JP6538366B2 - Direction of arrival estimation device - Google Patents

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Description

本発明は、無線通信信号を用いて送信機が存在する方位を推定する技術に関する。   The present invention relates to a technique for estimating the direction in which a transmitter is present using a wireless communication signal.

従来、被測定系から送信された高UHF帯(数GHz)の無線通信信号を、測定系が有するアレーアンテナの各エレメントで受信し、その受信信号の受信強度や位相情報に基づいて被測定系からの無線通信信号の到来方向や、被測定系と測定系の相対位置を求める技術が知られている。そして、これら被測定系および測定系の周囲に、電波を反射する反射物が存在すると、測定系では、被測定系から直接到来する直接波だけでなく、反射物に反射してから到来する反射波も受信する。従って、被測定系が位置する方向を正しく検出するには、直接波と反射波を識別することが必要となる。これを実現する技術の一つとして、測定系を移動させることで異なる2地点で無線通信信号を受信し、両地点での無線通信信号の到来方向の角度変化から直接波と反射波を選別する技術が知られている(特許文献1参照)。   Conventionally, the wireless communication signal in the high UHF band (several GHz) transmitted from the system under test is received by each element of the array antenna of the measurement system, and the system under test is based on the reception strength and phase information of the received signal. There is known a technique for obtaining an arrival direction of a wireless communication signal from the sensor and a relative position of a measurement system and a measurement system. Then, if there is a reflector that reflects radio waves around these measured systems and measurement systems, in the measurement system, not only direct waves coming directly from the measured systems but also reflections that are reflected from the reflectors and then come I also receive waves. Therefore, in order to correctly detect the direction in which the measured system is located, it is necessary to distinguish between the direct wave and the reflected wave. As one of the techniques to realize this, by moving the measurement system, wireless communication signals are received at two different points, and the direct wave and the reflected wave are sorted from the angle change of the arrival direction of the wireless communication signal at both points A technology is known (see Patent Document 1).

特開2006−125993号公報JP, 2006-125993, A

しかしながら、従来技術は、測定系(特にアレーアンテナ)の位置を移動させる必要があり、測定系の位置が固定されている条件下では、適用することができないという問題があった。   However, the prior art needs to move the position of the measurement system (in particular, the array antenna), and can not be applied under the condition where the position of the measurement system is fixed.

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、アレーアンテナの位置が固定されていても反射波と直接波の選別を実現する技術の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of these problems, and it is an object of the present invention to provide a technique for realizing sorting of reflected waves and direct waves even if the position of the array antenna is fixed.

本発明の到来方向推定装置は、アレーアンテナを構成するm(mは3以上の整数)個のアンテナエレメントからの受信信号に従って、到来波の到来方向を推定するものであり、第1方位候補算出部と、直接波選定部と、到来方向決定部とを備える。   The arrival direction estimation apparatus of the present invention estimates the arrival direction of an arrival wave according to the received signals from m (m is an integer of 3 or more) antenna elements constituting an array antenna, and calculates the first direction candidate. And a direct wave selection unit, and an arrival direction determination unit.

第1方位候補算出部は、アレーアンテナを、それぞれがn(1<n<m)個のアンテナエレメントからなり、且つ該アンテナエレメントの配列方向の中心位置が互いに異なるように選択した複数の部分アレーアンテナのそれぞれについて、該部分アレーアンテナからの受信信号に従って到来波の到来方向を求める。直接波選定部は、第1方位候補算出部にて部分アレーアンテナ毎に求められた各到来波の到来方向を比較することによって、送信元から直接到来する直接波を選定する。到来方向決定部は、直接波選定部にて選定された直接波の到来方向を用いて、到来方向の推定結果を決定する。   The first orientation candidate calculation unit is a plurality of partial arrays in which the array antenna is selected such that each includes n (1 <n <m) antenna elements, and the center positions of the antenna elements in the arrangement direction are different from each other. For each of the antennas, the arrival direction of the incoming wave is determined according to the received signal from the partial array antenna. The direct wave selection unit selects the direct wave that directly arrives from the transmission source by comparing the arrival directions of the arrival waves obtained for each partial array antenna in the first direction candidate calculation unit. The arrival direction determination unit determines the estimation result of the arrival direction using the arrival direction of the direct wave selected by the direct wave selection unit.

このような構成によれば、単一のアレーアンテナを、中心位置が互いに異なるように設定された複数の部分アンテナとして使用することにより、位置の異なる複数地点での受信信号が得られるため、アレーアンテナを移動させることなく、直接波と反射波を選別することができる。   According to such a configuration, by using a single array antenna as a plurality of partial antennas whose center positions are set to be different from each other, received signals at a plurality of points at different positions can be obtained. Direct waves and reflected waves can be sorted without moving the antenna.

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。   In addition, the code | symbol in the parentheses described in the claim shows correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later as one aspect, Comprising: The technical scope of this invention is limited. is not.

位置推定システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing composition of a position presumption system. アレーアンテンの構成および部分アレーアンテナの設定を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of an array antenna, and the setting of a partial array antenna. 直接波到来方向推定処理のフローチャートである。It is a flowchart of a direct wave arrival direction estimation process. 直接波到来方向推定処理中で実行する直接波選定処理のフローチャートである。It is a flowchart of a direct wave selection process performed during a direct wave arrival direction estimation process. 直接波と反射波の選別に使用する各パラメータを示す説明図である。It is an explanatory view showing each parameter used for classification of a direct wave and a reflected wave. 部分アレーアンテナの他の設定方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other setting method of a partial array antenna.

以下に本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
[構成]
位置推定システム1は、図1に示すように、被測定装置(送信側装置)2と、測定装置(受信側装置)3とを備える。被測定装置2は、例えば、携帯電話機やスマートキーなどからなり、測定装置3は、例えば車両に搭載される車載器として構成される。
Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
[Constitution]
The position estimation system 1 includes a device to be measured (transmission side device) 2 and a measurement device (reception side device) 3 as shown in FIG. The device to be measured 2 includes, for example, a mobile phone, a smart key, and the like, and the measuring device 3 is configured as, for example, an on-vehicle device mounted on a vehicle.

被測定装置2は、アンテナ21、送信機22、通信制御器23を備える。送信機22は、アンテナ21を介して高UHF帯(数GHz)を使用し所定の通信規格(例えば、WiFi(登録商標)やBluetooth (登録商標))に従った無線通信信号を送信する。通信制御器23は、無線通信信号を使用した通信を制御する。以下では、被測定装置2が送信する電波を「指定波」ともいう。   The device under test 2 includes an antenna 21, a transmitter 22, and a communication controller 23. The transmitter 22 transmits a wireless communication signal according to a predetermined communication standard (for example, WiFi (registered trademark) or Bluetooth (registered trademark)) using the high UHF band (several GHz) through the antenna 21. The communication controller 23 controls communication using a wireless communication signal. Hereinafter, the radio wave transmitted by the device under test 2 is also referred to as a “designated wave”.

測定装置3は、第1アレーアンテナ31と、第2アレーアンテナ32と、第1受信部33と、第2受信部34と、位置推定部35とを備える。
第1および第2アレーアンテナ31,32は、図2に示すように、いずれも水平方向に配列されたm(mは3以上の正数、図ではm=8)個のアンテナエレメントE1〜Emで構成されている。また、両アレーアンテナ31,32は、少なくとも水平方向に異なる位置に配置される。
The measuring device 3 includes a first array antenna 31, a second array antenna 32, a first receiving unit 33, a second receiving unit 34, and a position estimating unit 35.
As shown in FIG. 2, the first and second array antennas 31, 32 each have m (m is a positive number of 3 or more, m = 8 in the figure) antenna elements E1 to Em arranged in the horizontal direction. It consists of Further, both array antennas 31 and 32 are disposed at different positions at least in the horizontal direction.

図1に戻り、第1受信部33は、第1アレーアンテナ31からの受信信号に従って、受信した指定波の到来方向を推定し、その推定結果である第1推定方位DR1を位置推定部35に供給する。第2受信部34は、第2アレーアンテナ32からの受信信号に従って、受信した指定波の到来方向を推定し、その推定結果である第2推定方位DR2を位置推定部35に供給する。   Referring back to FIG. 1, the first receiving unit 33 estimates the arrival direction of the received designated wave according to the received signal from the first array antenna 31, and transmits the estimated first direction DR 1, which is the estimation result, to the position estimating unit 35. Supply. The second receiving unit 34 estimates the arrival direction of the received designated wave in accordance with the received signal from the second array antenna 32, and supplies the second estimated direction DR2 that is the estimation result to the position estimating unit 35.

第1受信部33および第2受信部34は、同様の構成をしているため、ここでは第1受信部33の構成についてのみ説明する。第1受信部33は、エレメント切替器331と、受信機332と、直接波到来方向推定部333とを備える。エレメント切替器331は、第1アレーアンテナ31を構成する各アンテナエレメントE1〜Emからの受信信号を入力し、直接波到来方向推定部333からの指示に従って選択されたアンテナエレメントからの受信信号を受信機332に供給する。なお、図2に示すように、全てのアンテナエレメントを選択する設定をY0、アレーアンテナの一端(図では左端)からn(図ではn=4)個のアンテナエレメントを選択する設定をY1、アレーアンテナの他端(図では右端)からn個のアンテナエレメントを選択する設定をY2と表記する。設定Y1またはY2によって選択されるアンテナエレメントによって構成されるアレーアンテナを、以下では、部分アレーアンテナと呼ぶ。部分アレーアンテナを構成するアンテナエレメントの数(以下「エレメント数」という)nは、同時に受信する可能性のある到来波(直接波と反射波の合計数)の最大数をpとして、n=p+1に設定される。   The first receiving unit 33 and the second receiving unit 34 have the same configuration, so only the configuration of the first receiving unit 33 will be described here. The first reception unit 33 includes an element switching unit 331, a receiver 332, and a direct wave arrival direction estimation unit 333. The element switching unit 331 receives the reception signal from each of the antenna elements E1 to Em configuring the first array antenna 31, and receives the reception signal from the antenna element selected according to the instruction from the direct wave arrival direction estimation unit 333. Supply to the machine 332. As shown in FIG. 2, the setting to select all antenna elements is Y0, and the setting to select n (n = 4 in the drawing) antenna elements from one end (left end in the drawing) of the array antenna is Y1, the array A setting for selecting n antenna elements from the other end (right end in the drawing) of the antenna is denoted as Y2. An array antenna configured by antenna elements selected by the setting Y1 or Y2 is hereinafter referred to as a partial array antenna. The number n of antenna elements constituting the partial array antenna (hereinafter referred to as “the number of elements”) is n = p + 1 where p is the maximum number of incoming waves (total number of direct waves and reflected waves) that can be received simultaneously. Set to

図1に戻り、受信機332は、エレメント切替器331を介して供給される受信信号をサンプリングして直接波到来方向推定部333に供給する。直接波到来方向推定部333は、CPU,ROM,RAMを備えた周知のマイクロコンピュータからなり、受信機332から供給されるサンプリングされた受信信号(以下、受信データという)を処理することによって直接波の到来方向を推定する直接波到来方向推定処理を実行する。   Returning to FIG. 1, the receiver 332 samples the reception signal supplied via the element switching unit 331 and supplies it to the direct wave arrival direction estimation unit 333. The direct wave arrival direction estimation unit 333 is formed of a known microcomputer having a CPU, a ROM, and a RAM, and processes the sampled received signal (hereinafter referred to as received data) supplied from the receiver 332 to thereby generate a direct wave. Execute direct wave arrival direction estimation processing to estimate the arrival direction of

位置推定部35は、第1受信部33で推定された第1推定方位DR1、第2受信部34で推定された第2推定方位DR2、第1アレーアンテナ31と第2アレーアンテナ32の設置間隔等に従い、周知の三角測量の手法を用いて指定波の送信元である被測定装置2の位置を推定する。   The position estimation unit 35 estimates the first estimated direction DR1 estimated by the first receiver 33, the second estimated direction DR2 estimated by the second receiver 34, and the installation interval of the first array antenna 31 and the second array antenna 32. The position of the device to be measured 2 which is the transmission source of the designated wave is estimated using a known triangulation method according to the above.

[直接波到来方向推定処理]
ここで、直接波到来方向推定部333が実行する直接波到来方向推定処理の詳細を、図3に示すフローチャートを用いて説明する。本処理は、測定装置3を搭載する車両のバッテリからの給電がある限り繰り返し起動される。
[Direct wave arrival direction estimation processing]
Here, details of the direct wave arrival direction estimation processing executed by the direct wave arrival direction estimation unit 333 will be described using the flowchart shown in FIG. 3. The present process is repeatedly activated as long as power is supplied from the battery of the vehicle on which the measuring device 3 is mounted.

本処理が起動すると、直接波到来方向推定部333として機能するCPUは、S110にて、エレメント切替器331の設定をY0に初期化する。
続くS120では、指定波を受信するまで待機し、指定波を受信するとS130に進む。
When this process starts, the CPU functioning as the direct wave arrival direction estimation unit 333 initializes the setting of the element switch 331 to Y0 in S110.
In the following S120, the process waits until the designated wave is received, and when the designated wave is received, the process proceeds to S130.

S130では、全てのアンテナエレメントからの受信信号を用いて、MUSIC等の高分解能方位推定処理を実行することにより、全ての到来波の到来方向を推定する。
続くS140では、S120での処理によって検出された全ての到来方向を、方位候補としてメモリに保存する。
In S130, high resolution azimuth estimation processing such as MUSIC is performed using the reception signals from all antenna elements to estimate the arrival directions of all incoming waves.
At S140, all incoming directions detected by the process at S120 are stored in the memory as azimuth candidates.

続くS150では、部分アレーアンテナを利用して、直接波を選定する直接波選定処理(後述する)を実行する。
続くS160では、S140で保存された方位候補のうち、S150にて直接波に選定された到来波について後述のS230で推定された到来方向に最も近いものを、直接波の到来方向の推定結果に決定して、本処理を終了する。
At S150, the partial array antenna is used to execute a direct wave selection process (described later) for selecting a direct wave.
In the following S160, among the direction candidates stored in S140, for the arrival wave selected as the direct wave in S150, the one closest to the arrival direction estimated in S230 described later is the estimation result of the arrival direction of the direct wave. It decides and ends this processing.

[直接波選定処理]
先のS150で実行する直接波選定処理の詳細を、図4,図5を参照して説明する。
本処理では、図4に示すように、まずS210にて、エレメント切替器331の切替設定に使用するパラメータiを1に初期化する。
[Direct wave selection process]
The details of the direct wave selection process executed in S150 above will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
In this process, as shown in FIG. 4, first, at S210, the parameter i used for the switching setting of the element switching device 331 is initialized to one.

続くS220では、エレメント切替器331の設定をYiにする。
続くS230では、指定波を受信するまで待機する。指定波を受信すると、S240にて、設定Yiに対応する部分アレーアンテナを構成する各アンテナエレメントからの受信信号を用いて、指定波の到来方向θia,θib,…を推定する。なお、到来波の違いをa,b,c,…で表すものとする(図5参照)。
In the subsequent S220, the setting of the element switching device 331 is set to Yi.
In the subsequent S230, the process waits until the designated wave is received. When the designated wave is received, the arrival directions θia, θib,... Of the designated wave are estimated at S240 using the reception signals from the respective antenna elements constituting the partial array antenna corresponding to the setting Yi. In addition, the difference of an arrival wave shall be represented by a, b, c, ... (refer FIG. 5).

続くS250では、パラメータiをインクリメントする。
続くS260では、パラメータiがエレメント切替器331の切替設定の数、即ち、部分アレーアンテナの種類の数であるImax(ここではImax=2)以上であるか否かを判断する。
In the subsequent S250, the parameter i is incremented.
In the following S260, it is determined whether or not the parameter i is equal to or more than the number of switching settings of the element switch 331, that is, Imax (Imax = 2 here) which is the number of types of partial array antennas.

i<Imaxであれば、未処理の切替設定があるものとしてS220に戻り、i≧Imaxであれば、全ての切替設定について処理が終了しているものとして、S270に進む。   If i <Imax, there is an unprocessed switch setting, and the process returns to S220. If i ≧ Imax, the process proceeds to S270, assuming that all switch settings have been completed.

S270は、検出された到来波a,b,…毎に、各部分アレーアンテナで検出された到来方向の角度差Δθa,Δθb,…を算出する(図5参照)。なお、異なる切替設定で検出された二つの到来方向が、同一到来波によるものであるか否かは、両到来方向の角度差が所定範囲内にあるか否かによって判断する。   In S270, angle differences Δθa, Δθb,... Of the directions of arrival detected by the partial array antennas are calculated for each of the detected arrival waves a, b,. Note that whether or not the two incoming directions detected with different switching settings are due to the same incoming wave is determined depending on whether or not the angle difference between the two incoming directions is within a predetermined range.

なお、Imax≧3の場合は、i,j=1〜Imax、i≠j、x=a,b,c,…として、切替設定の全ての組み合わせ(i,j)について、角度差Δθijx=|θix−θjx|を算出し、到来波x毎に得られた複数の角度差Δθijxの平均値または多数決によって決めた値を、その到来波xの角度差Δθxとする。   In the case of Imax ≧ 3, it is assumed that i, j = 1 to Imax, i ≠ j, x = a, b, c,... And angle difference Δθ ijx = | for all combinations (i, j) of switching setting. θix−θjx | is calculated, and an average value of a plurality of angular differences Δθ ijx obtained for each incoming wave x or a value determined by a majority decision is taken as an angular difference Δθx of the incoming wave x.

続くS280では、S270にて、到来波毎に求められた角度差Δθxが最大の到来波を直接波に選定して本処理を終了する。
なお、角度差の比較によって直接波と反射波を選別できることは、例えば、特許文献1に詳述されているため、ここでは説明を省略する。
In the subsequent S280, in S270, an incoming wave with the largest angular difference Δθx obtained for each incoming wave is selected as a direct wave, and the present process is ended.
The fact that direct waves and reflected waves can be sorted by comparing the difference in angle is described in detail in, for example, Patent Document 1, and therefore the description thereof is omitted here.

[効果]
以上説明したように、位置推定システム1を構成する測定装置3は、単一のアレーアンテナ31を、中心位置が互いに異なるように設定された複数の部分アンテナとして使用することにより、位置の異なる複数地点での受信信号を得るようにされているため、測定装置3を移動させることなく、直接波と反射波の選別を実現することができる。
[effect]
As described above, the measuring device 3 constituting the position estimation system 1 uses the single array antenna 31 as a plurality of partial antennas set so that the center positions are different from each other, thereby making the plurality of positions different. Since the reception signal at the point is obtained, it is possible to realize the sorting of the direct wave and the reflected wave without moving the measuring device 3.

また、測定装置3では、部分アレーアンテナからの受信信号を用いて推定した低解像度の到来方向によって直接波を選定し、その直接波の到来方向としては、全てのアレーアンテナからの受信信号を用いて推定した高解像度の到来方向を用いている。これにより、精度の高い到来方向の推定結果を得ることができる。   Also, in the measuring device 3, direct waves are selected according to the low resolution arrival direction estimated using the reception signal from the partial array antenna, and the reception signals from all array antennas are used as the arrival direction of the direct wave. It uses the high-resolution arrival direction estimated by This makes it possible to obtain highly accurate estimation results of the direction of arrival.

[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。
[Other embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention can take various forms, without being limited to the said embodiment.

(1)上記実施形態では、直接波到来方向推定部333および位置推定部35の機能を、マイクロコンピュータが実行する処理によって実現している。ただし、これらの各部をソフトウェアによって実現することはあくまでも一例であり、その全体または一部を例えばロジック回路等のハードウェアにて実現してもよい。   (1) In the above embodiment, the functions of the direct wave arrival direction estimation unit 333 and the position estimation unit 35 are realized by processing executed by a microcomputer. However, implementing these units by software is merely an example, and the whole or a part thereof may be implemented by hardware such as a logic circuit.

(2)上記実施形態では、部分アレーアンテナとして、m個のアレーアンテナの一端からn個のアンテナエレメントを選択するもの、および他端からn個のアンテナエレメントを選択するものを使用している。図2では、n=m/2の関係を有するように設定されているが、これに限定されるものではなく、図6(a)や(b)に示すように、2≦n≦m−1の範囲で任意に設定することができる。但し、nを大きくするほど、両部分アレーアンテナの位置差が小さくなるため、角度差の分解能が劣化するが、エレメント数が増えるため検出可能な到来波の数が増大し、逆に、nを小さくするほど、角度差の分解能が劣化するが、検出可能な到来波数が減少する。   (2) In the above embodiment, as the partial array antennas, one for selecting n antenna elements from one end of m array antennas and one for selecting n antenna elements from the other end are used. In FIG. 2, although it is set to have a relation of n = m / 2, it is not limited to this, and as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), 2 ≦ n ≦ m− It can be set arbitrarily within the range of 1. However, as n increases, the positional difference between both partial array antennas decreases, so the resolution of the angle difference degrades, but the number of elements increases, and the number of detectable arrival waves increases. The smaller the difference is, the lower the resolution of the angular difference but the smaller the number of detectable arrival waves.

また、部分アレーアンテナは、必ずしも両端に設定する必要はなく、各部分アンテナの中心位置が異なっていればよい。図6(c)に示すように、アレーアンテナの全エレメント数がm、部分アレーアンテナのエレメント数がnであれば、(m−n+1)種類の部分アレーアンテナを設定することができ、そのうちの任意の二つ以上を使用することができる。   Further, the partial array antennas do not necessarily have to be set at both ends, as long as the central positions of the partial antennas are different. As shown in FIG. 6C, if the total number of elements of the array antenna is m and the number of elements of the partial array antenna is n, (m−n + 1) types of partial array antennas can be set, and Any two or more can be used.

(3)上記実施形態では、アレーアンテナ全体を使用して求めた到来方向を直接波の到来方向としているが、部分アレーアンテナを使用して求めた到来方向を、そのまま直接波の到来方向としてもよい。   (3) In the above embodiment, although the direction of arrival determined using the entire array antenna is the direction of arrival of the direct wave, the direction of arrival determined using the partial array antenna may be used directly as the direction of arrival of the direct wave. Good.

(4)上記実施形態では、使用する部分アレーアンテナの設定に応じてエレメント切替器331を切り替えて、設定毎に受信信号を取得し直しているが、アレーアンテナを構成する全てのアンテナエレメントの受信信号を一括して取得してメモリに記憶し、部分アレーアンテナに関する処理を実行する際には、対応するアンテナエレメントからの受信信号の記憶値を読み出して処理するようにしてもよい。この場合、エレメント切替器331を省略できるため装置構成を簡略化することができる。   (4) In the above embodiment, the element switch 331 is switched according to the setting of the partial array antenna to be used, and the reception signal is reacquired for each setting. The signals may be acquired at one time and stored in the memory, and when executing the processing related to the partial array antenna, the stored value of the received signal from the corresponding antenna element may be read out and processed. In this case, since the element switching device 331 can be omitted, the device configuration can be simplified.

(5)上記実施形態における一つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を一つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。   (5) The function possessed by one component in the above embodiment may be distributed to a plurality of components, or the function possessed by a plurality of components may be integrated into one component. Further, at least a part of the configuration of the above embodiment may be replaced with a known configuration having the same function. In addition, part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Further, at least a part of the configuration of the above-described embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other above-described embodiment. In addition, all the aspects contained in the technical thought specified only by the words described in the claim are an embodiment of the present invention.

(6)本発明は、到来方向推定装置(第1受信部33,第2受信部34)の他、到来方向推定装置を構成要素とする装置(測定装置3)やシステム(位置推定システム1)など、種々の形態で実現することもできる。   (6) In the present invention, in addition to the arrival direction estimation apparatus (the first receiver 33 and the second receiver 34), an apparatus (measurement apparatus 3) or system (position estimation system 1) having the arrival direction estimation apparatus as a component It can also be realized in various forms.

1…位置推定システム 2…被測定装置 3…測定装置 21…アンテナ 22…送信機 23…通信制御器 31…第1アレーアンテナ 32…第2アレーアンテナ 33…第1受信部 34…第2受信部 35…位置推定部 331…エレメント切替器 332…受信機 333…直接波到来方向推定部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Position estimation system 2 ... Device under test 3 ... Measurement device 21 .. Antenna 22 ... Transmitter 23 ... Communication controller 31 ... 1st array antenna 32 ... 2nd array antenna 33 ... 1st receiving part 34 ... 2nd receiving part 35 Position estimation unit 331 Element switching device 332 Receiver 333 Direct wave arrival direction estimation unit

Claims (5)

アレーアンテナ(31,32)を構成するm(mは3以上の整数)個のアンテナエレメントからの受信信号に従って、到来波の到来方向を推定する到来方向推定装置(33,34)であって、
前記アレーアンテナを、それぞれがn(1<n<m)個の前記アンテナエレメントからなり、且つ該アンテナエレメントの配列方向の中心位置が互いに異なるように選択した複数の部分アレーアンテナのそれぞれについて、該部分アレーアンテナからの受信信号に従って受信した全ての到来波の到来方向を求める第1方位候補算出部(333:S210〜S260)と、
前記第1方位候補算出部にて前記部分アレーアンテナ毎に求められた各到来波の到来方向を比較することによって、送信元から直接到来する直接波を選定する直接波選定部(333:S270〜S280)と、
前記直接波選定部にて選定された直接波の到来方向を用いて、到来方向の推定結果を決定する到来方向決定部(333:S110〜S140,S160)と、
を備え、
前記到来方向決定部は、
前記部分アレーアンテナを構成するアンテナエレメントより多くのアンテナエレメントからの受信信号に従って前記到来波の到来方向を推定する第2方位候補算出部(333:S110〜S140)と、
前記2方位候補算出部にて算出された到来方向のうち、前記直接波選定部にて選定された直接波の到来方向に最も近いものを選択して前記推定結果とする選択手段(333:S160)と、
を備えることを特徴とする到来方向推定装置。
An arrival direction estimation apparatus (33, 34) for estimating an arrival direction of an incoming wave according to reception signals from m (m is an integer of 3 or more) antenna elements constituting an array antenna (31, 32),
The array antenna is provided for each of a plurality of partial array antennas, each of which is composed of n (1 <n <m) of the antenna elements, and the center positions in the array direction of the antenna elements are different from each other. A first orientation candidate calculation unit (333: S210 to S260) for determining the arrival directions of all incoming waves received according to the reception signal from the partial array antenna;
A direct wave selection unit (333: S270 to S270) that selects direct waves coming directly from the transmission source by comparing the arrival directions of the incoming waves obtained for each of the partial array antennas in the first direction candidate calculation unit. S280),
An arrival direction determination unit (333: S110 to S140, S160) for determining an estimation result of the arrival direction using the arrival direction of the direct wave selected by the direct wave selection unit;
Equipped with
The arrival direction determination unit
A second orientation candidate calculation unit (333: S110 to S140) for estimating the arrival direction of the incoming wave according to the received signals from more antenna elements constituting the partial array antenna;
Selection means (333: selecting the one closest to the arrival direction of the direct wave selected by the direct wave selection unit among the arrival directions calculated by the second orientation candidate calculation unit as the estimation result S160),
An arrival direction estimation apparatus comprising:
前記直接波選定部は、前記第1方位候補算出部により、任意の二つの部分アレーアンテナで検出された各到来方向について、同じ到来波に基づく到来方向の角度差を求め、該角度差が最大となる前記到来波を、前記直接波に選定することを特徴とする請求項1に記載の到来方向推定装置。   The direct wave selection unit determines the angle difference of the arrival direction based on the same arrival wave for each arrival direction detected by any two partial array antennas by the first orientation candidate calculation unit, and the angle difference is the largest. The arrival direction estimation apparatus according to claim 1, wherein the arrival wave that is to be selected is the direct wave. 前記部分アレーアンテナが3個以上設定され、
前記直接波選定部は、前記部分アレーアンテナの全ての組み合わせについて前記角度差を算出し、前記到来波毎に前記角度差を平均または多数決した結果を用いて、前記直接波を選定することを特徴とする請求項2に記載の到来方向推定装置。
Three or more partial array antennas are set,
The direct wave selection unit calculates the angle difference for all combinations of the partial array antennas, and selects the direct wave using a result of averaging or majority determination of the angle difference for each incoming wave. The arrival direction estimation apparatus according to claim 2.
前記アンテナエレメントの個数mは、想定される反射波の最大数をpとして、m≧2×(p+1)を満たすように設定されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の到来方向推定装置。 The number m of the antenna element, the maximum number of the reflected wave is assumed as p, any claims 1, characterized according to claim 3 that is set so as to satisfy m ≧ 2 × (p + 1 ) An arrival direction estimation apparatus according to item 1. 前記部分アレーアンテナとして、前記アレーアンテナの一端から連続したn個のアンテナエレメントを使用するものと、前記アレーアンテナの他端から連続したn個のアンテナエレメントを使用するものとを用いることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の到来方向推定装置。 As the partial array antenna, one using n antenna elements continuous from one end of the array antenna and one using n antenna elements continuous from the other end of the array antenna are used. The arrival direction estimation apparatus according to any one of claims 1 to 4 .
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WO2018180535A1 (en) * 2017-03-27 2018-10-04 日本電気株式会社 Antenna angle adjustment device, antenna angle adjustment system, antenna angle adjustment method, and communications device
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2005001504A1 (en) * 2003-06-25 2006-07-27 富士通株式会社 Radio wave arrival direction estimation method and apparatus
JP4556025B2 (en) * 2004-10-28 2010-10-06 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 Direct wave arrival direction estimation device
JP2007303921A (en) * 2006-05-10 2007-11-22 Kddi Corp Signal source position estimation method
JP5311496B2 (en) * 2009-12-18 2013-10-09 学校法人慶應義塾 Position estimation system and program

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