JP2007256059A - Radio communication device - Google Patents

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Yasunori Ido
靖則 伊戸
Yasutaka Takeda
保孝 武田
Hitoshi Ishida
仁志 石田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio communication device dispensing with synchronization processing, and having a small power consumption. <P>SOLUTION: This device is equipped with the first wireless apparatus 1 and the second wireless apparatus 2 communicating by radio mutually. The first wireless apparatus 1 includes a transmission circuit 3 for transmitting a distance measuring signal, and outputting a transmission timing signal at a transmission timing of the distance measuring signal; a reception circuit 5 for receiving a return signal, and outputting a reception timing signal at a reception timing of the return signal; a delay time measuring circuit 7 for measuring a time difference of the reception timing signal to the transmission timing signal as a delay time; and a distance operation circuit 8 for operating the distance between first wireless apparatus 1 and the second wireless apparatus 2. The delay time measuring circuit 7 has a plurality of delay circuits D1-Dn connected in parallel and having each different delay characteristic, and measures the delay time by using a delayed transmission timing signal acquired by delaying the transmission timing signal through the plurality of delay circuits D1-Dn and the reception timing signal. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、互いに無線通信する第1無線機と第2無線機との距離を演算する無線通信装置に関する。   The present invention relates to a wireless communication device that calculates a distance between a first wireless device and a second wireless device that communicate with each other wirelessly.

従来の距離検出装置は、送信手段と、受信手段と、信号入力手段と、距離検出手段とを備えている。
送信手段は、自局の基準タイマ(基準クロック)で周期性の信号を生成して相手局へ送信する。受信手段は、相手局が相手局の基準タイマで周期性の信号を生成して自局に送信してくる信号を受信する。信号入力手段は、送信手段からの送信信号を直接受信手段に入力する。
距離検出手段は、送信手段から信号を送信したときの送信タイミングと、送信信号が信号入力手段によって受信手段に入力されたときの受信タイミングとの差を測定して自局信号遅延時間を求め、さらに相手局からの送信信号を受信した受信タイミングを自局の基準タイマの基準タイミングとのずれ量を測定して自局検出位相差を求め、これら自局信号遅延時間及び自局検出位相差と、相手局で求められた相手局信号遅延時間及び相手局検出位相差とを用いて自局と相手局との相対距離を検出している(例えば、特許文献1参照)。
The conventional distance detection apparatus includes a transmission unit, a reception unit, a signal input unit, and a distance detection unit.
The transmission means generates a periodic signal using its own reference timer (reference clock) and transmits it to the partner station. The receiving means receives a signal transmitted from the partner station to the station by generating a periodic signal using the reference timer of the partner station. The signal input means inputs the transmission signal from the transmission means directly to the reception means.
The distance detection means measures the difference between the transmission timing when the signal is transmitted from the transmission means and the reception timing when the transmission signal is input to the reception means by the signal input means to determine the local signal delay time, Further, the reception timing at which the transmission signal from the partner station is received is measured by measuring the amount of deviation from the reference timing of the reference timer of the own station to determine the own station detection phase difference. The relative distance between the local station and the partner station is detected using the partner station signal delay time and the partner station detection phase difference obtained by the partner station (see, for example, Patent Document 1).

上記従来装置では、自局および相手局の基準タイマ(基準クロック)を用いて遅延時間を測定している。また、基準タイマの周期は、水晶発振器あるいは水晶振動子といった発振部品によって生成されている。
しかしながら、これらの発振部品は、生成周期の精度に個体差を有しているので、時間の経過とともに、自局の基準タイマと相手局の基準タイマとの間にずれが生じる。
そこで、十分な距離測定精度を確保するためには、定期的に自局の基準タイマと相手局の基準タイマとのタイミング一致させる同期処理が必要となる。
In the conventional apparatus, the delay time is measured using the reference timer (reference clock) of the local station and the partner station. The period of the reference timer is generated by an oscillation component such as a crystal oscillator or a crystal resonator.
However, since these oscillation components have individual differences in the accuracy of the generation cycle, a deviation occurs between the reference timer of the local station and the reference timer of the counterpart station as time elapses.
Therefore, in order to ensure sufficient distance measurement accuracy, it is necessary to perform synchronization processing that periodically matches the timings of the reference timer of the local station and the reference timer of the partner station.

また、無線センサノード等の通信距離が数10m程度の近距離無線技術を応用したネットワークシステムにおいては、各装置の設置間隔が5m程度と短距離になることが想定される。
ここで、例えば距離測定精度を1mとした場合には、電波伝搬の遅延時間が1mあたり約3.3nsとなる。
そのため、上記従来装置のように基準タイマを用いて遅延時間を測定する場合、十分な距離測定精度を確保するためには、高周波で動作する基準タイマが必要となる。
In addition, in a network system using a short-range wireless technology such as a wireless sensor node having a communication distance of about several tens of meters, it is assumed that the installation interval of each device is as short as about 5 m.
For example, when the distance measurement accuracy is 1 m, the radio wave propagation delay time is about 3.3 ns per meter.
Therefore, when the delay time is measured using the reference timer as in the above-described conventional apparatus, a reference timer that operates at a high frequency is required to ensure sufficient distance measurement accuracy.

特開2001−33543号公報JP 2001-33543 A

従来の距離検出装置では、時間の経過とともに、自局の基準タイマと相手局の基準タイマとの間にずれが生じるので、十分な距離測定精度を確保するためには、頻繁に同期処理を実行する必要があり、距離の測定処理に支障を来すという問題点があった。
また、近距離無線技術を応用したネットワークシステムにおいて、十分な距離測定精度を確保するためには、高周波で動作する基準タイマが必要となるので、消費電力が増大するという問題点もあった。
In conventional distance detectors, as time elapses, a deviation occurs between the reference timer of the local station and the reference timer of the partner station. Therefore, in order to ensure sufficient distance measurement accuracy, frequent synchronization processing is executed. Therefore, there is a problem that the distance measurement processing is hindered.
In addition, in a network system that applies short-range wireless technology, a reference timer that operates at a high frequency is required to ensure sufficient distance measurement accuracy, which increases power consumption.

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、同期処理を必要とせず、かつ消費電力の小さな無線通信装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus that does not require synchronization processing and consumes less power.

この発明に係る無線通信装置は、互いに無線通信する第1無線機と第2無線機とを備え、第1無線機は、第2無線機に対して送信信号を送信するとともに、送信信号の送信タイミングで送信タイミング信号を出力する送信手段と、送信信号が第2無線機で折り返された受信信号を受信するとともに、受信信号の受信タイミングで受信タイミング信号を出力する受信手段と、送信タイミング信号および受信タイミング信号に応答して、送信タイミング信号に対する受信タイミング信号の時間差を遅延時間として測定する遅延時間測定手段と、遅延時間に基づいて、第1無線機と第2無線機との距離を演算する距離演算手段とを含み、遅延時間測定手段は、並列に接続され互いに遅延特性の異なる複数の遅延素子を有し、送信タイミング信号を複数の遅延素子を介して遅延させた遅延送信タイミング信号と、受信タイミング信号とを用いて遅延時間を測定するものである。   A wireless communication apparatus according to the present invention includes a first wireless device and a second wireless device that wirelessly communicate with each other, and the first wireless device transmits a transmission signal to the second wireless device and transmits the transmission signal. A transmission means for outputting a transmission timing signal at a timing; a reception means for receiving a reception signal in which the transmission signal is returned by the second radio; and a reception timing signal at the reception timing of the reception signal; a transmission timing signal; In response to the reception timing signal, a delay time measuring unit that measures a time difference between the reception timing signal and the transmission timing signal as a delay time, and calculates a distance between the first radio and the second radio based on the delay time The delay time measuring means includes a plurality of delay elements that are connected in parallel and have different delay characteristics from each other, and are capable of reproducing transmission timing signals. A delayed transmission timing signal is delayed through a delay element, and measures the delay time by using the reception timing signal.

この発明の無線通信装置によれば、遅延時間測定手段が、並列に接続され互いに遅延特性の異なる複数の遅延素子を有し、送信タイミング信号を複数の遅延素子を介して遅延させた遅延送信タイミング信号と、受信タイミング信号とを用いて遅延時間を測定する。
そのため、基準タイマを用いる必要がなく、同期処理を不要にすることができるとともに、消費電力を小さくすることができる。
According to the radio communication apparatus of the present invention, the delay time measuring means includes a plurality of delay elements connected in parallel and having different delay characteristics, and delay transmission timing obtained by delaying the transmission timing signal via the plurality of delay elements. The delay time is measured using the signal and the reception timing signal.
Therefore, it is not necessary to use a reference timer, the synchronization process can be made unnecessary, and the power consumption can be reduced.

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding members and parts will be described with the same reference numerals.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る無線通信装置を示すブロック図である。
図1において、無線通信装置は、第1無線機1と第2無線機2とを備えている。
第1無線機1は、送信回路(送信手段)3と、送信アンテナ4と、受信回路(受信手段)5と、受信アンテナ6と、遅延時間測定回路(遅延時間測定手段)7と、距離演算回路(距離演算手段)8とを含んでいる。
また、第2無線機2は、受信回路9と、受信アンテナ10と、折り返し回路(折り返し手段)11と、送信回路12と、送信アンテナ13とを含んでいる。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a wireless communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, the wireless communication apparatus includes a first wireless device 1 and a second wireless device 2.
The first radio 1 includes a transmission circuit (transmission means) 3, a transmission antenna 4, a reception circuit (reception means) 5, a reception antenna 6, a delay time measurement circuit (delay time measurement means) 7, and a distance calculation. And a circuit (distance calculation means) 8.
The second radio 2 includes a reception circuit 9, a reception antenna 10, a folding circuit (folding means) 11, a transmission circuit 12, and a transmission antenna 13.

ここで、送信回路3、受信回路5、受信回路9、折り返し回路11、および送信回路12は、基準タイマ(基準クロック)を使用せずにアナログ回路を用いて構成されている。
送信回路3、受信回路5および遅延時間測定回路7は、第1無線機1に設けられた第1制御部(図示せず)の制御下で動作する。また、受信回路9、折り返し回路11および送信回路12は、第2無線機2に設けられた第2制御部(図示せず)の制御下で動作する。
Here, the transmission circuit 3, the reception circuit 5, the reception circuit 9, the folding circuit 11, and the transmission circuit 12 are configured using analog circuits without using a reference timer (reference clock).
The transmission circuit 3, the reception circuit 5, and the delay time measurement circuit 7 operate under the control of a first control unit (not shown) provided in the first wireless device 1. In addition, the reception circuit 9, the folding circuit 11, and the transmission circuit 12 operate under the control of a second control unit (not shown) provided in the second wireless device 2.

また、距離演算回路8、第1制御部および第2制御部は、CPUとプログラムを格納した記憶部とを有するマイクロプロセッサ(図示せず)で構成されている。   The distance calculation circuit 8, the first control unit, and the second control unit are configured by a microprocessor (not shown) having a CPU and a storage unit that stores a program.

送信回路3は、送信アンテナ4を介して、第2無線機2に対して距離測定信号(送信信号)を送信するとともに、距離測定信号の送信タイミングで遅延時間測定回路7に送信タイミング信号を出力する。   The transmission circuit 3 transmits a distance measurement signal (transmission signal) to the second radio 2 via the transmission antenna 4 and outputs a transmission timing signal to the delay time measurement circuit 7 at the transmission timing of the distance measurement signal. To do.

受信回路5は、受信アンテナ6を介して、距離測定信号が第2無線機2で折り返された折り返し信号(受信信号)を受信するとともに、折り返し信号の受信タイミングで遅延時間測定回路7に受信タイミング信号を出力する。   The reception circuit 5 receives the return signal (reception signal) obtained by returning the distance measurement signal from the second radio device 2 via the reception antenna 6, and receives the reception timing to the delay time measurement circuit 7 at the reception timing of the return signal. Output a signal.

遅延時間測定回路7は、送信回路3からの送信タイミング信号と、受信回路5からの受信タイミング信号とに応答して、送信タイミング信号に対する受信タイミング信号の時間差を遅延時間として測定する。
距離演算回路8は、遅延時間測定回路7で測定された遅延時間に基づいて、第1無線機1と第2無線機2との距離を演算する。
In response to the transmission timing signal from the transmission circuit 3 and the reception timing signal from the reception circuit 5, the delay time measurement circuit 7 measures the time difference between the reception timing signal and the transmission timing signal as a delay time.
The distance calculation circuit 8 calculates the distance between the first radio device 1 and the second radio device 2 based on the delay time measured by the delay time measurement circuit 7.

受信回路9は、受信アンテナ10を介して、第1無線機1からの距離測定信号を受信し、折り返し回路11に出力する。
折り返し回路11は、受信回路9からの距離測定信号を入力し、任意に設定される折り返し時間を経て、折り返し信号として送信回路12に出力する。
送信回路12は、送信アンテナ13を介して、折り返し回路11からの折り返し信号を第1無線機1に送信する。
The receiving circuit 9 receives the distance measurement signal from the first radio device 1 via the receiving antenna 10 and outputs it to the folding circuit 11.
The loopback circuit 11 receives the distance measurement signal from the reception circuit 9 and outputs it to the transmission circuit 12 as a loopback signal after an arbitrarily set loopback time.
The transmission circuit 12 transmits the return signal from the return circuit 11 to the first radio device 1 via the transmission antenna 13.

ここで、送信回路3での送信に伴う遅延を遅延時間T1とする。また、送信アンテナ4から受信アンテナ10までの距離測定信号の伝搬に要する時間を伝搬時間T2とする。また、受信回路5での受信に伴う遅延を遅延時間T3とする。また、折り返し回路11での折り返しに要する時間を折り返し時間T4とする。また、送信回路12での送信に伴う遅延を遅延時間T5とする。また、送信アンテナ13から受信アンテナ6までの折り返し信号の伝搬に要する時間を、上記と同じく伝搬時間T2とする。また、受信回路5での受信に伴う遅延を遅延時間T6とする。   Here, a delay accompanying transmission in the transmission circuit 3 is defined as a delay time T1. Further, the time required for propagation of the distance measurement signal from the transmission antenna 4 to the reception antenna 10 is defined as a propagation time T2. A delay associated with reception by the receiving circuit 5 is defined as a delay time T3. Further, the time required for the return in the return circuit 11 is defined as a return time T4. A delay associated with transmission in the transmission circuit 12 is defined as a delay time T5. Further, the time required for propagation of the folded signal from the transmitting antenna 13 to the receiving antenna 6 is defined as a propagation time T2 as described above. A delay associated with reception by the receiving circuit 5 is defined as a delay time T6.

すなわち、送信回路3の距離測定信号の送信から受信回路5での折り返し信号の受信までにかかる遅延時間、伝搬時間および折り返し時間を総遅延時間Ttとすると、総遅延時間Ttは、次式(1)で表される。   That is, assuming that the delay time, propagation time, and return time taken from the transmission of the distance measurement signal by the transmission circuit 3 to the reception of the return signal by the reception circuit 5 are the total delay time Tt, the total delay time Tt is expressed by the following equation (1) ).

Tt=T1+T2×2+T3+T4+T5+T6・・・(1)   Tt = T1 + T2 × 2 + T3 + T4 + T5 + T6 (1)

なお、式(1)において、遅延時間T1、T3、T5、T6および折り返し時間T4は、装置仕様として既知の値である。
すなわち、前述のように、送信回路3、受信回路5、受信回路9、折り返し回路11、および送信回路12は、アナログ回路を用いて構成されているので、遅延時間T1、T3、T5、T6および折り返し時間T4を、基準タイマ(クロック)の影響を受けない固定値として取り扱うことができる。
In equation (1), delay times T1, T3, T5, T6 and turnaround time T4 are values known as device specifications.
That is, as described above, since the transmission circuit 3, the reception circuit 5, the reception circuit 9, the folding circuit 11, and the transmission circuit 12 are configured using analog circuits, the delay times T1, T3, T5, T6 and The turnaround time T4 can be handled as a fixed value that is not affected by the reference timer (clock).

図2は、図1の遅延時間測定回路7を詳細に示すブロック図である。
図2において、遅延時間測定回路7は、並列に接続されたn個の遅延回路(遅延素子)D1〜Dnと、各遅延回路D1〜Dnにそれぞれ接続されたn個のラッチ回路L1〜Lnとを有している。
FIG. 2 is a block diagram showing in detail the delay time measuring circuit 7 of FIG.
In FIG. 2, the delay time measuring circuit 7 includes n delay circuits (delay elements) D1 to Dn connected in parallel, and n latch circuits L1 to Ln connected to the delay circuits D1 to Dn, respectively. have.

遅延回路D1〜Dnは、互いに異なる遅延特性を有しており、送信タイミング信号を入力し、それぞれの遅延特性に応じて遅延させて、遅延送信タイミング信号を出力する。
ここで、遅延回路D1の遅延時間(遅延特性)をΔT、遅延回路D2の遅延時間をΔT×2、遅延回路Dnの遅延時間をΔT×nとする。
なお、ΔTは、必要とされる距離測定精度(測定分解能)を時間に換算した値である。
ラッチ回路L1〜Lnは、各遅延回路D1〜Dnから出力された遅延送信タイミング信号を受信回路5からの受信タイミング信号で保持して、保持した値を距離演算回路8に出力する。
The delay circuits D1 to Dn have delay characteristics different from each other. The delay circuits D1 to Dn receive a transmission timing signal, delay the signal according to each delay characteristic, and output a delayed transmission timing signal.
Here, the delay time (delay characteristic) of the delay circuit D1 is ΔT, the delay time of the delay circuit D2 is ΔT × 2, and the delay time of the delay circuit Dn is ΔT × n.
ΔT is a value obtained by converting the required distance measurement accuracy (measurement resolution) into time.
The latch circuits L <b> 1 to Ln hold the delayed transmission timing signals output from the delay circuits D <b> 1 to Dn with the reception timing signals from the receiving circuit 5, and output the held values to the distance calculation circuit 8.

以下、図1および図2とともに、図3を参照しながら、この発明の実施の形態1に係る無線通信装置の動作について説明する。
まず、距離測定信号は、送信回路3から送信アンテナ4を介して第2無線機2に送信される。第1無線機1からの距離測定信号は、受信アンテナ10を介して受信回路9で受信され、折り返し回路11に出力される。
距離測定信号は、折り返し回路11で折り返し時間T4を経て、折り返し信号として送信回路12に出力される。折り返し信号は、送信回路12から送信アンテナ13を介して第1無線機1に送信される。
第2無線機2からの折り返し信号は、受信アンテナ6を介して受信回路5で受信される。
Hereinafter, the operation of the wireless communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. 3 together with FIG. 1 and FIG.
First, the distance measurement signal is transmitted from the transmission circuit 3 to the second radio device 2 via the transmission antenna 4. The distance measurement signal from the first radio 1 is received by the receiving circuit 9 via the receiving antenna 10 and output to the folding circuit 11.
The distance measurement signal is output to the transmission circuit 12 as a return signal after a return time T4 in the return circuit 11. The return signal is transmitted from the transmission circuit 12 to the first wireless device 1 via the transmission antenna 13.
The return signal from the second radio 2 is received by the receiving circuit 5 via the receiving antenna 6.

送信タイミング信号は、距離測定信号の送信タイミングで、送信回路3から遅延時間測定回路7に出力される。また、受信タイミング信号は、折り返し信号の受信タイミングで、受信回路5から遅延時間測定回路7に出力される。   The transmission timing signal is output from the transmission circuit 3 to the delay time measurement circuit 7 at the transmission timing of the distance measurement signal. The reception timing signal is output from the reception circuit 5 to the delay time measurement circuit 7 at the reception timing of the return signal.

図3は、図2の遅延時間測定回路7による遅延時間の測定動作を示すタイミングチャートである。
図3において、送信回路3から出力された送信タイミング信号は、各遅延回路D1〜Dnで、それぞれ異なる遅延時間(ΔT、ΔT×2、・・・、ΔT×n)だけ遅延され、遅延送信タイミング信号として各ラッチ回路L1〜Lnに出力される。
各遅延回路D1〜Dnから出力された遅延送信タイミング信号は、各ラッチ回路L1〜Lnで、受信タイミング信号の立ち上がりによって値が保持される。
FIG. 3 is a timing chart showing a delay time measurement operation by the delay time measurement circuit 7 of FIG.
In FIG. 3, the transmission timing signals output from the transmission circuit 3 are delayed by different delay times (ΔT, ΔT × 2,..., ΔT × n) in the delay circuits D1 to Dn, respectively, so that the delayed transmission timing is obtained. A signal is output to each of the latch circuits L1 to Ln.
The delayed transmission timing signals output from the delay circuits D1 to Dn are held in the latch circuits L1 to Ln as the reception timing signals rise.

すなわち、遅延回路Di(i=1、2、・・・、n)での遅延時間が、送信タイミング信号に対する受信タイミング信号の時間差よりも短い遅延送信タイミング信号では、「1」が保持されて出力される。また、遅延回路Diでの遅延時間が、送信タイミング信号に対する受信タイミング信号の時間差よりも長い遅延送信タイミング信号では、「0」が保持されて出力される。
ここで、ラッチ回路L1〜Lnの出力が、「1」から「0」に変化する遅延回路Diにおける遅延時間ΔT×iが、式(1)に示した総遅延時間(遅延時間)Ttとなる。
That is, in the delay transmission timing signal in which the delay time in the delay circuit Di (i = 1, 2,..., N) is shorter than the time difference between the reception timing signal and the transmission timing signal, “1” is held and output. Is done. Further, “0” is held and output for a delayed transmission timing signal in which the delay time in the delay circuit Di is longer than the time difference between the reception timing signal and the transmission timing signal.
Here, the delay time ΔT × i in the delay circuit Di in which the outputs of the latch circuits L1 to Ln change from “1” to “0” becomes the total delay time (delay time) Tt shown in Expression (1). .

遅延時間測定回路7で測定された総遅延時間Ttは、距離演算回路8に出力される。距離演算回路8では、総遅延時間Ttから前述した既知の遅延時間T1、T3、T5、T6および折り返し時間T4が減算され、伝搬時間T2が演算される。さらに、伝搬時間T2と電波の伝搬速度(30万km/秒)とに基づいて、第1無線機1と第2無線機2との距離が演算される。   The total delay time Tt measured by the delay time measurement circuit 7 is output to the distance calculation circuit 8. In the distance calculation circuit 8, the above-mentioned known delay times T1, T3, T5, T6 and the turnaround time T4 are subtracted from the total delay time Tt to calculate the propagation time T2. Furthermore, the distance between the first radio device 1 and the second radio device 2 is calculated based on the propagation time T2 and the propagation speed of radio waves (300,000 km / sec).

この発明の実施の形態1に係る無線通信装置によれば、遅延時間測定回路7が並列に接続されて互いに遅延特性の異なる遅延回路D1〜Dnを有し、各遅延回路D1〜Dnから出力された遅延送信タイミング信号を、受信タイミング信号で保持することによって総遅延時間Ttを測定し、既知の遅延時間T1、T3、T5、T6および折り返し時間T4が減算されることで、無線機間の伝搬時間T2が演算される。
そのため、総遅延時間Ttおよび伝搬時間T2の測定に基準タイマが関与しておらず、同期処理を不要にすることができる。
また、遅延回路D1〜Dnを用いて総遅延時間Ttを測定することにより、高周波で動作する基準タイマを搭載する必要がないので、消費電力を増大させることなく高精度に総遅延時間Ttを測定することができる。
According to the wireless communication apparatus according to the first embodiment of the present invention, the delay time measurement circuit 7 includes delay circuits D1 to Dn that are connected in parallel and have different delay characteristics, and are output from the delay circuits D1 to Dn. The total delay time Tt is measured by holding the delayed transmission timing signal as a reception timing signal, and the known delay times T1, T3, T5, T6 and the turn-back time T4 are subtracted to propagate between the radios. Time T2 is calculated.
Therefore, the reference timer is not involved in the measurement of the total delay time Tt and the propagation time T2, and the synchronization process can be made unnecessary.
Further, by measuring the total delay time Tt using the delay circuits D1 to Dn, it is not necessary to mount a reference timer that operates at a high frequency, so the total delay time Tt is measured with high accuracy without increasing power consumption. can do.

また、この発明の実施の形態1に係る無線通信装置によれば、送信信号と受信信号とにそれぞれ異なる無線周波数を使用することにより、同一周波数を使用した場合に問題となる壁や柱といった構造物等による送信信号の反射信号と受信信号との混信(干渉)を回避し、電波干渉による距離測定精度の低下を防止できる利点がある。
すなわち、反射信号は送信信号と同一周波数であり、受信信号は送信信号と異なる周波数であるから、両者を明確に分離することが可能である。
In addition, according to the wireless communication apparatus according to the first embodiment of the present invention, by using different radio frequencies for the transmission signal and the reception signal, structures such as walls and pillars that are problematic when the same frequency is used. There is an advantage that interference (interference) between a reflected signal of a transmission signal and a reception signal due to an object or the like can be avoided, and a decrease in distance measurement accuracy due to radio wave interference can be prevented.
That is, since the reflected signal has the same frequency as the transmission signal and the reception signal has a different frequency from the transmission signal, it is possible to clearly separate the two.

実施の形態2.
上記実施の形態1では、遅延時間測定回路7のラッチ回路L1〜Lnは、各遅延回路D1〜Dnから出力された遅延送信タイミング信号を、受信回路5からの受信タイミング信号で保持するとしたが、これに限定されず、ラッチ回路L1〜Lnは、受信タイミング信号を遅延送信タイミング信号で保持してもよい。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the latch circuits L1 to Ln of the delay time measurement circuit 7 hold the delayed transmission timing signals output from the delay circuits D1 to Dn as the reception timing signals from the reception circuit 5, Without being limited thereto, the latch circuits L1 to Ln may hold the reception timing signal as a delayed transmission timing signal.

図4は、この発明の実施の形態2に係る無線通信装置の遅延時間測定回路7Aを詳細に示すブロック図である。
図4において、ラッチ回路L1〜Lnは、受信回路5からの受信タイミング信号を各遅延回路D1〜Dnから出力された遅延送信タイミング信号で保持して、保持した値を距離演算回路8に出力する。
ここで、受信タイミング信号は、ΔT×2のパルス幅を有するとする。
その他の構成については、前述の実施の形態1と同様であり、その説明は省略する。
FIG. 4 is a block diagram showing in detail the delay time measuring circuit 7A of the wireless communication apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
In FIG. 4, the latch circuits L1 to Ln hold the reception timing signals from the reception circuit 5 with the delayed transmission timing signals output from the delay circuits D1 to Dn, and output the held values to the distance calculation circuit 8. .
Here, it is assumed that the reception timing signal has a pulse width of ΔT × 2.
Other configurations are the same as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

図5は、図4の遅延時間測定回路7Aによる遅延時間の測定動作を示すタイミングチャートである。なお、実施の形態1と同様の動作については、説明を省略する。
図5において、送信回路3から出力された送信タイミング信号は、各遅延回路D1〜Dnで、それぞれ異なる遅延時間(ΔT、ΔT×2、・・・、ΔT×n)だけ遅延され、遅延送信タイミング信号として各ラッチ回路L1〜Lnに出力される。
受信回路5からの受信タイミング信号は、各ラッチ回路L1〜Lnで、各遅延回路D1〜Dnから出力された遅延送信タイミング信号の立ち上がりによって値が保持される。
FIG. 5 is a timing chart showing a delay time measurement operation by the delay time measurement circuit 7A of FIG. Note that the description of the same operation as in the first embodiment is omitted.
In FIG. 5, the transmission timing signal output from the transmission circuit 3 is delayed by different delay times (ΔT, ΔT × 2,..., ΔT × n) by the delay circuits D1 to Dn. A signal is output to each of the latch circuits L1 to Ln.
The value of the reception timing signal from the reception circuit 5 is held in each latch circuit L1 to Ln by the rise of the delayed transmission timing signal output from each delay circuit D1 to Dn.

すなわち、受信タイミング信号の立ち上がりと、各遅延回路D1〜Dnから出力された遅延送信タイミング信号の立ち上がりとが合致した場合に、「1」が保持されて出力される。その他の場合には、「0」が保持されて出力される。
ここで、ラッチ回路L1〜Lnの出力が、「1」となる遅延回路Diにおける遅延時間ΔT×iが、図1に示した総遅延時間(遅延時間)Ttとなる。
That is, when the rising edge of the reception timing signal matches the rising edge of the delayed transmission timing signal output from each of the delay circuits D1 to Dn, “1” is held and output. In other cases, “0” is held and output.
Here, the delay time ΔT × i in the delay circuit Di in which the outputs of the latch circuits L1 to Ln are “1” is the total delay time (delay time) Tt shown in FIG.

この発明の実施の形態2に係る無線通信装置によれば、遅延時間測定回路7Aが並列に接続されて互いに遅延特性の異なる遅延回路D1〜Dnを有し、受信タイミング信号を各遅延回路D1〜Dnから出力された遅延送信タイミング信号で保持することによって総遅延時間Ttを測定する。
そのため、上記実施の形態1と同様の効果を奏することができる。
According to the wireless communication apparatus according to the second embodiment of the present invention, the delay time measurement circuit 7A is connected in parallel and has the delay circuits D1 to Dn having different delay characteristics, and the reception timing signal is transmitted to each of the delay circuits D1 to Dn. The total delay time Tt is measured by holding the delayed transmission timing signal output from Dn.
Therefore, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

なお、上記実施の形態2では、受信タイミング信号がΔT×2のパルス幅を有するとしたが、受信タイミング信号のパルス幅は、ΔT×2に限定されず、遅延送信タイミング信号によって保持されるのに十分な幅を有していればよい。
この場合も、上記実施の形態2と同様の効果を奏することができる。
In the second embodiment, the reception timing signal has a pulse width of ΔT × 2, but the pulse width of the reception timing signal is not limited to ΔT × 2, and is held by the delayed transmission timing signal. Need only have a sufficient width.
Also in this case, the same effects as those of the second embodiment can be obtained.

実施の形態3.
上記実施の形態1および2では、第1無線機1が1つの第2無線機2に対する距離を測定したが、これに限定されず、第1無線機1は、1回の距離測定信号の送信によって、複数の第2無線機2に対する距離を測定してもよい。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, the first radio 1 measures the distance to one second radio 2. However, the present invention is not limited to this, and the first radio 1 transmits one distance measurement signal. Thus, the distance to the plurality of second radio devices 2 may be measured.

図6は、この発明の実施の形態3に係る無線通信装置の無線機の配置トポロジを示す説明図である。
図6において、第1無線機1の周辺には、3つの第2無線機2a〜2cが配置されている。
ここで、各第2無線機2a〜2cの折り返し回路における折り返し時間は、互いに異なる値が設定されており、それぞれ折り返し時間T4a、T4b、T4cとする。また、第1無線機1から各第2無線機2a〜2cまでの距離測定信号あるいは折り返し信号の伝搬に要する時間を、それぞれ伝搬時間T2a、T2b、T2cとする。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the arrangement topology of the radios of the radio communication apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
In FIG. 6, three second radio devices 2 a to 2 c are arranged around the first radio device 1.
Here, the folding times in the folding circuits of the second radio devices 2a to 2c are set to values different from each other, and are set to the folding times T4a, T4b, and T4c, respectively. In addition, the time required for propagation of the distance measurement signal or the return signal from the first wireless device 1 to each of the second wireless devices 2a to 2c is defined as propagation times T2a, T2b, and T2c, respectively.

図7は、この発明の実施の形態3に係る無線通信装置を示すブロック図である。ここでは、第1無線機1および第2無線機2aを示している。
図7において、折り返し回路11aには、折り返し時間T4aが設定されている。
なお、第2無線機2b、2cについても図7と同様の構成を有しており、それぞれの折り返し回路には、個別の折り返し時間T4b、T4cが設定されている。
その他の構成については、前述の実施の形態1と同様であり、その説明は省略する。
FIG. 7 is a block diagram showing a wireless communication apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. Here, the first radio device 1 and the second radio device 2a are shown.
In FIG. 7, a folding time T4a is set in the folding circuit 11a.
The second radio devices 2b and 2c have the same configuration as that shown in FIG. 7, and individual return times T4b and T4c are set in the respective return circuits.
Other configurations are the same as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

以下、図6および図7とともに、図8を参照しながら、この発明の実施の形態3に係る無線通信装置の動作について説明する。なお、実施の形態1と同様の動作については、説明を省略する。
図8は、この発明の実施の形態3による遅延時間の測定動作を示すタイミングチャートである。
図8において、第1無線機1から送信された距離測定信号は、各第2無線機2a〜2cで受信される。各第2無線機2a〜2cで受信された距離測定信号は、折り返し回路でそれぞれ異なる折り返し時間T4a、T4b、T4cを経た後に折り返し信号として送信回路12に出力され、第1無線機1に送信される。
なお、折り返し時間T4a、T4b、T4cは、各第2無線機2a〜2cの折り返し信号が重複しないように、互いに十分なタイミングマージンを持って設定されている。
Hereinafter, the operation of the wireless communication apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. 8 together with FIG. 6 and FIG. Note that the description of the same operation as in the first embodiment is omitted.
FIG. 8 is a timing chart showing a delay time measurement operation according to the third embodiment of the present invention.
In FIG. 8, the distance measurement signal transmitted from the first radio device 1 is received by each of the second radio devices 2a to 2c. The distance measurement signals received by each of the second radio devices 2a to 2c are output to the transmission circuit 12 as a return signal after passing through different return times T4a, T4b, and T4c in the return circuit, and transmitted to the first radio device 1. The
The return times T4a, T4b, and T4c are set with sufficient timing margins so that the return signals of the second radio devices 2a to 2c do not overlap.

ここで、第1無線機1の距離測定信号の送信から第2無線機2aの折り返し信号の受信までの総遅延時間Ttaは、次式(2)で表される。   Here, the total delay time Tta from the transmission of the distance measurement signal of the first wireless device 1 to the reception of the return signal of the second wireless device 2a is expressed by the following equation (2).

Tta=T1+T2a×2+T3+T4a+T5+T6・・・(2)     Tta = T1 + T2a × 2 + T3 + T4a + T5 + T6 (2)

また、同様にして、第1無線機1の距離測定信号の送信から第2無線機2b、2cの折り返し信号の受信までの総遅延時間Ttb、Ttcは、次式(3)、(4)で表される。   Similarly, total delay times Ttb and Ttc from the transmission of the distance measurement signal of the first radio 1 to the reception of the return signals of the second radios 2b and 2c are expressed by the following equations (3) and (4). expressed.

Ttb=T1+T2b×2+T3+T4b+T5+T6・・・(3)
Ttc=T1+T2c×2+T3+T4c+T5+T6・・・(4)
Ttb = T1 + T2b × 2 + T3 + T4b + T5 + T6 (3)
Ttc = T1 + T2c × 2 + T3 + T4c + T5 + T6 (4)

なお、式(2)〜式(4)において、伝搬時間T2a、T2b、T2c以外の値は、前述のように装置仕様として全て既知の値である。   In the equations (2) to (4), values other than the propagation times T2a, T2b, and T2c are all known values as device specifications as described above.

また、遅延時間測定回路7は、各遅延回路D1〜Dnから出力される遅延送信タイミング信号と、各第2無線機2a〜2cからの折り返し信号の受信タイミングで出力される受信タイミング信号とを用いて、上記実施の形態1、2の場合と同様にして、総遅延時間Tta、Ttb、Ttcを測定する。   The delay time measurement circuit 7 uses the delayed transmission timing signal output from each of the delay circuits D1 to Dn and the reception timing signal output at the reception timing of the return signal from each of the second radio devices 2a to 2c. Thus, the total delay times Tta, Ttb, and Ttc are measured in the same manner as in the first and second embodiments.

遅延時間測定回路7で測定されたこれらの総遅延時間Tta、Ttb、Ttcは、距離演算回路8に出力される。距離演算回路8では、総遅延時間Tta、Ttb、Ttcから前述した既知の遅延時間T1、T3、T5、T6およびそれぞれ異なる折り返し時間T4a、T4b、T4cが減算され、伝搬時間T2a、T2b、T2cが演算される。さらに、伝搬時間T2a、T2b、T2cと電波の伝搬速度(30万km/秒)とに基づいて、第1無線機1と各第2無線機2a〜2cとの距離が演算される。   These total delay times Tta, Ttb, and Ttc measured by the delay time measurement circuit 7 are output to the distance calculation circuit 8. In the distance calculation circuit 8, the known delay times T1, T3, T5, T6 and the different folding times T4a, T4b, T4c are subtracted from the total delay times Tta, Ttb, Ttc, respectively, and propagation times T2a, T2b, T2c are obtained. Calculated. Furthermore, the distance between the first radio 1 and each of the second radios 2a to 2c is calculated based on the propagation times T2a, T2b, T2c and the radio wave propagation speed (300,000 km / sec).

この発明の実施の形態3に係る無線通信装置によれば、各第2無線機2a〜2cの折り返し回路にそれぞれ異なる折り返し時間T4a、T4b、T4cを設定することにより、第1無線機1からの1回の距離測定信号の送信によって、複数の第2無線機2a〜2cとの距離を時分割で測定することができる。   According to the wireless communication apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, by setting different return times T4a, T4b, and T4c in the return circuits of the second wireless devices 2a to 2c, the first wireless device 1 By transmitting the distance measurement signal once, the distance from the plurality of second radio devices 2a to 2c can be measured in a time division manner.

なお、上記実施の形態3では、第2無線機2が3つである場合について説明したが、これに限定されず、第2無線機2は、2つであってもよいし、4つ以上であってもよい。
この場合も、各第2無線機2からの折り返し信号が重複しないように折り返し時間T4を設定することにより、1回の距離測定信号の送信によって、複数の第2無線機2に対する距離を測定することができる。
In the third embodiment, the case where there are three second radio devices 2 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the number of second radio devices 2 may be two, or four or more. It may be.
Also in this case, by setting the turn-back time T4 so that the turn-back signals from the second radio devices 2 do not overlap, the distance to the plurality of second radio devices 2 is measured by transmitting the distance measurement signal once. be able to.

実施の形態4.
無線センサノード(無線機)等の近距離無線技術を応用したネットワークシステムにおいては、無線センサノードが自身の設置位置を検出することが重要である。その方法として、無線センサノードは、設置位置が既知である3つ以上の無線機との距離を測定し、三点測位にて自身の設置位置を確定している。
しかしながら、無線通信においては、電波の減衰や干渉の影響により、遅延時間と実際の無線機間の距離とが一致しなくなる場合が考えられる。
Embodiment 4 FIG.
In a network system using short-range wireless technology such as a wireless sensor node (wireless device), it is important that the wireless sensor node detects its own installation position. As a method, the wireless sensor node measures the distance from three or more wireless devices whose installation positions are known, and determines its own installation position by three-point positioning.
However, in wireless communication, there may be a case where the delay time and the actual distance between the wireless devices do not match due to radio wave attenuation or interference.

上記実施の形態1〜3では、遅延時間測定回路7から出力される総遅延時間Ttのみを用いて第1無線機1と第2無線機2との距離を測定したが、上記のように遅延時間と実際の無線機間の距離とが一致しなくなる場合が考えられる。
そのため、第1無線機1は、総遅延時間Ttに加えて、電波強度に基づいて第2無線機2との通信品質を判定し、通信品質を考慮して第2無線機2との距離を演算することが望ましい。
In the first to third embodiments, the distance between the first radio device 1 and the second radio device 2 is measured using only the total delay time Tt output from the delay time measurement circuit 7, but the delay is as described above. There may be a case where the time and the actual distance between the radios do not match.
Therefore, the first wireless device 1 determines the communication quality with the second wireless device 2 based on the radio wave intensity in addition to the total delay time Tt, and considers the communication quality and determines the distance to the second wireless device 2. It is desirable to calculate.

図9は、この発明の実施の形態4に係る無線通信装置の無線機の配置トポロジを示す説明図である。
図9において、第1無線機1Aの周辺には、5つの第2無線機2d〜2hが配置されている。ここで、各第2無線機2d〜2hの設置位置は、それぞれ既知とする。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the arrangement topology of the radios of the radio communication apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
In FIG. 9, five second radio devices 2d to 2h are arranged around the first radio device 1A. Here, it is assumed that the installation positions of the second wireless devices 2d to 2h are already known.

図10は、この発明の実施の形態4に係る無線通信装置を示すブロック図である。ここでは、第1無線機1Aおよび第2無線機2dを示している。
なお、第2無線機2e〜2hについても図10と同様の構成を有している。また、第2無線機2d〜2hは、少なくとも3つ以上設けられている。
FIG. 10 is a block diagram showing a wireless communication apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. Here, the first radio device 1A and the second radio device 2d are shown.
The second radio devices 2e to 2h have the same configuration as that in FIG. In addition, at least three second radio devices 2d to 2h are provided.

図10において、第1無線機1Aの受信回路5Aは、各第2無線機2d〜2hからの折り返し信号の電波強度を測定する電波強度測定手段(図示せず)を含んでいる。
また、第1無線機1Aは、図1に示した距離演算回路8に代えて、距離演算・通信品質判定回路(距離演算手段、通信品質判定手段)14を含んでいる。
In FIG. 10, the receiving circuit 5A of the first radio device 1A includes radio wave intensity measuring means (not shown) for measuring the radio wave strength of the return signals from the second radio devices 2d to 2h.
The first radio 1A includes a distance calculation / communication quality determination circuit (distance calculation means, communication quality determination means) 14 instead of the distance calculation circuit 8 shown in FIG.

距離演算・通信品質判定回路14は、遅延時間測定回路7で測定された総遅延時間Ttに基づいて、第1無線機1Aと各第2無線機2d〜2hとの距離を演算する。また、受信回路5Aで測定された電波強度に基づいて、各第2無線機2d〜2hとの通信品質(総遅延時間の信頼度)を判定する。
また、距離演算・通信品質判定回路14は、自身の位置を同定する位置同定手段(図示せず)をさらに含んでいる。
The distance calculation / communication quality determination circuit 14 calculates the distance between the first radio 1A and each of the second radios 2d to 2h based on the total delay time Tt measured by the delay time measurement circuit 7. Further, the communication quality (reliability of the total delay time) with each of the second wireless devices 2d to 2h is determined based on the radio wave intensity measured by the receiving circuit 5A.
The distance calculation / communication quality determination circuit 14 further includes position identification means (not shown) for identifying its own position.

位置同定手段は、第2無線機2d〜2hのうちから、通信品質が所定条件を満たす3つの無線機を選択し、選択された各第2無線機2d〜2hとの遅延時間を用いて三点測位を実行し、自身の位置を同定する。
なお、位置同定手段は、電波強度が任意に設定される所定強度以上である場合に、上記の所定条件を満たすと判定し、あるいは、電波強度の変動量が任意に設定される所定変動量以下である場合に、上記の所定条件を満たすと判定する。
その他の構成については、前述の実施の形態1と同様であり、その説明は省略する。
The position identification means selects three radio devices whose communication quality satisfies a predetermined condition from the second radio devices 2d to 2h, and uses the delay time with each selected second radio device 2d to 2h. Perform point positioning and identify your position.
The position identifying means determines that the above predetermined condition is satisfied when the radio wave intensity is equal to or greater than a predetermined intensity that is set arbitrarily, or the radio wave intensity fluctuation amount is equal to or less than a predetermined fluctuation amount that is arbitrarily set. When it is, it determines with satisfy | filling said predetermined conditions.
Other configurations are the same as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

以下、図9および図10とともに、図11のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態4による通信品質の判定動作について説明する。
まず、送信回路3は、各第2無線機2d〜2hに対して電波強度を測定するために距離測定信号を送信する(ステップS21)。
続いて、受信回路5Aは、距離測定信号が各第2無線機2d〜2hで折り返された折り返し信号を受信して(ステップS22)、折り返し信号受信時の電波強度を測定する(ステップS23)。
The communication quality determination operation according to the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the flowchart of FIG. 11 together with FIGS.
First, the transmission circuit 3 transmits a distance measurement signal to measure the radio field intensity to each of the second radio devices 2d to 2h (step S21).
Subsequently, the receiving circuit 5A receives a return signal obtained by returning the distance measurement signal by each of the second radio devices 2d to 2h (step S22), and measures the radio wave intensity when the return signal is received (step S23).

続いて、距離演算・通信品質判定回路14は、折り返し信号の受信回数が規定回数に達したか否かを判定する(ステップS24)。
すなわち、電波干渉が強い場合には、折り返し信号の電波強度の変動が大きくなることが想定される。そのため、距離演算・通信品質判定回路14は、複数回の電波強度を測定し、電波強度の変動量を用いて各第2無線機2d〜2hとの通信品質を判定する。
Subsequently, the distance calculation / communication quality determination circuit 14 determines whether or not the number of receptions of the return signal has reached the specified number (step S24).
That is, when the radio wave interference is strong, it is assumed that the fluctuation of the radio wave intensity of the return signal becomes large. Therefore, the distance calculation / communication quality determination circuit 14 measures the radio field intensity a plurality of times, and determines the communication quality with each of the second radio devices 2d to 2h using the fluctuation amount of the radio field intensity.

ステップS24において、受信回数が規定回数に達した(すなわち、Yes)と判定された場合には、測定した電波強度に基づいて、各第2無線機2d〜2hとの通信品質を判定する(ステップS25)。
続いて、遅延時間測定回路7は、上記実施の形態1、2の場合と同様にして、第1無線機1Aの距離測定信号の送信から、各第2無線機2d〜2hの折り返し信号の受信までの総遅延時間Ttを測定し(ステップS26)、図11の処理を終了する。
If it is determined in step S24 that the number of receptions has reached the specified number (that is, Yes), the communication quality with each of the second radio devices 2d to 2h is determined based on the measured radio field intensity (step S24). S25).
Subsequently, the delay time measurement circuit 7 receives the return signals of the second radio devices 2d to 2h from the transmission of the distance measurement signal of the first radio device 1A in the same manner as in the first and second embodiments. Until the total delay time Tt is measured (step S26), and the process of FIG.

一方、ステップS24において、受信回数が規定回数に達していない(すなわち、No)と判定された場合には、再びステップS21に戻る。   On the other hand, if it is determined in step S24 that the number of receptions has not reached the specified number (that is, No), the process returns to step S21 again.

続いて、図9〜図11とともに、図12を参照しながら、この発明の実施の形態4による位置同定手段の位置同定動作について説明する。
図12は、図9の各第2無線機2d〜2hについて、上記の通信品質を判定した場合の判定結果を示す説明図である。
図12において、最低電波強度は、送信時の電波強度に対する受信時の電波強度の比を百分率で示したものであり、電波強度変動量は、送信時の電波強度に対する受信時の電波強度の変動量(最大値と最小値との差分)を百分率で示したものである。
Subsequently, the position identifying operation of the position identifying unit according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 11 and FIG.
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a determination result when the communication quality is determined for each of the second radio devices 2d to 2h in FIG.
In FIG. 12, the minimum radio field intensity is a ratio of the radio field intensity at the time of reception to the radio field intensity at the time of transmission, and the radio field intensity fluctuation amount is the fluctuation of the radio field intensity at the time of reception with respect to the radio field intensity at the time of transmission. The quantity (difference between the maximum and minimum values) is expressed as a percentage.

まず、位置同定手段は、最低電波強度が所定強度(例えば、50%)以上であるか否かを判定する。
図12において、第2無線機2gの電波強度が30%と所定強度よりも低いので、位置同定手段は、第2無線機2gが所定条件を満たしていないと判定する。
また、位置同定手段は、電波強度変動量が所定変動量(例えば、30%)以下であるか否かを判定する。
図12において、第2無線機2eの電波強度変動量が40%と所定変動量よりも高いので、位置同定手段は、第2無線機2eが所定条件を満たしていないと判定する。
First, the position identifying means determines whether or not the minimum radio field intensity is a predetermined intensity (for example, 50%) or more.
In FIG. 12, since the radio field intensity of the second radio 2g is 30%, which is lower than the predetermined intensity, the position identifying unit determines that the second radio 2g does not satisfy the predetermined condition.
In addition, the position identification unit determines whether or not the radio field intensity fluctuation amount is a predetermined fluctuation amount (for example, 30%) or less.
In FIG. 12, since the radio field intensity fluctuation amount of the second radio device 2e is 40%, which is higher than the predetermined fluctuation amount, the position identification unit determines that the second radio device 2e does not satisfy the predetermined condition.

上記の判定結果より、位置同定手段は、上記の所定条件を満たす第2無線機2d、2f、2hを選択し、第2無線機2d、2f、2hに対する遅延時間を用いて位置を同定する。
すなわち、図12において、第2無線機2d、2f、2hとの距離測定値を用いて三点測位を実行して、自身の位置を同定する。
Based on the determination result, the position identification unit selects the second radio devices 2d, 2f, and 2h that satisfy the predetermined condition, and identifies the position using the delay time for the second radio devices 2d, 2f, and 2h.
That is, in FIG. 12, the three-point positioning is executed using the distance measurement values with the second radio devices 2d, 2f, and 2h to identify the position of itself.

この発明の実施の形態4に係る無線通信装置によれば、位置同定手段が通信品質に基づいて3つの第2無線機2d〜2hを選択し、選択された各第2無線機2d〜2hとの遅延時間を用いて三点測位を実行することにより、自身の位置を同定する。
そのため、電波の減衰や干渉の影響によって遅延時間と実際の無線機間の距離とが一致していないと考えられる第2無線機2d〜2hを除くことができ、測定誤差が少なく精度の高い位置同定を行うことができる。
According to the wireless communication apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, the position identification unit selects the three second wireless devices 2d to 2h based on the communication quality, and the selected second wireless devices 2d to 2h By executing the three-point positioning using the delay time, the position of itself is identified.
Therefore, it is possible to exclude the second wireless devices 2d to 2h, which are considered to have a delay time that does not match the actual distance between the wireless devices due to the attenuation of radio waves or interference. Identification can be performed.

なお、上記実施の形態1〜4において、第1無線機1および第2無線機2は、それぞれ送信アンテナ4、13および受信アンテナ6、10を含んでいるとして説明したが、これに限定されない。
距離測定信号と折り返し信号とで同一周波数帯の電波が用いられる場合には、送信アンテナおよび受信アンテナを一体化して送受信アンテナとしてもよい。
すなわち、図13に示すように、第1無線機1Bは、送受信アンテナ15を有しており、第2無線機2Bは、送受信アンテナ16を有していてもよい。
この場合も、同一周波数帯内において、送信信号、受信信号に異なる周波数チャネルを割り当てることにより、上記実施の形態1〜4と同様の効果を奏することができる。
In the first to fourth embodiments, the first radio device 1 and the second radio device 2 have been described as including the transmission antennas 4 and 13 and the reception antennas 6 and 10, respectively. However, the present invention is not limited to this.
When radio waves in the same frequency band are used for the distance measurement signal and the return signal, the transmission antenna and the reception antenna may be integrated into a transmission / reception antenna.
That is, as shown in FIG. 13, the first radio 1 </ b> B may have a transmission / reception antenna 15, and the second radio 2 </ b> B may have a transmission / reception antenna 16.
Also in this case, the same effect as in the first to fourth embodiments can be obtained by assigning different frequency channels to the transmission signal and the reception signal within the same frequency band.

この発明の実施の形態1に係る無線通信装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the radio | wireless communication apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1の遅延時間測定回路を詳細に示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating in detail a delay time measurement circuit in FIG. 1. 図2の遅延時間測定回路による遅延時間の測定動作を示すタイミングチャートである。3 is a timing chart showing a delay time measurement operation by the delay time measurement circuit of FIG. 2. この発明の実施の形態2に係る無線通信装置の遅延時間測定回路を詳細に示すブロック図である。It is a block diagram which shows in detail the delay time measuring circuit of the radio | wireless communication apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図4の遅延時間測定回路による遅延時間の測定動作を示すタイミングチャートである。5 is a timing chart showing a delay time measurement operation by the delay time measurement circuit of FIG. 4. この発明の実施の形態3に係る無線通信装置の無線機の配置トポロジを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement | positioning topology of the radio | wireless machine of the radio | wireless communication apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3に係る無線通信装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the radio | wireless communication apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3による遅延時間の測定動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the measurement operation of the delay time by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に係る無線通信装置の無線機の配置トポロジを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement | positioning topology of the radio | wireless machine of the radio | wireless communication apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4に係る無線通信装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the radio | wireless communication apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4による通信品質の判定動作を示すフローチャートを参照である。Reference is made to a flowchart showing a communication quality determination operation according to Embodiment 4 of the present invention. 図9の各第2無線機について、通信品質を判定した場合の判定結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the determination result at the time of determining communication quality about each 2nd radio | wireless machine of FIG. この発明の実施の形態1〜4に係る無線通信装置を示す別のブロック図である。It is another block diagram which shows the radio | wireless communication apparatus which concerns on Embodiment 1-4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、1A、1B 第1無線機、2、2a〜2h、2B 第2無線機、3 送信回路(送信手段)、5 受信回路(受信手段)、5A 受信回路(受信手段、強度検出手段)、7、7A 遅延時間測定回路(遅延時間測定手段)、8 距離演算回路(距離演算手段)、11、11a 折り返し回路(折り返し手段)、14 距離演算・通信品質判定回路(距離演算手段、通信品質判定手段)、D1〜Dn 遅延回路(遅延素子)、Tt 総遅延時間(遅延時間)。   1, 1A, 1B 1st radio, 2, 2a to 2h, 2B 2nd radio, 3 transmission circuit (transmission means), 5 reception circuit (reception means), 5A reception circuit (reception means, intensity detection means), 7, 7A Delay time measurement circuit (delay time measurement means), 8 Distance calculation circuit (distance calculation means), 11, 11a Folding circuit (folding means), 14 Distance calculation / communication quality judgment circuit (distance calculation means, communication quality judgment) Means), D1 to Dn delay circuit (delay element), Tt total delay time (delay time).

Claims (7)

互いに無線通信する第1無線機と第2無線機とを備え、
前記第1無線機は、
前記第2無線機に対して送信信号を送信するとともに、前記送信信号の送信タイミングで送信タイミング信号を出力する送信手段と、
前記送信信号が前記第2無線機で折り返された受信信号を受信するとともに、前記受信信号の受信タイミングで受信タイミング信号を出力する受信手段と、
前記送信タイミング信号および前記受信タイミング信号に応答して、前記送信タイミング信号に対する前記受信タイミング信号の時間差を遅延時間として測定する遅延時間測定手段と、
前記遅延時間に基づいて、前記第1無線機と前記第2無線機との距離を演算する距離演算手段とを含み、
前記遅延時間測定手段は、並列に接続され互いに遅延特性の異なる複数の遅延素子を有し、前記送信タイミング信号を前記複数の遅延素子を介して遅延させた遅延送信タイミング信号と、前記受信タイミング信号とを用いて前記遅延時間を測定することを特徴とする無線通信装置。
A first wireless device and a second wireless device that wirelessly communicate with each other;
The first radio is
A transmission means for transmitting a transmission signal to the second radio and outputting a transmission timing signal at a transmission timing of the transmission signal;
Receiving means for receiving a reception signal returned by the second radio device and outputting a reception timing signal at a reception timing of the reception signal;
In response to the transmission timing signal and the reception timing signal, a delay time measuring unit that measures a time difference between the reception timing signal and the transmission timing signal as a delay time;
A distance calculating means for calculating a distance between the first radio and the second radio based on the delay time;
The delay time measuring means includes a plurality of delay elements connected in parallel and having different delay characteristics, a delayed transmission timing signal obtained by delaying the transmission timing signal via the plurality of delay elements, and the reception timing signal And measuring the delay time using a wireless communication device.
前記遅延時間測定手段は、前記受信タイミング信号を用いて前記遅延送信タイミング信号を保持することにより、前記遅延時間を測定することを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。   The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the delay time measuring unit measures the delay time by holding the delayed transmission timing signal using the reception timing signal. 前記遅延時間測定手段は、前記遅延送信タイミング信号を用いて前記受信タイミング信号を保持することにより、前記遅延時間を測定することを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。   The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the delay time measuring unit measures the delay time by holding the reception timing signal using the delayed transmission timing signal. 前記第2無線機は、複数設けられるとともに、各第2無線機は、個別の折り返し時間で前記送信信号を折り返し送信する折り返し手段を含み、
前記折り返し時間は、前記各第2無線機毎に異なる値が設定されていることを特徴とする請求項1から請求項3までの何れか1項に記載の無線通信装置。
A plurality of the second radio devices are provided, and each second radio device includes a return means for returning and transmitting the transmission signal at an individual return time,
4. The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein a different value is set for each of the second wireless devices as the return time. 5.
前記第2無線機は、少なくとも3つ以上設けられ、
前記受信手段は、前記受信信号の電波強度を測定する電波強度測定手段をさらに含み、
前記距離演算手段は、前記電波強度に基づいてそれぞれの第2無線機との通信品質を判定する通信品質判定手段と、自身の位置を同定する位置同定手段とをさらに含み、
前記位置同定手段は、
前記通信品質が所定条件を満たす第2無線機を選択し、前記選択された第2無線機との遅延時間を用いた三点測位に基づき、自身の位置を同定することを特徴とする請求項1から請求項4までの何れか1項に記載の無線通信装置。
There are at least three second radio units,
The receiving means further includes radio wave intensity measuring means for measuring the radio wave intensity of the received signal,
The distance calculation means further includes communication quality determination means for determining communication quality with each second radio based on the radio field intensity, and position identification means for identifying its own position,
The position identification means includes
2. A second radio having the communication quality satisfying a predetermined condition is selected, and its own position is identified based on three-point positioning using a delay time with the selected second radio. The wireless communication device according to any one of claims 1 to 4.
前記位置同定手段は、前記電波強度が所定強度以上である場合に、前記所定条件を満たすと判定することを特徴とする請求項5に記載の無線通信装置。   The wireless communication apparatus according to claim 5, wherein the position identification unit determines that the predetermined condition is satisfied when the radio wave intensity is equal to or higher than a predetermined intensity. 前記位置同定手段は、前記電波強度の変動量が所定変動量以下である場合に、前記所定条件を満たすと判定することを特徴とする請求項5または6に記載の無線通信装置。   The wireless communication apparatus according to claim 5 or 6, wherein the position identification unit determines that the predetermined condition is satisfied when a fluctuation amount of the radio wave intensity is equal to or less than a predetermined fluctuation amount.
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