JP2021508038A - 位置決めデバイス、通信システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図3は、本発明の第1の実施形態によるデバイスDを図示する。デバイスDは、第1の基地局BS1及び第2の基地局BS2を備える通信システム中に位置する。
・デバイスD(未知のロケーションのデバイス)は、ATDOA測定値を収集するためにメッセージを送る必要がなく、このことから、そのポジション自体を算出することができる。
・そのようなシステムの拡張可能特性は、より好ましく、デバイスの密なセットは、通信する基地局のより小さいセットの存在下で通信することなく、それらのポジションを位置特定し得る。
・エリア内により多くのデバイスを追加することは、(余分な基地局に関して)ロケーション測定をサポートするための任意の余分なインフラストラクチャを必要とせず、余分な通信オーバーヘッドを命令せず、任意の他のデバイスのための追加の待ち時間をもたらさない。
・このスキームは、典型的な水晶クロックを用いても、クロック誤差に対して回復力がある。
τ=u−vと定義される。
±ew=±(20×10-6)(10-6)=±2×10-13秒=±6×10-5メートル
のオーダーを有する。
τ(Ak、Al、T)=||p(Ak)−p(T)||−||p(Al)−p(T)||
第3に、未知のロケーションp(T)のデバイスTにおけるATDOAのN個の測定値のセットについて:
τ’(Ak、Al、T)=τ(Ak、Al、T)+δ(||p(Ak)−p(T)||)−δ(||p(Al)−p(T)||)+δ(||p(Al)−p(Ak)||)
この第2の技法の利点は、受信信号強度を測定する必要なしにRSLバイアス補正を適用することが可能であることである。これは、ハードウェアに対して1つ少ない要件を課す‐即ち、受信信号強度を測定する際に良好である必要がなく、それは、本発明者らが、DW1000チップが受信信号強度を測定するために十分に装備されていないことを見出したので、幸運である。
[修正及び変形]
本発明の範囲から逸脱することなく、上述された実施形態に対して多くの修正及び変形が行われることができる。
本発明の実施形態の前述の説明は、例示及び説明の目的で提示されている。それは、網羅的であることを、又は開示されたまさにその形態に本発明を限定することを意図されているわけではない。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、修正及び変形を行うことができる。
Claims (48)
- 通信システムにおいて動作するように構成されたデバイスであって、前記通信システムは、
第1の基地局と、
第2の基地局と
を備え、前記第1の基地局は、前記第2の基地局に第1の信号を送信するように構成され、
前記第2の基地局は、前記第1の信号を受信し、前記第1の信号に応答して前記第1の基地局に第2の信号を送信するように構成され、
前記第1の基地局は、前記第2の信号を受信し、前記第2の信号に応答して前記第2の基地局に第3の信号を送信するように構成され、前記デバイスは、
前記第1の基地局から前記第1及び第3の信号を、前記第2の基地局から前記第2の信号を各々受信するように構成された受信ユニットと、
前記第1の基地局からの前記第1の信号の受信と前記第2の基地局からの前記第2の信号の受信との間の時間として、第1の遅延時間を測定するように構成された遅延時間測定ユニットと、
前記第2の基地局からの前記第2の信号の受信と前記第1の基地局からの前記第3の信号の受信との間の時間として、第1のラウンドトリップタイムを測定するように構成されたラウンドトリップタイム測定ユニットと、
少なくとも1つの受信された信号から第2のラウンドトリップタイム及び第2の遅延時間を決定するように構成された基地局タイミングユニットと、
前記第1のラウンドトリップタイム、第1の遅延時間、第2のラウンドトリップタイム、及び第2の遅延時間に基づいて、第1の到着時間差を算出するように構成された算出ユニットと
を備える、デバイス。 - 前記第1の基地局は、前記第1の信号の送信と前記第2の信号の受信との間の時間として、前記第2のラウンドトリップタイムを測定するように構成され、
前記第1の基地局は、前記第2の信号の受信と前記第3の信号の送信との間の時間として、前記第2の遅延時間を測定するように更に構成され、
前記第3の信号は、前記測定された第2のラウンドトリップタイム及び前記測定された第2の遅延時間を示す情報を備え、
前記基地局タイミングユニットは、前記第3の信号から前記第2のラウンドトリップタイム及び第2の遅延時間を復号することによって、前記第2のラウンドトリップタイム及び第2の遅延時間を決定するように構成される、請求項1に記載のデバイス。 - 前記第1の信号は、前記第1の基地局からの前記第1の信号の送信時間の第1のインジケーションを備え、
前記第3の信号は、前記第1の基地局における前記第2の信号の受信時間の第2のインジケーション及び前記第1の基地局からの前記第3の信号の送信時間の第3のインジケーションを備え、
前記基地局タイミングユニットは、前記第2のインジケーションと前記第1のインジケーションとの間の時間差として前記第2のラウンドトリップタイムを算出し、前記第3のインジケーションと前記第2のインジケーションとの間の時間差として前記第2の遅延時間を算出することによって、前記第2のラウンドトリップタイム及び第2の遅延時間を決定するように構成される、請求項1に記載のデバイス。 - 前記算出ユニットは、前記第1のラウンドトリップタイム、第1の遅延時間、第2のラウンドトリップタイム、第2の遅延時間、光速度、及び前記第1の基地局と前記第2の基地局との間の距離を示す値に基づいて、前記第1の到着時間差を算出するように更に構成される、請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、送信ユニットを備える少なくとも1つの基地局及び/又は別のデバイスに少なくとも1つの信号を送信するように構成された送信ユニットを更に備える、請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
- 送信ユニットを備える少なくとも1つの基地局及び/又は別のデバイスに送信される前記少なくとも1つの信号は、測定されたラウンドトリップタイム及び測定された遅延時間を示す情報を備える、請求項5に記載のデバイス。
- 送信ユニットを備える少なくとも1つの基地局及び/又は別のデバイスに送信される前記少なくとも1つの信号は、前記デバイスからの前記信号の送信時間を示す情報を備える、請求項5に記載のデバイス。
- 前記第2の基地局は、前記第3の信号を受信し、前記第1の基地局に第4の信号を送信するように構成され、
前記受信ユニットは、前記第2の基地局から前記第4の信号を受信するように更に構成され、
前記基地局タイミングユニットは、第3のラウンドトリップタイム及び第3の遅延時間を決定するように更に構成され、
前記算出ユニットは、前記第1のラウンドトリップタイム、第1の遅延時間、第3のラウンドトリップタイム、及び第3の遅延時間に基づいて、第2の到着時間差を算出するように更に構成される、請求項1〜7のうちのいずれか一項に記載のデバイス。 - 前記第2の基地局は、前記第2の信号の送信と前記第3の信号の受信との間の時間として、前記第3のラウンドトリップタイムを測定するように構成され、
前記第2の基地局は、前記第1の信号の受信と前記第2の信号の送信との間の時間として、前記第3の遅延時間を測定するように更に構成され、
前記第4の信号は、前記測定された第3のラウンドトリップタイム及び前記測定された第3の遅延時間を示す情報を備え、
前記基地局タイミングユニットは、前記第4の信号から前記第3のラウンドトリップタイム及び第3の遅延時間を復号することによって、前記第3のラウンドトリップタイム及び第3の遅延時間を決定するように構成される、請求項8に記載のデバイス。 - 前記第2の信号は、前記第2の基地局における前記第1の信号の受信時間の第4のインジケーション及び前記第2の基地局からの前記第2の信号の送信時間の第5のインジケーションを備え、
前記第4の信号は、前記第2の基地局における前記第3の信号の受信時間の第6のインジケーションを備え、
前記基地局タイミングユニットは、前記第6のインジケーションと前記第5のインジケーションとの間の時間差として前記第3のラウンドトリップタイムを算出し、前記第5のインジケーションと前記第4のインジケーションとの間の時間差として第3の遅延時間を算出することによって、前記第3のラウンドトリップタイム及び前記第3の遅延時間を決定するように構成される、請求項8に記載のデバイス。 - 前記算出ユニットは、前記第1のラウンドトリップタイム、第1の遅延時間、第3のラウンドトリップタイム、第3の遅延時間、光速度、及び前記第1の基地局と前記第2の基地局との間の距離を示す値に基づいて、前記第2の到着時間差を算出するように更に構成される、請求項8〜10のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、
前記算出ユニットから少なくとも2つの算出された到着時間差を受信するように構成され、前記算出された到着時間差を平均化するように構成された平均化ユニットを更に備える、請求項1〜11のうちのいずれか一項に記載のデバイス。 - 前記通信システムは、少なくとも第3の基地局を更に備え、
前記基地局は、任意の他の基地局に信号を送信し、任意の他の基地局から信号を受信するように構成され、
前記デバイスは、前記基地局のうちの任意のものの間で送信された信号を受信し、前記受信された信号に基づいて到着時間差を算出するように構成される、請求項1〜12のうちのいずれか一項に記載のデバイス。 - 前記デバイスは、
少なくとも2つの到着時間差を受信するように構成され、前記受信された到着時間差のマルチラテレーションによって前記デバイスのポジションを決定するように構成された決定ユニットを更に備える、請求項1〜13のうちのいずれか一項に記載のデバイス。 - 前記決定ユニットは、前記受信された到着時間差と前記デバイスが位置付けられた環境の制約を示す情報とに基づくマルチラテレーションによって、前記デバイスのポジションを決定するように構成される、請求項14に記載のデバイス。
- 前記決定ユニットは、前記受信された到着時間差と受信信号バイアス示す情報とに基づくマルチラテレーションによって、前記デバイスのポジションを決定するように構成される、請求項14又は請求項15に記載のデバイス。
- 通信システムであって、
第1の基地局と、
第2の基地局と、
請求項1〜16のうちのいずれか一項に記載のデバイスと
を備え、前記第1の基地局は、前記第2の基地局に第1の信号を送信するように構成され、
前記第2の基地局は、前記第1の信号を受信し、前記第1の信号に応答して前記第1の基地局に第2の信号を送信するように構成され、
前記第1の基地局は、前記第2の信号を受信し、前記第2の信号に応答して前記第2の基地局に第3の信号を送信するように構成される、通信システム。 - 前記第1の基地局は、前記第1の信号の送信と前記第2の信号の受信との間の時間として、前記第1のラウンドトリップタイムを測定するように構成され、
前記第1の基地局は、前記第2の信号の受信と前記第3の信号の送信との間の時間として、前記第2の遅延時間を測定するように更に構成され、
前記第3の信号は、前記測定された第2のラウンドトリップタイム及び前記測定された第2の遅延時間を示す情報を備え、
前記デバイスは、請求項2に記載である、請求項17に記載の通信システム。 - 前記第1の信号は、前記第1の基地局からの前記第1の信号の送信時間の第1のインジケーションを備え、
前記第3の信号は、前記第1の基地局における前記第2の信号の受信時間の第2のインジケーション及び前記第1の基地局からの前記第3の信号の送信時間の第3のインジケーションを備え、
前記デバイスは、請求項3に記載である、請求項17に記載の通信システム。 - 前記第2の基地局は、前記第3の信号を受信し、前記第1の基地局に第4の信号を送信するように構成され、
前記デバイスは、請求項8〜11のうちのいずれか一項に記載である、請求項17〜19のうちのいずれか一項に記載の通信システム。 - 前記第2の基地局は、前記第2の信号の送信と前記第3の信号の受信との間の時間として、第3のラウンドトリップタイムを測定するように構成され、
前記第2の基地局は、前記第1の信号の受信と前記第2の信号の送信との間の時間として、第3の遅延時間を測定するように更に構成され、
前記第4の信号は、前記測定された第3のラウンドトリップタイム及び前記測定された第3の遅延時間を示す情報を備え、
前記デバイスは、請求項9に記載である、請求項20に記載の通信システム。 - 前記第2の信号は、前記第2の基地局における前記第1の信号の受信時間の第4のインジケーション及び前記第2の基地局からの前記第2の信号の送信時間の第5のインジケーションを備え、
前記第4の信号は、前記第2の基地局における前記第3の信号の受信時間の第6のインジケーションを備え、
前記デバイスは、請求項10に記載である、請求項20に記載の通信システム。 - 前記通信システムは、少なくとも第3の基地局を更に備え、
前記基地局は、任意の他の基地局に信号を送信し、任意の他の基地局から信号を受信するように構成され、
前記デバイスは、請求項13に記載である、請求項17〜22のうちのいずれか一項に記載の通信システム。 - 保管システムであって、
複数のグリッド空間を備えるグリッドパターンを形成するように、実質的に水平な平面において、X方向に延在する平行なレール又はトラックの第1のセット及び前記第1のセットを横断するY方向に延在する平行なレール又はトラックの第2のセットと、
前記レールの下に位置し、各スタックが単一のグリッド空間の設置面積内に位置するように配置されたコンテナの複数のスタックと、
多数の積み荷取り扱いデバイスと、各積み荷取り扱いデバイスは、前記レール上の前記スタックの上方で、X及びY方向に横方向に選択的に移動するように配置される、
請求項17〜23のうちのいずれか一項に記載の通信システムと、ここにおいて、前記基地局の各々は、コンテナの前記複数のスタックの周囲、中、又は上のロケーションに位置付けられ、前記多数の積み荷取り扱いデバイスは各々、デバイスを備える、
を備える、保管システム。 - 各積み荷取り扱いデバイスは、前記保管システムにおける単一のグリッド空間のみを占有する設置面積を有し、1つのグリッド空間を占有する積み荷取り扱いデバイスは、X及びY方向に隣接グリッド空間を占有又は横断する積み荷取り扱いデバイスを妨害しない、請求項24に記載の保管システム。
- 通信システムにおけるデバイスを動作させる方法であって、前記通信システムは、
第1の基地局と、
第2の基地局と
を備え、前記第1の基地局は、前記第2の基地局に第1の信号を送信するように構成され、
前記第2の基地局は、前記第1の信号を受信し、前記第1の信号に応答して前記第1の基地局に第2の信号を送信するように構成され、
前記第1の基地局は、前記第2の信号を受信し、前記第2の信号に応答して前記第2の基地局に第3の信号を送信するように構成され、前記方法は、
前記第1の基地局から前記第1及び第3の信号を、前記第2の基地局から前記第2の信号を各々受信することと、
前記第1の基地局からの前記第1の信号の受信と前記第2の基地局からの前記第2の信号の受信との間の時間として、第1の遅延時間を測定することと、
前記第2の基地局からの前記第2の信号の受信と前記第1の基地局からの前記第3の信号の受信との間の時間として、第1のラウンドトリップタイムを測定することと、
少なくとも1つの受信された信号から第2のラウンドトリップタイム及び第2の遅延時間を決定することと、
前記第1のラウンドトリップタイム、第1の遅延時間、第2のラウンドトリップタイム、及び第2の遅延時間に基づいて、第1の到着時間差を算出することと
のステップを備える、方法。 - 前記第1の基地局は、前記第1の信号の送信と前記第2の信号の受信との間の時間として、前記第2のラウンドトリップタイムを測定するように構成され、
前記第1の基地局は、前記第2の信号の受信と前記第3の信号の送信との間の時間として、前記第2の遅延時間を測定するように更に構成され、
前記第3の信号は、前記測定された第2のラウンドトリップタイム及び前記測定された第2の遅延時間を示す情報を備え、
前記決定するステップは、前記第3の信号から前記第2のラウンドトリップタイム及び第2の遅延時間を復号することによって、前記第2のラウンドトリップタイム及び第2の遅延時間を決定する、請求項26に記載の方法。 - 前記第1の信号は、前記第1の基地局からの前記第1の信号の送信時間の第1のインジケーションを備え、
前記第3の信号は、前記第1の基地局における前記第2の信号の受信時間の第2のインジケーション及び前記第1の基地局からの前記第3の信号の送信時間の第3のインジケーションを備え、
前記決定するステップは、前記第2のインジケーションと前記第1のインジケーションとの間の時間差として前記第2のラウンドトリップタイムを算出し、前記第3のインジケーションと前記第2のインジケーションとの間の時間差として前記第2の遅延時間を算出することによって、前記第2のラウンドトリップタイム及び第2の遅延時間を決定する、請求項26に記載の方法。 - 前記算出するステップは、前記第1のラウンドトリップタイム、第1の遅延時間、第2のラウンドトリップタイム、第2の遅延時間、光速度、及び前記第1の基地局と前記第2の基地局との間の距離を示す値に基づいて、前記第1の到着時間差を算出する、請求項26〜28のうちのいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法は、送信するステップを実行する少なくとも1つの基地局及び/又は別のデバイスに少なくとも1つの信号を送信するステップを更に備える、請求項26〜29のうちのいずれか一項に記載の方法。
- 送信するステップを実行する少なくとも1つの基地局及び/又は別のデバイスに送信される前記少なくとも1つの信号は、測定されたラウンドトリップタイム及び測定された遅延時間を示す情報を備える、請求項30に記載の方法。
- 送信するステップを実行する少なくとも1つの基地局及び/又は別のデバイスに送信される前記少なくとも1つの信号は、前記信号の送信時間を示す情報を備える、請求項30に記載の方法。
- 前記第2の基地局は、前記第3の信号を受信し、前記第1の基地局に第4の信号を送信するように構成され、前記方法は、
前記第2の基地局から第4の信号を受信することと、
第3のラウンドトリップタイム及び第3の遅延時間を決定することと、
前記第1のラウンドトリップタイム、第1の遅延時間、第3のラウンドトリップタイム、及び第3の遅延時間に基づいて、第2の到着時間差を算出することと
のステップを更に備える、請求項26〜32のうちのいずれか一項に記載の方法。 - 前記第2の基地局は、前記第2の信号の送信と前記第3の信号の受信との間の時間として、前記第3のラウンドトリップタイムを測定するように構成され、
前記第2の基地局は、前記第1の信号の受信と前記第2の信号の送信との間の時間として、前記第3の遅延時間を測定するように更に構成され、
前記第4の信号は、前記測定された第3のラウンドトリップタイム及び前記測定された第3の遅延時間を示す情報を備え、
前記決定するステップは、前記第4の信号から前記第3のラウンドトリップタイム及び第3の遅延時間を復号することによって、前記第3のラウンドトリップタイム及び第3の遅延時間を決定する、請求項33に記載の方法。 - 前記第2の信号は、前記第2の基地局における前記第1の信号の受信時間の第4のインジケーション及び前記第2の基地局からの前記第2の信号の送信時間の第5のインジケーションを備え、
前記第4の信号は、前記第2の基地局における前記第3の信号の受信時間の第6のインジケーションを備え、
前記決定するステップは、前記第6のインジケーションと前記第5のインジケーションとの間の時間差として前記第3のラウンドトリップタイムを算出し、前記第5のインジケーションと前記第4のインジケーションとの間の時間差として第3の遅延時間を算出することによって、前記第3のラウンドトリップタイム及び第3の遅延時間を決定する、請求項33に記載の方法。 - 前記算出するステップは、前記第1のラウンドトリップタイム、第1の遅延時間、第3のラウンドトリップタイム、第3の遅延時間、光速度、及び前記第1の基地局と前記第2の基地局との間の距離を示す値に基づいて、前記第2の到着時間差を算出する、請求項33〜35のうちのいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法は、
少なくとも2つの算出された到着時間差を受信することと、
前記算出された到着時間差を平均化することと
のステップを更に備える、請求項26〜36のうちのいずれか一項に記載の方法。 - 前記通信システムは、少なくとも第3の基地局を更に備え、
前記基地局は、任意の他の基地局に信号を送信し、任意の他の基地局から信号を受信するように構成され、前記方法は、
前記基地局のうちの任意のものの間で送信された信号を受信することと、
前記受信された信号に基づいて到着時間差を算出することと
のステップを更に備える、請求項26〜37のうちのいずれか一項に記載の方法。 - 前記方法は、
少なくとも2つの到着時間差を受信することと、
前記受信された到着時間差のマルチラテレーションによって、前記デバイスのポジションを決定することと
のステップを更に備える、請求項26〜38のうちのいずれか一項に記載の方法。 - 前記ポジションを決定するステップは、前記受信された到着時間差と前記デバイスが位置付けられた環境の制約を示す情報とに基づくマルチラテレーションによって、前記デバイスのポジションを決定する、請求項39に記載の方法。
- 前記ポジションを決定するステップは、前記受信された到着時間差と受信信号バイアス示す情報とに基づくマルチラテレーションによって、前記デバイスのポジションを決定する、請求項39又は請求項40に記載の方法。
- 通信システムを動作させる方法であって、
第1の基地局が、第2の基地局に第1の信号を送信することと、
前記第2の基地局が、前記第1の信号を受信することと、
前記第2の基地局が、前記第1の信号に応答して前記第1の基地局に第2の信号を送信することと、
前記第1の基地局が、前記第2の信号を受信することと、
前記第1の基地局が、前記第2の信号に応答して前記第2の基地局に第3の信号を送信することと
のステップを備え、デバイスを動作させる前記方法は、請求項26〜40のうちのいずれか一項に記載である、方法。 - 前記方法は、
前記第1の基地局が、前記第1の信号の送信と前記第2の信号の受信との間の時間として、前記第2のラウンドトリップタイムを測定することと、
前記第1の基地局が、前記第2の信号の受信と前記第3の信号の送信との間の時間として、前記第2の遅延時間を測定することと、
のステップを更に備え、前記第3の信号は、前記測定された第2のラウンドトリップタイム及び測定された第2の遅延時間を示す情報を備え、
前記方法は、請求項27に記載のステップを更に備える、請求項42に記載の方法。 - 前記第1の信号は、前記第1の基地局からの前記第1の信号の送信時間の第1のインジケーションを備え、
前記第3の信号は、前記第3の基地局における前記第2の信号の受信時間の第2のインジケーション及び前記第1の基地局からの前記第3の信号の送信時間の第3のインジケーションを備え、
前記方法は、請求項28に記載のステップを更に備える、請求項42に記載の方法。 - 前記第2の基地局が、前記第3の信号を受信することと、
前記第2の基地局が、前記第1の基地局に第4の信号を送信することと
のステップを更に備え、前記方法は、請求項33〜36のうちのいずれか一項に記載のステップを更に備える、請求項42〜44のうちのいずれか一項に記載の方法。 - 前記第2の基地局が、前記第2の信号の送信と前記第3の信号の受信との間の時間として、第3のラウンドトリップタイムを測定することと、
前記第2の基地局が、前記第1の信号の受信と前記第2の信号の送信との間の時間として、第3の遅延時間を測定することと、
のステップを更に備え、前記第4の信号は、前記測定された第3のラウンドトリップタイム及び前記測定された第3の遅延時間を示す情報を備え、
前記デバイスは、請求項34に記載である、請求項45に記載の方法。 - 前記第2の信号は、前記第2の基地局における前記第1の信号の受信時間の第4のインジケーション及び前記第2の基地局からの前記第2の信号の送信時間の第5のインジケーションを備え、
前記第4の信号は、前記第2の基地局における前記第3の信号の受信時間の第6のインジケーションを備え、
前記デバイスは、請求項35に記載である、請求項45に記載の方法。 - 前記基地局が、任意の他の基地局に信号を送信し、任意の他の基地局から信号を受信するステップを更に備え、
前記方法は、請求項38に記載のステップを更に備える、請求項42〜47のうちのいずれか一項に記載の方法。
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