JP2818077B2 - Target location system and location method - Google Patents

Target location system and location method

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JP2818077B2
JP2818077B2 JP4184301A JP18430192A JP2818077B2 JP 2818077 B2 JP2818077 B2 JP 2818077B2 JP 4184301 A JP4184301 A JP 4184301A JP 18430192 A JP18430192 A JP 18430192A JP 2818077 B2 JP2818077 B2 JP 2818077B2
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receiver
transmission
target
toa
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キャメリク ヘラー アラン
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キャメリク ヘラー アラン
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  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は一般的に位置標定システ
ムに関し、より詳細には多重通信効果の及ぶ環境で使用
するようにされた電波探知システムに関する。より詳細
には、本発明は(a)多数の受信機が受信する電波探知
送信に対する到着時間差(高分解能)、もしくは(b)
割付エリアからの電波探知送信を受信する受信機を使用
したエリア検出(低分解能)を使用して位置標定を行う
ようなシステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to position location systems, and more particularly, to a radio location system adapted for use in environments where multiple communication effects are available. More specifically, the present invention provides (a) an arrival time difference (high resolution) for radio detection transmission received by a large number of receivers, or (b)
The present invention relates to a system for performing position location using area detection (low resolution) using a receiver that receives radio wave detection transmission from an allocated area.

【0002】本発明には参照として、Hillier
Technologies Limited Part
nership が譲り受けた米国特許第4,864,
588号、リモコンシステム、部品および方法の主題が
組み入れられている。
[0002] In the present invention, reference is made to Hillier.
Technologies Limited Part
US Patent No. 4,864, assigned to Nership.
No. 588, the subject of remote control systems, components and methods are incorporated.

【0003】[0003]

【従来の技術】位置もしくは目標標定システムは製造お
よびマテリアルハンドリング環境において次第に応用さ
れつつある。例えば、このようなシステムは工具自動
化、プロセス制御、ロボット工学、無人車、コンピュー
タ統合生産(CIM)、およびジャストインタイム(J
IT)在庫管理等の応用を含む工場自動化に利用され
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION Position or target location systems are increasingly being applied in manufacturing and material handling environments. For example, such systems include tool automation, process control, robotics, unmanned vehicles, computer integrated manufacturing (CIM), and just-in-time (J
IT) Used for factory automation including applications such as inventory management.

【0004】一つの位置標定システムでは追尾すべき目
標に取りつけられた送信器すなわちタグと追尾エリア全
体でタグ送信を受信する受信機アレイが使用される。タ
グ送信は受信機に近い範囲内で目標の移動を識別するす
なわち標定するさまざまな技術を使用した無線、超音波
もしくは光通信によって行うことができる。
[0004] One location system uses a transmitter or tag attached to the target to be tracked and a receiver array that receives tag transmissions throughout the tracking area. Tag transmission can be by radio, ultrasonic, or optical communication using various techniques to identify or locate the movement of the target within range of the receiver.

【0005】無線通信は、(a)電力1W当りの距離、
および(b)透明構造体の透過性の点で超音波や光通信
よりも精度および性能が優れている。しかしながら、
壁、銀めっき窓および他の固定構造を含む代表的なビジ
ネス環境における無線通信の問題点は、(100MHz
よりも高い)関連周波数に対して、乱反射により所与の
受信機に到来するタグ送信にマルチパス歪が生じること
である。さらに、このような環境では、壁や他の構造体
を通過する送信の予想できない減衰により距離/標定情
報の通信に有用な信号強度はほんの僅かとなる。
[0005] The wireless communication includes (a) a distance per 1 W of electric power,
And (b) in terms of transparency of the transparent structure, accuracy and performance are superior to ultrasonic and optical communication. However,
The problem of wireless communication in a typical business environment, including walls, silvered windows and other fixed structures, is (100 MHz
For the associated frequencies (higher), diffuse reflection will cause multipath distortion in the tag transmission arriving at a given receiver. Further, in such an environment, only a small signal strength is useful for communicating distance / location information due to the unpredictable attenuation of transmission through walls and other structures.

【0006】したがって、多重反射の影響のある環境で
目標標定に使用できる位置標定システムに対するニーズ
がある。
Therefore, there is a need for a position location system that can be used for target location in environments affected by multiple reflections.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明はマルチパス効
果の影響を受ける環境で使用するようにされた標定シス
テムであり、(a)多数の受信機が受信するタグ送信を
使用する到着時間差(高分解能実施例)、もしくは
(b)割付エリアからのタグ送信を受信する受信機を使
用したエリア検出(低分解能実施例)により目標標定を
行う。高分解能もしくは低分解能実施例のいずれかにお
いて、無免許操作に対するスペクトラム拡散通信により
電波探知システムを実施することができる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a location system adapted for use in an environment subject to the multipath effect, comprising: (a) an arrival time difference using a tag transmission received by multiple receivers ( Target orientation is performed by area detection (low-resolution embodiment) using a receiver that receives tag transmission from the allocated area (high-resolution embodiment) or (b). In either the high resolution or low resolution embodiments, the radio detection system can be implemented by spread spectrum communication for unlicensed operation.

【0008】本発明の一つの特徴により、目標標定シス
テムは、追尾エリア内の各目標に対して、少くとも一つ
のユニークなTAG IDを含むTAG送信を選定間隔
で送信する送信機を含んでいる。追尾エリア内に受信機
アレイが分布されている。
In accordance with one aspect of the present invention, the target location system transmits a TAG transmission including at least one unique TAG ID at selected intervals to each target in the tracking area. Includes machine. The receiver array is distributed in the tracking area.

【0009】高分解能実施例に対しては、追尾エリアの
どこかに配置された所与のTAG送信機からのTAG送
信が(2次元追尾に対しては)少くとも3台の受信機に
より受信されるように受信機アレイが分布される。各受
信機は到着時間回路およびデータ通信コントローラを含
んでいる。到着時間回路はディレクトパスTAG送信に
応答してトリガされ、各受信機から得られるシステム同
期化クロックに同期化された到着時間TOA COUN
Tを出力する。データ通信コントローラは到着時間回路
のトリガに応答して少くともTAG送信からのTAG
IDおよびTOA COUNTを含む対応するTOA−
DETECTIONパケットを出力する。
For high resolution embodiments, TAG transmissions from a given TAG transmitter located somewhere in the tracking area are received (for two-dimensional tracking) by at least three receivers. The receiver array is distributed as follows. Each receiver includes an arrival time circuit and a data communication controller. The arrival time circuit is triggered in response to the direct path TAG transmission and the arrival time TOA COUN synchronized with the system synchronization clock obtained from each receiver.
Output T. The data communication controller responds to the trigger of the arrival time circuit by at least the TAG from the TAG transmission.
Corresponding TOA- including ID and TOA COUNT
Output a DETECTION packet.

【0010】標定プロセッサが各受信機から通信される
TOA−DETECTIONパケットを受信して、異な
る受信機が受信するTAGに対するTAG送信に対応す
る少くとも3つのTOA−DETECTIONパケット
からTAG(および付随する目標)の位置を決定する。
A location processor receives the TOA-DETECTION packets communicated from each receiver and TAGs (and associated targets) from at least three TOA-DETECTION packets corresponding to TAG transmissions to TAGs received by different receivers. ).

【0011】低分解能実施例に対しては、アレイの各受
信機には特定の位置エリアが割りつけられ、ほぼそのエ
リアに位置するTAGだけからのTAG送信を受信する
ようにされる。受信機割付エリアに基ずく電波探知シス
テムは、受信機の指向性アンテナを使用したり、受信機
間隔およびTAG送信機出力を協調的に選定して大概の
近隣受信機がTAG送信を受信するようにする等のさま
ざまの方法で実施することができる。
[0011] For a low resolution embodiment, each receiver in the array is assigned a specific location area so that it receives TAG transmissions only from TAGs located approximately in that area. Radio detection systems based on receiver allocation areas use directional antennas of the receivers, or cooperatively select receiver spacing and TAG transmitter output so that most neighboring receivers receive TAG transmissions. It can be implemented in various ways such as

【0012】各受信機はデータ通信コントローラを含ん
でいる。各受信機のデータ通信コントローラはTAG送
信の受信に応答して少くともTAG送信からのTAG
IDを含む対応するAREA−DETECTIONを出
力する。
Each receiver includes a data communication controller. The data communication controller of each receiver responds to the receipt of the TAG transmission by at least the TAG from the TAG transmission.
The corresponding AREA-DETECTION including the ID is output.

【0013】標定プロセッサは各受信機からのAREA
−DETECTIONを受信し、最も近いTAG送信を
受信した各受信機に基いて各目標の位置を決定する。
[0013] The orientation processor is provided with an AREA from each receiver.
-Receive DETECTION and determine the position of each target based on each receiver that received the closest TAG transmission.

【0014】標定システムは無免許操作が可能なスペク
トラム拡散無線通信を使用して実施することができる。
本発明のこの特徴において、各送信機はスペクトラム拡
散通信規約に従って、少くともTAG IDを含むTX
パケットを出力するスペクトラム拡散送信機を含んでい
る。TAG送信機は所定のパワーレベルで作動する。各
電波探知受信機はスペクトル拡散TAG送信を受信し、
TAG IDを回復し、TAG IDを含むRX−パケ
ットを出力するスペクトル拡散受信機を含んでいる。
The orientation system can be implemented using unlicensed, spread-spectrum wireless communication.
In this aspect of the invention, each transmitter follows at least a TX with a TAG ID according to a spread spectrum communication protocol.
Includes a spread spectrum transmitter that outputs packets. The TAG transmitter operates at a predetermined power level. Each radio detection receiver receives a spread spectrum TAG transmission,
Includes a spread spectrum receiver that recovers the TAG ID and outputs an RX-packet containing the TAG ID.

【0015】各受信機のデータ通信コントローラはRX
−パケットに応答して、標定プロセッサと通信するため
の、少くともTAG IDを含むDETECTION−
パケットを出力する。標定プロセッサは各受信機からD
ATA−パケットを受信して目標位置を決定する。
The data communication controller of each receiver is RX
A DETECTION including at least a TAG ID for communicating with the orientation processor in response to the packet;
Output a packet. The orientation processor sends D from each receiver.
An ATA-packet is received to determine a target location.

【0016】本発明のより特定的な特徴により、目標標
システムの高分解能実施例を使用して半導体製造施設
におけるウェーハボックス等の目標標定が行われる。電
波探知受信機アレイがLAN(ローカルエリアネットワ
ーク)を介して電波探知システムに結合される。
According to a more particular feature of the present invention, a target
Target orientation such wafer box in a semiconductor manufacturing facility using a high resolution embodiment of the constant system occurs. A radio detection receiver array is coupled to the radio detection system via a LAN (Local Area Network).

【0017】各TAG送信機はスペクトラム拡散送信機
の他に移動検出回路および周期制御回路を含んでいる。
TAG送信機は目標の移動を移動検出器が検出した場合
だけ作動可能とされる。目標が移動している間に、TA
G送信機は周期制御器により決定される正規の間隔で送
信を行う。各TAG送信はTAG IDの他に移動状態
(開始、継続、停止)を含んでいる。さらに、TAGは
(オペレータ等による)他の情報を入力してシステムプ
ロセッサと通信を行う手段を含むことができる。
Each TAG transmitter includes a movement detection circuit and a period control circuit in addition to the spread spectrum transmitter.
The TAG transmitter is enabled only when the movement detector detects movement of the target. While the target is moving, TA
The G transmitter transmits at regular intervals determined by the period controller. Each TAG transmission includes a moving state (start, continue, stop) in addition to the TAG ID. Further, the TAG may include means for entering other information (such as by an operator) to communicate with the system processor.

【0018】各電波探知受信機は、スペクトル拡散受信
機の他に、TOAトリガ回路、時間ベースラッチ回路お
よびプログラマブルコントローラを含んでいる。TOA
トリガ回路は到来するTAG送信の早期サイクル内でト
リガしてTOA DETECTトリガを出力する。時間
ベースラッチ回路がTOA DETECTトリガに応答
して、LANを介してシステムプロセッサから与えられ
る200MHzシステム同期化クロックに同期化され
た、800MHz時間ベースカウンタからの時間ベース
TOA COUNTをラッチする。プログラマブルコン
トローラはスペクトラム拡散受信機により回復されたT
AG IDおよび移動状態と時間ベースラッチング回路
からのTOA COUNTを受信して、LANを介して
システムプロセッサと通信されるTOA−DETECT
IONパケットを出力する。
Each radio detection receiver includes a TOA trigger circuit, a time base latch circuit, and a programmable controller in addition to a spread spectrum receiver. TOA
The trigger circuit triggers within the early cycle of the incoming TAG transmission and outputs a TOA DETECT trigger. A time base latch circuit responsive to the TOA DETECT trigger latches a time base TOA COUNT from an 800 MHz time base counter synchronized to a 200 MHz system synchronization clock provided by the system processor via the LAN. The programmable controller uses the T signal recovered by the spread spectrum receiver.
TOA-DETECT which receives the AG ID and the moving state and the TOA COUNT from the time-based latching circuit and communicates with the system processor via the LAN
Output the ION packet.

【0019】受信機内の到着時間検出回路はTAG送信
およびランダムノイズ間の差分を行う可調整ノイズ感度
を出力する。TOAトリガ回路は入力信号値が可調整信
号レベル閾値を越える場合にTOA−DETECTトリ
ガを出力し、時間ベースラッチ回路はTOA−DETE
CTの持続時間がプログラマブル信号持続時間閾値を越
える場合に妥当なTAG送信が受信されていることを知
らせる。
An arrival time detection circuit in the receiver outputs an adjustable noise sensitivity that makes a difference between the TAG transmission and the random noise. The TOA trigger circuit outputs the TOA-DETECT trigger when the input signal value exceeds the adjustable signal level threshold, and the time-based latch circuit outputs the TOA-DETECT.
If the duration of the CT exceeds the programmable signal duration threshold, it indicates that a valid TAG transmission has been received.

【0020】本発明の技術的利点として次の事柄が含ま
れる。電波探知システムは、ディレクトパス送信の受信
がマルチパスノイズの影響を受ける製造その他のビジネ
ス施設等のマルチパス環境で使用するようにされる。目
標標定は到着時間差を使用した高分解能法、もしくは割
付エリアからのTAG送信を検出するように構成された
受信機によるエリア検出を使用した低分解能(低コス
ト)法により行うことができる。市販されている無免許
スペクトラム拡散装置により関心のあるディレクトパス
送信とマルチパスノイズの識別が容易になる。省電力と
するために、各TAG送信機は移動検出器を含み、TA
G送信を目標が移動している間隔だけに限定(もしくは
集中)することができる。TAG送信には、TAG I
Dの他に、移動状態およびオペレータ等による他の情報
を含めることができる。
The technical advantages of the present invention include the following. The radio detection system is adapted for use in a multipath environment such as a manufacturing or other business facility where the reception of a direct path transmission is affected by multipath noise. The target orientation can be performed by a high resolution method using arrival time difference or a low resolution (low cost) method using area detection by a receiver configured to detect TAG transmission from the allocated area. Commercially available unlicensed spread spectrum equipment facilitates identification of the direct path transmission of interest and multipath noise. To save power, each TAG transmitter includes a movement detector,
G transmission can be limited (or concentrated) only to the interval during which the target is moving. For TAG transmission, TAG I
In addition to D, other information such as the moving state and the operator can be included.

【0021】高分解能実施例に対しては、TOA−DE
TECTIONトリガリングおよび時間ベースTOA
COUNTラッチングをスペクトラム拡散通信機能から
分離して市販されているスペクトラム拡散装置を使用で
きるようにすることができる。高速TOAトリガ回路が
到来するTAG送信の早期サイクル内にTOA−DET
ECTIONトリガを出力する。800MHzの範囲で
作動する同期化された時間ベースカウンタにより3.0
5m(10フィート)程度の分解能が与えられる。ノイ
ズ濾波によりTAG送信に対する到着時間の検出が最適
化され、ランダムパルスノイズ効果を低減する可調整信
号レベルおよび信号持続時間閾値が得られる。
For the high resolution embodiment, the TOA-DE
TECTION triggering and time-based TOA
COUNT latching can be separated from the spread spectrum communication function so that a commercially available spread spectrum device can be used. TOA-DET during the early cycle of TAG transmission when the fast TOA trigger circuit arrives
Outputs the ECTION trigger. 3.0 with a synchronized time base counter operating in the 800 MHz range
A resolution of the order of 5 meters (10 feet) is provided. Noise filtering optimizes the time-of-arrival detection for TAG transmissions and provides adjustable signal levels and signal duration thresholds that reduce random pulse noise effects.

【0022】[0022]

【実施例】マルチパス環境において使用するようにされ
た本発明の電波探知システムの実施例の説明は次のよう
に構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The description of an embodiment of the radio wave detection system of the present invention adapted to be used in a multipath environment is constituted as follows.

【0023】 1.電波探知システム−−TOA検出 1.1. TAG送信 1.2. 受信およびTOA検出 1.3. LAN通信 1.4. 位置標定処理 1.5. 校正 2.電波探知システム−−エリア検出 3.スペクトラム拡散通信 4.TAG送信機 5.電波探知受信機 5.1. TOAトリガ回路 5.2. 時間ベースラッチ回路 5.3. プログラマブルコントローラ 5.4. エリア検出実施例 付録A 付録B1. Radio wave detection system-TOA detection 1.1. TAG transmission 1.2. Reception and TOA detection 1.3. LAN communication 1.4. Positioning processing 1.5. Calibration 2. 2. Radio detection system-area detection 3. Spread spectrum communication TAG transmitter 5. Radio wave detection receiver 5.1. TOA trigger circuit 5.2. Time-based latch circuit 5.3. Programmable controller 5.4. Example of area detection Appendix A Appendix B

【0024】この詳細説明には、Hillier Te
chnologies Limited Partne
rship が譲り受けた米国特許第4,864,58
8号、リモートコントロールシステム、部品および方
法、の主題が部分と共に参照として組み入れられてい
る。
This detailed description includes Hillier Te
channels Limited Partne
U.S. Pat. No. 4,864,58 assigned to rship.
No. 8, the remote control system, components and methods are incorporated by reference with the parts.

【0025】1.電波探知システム−−TOA検出 実施例では、電波探知システムは自動化された半導体製
造施設において(ウェーハボックス等の)目標を追尾標
定するのに使用される。電波探知システムは到着時間差
および800MHz同期化時間ベースクロックを使用し
て3.05m(10フィート)以下の高分解能目標標定
を行うように構成されている。
1. Radio Locating System--In a TOA detection embodiment, a radio locating system is used to track a target (such as a wafer box) in an automated semiconductor manufacturing facility. The radio detection system is configured to perform a high resolution target location of 3.05 m (10 feet) or less using an arrival time difference and an 800 MHz synchronized time base clock.

【0026】図1aは各々が壁16,17,18を含む
仕切りすなわち壁で包囲された、GaAsリソグラフィ
11、ホトリソグラフィ12、GaAsエッチ13、メ
タライゼーション14およびイオン打込15等のさまざ
まなセグメント化されたエリアを有する半導体製造施設
10を示す。
FIG. 1a shows various segments, such as GaAs lithography 11, photolithography 12, GaAs etch 13, metallization 14, and ion implantation 15, each surrounded by a partition or wall containing walls 16, 17, 18. 1 shows a semiconductor manufacturing facility 10 having a designated area.

【0027】図1bは壁16,17,18のみを示す製
造施設10を示す。施設内(天井内もしくは天井付近)
には個別受信機22,24,26を含む電波探知受信機
アレイ20が配置されている。コンベアシステム上を移
送されるウェーハボックス等のさまざまな目標が施設内
を移動する。これらの目標を追尾し、位置を識別して効
率的な自動化製造運転を実施しなければならない。
FIG. 1 b shows a manufacturing facility 10 showing only the walls 16, 17, 18. Inside the facility (inside or near the ceiling)
, A radio detection receiver array 20 including individual receivers 22, 24, and 26 is arranged. Various targets, such as wafer boxes transferred on a conveyor system, move through the facility. These targets must be tracked, their locations identified, and efficient automated manufacturing operations performed.

【0028】追尾すべき各目標にはTAG送信機が取り
つけられる。目標に付随した各TAG送信機はTAG送
信を送信しそれは受信機アレイにより受信される。例え
ば、符号30に配置されたTAG送信機からのTAG送
信は少くとも電波探知受信機22,24,26により受
信される。各TAG送信は各タグ(すなわち、目標)を
ユニークに識別するTAG ICを含んでいる。
A TAG transmitter is attached to each target to be tracked. Each TAG transmitter associated with the target transmits a TAG transmission, which is received by the receiver array. For example, a TAG transmission from a TAG transmitter located at reference numeral 30 is received by at least the radio wave detection receivers 22, 24, 26. Each TAG transmission includes a TAG IC that uniquely identifies each tag (ie, target).

【0029】各目標上のTAG送信機の他に、数台の固
定位置TAG送信機35が施設周りに配置されている。
各受信機について公知の位置を有するこれらのTAG送
信機はシステム校正に使用される。
In addition to the TAG transmitter on each target, several fixed position TAG transmitters 35 are located around the facility.
These TAG transmitters, which have a known location for each receiver, are used for system calibration.

【0030】受信機アレイ20内の各電波探知受信機は
TAG送信を受信し、800MHz時間ベースカウンタ
を使用して到着時間を正確に検出する。TAG送信内の
各TX−パケットに対して、受信機は対応するTOA−
DETECTIONパケットを発生し、それはLAN
(ローカルエリアネットワーク)を介して電波探知シス
テムプロセッサ40へ通信される。
Each radio detection receiver in the receiver array 20 receives the TAG transmission and accurately detects the time of arrival using an 800 MHz time base counter. For each TX-packet in the TAG transmission, the receiver sends the corresponding TOA-
Generate a DETECTION packet, which is
It is communicated to the radio wave detection system processor 40 via a (local area network).

【0031】システムプロセッサ40は全ての目標標定
計算を行う。さらに、システムプロセッサが200MH
zシステム同期化クロック42を発生し、それから各受
信機内の800MHz時間ベースカウントが引き出され
る。システムプロセッサ40は、システムプロセッサと
受信機アレイ間のデータ通信に使用されかつ200MH
zシステム同期化クロックを与えるネットワークにLA
Nインターフェイス44を介して結合されている。
The system processor 40 performs all target orientation calculations. Further, the system processor is 200 MH
A z-system synchronization clock 42 is generated, from which the 800 MHz time base count in each receiver is derived. The system processor 40 is used for data communication between the system processor and the receiver array and has a 200 MHz
LA to network to provide z-system synchronization clock
It is connected via an N interface 44.

【0032】システムプロセッサは目標追尾データベー
ス記憶装置を含んでおり、目標標定情報へのユーザアク
セスはグラフィックワークステーションによりグラフィ
ックインターフェイスを介して提供される。
The system processor includes a target tracking database storage device, wherein user access to the target location information is provided by a graphic workstation via a graphic interface.

【0033】1.1. TAG送信 TAG(目標)と受信機アレイ間の送信は902〜92
8MHz帯のスペクトラム拡散通信を使用して行われ
る。図1に示す実施例では、その周波数帯の無線通信は
多重反射の影響を受ける。TAG送信にスペクトラム拡
散通信を使用するとディレクトパス送信を多重反射から
分離するのに有利である(第2節参照)。
1.1. TAG transmission The transmission between the TAG (target) and the receiver array is 902-92.
This is performed using spread spectrum communication in the 8 MHz band. In the embodiment shown in FIG. 1, wireless communication in that frequency band is affected by multiple reflections. The use of spread spectrum communication for TAG transmission is advantageous for separating direct path transmission from multiple reflections (see section 2).

【0034】図2aはTAG送信機50の機能ブロック
図であり、次のものを含んでいる。 (a) スペクトラム拡散TAG送信(TX−パケッ
ト)を送信するスペクトラム拡散送信機52、 (b) TAG(目標)が移動している時にスペクトル
拡散送信機を作動可能とするバッテリ節電回路54、 (c) TAG(目標)の移動を検出する移動検出回路
56、 (d) スペクトル拡散送信機の再送信間隔を制御する
周期性制御回路58。
FIG. 2a is a functional block diagram of the TAG transmitter 50, which includes: (A) a spread spectrum transmitter 52 for transmitting a spread spectrum TAG transmission (TX-packet); (b) a battery power saving circuit 54 for enabling the spread spectrum transmitter when the TAG (target) is moving; A movement detection circuit 56 for detecting movement of the TAG (target); and (d) a periodicity control circuit 58 for controlling the retransmission interval of the spread spectrum transmitter.

【0035】実施例において、周期的な各TAG送信内
のTX−パケットは適切なTAGIDだけでなく、次の
3つの移動状態表示の中の一つをも含んでいる。移動開
始、移動継続、移動停止。
In an embodiment, the TX-packet in each periodic TAG transmission contains not only the appropriate TAGID, but also one of the following three movement status indications. Start moving, continue moving, stop moving.

【0036】節電を行って利用可能なTAG送信機群を
多くするために、各スペクトラム拡散送信機52は常時
節電モードとされ、付随する目標が新しい位置に移動す
る間だけバッテリ節電回路54により送信可能とされ
る。目標の移動は移動検出器56により検出され、バッ
テリ節電回路に適切な表示が与えられる。
In order to save power and increase the number of available TAG transmitters, each spread spectrum transmitter 52 is always in a power saving mode and transmits by the battery power saving circuit 54 only while the associated target moves to a new position. It is possible. The movement of the target is detected by the movement detector 56, and an appropriate indication is given to the battery power saving circuit.

【0037】移動表示に応答して、バッテリ節電回路5
4はスペクトラル拡散送信機52に初期TAG送信をイ
ネーブルさせることにより送信モードを開始する。この
初期TAG送信内のTX−パケットには、TAG ID
の他に、Motion Initiated状態が含ま
れている。
In response to the movement display, the battery power saving circuit 5
4 initiates the transmission mode by enabling the spread spectrum transmitter 52 for initial TAG transmission. The TX-packet in this initial TAG transmission has a TAG ID
In addition, a Motion Initiated state is included.

【0038】(移動検出器56が検出するように)目標
が移動している間に、周期性制御器58によりスペクト
ラル送信機52は(15秒毎等の)選定間隔でTAG送
信を再送信する。これらの周期的TAG再送信内のTX
−パケットには、TAG IDの他に、Motion
Continuing状態が含まれる。
While the target is moving (as detected by the movement detector 56), the periodicity controller 58 causes the spectral transmitter 52 to retransmit the TAG transmission at selected intervals (such as every 15 seconds). . TX in these periodic TAG retransmissions
-In the packet, besides the TAG ID, the Motion
Continuing state is included.

【0039】目標が新しい位置に到着して静止すると、
移動検出器56はバッテリ節電回路54へ移動表示を与
えることを停止する。目標が静止している所定期間(例
えば30秒)後に、バッテリ節電回路は周期性制御器5
8をディセーブルし、スペクトラル送信機がMotio
n Stopped状態を含むTX−パケットを有する
最終TAG送信を送るようにする。
When the target reaches a new position and comes to rest,
The movement detector 56 stops providing the movement indication to the battery power saving circuit 54. After a predetermined period (for example, 30 seconds) during which the target is stationary, the battery power saving circuit
8 is disabled and the spectral transmitter is
n Send a final TAG transmission with a TX-packet containing the Stopped state.

【0040】TAG送信機は目標の次の移動まで非送信
節電モードのままとされる。目標が静止している間にT
AG送信を完全にディセーブルする替りに、このような
送信期間中に、TAG送信機はNo Motion状態
表示を与える低デューティサイクルTAG送信を送るよ
うにプログラムすることができる。
The TAG transmitter remains in the non-transmission power saving mode until the next movement of the target. T while the target is stationary
Instead of completely disabling the AG transmission, during such a transmission period, the TAG transmitter can be programmed to send a low duty cycle TAG transmission that gives a No Motion status indication.

【0041】送信は施設を介して伝播され、受信機アレ
イにより受信される。これらの送信は予想不能な減衰を
生じる間仕切、壁および他の障害の中を伝播しなければ
ならないため、受信機における信号強度は目標位置を推
定できる任意の有用情報を提供できるものではない。さ
らに、ディレクトパス送信の後でも、これらの障害によ
り多重反射が生じて受信機により受信される。
The transmission propagates through the facility and is received by the receiver array. Since these transmissions must propagate through partitions, walls and other obstacles that produce unpredictable attenuation, the signal strength at the receiver cannot provide any useful information from which the target position can be estimated. Further, even after the direct path transmission, these obstacles cause multiple reflections and are received by the receiver.

【0042】1.2. 受信およびTOA検出 TAG送信はマルチパス送信機とTAG送信機(目標)
間の対応する到着時間(すなわち、径路長)差に依存す
る到着時間差でさまざまな受信機に到着し、実質的にT
AG送信径路内の信号減衰障害物の影響を受けない。
1.2. Multipath transmitter and TAG transmitter (target) for reception and TOA detection TAG transmission
Arrive at the various receivers with arrival time differences that depend on the corresponding arrival time (ie, path length) differences between
Unaffected by signal attenuation obstacles in the AG transmission path.

【0043】高分解能の電波探知システムを実施するた
めに、この到着時間差を使用して各受信機がTAG送信
の到着時間検出を信頼度高く正確に行う場合に高分解能
で目標位置を決定することができる。TOA検出には、
(a)ディレクトパスTAG送信の到着時間による信頼
度の高いトリガ、および(b)安定に同期化された時間
ベースが必要である。
In order to implement a high-resolution radio wave detection system, a target position is determined with high resolution when each receiver uses the arrival time difference to detect the arrival time of TAG transmission accurately and accurately. Can be. For TOA detection,
There is a need for (a) a reliable trigger by the arrival time of the direct path TAG transmission, and (b) a stable synchronized time base.

【0044】(付随する任意の多重反射よりも前に到着
する)ディレクトパスTAG送信の早期サイクル到来時
に一貫して正確にトリガすることができないと、温度、
湿度および/もしくは回路性能のランダムな変化に無関
係に、信頼度問題が生じてTOA検出エラーしたがって
標定計算エラーを生じる。しかしながら、たとえTOA
トリガが正確であっても、安定な同期化された時間ベー
ス(もしくは相対時間差の知識)を得ることができない
とTOAトリガリングに基ずく到着時間検出の精度が低
下する。
If the early cycle of a direct path TAG transmission (arriving before any associated multiple reflections) cannot be triggered consistently and accurately, the temperature,
Irrespective of random changes in humidity and / or circuit performance, reliability issues arise resulting in TOA detection errors and therefore orientation calculation errors. However, even if TOA
Even if the trigger is accurate, failure to obtain a stable synchronized time base (or knowledge of the relative time difference) will reduce the accuracy of arrival time detection based on TOA triggering.

【0045】さらに、TOAトリガリングは(目標と所
与の受信機間の径路で減衰される)TAG送信信号の強
度とは無関係でなければならない。分散遅延として知ら
れるように、信号強度と無関係とされない場合にはディ
レクトパス減衰に依存する到着時間トリガリング差が生
じる。
In addition, TOA triggering must be independent of the strength of the TAG transmit signal (attenuated in the path between the target and a given receiver). If not made independent of signal strength, known as dispersion delay, there will be arrival time triggering differences that depend on direct path attenuation.

【0046】実施例に対して、電波探知システムプロセ
ッサ40はLANを介してアレイ20内の各受信機へ2
00MHzシステム同期化クロックを送る。各受信機に
おいて、200MHzシステムクロックは従来の相コヒ
ーレント周波数多重化により他の全ての受信機と同期化
された800MHz TOA時間ベースクロックへ変換
される。到着時間検出の時間ベースを与えるこの方法に
より、受信機はおよそ1.25nS内で同期化されTO
A差分による標定分解能をおよそ0.61m(2フィー
ト)以内とすることができる。
For the preferred embodiment, the radio detection system processor 40 sends a signal to each receiver in the array 20 via the LAN.
Send a 00 MHz system synchronization clock. At each receiver, the 200 MHz system clock is converted to an 800 MHz TOA time base clock synchronized with all other receivers by conventional phase coherent frequency multiplexing. With this method of providing a time base for time-of-arrival detection, the receiver is synchronized within approximately 1.25 ns and the TO
The orientation resolution based on the A difference can be within about 0.61 m (2 feet).

【0047】200MHzシステム同期化クロックを各
受信機のアップコンバージョンにより所望の800MH
z時間ベースクロックへ選定するのはシステム同期化ク
ロックを与える特定LANデータ通信の選定から生じる
設計上の選択である(1.3節参照)。本発明の電波探
知システムはシステム同期化クロックを与える他の案に
容易に応用して所望の標定分解能に対する適切な受信機
時間ベースを提供することができる。
A 200 MHz system synchronization clock is converted to a desired 800 MHz by up-conversion of each receiver.
Choosing a z-time base clock is a design choice that results from the choice of a particular LAN data communication that provides a system synchronization clock (see Section 1.3). The radio detection system of the present invention can be readily applied to other schemes for providing a system synchronization clock to provide an appropriate receiver time base for a desired orientation resolution.

【0048】図2bは電波探知受信機60の機能ブロッ
ク図であり、(a)受信したTAG送信(TX−パケッ
ト)を増幅調整する受信機フロントエンド62、(b)
ディレクトパスTAG送信の到着を検出しTOA DE
TECT表示を与えるTOA検出トリガ64、(c)T
OA DETECT表示に応答して同期化された800
MHz時間ベースカウンタの関連する時間ベースTOA
COUNTをラッチする時間ベースラッチング回路6
5、(d)各TAG送信からTX−パケットを受信して
TAG IDおよび移動状態を含むRX−パケットを発
生するスペクトラル拡散受信機66、(e)時間ベース
ラッチング回路からのラッチされたTOA COUNT
を回復されたTAG IDおよび移動状態と共にTOA
−DETECTIONパケットへアセンブルするプログ
ラマブルコントローラ68、および、(f)LANを介
したTOA−DETECTIONパケットの通信をイン
ターフェイスするネットワークインターフェイス69を
含んでいる。さらに、電源がTTL、ECLおよび無線
回路の電力を供給する。
FIG. 2B is a functional block diagram of the radio wave detection receiver 60. (a) Receiver front end 62 for amplifying and adjusting received TAG transmission (TX-packet), (b)
TOA DE detects arrival of direct path TAG transmission
TOA detection trigger 64 giving TECT indication, (c) T
800 synchronized in response to OA DETECT indication
Associated time base TOA of MHz time base counter
Time-based latching circuit 6 for latching COUNT
5, (d) a spread spectrum receiver 66 which receives a TX-packet from each TAG transmission and generates an RX-packet including a TAG ID and a moving state, (e) a latched TOA COUNT from a time-based latching circuit.
TOA with recovered TAG ID and moving status
-A programmable controller 68 that assembles into DETECTION packets; and (f) a network interface 69 that interfaces the communication of TOA-DETECTION packets over the LAN. In addition, a power supply supplies power to the TTL, ECL and radio circuits.

【0049】受信機フロントエンド62は各TAG送信
を受信して従来の増幅および濾波を行う。
The receiver front end 62 receives each TAG transmission and performs conventional amplification and filtering.

【0050】受信されたTAG送信は到着時間トリガ用
TOAトリガ64へ送られ、TOAトリガはTAG送信
の早期サイクル内にTOA DETECT表示を与え
る。トリガイベントの迅速な検出はTOAトリガ内の従
来のピークエネルギ検出を使用した高速コンパレタによ
って行われる。
The received TAG transmission is sent to the TOA trigger for arrival time trigger 64, which provides a TOA DETECT indication during the early cycle of the TAG transmission. Rapid detection of the trigger event is provided by a high-speed comparator using conventional peak energy detection in the TOA trigger.

【0051】TOA DETECTはTAG送信波頭の
到来表示として時間ベースラッチング回路65へ送られ
る。時間ベースラッチング回路は(200MHzシステ
ム同期化クロックからアップ変換された)800MHz
時間ベースクロックの関連する時間ベースカウントをラ
ッチする。さらに、時間ベースラッチング回路はデジタ
ルノイズ濾波を行ってTOAトリガからのTOA DE
TECT表示にはランダムパルスノイズではなくスペク
トラム拡散TAG送信が付随されることを保証しようと
する。
The TOA DETECT is sent to the time-based latching circuit 65 as an indication of the arrival of the TAG transmission wave front. Time-based latching circuit is 800 MHz (up-converted from 200 MHz system synchronization clock)
Latch the relevant time base count of the time base clock. In addition, the time-based latching circuit performs digital noise filtering to remove the TOA DE from the TOA trigger.
It attempts to ensure that the TECT indication is accompanied by spread spectrum TAG transmission rather than random pulse noise.

【0052】時間ベースラッチング回路65がTAG送
信の到着を表示すると、付随するTX−パケットがスペ
クトラル拡散受信機66へ与えられる。スペクトラル拡
散受信機はTX−パケットからTAG IDおよび移動
状態を抽出して、TAG IDおよび移動状態を含むR
X−パケットを出力する。
When the time-based latching circuit 65 indicates that a TAG transmission has arrived, the accompanying TX-packet is provided to a spread spectrum receiver 66. The spread spectrum receiver extracts the TAG ID and the moving state from the TX-packet, and outputs the R including the TAG ID and the moving state.
Output X-packet.

【0053】各TAG送信に対して、プログラムされた
コントローラ68が、スペクトラル拡散受信機66から
のRX−パケットと共に、時間ベースラッチング回路6
5からのラッチされた時間ベースカウントを検索する。
プログラムされたコントローラはこの到着時間情報(T
AG ID、移動状態および時間ベースTOA COU
NT)をTOA−DETECTIONパケットへアセン
ブルし、LANを介して電波探知システムプロセッサと
通信する。
For each TAG transmission, the programmed controller 68, along with the RX-packet from the spread spectrum receiver 66,
Retrieve the latched time base count from 5.
The programmed controller sends this arrival time information (T
AG ID, movement status and time-based TOA COU
NT) into a TOA-DETECTION packet and communicate with the radio wave detection system processor via the LAN.

【0054】目標が一つの位置からある受信機からは遠
いが他の受信機には近いもう一つの位置へ移動すると、
各電波探知受信機は関連するTAG送信に対して変化す
る到着時間の測定値を検出する。所与のTAG送信に対
して、各受信機の到着時間検出動作によりディレクトパ
スTAG送信の到着とその後に到着する多重反射信号が
弁別され、マルチパス成分が合流する前のディレクトパ
スTAG送信の早期サイクル到着時にトリガされる。
When the target moves from one location to another location that is far from one receiver but close to the other,
Each radio sniffer detects a varying arrival time measurement for the associated TAG transmission. For a given TAG transmission, the arrival time detection operation of each receiver discriminates between the arrival of the direct path TAG transmission and the multiple reflection signals arriving after that, and the early stage of the direct path TAG transmission before the multipath components merge. Triggered on cycle arrival.

【0055】マルチパス効果にかかわらず妥当なTAG
IDを受信する能力はスペクトラム拡散通信に固有の
空間ダイバシティにより向上される。実際上、各受信機
は空間ダイバースアンテナ要素と考えてマルチパスノイ
ズ除去を容易にすることができる。受信したディレクト
パスTAG送信のTOA検出を行った後、プログラムさ
れたコントローラによりアセンブルされたTOA−DE
TECTIONパケットがLANを介して電波探知シス
テムへ通信される。
Relevant TAG regardless of multipath effect
The ability to receive IDs is enhanced by the spatial diversity inherent in spread spectrum communication. In practice, each receiver can be considered a spatial diversity antenna element to facilitate multipath noise removal. After detecting the TOA of the received direct path TAG transmission, the TOA-DE assembled by the programmed controller is used.
The TECTION packet is communicated via the LAN to the radio wave detection system.

【0056】1.3. LAN通信 図1bを参照して、電波探知受信機アレイ内の各受信機
はLANを介して電波探知システムプロセッサ40に接
続されている(LANケーブルは図示しない)。システ
ムプロセッサ40はTAG送信を検出する時に各受信機
から連続的にTOA−DETECTIONパケット(T
AG ID、移動状態および時間ベースTOA COU
NT)を受信する。
1.3. LAN Communication Referring to FIG. 1b, each receiver in the radio wave detection receiver array is connected to the radio wave detection system processor 40 via the LAN (the LAN cable is not shown). When the system processor 40 detects a TAG transmission, the TOA-DETECTION packet (T
AG ID, movement status and time-based TOA COU
NT).

【0057】受信機は次の2つの独立した通信動作のた
めにシステムプロセッサに接続されている。(a)デー
タ通信、(b)(数百pS内の繰返性を提供する)受信
機時間ベース同期化。実施例では、一つの同軸ケーブル
ベースARCNETローカルエリアネットワークを使用
してこれら2つの通信動作が行われる。
The receiver is connected to the system processor for the following two independent communication operations. (A) Data communication, (b) Receiver time-based synchronization (providing repeatability within a few hundred pS). In an embodiment, these two communication operations are performed using one coaxial cable-based ARCNET local area network.

【0058】ARCNET LANはトークンパッシン
グプロトコルおよび2.5Mbit/秒のデータ送信レ
ートを使用する。通信は著しい減衰問題を生じることな
く200MHzまでの信号周波数に対処する標準RG6
2同軸ケーブルを介して行われる。したがって、著しい
劣化を生じることなく、200MHzシステム同期化ク
ロックを正規のARCNETデータ通信トラフィックへ
多重化することができる。
The ARCNET LAN uses a token passing protocol and a data transmission rate of 2.5 Mbit / sec. Communication is standard RG6 which addresses signal frequencies up to 200 MHz without significant attenuation problems
This is performed via two coaxial cables. Thus, the 200 MHz system synchronization clock can be multiplexed onto legitimate ARCNET data communication traffic without significant degradation.

【0059】図2cは電波探知システムプロセッサおよ
び受信機のLANインターフェイスを示す機能ブロック
図である。システムプロセッサにおいて、LANインタ
ーフェイス81はARCNETインターフェイス(RI
M)カード82および200MHzクロックインターフ
ェイスを含んでいる。ディプレクスフィルタ84が20
0MHzシステム同期化クロック83を2.5MHz
ARCNET信号へ多重化し、得られるLAN信号を正
規のARCNETパケットトラフィックとしてネットワ
ークへ出力する。
FIG. 2C is a functional block diagram showing the LAN interface of the radio wave detection system processor and the receiver. In the system processor, the LAN interface 81 is an ARCNET interface (RI
M) Includes card 82 and 200 MHz clock interface. The diplex filter 84 is 20
0 MHz system synchronization clock 83 is 2.5 MHz
It is multiplexed into ARCNET signals and the resulting LAN signals are output to the network as regular ARCNET packet traffic.

【0060】システムプロセッサからのLAN通信は電
波探知アレイの受信機により受信される。各受信機にお
いて、LANインターフェイス86はLAN信号をディ
マルチプレクスして200MHzシステム同期化クロッ
クを回復するディプレクスフィルタ87を含んでいる。
ARCNETパケットはARCNETインターフェイス
(RIM)88へ送られ、200MHzクロックはクロ
ックインターフェイス89を介して(図示せぬ)時間ベ
ースラッチング回路へ送られる。
The LAN communication from the system processor is received by the receiver of the radio wave detection array. In each receiver, LAN interface 86 includes a diplex filter 87 that demultiplexes the LAN signal to recover a 200 MHz system synchronization clock.
The ARCNET packet is sent to an ARCNET interface (RIM) 88 and the 200 MHz clock is sent via a clock interface 89 to a time-based latching circuit (not shown).

【0061】データ通信ネットワークの選定は主として
設計上の選択となる。データ通信動作の性能条件は特に
必要ではなく、電話、マイクロ波もしくは無線等のいく
つかの方法で行うことができる。同期化動作は、受信機
間の同期化を数百pS内に維持する条件に制約されるた
め適応性が低く、この同期化を維持できないと位置精度
が失われる。
The choice of data communication network is primarily a design choice. The performance condition of the data communication operation is not particularly required, and can be performed by several methods such as telephone, microwave or wireless. The synchronization operation is less adaptable because it is constrained by the conditions that maintain synchronization between receivers within a few hundred pS, and if this synchronization cannot be maintained, position accuracy is lost.

【0062】1.4. 位置標定処理 電波探知システムプロセッサはLANを介して受信機か
ら通信されるTOA−DETECTIONパケットを受
信し(データ取得)、到着時間データを処理して位置標
定情報を得る(データ還元)。
1.4. Positioning processing The radio wave detection system processor receives the TOA-DETECTION packet communicated from the receiver via the LAN (data acquisition) and processes the arrival time data to obtain position location information (data reduction).

【0063】図3は位置標定処理動作を示すフロー図で
ある。受信した各TOA−DETECTIONパケット
(TAG ID、時間ベースTOA COUNT、およ
び移動状態)に対して、システムプロセッサは移動する
TAG(目標)を識別する(82)。この動作により、
可能ならば、TOA−DETECTIONパケットから
TAG IDが回復されTAG IDを抽出できないT
OA−DETECTIONパケットを調和させる試みが
なされる。例えば、TAG識別を行えない理由とは無関
係にTOAデータが正確であっても、受信機が受信する
マルチパスノイズにより受信機は送信中のTAG送信機
に対してTAG IDを回復できないことがある。
FIG. 3 is a flowchart showing the position locating processing operation. For each TOA-DETECTION packet received (TAG ID, time-based TOA COUNT, and moving state), the system processor identifies the moving TAG (target) (82). By this operation,
If possible, the TAG ID is recovered from the TOA-DETECTION packet and the TAG ID cannot be extracted.
An attempt is made to reconcile OA-DETECTION packets. For example, the receiver may not be able to recover the TAG ID for the transmitting TAG transmitter due to the multipath noise received by the receiver, even though the TOA data is accurate regardless of the reason that TAG identification cannot be performed. .

【0064】全てのTOA−DETECTIONパケッ
トに対して妥当なTAG IDがチェックされる(8
3)。妥当なTAG IDが無いのに、例えば1000
nS等の、所与の時間内に到来するTOA−DETEC
TIONパケットは同じTAG送信機へ割り付けられる
(84)。妥当なTOA−DETECTIONパケット
(すなわち、妥当なTAG ID)と割り付けられたT
OA−DETECTIONパケットの組合せを含む受信
機冗長度により、データ還元アルゴリズムがイネーブル
され割り付けられた任意のTOA−DETECTION
の妥当性、非妥当性が決定される。
A valid TAG ID is checked for all TOA-DETECTION packets (8
3). Without a valid TAG ID, for example, 1000
TOA-DETEC arriving in a given time, such as nS
TION packets are assigned to the same TAG transmitter (84). A valid TOA-DETECTION packet (ie, a valid TAG ID) and the assigned T
Any TOA-DETECTION enabled and assigned data reduction algorithm with receiver redundancy including OA-DETECTION packet combinations
Validity and non-validity are determined.

【0065】所与のTAG送信を付随するTOA−DE
TECTIONが識別もしくは割り付けされると(8
2)、従来の到着時間差アルゴリズムを使用してそのT
AG送信機に対する到着時間データが処理され(8
5)、目標位置情報が得られる。2次元目標追尾に対し
ては、少くとも3つのTOA−DETECTIONパケ
ットが識別されておれば(86)、受信機IDおよび到
着時間データを使用して目標位置を計算することができ
る(3次元追尾には少くとも4つのTOA測定値が必要
である)。付加TOA−DETECTIONパケットは
やはり目標標定アルゴリズムで使用できる(88)冗長
位置標定情報を表わす。受信したTOAパケットから計
算される位置標定情報は従来どおり完全にインデクスさ
れた目標追尾データベースに記憶され(92)、それは
(a)TAGID(16ビット)、(b)移動状態、
(c)目標位置、(d)位置適格化ベクトル、および
(e)時間を含んでいる。
TOA-DE with a given TAG transmission
When TECTION is identified or assigned (8
2) its T using the conventional time difference of arrival algorithm
The arrival time data for the AG transmitter is processed (8
5) Target position information is obtained. For two-dimensional target tracking, if at least three TOA-DETECTION packets have been identified (86), the target position can be calculated using the receiver ID and arrival time data (three-dimensional tracking). Requires at least four TOA measurements). The additional TOA-DETECTION packet represents (88) redundant position location information that can also be used in the target location algorithm. Positioning information calculated from the received TOA packet is stored in a completely indexed target tracking database as before (92), which includes (a) TAGID (16 bits), (b) moving state,
(C) target position, (d) position qualification vector, and (e) time.

【0066】移動状態は4ビット量(16組合せ)とし
て記憶され、実施例では移動開始、移動継続もしくは移
動停止を示す。通信できる付加状態情報の例として次の
ものが含まれる、(a)目標の静止時に選定間隔で送信
されてアクティブTAG送信機の移動中かどうかの更新
記録を与えTAG送信機の故障識別を助ける非移動状
態、および、(b)TAG送信機もしくは(無人車等
の)自動源から直接システムプロセッサへキー型状態を
通すことができる(オペレータ起動警告等の)TAG送
信機上のメンブレン型キー押下。
The movement state is stored as a 4-bit amount (16 combinations), and in the embodiment, indicates movement start, movement continuation, or movement stop. Examples of additional state information that can be communicated include: (a) transmitted at selected intervals when the target is stationary to provide an updated record of whether the active TAG transmitter is moving and to help identify the TAG transmitter failure Non-moving state, and (b) Membrane-type key press on the TAG transmitter (such as operator-activated warning) that allows the key-type state to pass directly from the TAG transmitter or an automatic source (such as an unmanned vehicle) to the system processor .

【0067】目標位置は32ビット縦および横量で記憶
される。位置適格化ベクトルは適切な計算の蓄積に基ず
くエラーラジアル、TOAトリガランダムネス、同期化
ランダムネスおよび(およそ3.05m(10フィー
ト)までの)位置標定計算の精度を損う他の要因を表わ
す。
The target position is stored as a 32-bit vertical and horizontal amount. The location qualification vector can provide error radial, TOA trigger randomness, synchronization randomness, and other factors that impair the accuracy of the position location calculation (up to approximately 10 feet) based on the accumulation of appropriate calculations. Express.

【0068】目標追尾データベースは従来のデータベー
ス探索および検索ソフトウェアを使用したグラフィック
ユーザインターフェイス95を介して問合せ95するこ
とができる。実施例ではマッピングデータベース検索ソ
フトウェアパッケージを使用して任意の目標の位置座標
を施設のマップ上に掲示することが好ましい。探索の種
類によって、マッピングデータベース検索ソフトウェア
は特定アイテムの施設マップ位置に、アイテム群、時間
的位置、空間内の点を通るアイテム流もしくはこのよう
な情報のさまざまな組合せを掲示することができる。
The target tracking database can be queried 95 via a graphic user interface 95 using conventional database search and search software. In an embodiment, the location coordinates of any target are preferably posted on a facility map using a mapping database search software package. Depending on the type of search, the mapping database search software can post item clusters, temporal locations, item streams through points in space or various combinations of such information at the facility map location of a particular item.

【0069】1.5. 校正 電波探知システムをナノ秒のTOA分解能で作動させる
には、施設内の温湿度変化により生じる回路動作パラメ
ータおよび伝播特性の小さな変化を考慮しなければなら
ない。このような変化はシステム校正により処理され
る。
1.5. In order for the calibration radio detection system to operate at a TOA resolution of nanoseconds, small changes in circuit operating parameters and propagation characteristics caused by temperature and humidity changes in the facility must be taken into account. Such changes are handled by system calibration.

【0070】図2bを参照して、電波探知システムは校
正送信機35を含んでいる。これらの送信機は電波探知
受信機と同様に施設の天井面や天井内等の所定位置に取
りつけられる。校正送信機50の台数および位置は主と
してアレイ20内の各受信機が少くとも3台の校正送信
機の校正送信を受信できることを保証するように決定さ
れる。
Referring to FIG. 2 b, the radio wave detection system includes a calibration transmitter 35. These transmitters are mounted at predetermined positions on the ceiling surface of the facility, in the ceiling, and the like, similarly to the radio wave detection receiver. The number and location of the calibration transmitters 50 are primarily determined to ensure that each receiver in the array 20 can receive the calibration transmissions of at least three calibration transmitters.

【0071】各受信機が付加校正送信を受信するように
校正送信機を分布すれば、(校正送信機ID等の)通信
エラーを処理する校正冗長度が得られる。校正送信機が
受信機と一緒に配置されておれば、校正送信機からのT
AG送信の到着時間差処理を使用して受信機アレイの概
観を発生することができる。
Distributing the calibration transmitters such that each receiver receives the additional calibration transmission provides calibration redundancy for handling communication errors (such as calibration transmitter ID). If the calibration transmitter is co-located with the receiver, the T
Time difference of arrival processing for AG transmissions can be used to generate an overview of the receiver array.

【0072】動作について、校正送信機は100秒毎等
の所定の間隔で校正信号を発生するようにプログラムさ
れている。各校正送信には校正送信機IDが付随してい
る。
In operation, the calibration transmitter is programmed to generate calibration signals at predetermined intervals, such as every 100 seconds. Each calibration transmission is accompanied by a calibration transmitter ID.

【0073】これらの校正送信は電波探知受信機により
受信され、TAG送信と同様に到着時間が検出される。
受信機はLANを介してシステムプロセッサ40へ校正
データパケット(校正送信機IDおよびTOA COU
NT)を送る。
The calibration transmission is received by the radio wave detection receiver, and the arrival time is detected in the same manner as the TAG transmission.
The receiver sends a calibration data packet (calibration transmitter ID and TOA COU) to the system processor 40 via the LAN.
NT).

【0074】システムプロセッサ40は校正パケットを
受信し、目標追尾に作用するのと同じ手順を使用して到
着時間から校正送信機の位置を計算する。各校正送信機
に対する計算位置および付随する受信機の到着時間差は
公知の位置および付随するこれらの送信機の到着時間差
と比較され、見掛け上の位置およびTOA差は各受信機
の新しい校正係数へ変換される。各校正間隔に対して、
更新された係数が目標標定データベースに記憶され、正
規の目標追尾動作中に各受信機から送られる到着時間デ
ータを調整するのに使用される。
The system processor 40 receives the calibration packet and calculates the position of the calibration transmitter from the time of arrival using the same procedure that works for target tracking. The calculated position for each calibration transmitter and the associated receiver arrival time difference are compared to the known position and the associated arrival time difference for these transmitters, and the apparent position and TOA difference are converted to each receiver's new calibration coefficient. Is done. For each calibration interval,
The updated coefficients are stored in the target orientation database and used to adjust the time of arrival data sent from each receiver during a normal target tracking operation.

【0075】2.電波探知システム−−エリア検出 到着時間差を使用する電波探知システムの高分解能実施
例に替る低コスト実施例として、本発明の電波探知シス
テムは各割付エリアだけからのTAG送信を受信するよ
うに構成された受信機を使用する低分解能実施例として
実施することができる。この実施例は主として次の2つ
の点で第1節に記載した高分解能実施例と異っている。
2. Radio Detection System--As a low cost alternative to the high resolution embodiment of the radio detection system using area detection arrival time differences, the radio detection system of the present invention is configured to receive TAG transmissions only from each assigned area. It can be implemented as a low-resolution embodiment using a receiver. This embodiment differs from the high resolution embodiment described in Section 1 mainly in the following two points.

【0076】 (a) 目標標定分解能は到着時間差ではなく割り付け
られる受信機エリアのサイズで決る。 (b) 受信機は各割付エリア内のTAG送信機からの
TAG送信だけを受信し、目標標定はTAG IDを有
するTAG送信を受信機が受信する時に行われる。
(A) The target orientation resolution is determined not by the arrival time difference but by the size of the allocated receiver area. (B) The receiver receives only TAG transmissions from TAG transmitters in each allocation area, and the target orientation is performed when the receiver receives a TAG transmission having a TAG ID.

【0077】低分解能実施例では、到着時間検出(TO
Aトリガおよび時間ベースラッチング)の必要がないた
め、著しいコスト節減となる。
In the low-resolution embodiment, the arrival time detection (TO
There is no need for A-triggering and time-based latching, resulting in significant cost savings.

【0078】図2aを参照して、低分解能実施例に対し
ては、電波探知アレイ20の受信機は(所定の目標標定
分解能を与える)所定サイズの各目標標定エリア内に配
置されたTAGからのTAG送信を検出するように構成
される。例えば、選定受信機位置に指向性アンテナを使
用して、目標標定エリアのサイズを所定のアンテナビー
ム幅により決定することができる。この場合、受信機位
置の選定は柔軟であり、割り付けられた目標標定エリア
をカバーすることができる。
Referring to FIG. 2a, for the low resolution embodiment, the receiver of radio detection array 20 uses a TAG located within each target location area of a given size (giving a given target location resolution). Is configured to detect the TAG transmission of For example, using a directional antenna at the selected receiver location, the size of the target orientation area can be determined by a predetermined antenna beam width. In this case, the selection of the receiver position is flexible and can cover the allocated target orientation area.

【0079】また、受信機は格子状に分布して目標標定
エリアのサイズを受信機間の所定間隔により決定するこ
とができる。この場合、目標標定分解能は受信機間隔の
関数であり、TAG送信機出力は大概の近隣受信機によ
りTAG送信が受信されるように協調的に選定される
(本構成では、2台以上の受信機によりTAG送信が受
信されることは目標標定分解能の損失を表わす)。
Further, the receivers can be distributed in a grid and determine the size of the target orientation area by a predetermined interval between the receivers. In this case, the target orientation resolution is a function of the receiver spacing, and the TAG transmitter output is cooperatively selected so that TAG transmissions are received by most neighboring receivers. Receipt of a TAG transmission by the machine indicates a loss of target orientation resolution).

【0080】図2aを参照して、低分解能実施例に対し
て、TAG送信機50は高分解能電波探知実施例に対し
て第1.1および4節で説明したように実施することが
できる。したがって、TAG送信機はバッテリ節電回路
54および移動検出器56を使用してTAG(目標)移
動が検出される時だけTAG送信を送るスペクトラム拡
散送信機52を含み、目標移動中の周期的再送信は周期
性制御器58により決定される。
Referring to FIG. 2a, for the low resolution embodiment, the TAG transmitter 50 can be implemented as described in Sections 1.1 and 4 for the high resolution radio detection embodiment. Thus, the TAG transmitter includes a spread spectrum transmitter 52 that sends a TAG transmission only when a TAG (target) movement is detected using the battery power saving circuit 54 and the movement detector 56, and a periodic retransmission during the target movement. Is determined by the periodicity controller 58.

【0081】設計上の主要な相違はスペクトラル拡散送
信機の出力選定であり、目標位置が受信機間隔に基づく
構成ではTAG送信出力は比較的低くて距離が制限さ
れ、したがって、2台以上の受信機によりTAG送信が
受信される可能性がある。例えば、(多数の受信機によ
りTAG送信が受信されることが望ましい)高分解能実
施例に対して、TAG送信出力は0.01〜1Wの範囲
とすることができ(第3節参照)、低分解能実施例に対
してはTAG送信出力は1μW程度として10m程度の
有効範囲とすることができる。
The major difference in the design is the output selection of the spread spectrum transmitter. In a configuration in which the target position is based on the receiver interval, the TAG transmission output is relatively low and the distance is limited, so that two or more receivers are used. TAG transmissions may be received by the device. For example, for a high resolution embodiment (preferably the TAG transmission is received by multiple receivers), the TAG transmission power can be in the range of 0.01-1 W (see section 3) and low. For the resolution embodiment, the TAG transmission output can be about 1 μW and the effective range is about 10 m.

【0082】図2bを参照として、低分解能実施例に対
しては、到着時間検出に関連する部品を省くことにより
電波探知受信機60の複雑度およびコストを著しく低減
することができる。したがって、ある種の受信機フロン
トエンドには増幅器およびフィルタが必要な場合もある
が、包含する必要のある回路はスペクトラル拡散受信機
66およびプログラムされたコントローラ68だけとな
る。
Referring to FIG. 2b, for the low resolution embodiment, the complexity and cost of the radiometric receiver 60 can be significantly reduced by omitting the components associated with arrival time detection. Thus, although some receiver front ends may require amplifiers and filters, the only circuits that need to be included are the spread spectrum receiver 66 and the programmed controller 68.

【0083】特に、TOAトリガ回路64および時間ベ
ースラッチング回路65は到着時間検出を支援する必要
はなくなる。さらに、プログラマブルコントローラはこ
れらの回路を制御するようにプログラムする必要はな
い。
In particular, the TOA trigger circuit 64 and the time-based latching circuit 65 need not support arrival time detection. Further, the programmable controller need not be programmed to control these circuits.

【0084】したがって、動作について、スペクトラル
拡散受信機は第3節で説明したように作動し、受信機フ
ロントエンドからTAG送信を受信してTAGパケット
からのTAG IDおよび移動状態を回復し、回復され
たTAG IDおよび移動状態を有するRX パケット
を出力する。RX パケットはプログラムされたコント
ローラにより検索される。
Thus, in operation, the spread spectrum receiver operates as described in Section 3 and receives TAG transmissions from the receiver front end to recover the TAG ID and mobile state from the TAG packet, and recovers. The RX packet having the TAG ID and the moving state is output. The RX packet is retrieved by the programmed controller.

【0085】プログラムされたコントローラはTAG
IDおよび移動状態を含む対応するAREA−DETE
CTIONパケットを発生する。AREA−DETEC
TIONパケットはLANを介して電波探知システムプ
ロセッサへ通信される。
The programmed controller is TAG
Corresponding AREA-DETE including ID and moving status
Generate a CION packet. AREA-DETEC
The TION packet is communicated to the radio wave detection system processor via the LAN.

【0086】電波探知システムプロセッサは電波探知ア
レイの受信機からAREA−DETECTIONパケッ
トを受信し、目標標定処理を行って目標標定データベー
スを更新する。到着時間差ではなくエリア検出を使用す
る本実施例では、TAGに対する目標標定は計算する必
要がなく、TAG(目標)が位置するエリアに割り付け
られた受信機からのTAG IDを含むAREA−DE
TECTIONパケットの受信に基いて記録されるだけ
である。
The radio wave detection system processor receives the AREA-DETECTION packet from the receiver of the radio wave detection array, performs a target location process, and updates the target location database. In this embodiment using area detection rather than arrival time difference, the target orientation for the TAG does not need to be calculated and the AREA-DE containing the TAG ID from the receiver assigned to the area where the TAG (target) is located.
It is only recorded based on the reception of the TECTION packet.

【0087】3.スペクトラム拡散通信 実施例において、電波探知システムは902〜928M
Hz帯での無免許操作に対するFCC 15.247章
規則の元でスペクトラム拡散通信を使用する。免許が不
要であるだけでなく、スペクトラム拡散通信は付随する
マルチパスノイズからのディレクトパスTAG送信を識
別し、低電力作動を可能とする(第15.247章の最
大許可送信機出力は1W)点で有利である。
[0087] 3. In the spread spectrum communication embodiment, the radio wave detection system is 902-928M.
Uses spread spectrum communication under the FCC section 15.247 rules for unlicensed operation in the Hz band. Not only is licensing unnecessary, but spread-spectrum communication identifies direct-path TAG transmissions from accompanying multipath noise and enables low-power operation (maximum allowed transmitter output in Chapter 15.247 is 1 W). This is advantageous.

【0088】スペクトラル拡散送信には“周波数ホッピ
ング”と呼ばれる定周波数シフトが伴う。周波数シフト
により粗い反射面上での反射角に差ができ、多重反射は
空間内で変動する周波数成分へ入り込むことになる。
Spread spectrum transmission involves a constant frequency shift called "frequency hopping". Due to the frequency shift, there is a difference in the reflection angle on the rough reflection surface, and the multiple reflection enters into the frequency component that fluctuates in space.

【0089】スペクトル拡散多重反射は空間ダイバース
であるため、これらの成分はディレクトパス送信ほどコ
ヒーレントには到着しない。このコヒーレンスの差によ
りディレクトパスTAG送信の受信およびTAG ID
の回復が容易になる。
Because spread spectrum multiple reflection is a spatial diversification, these components do not arrive as coherently as direct path transmission. The reception of the direct path TAG transmission and the TAG ID
Recovery becomes easier.

【0090】スペクトラル拡散通信を使用すると、高ピ
ーク電力の短いバーストで送信することにより(1Wよ
りも低い)低出力TAG送信機で比較的長距離動作を行
うことができる。少くとも3台(通常は冗長性のために
それよりも多い)の受信機がTAG送信を受信すること
を保証するのに必要な受信機台数が低減されるため、高
ピーク送信出力は電波探知システムの高分解能実施例に
とって重要である。
The use of spread spectrum communication allows relatively long distance operation with low power TAG transmitters (less than 1 W) by transmitting in short bursts of high peak power. High peak transmit power is radio-detected because the number of receivers required to ensure that at least three (usually more for redundancy) receivers receive TAG transmissions is reduced Important for high resolution embodiments of the system.

【0091】スペクトラム拡散通信を特徴ずけるパルス
動作には非コヒーレントなデータ受信が必要である。す
なわち、受信をキャリア信号に固定させて復調を行うコ
ヒーレントデータ通信とは異り、スペクトラル拡散受信
機ではTX−パケットに含まれるTAG IDデータの
回復を保証するのに充分な速さで到来するTAG送信と
の同期化固定を得なければならない。
The pulse operation characterizing spread spectrum communication requires non-coherent data reception. That is, unlike coherent data communication in which reception is fixed to a carrier signal and demodulation is performed, a spread spectrum receiver has a TAG that arrives at a sufficient speed to guarantee recovery of TAG ID data included in a TX-packet. Synchronization with transmission must be fixed.

【0092】スペクトラル拡散通信を使用して短い送信
パルスおよび非コヒーレントなデータ受信を得ることの
著しい利点は、データの完全性やビットエラーレート
(BER)が幾分悪くはなるが、バッテリの使用が著し
く低下することである。例えば、代表的に非コヒーレン
ト受信機の設計では10に一つのエラーであるが、コ
ヒーレント受信機の設計では10に一つのエラーであ
る。
A significant advantage of using short spread pulse communication and non-coherent data reception using spread spectrum communication is that while the data integrity and bit error rate (BER) are somewhat worse, battery usage is reduced. This is a significant decrease. For example, in a representative manner the non-coherent receiver design is one of the errors 105, the design of the coherent receiver is one of the errors 109.

【0093】本発明の電波探知システムの高分解能実施
例では、次の理由により高いエラーレートに耐えること
ができる。(a)受信機が重畳されるためデータ受信は
通常冗長性である(すなわち、代表的に4台以上の受信
機が所与のTAG送信を受信する)、(b)トリガリン
グイベントが発生し他の受信機が受信したTAG ID
を付随していることをシステムプロセッサで決定できる
ことが多いため、到着時間検出には必ずしも特定TAG
IDを適切に受信する必要がない。
The high resolution embodiment of the radio wave detection system of the present invention can withstand a high error rate for the following reasons. (A) data reception is usually redundant because receivers are superimposed (ie, typically four or more receivers receive a given TAG transmission), and (b) a triggering event occurs TAG ID received by other receiver
Is often determined by the system processor, it is not always necessary to use the specific TAG for the arrival time detection.
There is no need to properly receive the ID.

【0094】特定スペクトラル拡散通信システムの選定
は主として商業上の考慮による設計上の選択とされる。
いくつかのスペクトラル拡散通信システムが市販されて
いる。例えば、Hillier Technologi
es Limited Partnership から
市販されている電波探知システムSPREADEX−−
短距離スペクトラル拡散ワイヤレス制御、テレメトリお
よびデータ無線通信システムがある。このスペクトラル
拡散システムは付録A(送信機)および付録B(受信
機)、および参照としてここに組み入れられている関連
米国特許に記載されている。
The choice of a particular spread spectrum communication system is primarily a design choice based on commercial considerations.
Several spread spectrum communication systems are commercially available. For example, Hillier Technology
es Limited radio wave detection system SPREADEX --- available from Partnership
There are short range spread spectrum wireless control, telemetry and data radio communication systems. This spread spectrum system is described in Appendix A (transmitter) and Appendix B (receiver), and related U.S. patents incorporated herein by reference.

【0095】図4aはSPREADEXスペクトラル拡
散通信システムの機能ブロック図である。スペクトラル
拡散システムは(各TAG送信機に組み込まれた)送信
機100および(受信機アレイ内の各受信機内に組み込
まれた)受信機110を含んでいる。
FIG. 4A is a functional block diagram of the SPREADEX spread spectrum communication system. The spread spectrum system includes a transmitter 100 (integrated in each TAG transmitter) and a receiver 110 (integrated in each receiver in the receiver array).

【0096】スペクトラル拡散送信機100は(およそ
2MHzの標準デジタル論理水晶発振器を使用して)受
信機マスタークロックを発生し、出力制御、制御データ
および動作シーケンスを出力するコントロールモジュー
ル102を含んでいる。スプレッダ103が適切な拡散
(チッピング)シーケンスを行ってスペクトラル拡散T
X−パケット(TAG送信)を発生する。
The spread-spectrum transmitter 100 includes a control module 102 that generates a receiver master clock (using a standard digital logic crystal oscillator at approximately 2 MHz) and outputs power control, control data, and operating sequences. The spreader 103 performs an appropriate spreading (chipping) sequence to generate a spectral spread T
Generate an X-packet (TAG transmission).

【0097】TX−パケットは温度安定化発振器を変調
する整形回路およびバラクタダイオードを含む変調器1
04へ送られる。変調器の出力は周波数シフトキーイン
グ信号へ整形される。最終送信機RF段106により、
バンド外放射のFCC調整とのコンプライアンスを確保
するための出力濾波と共に、(代表的には0.01Wと
法規制の1Wとの間の)選定出力レベルに対して適切な
増幅が行われる。こうして得られるTAG送信は(車載
もしくは外部の)アンテナ108から同報通信される。
TX-packet is a modulator 1 including a shaping circuit for modulating a temperature stabilized oscillator and a varactor diode.
04. The output of the modulator is shaped into a frequency shift keying signal. By the final transmitter RF stage 106,
Appropriate amplification is provided for the selected power level (typically between 0.01 W and regulatory 1 W), with output filtering to ensure compliance with FCC regulation of out-of-band emissions. The TAG transmission thus obtained is broadcast from the antenna 108 (on-vehicle or external).

【0098】図4bにTX−パケットのフォーマットを
示す。それは、プリアンブル、同期ビット、16ビット
TAG IDフィールドおよび、実施例では12フィラ
ービットと4状態(データ)ビットからなる16ビット
データフィールドを含んでいる。このTAG送信パケッ
トはパケットビットを適切なチッピングシーケンスと結
合することによりスプレッダ103内で拡散される。チ
ップクロックはおよそ1MHzであり(スペクトラル拡
散送信機水晶発振器クロック周波数の半分)、パケット
は619μS(619チップクロックサイクル)で送信
され、その第1の128μSはプリアンブルおよびsy
ncビットの送信に使用される(すなわち、TAG I
Dおよびデータフィールドの前)。したがって、(同期
化を含む)パケットビットはおよそ60Kbpsで送信
され、実際のデータビットはおよそ52Kbpsで送信
される。
FIG. 4B shows the format of a TX-packet. It includes a preamble, a sync bit, a 16-bit TAG ID field, and in the preferred embodiment a 16-bit data field consisting of 12 filler bits and 4 state (data) bits. This TAG transmission packet is spread in the spreader 103 by combining the packet bits with the appropriate chipping sequence. The chip clock is approximately 1 MHz (half of the spread-spectrum transmitter crystal oscillator clock frequency) and the packets are transmitted at 619 μS (619 chip clock cycles), the first 128 μS of which is the preamble and sy.
nc bits (ie, TAG I
D and before the data field). Thus, the packet bits (including the synchronization) are transmitted at approximately 60 Kbps and the actual data bits are transmitted at approximately 52 Kbps.

【0099】図4aを参照して、スペクトラル拡散受信
機110はアンテナ112の他に3つの主要な段、受信
機RFフロントエンド114、受信機IF復調器および
ディスプレッダ116を含んでいる。受信機フロントエ
ンド114は到来するTAG送信信号を代表的な45M
Hz中間周波数(IF)信号へ変換するプリアンプおよ
びミキサを含んでいる。次に、信号は復調を行うモトロ
ーラ13055IFプロセッサ集積回路である、受信機
IF復調器115へ通される。
Referring to FIG. 4 a, the spread spectrum receiver 110 includes, in addition to the antenna 112, three main stages: a receiver RF front end 114, a receiver IF demodulator and a spreader 116. The receiver front end 114 converts the incoming TAG transmission signal to a representative 45M
It includes a preamplifier and a mixer for converting to a Hz intermediate frequency (IF) signal. The signal is then passed to a receiver IF demodulator 115, which is a Motorola 13055 IF processor integrated circuit that performs demodulation.

【0100】復調された信号はディスプレッダ116へ
加えられアナログ加算および比較を使用してデジタル整
合フィルタによりディスプレッドされる。ディスプレッ
ディングの同期化は2MHz水晶発振器118により行
われ、それはスペクトラル拡散送信機100のクロック
±400ppmの周波数として同期化固定を得ることを
保証しなければならない。
The demodulated signal is applied to a spreader 116 and despread by a digital matched filter using analog addition and comparison. Synchronization of the spreading is performed by a 2 MHz crystal oscillator 118, which must ensure that the clock of the spread spectrum transmitter 100 ± 400 ppm gets a synchronization lock.

【0101】スペクトラル拡散受信機はTAG IDお
よび状態データを回復できる同期化固定を取得しなけれ
ばならない。すなわち、各TX−パケットに対して、ス
ペクトラル拡散受信機110はTAG IDおよび状態
データが到着する前に同期化固定を取得するためにおよ
そ128μSを有している(すなわち、プリアンブルお
よびsyncビットに割り当てられた時間)。TX−パ
ケットの同期化固定が得られると、TAG IDおよび
状態データが回復され、RX−パケットが発生する。
The spread spectrum receiver must obtain a synchronization fix that can recover the TAG ID and status data. That is, for each TX-packet, the spread-spectrum receiver 110 has approximately 128 μS to obtain the synchronization fix before the TAG ID and status data arrives (ie, allocates the preamble and sync bits). Time). Once the TX-packet synchronization lock is obtained, the TAG ID and status data are recovered and an RX-packet is generated.

【0102】スペクトラル拡散受信機が同期化ロックを
達成しようとしている間は、ロックアップ状態となって
任意他の信号の受信が防止される。したがって、TAG
送信ではなく実際にランダムパルス化された信号がスペ
クトラル拡散受信機に加えられる回数を低減することが
設計上の目標となる−−第5.2節参照。
While the spread-spectrum receiver is trying to achieve synchronization lock, it locks up to prevent any other signal from being received. Therefore, TAG
It is a design goal to reduce the number of times that a randomized pulsed signal, rather than a transmission, is actually applied to a spread spectrum receiver--see Section 5.2.

【0103】図4cにRX−パケットのフォーマットを
示す。これには、プリアンブル、syncビット、およ
び32データビットが含まれる。32ビットデータフィ
ールドには16ビットTAG IDおよび2ビット移動
状態が含まれる(実施例では、他の14ビットは保存さ
れる)。TAG送信に応答してスペクトラル拡散受信機
110から発生する各RX−パケットは電波探知受信機
内のプログラムされたコントローラ(図2bの符号6
8)により検索され、対応するTOA−DETECTI
ONパケットをアセンブルするのに使用される。
FIG. 4c shows the format of an RX-packet. This includes the preamble, sync bits, and 32 data bits. The 32-bit data field includes a 16-bit TAG ID and a 2-bit move state (in the preferred embodiment, the other 14 bits are preserved). Each RX-packet generated from the spread spectrum receiver 110 in response to the TAG transmission is transmitted to a programmed controller (6 in FIG. 2b) in the radio detection receiver.
8) and the corresponding TOA-DETECTI
Used to assemble ON packets.

【0104】スペクトラル拡散通信の特定実施例は本発
明の一部を形成するものではない。SPREADEXシ
ステムを選定する主な理由はトランシーバとしてだけで
なく、別々の送信機/受信機として入手できるためであ
る。受信機部品は受信機部品に較べて著しく簡単(した
がって、廉価)であったり、またTAG送信機の数は
(低分解能実施例の場合であっても)代表的に電波探知
アレイ内の受信機の数を大きく越えるため、TAG送信
機部品用送信用を使用するだけで電波探知システムを構
成するコストが著しく低下する。
The specific embodiment of spread spectrum communication does not form part of the present invention. The main reason for choosing a SPREADEX system is that it is available not only as a transceiver but also as a separate transmitter / receiver. The receiver components are significantly simpler (and therefore inexpensive) compared to the receiver components, and the number of TAG transmitters (even in low resolution embodiments) is typically less than the receiver in the radio detection array. Greatly increases the cost of constructing the radio wave detection system only by using the transmission for the TAG transmitter component.

【0105】4.TAG送信機 図2aを参照して、TAG送信機は次の3つの基本的機
能を実施する。(a)TAG送信によるスペクトラル拡
散通信、(b)TAG送信を可能とする移動検出、
(c)TAG送信間隔を確立する周期性制御。
[0105] 4. TAG Transmitter Referring to FIG. 2a, the TAG transmitter performs the following three basic functions. (A) spread spectrum communication by TAG transmission, (b) movement detection enabling TAG transmission,
(C) Periodic control for establishing a TAG transmission interval.

【0106】スペクトラル拡散送信機52は第2節およ
び付録A、および関連特許に記載されている。各TAG
送信機に対して、スペクトラル拡散送信機カード上のダ
イオード接続をエッチングもしくはスクラッチング16
することにより、アドレス選定動作にユニークな16ビ
ットTAG IDが与えられる。
The spread spectrum transmitter 52 is described in Section 2 and Appendix A, and related patents. Each TAG
For the transmitter, etch or scratch diode connections on the spread spectrum transmitter card.
By doing so, a unique 16-bit TAG ID is given to the address selection operation.

【0107】スペクトラル拡散送信機52はストローブ
線遷移がアクティブである時に送信開始
Spread spectrum transmitter 52 starts transmission when strobe line transition is active.

【0108】入力TX1およびTX2に応答してスペク
トラル拡散TAG送信を開始し、TX1はバッテリ節電
回路54から与えられTX1は周期性制御器58から与
えられる。これらの送信開始入力は共に節電モード中は
イナクティブである。各TAG送信に対して、スペクト
ラル拡散送信機はTX−パケット送信の終りを知らせる
TXENABLE出力を与える。
In response to inputs TX1 and TX2, spread spectrum TAG transmission is started. TX1 is provided from battery power saving circuit 54 and TX1 is provided from periodicity controller 58. Both of these transmission start inputs are inactive during the power saving mode. For each TAG transmission, the spread spectrum transmitter provides a TXENABLE output indicating the end of the TX-packet transmission.

【0109】スペクトラル拡散送信機52はまた2つの
移動状態(データ)入力STAT1,STAT2も受信
し、STAT1はバッテリ節電回路54から与えられS
TAT2は周期性制御器58から与えられる。これらの
STAT入力は共にTAG送信機が(非運作を示す)節
電モードである時にイナクティブである。
The spread spectrum transmitter 52 also receives two moving state (data) inputs STAT1 and STAT2, and STAT1 is supplied from the battery power saving circuit 54 to S
TAT2 is provided from the periodicity controller 58. Both of these STAT inputs are inactive when the TAG transmitter is in power save mode (indicating no operation).

【0110】バッテリ節電回路54は移動検出器56か
らの各移動(ジッター)表示に応答してトリガしてその
TX1/STAT1出力線をアクティブに駆動する従来
のマルチバイブレータである。マルチバイブレータのリ
セット周期はポテンショメータ54aを使用して1〜6
0秒の範囲内で調整可能であり、可調整リセット周期
は、目標の移動中に、リセット期間が限られる前にマル
チバイブレータが断続的に再トリガされてTX1/ST
AT1をアクティブに維持するように選定される。すな
わち、リセット期間により(移動検出器からの最終ジッ
タ信号により示される)目標移動停止後にスペクトラル
拡散送信機52が周期的TAG再送信を継続する時間長
が確立される。
The battery power saving circuit 54 is a conventional multivibrator that triggers in response to each movement (jitter) indication from the movement detector 56 to actively drive its TX1 / STAT1 output line. The reset cycle of the multivibrator is 1 to 6 using the potentiometer 54a.
It is adjustable within the range of 0 seconds and the adjustable reset period is TX1 / ST when the multivibrator is intermittently retriggered during the target move before the reset period is limited.
It is chosen to keep AT1 active. That is, the reset period establishes the length of time that the spread spectrum transmitter 52 will continue the periodic TAG retransmission after the target movement stops (indicated by the final jitter signal from the movement detector).

【0111】移動検出器56は移動が検出されるたびに
バッテリ節電回路54へ移動表示信号を送る従来の水銀
チルト(ジッタ)スイッチである。移動スイッチは、コ
ンベアベルト上等の目標の定常移動であっても一般的に
移動表示を生じるのに充分な感度とされる。
The movement detector 56 is a conventional mercury tilt (jitter) switch that sends a movement display signal to the battery power saving circuit 54 every time movement is detected. The movement switch is generally sensitive enough to produce a movement indication even for steady movement of a target, such as on a conveyor belt.

【0112】周期性制御器58はスペクトラル拡散送信
機52からのTXENABLE(TAG送信の終り)に
応答してTX2/STAT2をアクティブに遷移させる
従来のマルチバイブレータである。マルチバイブレータ
はポテンショメータ58aを使用して1から60秒の範
囲内で調整可能なリセット期間後にリセットされ、TX
2/STAT2はイナクティブへ遷移し、リセット期間
により(TXENABLEにより示される)TAG送信
の後で周期性制御回路がスペクトラル拡散送信機52へ
TX2送信開始ストローブを出力する時間長が確立さ
れ、再送信が開始される。
The periodicity controller 58 is a conventional multivibrator that makes TX2 / STAT2 make an active transition in response to TXENABLE (end of TAG transmission) from the spread spectrum transmitter 52. The multivibrator is reset after an adjustable reset period within 1 to 60 seconds using potentiometer 58a and TX
2 / STAT2 transitions to inactive, the reset period establishes the length of time that the periodicity control circuit outputs a TX2 transmission start strobe to the spread spectrum transmitter 52 after the TAG transmission (indicated by TXENABLE), and retransmission is initiated. Be started.

【0113】目標移動の開始時に、バッテリ節電回路5
4は移動検出器56からの初期移動表示に応答してTX
1/STAT1ストローブを出力し、移動開始状態でT
AG送信を行う。
At the start of the target movement, the battery power saving circuit 5
4 responds to the initial movement indication from the movement detector 56, and
1 / STAT1 strobe is output, and T
Perform AG transmission.

【0114】目標移動中に、移動検出器56は移動表示
(ジッタ)を出力してバッテリ節電回路54内のマルチ
バイブレータを連続的に再トリガし、TX1/STAT
1をアクティブのままとする。各TAG送信の後で、ス
ペクトラル拡散送信機52からのTXENABLEスト
ローブにより周期性制御器58内のマルチバイレータが
トリガされ、それは所定のリセット期間後にリセットさ
れてTX2/STAT2ストローブが出力される。この
作用により移動継続状態で周期的TAG再送信が開始さ
れる。
During the target movement, the movement detector 56 outputs a movement indication (jitter) to continuously re-trigger the multivibrator in the battery power saving circuit 54, and the TX1 / STAT
Leave 1 active. After each TAG transmission, the TXENABLE strobe from the spread spectrum transmitter 52 triggers the multivibrator in the periodicity controller 58, which is reset after a predetermined reset period to output the TX2 / STAT2 strobe. By this operation, periodic TAG retransmission is started in the movement continuation state.

【0115】目標移動が停止すると、移動検出器56は
移動表示の出力を停止してバッテリ節電回路54内のマ
ルチバイブレータをトリガする。所定のリセット期間後
に、マルチバイブレータがリセットされ、バッテリ節電
回路はTX1/STAT1をイナクティブに切り替え、
同時に、周期性制御器58へリセットストローブを送
る。この作用によりマルチバイブレータは即座にリセッ
トされ、TX2/STAT2ストローブにより最後の移
動停止状態TAG送信が開始される。
When the target movement is stopped, the movement detector 56 stops outputting the movement display and triggers the multivibrator in the battery power saving circuit 54. After a predetermined reset period, the multivibrator is reset, and the battery power saving circuit switches TX1 / STAT1 to inactive,
At the same time, a reset strobe is sent to the periodicity controller 58. By this operation, the multivibrator is immediately reset, and the transmission of the last movement stop state TAG is started by the TX2 / STAT2 strobe.

【0116】実施例において、バッテリ節電回路54お
よび周期性制御器58は二重マルチバイブレータ集積回
路パッケージNo.79HC123と一緒に実施されて
いる。ポテンショメータの調整は互いの送信範囲内で予
期される目標移動およびTAG送信機(目標)数に基い
て設定される。代表的に、TAG送信機は15秒ごとに
再トリガするように設定され、目標の移動停止後に、さ
らに30秒送信し続ける。TAG送信機が節電モードで
ある時はICパッケージは代表的に10μA以下を使用
する。
In the embodiment, the battery power saving circuit 54 and the periodicity controller 58 are the dual multivibrator integrated circuit package No. Implemented with 79HC123. Potentiometer adjustments are set based on the expected target movement and TAG transmitter (target) number within each other's transmission range. Typically, the TAG transmitter is set to retrigger every 15 seconds, and will continue transmitting for an additional 30 seconds after the target stops moving. When the TAG transmitter is in power saving mode, the IC package typically uses less than 10 μA.

【0117】スペクトラル拡散周波数ホッピングにより
低減はされるが、システム設計はメッセージの時間的衝
突は不可避と考へるべきである。メッセージ衝突を低減
してTAGの大群を可能とするには、次の2つのパラメ
ータを最適化しなければならない。(a).送信時間を
短くする、(b).周期性をランダム化する。送信時間
を適切に制限することができないと、重畳や衝突送信が
増大するために許容できる群は小さくなる。周期性を適
切にランダム化することができないと、2台のTAG送
信機が同期化していずれのメッセージも受信されない可
能性がある。
Although reduced by spread spectrum frequency hopping, system design should consider that temporal collision of messages is inevitable. To reduce message collisions and enable TAG hordes, two parameters must be optimized: (A). Shorten the transmission time, (b). Randomize the periodicity. If the transmission time cannot be limited appropriately, the permissible group will be small due to increased overlap and collision transmission. Failure to properly randomize the periodicity may cause the two TAG transmitters to synchronize and not receive any messages.

【0118】実施例では、TAG送信の持続時間(61
9μS)は無線装置に対しては短い。TAG送信機を同
期化できれば、毎秒1,000TAG以上も送信するこ
とができる。TAG送信機は同期化されないため、ラン
ダムバーストで挙動しそれに対しては従来の統計的分析
を使用して所与のTAG群に対する周期性を調整するこ
とにより衝突を低減することができる。
In the embodiment, the duration of the TAG transmission (61
9 μS) is short for wireless devices. If the TAG transmitter can be synchronized, more than 1,000 TAGs can be transmitted per second. Because TAG transmitters are not synchronized, collisions can be reduced by acting on random bursts and adjusting the periodicity for a given TAG group using conventional statistical analysis.

【0119】周期性TAG送信のランダム性は2つの要
因の結果として達成される。第1に、移動開始は機械的
移動に基いており、それは電波探知システムの情況では
ランダムイベントであり、(ベルトコンベア等により)
たとえ多数の目標が一緒に移動しても、目標はおよそ1
mSの同期化ウインド内で同期移動することはない。さ
らに、ランダム周期性を付加するためにポテンショメー
タを使用することができる。第2に、バッテリ節電およ
び周期性制御回路におけるマルチバイブレータは代表的
に場所によって1V以上も変動することがあるシュミッ
トトリガ電圧レベルの影響を受け減衰時間を有してい
る。したがって、周期性制御回路により得られる周期性
はかなりのランダム性を与えるのに充分な変動を行う。
The randomness of periodic TAG transmission is achieved as a result of two factors. First, movement initiation is based on mechanical movement, which is a random event in the context of radio detection systems, (by a belt conveyor, etc.)
Even if many goals move together, the goal is about 1
There is no synchronous movement in the synchronization window of the ms. In addition, a potentiometer can be used to add random periodicity. Second, multivibrators in battery power saving and periodicity control circuits typically have decay times that are affected by Schmitt trigger voltage levels, which can fluctuate by more than one volt depending on location. Accordingly, the periodicity provided by the periodicity control circuit varies sufficiently to provide considerable randomness.

【0120】5.電波探知受信機 図2bを参照して、アレイの各受信機は次の4つの基本
的機能を実施する。(a).スペクトラル拡散通信の受
信、(b).TAG送信の到着時間におけるトリガ、
(c).TOAトリガに応答した800MHz同期化カ
ウンタの時間ベーTOA COUNTのラッチング、
(d).各TAG送信に対する到着時間データを含むL
AN TOA−DETECTIONパケットへの出力。
高安定800MHz時間ベースクロック(1.25nS
/サイクル)によりおよそ0.305m(1フィート)
の理想的な距離分解能が得られる。
[0120] 5. Referring to radiolocation receiver Figure 2b, each receiver of the array to perform the following four basic functions. (A). Receiving spread spectrum communication, (b). Trigger on arrival time of TAG transmission,
(C). Latching the time base TOA COUNT of the 800 MHz synchronization counter in response to the TOA trigger,
(D). L containing arrival time data for each TAG transmission
Output to AN TOA-DETECTION packet.
Highly stable 800 MHz time base clock (1.25 ns
/ Cycle) approximately 0.305m (1 foot)
Is obtained.

【0121】TAG送信は受信機フロントエンド62
(ANT PORT)より受信され、即座にTOAトリ
ガ64へ与えられる。TOAトリガ回路は時間ベースラ
ッチング回路65へTOAトリガ(TOA DETEC
T)を与える。時間ベースラッチング回路は200MH
z同期化クロック(200MIN)から引き出される8
00MHz時間ベースクロックの時間ベースカウントを
ラッチする。さらに、時間ベースラッチング回路はデジ
タルノイズ濾波を行ってTOAトリガ回路がランダムパ
ルスノイズではなくTAG送信によりトリガされること
を保証しようとし、妥当なTAG送信が表示されると、
時間ベースラッチング回路により(SSOUTEN)受
信機フロントエンド62がイネーブルされスペクトラル
拡散受信機66(SSOUT/SSIN)へTX−パケ
ットが送られる。
TAG transmission is performed by the receiver front end 62.
(ANT PORT) and immediately given to the TOA trigger 64. The TOA trigger circuit sends a TOA trigger (TOA DETEC) to the time-based latching circuit 65.
T). Time base latching circuit is 200MHZ
8 derived from the z synchronization clock (200 MIN)
Latch the time base count of the 00 MHz time base clock. In addition, the time-based latching circuit attempts to perform digital noise filtering to ensure that the TOA trigger circuit is triggered by a TAG transmission rather than random pulse noise, and when a valid TAG transmission is indicated,
The time-based latching circuit enables the (SSOUTEN) receiver front end 62 to send a TX-packet to the spread spectrum receiver 66 (SSOUT / SSIN).

【0122】図5aは受信機フロントエンド120の回
路図である。受信機フロントエンドはアンテナポート1
21(図2aのANT PORT)を介してスペクトラ
ル拡散TAG送信を受信する。無線信号は増幅器12
2,123により二段増幅され、ヘリカルフィルタ12
4,125により濾波される。TAG送信信号はある量
の伝播遅延で受信機フロントエンドを伝播する。
FIG. 5A is a circuit diagram of the receiver front end 120. Receiver front end is antenna port 1
21 (ANT PORT in FIG. 2a). The radio signal is transmitted to the amplifier 12
, Two-stage amplification by the helical filter 12
4,125. The TAG transmit signal propagates through the receiver front end with some amount of propagation delay.

【0123】増幅および濾波された後、受信TAG送信
は電力スプリッタ126へ通され、無線信号は(a).
固体スイッチ128を介したスペクトラル拡散受信機
(図2aの符号66)および(b).TOAトリガ回路
130(図2aの符号64)への入力へ分割される。受
信機フロントエンドは時間ベースラッチ回路(図2aの
符号65)からのSSOUTENにより固体スイッチが
イネーブルされるまでスペクトラル拡散受信機へTAG
送信のTX−パケットを送らない。
After being amplified and filtered, the received TAG transmission is passed to power splitter 126, and the radio signal is transmitted to (a).
A spread spectrum receiver via solid state switch 128 (66 in FIG. 2a) and (b). It is split into inputs to the TOA trigger circuit 130 (64 in FIG. 2a). The receiver front end TAGs to the spread spectrum receiver until the solid state switch is enabled by SSOUTEN from the time-based latch circuit (65 in FIG. 2a).
Do not send TX-packets for transmission.

【0124】図2aを参照して、スペクトラル拡散受信
機66は第2節および付録B,および関連特許に記載さ
れている。時間ベースラッチング回路65により受信さ
れた無線信号がランダムパルスノイズではなくTAG送
信であると判断されてSSOUTENが出力されるまで
受信機は受信機フロントエンド62(SSOUT/SS
IN)からTX−パケットを受信せず、この遅延により
同期化固定を得るための128μSウィンドが低減され
る(第3節および第5.2節参照)。
Referring to FIG. 2a, the spread spectrum receiver 66 is described in Section 2 and Appendix B, and related patents. The receiver operates the receiver front end 62 (SSOUT / SS) until the radio signal received by the time-based latching circuit 65 is determined to be TAG transmission instead of random pulse noise and SSOUTEN is output.
IN), the delay reduces the 128 μS window to obtain synchronization fixation (see sections 3 and 5.2).

【0125】受信機66は同期化固定を取得すると、A
CQLK信号を出力し、TX−パケットからのTAG
IDおよび移動状態の回復を行う。次に、受信機は対応
するRX−パケット(TAG IDおよび移動状態を含
む)をアセンブルし、シリアルポートRSOでRX−パ
ケットが得られてプログラムされたコントローラにより
検索される時にRRDYをアクティブへ切り替える。
When the receiver 66 acquires the synchronization fixed,
Outputs CQLK signal and TAG from TX-packet
The ID and the moving state are recovered. Next, the receiver assembles the corresponding RX-packet (including the TAG ID and the movement status) and switches RRDY to active when the RX-packet is obtained and retrieved by the programmed controller at the serial port RSO.

【0126】プログラムされたコントローラ68はRR
DYアクティブに応答してRSCLKクロック信号を出
力しRSO信号ポートからRX−パケットをクロックす
る。
The programmed controller 68 is RR
Output the RSCLK clock signal in response to DY active to clock the RX-packet from the RSO signal port.

【0127】5.1. TOAトリガ回路 図2aを参照として、TOAトリガ回路64は受信機フ
ロントエンド62と同じカード上に配置され、信号分離
のための機械的分離がなされている。
5.1. TOA Trigger Circuit Referring to FIG. 2a, the TOA trigger circuit 64 is located on the same card as the receiver front end 62, with mechanical separation for signal separation.

【0128】TOAトリガリングは混合を行わずにダウ
ン変換中間周波数を得るように行われる。ダウン変換に
よりTOAトリガ回路に必要な感度は低下するが、中間
周波数の周期によりトリガ精度も低下する。すなわち、
送信機発振器と受信機局部発振器との位相差により完全
な1IF周期までのエラーを生じ、不正確さが増幅され
ることがある。
TOA triggering is performed to obtain a down-converted intermediate frequency without mixing. Although the sensitivity required for the TOA trigger circuit decreases due to the down conversion, the trigger accuracy also decreases due to the period of the intermediate frequency. That is,
The phase difference between the transmitter oscillator and the receiver local oscillator can cause errors up to one full IF period, and the inaccuracies can be amplified.

【0129】図5aはTOAトリガ回路の回路図であ
る。TOAトリガ回路は従来のピークホールド設計とさ
れており−−TAG送信信号はダイオード132を介し
て信号レベル閾値コンデンサ133へ通され、それは最
高、最近信号の関数として電荷を維持する。
FIG. 5A is a circuit diagram of the TOA trigger circuit. The TOA trigger circuit is of a conventional peak hold design--the TAG transmit signal is passed through a diode 132 to a signal level threshold capacitor 133, which maintains charge as a function of the most recent signal.

【0130】TOAトリガ機能は高速コンパレタ135
により提供され、それはTAG送信信号およびデジタル
ポテンショメータ136からのプログラマブル信号レベ
ル基準電圧を受信する。デジタルポテンショメータはプ
ログラムされたコントローラからのINCPOT信号に
より設定される(図2a参照)。
The TOA trigger function is a high-speed comparator 135
, Which receives the TAG transmit signal and the programmable signal level reference voltage from the digital potentiometer 136. The digital potentiometer is set by the INCPOT signal from the programmed controller (see FIG. 2a).

【0131】コンパレタ135は、FFD96687B
Q等の、高速最少分散特性が選定される。分散を最少と
することにより、コンパレタ出力は高出力(コンパレタ
オーバドライブ)もしくは低出力信号で駆動される時に
同じもしくは類似のレートで応答する。コンパレタ基準
電圧はプログラマブルポテンションメータ136により
調整されて所定の信号レベル閾値が出力される。
The comparator 135 is an FFD96687B
High speed minimum dispersion characteristics such as Q are selected. By minimizing the variance, the comparator output responds at the same or similar rate when driven with a high output (comparator overdrive) or low output signal. The comparator reference voltage is adjusted by the programmable potentiometer 136 and a predetermined signal level threshold is output.

【0132】ポテンショメータ136からのコンパレタ
基準電圧により設定される信号レベル閾値を越える(電
力スプリッタ126を介した)受信機フロントエンド1
20からの信号を受信すると、コンパレタ135は迅速
にトリガしてTOA DETECTトリガ信号を表明す
る。TOA DETECTトリガはTAG送信の可能な
到着表示として時間ベースラッチング回路(図2aの符
号65)へ送られ、この点において、表明されたTOA
DETECTトリガはTAG送信もしくはランダムパ
ルスノイズを表示することができる。
Receiver front end 1 (via power splitter 126) exceeding signal level threshold set by comparator reference voltage from potentiometer 136
Upon receiving the signal from 20, comparator 135 will quickly trigger to assert the TOA DETECT trigger signal. The TOA DETECT trigger is sent to the time-based latching circuit (65 in FIG. 2a) as an indication of possible arrival of a TAG transmission, at which point the asserted TOA
The DETECT trigger can indicate TAG transmission or random pulse noise.

【0133】入力信号がコンパレタ基準電圧よりも高い
ままである限りTOA DETECTは肯定されたまま
であり、その所定の信号レベル閾値近くで信号が消える
と、TAG信号の終りもしくはランダムパルスノイズの
終りに、検出器コンデンサ133が衰微してコンパレタ
135を切り替えTOA DETECTを表明しない。
TOA DETECTトリガが肯定されたままである時
間長に基いて、時間ベースラッチング回路はそれをTA
G送信として処理すべきかどうか判断する。
TOA DETECT remains asserted as long as the input signal remains above the comparator reference voltage, and when the signal disappears near its predetermined signal level threshold, at the end of the TAG signal or at the end of random pulse noise, Detector capacitor 133 decays and switches comparator 135 and does not assert TOA DETECT.
Based on the length of time that the TOA DETECT trigger remains asserted, the time-based latching circuit determines that
It is determined whether to process as G transmission.

【0134】4.2. 時間ベースラッチング回路 図2aを参照して、時間ベースラッチング回路は、TO
Aトリガ回路64からのTOA DETECTトリガの
他に、LANインターフェイス69(200MIN)か
らの200MHzシステム同期化クロック、および(受
信機がデータ回復に必要な同期を達成したことを示す)
スペクトラム拡散受信機66からのACQLKを受信す
る。
4.2. Time-Based Latching Circuit Referring to FIG. 2a, the time-based latching circuit
In addition to the TOA DETECT trigger from A trigger circuit 64, a 200 MHz system synchronization clock from LAN interface 69 (200 MIN), and (indicating that the receiver has achieved the synchronization required for data recovery)
The ACQLK from the spread spectrum receiver 66 is received.

【0135】時間ベースラッチング回路は、同期ラッチ
ングに付随する準安定問題を低減しながら、時間ベース
ラッチングおよびデジタル濾波を行う高速状態化ラッチ
回路である。回路は高速ECLおよびTTLレジスタ部
により構成されている。これらのレジスタはREGSE
LおよびR/−Wを使用してプログラムされたコントロ
ーラ68により読み書きされ、REGDATA上のデー
タ/パラメータ転送によりレジスタおよび動作の種類が
選定される。
The time-based latching circuit is a high-speed latch circuit that performs time-based latching and digital filtering while reducing the metastability problem associated with synchronous latching. The circuit includes a high-speed ECL and a TTL register unit. These registers are REGSE
The data is read and written by the controller 68 programmed using L and R / -W, and the type of register and operation is selected by data / parameter transfer on REGDATA.

【0136】図5bは時間ベースラッチング回路のレジ
スタ構成140を示す。レジスタは時間ベースラッチン
グもしくはデジタル濾波動作に使用される。全てのレジ
スタはControl Busに接続されそれを介して
読み書きすることができる。
FIG. 5b shows the register configuration 140 of the time-based latching circuit. The registers are used for time-based latching or digital filtering operations. All registers are connected to the Control Bus and can be read and written through it.

【0137】時間ベースラッチング動作は次のレジスタ
指定を使用して実施される。 TIME BASE 24ビット800MHzカウンタ TIME BASE OV オーバフロー割込み (TIME BASEレジスタのmsbit) TOA LATCH 24ビットラッチ これらのレジスタは高速ECL論理を使用してセクショ
ン構成される。
The time-based latching operation is performed using the following register designation. TIME BASE 24 bit 800 MHz counter TIME BASE OV overflow interrupt (msbit of TIME BASE register) TOA LATCH 24 bit latch These registers are sectioned using high speed ECL logic.

【0138】TIME BASEレジスタは800MH
z時間ベースクロックによりクロックされる800MH
z時間ベースカウンタ(読取不能)であり、このクロッ
クは従来の位相コヒーレント周波数多重化により電波探
知システムプロセッサから与えられる200MHzシス
テム同期化クロックから引き出される。TOA DET
ECTトリガが肯定されて、TAG送信とすることがで
きる信号の到着が表示されると、TIME BASEレ
ジスタ内の時間ベースTOA COUNTは迅座にTO
A LATCHレジスタへラッチされる。
The TIME BASE register is 800 MH
800 MH clocked by z time base clock
A z-time base counter (unreadable), this clock being derived from a 200 MHz system synchronization clock provided by a radiometric system processor by conventional phase coherent frequency multiplexing. TOA DET
When the ECT trigger is asserted, indicating the arrival of a signal that can be a TAG transmission, the time-based TOA COUNT in the TIME BASE register will quickly return to TO.
A Latched into the LATCH register.

【0139】TIME BASE レジスタの最上位ビ
ットはControl Bus上へ割込みを出力する時
間ベースオーバフローTIME BASE OVであ
り、このオーバフロー表示はSTAATUSレジスタへ
ラッチされてプログラマブルコントローラにより読み取
られ、それは全オーバフローカウントを維持する。80
0MHz、すなわち1.25nSの周期、で32ビット
カウンタはオーバフローする前におよそ21mSをカウ
ントする。
The most significant bit of the TIME BASE register is a time-based overflow TIME BASE OV that outputs an interrupt on the Control Bus, whose overflow indication is latched into the STAATUS register and read by the programmable controller, which maintains a full overflow count. I do. 80
At 0 MHz, a period of 1.25 nS, the 32-bit counter counts approximately 21 mS before overflowing.

【0140】TOA LATCHレジスタはTIME
BASEレジスタから並列入力を受信し、TOA DE
TECTトリガが肯定されるとそのレジスタ内の時間ベ
ースTOA COUNTをラッチする。TOA LAT
CHレジスタは、TIMEBASEカウンタが増分して
いる時間ウィンド中の非同期トリガイベント(TOA
DETECT)の発生により生じる、デジタルラッチン
グ準安定問題を低減する。このような状態化構成は代表
的にジョセフソン(もしくはグレイコード)カウンタを
800MHz TIME BASEカウンタの高周波
(最下位)部として使用し、遷移ビット数を低減する。
The TOA LATCH register is TIME
Receive parallel input from BASE register, and read TOA DE
When the TECT trigger is asserted, latch the time base TOA COUNT in that register. TOA LAT
The CH register contains an asynchronous trigger event (TOA) during the time window when the TIMEBASE counter is incrementing.
Digital latching metastability problems caused by the occurrence of DETECT are reduced. Such a conditioning scheme typically uses a Josephson (or Gray code) counter as the high frequency (least significant) part of the 800 MHz TIME BASE counter to reduce the number of transition bits.

【0141】時間ベースラッチング回路がデジタル濾波
機能によりTOA DETECTトリガがTAG送信の
到着を表わしていると決定する時に、TOA LATC
HレジスタはプログラムされたコントローラによりCo
ntrol Busを介してセクションごとに読み出さ
れる。
When the time-based latching circuit determines by the digital filtering function that the TOA DETECT trigger indicates the arrival of a TAG transmission, the TOA LATC
The H register is set to Co by the programmed controller.
The data is read out for each section via the control bus.

【0142】デジタル濾波機能は次のコントロールおよ
び書込み可能レジスタ指定により実施される。 MAX NOISE LENGTH 16ビット 信号持続時間閾値パラメ ータ TOA TO ACQLK 16ビットカウンタ TOA DETECT LENGTH 24ビットカウンタ NOISE COUNT 16ビットカウンタ STATUS 8ビットラッチ これらのレジスタはTTL論理を使用してセクション構
成されている。
The digital filtering function is implemented by the following control and writable register designations. MAX NOISE LENGTH 16-bit signal duration threshold parameter TOA TO ACQLK 16-bit counter TOA DETECT LENGTH 24-bit counter NOISE COUNT 16-bit counter STATUS 8-bit latch These registers are sectioned using TTL logic.

【0143】デジタル濾波機能により電波探知受信機の
3状態が定義される。
The three states of the radio wave detection receiver are defined by the digital filtering function.

【0144】 (a).ARMED1−−TOA DETECTトリガ
が否定されコンパレタ基準電圧により確立される信号レ
ベルを越える信号を持つ。 (b).ARMED2−−TOA DETECTが肯定
され、トリガ信号をTAG送信とみなすMAX NOI
SE LENGTHのカウントを待つ。 (c).DISARMED−−TOA DETECTが
MAX NOISELENGTHよりも長く肯定され
る。 時間ベースラッチング回路が受信信号をTAG送信とし
て認識しDISARMED状態を生じると、回路は、
(a).スペクトラル拡散受信機へTAG送信(TX−
パケット)の転送を可能とするSSOUTENおよび
(b).TAG送信が受信されラッチされた時間ベース
TOA COUNTをTOA LATCHから読み出せ
ることをプログラムされたコントローラへ知らせる割込
みを出力する。
(A). ARMED1--TOA DETECT The trigger is negated and has a signal that exceeds the signal level established by the comparator reference voltage. (B). ARMED2--TOA DETECT is affirmed, MAX NOI that regards trigger signal as TAG transmission
Wait for the count of SE LENGTH. (C). DISARMED--TOA DETECT is asserted longer than MAX NOISELENGTH. When the time-based latching circuit recognizes the received signal as a TAG transmission and generates a DISARMED state, the circuit:
(A). TAG transmission to the spread spectrum receiver (TX-
(B). Outputs an interrupt to notify the programmed controller that the TAG transmission has been received and the latched time base TOA COUNT can be read from the TOA LATCH.

【0145】DISARMEDが生じると、電波探知受
信機(すなわち、時間ベースラッチング回路)のREA
RMingには(たとえ、TOA DETECTトリガ
が否定されても)プログラムされたコントローラからの
REARMを必要とする。プログラムされたコントロー
ラはControl Busを介してTOA LATC
Hを制御するフリップフロップ142へREARMコマ
ンドを送る。
When DISARMED occurs, the REA of the radio wave detection receiver (that is, the time-based latching circuit)
RMing requires a REARM from the programmed controller (even if the TOA DETECT trigger is denied). The programmed controller is TOA LATC via Control Bus
A REARM command is sent to the flip-flop 142 that controls H.

【0146】電波探知受信機がDISARMED状態と
される時のTOA LATCHレジスタの内容は妥当で
ある。すなわち、TOA DETECTが妥当なTX−
パケットを示すのに充分長い間表明されると、それによ
り生じる割込みによりTOALATCHレジスタが時間
ベースTOA COUNTを含むことが知らされる。
The contents of the TOA LATCH register when the radio wave detection receiver is in the DISARMED state are valid. That is, TX-DETECT is a valid TX-
If asserted long enough to indicate a packet, the resulting interrupt will signal that the TOALATCH register contains a time-based TOA COUNT.

【0147】電波探知受信機は、(a).妥当なTX−
パケットが検出されTOA LATCHの最下位レジス
タが読み込まれる場合にはDISARMEDから、
(b).TOA DETECTがMAX NOISE
LENGTHよりも前に表明されなくなって妥当なノイ
ズの受信を示す場合にはARMED2からARMED1
へREARMされる。
The radio wave detection receiver includes (a). Reasonable TX-
When the packet is detected and the lowest register of the TOA LATCH is read, from DISARMED,
(B). TOA DETECT is MAX NOISE
ARMED2 to ARMED1 if no longer asserted before LENGTH indicating reasonable noise reception
REARM is performed.

【0148】MAX NOISE LENGTHレジス
タはプログラムされたコントローラによりARMED2
からDISARMED状態への遷移を決定する値へ安定
化される。すなわち、このレジスタにはTOA DET
ECTトリガを表明する受信信号がランダムパルスノイ
ズではなくTAG送信であると思われる持続時間閾値を
定義する、代表的に1μS程度の、所定の信号持続時間
閾値パラメータがロードされる。
The MAX NOISE LENGTH register is set to ARMED2 by the programmed controller.
Is stabilized to a value that determines the transition from the to the DISARMED state. That is, TOA DET is stored in this register.
A predetermined signal duration threshold parameter, typically on the order of 1 μS, is loaded that defines the duration threshold at which the received signal asserting the ECT trigger is likely to be a TAG transmission rather than random pulse noise.

【0149】したがって、MAX NOISE LEN
GTH内の信号持続時間閾値パラメータはTOA検出感
度の制御に使用される。特に、MAX NOISE L
ENGTHパラメータが大き過ぎる場合には、(MAX
NOISE LENGTHに達した後にSSOUTE
Nが与えられるまでTX−パケットを受信しない)スペ
クトラル拡散受信機は同期化固定を得るのに充分な12
8μSプリアンブルウィンドを有していない(ACQL
KはTAGIDを回復するのに受信しなければならな
い)。
Therefore, MAX NOISE LEN
The signal duration threshold parameter in GTH is used to control TOA detection sensitivity. In particular, MAX NOISE L
If the ENGTH parameter is too large, (MAX
SSOUTE after reaching NOISE LENGTH
(No TX-packet is received until N is provided.) A spread spectrum receiver has enough 12 to obtain synchronization fixation.
No 8 μS preamble window (ACQL
K must be received to recover the TAGID).

【0150】TOA TO ACQLKは時間ベースラ
ッチング回路による(a).TOAトリガ回路からのT
OA DETECTトリガの受信と(b).スペクトラ
ル拡散受信機からのACQLK信号の受信との間の時間
を測定する1MHz16ビットカウンタである。このレ
ジスタは次の2つの動作に使用される。(a).MAX
NOISE LENGTHレジスタと共に、TOA
DETECTトリガが表明されてからMAX NOIS
E LENGTHのカウントが経過したことを知らせ、
(b).TOA DETECTトリガ後の経過時間をス
ペクトラル拡散受信機へ表示してACQLK(プログラ
ムされたコントローラがMAX NOISE LENG
THパラメータを調整するのに使用できる値)を得る。
The TOA TO ACQLK is obtained by a time-based latching circuit (a). T from TOA trigger circuit
OA DETECT trigger reception and (b). A 1 MHz 16 bit counter that measures the time between receipt of the ACQLK signal from the spread spectrum receiver. This register is used for the following two operations. (A). MAX
TOA together with NOISE LENGTH register
MAX NOIS after DETECT trigger is asserted
Notify that the count of E LENGTH has elapsed,
(B). The elapsed time after the TOA DETECT trigger is displayed on the spread spectrum receiver and ACQLK (programmed controller is set to MAX NOISE LENG
Value that can be used to adjust the TH parameter).

【0151】TOA TO ACQLKのカウントがM
AX NOISE LENGTHに達すると、コンパレ
タ144がトリガしてフリップフロップ142(DIS
ARM/REARM)が遷移する。この時にTOA D
ETECTがまだ表明されておれば、DISARM状態
が生じて妥当なTAG送信を表示する。割込みによりプ
ログラムされたコントローラはTOA LATCHが妥
当な時間ベースTOACOUNTを含むことを知らさ
れ、それはTOA DETECTトリガが表明されずT
AG送信の終りを示す後でプログラムされたコントロー
ラにより読み込まれる。
The count of TOA TO ACQLK is M
When AX NOISE LENGTH is reached, comparator 144 triggers and flip-flop 142 (DIS
(ARM / REAM) transitions. At this time TOAD
If ETECT is still asserted, a DISARM condition occurs to indicate a valid TAG transmission. The controller programmed by the interrupt is notified that the TOA LATCH contains a valid time-based TOACOUNT, which indicates that the TOA DETECT trigger has not been asserted and T
Read by programmed controller after indicating end of AG transmission.

【0152】TOA DETECT LENGTHレジ
スタはTOA DETECTが表明されている間に経過
するカウント、すなわちTX−パケットの持続時間を測
定する10MHz 24ビットカウンタであり、DIS
ARMED状態でのみ妥当である。このレジスタはおよ
そ1μSに決定され、619を越えてカウントすること
ができる(標準TX−パケットの持続時間は619μS
である)。それは、MAX NOISE LENGTH
を越えても表明されているTOA DETECTトリガ
は実際に妥当なTX−パケットであることを確認するの
に使用できる。
The TOA DETECT LENGTH register is a 10 MHz 24-bit counter that measures the count that elapses while TOA DETECT is asserted, ie, the duration of a TX-packet.
Only valid in ARMED state. This register is determined to be approximately 1 μS and can count beyond 619 (standard TX-packet duration is 619 μS
Is). It ’s MAX NOISE LENGTH
The TOA DETECT trigger asserted above can be used to confirm that it is in fact a valid TX-packet.

【0153】NOISE COUNTERレジスタは最
終REARMing以来(すなわち、最終TOA DE
TECTトリガがMAX NOISE LENGTHよ
りも長く表明され、関連する時間ベースTOA COU
NTがTOA LATCHから読み出されて以来)のT
OA DETECTトリガ表明カウントを出力し、TA
G送信ではなくランダムパルスノイズによるものとして
廃棄されるTOA DETECT数のカウントを出力す
る。このカウントはプログラムされたコントローラ68
が使用して2つのノイズ感度閾値−−コンパレタ基準電
圧およびMAXNOISE LENGTH−−を調整し
てTOA DETECTトリガオフランダムパルスノイ
ズを低減する。
The NOISE COUNTER register has been updated since the last REARMing (ie, the last TOA DE
TECT trigger asserted longer than MAX NOISE LENGTH and associated time-based TOA COU
T since NT was read from TOA LATCH)
Output OA DETECT trigger assertion count,
It outputs a count of the number of TOA DETECTs discarded due to random pulse noise instead of G transmission. This count is stored in the programmed controller 68
Used to adjust the two noise sensitivity thresholds--comparator reference voltage and MAXNOISE LENGTH--to reduce TOA DETECT trigger-off random pulse noise.

【0154】要約すれば、デジタル濾波機能の効果はT
OA DETECTトリガがMAXNOISE LEN
GTHの(プログラマブルな)所定のカウントよりも長
い間表明されるまでスペクトラル拡散受信機への受信信
号の印加を遅延させ、受信信号がランダムパルスではな
くTAG送信であることを表示することである。このデ
ジタル濾波機能によりスペクトラル拡散受信機の非TA
X−パケットへのロックアップが低減される。
In summary, the effect of the digital filtering function is T
OA DETECT trigger is MAXNOISE LEN
To delay the application of the received signal to the spread-spectrum receiver until asserted for more than a predetermined (programmable) count of GTH, indicating that the received signal is a TAG transmission rather than a random pulse. This digital filtering function enables non-TA of the spread spectrum receiver.
Lock-up to X-packets is reduced.

【0155】MAX NOISE LENGTHパラメ
ータの選定はスペクトラル拡散受信機がどれだけ速く同
期化固定を取得できるか、およびランダムパルスノイズ
の受信機環境における流布に依存する。時間ベースラッ
チング回路による一時的なデジタル濾波の他に、(プロ
グラムされたコントローラからのINCPOTを使用し
て)TOA検出器回路内のコンパレタをトリガするため
のコンパレタ基準レベルを選定することにより信号レベ
ル濾波が行われる。
The choice of the MAX NOISE LENGTH parameter depends on how fast a spread spectrum receiver can acquire synchronization fixation and the distribution of random pulse noise in the receiver environment. In addition to temporary digital filtering by the time-based latching circuit, signal level filtering by selecting a comparator reference level to trigger a comparator in the TOA detector circuit (using INCPOT from a programmed controller) Is performed.

【0156】例えば、MAX NOISE LENGT
Hパラメータが短か過ぎて非TX−パケットによりAR
MED2から(妥当なTX−パケットを示す)DISA
RMEDへ正規の遷移がなされて妥当なノイズも短い持
続時間である場合には、MAX NOISE LENG
THを長くしてこれらのノイズ信号を実行することがで
きる。
For example, MAX NOISE LENGT
H parameter is too short and non-TX-packet causes AR
DISA (indicating a valid TX-packet) from MED2
If a legitimate transition to RMED is made and the reasonable noise is also of short duration, MAX NOISE LENG
These noise signals can be implemented with a longer TH.

【0157】また、非TX−パケット上でMAX NO
ISE LENGTHを越えかつノイズ信号強度がロー
であれば、INCPOTを増分させることによりコンパ
レタ基準レベルを増大してこれらの干渉信号を除去する
ことができる。コンパレタ基準レベルが高くなり過ぎて
TOA検出器回路が減衰された妥当なTX−パケットに
対して正規にTOA DETECTトリガを表明するの
を妨げることのないよう注意して設定しなければならな
い。
[0157] Also, MAX NO on non-TX-packets
If ISE LENGTH is exceeded and the noise signal strength is low, incrementing INCPOT can increase the comparator reference level to eliminate these interfering signals. Care must be taken to ensure that the comparator reference level does not become too high and prevent the TOA detector circuit from asserting the TOA DETECT trigger properly for attenuated valid TX-packets.

【0158】お推めできる設計方式はMAX NOIS
E LENGTHを最大限とし(信号持続時間閾値を最
小限とする)、コンパレタ基準電圧に対するINCPO
T設定を最小限とする(信号レベル閾値を最小限とす
る)ことである。
The recommended design method is MAX NOIS
E LENGTH is maximized (signal duration threshold is minimized) and INCPO is set to the comparator reference voltage.
T setting is minimized (signal level threshold is minimized).

【0159】4.3 プログラマブルなコントローラ 図2bを参照して、プログラマブルコントローラ68は
市販されており、INTEL(WILDCARD)から
構成できるシステムである。それは小型で他の周辺装置
を使用することができる比較的高密度のマザーボードで
ある。CPUは標準インターフェイス論理を有するイン
テル8088である。システムには次の部品が付随して
いる。(a).プログラム記憶用256K RAM、
(b).ダウンラインローダを有するドライバプログラ
ム用32K ROM、(c).インテル8255に基づ
く周辺コントローラ、および、(d).Arcnetイ
ンターフェイス。
4.3 Programmable Controller Referring to FIG. 2b, the programmable controller 68 is a system that is commercially available and can be configured from INTEL (WILDCARD). It is a relatively high-density motherboard that is small and can use other peripherals. The CPU is an Intel 8088 with standard interface logic. The following components accompany the system: (A). 256K RAM for program storage,
(B). 32K ROM for a driver program having a down line loader, (c). A peripheral controller based on Intel 8255, and (d). Arcnet interface.

【0160】構成されると、プログラムされたコントロ
ーラはローカルエリアネットワーク産業で標準的な無デ
ィスクネットワークプロセッサと同等である。周辺コン
トローラは、(a).TOA LATCHレジスタから
の時間ベースTOA COUNTの検索を含むレジスタ
読み書き用時間ベースラッチング回路65、(b).
(TAG IDおよび移動状態を有する)RX−パケッ
トを検索するスペクトラル拡散受信機66、および
(c).プログラマブルポテンショメータ(図5aの符
号136)から送られるコンパレタ基準レベルを設計す
るTOAトリガ64とインターフェイスする。
When configured, the programmed controller is equivalent to a standard diskless network processor in the local area network industry. The peripheral controller includes (a). A time base latching circuit 65 for register read / write including retrieval of the time base TOA COUNT from the TOA LATCH register, (b).
A spread-spectrum receiver 66 searching for RX-packets (with TAG ID and mobility state); and (c). Interfaces with the TOA trigger 64 which designs the comparator reference level sent from the programmable potentiometer (136 in FIG. 5a).

【0161】電源が投入されると、プログラムされたコ
ントローラ68は次の機能を実施する。 (a).Arcnet8255および8088を公知の
状態へ初期化する、 (b).ネットワークを介して電波探知システムプロセ
ッサ(ネットワークファイルサーバ)からダウンライン
ロードを要求する、 (c). (そのArcnet識別アドレスにより識別
される)受信機に特定のシステムプロセッサから構成情
報を要求する、 (d).時間ベースラッチング回路を(TOAトリガか
らのTOA DETECTトリガを持つ)ARMED1
状態へアームする。
When powered on, the programmed controller 68 performs the following functions. (A). Initialize Arcnet 8255 and 8088 to a known state; (b). Request a downline load from a radio wave detection system processor (network file server) via a network; (c). Request configuration information from a particular system processor to the receiver (identified by its Arcnet identification address); (d). ARMED1 (with TOA DETECT trigger from TOA trigger)
Arm to state.

【0162】電波探知受信機(すなわち、時間ベースラ
ッチング回路)がARMED1状態であると、プログラ
ムされたコントローラは妥当なTX−パケットが受信さ
れていることを示す、TOA DETECTトリガ(A
RMED2)にMAX NOISE LENGTHカウ
ンタの時間限れ(DISARMED)が続く、時間ベー
スラッチング回路からのMAX NOISE LENG
TH割込みを待つ。
When the radio detection receiver (ie, the time-based latching circuit) is in the ARMED1 state, the programmed controller indicates that a valid TX-packet is being received by the TOA DETECT trigger (A).
RMED2) followed by the time limit (DISARMED) of the MAX NOISE LENGTH counter, MAX NOISE LENG from the time-based latching circuit.
Wait for a TH interrupt.

【0163】MAX NOISE LENGTH割込み
を受信すると、プログラムされたコントローラ68は
(TAG送信の受信が完了したことを示す)TOA D
ETECTトリガを待ち、次にTOA LATCHレジ
スタを読み取ってTX−パケットの時間ベースカウント
を検索する。統計上の理由から、TOA LATCHの
最下位レジスタ部を読み取ってREARMを行う前に、
プログラムされたコントローラはREARMの前にまだ
妥当である時間ベースラッチ回路の他のレジスタも読み
取ることができる。
Upon receiving the MAX NOISE LENGTH interrupt, the programmed controller 68 causes TOAD (indicating that the TAG transmission has been received) to be completed.
Wait for the ETECT trigger, then read the TOA LATCH register to retrieve the TX-packet time base count. For statistical reasons, before reading the lowest register of TOA LATCH and performing a REARM,
The programmed controller can also read other registers of the time-based latch circuit that are still valid before the REARM.

【0164】HiTEKの動作 1.概要 ヒリヤー(Hillier)HiTEKキット(図6を
参照されたい。)は、完全な拡散スペクトル無線通信リ
ンクを提供する。送信機及び受信機は902MHz〜9
28MHz帯域で動作するように設計されている。送信
機及び受信機回路は簡単な5V CMOS論理のインタ
フェース信号をロードし、かつデータを読み出すことが
必要である。送信機及び受信機は別個のユニットとして
設計されているが、これらをトランシーバとして一つの
ユニットに組合わせてもよい。以下概要的なシステム説
明を行なうと共に、送信機及び受信機カードの更に詳細
な説明を次の章で行なう。
Operation of HiTEK Overview The Hiller HiTEK kit (see FIG. 6) provides a complete spread spectrum wireless communication link. Transmitter and receiver are 902MHz ~ 9
It is designed to operate in the 28 MHz band. The transmitter and receiver circuits need to load simple 5V CMOS logic interface signals and read data. Although the transmitter and receiver are designed as separate units, they may be combined into a single unit as a transceiver. A general system description is provided below, and a more detailed description of the transmitter and receiver cards is provided in the next section.

【0165】送信機は4つの主要ブロックからなる。最
初の2つの制御ブロック及びスプレッダブロックは、カ
スタム集積回路により実現されている。制御ブロックは
マスタクロックの発生、システムの電力制御、制御デー
タ、及び種々の動作のシーケンス制御の役割を持つ。ス
プレッダブロックはスプレディングシーケンスにより入
力データと同期ビットとを組合わせる。
[0165] The transmitter consists of four main blocks. The first two control blocks and the spreader block are implemented by a custom integrated circuit. The control block is responsible for master clock generation, system power control, control data, and sequence control of various operations. The spreader block combines input data and synchronization bits according to a spreading sequence.

【0166】スプレッダデータパケットは変調器に入力
される。変調器には成形回路と、温度安定化発振器を変
調するバラクタ・ダイオードとが含まれている。変調器
の出力は成形された周波数変偏変調信号である。送信機
の最終ブロックは、出力段即ち所望電力レベルに対応し
た増幅度を得る段である。このレベルは、典型的に、
0.01ワットから法定限度である1ワットまで変動す
ることになる。このセクションには帯域外放射に関する
規制との対応を保証するために出力フィルタ処理も含ま
れている。
The spreader data packet is input to the modulator. The modulator includes a shaping circuit and a varactor diode that modulates the temperature stabilized oscillator. The output of the modulator is a shaped frequency modulation key. The last block of the transmitter is the output stage, that is, the stage where the amplification corresponding to the desired power level is obtained. This level is typically
It will vary from 0.01 watts to the legal limit of 1 watt. This section also includes output filtering to ensure compliance with out-of-band emissions regulations.

【0167】受信機は3つの主要ブロックからなる。第
1のブロックはRFフロントエンドであり、これには前
置増幅器と、着信する信号を標準45MHzの中間周波
(IF)に変換するミキサとが含まれている。入力フィ
ルタ回路及び前置増幅器は局部発振器からのスプリアス
放射を制限するために用いられる。次いで、この信号は
復調を行なう第2のブロックのモトローラ13055I
Fプロセッサ集積回路へ送られる。
The receiver consists of three main blocks. The first block is the RF front end, which includes a preamplifier and a mixer that converts the incoming signal to a standard 45 MHz intermediate frequency (IF). Input filter circuits and preamplifiers are used to limit spurious emissions from the local oscillator. This signal is then applied to the second block of demodulating Motorola 13055I
Sent to the F processor integrated circuit.

【0168】次いで、この信号はディジタル整合フィル
タを用いる第3のブロックによりデスプレッドされ、こ
のフィルタはコストを最小化させるためにアナログ加算
と比較を利用している。再生したデータはインタフェー
ス接続を介して応用回路に供給可能にされる。
The signal is then despread by a third block using a digital matched filter, which utilizes analog addition and comparison to minimize cost. The reproduced data can be supplied to the application circuit via the interface connection.

【0169】出力データは図7a、7b、7cに示す3
つのフォーマットのうちの一つにパッケト化される。パ
ッケトは、複数のプリアンブルビット、1同期ビット、
及び32メッセージビットから形成される。モード0に
おいて、メッセージは、16アドレスビット及び16デ
ータビットからなる。モード2において、メッセージ
は、32データビットからなる。パッケトは、パッケト
を適当なチッピングシーケンスと組合わせることによ
り、広げられる。
The output data is shown in FIG. 7A, 7B and 7C.
Packetized into one of two formats. The packet has a plurality of preamble bits, one synchronization bit,
And 32 message bits. In mode 0, the message consists of 16 address bits and 16 data bits. In mode 2, the message consists of 32 data bits. The packet is spread by combining the packet with an appropriate chipping sequence.

【0170】チップクロックは送信機における水晶発振
器のクロック周波数の1/2である。パッケトは619
クロックサイクルにより送信される。基準ディジタルロ
ジック水晶発振器の周波数は約2MHzである。従っ
て、同期ビットを含む原始データは約60,000ビッ
ト/秒で送信されるが、実際のデータビットは約52,
000ビット/秒で伝送可能とされる。このデータ伝送
速度は動作モードに従っている。従って、データ伝送速
度は高速応答かつ中程度のデータスループットが得られ
るものとなっている。
The chip clock is の of the clock frequency of the crystal oscillator in the transmitter. Packet is 619
Sent by clock cycle. The frequency of the reference digital logic crystal oscillator is about 2 MHz. Thus, while the original data including the synchronization bits is transmitted at about 60,000 bits / sec, the actual data bits are about 52,000 bits / sec.
Transmission is possible at 000 bits / sec. This data transmission rate depends on the operation mode. Therefore, the data transmission speed is such that a high-speed response and a medium data throughput can be obtained.

【0171】2.送信機 HiTEK送信機カードの機能ブロック及び入出力接続
を図8に示す。全ての入出力接続は5ボルトCMOSの
ロジックレベルとコンパチブルである。各機能ブロック
及びこれに関連する入出力接続の概要説明を行なう。
[0171] 2. FIG. 8 shows the functional blocks and input / output connections of the HiTEK transmitter card. All input / output connections are compatible with 5 volt CMOS logic levels. An overview of each functional block and its associated input / output connections will be given.

【0172】バッテリ選択:BATMODE入力は、
真(ロー)のときはBATTERYモード、また偽(ハ
イ)のときはNON−BATTERYモードで動作する
ようにASICを構成している。JP5に短絡ジャンパ
を置き、BATMODE入力をハイに設定する。BA
TTERYモードでは、ASICが各送信後に水晶発振
器を停止したSLEEP(電源オフ)状態、及び送信開
始信号を受信したことによるSYSTEM WAKEU
P状態に入ることにより、付加的な動作を実行する。
Battery selection: BATMODE * The input is
The ASIC is configured to operate in the BATTERY mode when true (low) and in the NON-BATTERY mode when false (high). Place a short jumper on JP5 and set the BATMODE * input high. BA
In the TTERY mode, the ASIC stops the crystal oscillator after each transmission, in a SLEEP (power off) state, and receives a transmission start signal and causes a SYSTEM WAKEEU.
Entering the P state performs additional operations.

【0173】モード選択:入力は3つの動作モードのう
ちの一つを選択する。選択は入力線即ちボード上の短絡
ジャンパの配線を変更することにより可能とされる。送
信機はMSEL0及びMSEL1入力により決定された
データパッケトを形成する。JP4又はJP3上に短絡
ジャンパを置いてMSEL0又はMSEL1入力をそれ
ぞれハイに設定する。これらは、如何に示すように1=
論理ハイ及び0=論理ローによりモードを選択する。 MSEL1=0、MSEL0=0 図7aに示すモード0 MSEL1=0、MSEL0=1 図7bに示すモード1 MSEL1=1、MSEL0=0 図7cに示すモード2 MSEL1=1、MSEL0=1 モード3は製造試験用である。
Mode selection: The input selects one of three operating modes. The selection is made possible by changing the input lines, ie the wiring of the short-circuit jumpers on the board. The transmitter forms a data packet determined by the MSEL0 and MSEL1 inputs. Place a short jumper on JP4 or JP3 and set the MSEL0 or MSEL1 input high, respectively. These are, as shown, 1 =
Select mode by logic high and 0 = logic low. MSEL1 = 0, MSEL0 = 0 Mode 0 shown in FIG. 7a MSEL1 = 0, MSEL0 = 1 Mode 1 shown in FIG. 7b MSEL1 = 1, MSEL0 = 0 Mode 2 shown in FIG. 7c MSEL1 = 1, MSEL0 = 1 Mode 3 is manufacturing For testing.

【0174】データ入力:送信するデータをロードする
ためのものである。READY出力は、真(論理ハイ)
のときに全てのモードでデータをロードできることを表
わす。モード0において、並列な4データ入力D0、D
1、D2及びD3上のデータは、図7aに示すように、
送信開始信号後に送出され、READY出力がローにな
ると内部にラッチされる。モード1及び2において、S
CLK(シフトクロック)の立ち上り端によりSI入力
における直列入力データを送信データレジスタにクロッ
ク入力させる。データレジスタは、モード1において1
6ビット長であり、モード2において32データビット
長である。READY出力がローになっている間にデー
タをロードしようとすると、データを喪失する結果とな
る。データレジスタにおけるデータは、送信開始信号後
に図7b及び図7bのように送信される。
Data input: for loading data to be transmitted. READY output is true (logic high)
Indicates that data can be loaded in all modes. In mode 0, four parallel data inputs D0, D
1, the data on D2 and D3 are as shown in FIG.
It is transmitted after the transmission start signal and is latched internally when the READY output goes low. In modes 1 and 2, S
At the rising edge of CLK (shift clock), serial input data at the SI input is clocked into the transmission data register. The data register is 1 in mode 1.
It is 6 bits long and 32 data bits long in mode 2. Attempting to load data while the READY output is low will result in data loss. The data in the data register is transmitted as shown in FIGS. 7B and 7B after the transmission start signal.

【0175】アドレス選択:動作モード0及び1におい
て、送信するデータパッケトに16ビットのアドレスを
収容するためのものである。データ及びアドレスのフォ
ーマットをそれぞれ図7a及び図7bに示す。HiTE
K送信機カードは送信すべき二進数アドレスを選択する
16ディップスイッチを有する。スイッチ位置は4アド
レスのストローブライン及び4アドレスラインを用いた
マトリックスフォーマットにおいて検知される。
Address selection: In operation modes 0 and 1, this is for accommodating a 16-bit address in a data packet to be transmitted. The data and address formats are shown in FIGS. 7a and 7b, respectively. HiTE
The K transmitter card has a 16 dip switch to select the binary address to send. The switch position is detected in a matrix format using four address strobe lines and four address lines.

【0176】水晶発振器:ディジタル回路用に標準2M
Hzのクロックを供給する。これは±200ppm以上
の精度を有する必要がある。BATTERYモードによ
り動作しているときは、水晶発振器はSYSTEM W
AKEUP状態に移行してから発振し始める。
Crystal oscillator: Standard 2M for digital circuits
Hz clock. It must have an accuracy of ± 200 ppm or more. When operating in BATTERY mode, the crystal oscillator is
Oscillation starts after shifting to the AKEUP state.

【0177】制御ロジック:ASICに正しい全ての動
作及び信号シーケンスを設定する状態マシンである。R
ESET入力はアナログ信号であり、真(論理ハイ)の
ときは、送信機ASICをリセットさせてSLEEP状
態にする。MSEL0及びMSEL1入力はRESET
がローになると内部にラッチされる。HiTEK送信機
カードは、電力が印加されるとパワーアップリセットを
実行する部品である。
Control Logic: A state machine that sets all the correct operations and signal sequences in the ASIC. R
The ESET input is an analog signal, and when true (logic high), resets the transmitter ASIC to a SLEEP state. MSEL0 and MSEL1 inputs are RESET
Goes low and is internally latched. The HiTEK transmitter card is a component that performs a power-up reset when power is applied.

【0178】送信開始:STARTTX0又はSTA
RTTX1入力がエネーブルされる(ハイからローに
遷移する)と、内部の送信開始信号を供給する。これ
は、BATTERYモードのときに、ASICをSYS
TEM WAKEUP状態に移行させ、NON−BAT
TERYモードのときに、TXWAKEUP状態に移行
させる。BATTERYモードのSYSTEM WAK
EUP状態にあるときは、水晶発振器が速やかに起動
し、512クロックサイクルが経過してからTXWAK
EUP状態への遷移が発生する。
Transmission start: STARTTX0 * or STA
When the RTTX1 * input is enabled (transition from high to low), it provides an internal transmission start signal. This means that the ASIC can be set to SYS
Shift to TEM WAKEUP state, NON-BAT
In the TERY mode, the state is shifted to the TXWAKEUP state. SYSTEM WAK in BATTERY mode
When in the EUP state, the crystal oscillator starts up immediately, and after 512 clock cycles have elapsed, TXWAK
A transition to the EUP state occurs.

【0179】TXWAKEUP状態に移行すると、TX
ENABLE出力が真(ハイ)となり、プリアンブルビ
ットの送信が始まる。TXENABLE出力は送信の完
了で偽(ロー)となる。
Upon transition to the TXWAKEUP state, TX
The ENABLE output becomes true (high), and transmission of the preamble bit starts. The TXENABLE output becomes false (low) upon completion of transmission.

【0180】オン/オフ出力は、STARTTX0
力が送信を開始すると真(ハイ)になり、またSTAR
TTX1入力が送信を開始すると偽(ロー)となる。
この出力は並列データ入力のうちの一つに結線され、ま
た所望によりこれをモード0動作において送信できるよ
うに設計されている。
The on / off output goes true (high) when the STARTTX0 * input starts transmitting, and
TTX1 * False when input starts transmitting.
This output is connected to one of the parallel data inputs and is designed to transmit it in Mode 0 operation if desired.

【0181】スプレッダ:チッピングシーケンスをパッ
ケトビットと組合わせる。これによって所望のスプレッ
ディング動作が得られる。
Spreader: Combines a chipping sequence with a packet bit. Thereby, a desired spreading operation is obtained.

【0182】変調器:電圧制御され、温度補償されたL
C発振器(バージョン3)又はSAW発振器(バージョ
ン3)を用いて約915MHzを中心としたRF出力信
号を発生させる。スプレッドし、ろ波したデータストリ
ームを電圧制御されている発振器に印加し、RF信号を
変調させる。
Modulator: voltage controlled, temperature compensated L
An RF output signal centered at about 915 MHz is generated using a C oscillator (version 3) or a SAW oscillator (version 3). The spread and filtered data stream is applied to a voltage controlled oscillator to modulate the RF signal.

【0183】第1増幅段:変調器から来るRF出力信号
に約10dBのゲインを与える。この増幅信号は、JP
8A、JP8B及びJP8Cにおいてジャンパされ、印
刷回路基板上の配線を介してアンテナに導かれ、10m
WレベルのRF出力動作を得るようにしてもよい。送信
機はBATTERYモードにおいて内蔵のバッテリを用
いて10mWレベルで動作することができる。
First amplification stage: A gain of about 10 dB is given to the RF output signal coming from the modulator. This amplified signal is expressed by JP
8A, JP8B and JP8C are jumpered and guided to an antenna through a wiring on a printed circuit board, and 10m
A W level RF output operation may be obtained. The transmitter can operate at the 10 mW level using the built-in battery in BATTERY mode.

【0184】第2増幅段:RF出力信号に約10dBの
ゲインを付加させる。これは100mWのRF出力信号
レベルを発生する。更に、RF出力信号はJP7、JP
9A及びJP8Cにおいてジャンパされ、印刷回路基板
上の配線を介してアンテナに導かれ、100mWのRF
出力信号レベルを得るようにしてもよい。送信機はBA
TTERYモードにおいて内蔵のバッテリを用いて10
0mWレベルで動作することができる。
Second amplification stage: A gain of about 10 dB is added to the RF output signal. This produces an RF output signal level of 100 mW. Further, the RF output signal is JP7, JP
9A and JP8C, jumped to the antenna via the wiring on the printed circuit board, and set to 100 mW RF.
The output signal level may be obtained. Transmitter is BA
In TTERY mode, 10
It can operate at 0 mW level.

【0185】第3増幅段:RF出力信号に約10dBの
ゲインを付加させる。これは1WのRF出力信号レベル
を発生させる。更に、RF出力信号は、JP7、JP1
0及びJP11においてジャンパされ、印刷回路基板上
の配線を介してアンテナに導かれ、1WのRF出力信号
レベルを得るようにしてもよい。送信機はBATTER
Yモードにおいて内蔵のバッテリを用い、1Wレベルで
動作することができる。更に、大容量には外部のバッテ
リ又は外部電源が必要である。
Third amplification stage: A gain of about 10 dB is added to the RF output signal. This produces a 1 W RF output signal level. Further, the RF output signal is JP7, JP1
A jumper may be made at 0 and JP11, guided to an antenna via wiring on a printed circuit board, and an RF output signal level of 1 W may be obtained. Transmitter is BATTER
In the Y mode, it can operate at 1 W level using a built-in battery. In addition, large capacity requires an external battery or external power supply.

【0186】外部電源:8〜10ボルト直流入力を利用
して調節された内蔵の5ボルト直流電源を得る。1ワッ
ト出力レベルでの動作が必要なときは、最小入力電圧を
9ボルト直流に増加させる。外部電源による動作はJP
1B、JP2Bに短絡ジャンパを置くことにより決定さ
れる。
External power supply: Obtain a regulated 5 volt DC power supply utilizing an 8-10 volt DC input. When operation at 1 watt output level is required, increase the minimum input voltage to 9 volts DC. Operation by external power supply is JP
1B and JP2B are determined by placing a short-circuit jumper.

【0187】バッテリ電源:2コインバッテリホルダに
よりボード上に搭載される。これは、2リチウム松下C
R23303ボルトコイン形バッテリを保持する。バッ
テリ電源による動作はJP1A及びJP2A上にバーグ
(Berg)ジャンパを配置することにより決定され
る。
Battery power: Mounted on a board by a two-coin battery holder. This is 2 lithium Matsushita C
Holds R23303 volt coin battery. Battery powered operation is determined by placing a Berg jumper on JP1A and JP2A.

【0188】内蔵のアンテナ:印刷回路基板上に配置さ
れた1/4波長アンテナである。印刷回路基板の配線を
ジャンパして内蔵の(JP12)又は外部アンテナ(J
P13)を使用してもよい。注:調整可能な全ての部品
は較正及び試験中にプリセットされている。ヒリヤーテ
クノロジーにまず相談することなく、これら部品に対し
て調整を行ってはならない。
Built-in antenna: A quarter-wave antenna placed on a printed circuit board. Jumper the wiring of the printed circuit board and use the built-in (JP12) or external antenna (J
P13) may be used. Note: All adjustable parts are preset during calibration and testing. Adjustments should not be made to these parts without first consulting hillier technology.

【0189】3.送信機カードの絵図 部品、入出力信号及びジャンパ位置を示す送信機カード
の絵図を図9に示す。前述したものに対して多くの付加
的な信号をラベル付けし、印刷回路基板の縁に引き出し
たことに注意すべきである。これは、送信機カード上の
内部信号を監視するためである。監視信号及び図形によ
り示す信号に関する付加的な情報については、HTLP
技術部門に相談すべきである。
[0189] 3. FIG. 9 shows a pictorial diagram of the transmitter card showing parts, input / output signals, and jumper positions. It should be noted that many additional signals have been labeled and drawn to the edge of the printed circuit board relative to those described above. This is to monitor internal signals on the transmitter card. For additional information on monitoring signals and signals shown graphically, see HTLP.
You should consult the technical department.

【0190】4.送信機タイミング図 図10及び図11に送信機の動作タイミング図を示す。
動作時間は以下のように定める。
4. Transmitter Timing Diagram FIGS. 10 and 11 show operation timing diagrams of the transmitter.
The operation time is determined as follows.

【0191】[0191]

【表1】 [Table 1]

【0192】[0192]

【表2】 [Table 2]

【0193】 5.送信機の電気的仕様 以下の仕様は保証パフォーマンス動作を超えてはならな
い。 電源電圧範囲 BATTERYモード(VDD) 4.5〜5.5ボルト直流 他のモード(VCC) 8〜10ボルト直流 印刷回路基板上で発生するVDD=5V直流 電源電流範囲 BATTERYモードスタンバイ <10μA@20℃ NON−BATTERYモードスタンバイ <50mA 全モード送信 0.01W<50mA 0.1W<100mA 1.0W<250mA 電源レギュレーション: 電源電圧範囲内で10%以下 動作温度範囲: −20℃〜60℃ 保存温度範囲: −40℃〜125℃ 入力信号レベル(VIN):VIH=(0.7*VDD)≦VIN≦VDD ボルト VIL=−0.5VIN≦(0.3*VDD) ボルト シュミットトリガ+しきい値(VT+):2.2ボルト シュミットトリガ−しきい値(VT−):1.3ボルト 入力信号のタイミング:SCLK≧50nsに対するSIセットアップ時間 SCLK=0nsに対するSI保持時間 出力信号(VO):0≧IOH≧−8mAの場合に VHO=2.4≦VO≦VDDボルト VOL=VO≦0.4ボルト@IOL≦8mA 出力信号のタイミング:全ての出力(非同期であるオン
/オフを除く)は、クロックの立ち上り端又は立ち下り
端の100ns内で発生するものとする。
[0193] 5. Transmitter Electrical Specifications The following specifications shall not exceed guaranteed performance operation. Power supply voltage range BATTERY mode (VDD) 4.5 to 5.5 volts DC Other mode (VCC) 8 to 10 volts DC VDD generated on the printed circuit board = 5 V DC Power supply current range BATTERY mode standby <10 μA at 20 ° C. NON-BATTERY mode standby <50mA All mode transmission 0.01W <50mA 0.1W <100mA 1.0W <250mA Power supply regulation: 10% or less within the power supply voltage range Operating temperature range: -20 ° C to 60 ° C Storage temperature range: −40 ° C. to 125 ° C. Input signal level (VIN): VIH = (0.7 * VDD) ≦ VIN ≦ VDD volts VIL = −0.5VIN ≦ (0.3 * VDD) Volt Schmitt trigger + threshold (VT + ): 2.2 volts Schmitt trigger-threshold (VT-): 1.3 Volt Input signal timing: SI setup time for SCLK ≧ 50 ns SI holding time for SCLK = 0 ns Output signal (VO): When 0 ≧ IOH ≧ −8 mA VHO = 2.4 ≦ VO ≦ VDD volts VOL = VO ≦ 0 .4 volts @ IOL ≦ 8 mA Output signal timing: All outputs (except asynchronous ON / OFF) shall occur within 100 ns of the rising or falling edge of the clock.

【0194】注意:電源を指定された範囲内に保持しな
いと、印刷回路基板上の部品を損傷することがある。入
力信号を指定された範囲内に保持しないと、印刷回路基
板上の部品を損傷することがある。正しい極性が保持さ
れていることを確認する際に、印刷回路基板に対する電
源線及び信号線の接続に注意すべきである。これに失敗
すると、印刷回路基板上の部品を損傷することがある。
Note: Failure to maintain the power supply within the specified range may damage components on the printed circuit board. Failure to maintain the input signal within the specified range can damage components on the printed circuit board. Care must be taken in connecting the power and signal lines to the printed circuit board when verifying that the correct polarity is maintained. Failure to do so may damage components on the printed circuit board.

【0195】 6.受信機 HiTEK受信機の機能ブロック及び入出力接続を図1
2に示す。全ての入出力線は5ボルトCMOSの論理レ
ベルとコンパチブルである。各機能ブロック及びこれに
関連する入出力接続の概要的な説明をする。
[0195] 6. Receiver Figure 1 shows the functional blocks and input / output connections of the HiTEK receiver.
It is shown in FIG. All I / O lines are compatible with 5 volt CMOS logic levels. A brief description of each functional block and its associated input / output connections is provided.

【0196】内蔵アンテナ:印刷回路基板上に配置され
たほぼ1/2波長アンテナである。印刷回路基板の配線
をジャンパして(JP1)又は外部アンテナ(JP2)
を用いることもできる。
Built-in antenna: An almost half-wavelength antenna placed on a printed circuit board. Jumper the wiring of the printed circuit board (JP1) or external antenna (JP2)
Can also be used.

【0197】局部発振器960MHz:ミキサにより用
いる局発960MHzのRF信号を供給する。温度に対
する局部発振器の精度は受信機のパフォーマンスにとり
重要である。温度補償したLC発振器(バージョン3)
又はSAW発振器(バージョン3a)を用いることによ
り、オプションが可能である。
Local oscillator 960 MHz: Supplies a local 960 MHz RF signal used by the mixer. The accuracy of the local oscillator over temperature is important for receiver performance. LC oscillator with temperature compensation (version 3)
Alternatively, an option is possible by using a SAW oscillator (version 3a).

【0198】RF/IF変調器:受信した915MHz
のRF信号の増幅、混合、ろ波、振幅制限、検波及び相
関を行なう。RF回路は約1MHzのチップデータスト
リームを再生する。ASICはデスプレッディング処理
を実行する。
RF / IF modulator: 915 MHz received
Amplify, mix, filter, limit the amplitude, detect and correlate the RF signal. The RF circuit reproduces a chip data stream of about 1 MHz. The ASIC performs a despreading process.

【0199】水晶発振器:ディジタル回路用に標準2M
Hzのクロックを供給する。これは±200ppm以上
の精度でなければならない。送信機及び受信機の水晶発
振器はデスプレッディング中に正しい同期を確保するよ
うに、同一周波数(±400ppm)である必要があ
る。
Crystal oscillator: Standard 2M for digital circuits
Hz clock. This must be accurate to ± 200 ppm or better. The transmitter and receiver crystal oscillators must be at the same frequency (± 400 ppm) to ensure proper synchronization during despreading.

【0200】制御ロジック:ASICにおいて、適正な
全ての処理及び信号シーケンスを得る状態マシンであ
る。これは、水晶発振器周波数で動作する。RESET
入力はアナログ信号であり、真(論理ハイ)のときに受
信機のASICをリセットさせ、確立/ロック状態に行
き、確立/ロック出力をハイにセットさせる。MSEL
0及びMSEL1入力は、RESETがローになると内
部にラッチされる。HiTEK受信機カードは電力が印
加されると、パワーアップリセットを実行する部品を備
えている。確立/ロック出力信号は、ASICが受信す
るRF信号との同期を確立しようとしている状態(ハ
イ)、又は同期を確立した状態(ロー)を表わす。この
信号は、全データパッケトを有効に受信してしまうま
で、ローであることが必要である。これは、有効な受信
後に受信が終結したとき、又はASICにより受信が終
結したときは、真(ハイ)にセットされる(即ち、同期
喪失又はアドレス不良)。
Control Logic: The state machine in the ASIC that gets all the proper processing and signal sequences. It operates at the crystal oscillator frequency. RESET
The input is an analog signal, which when true (logic high) causes the receiver ASIC to reset, go to an established / locked state, and set the established / locked output high. MSEL
The 0 and MSEL1 inputs are latched internally when RESET goes low. HiTEK receiver cards include components that perform a power-up reset when power is applied. The establish / lock output signal indicates a state in which synchronization with the RF signal received by the ASIC is to be established (high) or a state in which synchronization has been established (low). This signal needs to be low until all data packets have been successfully received. It is set to true (high) when reception terminates after a valid reception, or when reception is terminated by the ASIC (ie, loss of synchronization or bad address).

【0201】モード選択:3つの動作モードのうちの一
つを選択する。選択は入力線即ちボード上の短絡ジャン
パの配線を変更することにより可能とされる。受信機は
MSEL0及びMSEL1入力により決定されたデータ
パッケトを形成する。JP3又はJP4上にバークジャ
ンパを置くことによりMSEL0又はMSEL1入力を
それぞれハイに設定する。これらは、1=論理ハイ及び
0=論理ローにより以下に示すようなモードを選択す
る。 MSEL1=0、MSEL0=0 図7aに示すモード0 MSEL1=0、MSEL0=1 図7bに示すモード1 MSEL1=1、MSEL0=0 図7cに示すモード2 MSEL1=1、MSEL0=1 モード3は製造試験用である。
Mode selection: One of three operation modes is selected. The selection is made possible by changing the input lines, ie the wiring of the short-circuit jumpers on the board. The receiver forms a data packet determined by the MSEL0 and MSEL1 inputs. The MSEL0 or MSEL1 input is set high, respectively, by placing a bark jumper on JP3 or JP4. These select the mode as shown below with 1 = logic high and 0 = logic low. MSEL1 = 0, MSEL0 = 0 Mode 0 shown in FIG. 7a MSEL1 = 0, MSEL0 = 1 Mode 1 shown in FIG. 7b MSEL1 = 1, MSEL0 = 0 Mode 2 shown in FIG. 7c MSEL1 = 1, MSEL0 = 1 Mode 3 is manufacturing For testing.

【0202】アドレス選択:モード0又は1で動作して
いる間にデータパッケトにより受信されているアドレス
データの監視をする。HiTEK受信機カードは16デ
イプスイッチを有し、これらのスイッチは受信している
16ビットのアドレスフィールドと比較する二進アドレ
スを選択するものである。送信したアドレスとプリセッ
ト受信機アドレスとの不一致が発生すると、受信を終結
し、確立/ロックが真(ハイ)にセットされ、受信機は
確立/ロック状態に移行する。スイッチ位置は4本のア
ドレスストローブ線及び4本のアドレスセンス線を用い
たマトリックスフォーマットにより検知される。
Address selection: The address data received by the data packet while operating in mode 0 or 1 is monitored. The HiTEK receiver card has 16 dip switches, which select a binary address to compare with the 16 bit address field being received. When a mismatch between the transmitted address and the preset receiver address occurs, the reception is terminated, the establishment / lock is set to true (high), and the receiver shifts to the establishment / lock state. The switch position is detected by a matrix format using four address strobe lines and four address sense lines.

【0203】注:送信機(複数の送信機)がモード0、
1又は2である間に、受信機をモード2により動作させ
ることができる。これは多数の送信機がプリセットアド
レス(モード0又は1)により一つの受信機(モード2
にある)に送信する能力を与えるものであって、この受
信機は外部回路を用いて、受信した32ビットのデータ
のうちの最初の16ビットのデータをどの送信機が送出
したのかを判断する。
Note: If the transmitter (s) is in mode 0,
While it is 1 or 2, the receiver can be operated in mode 2. This means that a number of transmitters can use a preset address (mode 0 or 1) for one receiver (mode 2).
The receiver uses external circuitry to determine which transmitter transmitted the first 16 bits of the received 32-bit data. .

【0204】データ出力:受信したデータの読み出しを
する。READY出力は、真(論理ハイ)のときは、デ
ータを受信したこと、かつこれを読み出すことができる
ことを表わす。READYが真であり、かつ受信機がモ
ード0のときは、4並列データ出力D0、D1、D2及
びD3上のデータが有効である。モード1及び2では、
通常ローのSCLK(シフトクロック)上の立ち上り端
で次の直列データビットSO(直列)出力線にクロック
入力する。READY出力は全てのデータビットをSO
出力にクロックさせたときにローに移行する。データレ
ジスタは、モード1では16ビット長であり、一方モー
ド2では32ビット長である。データレジスタにおける
データは、RADY及び確立/ロック出力線が共にハイ
のときにのみ有効である。データが読み出されている間
に、確立/ロック出力がローになると、データは無効と
なる。
Data output: The received data is read. The READY output, when true (logic high), indicates that data has been received and that it can be read. When READY is true and the receiver is in mode 0, the data on the four parallel data outputs D0, D1, D2 and D3 is valid. In modes 1 and 2,
At the rising edge on the normally low SCLK (shift clock), the clock is input to the next serial data bit SO (serial) output line. READY output sets all data bits to SO.
Goes low when output clocked. The data register is 16 bits long in mode 1 while 32 bits long in mode 2. Data in the data register is only valid when both the RADY and Establish / Lock output lines are high. If the establish / lock output goes low while the data is being read, the data becomes invalid.

【0205】電源:7〜12ボルト直流入力を用いて調
整された内蔵の5ボルト直流電源を得る。
Power Supply: Obtain a regulated 5 volt DC power supply using a 7-12 volt DC input.

【0206】注:全ての調整可能な部品は較正及び試験
中にプリセットされている。まず「スプレデックス(S
preadex)ユーザズマニュアル」を参照すること
なく、これらの部品を調整してはならない。
Note: All adjustable components are preset during calibration and testing. First, "Spredex (S
These components must not be adjusted without reference to the preadex) User's Manual.

【0207】 7.受信機の絵図 図13に部品、入出力信号及びジャンパ位置を表わす送
信機カードの絵図を示す。前述の信号に対する多くの付
加的な信号にラベル付けし、印刷回路基板の縁に持って
来たことに注意すべきである。これは、送信機カード上
の内部信号を監視するためである。前記信号に関する付
加的な情報、及び図上に示す信号については、「スプレ
デックスユーザズマニュアル」を参照すべきである。
[0207] 7. FIG. 13 shows a pictorial diagram of a transmitter card showing parts, input / output signals and jumper positions. It should be noted that many additional signals to the aforementioned signals have been labeled and brought to the edge of the printed circuit board. This is to monitor internal signals on the transmitter card. For additional information on the signals and the signals shown in the figures, reference should be made to the Spreadex User's Manual.

【0208】8.図14及び図15に受信機の動作タイ
ミング図を示す。動作時間は以下のように定める。
8. 14 and 15 show operation timing diagrams of the receiver. The operation time is determined as follows.

【0209】[0209]

【表3】 [Table 3]

【0210】[0210]

【表4】 [Table 4]

【0211】 9.受信機の電気的仕様 以下の仕様は保証したパフォーマンス動作を超えてはならない。 電源電圧範囲(VCC):全モードのVCC=7〜12VDC 電源電流範囲(IS):全モードのIS≦50mA 電源レギュレーション:電源電圧範囲内で10%以下 動作温度範囲:−20℃〜60℃ 保存温度範囲:−40℃〜125℃ 入力信号レベル(VIN):VIH=3.5VDC≦VIN≧5VDC :VIL=−0.5VIN≦VIN≧1.5VDC シュミットトリガ+しきい値(VT+):2.2ボルト シュミットトリガ−しきい値(VT−):1.3ボルト 出力信号レベル(VO):0≧IOH≧−8mAの場合に VHO=2.4≦VO≦VDDボルト VLO=VO≦0.4ボルト@IOL≦8mA 出力信号のタイミング:確立/ロック、READY及びADSTRB出力はク ロックの立ち上り端又は立ち下り端の100ns内で発生するものとする。 SCLKに対するSO出力≦50ns[0211] 9. Receiver electrical specifications The following specifications shall not exceed the guaranteed performance operation. Power supply voltage range (VCC): VCC in all modes = 7 to 12 VDC Power supply current range (IS): IS ≤ 50 mA in all modes Power supply regulation: 10% or less within the power supply voltage range Operating temperature range: -20C to 60C Temperature range: −40 ° C. to 125 ° C. Input signal level (VIN): VIH = 3.5VDC ≦ VIN ≧ 5VDC: VIL = −0.5VIN ≦ VIN ≧ 1.5VDC Schmitt trigger + threshold (VT +): 2. 2 volts Schmitt trigger-threshold (VT-): 1.3 volts Output signal level (VO): when 0 ≧ IOH ≧ −8 mA VHO = 2.4 ≦ VO ≦ VDD volts VLO = VO ≦ 0.4 Volt @ IOL ≤ 8 mA Output signal timing: Established / Locked, READY and ADSTRB outputs are at the rising or falling edge of the clock. It is assumed that it occurs within 0 ns. SO output for SCLK ≦ 50 ns

【0212】注意−電源を指定された範囲内に保持しな
いと、印刷回路基板上の部品を損傷することがある。入
力信号を指定された範囲内に保持しないと、印刷回路基
板上の部品を損傷することがある。正しい極性が保持さ
れることを確認する際は、印刷回路基板に電源線及び信
号線の接続に注意すべきである。そのようにしないとき
は、印刷回路基板上の部品を損傷することがある。
Caution-Failure to maintain the power supply within the specified range may damage components on the printed circuit board. Failure to maintain the input signal within the specified range can damage components on the printed circuit board. When confirming that the correct polarity is maintained, attention should be paid to the connection of the power supply line and the signal line to the printed circuit board. Failure to do so may damage components on the printed circuit board.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用した半導体製造施設を示す図であ
って、aは多重反射を生じる壁および他の固定構造体を
含む環境としての半導体製造施設を示す図、bは校正送
信機の固定アレイと共に本発明の電波探知システムに対
する受信機アレイの例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a semiconductor manufacturing facility to which the present invention is applied, wherein a is a diagram illustrating a semiconductor manufacturing facility as an environment including walls and other fixed structures that cause multiple reflection, and b is a diagram of a calibration transmitter. FIG. 3 is a diagram showing an example of a receiver array for the radio wave detection system of the present invention together with a fixed array.

【図2】本発明の機能ブロック図であって、aはTAG
送信機の機能ブロック図、bは(到着時間検出を行う)
電波探知受信機の機能ブロック図、cは電波探知システ
ムのLANインターフェイスの機能ブロック図である。
FIG. 2 is a functional block diagram of the present invention, wherein a is TAG
Function block diagram of transmitter, b (detects arrival time)
FIG. 4C is a functional block diagram of a radio wave detection receiver, and FIG.

【図3】目標標定のための到着時間差を使用した電波探
知システムの高分解能実施例に対する位置標定動作を示
す線図である。
FIG. 3 is a diagram showing a position locating operation for a high-resolution embodiment of the radio wave detection system using the arrival time difference for target locating.

【図4】電波探知システムに使用するスペクトラム拡散
通信システムの機能図であって、aは送信機および受信
機を示し、bはTX−パケットのフォーマットを示し、
cはRX−パケットのフォーマットを示す図である。
FIG. 4 is a functional diagram of a spread spectrum communication system used in the radio wave detection system, wherein a shows a transmitter and a receiver, b shows a format of a TX-packet,
c is a diagram showing the format of an RX-packet.

【図5】高分解能実施例に対する到着時間回路を示す回
路図であり、aは受信機フロントおよびTOA検出回路
を示し、bは時間ベースラッチ回路を示す図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an arrival time circuit for a high resolution embodiment, wherein a shows a receiver front and TOA detection circuit, and b shows a time base latch circuit.

【図6】ヒリヤーシステムのブロック図。FIG. 6 is a block diagram of a hillier system.

【図7】aはモード0のパッケトフォーマットを示す
図、bはモード1のパケットフォーマットTX−パケッ
トを示す図、cはモード2のパケットフォーマットRX
−パケットを示す図。
7A is a diagram showing a mode 0 packet format, FIG. 7B is a diagram showing a mode 1 packet format TX-packet, and FIG. 7C is a mode 2 packet format RX
FIG.

【図8】送信機カード機能図。FIG. 8 is a functional diagram of a transmitter card.

【図9】部品をとりつけた第1の基板を示す図。FIG. 9 is a view showing a first substrate on which components are mounted.

【図10】送信機カードタイミング図。FIG. 10 is a transmitter card timing diagram.

【図11】送信機カード臨界タイミング図。FIG. 11 is a transmitter card critical timing diagram.

【図12】受信機カード機能図。FIG. 12 is a functional diagram of a receiver card.

【図13】部品を取り付けた第2の基板FIG. 13 shows a second substrate on which components are mounted.

【図14】受信機カードタイミング図。FIG. 14 is a timing chart of a receiver card.

【図15】受信機カード臨界信号タイミング図。FIG. 15 is a receiver card critical signal timing diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体製造施設 11 GaAsリソグラフィ 12 ホトリソグラフィ 13 GaAsエッチ 14 メタライゼーション 15 イオン打込 16 壁 17 壁 18 壁 20 電波探知受信機アレイ 22 受信機 24 受信機 26 受信機 30 TAG送信機 35 校正送信機 40 システムプロセッサ 50 校正送信機 52 スペクトラル拡散送信機 54 移動検出器 54a ポテンショメータ 56 移動検出器 58 同期性制御器 58a ポテンショメータ 60 電波探知受信機 62 受信機フロントエンド 64 TOA検出トリガ 65 時間ベースラッチング回路 66 スペクトラル拡散受信機 68 プログラマブルコントローラ 69 ネットワークインターフェイス 81 LANインターフェイス 82 インターフェイスカード 84 ディプレクスフィルタ 87 ディプレクスフィルタ 88 ARCNETインターフェイス 89 クロックインターフェイス 100 スペクトラル拡散送信機 102 コントロールモジュール 103 スプレッダ 104 変調器 106 最終送信機RF段 108 アンテナ 110 スペクトラル拡散受信機 112 アンテナ 114 受信機RFフロントエンド 115 IF復調器 116 IF復調器およびディスプレッダ 118 2MHz水晶発振器 120 受信機フロントエンド 121 アンテナポート 122 増幅器 123 増幅器 124 ヘリカルフィルタ 125 ヘリカルフィルタ 126 電力スプリッタ 128 固体スイッチ 130 TOAトリガ回路 132 ダイオード 135 高速コンパレタ 136 デジタルポテンショメータ 140 レジスタ構成 142 フリップフロップ REFERENCE SIGNS LIST 10 semiconductor manufacturing facility 11 GaAs lithography 12 photolithography 13 GaAs etch 14 metallization 15 ion implantation 16 wall 17 wall 18 wall 20 radio wave detection receiver array 22 receiver 24 receiver 26 receiver 30 TAG transmitter 35 calibration transmitter 40 System processor 50 Calibration transmitter 52 Spectral spread transmitter 54 Movement detector 54a Potentiometer 56 Movement detector 58 Synchronization controller 58a Potentiometer 60 Radio wave detection receiver 62 Receiver front end 64 TOA detection trigger 65 Time based latching circuit 66 Spectral spread Receiver 68 Programmable controller 69 Network interface 81 LAN interface 82 Interface card 84 Diplex filter 7 Diplex filter 88 ARCNET interface 89 Clock interface 100 Spread spectrum transmitter 102 Control module 103 Spreader 104 Modulator 106 Final transmitter RF stage 108 Antenna 110 Spectral spread receiver 112 Antenna 114 Receiver RF front end 115 IF demodulator 116 IF Demodulator and Disperser 118 2 MHz Crystal Oscillator 120 Receiver Front End 121 Antenna Port 122 Amplifier 123 Amplifier 124 Helical Filter 125 Helical Filter 126 Power Splitter 128 Solid State Switch 130 TOA Trigger Circuit 132 Diode 135 High Speed Comparator 136 Digital Potentiometer 140 Register Configuration 142 Flip Flow Flop

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 5/00 - 5/30 H04B 7/26──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01S 5/00-5/30 H04B 7/26

Claims (48)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】多数の受信機が受信する電磁送信の到着時
間差を使用して追尾環境内で目標を標定する標定システ
ムにおいて、該システムは、ユニークなTAG ID
選定情報である3つの移動開始情報、移動継続情報、移
動停止情報中の少くとも1つを含み選定間隔で送信を行
う各目標に対するTAG送信機と、少くとも3台の受信
機によりTAG送信が受信されるように追尾環境内に分
布された受信機アレイを具備し、各受信機は到着時間回
路およびデータ通信コントローラを含み、到着時間回路
はTAG送信の到着に応答してこのようなTAG送信に
対して最もディレクトなパスの到着時間に対応するTO
Aカウントを出力し、TOAカウントは各受信機に送ら
れるシステム同期化クロックに同期化されており、デー
タ通信コントローラはTAG送信の受信に応答して関連
するTAG IDおよびTOAカウントを含む対応する
TOA−検出パケットを出力し、さらに、TOA検出パ
ケットを受信して異なる受信機により受信される少くと
も3つの対応するTOA−検出パケットから各TAGお
よびその付随する目標の位置を決定する標定プロセッサ
を具備する、目標標定システム。
1. A location system for locating a target in a tracking environment using the time difference of arrival of electromagnetic transmissions received by multiple receivers, the system comprising a unique TAG ID and
Selection start information, three pieces of movement start information, movement continuation information,
TAG transmitters for each target including at least one of the motion stoppage information and transmitting at selected intervals, and receivers distributed within the tracking environment such that the TAG transmissions are received by at least three receivers. An array, wherein each receiver includes an arrival time circuit and a data communication controller, wherein the arrival time circuit responds to the arrival of the TAG transmission by a TO corresponding to the arrival time of the most direct path to such a TAG transmission.
Output the A count, the TOA count is synchronized to the system synchronization clock sent to each receiver, and the data communication controller responds to the receipt of the TAG transmission by responding to the corresponding TOA including the associated TAG ID and TOA count. An orientation processor for outputting a detection packet and further receiving the TOA detection packet and determining the position of each TAG and its associated target from at least three corresponding TOA-detection packets received by different receivers. To do the goal location system.
【請求項2】請求項1記載の標定システムにおいて、T
AG送信にスペクトラル拡散通信が使用される、目標標
定システム。
2. The orientation system according to claim 1, wherein T
A target location system in which spread spectrum communication is used for AG transmission.
【請求項3】請求項2記載の標定システムにおいて、ス
ペクトラル拡散通信は900MHzの周波数範囲であ
る、目標標定システム。
3. The target location system according to claim 2, wherein the spread spectrum communication has a frequency range of 900 MHz.
【請求項4】請求項2記載の標定システムにおいて、T
AG送信の持続時間はおよそ600μSである、目標標
定システム。
4. The orientation system according to claim 2, wherein T
A target location system, wherein the duration of the AG transmission is approximately 600 μS.
【請求項5】請求項記載の標定システムにおいて、選
定状態情報はオペレータが介入せずに発生される、目標
標定システム。
5. The target location system according to claim 1, wherein the selection status information is generated without intervention of an operator.
【請求項6】請求項1記載の標定システムにおいて、T
AG送信機には目標の移動を検出して目標の移動中にT
AG送信機がTAG送信を送れるようにする移動検出回
路が含まれる、目標標定システム。
6. The orientation system according to claim 1, wherein T
The AG transmitter detects the movement of the target and detects T during the movement of the target.
A target location system that includes a movement detection circuit that allows the AG transmitter to send a TAG transmission.
【請求項7】請求項記載の標定システムにおいて、T
AG送信は目標の移動中および移動停止後の比較的短い
一定時間だけ行われる、目標標定システム。
7. The orientation system according to claim 6 , wherein T
A target location system in which the AG transmission is performed for a relatively short period of time during and after the movement of the target.
【請求項8】請求項記載の標定システムにおいて、各
TAG送信には適切な移動状態表示が含まれる、目標標
定システム。
8. The target location system according to claim 7 , wherein each TAG transmission includes an appropriate movement status indication.
【請求項9】請求項1記載の標定システムにおいて、T
AG送信機は目標が移動するたびに選定間隔でTAG送
信機からTAG送信を送り出させる周期性制御回路を含
む、目標標定システム。
9. The orientation system according to claim 1, wherein T
A target location system, wherein the AG transmitter includes a periodicity control circuit that causes the TAG transmitter to send out TAG transmissions at selected intervals each time the target moves.
【請求項10】請求項記載の標定システムにおいて、
TAG送信は目標の移動中は比較的短い間隔で送り出さ
れ、目標の静止中は比較的長い間隔で送り出される、目
標標定システム。
10. The orientation system according to claim 9 , wherein:
A target location system, wherein TAG transmissions are sent out at relatively short intervals while the target is moving and at relatively long intervals when the target is stationary.
【請求項11】請求項1記載の標定システムにおいて、
到着時間回路はノイズからの差分TAG送信に対して可
調整レベルのノイズ感度を与える、目標標定システム。
11. The orientation system according to claim 1, wherein:
A target location system wherein the arrival time circuit provides an adjustable level of noise sensitivity for differential TAG transmission from noise.
【請求項12】請求項11記載の標定システムにおい
て、ノイズ感度は選定された信号レベル閾値および選定
された信号持続時間閾値により決定される、目標標定シ
ステム。
12. The location system according to claim 11, wherein the noise sensitivity is determined by a selected signal level threshold and a selected signal duration threshold.
【請求項13】請求項1記載の標定システムにおいて、
到着時間回路は、ディレクトパスTAG送信が到着する
とすぐにTOA−DETECTトリガを出力するTOA
トリガ回路と、TOA−DETECTトリガに応答して
同期化された時間ベースの付随するTOAカウントをラ
ッチングする時間ベースラッチング回路を具備する、目
標標定システム。
13. The orientation system according to claim 1, wherein:
The arrival time circuit outputs a TOA-DETECT trigger as soon as the direct path TAG transmission arrives.
A target location system comprising a trigger circuit and a time-based latching circuit that latches a synchronized time-based accompanying TOA count in response to a TOA-DETECT trigger.
【請求項14】請求項13記載の標定システムにおい
て、TOAトリガ回路は受信信号の信号レベルが信号レ
ベル閾値を越える時にTOA−DETECTトリガを出
力して、受信信号がTAG送信であることを示す、目標
標定システム。
14. The orientation system according to claim 13, wherein the TOA trigger circuit outputs a TOA-DETECT trigger when the signal level of the received signal exceeds a signal level threshold, indicating that the received signal is a TAG transmission. Target location system.
【請求項15】請求項14記載のシステムにおいて、T
OAトリガは受信信号の信号レベルがコンパレタ基準レ
ベルを越える時にTOA−DETECTトリガを出力す
る、目標標定システム。
15. The system according to claim 14 , wherein T
The OA trigger outputs a TOA-DETECT trigger when a signal level of a received signal exceeds a comparator reference level.
【請求項16】請求項15記載の標定システムにおい
て、信号レベルコンパレタ基準レベルは可調整である、
目標標定システム。
16. The orientation system according to claim 15, wherein the signal level comparator reference level is adjustable.
Target location system.
【請求項17】請求項13記載の標定システムにおい
て、時間ベースラッチング回路は受信信号の持続時間が
信号持続時間閾値を越える時を表示し、受信信号をTA
G送信として指定する目標標定システム。
17. The orientation system according to claim 13, wherein the time-based latching circuit indicates when the duration of the received signal exceeds the signal duration threshold and causes the received signal to be TA.
Target orientation system designated as G transmission.
【請求項18】請求項17記載の標定システムにおい
て、TOA−DETECTトリガはTAG送信の受信中
は表明されたままであり、時間ベースラッチング回路は
TOA−DETECTトリガの持続時間が選定MAX
NOISELENGTHカウントを越える時に信号持続
時間表示を出力する、目標標定システム。
18. The orientation system of claim 17, wherein the TOA-DETECT trigger remains asserted during the reception of the TAG transmission, and the time-based latching circuit selects the duration of the TOA-DETECT trigger for a selected MAX.
A target location system that outputs a signal duration indication when the NOISELENGTH count is exceeded.
【請求項19】請求項13記載の標定システムにおい
て、時間ベースラッチング回路はシステム同期化信号か
ら引き出されるおよそ800MHzのレートでカウント
を行う時間ベースカウンタを含む、目標標定システム。
19. The target location system according to claim 13, wherein the time-based latching circuit includes a time-based counter that counts at a rate of approximately 800 MHz derived from a system synchronization signal.
【請求項20】請求項1記載の標定システムにおいて、
受信機はローカルエリアネットワークにより標定プロセ
ッサに接続されており、各受信機はLANインターフェ
イスを含んでいて、TOA検出パケットがLANを介し
て標定プロセッサと通信される、目標標定システム。
20. The orientation system according to claim 1, wherein:
A target location system, wherein the receivers are connected to the location processor by a local area network, each receiver including a LAN interface, and the TOA detection packet is communicated to the location processor via the LAN.
【請求項21】請求項20記載の標定システムにおい
て、システム同期化信号がLANを介して各受信機と通
信される、目標標定システム。
21. A location system according to claim 20, wherein the system synchronization signal is communicated to each receiver via a LAN.
【請求項22】請求項1記載の標定システムにおいて、
さらに、公知の位置に配置され各受信機が受信可能な校
正送信を送出する少くとも1台の校正送信機を具備し、
各受信機は校正送信に応答して付随する到着時間TOA
カウントを含む対応する校正TOA検出パケットを標定
プロセッサへ出力し、標定プロセッサは校正TOA検出
パケットおよび受信機の公知の位置から校正係数を決定
し、これらの係数を使用してTAG送信を付随するTO
A−検出パケットからの標定計算を校正する、目標標定
システム。
22. The orientation system according to claim 1, wherein:
Furthermore, it comprises at least one calibration transmitter arranged at a known position and transmitting a calibration transmission that each receiver can receive,
Each receiver responds to the calibration transmission with an associated arrival time TOA
A corresponding calibration TOA detection packet containing the count is output to the orientation processor, which determines the calibration coefficients from the calibration TOA detection packet and the known location of the receiver, and uses these coefficients to accompany the TO tag associated with the TAG transmission.
A-A target location system that calibrates the location calculations from the detected packets.
【請求項23】割付エリアからの電磁送信を受信する受
信機によるエリア検出を使用して追尾環境内の目標を標
定する標定システムにおいて、該システムは、ユニーク
なTAG IDと選定情報である3つの移動開始情報、
移動継続情報、移動停止情報中の少くとも1つを含むT
AG送信を選定間隔で送出する各目標に対するTAG送
信機と、各々が所定サイズの割付エリアからのTAG送
信を受信するように構成される追尾エリア内に分布され
た受信機アレイを具備し、各受信機はTAG送信の受信
に応答して受信TAG IDを含む対応するエリア検出
パケットを出力するデータ通信コントローラを含み、さ
らに、エリア検出パケットを受信しそのTAGのTAG
送信を受信する受信機の識別に基いて各TAGおよびそ
の付随目標の位置を決定する標定プロセッサを具備す
る、目標標定システム。
23. A locating system for locating a target in a tracking environment using area detection by a receiver receiving an electromagnetic transmission from an allocated area, the system comprising a unique TAG ID and three information, selection information. Movement start information,
T including at least one of movement continuation information and movement stop information
A TAG transmitter for each target that sends out AG transmissions at selected intervals, and a receiver array distributed within a tracking area each configured to receive TAG transmissions from an allocation area of a predetermined size; The receiver includes a data communication controller that outputs a corresponding area detection packet including a reception TAG ID in response to receiving the TAG transmission, and further receives the area detection packet and receives the TAG of the TAG.
A target location system comprising a location processor that determines the location of each TAG and its associated target based on the identity of the receiver receiving the transmission.
【請求項24】請求項23記載の標定システムにおい
て、各受信機は所定ビーム幅の指向性アンテナを含み、
受信機がその割付エリアから発せられるTAG送信を受
信するようにされている、目標標定システム。
24. The location system according to claim 23 , wherein each receiver includes a directional antenna having a predetermined beam width.
A target location system, wherein the receiver is adapted to receive a TAG transmission originating from its allocation area.
【請求項25】請求項23記載の標定システムにおい
て、受信機は追尾環境内に所定間隔で分布され、各TA
G送信機の送信電力と隣接受信機間の間隔は協調的に選
択されてTAG送信はTAGに最も近い1台の受信機に
よりほぼ常に受信される、目標標定システム。
25. The location system according to claim 23, wherein the receivers are distributed in the tracking environment at predetermined intervals, and each TA is distributed.
A target location system, wherein the transmission power of the G transmitter and the spacing between adjacent receivers are cooperatively selected so that TAG transmissions are almost always received by one receiver closest to the TAG.
【請求項26】請求項23記載の標定システムにおい
て、TAG送信にはスペクトラル拡散通信が使用され
る、目標標定システム。
26. The location system according to claim 23 , wherein spread spectrum communication is used for TAG transmission.
【請求項27】請求項26記載の標定システムにおい
て、スペクトラル拡散通信は900MHzの周波数範囲
である、目標標定システム。
27. The location system according to claim 26, wherein the spread spectrum communication is in the 900 MHz frequency range.
【請求項28】請求項26記載の標定システムにおい
て、TAG送信の持続時間は600μS程度である、目
標標定システム。
28. The location system according to claim 26 , wherein the duration of the TAG transmission is on the order of 600 μS.
【請求項29】請求項23記載の標定システムにおい
て、TAG送信機は目標の移動を検出して目標の移動中
にTAG送信機がTAG送信を送出できるようにする移
動検出回路を含む目標標定システム。
29. The location system according to claim 23, wherein the TAG transmitter detects movement of the target and includes a movement detection circuit that enables the TAG transmitter to transmit a TAG transmission during the movement of the target. .
【請求項30】請求項29記載の標定システムにおい
て、TAG送信は目標の移動中および移動停止後の比較
的短い所定時間だけ送出される、目標標定システム。
30. The target location system according to claim 29, wherein the TAG transmission is transmitted for a relatively short predetermined time during the movement of the target and after the movement is stopped.
【請求項31】請求項23記載の標定システムにおい
て、TAG送信機には目標が移動するたびに所定の間隔
でTAG送信機からTAG送信を送出させる周期性制御
回路が含まれている、目標標定システム。
31. The orientation system according to claim 23, wherein the TAG transmitter includes a periodicity control circuit for transmitting a TAG transmission from the TAG transmitter at predetermined intervals each time the target moves. system.
【請求項32】請求項31記載の標定システムにおい
て、TAG送信は目標の移動中は比較的短い間隔で送出
され、目標の静止時には比較的長い間隔で送出される、
目標標定システム。
32. The location system according to claim 31, wherein the TAG transmission is transmitted at a relatively short interval when the target is moving and at a relatively long interval when the target is stationary.
Target location system.
【請求項33】請求項23記載の標定システムにおい
て、各受信機はノイズからの差分TAG送信に対しては
可調整レベルのノイズ感度を与える、目標標定システ
ム。
33. The location system according to claim 23 , wherein each receiver provides an adjustable level of noise sensitivity for differential TAG transmission from noise.
【請求項34】請求項33記載の標定システムにおい
て、ノイズ感度は選定信号レベル閾値および選定信号持
続時間閾値により決定される、目標標定システム。
34. The location system according to claim 33, wherein the noise sensitivity is determined by a selected signal level threshold and a selected signal duration threshold.
【請求項35】請求項23記載の標定システムにおい
て、受信機はローカルエリアネットワークにより標定プ
ロセッサに接続されており、各受信機はLANインター
フェイスを含み、エリア検出パケットがLANを介して
標定プロセッサへ通信される、目標標定システム。
35. The location system according to claim 23 , wherein the receivers are connected to the location processor by a local area network, each receiver includes a LAN interface, and the area detection packet communicates via the LAN to the location processor. A target location system.
【請求項36】多数の受信機により受信される電磁送信
の到着時間差を使用して追尾環境内で目標を標定する方
法において、該方法は、各目標に対してユニークなTA
G IDと選定情報である3つの移動開始情報、移動継
続情報、移動停止情報中の少くとも1つを含むTAG送
信を選定間隔で送出し、TAG送信が少くとも3台の受
信機により受信されるように追尾環境内に分布された受
信機アレイを提供し、TAG送信の受信機への到着に応
答してこのようなTAG送信に対して最もディレクトな
パスの到着時間に対応するTOAカウントを出力し、T
OAカウントは各受信機へ送られるシステム同期化クロ
ックに同期化されており、TAG送信の受信に応答して
付随するTAG IDおよびTOAカウントを含む対応
するTOA−検出パケットを出力し、TOA−検出パケ
ットを使用して異なる受信機から受信される少くとも3
つの対応するTOA−検出パケットから各TAGおよび
その付随目標の位置を決定する、ステップからなる目標
標定方法。
36. A method for locating targets in a tracking environment using arrival time differences of electromagnetic transmissions received by multiple receivers, the method comprising the steps of: identifying a unique TA for each target;
G ID and three pieces of movement start information that are selection information,
A TAG transmission including at least one of the connection information and the movement stop information is transmitted at a selected interval, and the receiver array distributed in the tracking environment such that the TAG transmission is received by at least three receivers. Providing a TOA count corresponding to the arrival time of the most direct path for such TAG transmission in response to the arrival of the TAG transmission at the receiver;
The OA count is synchronized to a system synchronization clock sent to each receiver, and outputs a corresponding TOA-detection packet including an associated TAG ID and TOA count in response to receiving a TAG transmission, and outputs a TOA-detection packet. At least 3 received from different receivers using packets
Determining a position of each TAG and its associated target from two corresponding TOA-detection packets.
【請求項37】請求項36記載の標定方法において、T
AG送信を送出するステップはさらに目標の移動を検出
して目標の移動中にTAG送信を可能とすることからな
る、目標標定方法。
37. The orientation method according to claim 36 , wherein T
Sending the AG transmission further comprises detecting the movement of the target and enabling the TAG transmission during the movement of the target.
【請求項38】請求項36記載の標定方法において、T
AG送信を送り出すステップは目標が移動するたびに選
定間隔でTAG送信を送出するステップからなる、目標
標定方法。
38. The orientation method according to claim 36 , wherein T
Sending the AG transmission comprises sending a TAG transmission at selected intervals each time the target moves.
【請求項39】請求項36記載の標定方法において、さ
らに、信号レベル閾値および信号持続時間閾値を使用し
て受信機ノイズを調整しノイズからのTAG送信を識別
するステップからなる、目標標定方法。
39. The method of claim 36 , further comprising the step of using the signal level threshold and the signal duration threshold to adjust receiver noise and identify TAG transmissions from the noise.
【請求項40】請求項36記載の標定方法において、T
OAカウントを出力するステップは、ディレクトパスT
AG送信が到着するとすぐにTOA−DETECTトリ
ガを出力し、かつTOA−DETECTトリガに応答し
てシステム同期化クロックから引き出される時間ベース
カウンタの付随するTOAカウンタをラッチングするス
テップからなる、目標標定方法。
40. The orientation method according to claim 36 , wherein T
The step of outputting the OA count is the direct path T
Outputting a TOA-DETECT trigger as soon as the AG transmission arrives and latching an associated TOA counter of a time-based counter derived from a system synchronization clock in response to the TOA-DETECT trigger.
【請求項41】請求項36記載の標定方法において、受
信機はローカルエリアネットワークにより標定プロセッ
サに接続されており、各受信機はLANインターフェイ
スを含んでいてTOA検出パケットがLANを介して標
定プロセッサと通信されるようにされている、目標標定
方法。
41. The location method according to claim 36 , wherein the receivers are connected to the location processor by a local area network, and each receiver includes a LAN interface, and the TOA detection packet is transmitted to the location processor via the LAN. A target location method that is to be communicated.
【請求項42】請求項36記載の標定方法において、さ
らに、各受信機が受信可能な少くとも一つの公知の位置
から校正送信を送出し、受信機における校正通信の受信
に応答して付随する到着時間TOAカウントを含む対応
する校正TOA検出パケットを出力し、校正TOA検出
パケットおよび受信機の公知の位置から校正係数を決定
しこれらの係数を使用してTAG送信を付随するTOA
−検出パケットからの標定計算を校正する、ステップか
らなる目標標定方法。
42. The orientation method according to claim 36 , further comprising: transmitting a calibration transmission from at least one known position where each receiver can receive, and responding to the reception of the calibration communication at the receiver. Output a corresponding calibration TOA detection packet containing an arrival time TOA count, determine calibration coefficients from the calibration TOA detection packet and the known location of the receiver, and use these coefficients to accompany the TAG transmission with the TOA.
A target location method consisting of steps for calibrating the location calculation from the detected packets.
【請求項43】割付エリアからの電磁送信を受信する受
信機によるエリア検出を使用して追尾環境内の目標を標
定する方法において、該方法は、ユニークなTAG I
と選定情報である3つの移動開始情報、移動継続情
報、移動停止情報中の少くとも1つを含むTAG送信を
選定間隔で送出するTAG送信機を各目標に対して設
け、各々が所定サイズの割付エリアからのTAG送信を
受信するように構成されている受信機アレイを追尾エリ
ア内に分布して設け、各受信機はTAG送信の受信に応
答して受信TAG IDを含む対応するエリア検出パケ
ットを出力し、TAG送信を受信する受信機から送られ
るエリア検出パケットで表わされるTAGに対するTA
G送信を受信する受信機の識別に基いて各TAGおよび
その付随目標の位置を決定する、ことからなる目標標定
方法。
43. A method for locating a target in a tracking environment using area detection by a receiver receiving an electromagnetic transmission from an allocated area, the method comprising the steps of:
D and three pieces of movement start information, selection information, and movement continuation information
A TAG transmitter for transmitting at a selected interval a TAG transmission including at least one of the information and the movement stop information is provided for each target, and each TAG transmitter is configured to receive a TAG transmission from an allocation area of a predetermined size. Receiver arrays are distributed in the tracking area, and each receiver outputs a corresponding area detection packet including a reception TAG ID in response to reception of the TAG transmission, and transmits the corresponding area detection packet from the receiver that receives the TAG transmission. TA for the TAG represented by the area detection packet
Determining the location of each TAG and its associated target based on the identity of the receiver receiving the G transmission.
【請求項44】請求項43記載の標定方法において、各
受信機は所定のビーム幅の指向性アンテナを含み、受信
機はその割付エリアから発せられるTAG送信を受信す
るようにされている、目標標定方法。
44. A method according to claim 43 , wherein each receiver includes a directional antenna having a predetermined beam width, wherein the receiver is adapted to receive a TAG transmission emanating from its allocated area. Orientation method.
【請求項45】請求項43記載の標定方法において、受
信機は追尾環境内に所定の間隔で分布され、各TAG送
信機に対する送信電力および隣接受信機間の間隔はTA
Gに最も近い1台の受信機によりほぼ常にTAG送信が
受信されるように協調的に選択される、目標標定方法。
45. The location method according to claim 43 , wherein the receivers are distributed at predetermined intervals in the tracking environment, and the transmission power for each TAG transmitter and the interval between adjacent receivers are equal to TA.
A target location method wherein the TAG transmission is cooperatively selected to be almost always received by the one receiver closest to G.
【請求項46】請求項43記載の標定方法において、T
AG送信を送出するステップはさらに目標の移動を検出
して目標の移動中にTAG送信を可能とすることからな
る、目標標定方法。
46. The orientation method according to claim 43 , wherein T
Sending the AG transmission further comprises detecting the movement of the target and enabling the TAG transmission during the movement of the target.
【請求項47】請求項43記載の標定方法において、T
AG送信を送出するステップは目標が移動するたびに選
定間隔でTAG送信を送出するステップからなる、目標
標定方法。
47. The orientation method according to claim 43 , wherein T
A target location method, wherein sending an AG transmission comprises sending a TAG transmission at selected intervals each time the target moves.
【請求項48】請求項43記載の標定方法において、受
信機はローカルエリアネットワークにより標定プロセッ
サに接続され、各受信機はLANインタフェースを含
み、TOA検出パケットがLANを介して標定プロセッ
サと通信される、目標標定方法。
48. The location method according to claim 43 , wherein the receivers are connected to the location processor by a local area network, each receiver includes a LAN interface, and the TOA detection packet is communicated to the location processor via the LAN. , Target location method.
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