JP6364057B2 - ビーコンの位置特定方法 - Google Patents

Description

本発明は、ビーコンの位置を特定するシステム及び方法の技術分野に関する。ビーコンは、位置特定の目的で使用する任意のデバイスであり、適切な手段によって位置を特定、識別することができる。

多くの位置特定方法が存在するが、そのうち、最も公知であるのは、ＧＰＳ（全地球測位システム）に基づくものである。ＧＰＳは、いくつかの同期させた人工衛星を含み、これらの人工衛星は原子時計を備える。こうした人工衛星は、前記原子時計により正確に時間を算定する擬似ランダム符号変調信号を永続的に送信する。したがって、これらの人工衛星のうち少なくとも４つから信号を受信した送受信器は、信号伝播時間を計算し、この伝播時間から、人工衛星から送受信器までの距離を推定し、次に三角測量によって送受信器の位置を推定することができる。しかし、このシステムは、多大な安定性のために製造が非常に高価である原子時計の使用を必要とするという欠点を有する。更に、このシステムは、様々な人工衛星からデータを受信するには天空への見通し線を必要とするため、内部で使用することができず、超高層ビルを伴う非常に密集した環境では利用が困難であることも多い。

したがって、本発明は、人工衛星からの安定した周波数基準の使用を必要としない位置特定方法を提案する。

したがって、本発明は、第１の送受信器、第２の送受信器及び第３の送受信器により、ビーコンを位置特定する方法に関し、ビーコン、第１の送受信器、第２の送受信器及び第３の送受信器のそれぞれは、理論上は同じ基準周波数で発振するが、実際には周波数ドリフトのために異なる基準周波数で発振する局部発振器を備え、方法は、
−第１の送受信器によって始動信号を送信するステップであって、上記始動信号は、第２の送受信器及び第３の送受信器によって受信する、ステップ、
−始動信号により、第１の送受信器の基準周波数と第２の送受信器及び第３の送受信器の基準周波数との間の誤差を計算するステップ、
−ビーコンにより、第１のパルス信号を送信するステップであって、第１のパルス信号は、第１の送受信器、第２の送受信器及び第３の送受信器によって受信する、ステップ、
−第１の送受信器により、第２のパルス信号を送信するステップであって、第２のパルス信号は、第２の送受信器及び第３の送受信器によって受信する、ステップ、
−周波数基準の誤差により、第１のパルス信号と第２のパルス信号との間の飛行時間の少なくとも３つの差を計算するステップであって、各時間差は、第１の送受信器の局部発振器がもたらす時間ベース内で計算する、ステップ、並びに
−飛行時間差により、ビーコンの位置を計算するステップを含む。

個別とみなされるか又は技術的に可能な組合せにおける位置特定方法の特定のステップは、従属請求項２から９において定義する。

有利には、方法は、第１のパルス信号及び第２のパルス信号の飛行時間の差と、ビーコンと３つの送受信器との間の距離との間の関係を表す少なくとも３つの式の系を解くことによって、ビーコンの位置を計算可能にする。しかし、送受信器の基準周波数は、理論上の基準周波数と比較するとドリフトする可能性があるため、これらの飛行時間は、単一の時間ベース内で表さなければならない。このことは、様々な送受信器の基準周波数の間の誤差を知ることによって可能になる。したがって、３つの送受信器は、測位計算を歪ませることがなければ、安定性の低い発振器、例えば非温度補償型水晶発振器を備えることができる。

ビーコン位置特定方法の目的、利点及び特徴は、図面を参照する以下の説明においてより明らかになるであろう。

本発明の非限定実施形態による方法を実施する位置特定システムの概略図である。 図１の位置特定システムの送受信器の概略図である。 本発明の非限定実施形態による方法のステップを示すブロック図である。 図３の方法のステップを実施する図１の位置特定システムの概略図である。 図３の方法のステップを実施する図１の位置特定システムの概略図である。 図３の方法の間の、図１の位置特定システムの送受信器の状態を表す時間図である。 図３の方法のステップで位置特定すべきビーコンが送信する信号の概略図である。 図３の方法のステップのサブステップを示すブロック図である。 図３の方法の間に送信する信号の送受信を示す時間図である。 図３の方法のステップを実施する図１の位置特定システムの概略図である。 図３の方法のステップを実施する図１の位置特定システムの概略図である。 図３の方法のステップを実施する図１の位置特定システムの概略図である。

以下の説明では、当業者に周知である自己同期ビーコンの位置特定システムの全ての要素は、簡単にしか説明しない。

図１は、２Ｄビーコン位置特定システム、即ち、地表に位置するビーコンを位置特定するシステムの概略図である。ジオローカライゼーションとも呼ばれる２Ｄ位置特定により、ビーコンをマップ上で測位することができる。２Ｄ位置特定システムは、ビーコンＸ、第１の送受信器Ａ、第２の送受信器Ｂ及び第３の送受信器を含み、ビーコンＸの位置は、未知であり、送受信器の位置は既知である。

第１の送受信器Ａ、第２の送受信器Ｂ、第３の送受信器Ｃ及びビーコンＸはそれぞれ、局部発振器を備え、局部発振器は、基準周波数ｆ_ref、例えば局部発振器の電子構成要素に時間ベースを与えるのに使用する２６ＭＨｚで発振する。理論上、この基準周波数ｆ_refは、４つのデバイスＡ、Ｂ、Ｃ、Ｘに共通である。実際には、局部発振器は、周波数ドリフトを受け、この周波数ドリフトが大きいと、発振器の質を低下させることになる。周波数ｆ_refAは、第１の送受信器Ａの基準周波数、ｆ_refBは、第２の送受信器Ｂの基準周波数、ｆ_refCは、第３の送受信器Ｃの基準周波数、ｆ_refXは、ビーコンＸの基準周波数を指す。位置特定システムは、こうした周波数ドリフトにもかかわらず、以下で説明するように、ビーコンの正確な位置特定を可能にする。

図１に示すように、第１の送受信器Ａ、第２の送受信器Ｂ、第３の送受信器Ｃ及びビーコンＸはそれぞれ、信号を受信するモジュールＲｃＡ＿Ｆｓｋ、ＲｃＢ＿Ｆｓｋ、ＲｃＣ＿Ｆｓｋ、ＲｃＸ＿Ｆｓｋを含み、このモジュールは、周波数シフト・キーイング（ＦＳＫ）によって変調される。読みやすくするため、これらのモジュールをＦＳＫ受信モジュールと呼び、ＦＳＫ変調の原理を使用してデジタル・シーケンスにより周波数を変調した搬送波をＦＳＫ信号と呼ぶ。例えば、周波数ｆ₀の搬送波を１の状態のバイナリ・デジタル・シーケンスによって変調した場合、得られる信号は、周波数ｆ₀＋Δｆ₀のものである。搬送波を０の状態のバイナリ・シーケンスによって変調した場合、得られる信号は、周波数ｆ₀−Δｆ₀のものである。搬送波周波数ｆ₀は、ＦＳＫ変調の中心周波数であるといわれている。送受信器Ａ、Ｂ、ＣのＦＳＫ受信モジュール及びビーコンＸのＦＳＫ受信モジュールは、例えば、欧州特許第２２３９８６０Ｂ１号明細書に記載の、低速モードで構成したＦＳＫ変調信号送受信器と同様のものである。

更に、第１の送受信器Ａ、第２の送受信器Ｂ、及び第３の送受信器Ｃ並びにビーコンＸはそれぞれ、ＦＳＫ信号を送信するモジュールＥｍＡ＿Ｆｓｋ、ＥｍＢ＿Ｆｓｋ、ＥｍＣ＿Ｆｓｋ、ＥｍＸ＿Ｆｓｋを備え、これらのモジュールをＦＳＫ送信モジュールと呼ぶ。ＦＳＫ送信モジュール及びＦＳＫ受信モジュールは一緒に通信システムを形成する。第２の送受信器Ｂ及び第３の送受信器ＣのモジュールＥｍＢ＿Ｆｓｋ、ＥｍＣ＿Ｆｓｋは、送受信器Ｂ及び送受信器Ｃ内で算出した相互関係の中間結果を送受信器Ａに伝達する。ＦＳＫ変調を基準とする搬送波周波数を通信周波数ｆ₀と呼ぶ。通信周波数ｆ₀は、例えば２．４ＧＨｚであり、０又は１の状態のバイナリ・シーケンスを符号化する周波数偏差は、５０ｋＨｚである。

更に、第１の送受信器Ａ、第２の送受信器Ｂ及び第３の送受信器はそれぞれ、バイナリ位相シフト・キー信号を受信するモジュールＲｃＡ＿Ｂｐｓｋ、ＲｃＢ＿Ｂｐｓｋ、ＲｃＣ＿Ｂｐｓｋを備える。この変調はＢＰＳＫとして公知である。読みやすくするため、これらのモジュールをＢＰＳＫ受信モジュールと呼び、ＢＰＳＫ変調の原理を使用してバイナリ・シーケンスにより位相を変調した搬送波をＢＰＳＫ信号と呼ぶ。例えば、周波数ｆ₀の搬送波を１の状態のバイナリ・シーケンスによって変調した場合、得られる信号は、ゼロ位相のものである。搬送波を０の状態のバイナリ・シーケンスによって変調した場合、得られる信号は、位相Πのものである。

更に、第１の送受信器Ａ及びビーコンＸはそれぞれ、ＢＰＳＫ信号を送信するモジュールＥｍＡ＿Ｂｐｓｋ、ＥｍＸ＿Ｂｐｓｋを備え、このモジュールをＢＰＳＫ送信モジュールと呼ぶ。ＢＰＳＫ送信モジュール及びＢＰＳＫ受信モジュールは一緒に通信システムを形成する。ＢＰＳＫ変調を基準とする搬送波周波数は、通信周波数ｆ₀であり、通信周波数ｆ₀は、例えば２．４ＧＨｚの値を有する。

図２は、第１の送受信器Ａの非限定例の概略図である。第１の送受信器Ａは、ＦＳＫ及びＢＰＳＫ無線信号を送受信するアンテナＡＮＴ、及びアンテナＡＮＴに接続したスイッチＳＷを備え、スイッチＳＷは、様々な信号の送受信を遮断又は可能にする。

更に、上記で示したように、第１の送受信器Ａは、ＦＳＫ送信モジュールＥｍＡ＿Ｆｓｋ及びＦＳＫ受信モジュールＲｃＡ＿Ｆｓｋを備え、ＦＳＫ信号を低速モードで高感度に送受信する。ＦＳＫ送信モジュールＥｍＡ＿Ｆｓｋ及び受信モジュールＦＳＫ ＲｃＡ＿Ｆｓｋは、例えばＥＭ超小型電子技術送受信器ＥＭ９２０９に基づく。ＦＳＫ送信モジュールＥｍＡ＿Ｆｓｋ及び受信モジュールＦＳＫ ＲｃＡ＿Ｆｓｋは、スイッチＳＷの第１の端子に接続し、第１の送受信器Ａの水晶発振器ＯＳＣがもたらす基準周波数ｆ_refAの時間ベースとして使用する。

第２の送受信器Ｂ及び第３の送受信器Ｃもそれぞれ、ＦＳＫ送信モジュールＥｍＢ＿Ｆｓｋ及びＥｍＣ＿Ｆｓｋ、並びにＦＳＫ受信モジュールＲｃＢ＿Ｆｓｋ及びＲｃＣ＿Ｆｓｋを備え、ＦＳＫ信号を低速モードで高感度に送受信する。これらの送信モジュール及び受信モジュールは、ＥＭ超小型電子技術送受信器ＥＭ９２０９に基づく。

第１の送受信器Ａは、ＢＰＳＫ受信モジュールＲｃＡ＿Ｂｐｓｋも備える。ＢＰＳＫ受信モジュールＲｃＡ＿Ｂｐｓｋは、スイッチＳＷの第２の端子に接続した低雑音増幅器（又はＬＮＡ）ＡＭＰｆを備え、アンテナＡＮＴが受信したＢＰＳＫ信号を増幅させる。

次に、ＢＰＳＫ受信モジュールＲｃＡ＿Ｂｐｓｋは、着信したＢＰＳＫ信号を復調する復調段を備える。復調段は、第１の混合器ＭＬ１を備え、第１の混合器ＭＬ１の第１の入力は、ＬＮＡ ＡＭＰｆの出力に接続し、第１の混合器ＭＬ１の第２の入力は、第１の送受信器Ａに属する低相雑音合成器ＧＥＮに接続する。復調段は、第２の混合器ＭＬ２も備え、第２の混合器ＭＬ２の第１の入力は、ＬＮＡ ＡＭＰｆの出力に接続し、第２の混合器ＭＬ２の第２の入力は、合成器ＧＥＮに接続する。合成器ＧＥＮは、通信周波数ｆ₀で第１の混合器ＭＬ１に復調信号ＬＯｉを供給し、第２の混合器ＭＬ２に、変調信号Ｌｏｉとの直交信号ＬＯｑを供給する。次に、第１の混合器ＭＬ１及び第２の混合器ＭＬ２は、有用信号と周波数２ｆ₀で変調した信号との和である信号を出力する。

次に、復調段は、それぞれ第１の混合器ＭＬ１及び第２の混合器ＭＬ２に接続した第１のローパス・フィルタＬＰ１及び第２のローパス・フィルタＬＰ２を備える。ローパス・フィルタＬＰ１、ＬＰ２は、混合器ＭＬ１、ＭＬ２が出力した信号の２ｆ₀にあるスペクトル成分をフィルタ処理する。

次に、ＢＰＳＫ受信モジュールＲｃＡ＿Ｂｐｓｋは、着信したＢＰＳＫ信号をサンプリングするサンプリング段を備える。サンプリング段は、それぞれ第１のローパス・フィルタＬＰ１及び第２のローパス・フィルタＬＰ２の出力に接続した第１の可変利得増幅器ＡＭＰ１及び第２の可変利得増幅器ＡＭＰ２を備える。次に、サンプリング段は、それぞれ第１の可変利得増幅器ＡＭＰ１及び第２の可変利得増幅器ＡＭＰ２に接続した第１のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）ＡＤ１及び第２のアナログ・デジタル変換器ＡＤ２を備える。可変利得増幅器ＡＭＰ１、ＡＭＰ２の利得は、第１の送受信器Ａに属するフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ型のプログラム可能回路ＣＬＰによって調整されることに留意されたい。可変利得増幅器ＡＭＰ１、ＡＭＰ２は、アナログ・デジタル変換器ＡＤ１、ＡＤ２の入力信号を減衰させ、アナログ・デジタル変換器ＡＤ１、ＡＤ２の動的性能に影響を与えずに、アナログ・デジタル変換器ＡＤ１、ＡＤ２の分解能を減少させるようにする。

更に、第１の送受信器Ａには、ＢＰＳＫ変調器を含むＢＰＳＫ送信モジュールＥｍＡ＿Ｂｐｓｋを含む。

最後に、第１の送受信器Ａは、デジタル信号プロセッサＰＳＣを備え、デジタル信号プロセッサＰＳＣは、例えば基準周波数誤差の計算、自己相関の計算、又はビーコンＸの測位計算を実施する。

非限定的な実施形態では、第２の送受信器Ｂ及び第３の送受信器Ｃは、第１の送受信器Ａと同一である。代替的に、第２の送受信器Ｂ及び第３の送受信器Ｃは、ＢＰＳＫ送信モジュール以外の第１の送受信器Ａの全ての構成要素を備える。

図３は、上記に提示した位置特定システムによる実施に適した、ビーコンＸの２Ｄ位置特定方法ＭＥＴＨの非限定実施形態のステップの概略図である。

図４に示すＥｔｐ＿Ｅｍ＿ＦｓｋＡでは、第１の送受信器ＡのＦＳＫ送信モジュールＥｍＡ＿Ｆｓｋは、第１の長距離低速ＦＳＫ信号ＦｓｋＡを送信する（この速度は、例えば毎秒１０Ｋビット未満である）。この信号を「始動信号」と呼ぶ。あらゆる他の種類の変調を使用できることに留意されたい。始動信号ＦｓｋＡは、ビーコンＸを位置特定する要求、続いて第１の送受信器Ａの識別アドレス（例えばヘキサデシマル・アドレス）を含む。「ＦＳＫ要求／アドレス信号」は、ＦＳＫでデジタル符号化要求／アドレスにより変調した搬送波を意味する。始動信号ＦｓｋＡは、ビーコンＸにより受信するだけでなく、第２の送受信器Ｂ及び第３の送受信器Ｃによっても受信する。実際には、ビーコンＸの受信モジュールＦＳＫ ＲｃＸ＿Ｆｓｋ、及び３つの送受信器Ａ、Ｂ及びＣの受信モジュールＲｃＡ＿Ｆｓｋ、ＲｃＢ＿Ｆｓｋ、ＲｃＣ＿Ｆｓｋは、最初に検出モードにある。このモードでは、ＦＳＫ受信モジュールＲｃＸ＿Ｆｓｋ、ＲｃＡ＿Ｆｓｋ、ＲｃＢ＿Ｆｓｋ、ＲｃＣ＿Ｆｓｋは、受信モジュールに到達したＦＳＫ信号、特にあらゆる近くの干渉デバイスからの信号を連続的に受信し、始動信号ＦｓｋＡ等の特定のＦＳＫ信号の識別を試みる。このシナリオは限定的ではないことに留意されたい。ビーコンＸがわずかなエネルギーしか使用しないことが望ましい場合、異なるモードで動作させることができる。このモードでは、始動信号ＦｓｋＡは、一定の瞬間でビーコンＸから送信され、この信号は、パルスＢＰＳＫ（又は他の種類の変調）信号によって直接追跡される。したがって、ビーコンＸは、永続的に待機モードにあり、（例えば内部タイマ又はイベントに基づき）時間ごとに起動するだけであり、送信モードのみの状態に置かれる（これにより有利には受信モードでのエネルギー消費をなくす）。

ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Δｅ_ABでは、第２の送受信器Ｂは、着信した始動信号ＦｓｋＡを使用して、第２の送受信器Ｂの基準周波数ｆ_refBと第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAとの間の誤差Δｅ_ABの範囲を計算する。このことを達成するために、ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Δｅ_ABは、以下のサブステップを含む。

−サブステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Δｅ_AB＿Ａｎでは、第２の送受信器Ｂは、そのＦＳＫ受信モジュールＲｃＢ＿Ｆｓｋによって連続的に受信した信号の周波数スペクトルの動的な展開を分析し、上記周波数スペクトルは、上述の通信周波数ｆ₀の中心をなす。周波数スペクトルは、有利には、着信信号の離散フーリエ変換によって得られる。（例えばほぼ数キロヘルツの）特徴的な周波数ホッピングを受けた線を識別した場合、この線は、起動信号ＦｓｋＡに帰する。

−サブステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Δｅ_AB＿Ｅｃでは、第２の送受信器Ｂは、この特徴線と周波数スペクトルの中心周波数との間の偏差を計算する。実際には、第１の送受信器Ａの基準周波数及び第２の送受信器Ｂの基準周波数が完全に同期した場合、特徴線は、周波数スペクトルの中心にあることになる。しかし、周波数スペクトルの分解能は制限されるため、偏差を正確に計算することができず、偏差の範囲のみを計算することが可能である。この偏差範囲は、第２の送受信器Ｂの基準周波数ｆ_refBと第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAとの間の誤差Δｅ_ABの範囲である。

ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Δｅ_ACでは、第３の送受信Ｃは、着信した始動信号ＦｓｋＡを使用して、第３の送受信器Ｃの基準周波数ｆ_refCと第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAとの間の誤差Δｅ_ACの範囲を計算する。このステップは、ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Δｅ_ABと同様に実施する。

図５及び図６に示すステップＥｔｐ＿Ｅｍ＿ＦｓｋＸでは、ビーコンＸのＦＳＫ送信モジュールＥｍＸ＿Ｆｓｋは、第２の長距離低速ＦＳＫ信号ＦｓｋＸを送信する（この速度は、例えば毎秒１０Ｋビット未満である）。この信号を「起動信号」と呼ぶ。起動信号ＦｓｋＸは、送信器Ａ、Ｂ、ＣのＢＰＳＫ受信手段ＲｃＡ＿Ｂｐｓｋ、ＲｃＢ＿Ｂｐｓｋ、ＲｃＣ＿Ｂｐｓｋの起動要求ＲｑＡｃｔ、続いて、ビーコンＸの識別アドレスＡｄｒｅＸ（例えばヘキサデシマル・アドレス）を含む。例示的起動信号ＦｓｋＸを図７に概略的に示す。図示の例では、起動信号ＦｓｋＸの送信は３０ミリ秒継続する。起動信号ＦｘｋＸの最初の１４ミリ秒は、起動要求ＲｑＡｃｔを含む一方で、最後の１６ミリ秒は、識別アドレスＡｄｒＸを含む。図６に示すように、起動信号ＦｓｋＸは、３つの送受信器Ａ、Ｂ及びＣのＦＳＫ受信モジュールＲｃＡ＿Ｆｓｋ、ＲｃＢ＿Ｆｓｋ、ＲｃＣ＿Ｆｓｋが依然として検出モードＭｄ＿Ｄｅｔ＿Ｆｓｋにあるときに送受信器Ａ、Ｂ及びＣのそれぞれによって受信される。

ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Δｅ_XAでは、第１の送受信器Ａは、着信した起動信号ＦｓｋＸを使用して、第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAとビーコンＸの基準周波数ｆ_refXとの間の誤差Δｅ_XAの範囲を計算する。このステップは、ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Δｅ_ABと同様に実施する。

ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Δｅ_XBでは、第２の送受信器Ｂは、着信した起動信号ＦｓｋＸを使用して、第２の送受信器Ｂの基準周波数ｆ_refBとビーコンＸの基準周波数ｆ_refXとの間の誤差Δｅ_XBの範囲を計算する。このステップは、ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Δｅ_ABと同様に実施する。

ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Δｅ_XCでは、第３の送受信器Ｃは、着信した起動信号ＦｓｋＸを使用して、第３の送受信器Ｃの基準周波数ｆ_refCとビーコンＸの基準周波数ｆ_refXとの間の誤差Δｅ_XCの範囲を計算する。このステップは、ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Δｅ_ABと同様に実施する。

ステップＥｔｐ＿Ａｃｔ＿Ｂｐｓｋでは、起動要求ＲｑＡｃｔの受信に応答して、送受信器Ａ、Ｂ、Ｃは、これらのＢＰＳＫ受信モジュールＲｃＡ＿Ｂｐｓｋ、ＲｃＢ＿Ｂｐｓｋ、ＲｃＣ＿Ｂｐｓｋを起動し、この時、ＢＰＳＫ受信モジュールＲｃＡ＿Ｂｐｓｋ、ＲｃＢ＿Ｂｐｓｋ、ＲｃＣ＿Ｂｐｓｋは、図６に示すように検出モードＭｄ＿Ｄｅｔ＿Ｂｐｓｋにある。このモードでは、ＢＰＳＫ受信モジュールＲｃＡ＿Ｂｐｓｋ、ＲｃＢ＿Ｂｐｓｋ、ＲｃＣ＿Ｂｐｓｋは、受信モジュールに到達したＢＰＳＫ信号、特にあらゆる近くの干渉デバイスからの信号を連続的に受信し、特定のＢＰＳＫ信号の識別を試みる。

図５及び図６に示すステップＥｔｐ＿Ｅｍ＿ＢｐｓｋＸでは、ビーコンＸのＢＰＳＫ送信モジュールＥｍＸ＿Ｂｐｓｋは、第１のパルス信号ＢｐｓｋＸを高速（例えば毎秒１Ｍｂ）且つ狭帯域（例えばブルートゥース（登録商標）周波数帯幅）内で送信する。第１のパルス信号ＢｐｓｋＸは、擬似ランダム信号シーケンスによって同相で変調した（ビーコンＸの時間ベース内の）通信周波数ｆ₀で搬送波の形態を取る。擬似ランダム・シーケンスは、ある期間内にランダムな値を有する周期的なバイナリ・シーケンスである。第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの例を図７に概略的に示す。あらゆる他の種類の変調（例えばＱＰＳＫ、ＦＳＫ、ＧＦＳＫ又はＯＯＫ）を想定できることに留意されたい。図示の例では、第１のパルス信号ＢｐｓｋＸは、起動信号ＦｓｋＸの後、０．５ミリ秒送信され、１ミリ秒持続する。したがって、第１のパルス信号ＢｐｓｋＸは、起動信号ＦｓｋＸと比較すると非常に短い。第１のパルス信号ＢｐｓｋＸは、３つの送受信器Ａ、Ｂ及びＣのそれぞれによって受信され、図６に示すように、送受信器Ａ、Ｂ及びＣのＢＰＳＫ受信モジュールＲｃＡ＿Ｂｐｓｋ、ＲｃＢ＿Ｂｐｓｋ、ＲｃＣ＿Ｂｐｓｋは、検出モードＭｄ＿Ｄｅｔ＿Ｂｐｓｋにある。

図８に示すステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XAでは、第１の送受信器Ａは、そのＢＰＳＫ受信モジュールＲｃＡ＿Ｂｐｓｋによって受信した第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの自己相関を実施し、第１の相関ピークＰ_XAを検出する。第１の自己相関ピークＰ_XAを特に図９に示す。ステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XAは、以下のサブステップを含む。

−第１のサブステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿Ｄｅｍでは、受信した第１のパルス信号ＢｐｓｋＸを復調する。

−サブステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿Ｅｃｈでは、第１の復調パルス信号をあるサンプリング周波数でサンプリングし、Ｎ個のサンプルを含むパルス・シーケンスＳｅｑＸを生成するようにし、ここで、Ｎは正の整数である。上記パルス・シーケンスＳｅｑＸは、例えば１９，５００個のサンプルを含む。

−サブステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿ＡｊＮでは、ゼロ値をもつＮ個のサンプルをパルス・シーケンスＳｅｑＸの最後に追加し、２Ｎ個のサンプルの拡張シーケンスを生成する。例えば、Ｎが１９，５００の値を有する場合、拡張シーケンスは３９，０００個のサンプルを有する。ゼロパディングとして公知であるこのサブステップにより、最大値を見つけるために、第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの周波数スペクトルの精密さを高めることが可能になる。

−サブステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿ＦＦＴでは、例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アルゴリズムを使用するＤＦＴによって、拡張シーケンスの周波数スペクトルＳｐｅｃＸを計算する。周波数スペクトルＳｐｅｃＸは長さ２Ｎのものであることに留意されたい

−ステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿Ｓｅｌでは、プロトタイプＰｒｏｔｏ_SelをＲ個のプロトタイプ（Ｐｒｏｔｏ_i）_i=1…Rの中から選択し、Ｒは２を超える整数である。プロトタイプＰｒｏｔｏ_iは、あるサンプリング周波数でサンプリングしたＢＰＳＫ信号の周波数スペクトルであり、周波数スペクトルにゼロ値をもつＮ個のサンプルを追加してある。上記ＢＰＳＫ信号は、上述の擬似ランダム信号シーケンスによって変調した周波数ｆ₀＋δｆ_iの搬送波の形態を取る。一実施形態では、プロトタイプ（Ｐｒｏｔｏ_i）_i=1…Rは、第１の送受信器Ａのレジスタ内に事前に記憶する。そのような場合、周波数ｆ₀＋δｆ_iは所定のものである。代替的に、プロトタイプ（Ｐｒｏｔｏ_i）_i=1…Rは、第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAとビーコンＸの基準周波数ｆ_refXとの間の誤差範囲Δｅ_XAの関数として、第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの受信時に生成し、上記誤差範囲Δｅ_XAは、ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Δｅ_XAで計算してある。そのような場合、周波数偏差（δｆ_i）_i=1…Rは、誤差範囲Δｅ_XA内に含まれるように選択し、そのため、前記誤差範囲Δｅ_XAは、様々な周波数偏差（δｆ_i）_i=1…Rによって完全に含まれる。例えば、１とＲとの間に含まれる全てのｉに関して、δｆ_i＝ｉ／Ｒ・Δｅ_XAである。

どちらの場合も、プロトタイプ選択サブステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿Ｓｅｌは、以下のサブステップを含む：

−サブステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿Ｓｅｌ＿Ｍｕｌｔでは、周波数スペクトルＳｐｅｃＸに、Ｒ個のプロトタイプ（Ｐｒｏｔｏ_i）_i=1…Rのそれぞれを掛け、これにより、Ｒ個の乗積信号（Ｓｇｐ_i）_i=1…Rが生成される。

−サブステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿Ｓｅｌ＿Ｔｒａｎｓでは、各乗積信号（Ｓｇｐ_i）_i=1…Rを時間領域内で転置する。各乗積信号（Ｓｇｐ_i）_i=1…Rは、現実には自己相関ピーク（Ｐｃ_i）_i=1…Rであるピークを表す。実際、周波数領域内での乗算は、時間領域内での相関に等しい。更に、時間領域内での相関を実施する計算よりも、周波数領域内での乗算を実行する計算をより少なく実施する必要があることに留意されたい。時間領域内の相関アルゴリズムの複雑さは、Ｏ（ｎ²）である一方で、周波数領域内では、Ｏ（ｎ・ｌｏｇ（ｎ））である。

−サブステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿Ｓｅｌ＿Ｃｏｍｐでは、自己相関ピーク（Ｐｃ_i）_i=1…Rの振幅を比較する。その乗積信号Ｓｇｐ_Selが最高の自己相関ピークＰｃ_Selを表すプロトタイプＰｒｏｔｏ_Selを選択する。したがって、選択したプロトタイプＰｒｏｔｏ_Selは、最も確実で可能な自己相関ピーク識別に対して自己相関ピーク・トゥ・ノイズ比を最大にするものである。選択したプロトタイプＰｒｏｔｏ_Selの周波数偏差δｆ_Selは、ビーコンの基準周波数ｆ_refXと第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAの間の誤差ｅ_XAの推定値であることに留意されたい。この推定値は、Ｒがより多いほどより正確である。

−サブステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿ＡｊＭでは、ゼロパディングの原理に従ってゼロ値をもつＭ個のサンプルを周波数スペクトルＳｐｅｃＸの中心に追加し、Ｎ＋Ｍ＋Ｎ個のサンプルを含む拡張周波数スペクトルを作成するようにし、ここで、Ｍは正の整数である。このサブステップにより、第１のパルス信号のサンプリング周波数ＢｐｓｋＸを人工的に増大可能にし、信号を時間領域に内挿するようにする。例えば、Ｎが１９０００の値を有する場合、Ｍ＝１０４８５７６−３９０００点が追加される。内挿により、周波数スペクトルに対応する時間信号の最大値の形状を微細に決定することを可能にする。

−サブステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿Ｍｕｌｔでは、拡張周波数スペクトルに、拡張選択プロトタイプを掛け、これにより乗積シーケンスＳｅｑ_Prodを生成する。拡張選択プロトタイプは、選択プロトタイプＰｒｏｔｏ_Selであり、選択プロトタイプＰｒｏｔｏ_Selの中心に、ゼロ値をもつＭ個のサンプルを追加してある。

−サブステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿Ｔｒａｎｓでは、例えば逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）によって乗積シーケンスを時間領域内に転置する。乗積シーケンスは、自己相関ピークである、第１の自己相関ピークＰ_XAを示す。第１の自己相関ピークＰ_XAは、サブステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿ＡｊＭのために高分解能であり、サブステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿Ｓｅｌのために低振幅である。転置された乗積シーケンスは、マルチパス無線信号伝搬に起因して、特に、ビーコンＸと第１の送受信器Ａとの間の様々な障害に対する第１の信号ＢｐｘｋＸの屈折又は反射のために、いくつかの自己相関ピークを有し得ることに留意されたい。この時、第１の自己相関ピークＰ_XAは、時間内に検出された１番目のピークである。

ステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XBでは、第２の送受信器Ｂは、受信した第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの自己相関を実施し、第２の相関ピークＰ_XBを検出する。第２の自己相関ピークＰ_XBを特に図９に示す。このステップは、ステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XAと同様に実施する。当然、第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAとビーコンＸの基準周波数ｆ_refXとの間の誤差範囲Δｅ_XAは、第２の送受信器Ｂの基準周波数ｆ_refBとビーコンＸの基準周波数ｆ_refXとの間の誤差範囲Δｅ_XBに取って代わる。

ステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XCでは、第３の送受信器Ｃは、受信した第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの自己相関を実施し、第３の相関ピークＰ_XCを検出する。第３の自己相関ピークＰ_XCを図９に示す。このステップは、ステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XAと同様に実施する。当然、第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAとビーコンＸの基準周波数ｆ_refXとの間の誤差範囲Δｅ_XAは、第３の送受信器Ｃの基準周波数ｆ_refcとビーコンＸの基準周波数ｆ_refXとの間の誤差範囲Δｅ_XCに取って代わる。

図１０に示すステップＥｔｐ＿Ｅｍ＿ＢｐｓｋＡでは、第１の送受信器Ａは、第２の高速狭帯域パルスＢＰＳＫ信号ＢｐｓｋＡを送信する。第２のパルス信号ＢｐｓｋＡは、上述の擬似ランダム信号シーケンスによって同相に変調した（第１の送受信器Ａの局部発振器がもたらす時間ベース内の）通信周波数ｆ₀で搬送波の形態を取る。第２のパルス信号ＢｐｓｋＡは、第２の送受信器Ｂ及び第３の送受信器Ｃによって受信され、図６に示すように、送受信器Ｂ及びＣのＢＰＳＫ受信モジュールＲｃＢ＿Ｂｐｓｋ、ＲｃＣ＿Ｂｐｓは、依然として検出モードＭｄ＿Ｄｅｔ＿Ｂｐｓｋにある。

ステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_ABでは、第２の送受信器Ｂは、受信した第２のパルス信号ＢｐｓｋＡの自己相関を実施し、第４の相関ピークＰ_ABを検出する。第４の自己相関ピークＰ_ABを図９に示す。このステップは、ステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XAと同様に実施する。当然、第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAとビーコンＸの基準周波数ｆ_refXとの間の誤差範囲Δｅ_XAは、第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAと第２の送受信器Ｂの基準周波数ｆ_refBとの間の誤差範囲Δｅ_ABに取って代わる。このステップでは、より具体的にはサブステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_AB＿Ｓｅｌ＿Ｃｏｍｐでは、第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAと第２の送受信器Ｂの基準周波数ｆ_refBとの間の誤差ｅ_ABを推定することに留意されたい。

ステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_ACでは、第３の送受信器Ｃは、受信した第２のパルス信号ＢＰＳＫ信号ＢｐｓｋＡの自己相関を実施し、第５の相関ピークＰ_ACを検出する。第５の自己相関ピークＰ_ACを図９に示す。このステップは、ステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XAと同様に実施する。当然、第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAとビーコンＸの基準周波数ｆ_refXとの間の誤差範囲Δｅ_XAは、第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAと第３の送受信器Ｃの基準周波数ｆ_refCとの間の誤差範囲Δｅ_ABに取って代わる。このステップ、より具体的にはサブステップＥｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_AC＿Ｓｅｌ＿Ｃｏｍｐでは、第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAと第３の送受信器Ｃの基準周波数ｆ_refCとの間の誤差ｅ_ACを推定することに留意されたい。

ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Ｔ_Aでは、第１の送受信器Ａは、第１の自己相関ピークＰ_XAに関連する時間（第１の送受信器Ａによる、ビーコンＸが送信した第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの受信時間である）と、第１の送受信器Ａによる第２のパルス信号ＢｐｓｋＡの送信時間との間の時間差Ｔ_Aを計算する。時間差Ｔ_Aを図９に示す。

ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Ｔ_Bでは、第２の送受信器Ｂは、第２の自己相関ピークＰ_XBに関連する時間（第２の送受信器Ｂによる、ビーコンＸが送信した第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの受信時間である）と、第４の自己相関ピークＰ_ABに関連する時間（第２の送受信器Ｂによる、第１の送受信器Ａが送信した第２のパルス信号ＢｐｓｋＡの受信時間である）との間の時間差Ｔ_Bを計算する。当然、この時間差Ｔ_Aは、第２の送受信器Ｂの局部発振器がもたらす時間ベース内で表される。時間差Ｔ_Bを図９に示す。

ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Ｔ_B'では、第２の送受信器Ｂは、第１の送受信器Ａの局部発振器がもたらす時間ベースにおける時間差Ｔ_Bの転置に対応する時間差Ｔ_B'を計算する。時間差Ｔ_B'は、時間差Ｔ_Bに、第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAと第２の送受信器Ｂの基準周波数ｆ_refBとの間の誤差ｅ_ABを掛けたもの等しい。
Ｔ_B'＝Ｔ_B・ｅ_AB

図１１に示すステップＥｔｐ＿Ｔｒ＿Ｔ_B'では、第２の送受信器Ｂは、第１の送受信器Ａに時間差Ｔ_B'を送信する。代替的に、第２の送受信器Ｂは、第１の送受信器Ａに時間差Ｔ_B、及び第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAと第２の送受信器Ｂの基準周波数ｆ_refBとの間の誤差ｅ_ABを送信する。この場合、時間差Ｔ_ABの計算を実施するのは第１の送受信器Ａである。

ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Ｔ_Cでは、第３の送受信器Ｃは、第３の自己相関ピークＰ_XCに関連する時間（第３の送受信器Ｃによる、ビーコンＸが送信した第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの受信時間である）と、第５の自己相関ピークＰ_ACに関連する時間（第３の送受信器Ｃによる、第１の送受信器Ａが送信した第２のパルス信号ＢｐｓｋＡの受信時間である）との間の時間差ＴＣを計算する。当然、この時間差Ｔ_Cは、第３の送受信器Ｃの局部発振器がもたらす時間ベース内で表される。時間差Ｔ_Cを図９に示す。

ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Ｔ_C'では、第３の送受信器Ｃは、第１の送受信器Ａの局部発振器がもたらす時間ベースにおける時間差Ｔ_Cの転置に対応する時間差Ｔ_C'を計算する。時間差Ｔ_C'は、時間差Ｔ_Cに、第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAと第３の送受信器Ｃの基準周波数ｆ_refCとの間の誤差ｅ_ACを掛けたものに等しい。
Ｔ_C'＝ＴＣ・ｅ_AC

図１１に示すステップＥｔｐ＿Ｔｒ＿Ｔ_C'では、第３の送受信器Ｃは、第１の送受信器Ａに時間差Ｔ_C'を送信する。代替的に、第３の送受信器Ｃは、第１の送受信器Ａに時間差Ｔ_C、及び第１の送受信器Ａの基準周波数ｆ_refAと第３の送受信器Ｃの基準周波数ｆ_refCとの間の誤差ｅＡＣを送信する。この場合、時間差Ｔ_C'の計算を実施するのは第１の送受信器Ａである。

ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿Δｔでは、第１の送受信器Ａは、以下の関係によって定義した飛行時間Δｔ₁、Δｔ₂及びΔｔ₃を計算する：
ＸＡ−ＡＢ＝Δｔ₁・ｃ₀
ＸＡ−ＸＣ＝Δｔ₂・ｃ₀
ＸＢ−ＸＣ＝Δｔ₃・ｃ₀
式中、ＸＡは、ビーコンＸと第１の送受信器Ａとを隔てる（未知の）距離であり、ＸＢは、ビーコンＸと第２の送受信器Ｂとを隔てる（未知の）距離であり、ＸＣは、ビーコンＸと第３の送受信器Ｃとを隔てる（未知の）距離であり、ＡＢは、ビーコンＸと第２の送受信器Ｂとを隔てる（送受信器Ａによって既知の）距離であり、ｃ₀は、様々なデバイスＡ、Ｂ、Ｃ、Ｘの間で交換した信号の伝搬速度である。

したがって、飛行時間差Δｔ₁は、ビーコンＸによる第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの送信と第１の送受信器Ａによる第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの受信との間の時間差、及び第１の送受信器Ａによる第２のパルス信号ＢｐｓｋＡの送信と第２の送受信器Ｂによる第２のパルス信号ＢｐｓｋＡの受信との間の時間差に対応する。更に、飛行時間差Δｔ₂は、ビーコンＸによる第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの送信と第１の送受信器Ａによる第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの受信との間の時間差、及びビーコンＸによる第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの送信と第３の送受信器Ｃによる第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの受信との間の時間差に対応する。最後に、飛行時間差Δｔ₃は、ビーコンＸによる第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの送信と第２の送受信器Ｂによる第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの受信との間の時間差、及びビーコンＸによる第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの送信と第３の送受信器Ｃによる第１のパルス信号ＢｐｓｋＸの受信との間の時間差に対応する。

飛行時間差Δｔ₁、Δｔ₂及びΔｔ₃は、以下の式に従って第１の送受信器Ａによって計算する。
Δｔ₁＝Ｔ_A−（Ｔ_B’−ＡＢ／ｃ₀）
Δｔ₂＝Ｔ_A−（Ｔ_C’−ＡＣ／ｃ₀）
Δｔ₃＝Ｔ_B’−ＡＢ／ｃ₀−（Ｔ_C’−ＡＣ／ｃ₀）

ステップＥｔｐ＿Ｃａｌ＿ＰｏｓＸでは、第１の送受信器Ａは、３つの未知数（ＸＡ、ＸＢ、ＸＣ）により以下の系の３つの式：
ＸＡ＝Δｔ₁・ｃ₀＋ＡＢ
ＸＣ＝ＸＡ−Δｔ₂・ｃ₀
ＸＢ＝Δｔ₃・ｃ₀＋ＸＣ
を解き、ビーコンＸの位置ＰｏｓＸを推定する。

上記のステップの全ては、第１の送受信器ＡがビーコンＸの少なくとも２つの位置を有するように再度実施することができる。次に、方法ＭＥＴＨは、例えば平均値により、少なくとも２つの位置から最後の位置を計算する更なるステップＥｔｐ＿Ｆｉｌｔ＿ＰｏｓＸを含む。

図１２に示すステップＥｔｐ＿Ｔｒ＿ＰｏｓＸでは、Ａは、Ｘの位置ＰｏｓＸを第２の送受信器Ｂ、第３の送受信器Ｃ、ビーコンＸ及び集中ユニットに送信する。代替的に、第１の送受信器Ａは、Ｘの位置Ｐｏｓ＿Ｘをこれらのデバイスのうち１つ、２つ又は３つのみに送信する。

当然、上記に示したステップの順番は、ステップをあらゆる他の技術的に可能な順番で実施することができるため、限定するものではない。

たった今示した説明から、当業者は、特許請求の範囲によって定義する本発明の範囲から逸脱することなく、ビーコンの位置特定方法及びシステムのいくつかの変形形態を考案することができる。例えば、３つの送受信器Ａ、Ｂ、Ｃを備える２Ｄ位置特定システムを提示した。しかし、更なる送受信器を位置特定システム内に統合することにより、ビーコンの３Ｄ位置特定、即ち、必ずしも高度がゼロではないビーコンの位置特定を達成することが可能である。しかし、基本的な位置特定の原理は、依然として同じである。

Ａ 第１の送受信器
Ｂ 第２の送受信器
Ｃ 第３の送受信器
Ｘ ビーコン

Claims (7)

1. 第１の送受信器（Ａ）、第２の送受信器（Ｂ）及び第３の送受信器（Ｃ）によるビーコン（Ｘ）の位置特定方法（ＭＥＴＨ）であって、前記ビーコン（Ｘ）、前記第１の送受信器（Ａ）、前記第２の送受信器（Ｂ）及び前記第３の送受信器（Ｃ）のそれぞれは、理論上は同じ基準周波数（ｆ_ref）で発振するが、実際には周波数ドリフトのために異なる基準周波数（ｆ_refA、ｆ_refB、ｆ_refC）で発振する局部発振器を備え、前記方法（ＭＥＴＨ）は、
   −前記第１の送受信器（Ａ）によって始動信号（ＦｓｋＡ）と呼ばれる信号を送信するステップ（Ｅｔｐ＿Ｅｍ＿ＦｓｋＡ）であって、前記始動信号（ＦｓｋＡ）は、前記第２の送受信器（Ｂ）及び前記第３の送受信器（Ｃ）によって受信される、ステップ、
   −前記始動信号（ＦｓｋＡ）により、前記第１の送受信器（Ａ）の前記基準周波数（ｆ_refA）と前記第２の送受信器（Ｂ）及び前記第３の送受信器（Ｃ）の前記基準周波数（ｆ_refB、ｆ_refC）との間の誤差（ｅ_AB、ｅ_AC）を計算するステップ、
   −前記ビーコン（Ｘ）により、第１のパルス信号（ＢｐｓｋＸ）を送信するステップ（Ｅｔｐ＿Ｅｍ＿ＢｐｓｋＸ）であって、前記第１のパルス信号（ＢｐｓｋＸ）は、前記第１の送受信器（Ａ）、前記第２の送受信器（Ｂ）及び前記第３の送受信器（Ｃ）によって受信される、ステップ、
   −前記第１の送受信器（Ａ）により、第２のパルス信号（ＢｐｓｋＡ）を送信するステップ（Ｅｔｐ＿Ｅｍ＿ＢｐｓｋＡ）であって、前記第２のパルス信号（ＢｐｓｋＡ）は、前記第２の送受信器（Ｂ）及び前記第３の送受信器（Ｃ）によって受信される、ステップ、
   −前記誤差（ｅ_AB、ｅ_AC）により、前記第１のパルス信号（ＢｐｓｋＸ）と前記第２のパルス信号（ＢｐｓｋＡ）との間の飛行時間の少なくとも３つの飛行時間差（Δｔ₁、Δｔ₂、Δｔ₃）を計算するステップ（Ｅｔｐ＿Ｃａｌ＿Δｔ）であって、各前記飛行時間差（Δｔ₁、Δｔ₂、Δｔ₃）は、前記第１の送受信器（Ａ）の基準時間内で計算する、ステップ、並びに
   −前記飛行時間差（Δｔ₁、Δｔ₂、Δｔ₃）により前記ビーコン（Ｘ）の位置を計算するステップ（Ｅｔｐ＿Ｃａｌ＿ＰｏｓＸ）を含み、
   前記送受信器（Ａ、Ｂ、Ｃ）が受信する前記第１のパルス信号（ＢｐｓｋＸ）及び前記第２のパルス信号（ＢｐｓｋＡ）の自己相関ステップ（Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ _XA 、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ _XB 、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ _XC 、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ _AB 、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ _AC ）を更に含み、前記自己相関により、自己相関ピーク（Ｐ _XA 、Ｐ _XB 、Ｐ _XC 、Ｐ _AB 、Ｐ _AC ）の検出及び選択を可能にし、前記飛行時間差（Δｔ ₁ 、Δｔ ₂ 、Δｔ ₃ ）は、前記自己相関ピーク（Ｐ _XA 、Ｐ _XB 、Ｐ _XC 、Ｐ _AB 、Ｐ _AC ）により計算し、
   前記第１のパルス信号及び前記第２のパルス信号（ＢｐｓｋＸ、ＢｐｓｋＡ）の各前記自己相関ステップ（Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ _XA 、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ _XB 、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ _XC 、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ _AB 、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ _AC ）は、
   −前記第１のパルス信号及び前記第２のパルス信号（ＢｐｓｋＸ、ＢｐｓｋＡ）の周波数スペクトル（ＳｐｅｃＸ）を計算するサブステップ（Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ _XA ＿ＦＦＴ）、
   −周波数ｆ ₀ ＋δｆ _Sel で、前記周波数スペクトル（ＳｐｅｃＸ）と第２の周波数スペクトルとを乗じるサブステップ（Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ _XA ＿Ｍｕｌｔ）であって、式中、ｆ ₀ は、前記第１のパルス信号及び前記第２のパルス信号（ＢｐｓｋＸ、ＢｐｓｋＡ）の周波数であり、δｆ _Sel は、前記第１のパルス信号及び前記第２のパルス信号（ＢｐｓｋＸ、ＢｐｓｋＡ）を送信する前記デバイス（Ｘ、Ａ）と、前記第１のパルス信号及び前記第２のパルス信号（ＢｐｓｋＸ、ＢｐｓｋＡ）を受信する前記送受信器（Ａ、Ｂ、Ｃ）との間の基準周波数誤差であり、前記第２の周波数スペクトルを選択プロトタイプ（Ｐｒｏｔｏ _Sel ）と呼ぶ、サブステップ、並びに
   −乗積シーケンス（Ｓｅｑ _Prod ）と呼ぶ前記乗算の結果を時間領域内で転置するサブステップ（Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ _XA ＿Ｔｒａｎｓ）
   を含む、位置特定方法（ＭＥＴＨ）。
2. 各前記自己相関ステップ（Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XB、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XC、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_AB、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_AC）は、複数の検出可能な自己相関ピークの中から、ある時間スケール上で検出した前記第１のピーク（Ｐ_XA、Ｐ_XB、Ｐ_XC、Ｐ_AB、Ｐ_AC）の選択をすることを含む、請求項１に記載の位置特定方法（ＭＥＴＨ）。
3. 前記第１のパルス信号及び前記第２のパルス信号（ＢｐｓｋＸ、ＢｐｓｋＡ）の各前記自己相関ステップ（Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XB、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XC、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_AB、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_AC）は、前記乗積シーケンス（Ｓｅｑ_Prod）を内挿するサブステップ（Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿ＡｊＭ）を含む、請求項１または２に記載の位置特定方法（ＭＥＴＨ）。
4. 前記各自己相関ステップ（Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XB、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XC、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_AB、Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_AC）は、前記選択プロトタイプ（Ｐｒｏｔｏ_Sel）を選択するサブステップ（Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿Ｓｅｌ）を含み、前記サブステップ（Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿Ｓｅｌ）は、
   −前記周波数スペクトル（ＳｐｅｃＸ）に、Ｒ個のプロトタイプ（Ｐｒｏｔｏ_i）_i=1…Rの中からの各プロトタイプ（Ｐｒｏｔｏ_i）を乗算するサブステップ（Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿Ｓｅｌ＿Ｍｕｌｔ）であって、前記Ｒは、２を超える整数であり、前記プロトタイプ（Ｐｒｏｔｏ_i）は、周波数ｆ₀＋δｆ_iにおける信号の周波数スペクトルであり、式中、ｆ₀は、前記パルス信号（ＢｐｓｋＸ、ＢｐｓｋＡ）の周波数であり、δｆ_iは、１ｋＨｚ未満であり、前記乗算によりＲ個の乗積信号（Ｓｇｐ_i）_i=1…Rを生成する、サブステップ、
   −時間領域内で各前記乗積信号（Ｓｇｐ_i）_i=1…Rを転置するサブステップ（Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿Ｓｅｌ＿Ｔｒａｎｓ）、及び
   −前記乗積信号（Ｓｇｐ_i）_i=1…Rの最大値（Ｐｃ_i）_i=1…Rの振幅を比較するサブステップ（Ｅｔｐ＿Ａｕｔ＿Ｐ_XA＿Ｓｅｌ＿Ｃｏｍｐ）であって、前記プロトタイプは、最高の最大値（Ｐｃ_Sel）が前記選択プロトタイプ（Ｐｒｏｔｏ_Sel）であることを示す、サブステップ
   を含む、請求項１から３のうちいずれか一項に記載の位置特定方法（ＭＥＴＨ）。
5. 前記ビーコン（Ｘ）による前記始動信号（ＦｓｋＡ）の受信時に実施する、
   −前記ビーコン（Ｘ）によって、３つの送受信器（Ａ、Ｂ、Ｃ）の受信モジュール（ＲｃＡ＿Ｂｐｓｋ、ＲｃＢ＿Ｂｐｓｋ ＲｃＣ＿Ｂｐｓｋ）の起動要求（ＲｑＡｃｔ）を含む起動信号（ＦｓｋＸ）と呼ぶ信号を送信するステップ（Ｅｔｐ＿Ｅｍ＿ＦｓｋＸ）であって、前記受信モジュールは、前記第１のパルス信号（ＢｐｓｋＸ）及び前記第２のパルス信号（ＢｐｓｋＡ）を取得するように構成する、ステップ、並びに
   −前記始動信号（ＦｓｋＡ）により、前記ビーコン（Ｘ）の前記基準周波数（ｆ_refX）と前記３つの送受信器（Ａ、Ｂ、Ｃ）の前記基準周波数（ｆ_refA、ｆ_refB、ｆ_refC）との間の誤差（ｅ_XA、ｅ_XB、ｅ _XC）を計算するステップ、
   を含む、請求項１から４のうちいずれか一項に記載の位置特定方法（ＭＥＴＨ）。
6. 前記始動信号（ＦｓｋＡ）又は前記起動信号（ＦｓｋＸ）を送信する前記デバイス（Ｘ、Ａ）と、前記始動信号及び前記起動信号（ＦｓｋＡ、ＦｓｋＸ）を受信する前記３つの送受信器（Ａ、Ｂ、Ｃ）との間の周波数誤差（ｅ_AB、ｅ_AC、ｅ_XA、ｅ_XB、ｅ_XC）を計算する前記各ステップは、
   −前記始動信号（ＦｓｋＡ）の特徴線を識別するために、前記３つの送受信器（Ａ、Ｂ、Ｃ）によって受信した信号の周波数スペクトルの時間的な展開を分析すること（Ｅｔｐ＿Ｃａｌ＿Δｅ_AB＿Ａｎ）、
   −前記３つの送受信器（Ａ、Ｂ、Ｃ）の前記局部発振器がもたらす時間ベースにおいて、前記始動信号（ＦｓｋＡ）の変調周波数（ｆ₀）と前記特徴線の周波数との間の誤差範囲（Δｅ_AB、Δｅ_AC、Δｅ_XA、Δｅ_XB、Δｅ_XC ）を計算すること（Ｅｔｐ＿Ｃａｌ＿Δｅ_AB＿Ｅｃ）、及び
   −前記誤差範囲（Δｅ_AB、Δｅ_AC、Δｅ_XA、Δｅ_XB、Δｅ_XC ）により、前記誤差（ｅ_AB、ｅ_AC、ｅ_XA、ｅ_XB、ｅ_XC）を計算すること
   を含む、請求項５に記載の位置特定方法（ＭＥＴＨ）。
7. Ｒ個の前記プロトタイプ（Ｐｒｏｔｏ_i）_i=1…Rは、１とＲとの間に含まれる任意のｉに対して、δｆ_i＝ｉ／Ｒ・Δｅであり、式中、Δｅは、前記誤差範囲であり、前記デバイス（Ｘ、Ａ）は、前記第１のパルス信号及び前記第２のパルス信号（ＢｐｓｋＸ、ＢｐｓｋＡ）を送信し、３つの送受信器（Ａ、Ｂ、Ｃ）は、前記第１のパルス信号及び前記第２のパルス信号（ＢｐｓｋＸ、ＢｐｓｋＡ）を受信している、請求項４又は６に記載の位置特定方法（ＭＥＴＨ）。

Images