JP5371038B2 - Propagation time measuring device, propagation time measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、波動の伝搬時間を測定する伝搬時間測定装置、伝搬時間測定方法に関する。 The present invention relates to a propagation time measuring apparatus and a propagation time measuring method for measuring the propagation time of a wave.
超音波による伝搬時間測定の基本原理は、超音波の直進性及び定速性を利用し、送波子により送信されたパルス超音波が物体に当たって反射し、受波子により受信されるまでに要する時間を測定する。例えば、M系列信号を用いた送信信号と受信信号との相互相関処理を行うことにより伝搬時間を測定する技術がある。(例えば、非特許文献1、非特許文献2参照)。この技術は、M系列信号の自己相関特性を用いることで、チャープ波などを用いる方法と比較して、SN比を改善させている。
The basic principle of ultrasonic propagation time measurement is the use of the straightness and constant speed of the ultrasonic wave. The time required for the pulse ultrasonic wave transmitted by the transmitter to be reflected by the object and received by the receiver is calculated. taking measurement. For example, there is a technique for measuring the propagation time by performing a cross-correlation process between a transmission signal and a reception signal using an M-sequence signal. (For example, refer
しかしながら、高精度の測定や長距離の測定を実現するためには、雑音の影響を低減するために、信号の繰り返し測定による平均化や、多くの送受波子による同時多点計測が必要である。 However, in order to realize high-accuracy measurement and long-distance measurement, in order to reduce the influence of noise, averaging by repeated measurement of signals and simultaneous multipoint measurement by many transducers are necessary.
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、波動の伝搬時間の測定において、少ない送受波子数及び少ない測定回数で高精度の測定を実現する伝搬時間測定装置、伝搬時間測定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and in the measurement of the propagation time of a wave, a propagation time measurement apparatus and a propagation time measurement that realize high-precision measurement with a small number of transducers and a small number of measurements. It aims to provide a method.
上述した課題を解決するため、本発明の一態様は、波動の伝搬時間を測定する伝搬時間測定装置であって、互いに異なるN(Nは2以上の整数)個の長さMの所定のベクトルV1とN次の直交行列U1の各行ベクトルとのクロネッカ積に基づくN個のベクトルV2同士を加算して、1個のベクトルV3を生成するベクトル生成部と、ベクトルV3と搬送波に基づいて変調を行う変調部と、変調部の出力が伝搬路を伝搬した信号を復調してベクトルV4とする復調部と、直交行列U1に基づくN次の直交行列U2の各行ベクトルとM次の単位行列とのクロネッカ積により得られるN個の行列U3を用い、ベクトルM3及び行列U3の乗算に基づいてN個のベクトルV5を算出するベクトル算出部と、N個のベクトルV5の夫々とN個のベクトルV1の夫々との相関演算を行ってN個のベクトルV6を算出する相関演算部と、N個のベクトルV6同士を加算して1個のベクトルV7を算出する加算部と、ベクトルV7内のピークに基づいて伝搬時間を検出する検出部とを有する。 In order to solve the above-described problem, one aspect of the present invention is a propagation time measurement apparatus that measures a propagation time of a wave, and is a predetermined vector having a length M of N (N is an integer of 2 or more) different from each other. N vectors V2 based on the Kronecker product of V1 and each row vector of the Nth-order orthogonal matrix U1 are added together to generate a vector V3, and modulation is performed based on the vector V3 and the carrier wave. A modulation unit to perform, a demodulation unit that demodulates a signal whose output from the modulation unit has propagated through the propagation path to be a vector V4, each row vector of the Nth-order orthogonal matrix U2 based on the orthogonal matrix U1, and an Mth-order unit matrix A vector calculation unit that calculates N vectors V5 based on multiplication of the vector M3 and the matrix U3 using N matrices U3 obtained by the Kronecker product, and each of the N vectors V5 and N vectors A correlation calculation unit that calculates N vectors V6 by performing a correlation calculation with each of 1, a summation unit that adds N vectors V6 together to calculate one vector V7, and a peak in the vector V7 And a detection unit for detecting the propagation time based on
また、本発明の一態様は、波動の伝搬時間を測定する伝搬時間測定方法であって、互いに異なるN(Nは2以上の整数)個の長さMの所定のベクトルV1とN次の直交行列U1の各行ベクトルとのクロネッカ積に基づくN個のベクトルV2同士を加算して、1個のベクトルV3を生成し、ベクトルV3と搬送波に基づいて変調を行い、変調の結果が伝搬路を伝搬した信号を復調してベクトルV4とし、直交行列U1に基づくN次の直交行列U2の各行ベクトルとM次の単位行列とのクロネッカ積により得られるN個の行列U3を用い、ベクトルM3及び行列U3の乗算に基づいてN個のベクトルV5を算出し、N個のベクトルV5の夫々とN個のベクトルV1の夫々との相関演算を行ってN個のベクトルV6を算出し、N個のベクトルV6同士を加算して1個のベクトルV7を算出する加算部と、ベクトルV7内のピークに基づいて伝搬時間を検出することを実行する。 Another aspect of the present invention is a propagation time measurement method for measuring the propagation time of a wave, which is different from N (N is an integer of 2 or more) predetermined vectors V1 of length M and N-order orthogonality. N vectors V2 based on the Kronecker product with each row vector of the matrix U1 are added to generate one vector V3, and modulation is performed based on the vector V3 and the carrier wave, and the result of the modulation propagates through the propagation path The signal M is demodulated into a vector V4, and N matrices U3 obtained by a Kronecker product of each row vector of the Nth-order orthogonal matrix U2 and the Mth-order unit matrix based on the orthogonal matrix U1 are used. N vectors V5 are calculated based on the multiplication of N, and the N vectors V6 are calculated by performing a correlation operation between each of the N vectors V5 and each of the N vectors V1, and the N vectors V6 same An addition unit for calculating a single vector V7 by adding, to execute detecting a propagation time on the basis of the peaks in the vector V7.
本発明によれば、波動の伝搬時間の測定において、少ない送受波子数及び少ない測定回数で高精度の測定を実現することができる。 According to the present invention, high-precision measurement can be realized with a small number of transducers and a small number of measurements in the measurement of wave propagation time.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下の実施の形態においては、本発明の伝搬時間測定装置を適用した超音波伝搬時間測定装置について説明する。 In the following embodiments, an ultrasonic propagation time measuring device to which the propagation time measuring device of the present invention is applied will be described.
本実施の形態の超音波伝搬時間測定装置は、N(Nは2以上の整数)個の信号を1つの信号に重畳させる超多次元信号重畳を行うことにより、一対の素子及び一回の送受信で、N回分の音波伝搬時間計測を行う。 The ultrasonic wave propagation time measurement apparatus according to the present embodiment performs super multidimensional signal superimposition that superimposes N (N is an integer of 2 or more) signals on one signal, thereby performing a pair of elements and a single transmission / reception. Then, N times of sound wave propagation time is measured.
本実施の形態においては、測定信号としてZCZ(Zero Correlation Zone)系列を用い、チップインターリーブ処理のための直交系列としてIDFT(inverse discrete Fourier transform:逆離散フーリエ変換)行列を用いる。 In the present embodiment, a ZCZ (Zero Correlation Zone) sequence is used as a measurement signal, and an IDFT (inverse discrete Fourier transform) matrix is used as an orthogonal sequence for chip interleaving processing.
測定信号として、M系列(maximal length sequences)、Gold系列、完全相補系列など自己相関特性に優れた系列を用いても良い。ここで、自己相関特性に優れた系列は、例えば、自己相関関数のピークレベルに対するピーク以外のレベルの比率が所定の比率以下となる系列である。所定のチップインターリーブ処理のための直交系列としてIDFT(discrete Fourier transform:離散フーリエ変換)行列、DFT行列、ユニタリ行列、完全相補系列などを用いても良い。 As the measurement signal, a sequence having excellent autocorrelation characteristics such as an M sequence (maximal length sequences), a Gold sequence, or a completely complementary sequence may be used. Here, the series having excellent autocorrelation characteristics is, for example, a series in which the ratio of the level other than the peak to the peak level of the autocorrelation function is a predetermined ratio or less. An IDFT (discrete Fourier transform) matrix, a DFT matrix, a unitary matrix, a complete complementary sequence, or the like may be used as an orthogonal sequence for predetermined chip interleaving processing.
本実施の形態における超音波伝搬時間測定装置の構成について以下に説明する。 The configuration of the ultrasonic propagation time measuring apparatus in the present embodiment will be described below.
図1は、超音波伝搬時間測定装置1の構成を示すブロック図である。本実施の形態における超音波伝搬時間測定装置1は、変調部2、送波子3(Transmitter)、受波子4(Receiver)、復調部5を有する。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic propagation
図2は、変調部2の構成を示すブロック図である。変調部2は、ZCZ系列出力部11(ZCZ Sequences)、IDFT行列出力部12(IDFT Matrix)、乗算部13(Kronecker Product)、加算部14、ガードインターバル付加部15(Add Guard Interval)、直交変調部16(Quadrature modulation)を有する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the
図3は、復調部5の構成を示すブロック図である。復調部5は、直交検波部22(Quadrature detection)、マッチドフィルタ23(Matched Filter)、ZCZ系列出力部24(ZCZ Sequences)、N個の相関演算部25(Correlation)、平均化演算部26、伝搬時間検出部27(Propagation Time Detection)を有する。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the
超音波伝搬時間測定装置1による超音波伝搬時間測定処理について以下に説明する。
The ultrasonic propagation time measurement process by the ultrasonic propagation
ZCZ系列出力部11は、予め記憶された長さM(Mは2以上の整数)のZCZ系列のベクトルxi(i=1,2,...N)を出力する。IDFT行列出力部11は、予め記憶されたN次IDFT行列の各行のベクトルfi(i=1,2,...N)を出力する。
The ZCZ
次に、乗算部13は、fiとxiのクロネッカ積である長さMNのベクトルsi(i=1,2,...N)を算出する。この乗算部13の処理により、xiのスペクトラムは、拡散される。siは、次式(1)で表される。
Next, the
即ち、siは、fiとxiのクロネッカ積で表される。 That is, s i is represented by a Kronecker product of f i and x i .
次に、加算部14は、iが1からNまでのsi同士を加算することにより多重化して長さMNのベクトルuとする。
Next, the adding
次に、ガードインターバル付加部15は、uにガードインターバル(サイクリックプレフィックス)を付加してu’とすることにより、擬周期性を持たせる擬周期化を行う。
Next, the guard
次に、直交変調部16は、u’の実数部をIチャネルとして搬送波cos(ωt)を乗算すると共に、u’の虚数部をQチャネルとして搬送波sin(ωt)を乗算し、Iチャネルの乗算結果とQチャネルの乗算結果を加算する。
Next, the
次に、送波子3は、変調部2により出力された電気信号を超音波に変換して伝搬路6へ送信する。ここでの伝搬路6は、マルチパス環境(Multipath Environment)とする。次に、受波子4は、伝搬路6から受信した超音波を電気信号に変換して復調部5へ入力する。
Next, the
次に、直交検波部22は、BPFにより受波子4出力から不要な周波数成分を除去して2つに分配する。次に、直交検波部22は、分配した一方に搬送波cos(ωt)を乗算しLPFにより不要な高周波成分を除去してIチャネルとすると共に、分配した他方に搬送波sin(ωt)を乗算しLPFにより不要な高周波成分を除去してQチャネルとし、Iチャネルを実数部としQチャネルを虚数部とした長さMNのベクトルrを得る。
Next, the
マッチドフィルタ23は、予め記憶されたN行MN列の行列ZiにおけるN個の各行ベクトルのマッチドフィルタであり、rとZi(i=1,2,...N)を乗算してベクトルyi’を算出し、yi’の中央の長さMのベクトルをyiとする。N次DFT行列GNにおけるi番目の行ベクトルをgi(i=1,2,...N)とすると、Ziは、giとM次の単位行列IMを用いて、次式(2)で表される。
The matched
即ち、Ziは、giとIMのクロネッカ積で表される。 That is, Z i is represented by a Kronecker product of g i and I M.
このマッチドフィルタ23によれば、受信された信号のスペクトラムが逆拡散されると共に多重化されていたN個の信号に分離される。即ち、N個の長さMのベクトルxiにそれぞれ伝搬路6のインパルス応答Hが重畳されたN個の長さMのベクトルyiが算出される。これは、互いにiが異なる2つのxiは、周期相互相関がすべてのシフトで0になるという性質を持つためである。
According to the matched
次に、ZCZ系列出力部24は、ZCZ系列出力部11と同じく、予め記憶された長さMのZCZ系列のベクトルxi(i=1,2,...N)を出力する。
Next, similarly to the ZCZ
次に、相関演算部25は、yiとxiとの相関演算を行って周期自己相関ci(i=1,2,...N)を得る。ここで、ciは、伝搬路6のインパルス応答Hに相当する。
Next, the
次に、平均化演算部26は、iが1からNまでのci同士を加算することにより平均化し、平均化結果を伝搬路6のインパルス応答を示すベクトルdとして出力する。
Next, the averaging
次に、伝搬時間検出部27は、dの波形から直接波のピークを検出し、直接波の遅延時間である伝搬時間を算出する。
Next, the
測定結果における直接波と反射波の分離精度(時間分解能)は、単位時間当たりに送信されるビット数により決まる。 The separation accuracy (time resolution) of the direct wave and the reflected wave in the measurement result is determined by the number of bits transmitted per unit time.
図4は、超音波伝搬時間測定装置1による測定結果の一例を示す波形図である。この図は、上から順に、c1,c2,cN、及びdの波形を示す。この図において、横軸はサンプル番号(Sample Number)を表し、縦軸はピークレベルを1とした相対振幅を表す。
FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of a measurement result obtained by the ultrasonic propagation
c1,c2,...cNは、同じ伝搬路6のインパルス応答を示す波形であり、それぞれ直接波(Direct Path)のピーク、反射波(Reflected Path)のピーク、雑音成分を含む。雑音成分は、ランダム性を持つことから、c1,c2,...cNにおける雑音成分は、互いに異なる。一方、dは、c1,c2,...cNの各サンプルが平均化された波形である。dにおける直接波のピークから伝搬時間Δtが検出される。従って、dにおいて雑音成分の影響は低減されている。例えば、シミュレーション及び実測が十分可能な値としてNを64とすると、平均化を行わない場合の測定結果と比較すると、本実施の形態の平均化により、SN比が約10dB改善することが期待できる。 c 1 , c 2 ,. . . c N is a waveform indicating an impulse response of the same propagation path 6, and includes a direct wave peak, a reflected wave peak, and a noise component, respectively. Since the noise component has randomness, c 1 , c 2 ,. . . noise component in c N are different from each other. On the other hand, d is c 1 , c 2 ,. . . Each sample c N are averaged waveform. The propagation time Δt is detected from the peak of the direct wave at d. Therefore, the influence of the noise component in d is reduced. For example, assuming that N is 64 as a value that allows sufficient simulation and actual measurement, the SN ratio can be expected to be improved by about 10 dB by the averaging of the present embodiment when compared with the measurement result when the averaging is not performed. .
c1,c2,...cNは、同時に送波子3から送信され、同じマルチパスの伝搬路6を通って、同時に受波子4に到達するため、c1,c2,...cNは、互いに完全に同期している。繰り返し測定を行う方式においては同期誤差が発生する場合があるが、本実施の形態においては同期誤差が発生しない。
c 1 , c 2 ,. . . c N are transmitted from the
水中音響計測において、音波伝搬時間の精密測定は、主に深海域で多数のアレイを用いて行われている。それは、マルチパスの分離がしやすいためと、精度確保のために多くの機器を設置する必要があるためである。本実施の形態の方式によれば、シンプルな測定系であらゆる環境下での精密音響測定が可能になる。また、本実施の形態の方式は、音響通信の分野に応用することができる。例えば、チャネル等化のためのチャネル推定に用いることができる。 In underwater acoustic measurement, precise measurement of sound wave propagation time is performed using a large number of arrays mainly in the deep sea area. This is because it is easy to separate multipaths and it is necessary to install many devices to ensure accuracy. According to the system of the present embodiment, it is possible to perform precise acoustic measurement in any environment with a simple measurement system. Further, the system of this embodiment can be applied to the field of acoustic communication. For example, it can be used for channel estimation for channel equalization.
本実施の形態によれば、一対の素子及び一回の送受信で、N回分の音波伝搬時間計測を行うことができる。また、本実施の形態によれば、あらゆる場所における温度や流速などを精度良く測定することができる。これにより、本実施の形態は、河口などにおける複雑な流れ場、空気中における温度や風向、混相流における流れ場、などの解明に寄与することができる。 According to the present embodiment, N times of sound wave propagation time can be measured by a pair of elements and one transmission / reception. Moreover, according to this Embodiment, the temperature, the flow velocity, etc. in every place can be measured accurately. Thereby, this Embodiment can contribute to elucidation of the complicated flow field in an estuary etc., the temperature in the air, the wind direction, the flow field in a multiphase flow, etc.
なお、ZCZ系列出力部11,24は、算出式からZCZ系列を生成しても良い。IDFT行列出力部12は、算出式からIDFT行列を生成しても良い。変調部2は、乗算部13、加算部14、ガードインターバル付加部15、直交変調部16のいずれかの出力において、予め記憶した波形を出力する構成としても良い。
Note that the ZCZ
超音波伝搬時間測定装置の各機能は、ハードウェアにより実現されても良いし、ソフトウェアにより実現されても良い。ソフトウェアにより実現される場合、超音波伝搬時間測定装置は、例えばCPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)等のプロセッサと記憶部を有し、プロセッサが記憶部に格納されたプログラムを実行することにより超音波伝搬時間測定装置の各機能を実現する。 Each function of the ultrasonic propagation time measuring apparatus may be realized by hardware or software. When implemented by software, the ultrasonic wave propagation time measurement apparatus has a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a DSP (Digital Signal Processor) and a storage unit, and the processor executes a program stored in the storage unit. By doing so, each function of the ultrasonic propagation time measuring device is realized.
本実施の形態では、伝搬させる波動として、超音波を用いたが、他の帯域の音波、振動、光、電磁波等を用いても良い。 In this embodiment, an ultrasonic wave is used as a wave to be propagated, but a sound wave, vibration, light, electromagnetic wave, or the like in another band may be used.
ベクトル生成部は、実施の形態におけるZCZ系列出力部11、IDFT行列出力部12、乗算部13、加算部14、ガードインターバル付加部15に対応する。変調部は、実施の形態における直交変調部16に対応する。復調部は、実施の形態における直交検波部22に対応する。ベクトル算出部は、実施の形態におけるマッチドフィルタ23に対応する。加算部は、実施の形態における平均化演算部26に対応する。検出部は、実施の形態における伝搬時間検出部27に対応する。
The vector generation unit corresponds to the ZCZ
ベクトルV1は、実施の形態におけるxiに対応する。直交行列U1は、実施の形態におけるN次IDFT行列(N個の行ベクトルfi)に対応する。ベクトルV2は、実施の形態におけるsiに対応する。ベクトルV3は、実施の形態におけるuに対応する。ベクトルV4は、実施の形態におけるrに対応する。直交行列U2は、実施の形態におけるN次DFT行列(N個の行ベクトルgi)に対応する。行列U3は、実施の形態におけるZiに対応する。ベクトルV5は、実施の形態におけるyiに対応する。ベクトルV6は、実施の形態におけるciに対応する。ベクトルV7は、実施の形態におけるdに対応する。 The vector V1 corresponds to x i in the embodiment. The orthogonal matrix U1 corresponds to the Nth-order IDFT matrix (N row vectors f i ) in the embodiment. The vector V2 corresponds to s i in the embodiment. The vector V3 corresponds to u in the embodiment. The vector V4 corresponds to r in the embodiment. The orthogonal matrix U2 corresponds to the Nth-order DFT matrix (N row vectors g i ) in the embodiment. The matrix U3 corresponds to Z i in the embodiment. The vector V5 corresponds to y i in the embodiment. The vector V6 corresponds to c i in the embodiment. The vector V7 corresponds to d in the embodiment.
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、何ら拘束されない。更に、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、全て本発明の範囲内のものである。 The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is shown by the scope of claims, and is not restricted by the text of the specification. Moreover, all modifications, various improvements, substitutions and modifications belonging to the equivalent scope of the claims are all within the scope of the present invention.
1 超音波伝搬時間測定装置
2 変調部
3 送波子
4 受波子
5 復調部
11 ZCZ系列出力部
12 IDFT行列出力部
13 乗算部
14 加算部
15 ガードインターバル付加部
16 直交変調部
22 直交検波部
23 マッチドフィルタ
24 ZCZ系列出力部
25 相関演算部
26 平均化演算部
27 伝搬時間検出部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
互いに異なるN(Nは2以上の整数)個の長さMの所定のベクトルV1とN次の直交行列U1の各行ベクトルとのクロネッカ積に基づくN個のベクトルV2の要素同士を加算して、1個のベクトルV3を生成するベクトル生成部と、
ベクトルV3と搬送波に基づいて変調を行う変調部と、
前記変調部の出力が伝搬路を伝搬した信号を復調してベクトルV4とする復調部と、
直交行列U1に基づくN次の直交行列U2の各行ベクトルとM次の単位行列とのクロネッカ積により得られるN個の行列U3を用い、ベクトルM3及び行列U3の乗算に基づいてN個のベクトルV5を算出するベクトル算出部と、
N個のベクトルV5の夫々とN個のベクトルV1の夫々との相関演算を行ってN個のベクトルV6を算出する相関演算部と、
N個のベクトルV6の要素同士を加算して1個のベクトルV7を算出する加算部と、
ベクトルV7内のピークに基づいて伝搬時間を検出する検出部と
を備える伝搬時間測定装置。 A propagation time measuring device for measuring the propagation time of a wave,
The elements of N vectors V2 based on the Kronecker product of N different (N is an integer of 2 or more) predetermined vector V1 of length M and each row vector of Nth-order orthogonal matrix U1 are added, A vector generation unit for generating one vector V3;
A modulation unit that performs modulation based on the vector V3 and the carrier wave;
A demodulating unit that demodulates a signal having an output of the modulating unit propagated through a propagation path into a vector V4;
Using N matrices U3 obtained by the Kronecker product of each row vector of the Nth-order orthogonal matrix U2 based on the orthogonal matrix U1 and the Mth-order unit matrix, N vectors V5 based on the multiplication of the vector M3 and the matrix U3 A vector calculation unit for calculating
A correlation calculation unit that performs a correlation calculation between each of the N vectors V5 and each of the N vectors V1 to calculate N vectors V6;
An adder that adds elements of N vectors V6 to calculate one vector V7;
A propagation time measurement device comprising: a detection unit that detects propagation time based on a peak in vector V7.
請求項1に記載の伝搬時間測定装置。 The vector V1 is a series in which the ratio of the level other than the peak to the peak level of the autocorrelation function is equal to or less than a predetermined ratio.
The propagation time measuring device according to claim 1.
請求項2に記載の伝搬時間測定装置。 The vector V1 is one of a ZCZ series, an M series, a Gold series, and a completely complementary series.
The propagation time measuring device according to claim 2.
直交行列U2は、逆離散フーリエ変換行列、離散フーリエ行列、ユニタリ行列、完全相補系列のいずれかである、
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の伝搬時間測定装置。 The orthogonal matrix U1 is one of an inverse discrete Fourier transform matrix, a discrete Fourier matrix, a unitary matrix, and a complete complementary sequence,
The orthogonal matrix U2 is one of an inverse discrete Fourier transform matrix, a discrete Fourier matrix, a unitary matrix, and a complete complementary sequence.
The propagation time measuring device according to any one of claims 1 to 3.
N個のベクトルV6は、互いに同期している、
請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の伝搬時間測定装置。 A vector V6 represents a waveform in which the autocorrelation function of the vector V1 and the impulse response of the propagation path are superimposed,
N vectors V6 are synchronized with each other,
The propagation time measuring device according to any one of claims 1 to 4.
互いに異なるN(Nは2以上の整数)個の長さMの所定のベクトルV1とN次の直交行列U1の各行ベクトルとのクロネッカ積に基づくN個のベクトルV2の要素同士を加算して、1個のベクトルV3を生成し、
ベクトルV3と搬送波に基づいて変調を行い、
前記変調の結果が伝搬路を伝搬した信号を復調してベクトルV4とし、
直交行列U1に基づくN次の直交行列U2の各行ベクトルとM次の単位行列とのクロネッカ積により得られるN個の行列U3を用い、ベクトルM3及び行列U3の乗算に基づいてN個のベクトルV5を算出し、
N個のベクトルV5の夫々とN個のベクトルV1の夫々との相関演算を行ってN個のベクトルV6を算出し、
N個のベクトルV6の要素同士を加算して1個のベクトルV7を算出し、
ベクトルV7内のピークに基づいて伝搬時間を検出する、
ことを実行する伝搬時間測定方法。 A propagation time measurement method for measuring the propagation time of a wave,
The elements of N vectors V2 based on the Kronecker product of N different (N is an integer of 2 or more) predetermined vector V1 of length M and each row vector of Nth-order orthogonal matrix U1 are added, Generate one vector V3,
Modulate based on vector V3 and carrier wave,
The signal whose modulation result has propagated through the propagation path is demodulated into a vector V4,
Using N matrices U3 obtained by the Kronecker product of each row vector of the Nth-order orthogonal matrix U2 based on the orthogonal matrix U1 and the Mth-order unit matrix, N vectors V5 based on the multiplication of the vector M3 and the matrix U3 To calculate
A correlation operation between each of the N vectors V5 and each of the N vectors V1 is performed to calculate N vectors V6;
By adding elements of the number N of vectors V6 calculates one vector V7,
Detecting the propagation time based on the peak in vector V7;
Propagation time measurement method to do that.
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