JP2008085558A5

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Publication number: JP2008085558A5
Application number: JP2006262104A
Authority: JP
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2026-09-27

Claims

直接拡散が施された間欠的なパルス信号からなる送信信号を受信する受信装置において、
前記送信信号の公称のパルス繰返し周波数と同じ周波数又は整数倍の周波数、かつパルス幅の逆数未満の周波数で、タイミングを時間分解能Δｔ毎ずらしながら受信信号のアナログディジタル変換を複数回行い、前記複数回のアナログディジタル変換の結果から生成される観測データを保存領域に保存する波形観測部と、
前記保存された前記受信信号の観測データを基に、前記受信信号に含まれる最も時間的に早く到来する第一パスの到来時間を推定する第一パス推定部、
を有することを特徴とする受信装置。
請求項１において、
前記波形観測部における観測データは、
各測定タイミング毎の、前記アナログディジタル変換後のデータを前記送信信号に施された拡散符号に対応するタップ係数をもつマッチトフィルタ処理を行って得られる前記マッチトフィルタの出力のピーク値である波形データと、該ピーク値の出力時間を含む、
ことを特徴とする受信装置。
請求項１において、
前記波形観測部における観測データは、
各測定タイミング毎の、前記アナログディジタル変換後のデータを前記送信信号に施された拡散符号に対応するタップ係数をもつマッチトフィルタ処理を行って得られる前記マッチトフィルタの出力のピーク値を含む上位の複数個の波形データ値と、これら各波形データ値の出力時間を含む、
ことを特徴とする受信装置。
請求項１において、
前記第一パス推定部は、
前記観測データの大きさが予め設定された閾値を越えた、最も到来時間の早い前記観測データを第一パス信号と判定する、
ことを特徴とする受信装置。
請求項２において、
前記第一パス推定部は、
前記保存された前記波形データの各ピーク値の出力時間と復調されるパス信号の時間との時間差をそれぞれ求め、
前記時間差から、それぞれの前記波形データに対応する到来時間を求める、
ことを特徴とする受信装置。
請求項５において、
前記受信装置は、受信信号に当該受信装置のクロックを追従させる同期追跡部を有し、
前記第一パス推定部は、
該同期追跡部から前記送信信号の送信元である送信装置と当該受信装置の間の周波数偏差を推定し、該周波数偏差結果を用いて、前記到来時間の計算を補正する、
ことを特徴とする受信装置。
請求項２において、
前記第一パス推定部は、出力時間計算部、閾値比較部、及び最小値検出部から構成されて成り、
前記出力時間計算部は、受信同期信号を用いて、前記複数個の波形データM(１〜K)と、該波形データのピーク値の出力時間P(１〜K)のそれぞれの到来時間データT(N)と復調パス信号との出力時間差を計算し、
前記閾値比較部は、前記波形データM(１〜K)と所定の閾値THとの比較を行い、M(N)>THを満たす時に、到来時間データT(N)を出力し、
前記最小値検出部は、前記到来時間データT(N)の最小値を第一パスと推定する、
ことを特徴とする受信装置。
請求項７において、
前記第一パス推定部は、閾値計算部を有して成り、
前記閾値計算部は、前記閾値THを、前記保存領域に保存された出力時間P(１〜K)から求める
ことを特徴とする受信装置。
請求項８において、
前記閾値計算部は、前記閾値THを、次式により求める、
TH = (M(１〜K)の最大値)/A
（但し、Aは定数）
ことを特徴とする受信装置。
請求項７において、
前記出力時間計算部は、時間計測部、出力時間差計算部、及び時間位相変換部を備えて成り、
前記時間計測部は、前記受信同期信号が入力される時間を計測し、
前記出力時間差計算部は、前記入力時間の計測結果と前記出力時間P(１〜K)を用いて、前記受信同期信号と、それぞれの前記データM(１〜K)が到来した時間差T(１〜K)を計算し、
前記時間位相変換部は、前記時間差T(１〜K)を拡散パルス列の到来時間データT(N)に変換する、
ことを特徴とする受信装置。
請求項１０において、
前記時間位相変換部は、パルス間隔をTc、拡散符号長をNsとしたとき、次式に基づいて前記時間差T(１〜K)を拡散パルス列の到来時間データT(N)に変換する
mod(T(１〜K)、Tc×Ns)
（但し、mod(a,b)はaをbで割った余り）
ことを特徴とする受信装置。
請求項１において、
送受信信号がUWB-IRであり、
前記受信信号のアナログディジタル変換を順次シフトするタイミングΔｔは、前記UWB-IRのパルス幅ＷTPよりも小さな値である、
ことを特徴とする受信装置。
請求項７において、
前記受信信号の復調・同期追跡の処理を行なうと共に前記受信同期信号を生成する復調・同期追跡部を有して成る、
ことを特徴とする受信装置。
測位信号を送信する端末と、基準信号を送信する基準局と、前記測位信号及び前記基準信号を受信する複数の基地局と、前記端末の位置を算出する測位サーバと、前記基地局と前記測位サーバを接続するネットワーク、とを有して成り、
前記各基地局は、
直接拡散が施された間欠的なパルス信号からなる送信信号を受信し、
前記送信信号の公称のパルス繰返し周波数と同じ周波数又は整数倍の周波数、かつパルス幅の逆数未満の周波数で、タイミングを時間分解能Δｔ毎ずらしながら受信信号のアナログディジタル変換を複数回行い、前記複数回のアナログディジタル変換の結果から生成される各タイミングにおけるピーク値を前記受信信号の観測データとして保存領域に保存する波形観測部と、
前記保存された前記複数の観測データの到来時間に基づき、前記受信信号で最も時間的に早く到来する第一パスの到来時間を推定する第一パス推定部と、
クロック信号を用いて前記測位信号と前記基準信号とを受信した受信時間差を各受信信号の第一パスの到来時間を基に計測する時間差計測部と、
該受信時間差を含む時間情報を前記測位サーバに送信する送信部、とを有して成り、
前記測位サーバは、前記各基地局から送信された前記時間に基づいて前記端末の位置を算出する位置計算部を備えて成る、
ことを特徴とする測位システム。
請求項１４において、
前記波形観測部における観測データは、
測定タイミング毎の、前記アナログディジタル変換後のデータを前記送信信号に施された拡散符号に対応するタップ係数をもつマッチトフィルタ処理を行って得られる前記マッチトフィルタ出力のピーク値である波形データと、該ピーク値の出力時間を含み、
前記波形データのピーク値の出力時間を到来時間に並び替え、該到来時間のデータを基に前記受信信号で最も時間的に早く到来する第一パスの到来時間を推定する
ことを特徴とする測位システム。
請求項１４において、
前記各基地局の前記第一パス推定部は、
予め設定された閾値を越えた最も到来時間の早い前記観測データを第一パス信号と判定する、
ことを特徴とする測位システム。
請求項１５において、
前記各基地局の前記第一パス推定部は、
前記保存された前記波形データの各ピーク値の出力時間と復調されるパス信号の時間との時間差をそれぞれ求め、
前記時間差から、それぞれの前記波形データに対応する到来時間を求める、
ことを特徴とする測位システム。
請求項１４において、
前記各基地局は、受信信号に当該受信装置のクロックを追従させる同期追跡部を有し、
前記第一パス推定部は、
該同期追跡部から前記送信信号の送信元である送信器と当該受信装置の間の周波数偏差を推定し、該周波数偏差の結果を用いて、前記到来時間の計算を補正する、
ことを特徴とする測位システム。
測位信号を送信する端末と、基準信号を送信する基準局と、前記測位信号及び前記基準信号を受信する複数の基地局と、前記端末の位置を算出する測位サーバと、前記基地局と前記測位サーバを接続するネットワーク、とを有して成る無線装置における前記端末の測位方法であって、
前記各基地局が、
直接拡散が施された間欠的なパルス信号からなる送信信号を受信し、前記送信信号の公称のパルス繰返し周波数と同じ周波数又は整数倍の周波数、かつパルス幅の逆数未満の周波数で、タイミングを時間分解能Δｔ毎ずらしながら受信信号のアナログディジタル変換を複数回行い、前記複数回のアナログディジタル変換の結果から生成される各タイミングにおけるピーク値を前記受信信号の観測データとして保存領域に保存し、
前記保存された前記複数の観測データの到来時間に基づき、前記受信信号で最も時間的に早く到来する第一パスの到来時間を推定し、
クロック信号を用いて前記測位信号と前記基準信号とを受信した受信時間差を各受信信号の第一パスの到来時間を基に計測し、
該受信時間差を含む時間情報を前記測位サーバに送信し、
前記測位サーバで、
前記各基地局から送信された前記時間に基づいて前記端末の位置を算出する、
ことを特徴とする測位方法。
請求項１９において、
前記測位信号のパケット通信のための送信パケットが、プリアンブル部、SFD部、データ部からなり、前記SFD部は情報系列の決まったパターンであり、
前記基地局は、AD変換された波形データ（Ｍ，Ｐ）をRAMに保存し、
波形観測終了時点からSFD部の検出までの時間を計測し、計測値をTsとし、
前記SFD検出後からデータ復調中に周波数偏差の推定を行い、推定値δを求め、
各波形観測時間からSFD検出時間までの時間T(N)＝Ｔs＋Ｔe（Ｐ（Ｎ））を計算し、
各波形観測時間とSFD検出時間までの拡散パルス列における位相差PH(N)を計算し、
M(N) > TH を満たすNの中でT(N)が最小のNを第一パスと推定する、
ことを特徴とする測位方法。