JP2010002266A - 無線測距システム及び無線測距方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】クロック移相部210は、送信パルスの発生に用いたクロックを100ナノ秒毎に特定の移相量でシフトして、AD変換部211は、シフトしたクロックを用いて、端末103から再放射された信号をデジタル信号に変換する。相関演算部212は、デジタル信号と送信パルスとの相関演算を行い、シフトした位相におけるデジタル信号を同じ位相毎に加算して得られる遅延プロファイルを形成し、到来波検出部213は、遅延プロファイルにおいてパルスのピークを検出する。距離算出部214は、パルスを送信したタイミングとパルスのピークを検出したタイミングとに基づいて、端末103までの距離を算出する。
【選択図】図3
Description
図2は、本発明の実施の形態1に係る無線測距システムの構成を示すブロック図である。図2において、基地局101は、アンテナ102を備え、UWB無線方式により非常に細かいパルス信号をアンテナ102から送信する。UWB無線方式によれば、送信帯域幅は1〜3GHz程度の帯域幅を有するため、パルス幅が1ナノ秒程度の非常に細いパルスが送信される。ここで、パルス幅が1ナノ秒である場合には、空間の伝搬遅延差が30cm以上ある信号を分離できる。よって、受信側においては、マルチパス環境の多数反射波を受信する場合でも、それぞれの多重反射波を分離受信することが可能となる。
図5は、本発明の実施の形態2に係る無線測距システムの構成を示すブロック図である。図5において、端末400は、分配器105、増幅器401、検波器402、コンパレータ403、タイミングマスク部404、バッファアンプ405、電圧電流変換部406、ステップリカバリダイオード407及びバンドパスフィルタ408を備える。以下、端末内部の構成について図2と異なる点を詳細に説明する。
図7は、本発明の実施の形態3に係る無線測距システムの構成を示すブロック図である。図7において、端末600は、分配器105、増幅器401、検波器402、コンパレータ403、発振器601、クロック遅延時間制御部602、遅延器603、クロック切り替えスイッチ604、電圧電流変換部406、ステップリカバリダイオード407及びバンドパスフィルタ408を備える。以下、端末600内部の構成について図5と異なる点を詳細に説明する。
102、104 アンテナ
103、400、600 端末
105 分配器
106、401 増幅器
201 送信部
202 受信部
203 測距部
204 パルス発生部
205 DA変換部
206 送信RF部
209 受信RF部
210 クロック移相部
211 AD変換部
212 相関演算部
213 到来波検出部
214 距離算出部
215 表示部
402 検波器
403 コンパレータ
404 タイミングマスク部
405 バッファアンプ
406 電圧電流変換部
407 ステップリカバリダイオード
408 バンドパスフィルタ
601 発振器
602 クロック遅延時間制御部
603 遅延器
604 クロック切り替えスイッチ
Claims (4)
- 基地局装置と無線通信端末装置とを備える無線測距システムであって、
前記基地局装置は、
クロックに基づいてパルスを発生し、発生したパルスを送信する送信手段と、
送信された前記パルスを、前記無線通信端末装置を経由して受信する受信手段と、
一定の周期で前記クロックを特定量移相する移相手段と、
移相した前記クロックを用いて、受信したパルスを複数の移相においてデジタル信号に変換するAD変換手段と、
デジタル信号に変換したパルスと、前記送信手段が送信したパルスとの相関演算を行い、相関値を同じ位相毎に加算して遅延プロファイルを形成する相関演算手段と、
前記遅延プロファイルにおけるパルスのピークに基づいて、所望の無線通信端末装置からの到来波を検出する検出手段と、
検出された前記到来波が前記送信手段から送信されてから前記受信手段に受信されるまでの経過時間を用いて、前記無線通信端末装置との距離を算出する距離算出手段と、
を有し、
前記無線通信端末装置は、
前記基地局装置から送信されたパルスを受信して、受信信号と送信信号とを分配する分配手段と、
受信した前記パルスを増幅して前記基地局装置に再放射する第1増幅手段と、
を有する無線測距システム。 - 前記無線通信端末装置は、
前記第1増幅手段によって増幅された受信パルスを包絡線検波する検波手段と、
前記検波手段による検波結果を2値化するコンパレータと、
2値化された信号のうち、前記分配手段において送信信号が回り込んだ漏れ信号をマスクするマスク手段と、
前記マスク手段を通過した信号を増幅する第2増幅手段と、
前記第2増幅手段によって増幅された信号を電圧電流変換する電圧電流変換手段と、
2値化された前記信号のエッジにおける電圧電流変換された信号からインパルスを生成するダイオードと、
生成された前記インパルスの帯域を制限して前記基地局装置に再放射するバンドパスフィルタと、
を有する請求項1に記載の無線測距システム。 - 前記無線通信端末装置は、
前記第1増幅手段によって増幅された受信パルスを包絡線検波する検波手段と、
前記検波手段による検波結果を2値化するコンパレータと、
前記基地局装置におけるクロックとは異なる周波数のクロックを発生する発振手段と、
前記発振手段によって発生されたクロックを遅延させる遅延手段と、
前記検波手段によって検波出力が得られている場合、遅延された前記クロックを出力し、前記検波手段によって検波出力が得られていない場合、前記発振手段によって発生されたクロックを出力するように切り替える切り替え手段と、
前記切り替え手段によって出力された信号を電圧電流変換する電圧電流変換手段と、
2値化された前記信号のエッジにおける電圧電流変換された信号からインパルスを生成するダイオードと、
生成された前記インパルスの帯域を制限して前記基地局装置に再放射するバンドパスフィルタと、
を有する請求項1に記載の無線測距システム。 - クロックに基づいてパルスを発生し、発生したパルスを基地局装置から無線通信端末装置に送信する送信工程と、
前記基地局装置から送信されたパルスを受信した前記無線通信端末装置が前記パルスを前記基地局装置に再放射する再放射工程と、
前記無線通信端末装置から再放射されたパルスを受信する受信工程と、
一定の周期で前記クロックを特定量移相する移相工程と、
移相した前記クロックを用いて、受信したパルスを複数の移相においてデジタル信号に変換するAD変換工程と、
デジタル信号に変換したパルスと、前記送信工程において送信したパルスとの相関演算を行い、相関値を同じ位相毎に加算して遅延プロファイルを形成する相関演算工程と、
前記遅延プロファイルにおけるパルスのピークに基づいて、所望の無線通信端末装置からの到来波を検出する検出工程と、
検出された前記到来波が前記送信工程において送信されてから前記受信工程において受信されるまでの経過時間を用いて、前記基地局装置と前記無線通信端末装置との距離を算出する距離算出工程と、
を具備する無線測距方法。
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