JP5588067B2 - 距離計測のための信号を生成する方法、送信機と受信機間の距離を計測する方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、送信機と受信機間の距離計測のための信号を生成する方法に関する。本発明の更なる実施形態は、送信機と受信機間の距離を計測するコンセプトに関する。最終的に、本発明の更なる実施形態は、位置決めのための超広帯域システムにおける反射による信号重畳を低減する方法に関する。

情報を信号内に符号化するために、ＵＷＢ（超ブロードバンド）パルスが時間シフトされる異なる方法を、技術文献は提供する。先行技術において知られる手法は、ＰＰＭ（パルス位置変調）である。それにより、チャンネルが次のパルスまでに減衰するようにパルスの繰返しレートが実施され、前のパルスの反射によるパルスの重畳は受信機に帰着しない。これは、通信工学において、符号間干渉として引用される。

しかしながら、チャンネルにおけるインパルス応答の長さは、次のパルスを送信することができるときに判定し、これにより最大パルスレートを決定するので、この方法が短いインパルスの利点をほとんど用いることができないことは基本的な問題である。

このように、本発明の目的は、必要な情報の大部分を送信し、時間において可能な限り短いパルスシーケンスを取得し、一方では技術的な実現を単純化し、他方では他の送信機に対して可能な限り速くチャンネルをリリースすることを可能とする、距離計測のための信号を生成する方法、および／または、送信機と受信機間の位置決めまたは距離計測のコンセプトを提供することである。

この目的は、請求項１に記載の方法、請求項９に記載の方法、請求項１５に記載のシステムおよび請求項１６に記載のコンピュータプログラムによって解決される。

本発明の実施形態は、送信機と受信機間の距離計測のための信号を生成する方法であって、
シーケンスの個々のパルス間で、予め定められたそれぞれ異なる時間間隔を有するパルスのシーケンスを生成するステップを備える。

送信機と受信機間の距離計測のための信号を生成する間、パルスのシーケンスが、シーケンスの個々のパルス間で、予め定められたそれぞれ異なる時間間隔で生成されるとき、上述の技術的実現の簡略化またはチャンネルの速いリリースを得ることができるということが、本発明の中心的なアイデアである。それにより、受信機における反射の重畳の大部分を抑制することができ、信号のシーケンス長の低減を可能とする。

本発明の更なる実施形態において、距離計測のための信号を生成する方法は、それぞれ異なる時間パターンおよび／または異なるパルス数を有する複数の生成されたシーケンスを提供するものであって、時間パターンは、個々のパルス間の時間間隔がどのようにセットされるかを特定する複数の生成されたシーケンスを提供するステップと、複数の生成されたシーケンスから１つのシーケンスを選択するステップとを備える。このように、最終的には距離計測のための信号として適切なシーケンスを選択することができるすべての可能なシーケンスのセットを生成することができる。ここで、シーケンスを選択するステップは、例えば、送信機の環境条件に依存して実行することができる。

本発明の更なる実施形態は、送信機と受信機間の距離を計測する方法を提供するものであって、
送信機によって、発明の信号を送信するステップと、
受信機によって、送信された信号を受信するステップと、
受信された信号と、受信機で受信された送信された信号の反射に基づいて、送信機と受信機間の距離を決定するステップとを備える。

本発明の更なる実施形態において、受信機において、予め定められた期間の間、距離計測のために有効な信号が検出されない場合、信号を送信機に返送することによって、複数の生成されたシーケンスから異なるシーケンスを有する信号を選択して送信するように、送信機に指示することができる。このように、シーケンスを選択するステップは、現在の環境条件に対して、例えば適応システムによって、動的に実行することができる。

本発明の更なる実施形態は、送信機と受信機間の距離を計測するシステムであって、
発明の信号を送信するように実施される送信機と、
送信された信号を受信するように実施される受信機と、
受信された信号と、送信信号の反射に基づいて、送信機と受信機間の距離を決定するように実施される信号処理手段とを備える。

以下において、本発明の実施形態が、同じまたは等しい要素が同じ参照符号で提供される付随する図面を参照して、更に詳細に記述される。
発明のパルスの例示的なグラフを示す。 本発明の実施形態にかかる送信機と受信機間の距離を計測するシステムの概略図を示す。 反射の減衰時間を定めるために受信機において検出されたようなパルスとその反射の例示的なグラフを示す。 本発明の実施形態にかかる距離計測のための信号を生成する方法のフロー図を示す。 距離計測のための発明の信号の例示的なグラフを示す。 本発明の実施形態にかかる送信機と受信機間の距離を計測する方法のフロー図を示す。 反射重畳を具体的に説明するための受信信号の例示的なグラフを示す。 受信信号をウィンドウ化した後に受信される信号の例示的なグラフを示す。 本発明の更なる実施形態にかかる複数の生成されたシーケンスを提供するステップを更に備えた距離計測のための信号を生成する方法のフロー図を示す。 本発明の更なる実施形態にかかるリターンチャンネルを有する距離計測システムのフロー図を示す。 先行技術と比較して低減されたシーケンス長を有する発明の信号の例示的なグラフを示す。

本発明が図面に関して以下に更に詳細に述べられる前に、以下の実施形態において、同じ要素または機能的に等しい要素は、図面において同じ参照符号で提供される点に注意されたい。このように、同じ参照符号を有する要素の記述は、異なる実施形態において相互に交換可能である、および／または、適用可能である。

図１は、発明のパルス１０の例示的なグラフを示す。図１に示されたパルス１０は、例えば、帯域制限されたＵＷＢパルスとすることができる。特に、実施形態において、発明のパルス１０は、パルスのシーケンスにおける個々のパルスとすることができ、シーケンスは、送信機からバーストのような信号として送信することができる。図１において、時間は水平軸１１にプロットされ、信号またはパルスの振幅は垂直軸１２にプロットされる。図１に示されるように、長さｔ_pulseは、パルスの始まり１５から、包絡線１８が予め定められた振幅Ａ_minに減衰した点１７までの時間によって定義される。更に、信号の最大振幅Ａ_maxとＡ_minの差分１９は、動的なものとして参照することができる。以下で詳しく述べられるように、発明のパルスのシーケンスにおいて、パルス１０の継続時間ｔ_pulseは、基本的にシーケンスの個々のパルス間の最小遅延ｔ_{Delay min}に対応する。

図２は、本発明の実施形態にかかる送信機２２と受信機２４間の距離計測システム２０の概略図を示す。図２において例示されるように、システム２０は、送信機２２と受信機２４から離れて、複数の反射点２６（ＲＰ₁、ＲＰ₂、…、ＲＰ_N）を備える。ここで、送信機２２から生じる信号は、送信機２２から受信機２４まで妨げられない方法で送信される（信号Ｓ₀）か、またはそれぞれの反射点２６（ＲＰ₁、ＲＰ₂、…、ＲＰ_N）で反射され、反射された信号すなわち反射Ｒ₁、Ｒ₂、…、Ｒ_Nが受信機に到達するかのいずれかである。特に、反射点２６は、送信機２２から生じる信号がそれぞれ反射される送信機２２の環境における反射面のそれらの一部とすることができる。ここで、図２において異なる長さを有する矢２７、２８、２９によって例示的に示されるように、送信機２２の環境は、送信機２２からの反射点または反射面の異なる空間間隔によって特徴づけられる。

図３は、反射の減衰時間を定めるための受信機２４におけるパルスとその反射３０の例示的なグラフを示す。送信機２２、受信機２４と、１〜Ｎの反射点２６を有する図２によるシナリオが仮定される場合、受信機２４での反射の減衰時間は、コース３５によって例示的に説明されるように、パルスＳ₀の最初の到着時間ｔ₀と、反射Ｒ₁、Ｒ₂、…、Ｒ_NがＡ_minに減衰した時の時間ｔ_nとの時間差ｔ_Aに由来する。先行技術によれば、これまで、次のパルスが送信される前はこの期間（ｔ_A）は自由にしておかれる。

図４は、本発明の実施形態にかかる送信機２２と受信機２４間の距離計測のための信号１１５を生成する方法１００のフロー図を示す。図４に示されるように、方法１００は、シーケンスの個々のパルス１０１、１０２、１０３、１０４間に予め定められたそれぞれ異なる時間間隔１１１、１１２、１１３を有するパルスのシーケンス１１５を生成するステップ（ステップ１１０）を備える。

図５は、図４に示された発明の信号１１５の例示的なグラフを、拡大図で示す。ここで、シーケンス１１５の個々のパルス１０１、１０２、１０３、１０４は、それぞれ「第１パルス」、「第２パルス」、「第３パルス」、「第４パルス」として引用され、異なる時間間隔１１１、１１２、１１３は、それぞれ「ｔ_Delay1」、「ｔ_Delay2」、「ｔ_Delay3」として引用される。特に、本発明の実施形態において、生成されたシーケンス１１５は、等しいパルスのシーケンスとすることができる。これは、各パルス１０１、１０２、１０３、１０４が基本的に同じコースまたは同じパルス周期およびダイナミクスを持つことを意味する。更に、本発明の更なる実施形態において、シーケンス１１５の各パルス１０１、１０２、１０３、１０４は、基本的に図１に示されたパルス１０に対応することができ、それ故、例えば、バンド制限されたＵＷＢパルスとすることができる。図５で分かるように、個々のパルス１０１、１０２、１０３、１０４間の時間間隔１１１、１１２、１１３はそれぞれ異なる。特に、間隔１１２は間隔１１１より大きく、間隔１１３は間隔１１１および１１２より小さい。すべての時間間隔１１１、１１２、１１３の全体は、シーケンス１１５の時間パターン１１４を定める。

図６は、本発明の実施形態にかかる送信機と受信機間の距離計測の方法６００のフロー図を示す。特に、方法６００は、例えば、次のステップを備える。最初に、送信機によって、距離計測のための信号１１５のような発明の信号が送信される（ステップ６１０）。次に、受信機によって、送信信号とその反射６０５が受信される（ステップ６２０）。最終的に、送信機と受信機間の距離６３５が、受信された信号とその反射６０５に基づいて決定される（ステップ６３０）。

図５を参照して、本願明細書に記載された信号は、ここで、前に定められた異なる間隔１１１、１１２、１１３（ｔ_Delay1〜ｔ_DelayN）における送信シーケンスＳｅｑ_transmitterに結果としてなるパルス１０１、１０２、１０３、１０４から構成される。図５において、このようなシーケンスが、例示的に４つのパルスによって示される。ここで、送信機によって放射されたボディから生じる反射（図２の送信機と受信機によるシナリオ）が、オリジナルのシーケンスのパルスとの重畳をほとんどまたは全く形成しないように、すべてのパルス間隔が異なることを、特に目指している。

図７は、反射重畳を説明するための受信信号７００の例示的なグラフを示す。特に、図７は、説明の便宜上、図３の反射による図５のシーケンスの重畳を示す。図７に示されるように、受信信号７００は、時間パターン１１４を有するパルス１０１、１０２、１０３、１０４を備える。更に、受信信号７００において、これらのパルス１０１、１０２、１０３、１０４に割り当てられた反射を検出することができる。実施形態において、第１パルス１０１、第２パルス１０２、第３パルス１０３および第４パルス１０４は、割り当てられた第１反射７０１‐１、７０２‐１、７０３‐１、第２反射７０１‐２、７０２‐２、７０３‐２、第３反射７０１‐３、７０２‐３、７０３‐３および第４反射７０１‐４、７０２‐４、７０４‐４をそれぞれ備える。ここで、第２パルス１０２の第２反射７０２‐２と第３パルス１０３または第３パルス１０３の第１反射７０３-１と第２パルス１０２の第３反射７０２-３と第４パルス１０４は部分的に重畳される。

本発明の更なる実施形態において、受信機は、送信機によって送信される信号、例えば図５の信号１１５を知っている。特に、距離を決定するステップ（ステップ６３０）は、受信信号７００から導き出された信号８００を送信信号１１５と比較するステップを備え、受信信号から導き出された信号８００が送信信号１１５に対応する場合、受信信号から導き出された信号８００と送信信号間の時間差に基づいて送信機と受信機間の距離６３５を決定するステップを備える。

図８に示されるように、本発明の更なる実施形態において、導き出された信号８００は、個々のパルス１０１、１０２、１０３、１０４間の時間間隔１１１、１１２、１１３を特定する送信信号１１５の時間パターン１１４に従って受信信号をウィンドウ化することによって取得することができる。

図８は、受信信号７００をウィンドウ化した後に取得された信号８００の例示的なグラフを示す。特に、図８は、第１ウィンドウ８１０、第２ウィンドウ８２０、第３ウィンドウ８３０および第４ウィンドウ８４０を示し、ウィンドウ８１０、８２０、８３０、８４０は、時間パターン１１４における時間間隔１１１、１１２、１１３をそれぞれ備える。更に、図８は、第３ウィンドウ８３０または第４ウィンドウ８４０において、部分的にオーバーラップするパルス８０３および８０４を示す。

最終的に、更なる実施形態において、受信信号７００から導き出された信号８００を送信信号１１５と比較するステップは、相関によって実行することができる。

言い換えれば、受信機は、送信シーケンスを知っており、送信シーケンスパルスが存在する時間間隔ｔ_Delayにおけるそれらの間隔のみを調べることによって送信シーケンスを探す。受信機におけるこのウィンドウ化によって、反射の一部は減衰される。受信シーケンスＳｅｑ_receiverは、結果として、図８において例示的に示されたように、部分的に重畳された送信パルスからなる。

ここで、受信機は、相関のような適当な方法によって、送信シーケンスＳｅｑ_transmitterとの一致を探索することによって、シーケンスＳｅｑ_receiverを評価する。これにより、シーケンスＳｅｑ_receiverを生成するために用いられる時間間隔は、例えば、受信機における評価が結果として送信シーケンスとの大きな一致になるまで、シフトされる。これにより、ウィンドウを異なる重要性によって重み付けることができる。信号８００において、例えば、ウィンドウ８１０と８２０は、ウィンドウ８３０と８４０より高い重要性によって重み付けられることになる。

Ｓｅｑ_transmitterとＳｅｑ_receiverの一致が検出された場合、最終的に、送信機と受信機間の距離は、信号のランタイムから計算することができる。

図９は、本発明の更なる実施形態にかかる複数の生成されたシーケンス９１５を提供するステップ９１０を備える距離計測のための信号１１５を生成する方法９００のフロー図を示す。図９に示されるように、方法９００において、最初に、それぞれ異なる時間パターンおよび／または異なるパルス数を有する複数の生成されたシーケンス９１５が提供される（ステップ９１０）。ここで、図５に示された時間パターン１１４のような時間パターンは、個々のパルス１０１、１０２、１０３、１０４間の時間間隔１１１、１１２、１１３がどのようにセットされるかを特定する。図９において、複数の生成されたシーケンス９１５が｛Ｓｅｑ₁、Ｓｅｑ₂、…Ｓｅｑ_M｝によって示され、ここで｛…｝はセットを示し、Ｍは生成されたシーケンス数を示す。次に、１つのシーケンス（例えばＳｅｑ₁）が、複数の生成されたシーケンス９１５から選択される（ステップ９２０）。最終的に、これは距離計測のための信号１１５に結果としてなる。

本発明の更なる実施形態において、シーケンスを選択するステップ９２０は、送信機の環境条件に依存して実行することができる。特に、環境条件は、反射面に対する送信機の空間距離によって与えることができる。

本発明の更なる実施形態において、方法１００；９００は、ペイロードデータを送信するために、生成されたシーケンスにパルスシーケンスを付加するステップを更に備える。ここで、ペイロードデータは、通信工学の一般原理に従って符号化することができる。

図１０は、本発明の更なる実施形態にかかるリターンチャンネルを有する送信機と受信機間の距離計測システム１０００のフロー図を示す。システム１０００は、送信機１０１０と、受信機１０２０と、信号処理手段１０３０を備える。ここで、図１０の送信機１０１０は基本的に図２の送信機２２に対応し、図１０の受信機１０２０は基本的に図２の受信機２４に対応する。送信機１０１０は、発明の信号１１５を送信するように実施される。更に、受信機１０２０は、送信信号を受信するように実施される。最終的に、信号処理手段１０３０は、受信信号と送信信号の反射に基づいて送信機１０１０と受信機１０２０間の距離６３５を決定するように実施される。図１０に示されるように、送信機１０１０は、複数のシーケンス９１５あるいはシーケンスのセット｛Ｓｅｑ₁、Ｓｅｑ₂、…Ｓｅｑ_M｝にアクセスするオプションを持つ。

図１０を参照して、図９に示された方法９００は、例えば、次のステップを備える。予め定められた期間の間、距離計測のための有効信号が受信機１０２０において検出されない場合、信号１０１１を送信機１０１０に返送することができる。ここで、リターン信号１０１１は、距離計測に有効な信号の非検出および送信信号１１５の識別に関する情報を備えることができる。リターン信号１０１１によって、送信機１０１０に、複数の生成されたシーケンス９１５から異なるシーケンス（例えばＳｅｑ₂）を有する信号１０１５を選択して送信するように指示することができる。本発明の実施形態において、受信機１０２０に接続（両矢印１０２５）されている信号処理手段１０３０は、受信機１０２０において距離計測のための有効信号が存在するかどうかをチェックする。これは、ブロック１０３０において、「受信機において有効な信号か？」によって示される。最終的に、信号処理手段１０３０は、他のシーケンス（例えばＳｅｑ₂）を有する信号１０１５のような有効信号に基づいて、送信機１０１０と受信機１０２０間の距離６３５を決定するように実施することができる。

本発明の更なる実施形態において、信号１０１５の他のシーケンスは、受信された反射重畳に関して適切な時間パターンおよび／または適切なパルス数を備える。ここで、図７において例示的に示されたように、適切なシーケンス特性は、反射重畳ができるだけ小さい受信信号のウィンドウで起こるようでなければならない。上述のように、距離６３５は、最終的に時間差から決定することができる。

図１１は、先行技術と比較して低減されたシーケンス長を有する発明の信号１１００の例示的なグラフを示す。図１１に示された信号１１００は、基本的に図５の信号１１５に対応し、ここで、信号１１００；１１５は、しかしながら、異なるパルス数を備える。特に、信号１１００は、例えば１０パルスから成り、信号１１５は、例えば４パルスのみから成る。図１１において、シーケンス１１００のパルス１１０５は、斜線部分として図示され、それぞれ「１．Ｐ．」〜「１０．Ｐ．」によって示される。実施形態において、これらのパルス１１０５のそれぞれは、基本的に図１に示されたパルス１０の長さｔ_pulseまたはｔ_{Delay min}に対応する同じパルス長τ_Pを持つ。更に、シーケンス１１００の個々のパルス間の時間間隔１１１５は、それぞれパルス長τ_Pによって、１＊τ_Pから９＊τ_Pまで増加する。このように、図１１の実施形態において、τ（Ｓｅｑ）のシーケンスの全長１１１０＝５５＊τ_Pに結果としてなる。これは、例えば、最小限のパルス長τ_P＝２．５ｎｓで、τ（Ｓｅｑ）のシーケンス長１１１０＝１３７．５ｎｓに対応する。

本システムの利点は、図１１の実施形態を参照して、以下に示される。システムを実現するとき、送信機のバーストのような信号あるいはシーケンスは、互いに対して少なくとも帯域制限信号の時間周期ｔ_pulseと同じくらい大きい時間間隔ｔ_Delayを有する帯域制限されたパルスから成る（図１参照）。

信号処理手段において必要な遅延部材の熱的不安定性は、ランレングスの増加によって大きくなるので、シーケンスの個々のパルス間の距離は、できる限り短いことが重要である。受信機においてそれぞれの信号を相関させようとする場合、結果は送信機の温度によって有意に影響される。更に、大きなランタイムを有する遅延メンバーは、ＵＷＢに必要な帯域幅で実現するのが難しく、もはや受け入れられないミニチュア送信機のための空間展開に結果としてなることを述べられなければならない。

更に、位置決め技術において、多数の人または商品をモニタするために、しばしば多くの異なる送信機が必要とされるので、チャンネルの速いリリースが重要である。ここで、システムの許容される送信機の数は、次の関係に由来する。
送信機の数＝1／（シーケンス長［ｓ］＊
送信機当りの秒当りのシーケンス数［１／ｓ］）

ここで、シーケンス長は、チャンネルの減衰時間あるいはあらかじめ推定されたチャンネルのインパルス応答を含む。

実施形態において、１００ｐｓ未満の長さの方形波パルスが生成され、引き続いて帯域仕様を満たすようにバンドパスフィルタリングされた場合、通常およそ２．５ｎｓ後に減衰された波形に結果としてなる。図１において、これは、例えば、パルス１０のｔ_pulse＝２．５ｎｓ減衰時間に対応する。

次のパルスがチャンネルの減衰時間の後にのみ送信することができるシステムにおいては、ここで、およそ６０ｎｓのブレークが追従する。ここで、チャンネルの減衰時間は、例えば、図３の信号３０の時間差ｔ_A＝６０ｎｓに対応する。このように、シーケンスは、６０ｎｓの間隔における一連のパルスから生じる。シーケンスが、例えば、充分な数の送信機を区別することが可能であるために、１０パルスのみから成る場合、６００ｎｓのシーケンス長に結果としてなる。それ故、正規のメカニズムは、パルス間隔の熱変化を補償する必要がある。

これに対して、本願明細書に記載されたシステム（図１１）において、ラスタｔ_pulse（あるいはτ_P）および上述したようなｔ_pulseのパルス間隔ｔ_{Delay min}において異なる間隔を有する１０パルスのシーケンスは、５５＊ｔ_pulse＝１３７．５ｎｓのみを必要とする。最も長い間隔がチャンネルの減衰時間より大きいとき、間隔の有用な上限が得られる。このように、上記関係によれば、短くそしてそれ故に熱的により安定な時間メンバーの利益は別として、例えば、パルス数１０によって、システムの許容される送信機の数の少なくとも４倍に結果としてなる。

本発明は、また、１ｎｓ当りほぼ３０ｃｍの電磁波の移動速度の間、この実施形態において用いられた長さｔ_pulse＝２．５ｎｓを有する時間間隔のラスタにおいて、送信機に対してｍ＊７５ｃｍ（ｍ＝［１、２、３、…ｎ］）の距離での反射面は、依然として受信機において分解し、評価することができるという点で有利である。

いくつかの形態が、装置の局面において記述されてきたが、装置のブロックまたはデバイスはそれぞれの方法ステップまたは方法ステップの機能とみなすこともできるので、これらの形態はそれぞれの方法の記述をも表現するものであることは明らかである。同様に、方法ステップの局面においてまたは方法ステップとして記載された形態は、それぞれの装置のそれぞれのブロックまたは詳細または機能の記述をも表す。

特定の実施要求に依存して、本発明の実施形態は、ハードウェアにおいてまたはソフトウェアにおいて実施することができる。実施は、電子的に読み取り可能な制御信号が記憶され、それぞれの方法が実行されるように、プログラム可能なコンピュータシステムとともに動作するまたは協働することができるデジタル記憶媒体、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ、ハードディスクまたはその他の磁気的または光学的メモリを用いて実行することができる。

通常、本発明の実施形態は、コンピュータプログラムコードがコンピュータ上で動作するときに、方法の１つを実行するのに有効であるプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として実施することができる。プログラムコードは、例えば、機械読取可能なキャリアに記憶することもできる。

その他の実施形態は、本願明細書に記載された方法の１つを実行する機械読取可能なキャリアに記憶されたコンピュータプログラムを備える。

言い換えれば、発明の方法の実施形態は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で動作するとき、本願明細書に記載された方法の１つを実行するプログラムコードを備えるコンピュータプログラムである。発明の方法の更なる実施形態は、本願明細書に記載された方法の１つを実行するコンピュータプログラムが記憶されたデータキャリア（またはデジタル記憶媒体またはコンピュータ読取可能なメディア）である。

従って、発明の方法の他の実施形態は、本願明細書に記載された方法の１つを実行するコンピュータプログラムを表すデータストリームまたは信号のシーケンスである。データストリームまたは信号のシーケンスは、例えば、データ通信接続、例えばインターネットを介して転送されるように構成することができる。

更なる実施形態は、処理手段、例えば本願明細書に記載された方法の１つを実行するように構成されたまたは適合されたコンピュータまたはプログラム可能なロジックデバイスを備える。

更なる実施形態は、本願明細書に記載された方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムがインストールされたコンピュータを備える。

いくつかの実施形態において、本願明細書に記載された方法のいくつかまたはすべての機能を実行するために、プログラム可能なロジックデバイス、例えばＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）を用いることができる。いくつかの実施形態において、フィールドプログラマブルゲートアレイは、本願明細書に記載された方法の１つを実行するために、マイクロプロセッサとともに動作することができる。通常、いくつかの実施形態において、方法はいかなるハードウェアデバイスによっても実行される。これは、コンピュータプロセッサ（ＣＰＵ）のような普遍的に有用なハードウェア、またはＡＳＩＣのような方法に特有のハードウェアとすることができる。

上述の実施形態は、単に本発明の原理の説明を示している。本願明細書に記載された構成および詳細の修正および変更が他の当業者に自明であることは、明らかである。このように、本発明は、単に以下の請求項のスコープによって限定され、実施形態の記述および議論に基づく本願明細書に示された具体的な詳細によって限定されないことが意図される。

要約すると、本発明の実施形態は、位置決めのためのＵＷＢシステムにおいて、反射による信号重畳を低減することができるコンセプトを提供する。このように、位置決め技術において、信号が複数の平面で反射され、反射がオリジナルの信号に重畳するので、送信された信号が受信装置に対してしばしば役立たなくなるという不利益を回避することができる。このため、本願明細書に記載された技術は、受信機における復号化が依然として可能であるように、信号シーケンスに含まれる反射による損失の比率をできるだけ低く保持するために、互いに対して異なる時間間隔の超広帯域パルスを用いる。

その上、それは、環境条件に依存してシステムを最適化するために有益とすることができる。このため、システムにおいて互いに対するパルス間隔を変化させるまたはシーケンスにおいてパルス数を変更するためのオプションが存在する。パルス間隔を変えることは、例えば適応システムによって、動的に実行することができ、現在の環境条件に適合させることができる。このため、上述のように、受信機から送信機へのリターンチャンネルが必要とされる。長さとパルス間隔に関して多くの異なるシーケンスを生成するオプションのため、有意の数の異なる送信機を用いることができる。最終的に、ペイロードデータを送信するためのパルスシーケンスを、送信機のシーケンスに付加することができ、通信工学の従来原理に従って符号化することができる。

Claims (15)

1. 送信機によって、送信機（２２）と受信機（２４）間の距離計測のための信号（１１５）を生成する方法（１００）によって生成された信号を送信するステップ（６１０）であって、
   前記信号（１１５）を生成する方法（１００）は、個々のパルス（１０１、１０２、１０３、１０４）間で、予め定められたそれぞれ異なる時間間隔（１１１、１１２、１１３）を有するパルスのシーケンス（１１４）を生成するステップ（１１０）を備え、
   前記シーケンスを生成するステップは、
   それぞれ異なる時間パターンを有する複数の生成されたシーケンス（９１５）を提供するステップであって、時間パターン（１１４）は、前記個々のパルス（１０１、１０２、１０３、１０４）間の時間間隔（１１１、１１２、１１３）がどのようにセットされるかを特定する、複数の生成されたシーケンスを提供するステップ（９１０）と、
   前記複数の生成されたシーケンス（９１５）から１つのシーケンスを選択するステップ（９２０）と、を備える、
   生成された信号を送信するステップ（６１０）と、
   受信機によって、前記送信された信号を受信するステップ（６２０）と、
   前記送信された信号の反射（６０５）を含む前記受信された信号に基づいて、送信機と受信機間の距離（６３５）を決定するステップ（６３０）と、
   を備え、
   前記受信機は、前記送信機によって送信される信号（１１５）を知っており、
   前記距離（６３５）を決定するステップ（６３０）は、前記受信された信号（７００）から導き出された信号（８００）を、前記送信された信号（１１５）と比較するステップと、前記受信された信号から導き出された信号（８００）が前記送信された信号（１１５）に対応する場合に、前記受信された信号から導き出された信号（８００）と前記送信された信号（１１５）間の時間差に基づいて、前記送信機と前記受信機間の距離（６３５）を決定するステップとを備え、
   前記導き出された信号（８００）は、前記個々のパルス（１０１、１０２、１０３、１０４）間の時間間隔（１１１、１１２、１１３）を特定する前記送信された信号（１１５）の時間パターン（１１４）に対応して、前記受信された信号（７００）をウィンドウ化することによって取得するように実施される、
   送信機と受信機間の距離計測方法（６００）。
2. 前記シーケンスを生成するステップは、それぞれ異なる時間パターンおよび異なるパルス数を有する複数の生成されたシーケンス（９１５）を提供するステップ（９１０）を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記信号を生成する方法は、前記生成されたシーケンスにペイロードデータを送信するためのパルスシーケンスを付加するステップを更に備える、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記信号を生成する方法において、前記生成されたシーケンスは等しいパルスのシーケンスである、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 前記信号を生成する方法において、前記生成されたシーケンスの各パルスは帯域制限されたパルスである、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 前記信号を生成する方法において、前記生成されたシーケンスの各パルスは、ＵＷＢ（超ワイドバンド）パルスである、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. 前記受信された信号（７００）から導き出された信号（８００）を前記送信された信号（１１５）と比較するステップは、相関によって実行される、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
8. 予め定められた期間の間、前記受信機（１０２０）において距離計測のための有効信号が検出されない場合に、前記送信機（１０１０）が前記複数の生成されたシーケンス（９１５）から異なるシーケンスを有する信号（１０１５）を選択して送信するように指示されるように、距離計測に有効な信号の非検出と前記送信された信号（１１５）の識別に関する情報を備えた信号（１０１１）を、前記送信機（１０１０）に返送するステップ、
   を更に備えた、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
9. 送信機（２２）と受信機（２４）間の距離計測のための信号（１１５）を生成する方法（１００）によって生成された信号（１１５）を送信するように実施される、送信機（１０１０）であって、
   前記信号（１１５）を生成する方法（１００）は、個々のパルス（１０１、１０２、１０３、１０４）間で、予め定められたそれぞれ異なる時間間隔（１１１、１１２、１１３）を有するパルスのシーケンス（１１４）を生成するステップ（１１０）を備え、
   前記シーケンスを生成するステップは、
   それぞれ異なる時間パターンを有する複数の生成されたシーケンス（９１５）を提供するステップであって、時間パターン（１１４）は、前記個々のパルス（１０１、１０２、１０３、１０４）間の時間間隔（１１１、１１２、１１３）がどのようにセットされるかを特定する、複数の生成されたシーケンスを提供するステップ（９１０）と、
   前記複数の生成されたシーケンス（９１５）から１つのシーケンスを選択するステップ（９２０）と、を備える、
   送信機（１０１０）と、
   前記送信された信号を受信するように実施される、受信機（１０２０）と、
   前記送信された信号の反射を含む前記受信された信号に基づいて、前記送信機（１０１０）と前記受信機（１０２０）間の距離（６３５）を決定するように実施される、信号処理手段（１０３０）と、
   を備え、
   前記受信機は、前記送信機によって送信される信号（１１５）を知っており、
   前記信号処理手段は、前記距離（６３５）を決定するステップ（６３０）において、前記受信された信号（７００）から導き出された信号（８００）を、前記送信された信号（１１５）と比較するステップと、前記受信された信号から導き出された信号（８００）が前記送信された信号（１１５）に対応する場合に、前記受信された信号から導き出された信号（８００）と前記送信された信号（１１５）間の時間差に基づいて、前記送信機と前記受信機間の距離（６３５）を決定するステップとを実行するように実施され、
   前記導き出された信号（８００）は、前記個々のパルス（１０１、１０２、１０３、１０４）間の時間間隔（１１１、１１２、１１３）を特定する前記送信された信号（１１５）の時間パターン（１１４）に対応して、前記受信された信号（７００）をウィンドウ化することによって取得するように実施される、
   送信機と受信機間の距離計測システム（１０００）。
10. 前記シーケンスを生成するステップは、それぞれ異なる時間パターンおよび異なるパルス数を有する複数の生成されたシーケンス（９１５）を提供するステップ（９１０）を含む、請求項９に記載のシステム。
11. 前記信号を生成する方法は、前記生成されたシーケンスにペイロードデータを送信するためのパルスシーケンスを付加するステップを更に備える、請求項９または１０に記載のシステム。
12. 前記信号を生成する方法において、前記生成されたシーケンスは等しいパルスのシーケンスである、請求項９〜１１のいずれかに記載のシステム。
13. 前記信号を生成する方法において、前記生成されたシーケンスの各パルスは帯域制限されたパルスである、請求項９〜１２のいずれかに記載のシステム。
14. 前記信号を生成する方法において、前記生成されたシーケンスの各パルスは、ＵＷＢ（超ワイドバンド）パルスである、請求項９〜１３のいずれかに記載のシステム。
15. コンピュータプログラムがコンピュータ上で動作するときに請求項１に記載の方法を実行するプログラムコードを有する、コンピュータプログラム。

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