりユーザ端末の位置を求めることが可能であることが有用な場合がある。別の状況では、無線端末の1つが、ユーザ端末を介して金融取引を行うことができる自動販売機に位置されている場合がある。その状況では、自動販売機が、自動販売機とユーザの端末との間の距離を推定して、ある短い距離、おそらく3m範囲内にいるユーザからの取引のみを受け入れることが望ましい場合がある。
送信機の出力電力、アンテナ利得、伝播条件、および受信機感度は全て、受信信号強度表示(RSSI)から導出される距離が10倍も外れる可能性があるほど大きく変化することがあるので、局間の距離を推定するために、受信された信号の強度を単純に使用することは実施可能でない。
距離を求めるための別の方法は、信号が2つの局の間を進むのにかかる時間を測定することである。これは、特に数メートルといった比較的短い距離が測定される場合には、局間の非常に正確な同期および非常に正確なタイミング・システムを必要とする。
本発明によれば、送信機と受信機との間の距離を推定するための方法であって、送信機が、信号を一連のバーストとして伝送するように構成され、各バーストの搬送波周波数が、所定のシーケンスに従って設定され、受信機で受信される連続バーストの位相間の測定差を備える第1のシリーズを生成すること、送信機と受信機との間の仮定の時間差での、受信される連続バーストの位相間の推定差を備える第2のシリーズを生成すること、および第1のシリーズと第2のシリーズとの間の適合の質(quality of fit)を求めることを備える方法が提供される。
この方法は、適切には、送信機と受信機との間のそれぞれの仮定の時間差での、受信される連続バーストの位相間の推定差をそれぞれ備える複数の第2のシリーズを生成すること、第1のシリーズと各第2のシリーズとの間の適合の質を求めること、および送信機と受信機との間の時間差の推定値として、第1のシリーズに対する最高の適合の質を有する第2のシリーズに対応する仮定の差を採用することを含む。好ましくは、これを使用して、時間差の初期推定値を生成する。送信機からの仮定の時間差は、好ましくは、送信機と受信機との間の所定の最大距離と最小距離との間の範囲、および送信基準クロックと受信基準クロックとの間の最大時間差にわたる。この方法は、最大距離および最小距離を求めるステップを含む。好ましくは、最大距離は、送信機と受信機との間の通信に関する最大範囲以上である。本方法のこの態様では、好ましくは、少なくとも20秒、最も好ましくは少なくとも50秒のシリーズが存在する。
この方法は、適切には、送信機と受信機との間の時間差の現行推定値での、受信される連続バーストの位相間の推定差を備える第2のシリーズの第1のものを生成すること、送信機と受信機との間の時間差の現行推定値から摂動(perturb)された送信機からの時間差の第2の推定値を求めること、および送信機と受信機との間の時間差の第2の推定値での、受信される連続バーストの位相間の推定差を備える第2のシリーズの第2のものを生成することを備える。第2の推定値は、現行推定値からランダムに摂動させることができ、またはいくつかの設定された正および負の量の1つの量だけ摂動させることができ、あるいは別の方法で摂動させることができる。本方法のこの態様では、時間差の初期現行推定値は、上述したように、利用可能な範囲にわたる時間差に関する第2の値の組からの最良適合を求めることによって生成することができる。次いで、その推定値に摂動を加えて、時間にわたって推定値を進展させることによって、この方法を進めることができる。
送信機からのある範囲の時間差それぞれに関する推定確率を表す従来の確率推定値を使用して、複数の第2のシリーズ間での選択を容易にすることができる。各第2のシリーズは、送信機からの時間差に対応する。第2のシリーズと第1のシリーズとの間の適合の質は、その第2のシリーズに対応する時間差に関する従来の確率推定値によって重み付けることができる。次いで、最大のそのように重み付けられた適合の質を有する第2のシリーズの時間差を、現行時間差推定値として採用することができ、またはその第2のシリーズに関する適合の質を、現行時間差推定値に対応するシリーズに関する適合の質と比較することができる。その第2のシリーズに関する適合の質が、現行時間差推定値に関するものよりも良い場合、そのとき、その第2のシリーズに対応する時間差が、現行時間差推定値として採用される。この方法は、送信機と受信機との間の時間差が複数の値それぞれを有する確率の推定値を生成すること、当該の第2の推定値に対応する時間差に対応する推定確率に従って、第1のシリーズと、第2のシリーズの少なくともいくつかとの間の適合の質を重み付けすること、および重み付けされた適合の質を比較することを含むことがある。好ましくは、現行時間差推定値が、その比較の結果として求められる。
好ましくは、第1のシリーズを生成するステップが、最終中間受信機周波数をゼロにサーボするように、受信機で受信された信号を処理することを備える。最も好ましくは、第1のシリーズを生成するステップが、最終中間受信機周波数を最終非ゼロ中間受信機周波数からゼロにサーボするように、受信機で受信された信号を処理することを含む。好都合なことに、最終中間受信機周波数のサーボを、デジタル方式で行うことができる。
好ましくは、連続バーストの位相の測定差が、各バーストの末尾で測定されるバーストの位相に基づいて求められる。
好ましくは、各シリーズが30個よりも多い位相差の値を備える。好ましくは、各シリーズが、80個よりも少ない位相差の値を備える。最も好ましくは、各シリーズでの値の数が、40から60までの範囲内である。これらの数は、ブルートゥースおよび同様のシステムに特に適している。他のシステムに関連して他の数を使用することもできる。
送信機および受信機は、好ましくは、ブルートゥースなど周波数ホッピング・スペクトラム拡散方式に従って動作可能である。送信機は、適切にはバーストとしてデータを伝送することによって、データ交換/転送の目的で信号を変調することがある。伝送される信号は、送信機から受信機に伝送されるデータで変調されることがある。
本方法は、好ましくは、受信機で実施される。本発明の第2の態様によれば、上に記載した方法を実施するように構成された受信機が提供される。
次に、本発明を、添付図面を参照しながら例として説明する。
本発明のシステムを、ブルートゥース無線システムに関連して説明するが、本発明のシステムは、そのようなシステムでの使用に限定されない。
ブルートゥースは、周波数ホッピング・スペクトラム拡散(FHSS)システムである。データが、一連の短いバースト(パケット)として伝送される。各バーストに関する無線搬送波周波数は、擬似ランダム・シーケンスに従って決定され、連続するバーストが伝送されるときに搬送波周波数が1つの周波数から次の周波数にホップする効果をもつ。受信機は、シーケンスの知識を有しているので、各バーストを受信して復号することができる。
まず、送信機と受信機との間での無線信号の伝播を論じる。
第1の端末(送信機)によって発せられる信号S
=cos(ωt) (1)
とする。ここで、ωは搬送波角周波数であり、tは時間である。このとき、第1の端末と第2の端末との間の遮られない信号経路を仮定すると、第2の端末(受信機)で受信される対応する信号Sは、
=cos(ω・(t−x/c+δt)+φ(ω)) (2)
と表現することができる。ここで、xは、受信機と送信機との間の距離であり、cは光の速度であり、φ(ω)は、RFフィルタによる受信機内での位相シフトであり、δtは、2つの局の基準クロック間の時間差である。φ(ω)は、原則的には、周波数の関数である。
無線受信機で、受信信号をミックスして、中間周波数に、または複合ベースバンド(時として、ゼロIFと呼ばれる)に下げることができる。これら2つの手法はどちらも、(例えば、変調速度に比べて長い時間にわたって瞬時周波数を平均化し、信号を、復調プロセスへの入力として使用することによって、)最終周波数を正確にゼロにするように処理することができる信号を生み出す。
FHSSシステムでは、伝送される第1のバーストが周波数ωで生成され、次いで第2のバーストが周波数ωで伝送される場合、そのとき、式(2)から、対応する受信信号の位相は、例えば上述したように送信機と受信機との間の周波数の差が相殺されていると仮定して、
受信された第1の伝送の位相=ω・(x/c+δt)+φ(ω) (3)
受信された第2の伝送の位相=ω・(x/c+δt)+φ(ω) (4)
と表現することができる。これらの位相を減算して、受信された信号ωとωとの間の位相の差Δφを与えることができる。すなわち、
Δφ=(ω−ω)・(x/c+δt)+φ(ω)−φ(ω) (5)
送信局と受信局との間の距離を推定するためにこの関係が使用される場合、未知数は、
x:推定からの所望の出力、
δt:2つの局の基準クロック間の時間差、ならびに
φ(ω)およびφ(ω):受信機フィルタからの位相の差
である。
まず、これらの未知数の最後のものを考察する。ミキサーの前で周波数選択性をほとんど、または全く有さない受信機設計(集積回路内部に実装された受信機では通常そうである)では、この誤差は小さいと仮定することができる。例として、図1は、典型的な集積フィルタを備える典型的なブルートゥース受信機の80MHz帯域にわたる位相の変化を示すグラフである。1mの距離での80MHz周波数ステップからの位相シフト
ω・x/c=2π80×10/3×10=1.7ラジアン
を考慮すると、それにより、φ(ω)の効果は、0.5/1.7=0.3mの(定)誤差のみである。受信機フィルタからの位相の差による誤差が無視できないものである受信機に関しては、そのような誤差は、受信機の定常特性になる可能性が高く、したがって較正して除くことができる。
φ(ω)−φ(ω)がゼロになるように取られる場合、そのとき、x以外の残りの未知数は、基準クロック間の未知の時間差δtである。これは、2つの局の間での情報の交換によってなくすことができる。例えば、各局が、基準クロック間の時間差を無視してxを推定した場合、そのとき、局の間の距離は、一方の局によって擬似距離(x+c・δt)と推定され、他方の局によって擬似距離(x−c・δt)と推定される。2つの局がこれらの測定値を交換することが可能である限り、いずれかの局が、最大クロック不確実性を法としてこれら2つの値を平均化することによって実際の距離xを計算することができる。
図2に、2つの位相同期および共通クロック送信機間の長さ25mの同軸ケーブルをわたる信号に関する、ある範囲の搬送波周波数(X軸)での位相(Y軸)の実際的な測定の結果を示す。この結果は、測定された位相が、搬送波周波数に本質的に線形に依存することを示している。
上の方法は簡単と思われるが、しかし、完全に信頼できる距離推定値を提供するために克服する必要があるいくつかの追加の問題が存在する。
1.送信機と受信機とが共に、ホッピング中にそれらの基準クロックに対して位相を保存しなければならない。これは、典型的には、送信機と受信機との両方が、それらの設計に位相同期ループ(PLL)を使用する場合に当てはまる。
2.送信機と受信機との間のクロック誤差による送信機と受信機との間の周波数誤差が存在しやすい。
3.バースト間の位相ジャンプが、2πラジアンよりもはるかに大きくなる場合があり(例えば、1メートル当たり1.7ラジアンでは、50mで85ラジアンになる)、したがって、受信される位相は不明瞭であり、(2π)を法として位相を決定することのみが可能である。
問題1に対処するための1つの方法は、適切なPLLアーキテクチャの使用によるものであり、それにより、伝送される信号は、基準クロックに位相同期され、基準クロックは、ユニットが伝送していない間でさえも走り続けている。受信機も同じことを行い、PLLのための基準を継続的に走らせる。このアーキテクチャは一般的である。
問題2および3は、対処するのがより困難であり、しかし、連続するホップ間の位相差の測定によって同時に対処することができる。
サンプルが等間隔の時間で取られる場合、その後、それらのサンプル間の位相差が計算されるときに、周波数誤差が相殺される。これは、問題2に対処する。
問題3に関しては、通常、連続する伝送の周波数間のホップの分布が分かっていることが、FHSSシステムの特性である。典型的には、ホップは、一様に分布されるサイズのものであり、擬似ランダム形式で、時として大きなジャンプ、時として小さなジャンプである。これは、送信機と受信機との間の距離が比較的大きい場合でさえ、位相シフトのパターンが、位相の測定に固有の法(2π)の効果により±πの範囲内にあるように制約されるにもかかわらず、距離の特性をかなり示すことを意味する。この特性を使用して、問題3に対処することができる。
受信機は、送信機によって使用される周波数のシーケンスの知識を有するので、受信機は、送信機からの受信機の時間差を分かっている場合には、連続する受信バースト間の位相の差を予測することができる。すなわち、
ω・(x/c+δt)+φ(ω
送信機と受信機との間の実際の時間差を推定するためにこの特性を利用するための一方法は、受信機が、この時間差がどのようになるかに関して推測を行い、次いで、実際の時間差が推測に等しい場合に受信機によって見られる位相シフトのパターンを計算するというものである。パターンは、過去に向かっていくらかの時間にわたって計算することができる。典型的には、50ホップにわたってシフトのパターンを計算することが適当であることが判明している。次いで、受信機は、連続位相計算間の差のパターンを、受信されたパターンと比較して、送信機と受信機との間の時間差の推測の精度を査定することができる。送信機と受信機との間の擬似距離は、時間差に信号の速度(無線信号では光の速度)を乗算することによって、時間差から推定することができる。受信機が、クロック位相差δtに関してはまだ補正していないので、これは擬似距離である。
これを例示するために、図3に、0.016秒の期間にわたる測定された位相の軌跡と、送信機と受信機との間の時間差の推測に基づく同じ期間での計算された位相の軌跡とを示す。この場合、連続するバーストでの周波数間の各曲線における差のパターン間の適合が比較的良好であり、推測が比較的正確なものであることを示す。
計算された信号に関する図3の曲線は、各受信パケットごとに単一の値を有する。実際の受信信号に関する曲線は、各パケット中の推定位相の値の進展を示す。このために、差の間の適合の質を求めるための信号処理が、計算された位相差を、各パケットの末尾で測定される位相に基づく測定位相差と比較することが好ましい。また、比較されるのが各パケットに関する計算位相と測定位相とではなく、−πと+πの間の連続するパケット間の計算位相差と測定位相差とであることも強調すべきである。
計算された曲線と測定された曲線との間の適合の度合いに関する計量は、測定された位相ジャンプと計算された位相ジャンプとの間の差の平方の単純な和によって導出することができる。
送信機と受信機との間の距離を求めるために、受信機は、距離が取る可能性がある範囲内で、時間差の一連の推測を行うことができる。ブルートゥースなどの低電力RFシステムに関しては、これは、例えば0mと50mとの間での10cmステップ、および最大1マイクロ秒のクロック差での推測になる場合がある。各推測ごとに、最新の50ホップにわたる位相差の組が計算され、測定値と比較されて、それらの間の適合の質が求められる。図4に、この結果の一例を示す。図4は、シミュレーションの結果を示し、適合の質が距離に対して描かれている。送信機と受信機との間の擬似距離は、この曲線が最大値をとる距離であると考えられる。この例では、約9メートルである。このシミュレーションは、実際的な送信機および受信機から受ける劣化(「位相雑音」)と、実際の受信機で避けることのできない加法性雑音とを含み、この技法が実際に頑強であることを実証している。
距離の推定が必要とされるたびに一連の推測に関する上の計算を行うことは、可能であるが煩雑である。しかし、実際には、より良い方法は、モンテカルロ技法を使用することである。上述したように一連の推測を調べることによって時間差の推定値が生成された後、時間差の現行推定値にランダムな摂動を加え、測定された位相差とa.現行時間差推定値に関して計算された位相差との間の適合の質と、測定された位相差とb.摂動された現行時間差推定値に関して計算された位相差との間の適合の質とを比較することによって、この推定値を、継続的に最新のものにしておくことができる。摂動された現行時間差推定値は、その適合がより良い場合に、現行時間差推定値の新たな値として採用される。その他の場合には、現行時間差推定値が、変更されずに残される。好都合なことに、各ホップで1回の推測を行うことができる。各ホップで2回以上の推測を行って、試験してもよい。
さらなる改良は、誤差ベクトルに従来の確率分布を適用することであり、すなわちベイズの法則を使用し、その誤差ベクトルに従って各推測の適合の質を重み付け、どれが最良の推定値であるかを決定する。
好都合なことに、受信機が、後の計算との比較のために、1組の履歴位相測定値を記憶する。上で示したように、約50個の測定値が適切であることが判明しており、しかしそれよりも多い、またはそれよりも少ない測定値を使用することもできる。各新たな位相測定値が、新たに受信されたパケットから入手可能になると、最も古い記憶値が記憶装置から落とされる。これは、処理負荷を限度内にとどめ、セルラー電話またはブルートゥースICで採用されるものなど低費用マイクロコントローラまたはDSPで好都合である。
上で説明した発明は、ブルートゥースなど周波数ホッピング・スペクトラム拡散(FHSS)通信に特に適し、その際には、50mの範囲にわたって10cmオーダーの精度を与えることが判明しており、しかし原理的には、シーケンス中で複数の搬送波周波数を使用する任意の無線通信システムに適用することができる。
図5に、本発明のシステムを採用することができるシステムを示す。このシステムは、送信機1と受信機2とを備える。送信機は、FHSS無線信号を受信機に伝送する。受信機で、信号は、アンテナ3で受信され、第1の受信機セクション4によって処理されて、非ゼロ中間周波数に下げられる。その後、非ゼロIF信号が、デジタル信号処理ユニット5によってゼロIFにサーボされる。これは、好都合なことに、変調速度に比べて長い時間にわたって第1の受信機セクション4からの瞬時周波数を平均化することによって行うことができる。処理ユニット5の出力は、復調器6に渡され、復調器6は、受信機内でのさらなる使用のために信号を復調する。
また、受信機は、受信機と送信機との間の距離を推定するための距離推定ユニット10も備える。距離推定ユニットは、最も好都合なことに、信号処理集積回路上でソフトウェアによって実装され、しかし、専用ハードウェアまたはそれら2つの組合せとして実装することもできる。距離推定ユニットには、受信機のクロック7に対して、処理ユニット5から受信された信号の位相を決定するための位相決定ユニット16が存在する。このユニット16は、各受信バーストごとに1つずつの一連の位相測定値を生成し、それらはバッファ11に記憶される。バッファ11は、好都合なことに、最新の50個の測定値を記憶する。また、距離推定ユニットは、距離推定制御装置13によってそこに供給される仮定の送信機/受信機距離に関する計算位相推定値のシリーズを生成するシリーズ生成器12と、バッファ11に記憶されたシリーズとシリーズ生成器12によって生成されたシリーズとを比較して、それらの間の適合の質を求めるための計量計算器14とを含む。使用時、距離推定制御装置は、シリーズ生成器12に、送信機/受信機距離の仮定の値を供給し、比較器14の出力に基づいて、上述したように送信機/受信機距離の推定値を生成する。この推定値は、出力15で、受信機の残りの部分によって利用可能になる。
図6に、図5に示されるタイプの2つのユニット間の距離測定のシミュレーションの結果を示す。一方のユニットが、他方のユニットから受信された信号の測定を行うことによって、ユニット間の擬似距離が−77mであると推定する。他方のユニットは、前者のユニットから受信された信号の測定を行うことによって、ユニット間の擬似距離が−32.75mであると推定する。これらの推定値が、システム内で最大クロック不確実性を法として平均化されて、95.125mの推定ユニット間距離を与える。平均化は、ユニットのいずれかが他方のユニットの擬似距離推定値を送信される場合には、そのユニットで行うことができ、あるいは、両方の擬似距離推定値を送信される別のユニットで行うことができる。
別の実施形態では、時間差と位相オフセットとの両方を推測することができ、それらの推測に基づく予測を、上述したように受信信号と突き合わせて試験して、正しい値を推定することができる。
また、上で説明した方法を時間にわたって適用することにより、送信機に対する受信機の移動の速度を推定することもできる。
本出願人は、本明細書によって、本明細書で説明した各個別の機能および2つ以上のそのような機能の組合せを、当業者の共通の一般的な知識に鑑みて本明細書全体に基づいてそのような機能および組合せを実施することが可能な範囲で、そのような機能または機能の組合せが本明細書に開示した任意の問題を解決するかどうかに関わらず、かつ特許請求の範囲の範囲への限定を加えずに別個に開示する。本出願人は、本発明の態様が、任意のそのような個別の機能または機能の組合せからなっていてもよいことを示している。上記の説明に鑑みて、本発明の範囲内で様々な修正を施すこともできることは、当業者に明らかであろう。
典型的な集積フィルタによる典型的なブルートゥース受信機の80MHz帯域にわたる位相の変化を示すグラフである。 実験システムに関する、チャネルに対する測定された位相のグラフである。 測定された位相、および計算された位相の軌跡を示すグラフである。 距離の推定に関するシミュレーションの結果を示すグラフである。 1対の無線端末の概略図である。 推定された擬似距離、およびシミュレートされたシステムに関する距離のグラフである。
符号の説明
1 送信機
2 受信機
3 アンテナ
4 第1の受信機セクション
5 デジタル信号処理ユニット
6 復調器
7 クロック
10 距離推定ユニット
11 バッファ
12 シリーズ生成器
13 距離推定制御装置
14 計量計算機
15 出力
16 位相決定ユニット

Claims (17)

  1. 送信機と受信機との間の距離を推定するための方法であって、前記送信機が、信号を一連のバーストとして伝送するように構成され、各バーストの搬送波周波数が、所定のシーケンスに従って設定され、
    前記受信機で受信される連続バーストの位相間の測定差を備える第1のシリーズを生成すること、
    前記送信機と前記受信機との間の仮定の時間差での、受信される連続バーストの位相間の推定差を備える第2のシリーズを生成すること、および
    前記第1のシリーズと前記第2のシリーズとの間の適合の質を決定すること
    を備える方法。
  2. 前記送信機と前記受信機とのそれぞれの当該の仮定の時間差での、受信される連続バーストの前記位相間の推定差をそれぞれ備える複数の第2のシリーズを生成すること、
    前記第1のシリーズとそれぞれの前記第2のシリーズとの間の適合の質を決定すること、および
    前記送信機と前記受信機との間の時間差の推定値として、前記第1のシリーズに対する最高の適合の質を有する第2のシリーズに対応する仮定の差を採用すること
    を備える請求項1に記載の方法。
  3. 前記送信機からの前記仮定の時間差が、前記送信機と前記受信機との間の所定の最大距離と最小距離との間の範囲にわたっている請求項2に記載の方法。
  4. 少なくとも20秒のシリーズが存在する請求項3に記載の方法。
  5. 前記送信機と前記受信機との間の前記時間差の現行推定値での、受信される連続バーストの前記位相間の推定差を備える前記第2のシリーズの第1のものを生成すること、
    前記送信機と前記受信機との間の前記時間差の前記現行推定値からランダムに摂動(perturb)された前記送信機からの前記時間差の第2の推定値を決定すること、および
    前記送信機と前記受信機との間の前記時間差の前記第2の推定値での、受信される連続バーストの前記位相間の推定差を備える前記第2のシリーズの第2のものを生成すること
    を備える請求項2に記載の方法。
  6. 前記時間差の前記現行推定値が、請求項3または4に記載の方法によって生成される請求項5に記載の方法。
  7. 前記送信機と前記受信機との間の時間差が複数の値のそれぞれを有する確率の推定値を生成すること、前記それぞれの第2の推定値に対応する前記時間差に対応する前記推定確率に従って、前記第1のシリーズと、前記第2のシリーズの少なくともいくつかとの間の適合の質を重み付けすること、および前記重み付けされた適合の質を比較することを備える請求項2から6のいずれかに記載の方法。
  8. 前記第1のシリーズを生成する前記ステップが、最終中間受信機周波数をゼロにサーボするように、前記受信機で受信された前記信号を処理することを備える請求項1乃至7のいずれかに記載の方法。
  9. 前記第1のシリーズを生成する前記ステップが、最終中間受信機周波数を最終非ゼロ中間受信機周波数からゼロにサーボするように、前記受信機で受信された前記信号を処理することを含む請求項8に記載の方法。
  10. 前記最終中間受信機周波数の前記サーボが、デジタル方式で行われる請求項8または9に記載の方法。
  11. 連続バーストの前記位相の前記測定差が、各バーストの末尾で測定される前記バーストの前記位相に基づいて求められる請求項1乃至10のいずれかに記載の方法。
  12. 前記送信機および前記受信機が、周波数ホッピング・スペクトラム拡散方式に従って動作可能である請求項1乃至11のいずれかに記載の方法。
  13. 前記方式がブルートゥースである請求項12に記載の方法。
  14. 前記伝送される信号が、前記送信機から前記受信機へ伝送すべきデータで変調される請求項1乃至13のいずれかに記載の方法。
  15. 実質的に、添付図面を参照して本明細書で説明される方法。
  16. 請求項1乃至15のいずれかに記載の方法を実施するように構成された受信機。
  17. 実質的に、添付図面を参照して本明細書で説明される受信機。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024101123A1 (ja) * 2022-11-10 2024-05-16 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 情報処理装置、情報処理方法、プログラム

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2646995T3 (es) * 2007-08-14 2017-12-18 Nokia Technologies Oy Estimación de distancia
US9389297B2 (en) 2008-03-19 2016-07-12 Avi Zohar System and method for locating items and places
FR2939988B1 (fr) * 2008-12-16 2011-07-29 Thales Sa Recepteur numerique large bande comprenant un mecanisme de detection des sauts de phase
GB0908406D0 (en) 2009-05-15 2009-06-24 Cambridge Silicon Radio Ltd Proximity pairing
DE102009050796B4 (de) * 2009-10-27 2015-06-18 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung zur Messung der Signallaufzeit zwischen einem Sender und einem Empfänger
JP5393531B2 (ja) * 2010-02-25 2014-01-22 キヤノン株式会社 位置姿勢推定装置、位置姿勢推定方法、プログラム、記憶媒体
US9733345B2 (en) * 2011-07-13 2017-08-15 Iseeloc, Inc. System and method for enhanced point-to-point direction finding
US20140062784A1 (en) 2012-08-29 2014-03-06 Cambridge Silicon Radio Limited Location-assisted beamforming
US20140113652A1 (en) * 2012-10-24 2014-04-24 Yael G. Maguire Sensing Distance Between Wireless Devices Using Multiple Scales of Controlled Bandwidth
CN103675800A (zh) * 2013-12-05 2014-03-26 惠州Tcl移动通信有限公司 一种测量距离的方法及实现距离测量的电子设备
CN105548995A (zh) * 2015-12-07 2016-05-04 中国电子科技集团公司第十研究所 应答机测距精度的提高方法
US11061103B1 (en) 2017-02-10 2021-07-13 Iseeloc, Inc. Navigation system, device and method using unsynchronized nodes
KR102300569B1 (ko) * 2021-02-24 2021-09-09 단암시스템즈 주식회사 샘플 타이밍 오류 정보를 이용한 전파 지연 거리 측정 장치 및 방법
US11533076B1 (en) * 2021-09-30 2022-12-20 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Phase based distance estimation with non-zero intermediate frequency

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5596330A (en) 1992-10-15 1997-01-21 Nexus Telecommunication Systems Ltd. Differential ranging for a frequency-hopped remote position determination system
JP3482722B2 (ja) * 1995-01-13 2004-01-06 ソニー株式会社 Tdma方式の受信機
US6862297B1 (en) * 1999-12-21 2005-03-01 Cisco Technology, Inc. Wide range frequency offset estimation in OFDM systems
AU2002214159B2 (en) * 2000-11-15 2006-09-07 Turftrax Group Limited Tag tracking
US6731908B2 (en) 2001-01-16 2004-05-04 Bluesoft, Inc. Distance measurement using half-duplex RF techniques

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024101123A1 (ja) * 2022-11-10 2024-05-16 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 情報処理装置、情報処理方法、プログラム

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