JPWO2010041463A1 - 基地局装置及び測距方法 - Google Patents

Abstract

測距にＩＲ—ＵＷＢを用いた場合でも、所望のタグからの反射信号と不要波とを容易に識別することができ、測距の精度を向上させることができる測距装置及び測距方法を提供する。基地局を識別するためのＰビット（Ｐは自然数）からなる符号列で示されるリーダＩＤと、無線端末を識別するためのＱビット（Ｑは自然数）からなる符号列で示されるタグＩＤとを用い、Ｐ個のパルスを含み、リーダＩＤを示すＰビットの各々が１か０かによって各パルスがオンオフ変調されるユニークワードを生成し、ユニークワードを２×Ｍ個含むフレームを生成し、フレームをＱ個含むバーストを生成し、バーストを複数個含む送信信号を出力し、無線端末が前記タグＩＤを示すＱビットの各々が１か０かに基づいて送信信号をＡＳＫ変調した信号を、送信クロック周期のＭ分の１（Ｍは１以上の整数）ずつ位相の異なるタイミングで、サンプリング受信する。

Description

本発明は、例えばＵＷＢ（Ultra Wide Band）無線等の無線技術を利用する無線測距システムにおける、無線端末との距離を測定する基地局装置及び測距方法に関する。

無線測距システムでは、タグ等の無線端末と、リーダ等の基地局との間において無線通信を行い、無線端末の識別符号（識別ＩＤ）が多重された反射信号を基地局において受信し、その伝搬時間や方向等を検出する。これにより、無線端末と基地局の間の距離測定や、無線端末の位置測定を行う。このような無線測距システムでは、測定結果の信頼性や精度を高めるために、測定に用いる電波の特性を考慮してシステムを構成する必要がある。

従来のＵＷＢ無線を用いた測距装置としては、特許文献１に示されているように、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ａパケットを用いて、通信動作、測距（レンジング）動作及びパッシブレーダ動作（電波伝搬環境内の変化又は動きを検出すること、及び物体を追跡すること）を実行するものが知られている。この特許文献１で用いられる送信フォーマットを図１に示す。リーダは、電波伝搬環境内のタグの位置及び動きを、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ａパケットに含まれる特定のプリアンブル構造を用いることによって検出する。

１つのプリンアブルを含むパケットの系列がリーダにより受信され、各パケット内のプリアンブルが逆拡散される。そして、基準マルチパスプロファイルが更新されると共に、現時点で受信されているパケットの「現在のマルチパスプロファイル」が得られる。この「現在のマルチパスプロファイル」を「基準マルチパスプロファイル」と比較することにより、その電波伝播環境内の物体が検出される。また、グラウンドスキャッタ（Ground Scatter）、すなわち、壁面等がない開放地において反射波として最も強い大地反射波が除去され、物体の位置、動き等が検出される。

また、この先行文献には、ＵＷＢ測距装置をパッシブレーダに応用するために、受信したパケットに後続する各パケット内のプリアンブルから、各パケットの「現在のマルチパスプロファイル」を求め、求めた各パケットの「現在のマルチパスプロファイル」を「基準マルチパスプロファイル」と比較する方式が示されている。

従来の構成で仮定されているグラウンドスキャッタは、大地反射であるため、リーダが受信する信号の大多数を大地反射波が占める場合、リーダにおいて大地反射波は、パッシブタグからの反射信号よりも遅延量の大きい信号として検出される。また、リーダ、タグの高さが決定されている場合には、幾何学的な関係に基づいて、特定の時間領域の遅延プロファイルを容易に除去することができる。

特開２００８―０２６３１０号公報

しかしながら、現実には、パッシブ方式又はセミパッシブ方式では、ＩＤを検出すべきタグ（所望タグ）よりもリーダに近接している壁からの反射波が存在するような電波伝搬環境や、複数のタグが存在するような電波伝搬環境が想定されている。このような電波伝搬環境では、リーダに最も早く到着する先頭波を検出しても、検出した先頭波が、必ずしも所望のタグからの反射信号とは限らない。すなわち、先頭波が不要波である可能性がある。特に、測距にＩＲ―ＵＷＢを用いる場合には、不要波と、タグからの反射信号とが複数のパルスとして順次到来するため、先頭波を検出してもタグからの反射信号と不要波とを容易に識別することができない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、測距にＩＲ―ＵＷＢを用いた場合でも、所望のタグからの反射信号と不要波とを容易に識別することができ、測距の精度を向上させることができる基地局装置及び測距方法を提供することを目的とする。

本発明の基地局装置は、基地局装置を識別するためのＰビット（Ｐは自然数）からなる符号列で示されるリーダＩＤと、無線端末を識別するためのＱビット（Ｑは自然数）からなる符号列で示されるタグＩＤとを用いる無線測距システムにおける基地局装置であって、Ｐ個のパルスを含み、前記リーダＩＤを示すＰビットの各々が１か０かによって各パルスがオンオフ変調されるユニークワードを生成し、前記ユニークワードを２×Ｍ個含むフレームを生成し、前記フレームをＱ個含むバーストを生成し、前記バーストを複数個含む送信信号を出力するパルス発生手段と、前記無線端末が前記タグＩＤを示すＱビットの各々が１か０かに基づいて前記送信信号を変調した信号を、送信クロック周期のＭ分の１（Ｍは１以上の整数）ずつ位相の異なるタイミングで、サンプリング受信する受信手段と、を具備する構成を採る。

本発明の測距方法は、基地局装置を識別するためのＰビット（Ｐは自然数）からなる符号列で示されるリーダＩＤと、無線端末を識別するためのＱビット（Ｑは自然数）からなる符号列で示されるタグＩＤとを用いる無線測距システムの前記基地局装置における測距方法であって、Ｐ個のパルスを含み、前記リーダＩＤを示すＰビットの各々が１か０かによって各パルスがオンオフ変調されるユニークワードを生成し、前記ユニークワードを２×Ｍ個含むフレームを生成し、前記フレームをＱ個含むバーストを生成し、前記バーストを複数個含む送信信号を出力し、前記無線端末が前記タグＩＤを示すＱビットの各々が１か０かに基づいて前記送信信号をＡＳＫ変調した信号を、送信クロック周期のＭ分の１（Ｍは１以上の整数）ずつ位相の異なるタイミングで、サンプリング受信するようにした。

本発明によれば、測距にＩＲ―ＵＷＢを用いた場合でも、所望のタグからの反射信号と不要波とを容易に識別することができ、測距の精度を向上させることができる。

特許文献１に記載の送信フォーマットを示す図 電波伝搬環境を示す図 本発明の実施の形態１に係る測距装置の構成を示すブロック図 図３に示したリーダが送信する送信フォーマットの一例を示す図 タグの送信フォーマットの一例を示す図 バースト列と遅延プロファイルの関係を示す図 位相シフトサンプリングの動作を示す図 本発明の実施の形態２に係る無線測距システムの全体構成を示す図 本発明の実施の形態２に係るリーダ及びタグの機能的構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る無線測距システムの全体構成を示す図 本発明の実施の形態４に係る無線測距システムの全体構成を示す図 本発明の実施の形態５に係る無線測距システムの全体構成を示す図 本発明の実施の形態６に係る無線測距システムの全体構成を示す図 本発明の実施の形態７に係る無線測距システムの全体構成を示す図 本発明の実施の形態８に係る無線測距システムの全体構成を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図２（ａ）は、電波伝搬環境の一例を示す概略図である。基地局であるリーダ２０１から送出された電波は、所望タグ（ＴＡＧ１）２０２においてそのタグ自身を識別するためのタグＩＤが付加された後、再びリーダで反射信号として受信されることが望まれる。しかしながら、実際の電波伝搬環境には、所望タグの他にも数々の反射体が存在する。反射体としては、例えば、他のタグ（ＴＡＧ２）２０３、壁面２０４、リーダの近くに存在する反射物２０５、リーダから遠くに存在する反射物２０６などがある。これらの反射体からの反射波は、リーダ２０１で観測される遅延プロファイル上においては、それぞれ異なる遅延プロファイルのピークとして検出される。

リーダ２０１が送信する送信信号は、図２（ｂ）に示すように周期的に送出されるパルス列２１０を有する。これに対して、リーダ２０１が受信した信号の遅延プロファイル上では、図２（ｃ）に示すように、近接した反射物２０５の反射波を示すピーク２１１、ＴＡＧ１からの反射波を示すピーク２１２、遠方の反射物２０６の反射波を示すピーク２１３、ＴＡＧ２からの反射波を示すピーク２１４が検出される。図２（ｃ）は一例であるが、この図に示すように、最もレベルの大きい先頭波のピーク２１１が、所望タグからの反射波（ＴＡＧ１のタグＩＤが付加された信号）ではないことがありうる。

図２（ｃ）の場合は、先頭波２１１は、近接した反射物２０５からの反射波であるため、この信号を除去する必要がある。また、タグも複数あるため、所望のタグＩＤが付加された反射波（ピーク２１２）と他のタグＩＤが付加された反射波（ピーク２１４）とは、これらの遅延時間を用いて分離する必要がある。

図３は、本発明の実施の形態に係る測距装置の構成を示すブロック図である。図３において、タグ３００は、タグ受信アンテナ３０１、タグ送信アンテナ３０２を有する。なお、これらのアンテナは、分配器やサーキュレータ等を用いて共用化してもよい。リーダ３１０から送出された送信信号、例えば、ＩＲ−ＵＷＢパルス列信号は、タグ受信アンテナ３０１によって受信される。

まず、タグ３００の動作について説明する。タグ３００のタグＩＤ付加部３０４は、各タグに固有の識別ＩＤとして割り当てられたタグＩＤをメモリや配線論理により保持している。ＡＳＫ変調部３０３は、タグＩＤ付加部３０４に保持されているタグＩＤを読み出し、タグＩＤを示す符号列（ビット“０”とビット“１”からなる符号列）を用いて、リーダから受信したパルス列信号に対して、ＡＳＫ変調（Amplitude Shift Keying Modulation）をかける。タグ３００は、ＡＳＫ変調により得られた信号を、タグ送信アンテナ３０２から送出する。このＡＳＫ変調部３０３の動作は、一般的なパッシブタグやセミパッシブタグが、リーダからの連続搬送波に対してＡＳＫ変調をかけることにより、自身のタグＩＤをリーダへ返送する動作に類似している。

本実施の形態においては、タグ３００は、リーダ３１０から送信されたパルス列信号に対して、タグＩＤを用いて下記のようにＡＳＫ変調を行う。具体的には、タグＩＤの符号列を構成するビット“１”に対しては、リーダから送信されたパルス列をそのまま返送する。また、タグＩＤの符号列を構成するビット“０”に対しては、リーダから送信されたパルス列を返送しない。このような、パルス列を返送するか否かの切り替えは、例えば、下記の方法で実現できる。パッシブ方式の場合には、ＡＳＫ変調部３０３がタグ受信アンテナ端を不整合、整合で切り替えたり、またはタグ受信アンテナ、タグ送信アンテナ間を接続又は終端したりすることにより実現できる。また、セミパッシブ方式の場合には、ＡＳＫ変調部３０３が低雑音増幅回路（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）又はパワーアンプの電源をオン、オフすることにより実現できる。

次に、リーダ３１０の動作について説明する。リーダ３１０のリーダＩＤ保持部３１３は、各リーダに固有の識別ＩＤとして割り当てられたリーダＩＤをメモリや配線論理により保持している。送信パルス発生部３１２は、リーダＩＤ保持部３１３に保持されているリーダＩＤを読み出し、リーダＩＤの符号列に基づいて、ＯＯＫ（On-Off-Keying）変調を行う。これにより生成されたリーダＩＤに対応するパルス列が、リーダ送信アンテナ３１１から、送信信号として周期的に送信される。

リーダ受信アンテナ３１４は、タグ３００から返送され、タグＩＤが付加された反射信号（パルス列を含む）を受信する。リーダＩＤ相関演算部３１５は、リーダ受信アンテナ３１４によって受信された反射信号と、リーダＩＤ保持部３１３から読み出したリーダＩＤとのスライディング自己相関処理を行い、各周期に対応する複数の遅延プロファイルを生成する。生成された遅延プロファイルはピーク検出部３１６に出力される。

ピーク検出部３１６は、リーダＩＤ相関演算部３１５から出力された複数の遅延プロファイルに対してピークサーチを行い、不要波である反射波や、複数のタグから送出された反射信号を抽出する。抽出された反射波及び複数のタグから送出された反射信号は、タグＩＤ相関演算部３１８に出力される。

タグＩＤ保持部３１７は、リーダ３１０と予め関連付けられた、複数のタグＩＤをメモリや配線論理により保持している。タグＩＤ相関演算部３１８は、タグＩＤ保持部３１７に保持されている複数のタグＩＤの中から所望のタグＩＤを読み出し、読み出したタグＩＤと、ピーク検出部３１６から出力された信号との相関処理を行う。この相関処理により、タグＩＤ相関演算部３１８は、所望のタグＩＤと一致する遅延プロファイルを特定し、特定の遅延時間のピークの組を検出する。

先頭波検出部３１９は、所望のタグＩＤに対して、有意な相関のある遅延プロファイルを持つピークが複数個得られた場合、最も遅延時間の少ない遅延プロファイルのピーク（タグＩＤの先頭波）を検出し、検出されたピークを遅延時間測定部３２０に出力する。

遅延時間測定部３２０は、タグへの送信信号を送信した基準タイミングと、タグからの反射信号を受信したタイミングとを比較し、遅延時間、すなわち、リーダ３１０から送信された信号がタグ３００を介して再びリーダ３１０に受信されるまでに要した時間を抽出する。抽出された遅延時間は距離算出部３２１に出力される。

距離算出部３２１は、遅延時間測定部３２０から出力された遅延時間を用いて、タグとリーダとの距離を算出する。

図４は、図３に示したリーダ３１０が送信する送信フォーマットの一例を示す図である。図４（ａ）は、リーダ送信アンテナ３１１から送信されるパルス列を示す。これは、送信パルス発生部３１２が、リーダＩＤ保持部３１３に保持されているリーダＩＤの符号列に基づいてＯＯＫ変調を行うことにより生成したパルス列である。これにより、リーダＩＤに対応するパルス列が周期的に送信される。

図４（ａ）では、リーダＩＤが１２８個のパルスを用いて表される場合を仮定しているが、複数のリーダＩＤを一意に区別できるものであればパルス数には特に限定はない。パルス数の決定の基準は、システムに収容されるリーダ数に対応する。また、リーダＩＤとして信号処理利得を得る必要がある場合には、自己相関の高いＰＮ符号やＧＯＬＤ符号が用いられる。ここでは、リーダＩＤを表現する１２８パルスの系列をユニークワード（以下、「ＵＷ」という）と呼ぶ。図４（ｂ）に示すように、ＵＷは必ずｎ個（ｎは２以上）が一セットになって処理される。ここでは、この一セットをフレームと呼ぶ。

以下、１フレーム内のｎ個（本実施の形態では１６個）のＵＷが一セットになって処理される理由について説明する。リーダとタグとの間では、それぞれの動作の基準となる原振が位相同期しておらず、すなわち、非同期である。また若干の周波数誤差が生じる。従って、リーダからの送信信号を受信したタグは、リーダからの送信信号に含まれるＵＷと、反射信号に付加するタグＩＤとを同期した状態で送出するとは限らない。

また、ＵＷＢパルス列のパルス幅は送信クロック周期と同じであり、オーバーサンプリングすることができない。したがって、タグからの反射波を確実にサンプリングするためには、受信サンプリングタイミングを送信クロックの周期に対して位相シフトしてから、反射波をサンプリングすることが好ましい。特に、ＩＲ−ＵＷＢにおいて、パルスの周波数帯域幅が制限されている場合には、受信信号の波形が方形波に比較して三角波のような形状となるため、受信信号を位相シフトしてサンプリングすることは有効である。

これを実現するためには、リーダが、位相シフトされた受信信号をサンプリングできるような構成にすればよい。つまり、送信クロック周期の整数分の１ずつ、受信信号を位相シフトさせてサンプリングができるように、ｎ個のＵＷからなるセットを整数回送出する。例えば、位相シフト量をクロック周期の８分の１にする場合には、リーダ及びタグの非同期に対応する２回と、位相シフトに対応する８回の乗算として、ｎ＝２×８＝１６個のＵＷが１セットとして送信される。この１セットの連続信号が、図４（ｃ）のフレームである。

タグは、このフレーム１つに対して、１ビット分のＡＳＫ変調を行う。例えば、１２８ビットのタグＩＤをタグが送信する場合には、１２８フレームからなるパルス列の連続信号を送信することが必要となる。図４（ｄ）は、タグＩＤを送信するのに必要な１２８フレームを、１つのバーストとして表したものである。タグは、１つのバーストを用いてタグＩＤを１回送出することができる。なお、１つのバーストを構成するフレーム数は、タグＩＤを構成する複数のビット全てを送信することができれば、１２８に限定されない。

このようにして、リーダは、１つのバースト当たり、１２８パルス×１６ＵＷ×１２８フレームのパルス列を繰り返し送信し、このバーストを用いてタグＩＤの処理を行うことができる。送信クロックは時間基準となるためいつも一定周期であるが、受信動作は位相シフトクロックによりサンプリングされるため、周波数は送信クロックと受信クロックとで共通であるが、それぞれのクロックのタイミング（位相）は異なる。

図５は、タグの送信フォーマットの一例を示す図である。図５においては、説明の便宜上、リーダにおける受信サンプリングの位相シフトを行わない場合、すなわち、１フレームが２ＵＷの場合を示している。上述したように、タグとリーダとは非同期であるため、タグがタグＩＤを送信するタイミングは１つに決定されない。

図５の例では、ＵＷ５０１のタイミングで、スタートビットに相当するタグＩＤ符号“０”（５０４）が、タグ３００により付加され、リーダ３１０へ反射信号として送信されたとしている。タグＩＤを構成する符号列に含まれる１ビットは、１フレーム長、すなわち、ここでは、２ＵＷに相当する長さで送信される。したがって、リーダが送信するフレームの送信タイミングと、タグが送信するタグＩＤの送信タイミングがずれている場合でも、フレーム内の２個のＵＷのうち、前のＵＷか後のＵＷの一方のタイミングは、タグＩＤ符号（ビット“０”またはビット“１”）の符号変化点にかかってしまう。ところが、他方のタイミングのＵＷは、符号変化点にかからないため、タグＩＤを構成する符号列に含まれるビット“１”又はビット“０”を示す信号が、１つのＵＷにおいてＡＳＫ変調されて送信される。従って、１つのＵＷ区間でタグＩＤの変化点がない場合は、リーダとタグとが同期しているとみなされてタグＩＤ符号が送信され、リーダでは、ＵＷに同期したタグＩＤ符号が送信されたと判断し、このＵＷに対応するタグＩＤ符号を検出する。一方、１つのＵＷ内にタグＩＤ符号の変化点がある場合には、同期しないＵＷと見なし、リーダでは、このＵＷをタグＩＤ符号の検出に用いないこととする。

図５の場合、タグＩＤの送信タイミングは、１フレーム内の後半のＵＷ５０１に同期しているとみなすことができる。したがって、リーダは、このＵＷに対して相関処理を行えば、タグＩＤを構成するタグＩＤ符号を検出することができる。以下、タグＩＤ符号“１”（５０５）、タグＩＤ符号“１”（５０６）に関しても同様に、タグＩＤの送信タイミングが、各フレーム内の後半のＵＷ５０２、５０３に同期しているとみなされる。なお、タグのＩＤ符号が立ち上がる（タグＩＤ符号が“０”から“１”になる）タイミングによっては、前半のＵＷに同期したとみなされるタグＩＤが送信される場合もある。この図５に対応するリーダの受信処理は、リーダＩＤ相関演算部１１６が、ＵＷに対して相関処理を行い、ピーク検出部１１６が前半のＵＷに同期しているとみなすか、後半のＵＷに同期しているとみなすかを判定する。

図６は、バースト列と遅延プロファイルの関係を示している。図６（ａ）に示しているように、リーダにおいては、近傍反射波、タグＩＤ送信波、遠方反射波、タグＩＤの反射波が壁等によって反射した反射波の遅延プロファイルが観測されていると仮定する。

図６（ｂ）において、６０１は近傍反射波のバースト列検出結果、６０２はタグＩＤ送信波のバースト列検出結果、６０３は遠方反射波のバースト列検出結果、６０４はタグＩＤ反射波のバースト列検出結果である。６０１及び６０３は、反射物からの反射波であるため、バースト列に対して信号の振幅変動が起こらない。これに対して、６０２及び６０４はタグから送信されたＩＤがＡＳＫ変調により付加された信号であり、フレーム単位でタグＩＤに対応する振幅変化が見られ、バーコード状の検出結果が得られる。この結果に対して、バースト方向にタグＩＤ相関演算部３１８がタグＩＤとの相関を取り、相関が得られればその検出結果６０２、６０４を候補バーストとする。次に、先頭波検出部３１９は、候補バーストのうち、遅延プロファイルの先頭波を６０２として検出する。遅延時間測定部３２０は、遅延プロファイル上の送信基準タイミングと先頭波検出部３１９の出力である所望のタグＩＤの検出時間を計算して、遅延時間を測定する。

図７は、位相シフトサンプリングの動作を示す図である。図７において、７０１はリーダからの送信信号の波形を示し、７０２はリーダが受信する信号の波形を示す。７０２は、ＵＷＢの帯域制限により信号の波形は７０１と異なり、信号振幅も異なる。図７において、位相シフト１から８はサンプリングタイミングを示しているが、このタイミングは受信するたびに異なる。このため、本実施の形態においては、リーダＩＤ相関演算部３１５が自リーダとの信号相関をとる前に８位相成分を全て加算して電力を増加させる。ここでは、８分の１ずつ位相シフトさせたタイミングでサンプリングしているが、８分の１に限られない。

このように実施の形態１によれば、基地局を識別するためのＰビット（Ｐは自然数）からなる符号列で示されるリーダＩＤと、無線端末を識別するためのＱビット（Ｑは自然数）からなる符号列で示されるタグＩＤとを用い、Ｐ個のパルスを含み、リーダＩＤを示すＰビットの各々が１か０かによって各パルスがオンオフ変調されるユニークワードを生成し、ユニークワードを２×Ｍ個含むフレームを生成し、フレームをＱ個含むバーストを生成し、バーストを複数個含む送信信号を出力し、無線端末が前記タグＩＤを示すＱビットの各々が１か０かに基づいて送信信号をＡＳＫ変調した信号を、送信クロック周期のＭ分の１（Ｍは１以上の整数）ずつ位相の異なるタイミングで、サンプリング受信することにより、測距にＵＷＢ信号を用いた場合でも、リーダは、簡易な構成で、所望タグからの反射信号と不要波とを精度よく識別することができ、測距の精度を向上させることができる。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係る無線測距システムの全体構成を示す図である。無線測距システムは、リーダ８００、第１のタグ８０１、第２のタグ８０２を有して構成される。第１のタグ８０１は、人間８５０が身に着ける名札８１０の表面に搭載され、第２のタグ８０２は、この名札８１０に接続された輪状の首かけひも８０３の、前記名札との接続位置とは異なる位置に装着されている。第２のタグ８０２は、例えば、首かけひも８０３の中間部分に装着されている。人間８５０が名札８１０を身に着ける際は、首かけひも８０３を首にかけて名札８１０を胸の前にぶら下げた状態とすると、第２のタグ８０２が首の後部分に位置するため、第１のタグ８０１が人体の前方に向かって配置され、第２のタグ８０２が人体の後方に向かって配置されることになる。

図９は、本発明の実施の形態２に係るリーダ及びタグの構成を示すブロック図である。ここで、リーダ及びタグによる無線測距システムの構成及び動作について説明する。リーダ８００は、ＵＷＢを用いる無線装置であり、測距方式はアクティブ方式、パッシブ方式、セミパッシブ方式のいずれも適用可能である。図９では、一例としてセミパッシブ方式の構成を示している。

タグとリーダを用いた、タグ−リーダ間の距離測定は、タグとリーダとの間で送受信される測定用信号の伝搬時間を用いて行われる。測定用信号の伝搬時間を算出し、その伝搬時間に電波の伝搬速度を積算すれば、タグとリーダ間の距離が求められる。パッシブ方式及びセミパッシブ方式のタグにおいてはいずれも、リーダからの送信電波を反射または増幅して再放射し、タグの識別ＩＤとしてタグＩＤを送信する。これにより、リーダ内部においてカウントされる絶対基準時間に基づいて、タグ−リーダ間を往復した測定用信号の往復時間を算出することができる。

図９において、タグ９００は、受信アンテナ９０１、送信アンテナ９０２、タグＩＤ付加部９０３を備えている。また、リーダ９１０は、送信アンテナ９１１、送信パルス発生部９１２、タイミング信号出力部９１３、受信アンテナ９１４、パルス検出部９１５、タグＩＤ検出部９１８、遅延時間測定部９１６、距離算出部９１７を備えている。

リーダ９１０は、タイミング信号出力部９１３において、基準となるタイミング信号を生成して出力し、送信パルス発生部９１２において、タイミング信号に応じて測定用のＵＷＢパルスを発生して送信アンテナ９１１から空間に放射する。

タグ９００は、受信アンテナ９０１においてＵＷＢパルスを受信し、タグＩＤ付加部９０３において各タグで固有のタグＩＤを用いてＵＷＢパルスに変調をかける。これにより、自装置のタグ識別用のＩＤ情報である識別ＩＤを付加し、送信アンテナ９０２から送出する。

リーダ９１０は、受信アンテナ９１４においてタグ９００から返信される信号を受信し、パルス検出部９１５においてＵＷＢパルスを検出する。タグＩＤ検出部９１８においてＵＷＢパルスからタグＩＤを検出して、タグを装着した人間の個別認識を行う。そして、遅延時間測定部９１６において、タイミング信号出力部９１３のタイミング信号を基準としてタグ９００より返信されたＵＷＢパルスの遅延時間を測定し、距離算出部９１７において、前記測定されたＵＷＢパルスの遅延時間に基づきリーダとタグの距離を算出する。

なお、アクティブ方式の場合には、タグがあらかじめリーダと同期したタイミングでＩＤ情報を含む測定用信号を送出するか、タグとリーダが同期していない場合においては、複数リーダのクロックを同期させて、タグから複数リーダへＩＤ情報を含む測定用信号を送出し、この測定用信号が到達するまでに要した時間の差を求める。これにより、各リーダにおける相対的な伝搬時間（伝搬時間差）からタグ−リーダ間の測距を行うことができる。

ここで、複数のリーダが存在する場合には、三点測量の原理でタグの位置を測定することができる。また、リーダが電波の到来方向を測定する機能を有する場合には、リーダが１個であっても電波の到来方向とタグ−リーダ間の距離とからタグの位置を測定することができる。

ＵＷＢを用いた無線測距システムにおいては、前述のように、リーダから見た可視領域にない陰領域では、人体の遮蔽吸収効果によりタグからの送信信号は大きく減衰する。このため、本実施の形態においては、人体に複数のタグを装着し、タグを装着して人体が様々な姿勢をとった際に、常にリーダから人体上の可視領域に単数または複数のタグが位置するように、すなわち少なくとも１つのタグがリーダから見える位置にタグを構成する。そして、リーダは、複数のタグのうち少なくとも１つのタグから送信されるタグＩＤを検知するか、またはタグＩＤに基づくリーダ−タグ間の距離測定を行う。

本実施の形態では、一例として複数のタグが同一のタグＩＤを持つ場合について説明する。図８に示したように、第１のタグ８０１は、名札８１０の表面に搭載される。このタグ８０１には、名札８１０を装着した人間の個別認識を行うためのＩＤ情報としてタグＩＤが付与されている。タグ８０１がリーダ８００の受信エリアに入った時には、タグ８０１からリーダ８００に対してタグＩＤを含む信号が送信される。一方、第２のタグ８０２は、例えば名札８１０に接続された首かけひも８０３の中心部に装着される。人間が名札８１０を装着した時に、第２のタグ８０２が人間のちょうど首の後に接して位置するようにすることで、第２のタグ８０２は、第１のタグ８０１が搭載された名札８１０に対して、人間の裏側に搭載される。ここで、第２のタグ８０２も第１のタグ８０１と同じＩＤのタグＩＤを有する。

リーダ８００は、第１のタグ８０１または第２のタグ８０２から送信される信号からタグＩＤを検出し、第１のタグと第２のタグを装着した人間の個別ＩＤを認識する。この際、リーダ８００に対して、第１のタグ８０１または第２のタグ８０２のどちらかが、リーダ８００の方向に向くことになるので、複数のタグから送信される複数の信号を選択または合成してタグＩＤを検知する。ＩＤ情報の識別においては、リーダ８００は、タグＩＤの読み取りを行い、その信号レベル等によって読み取りＩＤの信頼性を観測し、信頼性が高いデータを用いてタグＩＤと判定して個別認識を行う。また、タグとリーダとの距離算出においては、最短のルートを経て到達した電波により測定を行うため、識別したタグＩＤと同じと思われるＩＤに関して先頭波を検出して距離測定を行う。複数のタグのタグＩＤを同じＩＤとすることで、リーダにおいて複数タグに対応させる場合の付加機能が不要になる。

上記構成において、２つのタグの特性に関しては特に述べていないが、例えば名札とひもにタグを装着する場合においては、ひもと比較して名札は広い面積を有する。このため、名札はアンテナ等のタグの設計自由度を増すことができ、これにより、タグ送信電力の向上を図ることができる。また、この場合に、リーダにおいて名札のタグから送信された電波を優先的にタグＩＤと識別することにより、信頼性を向上させることができる。ここで、名札に装着されたタグとひもに装着されたタグとは、ＩＤ情報を含むデータ部にフラグを持たせることにより識別が可能となる。

なお、本実施の形態においては、複数のタグは同一のタグＩＤを持つものとして説明したが、異なるタグＩＤを持つようにしてもよい。タグごとにＩＤ情報が異なる場合は、あらかじめタグを装着している人に対して、複数のタグＩＤが付加されていることを示す情報を登録しておくことにより、上記の同一ＩＤを持つタグにおける処理と同様な処理を行って同等の作用効果が得られる。また、上述したように、一例として名札に装着したタグのＩＤを優先的に検出する場合においては、あらかじめ名札のタグＩＤを登録しておき、リーダで該当ＩＤについて優先的に処理を行えばよい。

また、本実施の形態においては、第２のタグを名札のひもに装着する構成例を示したが、人間が着用する服の襟などに配置してもよい。例えば、工場等における作業着のように、着る人が決められている場合、服の襟部分などの後ろ側の部分にあらかじめ名札と同一ＩＤを有するタグを縫いつけておけば、同様の作用効果が得られる。

このように実施の形態２によれば、人体における遮蔽吸収効果を軽減でき、人体吸収損失の大きいＵＷＢ無線等を用いた場合において、タグ−リーダ間における識別ＩＤの送受信及び距離測定、測位を信頼性が高い状態で実現することができる。

（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３に係る無線測距システムの全体構成を示す図である。実施の形態３は、人間の頭部にタグを配置した例である。

無線測距システムは、リーダ８００、第１のタグ８０１、第２のタグ８０２を有して構成される。第１のタグ８０１は、実施の形態１と同様、人間８５０が身に着ける名札８１０に搭載されている。第２のタグ８０２は、人間８５０が頭にかぶるヘルメット１００５に装着されている。図の例では、ヘルメット１００５の頭頂部に第２のタグ１００２が装着されている。人間がヘルメット８０５をかぶった状態では、第２のタグ８０２は頭頂部に位置し、人体の前側にある名札８１０の可視領域から外れた人体の後方からの方向を含む、全方向から第２のタグ８０２が視認可能に配置されることになる。

ヘルメット８０５は、人体の最上部にあるため人影になる状況が少なく、また物体衝突の衝撃から人間の頭部を守るため、頭部から若干の距離をおいて装着される。このため、実施の形態３では、人体における遮蔽吸収効果、及びアンテナの人体効果による特性劣化がさらに軽減される。実施の形態３においては、通常は第２のタグ８０２が主たるＩＤ取得及び距離測定用のタグとなるが、人間がヘルメット８０５を脱いでいる場合も想定され、その場合には主に第１のタグ８０１によるＩＤ取得及び距離測定が行われる。

（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４に係る無線測距システムの全体構成を示す図である。実施の形態４は、人間の胴体の前後にタグを配置した例である。

無線測距システムは、リーダ８００、第１のタグ１１０１、第２のタグ１１０２を有して構成される。第１のタグ１１０１は、人間８５０が身に着ける腰ベルト１１０３のバックル部分等に搭載され、第２のタグ１１０２は、この腰ベルト１１０３の異なる位置、例えば腰ベルト１１０３の中間部分に装着されている。人間８５０が腰ベルト１１０３を身に着けた状態では、腰ベルト１１０３の前後に第１のタグ１１０１、第２のタグ１１０２が位置し、第１のタグ１１０１が人体の前方に向かって配置され、第２のタグ８０２が人体の後方に向かって配置されることになる。

第１のタグ１１０１は、腰ベルトの前方の例えばバックル部分に搭載することで、人間の腹部に当たる位置に装着される。第１のタグ１１０１には、腰ベルト１１０３を装着した人間の個別認識を行うためのＩＤ情報としてタグＩＤを付与しており、リーダ８００の受信エリアに入った時には、タグ１１０１からリーダ８００に対してタグＩＤを含む信号が送信される。一方、第２のタグ１１０２は、人間の背部や腰部に当たる位置に装着されるように、腰ベルト１１０３の中間部分に装着することで、第１のタグ１１０１に対して人間の裏側に搭載される。ここで、第２のタグ１１０２も第１のタグ１１０１と同じＩＤのタグＩＤを有する。

リーダ８００は、第１のタグ１１０１または第２のタグ１１０２から送信される信号からタグＩＤを検出し、第１のタグと第２のタグを装着した人間の個別ＩＤを認識する。この際、リーダ８００に対して、第１のタグ１１０１または第２のタグ１１０２のどちらかが、リーダ８００の方向に向くことになる。ＩＤ情報の識別においては、リーダ８００は、タグＩＤの読み取りを行い、その信号レベル等によって読み取りＩＤの信頼性を観測し、信頼性が高いものをタグＩＤと判定する。実施の形態４では、腰ベルト１１０３を介して第１のタグ１１０１と第２のタグ１１０２は一体化されており、常に人体の前後に装着される状態になり、遮蔽吸収効果を軽減できるという効果を有する。

なお、本実施の形態では、２個のタグを設けた例を示しているが、ベルト周辺の２箇所以上に同一ＩＤを有するタグを２個以上、例えば３個、４個等のタグを等間隔に装着するようにしてもよい。この場合、人体における遮蔽吸収効果による特性劣化がより軽減される。また、実施の形態２に示したような名札やひもに装着したタグと、実施の形態４のベルトに装着したタグとを組み合わせることにより、上下方向の高さの違いによる伝搬劣化の要因を軽減することも可能である。なお、本実施の形態では、腰ベルトを例に挙げたが、サスペンダ（吊りベルト）などを用いて、人体の前後に第１のタグ及び第２のタグを装着できるようにしてもよい。

（実施の形態５）
図１２は、本発明の実施の形態５に係る無線測距システムの全体構成を示す図である。実施の形態５は、人間の両肩にタグを配置した例である。

無線測距システムは、リーダ８００、第１のタグ１２０１、第２のタグ１２０２を有して構成される。第１のタグ１２０１は、人間８５０が身に着ける服の一方の肩に装着され、第２のタグ１２０２は、服の他方の肩に装着されている。人間８５０が服を身に着けた状態では、両肩に第１のタグ１２０１、第２のタグ１２０２が位置し、第１のタグ１２０１が人体の右側方に向かって配置され、第２のタグ１２０２が人体の左側方に向かって配置されることになる。ここで、第１のタグ１２０１と第２のタグ１２０２とは同じＩＤのタグＩＤを有する。

これらの第１のタグ１２０１、第２のタグ１２０２は、例えば洋服や作業着上着の左右の肩パッド、軍服などの左右の肩章に装着することができる。タグを肩に装着した場合には、タグのアンテナ指向性パターンは主に上方の半球面を形成すると考えられ、特にリーダ８００が人間の肩の位置より上方にある場合には、人体の遮蔽吸収効果を受けにくい。ただし、人間の頭部とリーダ及びタグの位置関係によっては、電波が頭部により遮蔽吸収されるため、頭部の影響を考慮して、実施の形態５のように両肩にタグを装着することにより、頭部による遮蔽吸収を防ぐことができる。

（実施の形態６）
図１３は、本発明の実施の形態６に係る無線測距システムの全体構成を示す図である。実施の形態６は、人間の両腕と胸にタグを配置した例である。

無線測距システムは、リーダ８００、第１のタグ１３０１、第２のタグ１３０２、第３のタグ１３０３を有して構成される。第１のタグ１３０１は、人間８５０が身に着ける服の左腕に装着され、第２のタグ１３０２は右腕に装着され、第３のタグ１３０３は胸に装着されている。人間８５０が服を身に着けた状態では、両腕に第１のタグ１３０１、第２のタグ１３０２が、胸部に第３のタグ１３０３がそれぞれ位置し、第１のタグ１３０１が人体の左側方に向かって配置され、第２のタグ１３０２が人体の右側方に向かって配置され、第３のタグ１３０３が人体の前方に向かって配置されることになる。

ここで、第１のタグ１３０１、第２のタグ１３０２は、例えば左右の袖ボタンにそれぞれ配置する。第３のタグ１３０３は、例えば胸ポケットなどに装着する。なお、第１のタグは左袖ボタン、第２のタグは右袖ボタン、第３のタグは名札としてもよい。または、第１のタグは左袖ボタン、第２のタグは右袖ボタン、第３のタグは前ボタンとしてもよい。または、第１または第２のタグは腕時計に装着されていてもよい。

実施の形態６の場合、第１のタグのアンテナ指向性パターンは左方向の半球面、第２のタグのアンテナ指向性パターンは右方向の半球面、第３のタグのアンテナ指向性パターンは前方向の半球面を形成すると考えられる。これにより、リーダ−タグ間における人体の遮蔽吸収効果を軽減することができる。

（実施の形態７）
図１４は、本発明の実施の形態７に係る無線測距システムの全体構成を示す図である。実施の形態７は、人間の胸と足部にタグを配置した例である。

無線測距システムは、リーダ８００、第１のタグ１４０１、第２のタグ１４０２を有して構成される。第１のタグ１４０１は、人間８５０が身に着ける名札８１０に装着され、第２のタグ１４０２は、足に履く靴１４１０の踵部分に装着されている。人間が名札８１０を身に着けて靴１４１０を履いた状態では、胸部に第１のタグ１４０１が、足部に第２のタグ１４０２がそれぞれ位置し、第１のタグ１４０１が人体の前方に向かって配置され、第２のタグ１４０２が人体の後方に向かって配置されることになる。ここで、第１のタグ１４０１と第２のタグ１４０２とは同じＩＤのタグＩＤを有する。

実施の形態７の場合、第１のタグのアンテナ指向性パターンは前方向に形成され、第２のタグのアンテナ指向性パターンは後方向に形成されることになる。これにより、第１のタグがリーダに対して反対方向に存在するときに、第２のタグはリーダ方向にそのアンテナ指向性パターンが向けられ、リーダ−タグ間でＩＤ取得及び距離測定が可能である。このように胸部と足部にタグを装着することにより、リーダ−タグ間における人体の遮蔽吸収効果を軽減することができる。

図１４の例では、第２のタグ１４０２は靴の踵部分に装着しているが、靴ひもの部分に装着してもよい。靴ひもにタグを装着する場合には、タグを靴に縫い込む等の特別な装着構造を用いる必要が無く、一般の靴に後からタグを装着することが容易である。タグを靴に配置する場合は、靴ひもに装着してもアンテナ指向性パターンを後方にも向けることが可能である。

（実施の形態８）
図１５は、本発明の実施の形態８に係る無線測距システムの全体構成を示す図である。実施の形態８は、人間が装着するめがねの両側にタグを配置した例である。

無線測距システムは、リーダ８００、第１のタグ１５０１、第２のタグ１５０２を有して構成される。第１のタグ１５０１は、人間８５０が頭部にかけるめがね１５０３の右側の柄の部分に取り付けられ、第１のタグ１５０２は、そのめがね１５０３の左側の柄の部分に取り付けられている。

実施の形態８の場合、第１のタグ１５０１のアンテナ指向性パターンは右方向の半球面、第２のタグ１５０２のアンテナ指向性パターンは左方向の半球面を形成すると考えられ、リーダ−タグ間における人体頭部の遮蔽吸収効果を軽減することができる。めがねとしては、一般のめがねの他、スキーゴーグル、工場作業における防御作業ゴーグルなどを例として挙げることができる。

以上説明したように、実施の形態２〜８では、同じＩＤを有する第１のタグと第２のタグなど、複数のタグを人間の前後、左右などの複数の箇所に設け、複数のタグが、人間の正面、背面、頭部、足部、左側、右側から選択される少なくとも２箇所（好ましくは２〜３箇所）に配置されるように構成する。このように、複数のタグが人体を介して反対側に位置するなど、人体に対して異なる方向に向かうように配置することにより、少なくとも１つのタグが基地局に向くように配置されるので、少なくとも１つのタグと基地局との間に人体が介在しない状態で無線通信が可能になる。したがって、人体の遮蔽吸収効果を軽減でき、人体吸収による信号強度劣化を補うことができる。これによって、人体吸収損失の大きいＵＷＢを用いるＵＷＢリーダタグ装置などの無線測距システムにおいて、信頼性の高い無線通信を可能とし、タグＩＤの送受信及びリーダ−タグ間の距離測定を確実に行うことが可能になる。

上記実施の形態２〜８の説明から導出される技術的思想は以下の通りである。

（１）基地局と無線端末とを備える無線測距システムに用いられる無線端末であって、複数のタグを有して構成され、前記複数のタグの各々は、前記無線端末の装着対象の個別認識を行うための識別ＩＤを含む信号を送信可能であり、前記無線端末を人体に装着したときに、前記複数のタグが、人間の正面、背面、頭部、足部、左側、右側から選択される少なくとも２箇所に配置される無線端末。

（２）ウルトラワイドバンド無線（ＵＷＢ）方式を用いて前記基地局と通信を行う（１）に記載の無線端末。

（３）前記複数のタグは、同一の識別ＩＤを有する（１）または（２）に記載の無線端末。

（４）前記複数のタグとして、前記無線端末を装着する人間の名札の表面に配置される第１のタグと、前記人間の背面に配置される第２のタグとを有し、前記第１のタグと前記第２のタグは、同一の識別ＩＤを有し、前記第１のタグまたは第２のタグから送信される信号が、前記無線端末を装着する人間の個別認識を行うために用いられる（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（５）前記第２のタグは、前記名札に接続された輪状の紐の、前記名札との接続位置とは異なる位置に配置される（４）に記載の無線端末。

（６）前記複数のタグのうちの１つは、人間が頭部に装着するヘルメットに配置される（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（７）前記無線端末は人間が装着する腰ベルト上に配置されるものであり、前記複数のタグは、前記腰ベルトを人体に装着したときに、異なる位置に配置される（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（８）前記複数のタグのうち１つは、人間が腕に装着する腕時計に配置される（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（９）前記複数のタグとして、前記無線端末を装着する人間の右肩に配置される第１のタグと、左肩に配置される第２のタグとを有し、前記第１のタグと前記第２のタグは、同一の識別ＩＤを有する（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（１０）前記複数のタグとして、前記無線端末を装着する人間が着用する服の左袖ボタンに配置される第１のタグと、右袖ボタンに配置される第２のタグと、前ボタンに配置される第３のタグとを有する（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（１１）前記複数のタグとして、人間が頭部に装着するメガネの右側の柄に配置される第１のタグと、左側の柄に配置される第２のタグとを有する（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（１２）前記複数のタグとして、前記無線端末を装着する人間の名札に配置される第１のタグと、靴の踵部に配置される第２のタグとを有し、前記第１のタグと前記第２のタグは、同一の識別ＩＤを有する（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（１３）前記複数のタグとして、前記無線端末を装着する人間の名札に配置される第１のタグと、前記人間が着用する服の襟に配置される第２のタグとを有し、前記第１のタグと前記第２のタグは、同一の識別ＩＤを有する（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（１４）前記無線端末を人体に装着したときに、前記複数のタグは、その少なくとも１つが前記人体の可視領域に配置される（１）乃至（１３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（１５）基地局と無線端末とを備える無線測距システムに用いられる基地局であって、前記無線端末として、装着対象の個別認識を行うための識別ＩＤを含む信号を各々が送信することができる複数のタグを有し、前記無線端末を人体に装着したときに、前記複数のタグが、人間の正面、背面、頭部、足部、左側、右側から選択される少なくとも２箇所に配置されるものとの間で通信を行い、前記複数のタグのうち少なくとも１つから送信される信号に含まれる前記識別ＩＤを検知し、前記検知された識別ＩＤに基づいて、前記無線端末との距離を測定する基地局。

（１６）前記複数のタグから送信される複数の信号を選択または合成し、前記識別ＩＤを検知する（１５）に記載の基地局。

（１７）前記複数のタグから送信される複数の信号に含まれる前記識別ＩＤの検知結果のうち、信頼性の高いデータを用いて識別ＩＤを判定し、前記無線端末を装着する人間の個別認識を行う（１５）または（１６）に記載の基地局。

（１８）前記複数のタグから送信される複数の信号に含まれる前記識別ＩＤの検知結果のうち、信頼性の高いデータを用いて識別ＩＤを判定し、前記無線端末を装着する人間の個別認識を行った後に、前記検知された識別ＩＤと同じ識別ＩＤに関して、前記複数のタグから送信される信号の先頭波を用いて前記無線端末との距離を測定する（１５）または（１６）に記載の基地局。

（１９）複数のタグを有して構成され、前記複数のタグの各々は、前記無線端末の装着対象の個別認識を行うための識別ＩＤを含む信号を送信可能であり、前記無線端末を人体に装着したときに、前記複数のタグが、人間の正面、背面、頭部、足部、左側、右側から選択される少なくとも２箇所に配置される無線端末と、前記無線端末との間で通信を行い、前記複数のタグのうち少なくとも１つから送信される信号に含まれる前記識別ＩＤを検知し、前記検知された識別ＩＤに基づいて、前記無線端末との距離を測定する基地局と、を備える無線側距システム。

なお、本発明は、上記各実施の形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

また、上記各実施の形態では、無線測距システムに用いられる無線端末及び基地局として、無線端末である複数のタグと基地局であるリーダとを有し、ＵＷＢ無線方式を用いる無線測距システムの構成例を示したが、このような無線測距システムは、ＵＷＢリーダタグ装置と呼ばれることもある。

また、本発明は、無線端末、基地局のそれぞれにおいて、ハードウェアで構成することも可能であるし、ソフトウェアで実現することも可能である。

また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

２００８年１０月９日出願の特願２００８−２６２８７３及び２００８年１０月２４日出願の特願２００８−２７４５２４の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明にかかる基地局装置及び測距方法は、リモコン、名札等に装着されたタグのロケータ等に適用できる。

本発明は、例えばＵＷＢ（Ultra Wide Band）無線等の無線技術を利用する無線測距システムにおける、無線端末との距離を測定する基地局装置及び測距方法に関する。

無線測距システムでは、タグ等の無線端末と、リーダ等の基地局との間において無線通信を行い、無線端末の識別符号（識別ＩＤ）が多重された反射信号を基地局において受信し、その伝搬時間や方向等を検出する。これにより、無線端末と基地局の間の距離測定や、無線端末の位置測定を行う。このような無線測距システムでは、測定結果の信頼性や精度を高めるために、測定に用いる電波の特性を考慮してシステムを構成する必要がある。

従来のＵＷＢ無線を用いた測距装置としては、特許文献１に示されているように、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ａパケットを用いて、通信動作、測距（レンジング）動作及びパッシブレーダ動作（電波伝搬環境内の変化又は動きを検出すること、及び物体を追跡すること）を実行するものが知られている。この特許文献１で用いられる送信フォーマットを図１に示す。リーダは、電波伝搬環境内のタグの位置及び動きを、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ａパケットに含まれる特定のプリアンブル構造を用いることによって検出する。

１つのプリンアブルを含むパケットの系列がリーダにより受信され、各パケット内のプリアンブルが逆拡散される。そして、基準マルチパスプロファイルが更新されると共に、現時点で受信されているパケットの「現在のマルチパスプロファイル」が得られる。この「現在のマルチパスプロファイル」を「基準マルチパスプロファイル」と比較することにより、その電波伝播環境内の物体が検出される。また、グラウンドスキャッタ（Ground Scatter）、すなわち、壁面等がない開放地において反射波として最も強い大地反射波が除去され、物体の位置、動き等が検出される。

また、この先行文献には、ＵＷＢ測距装置をパッシブレーダに応用するために、受信したパケットに後続する各パケット内のプリアンブルから、各パケットの「現在のマルチパスプロファイル」を求め、求めた各パケットの「現在のマルチパスプロファイル」を「基準マルチパスプロファイル」と比較する方式が示されている。

従来の構成で仮定されているグラウンドスキャッタは、大地反射であるため、リーダが受信する信号の大多数を大地反射波が占める場合、リーダにおいて大地反射波は、パッシブタグからの反射信号よりも遅延量の大きい信号として検出される。また、リーダ、タグの高さが決定されている場合には、幾何学的な関係に基づいて、特定の時間領域の遅延プロファイルを容易に除去することができる。

特開２００８―０２６３１０号公報

しかしながら、現実には、パッシブ方式又はセミパッシブ方式では、ＩＤを検出すべきタグ（所望タグ）よりもリーダに近接している壁からの反射波が存在するような電波伝搬環境や、複数のタグが存在するような電波伝搬環境が想定されている。このような電波伝搬環境では、リーダに最も早く到着する先頭波を検出しても、検出した先頭波が、必ずし
も所望のタグからの反射信号とは限らない。すなわち、先頭波が不要波である可能性がある。特に、測距にＩＲ―ＵＷＢを用いる場合には、不要波と、タグからの反射信号とが複数のパルスとして順次到来するため、先頭波を検出してもタグからの反射信号と不要波とを容易に識別することができない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、測距にＩＲ―ＵＷＢを用いた場合でも、所望のタグからの反射信号と不要波とを容易に識別することができ、測距の精度を向上させることができる基地局装置及び測距方法を提供することを目的とする。

本発明の基地局装置は、基地局装置を識別するためのＰビット（Ｐは自然数）からなる符号列で示されるリーダＩＤと、無線端末を識別するためのＱビット（Ｑは自然数）からなる符号列で示されるタグＩＤとを用いる無線測距システムにおける基地局装置であって、Ｐ個のパルスを含み、前記リーダＩＤを示すＰビットの各々が１か０かによって各パルスがオンオフ変調されるユニークワードを生成し、前記ユニークワードを２×Ｍ個含むフレームを生成し、前記フレームをＱ個含むバーストを生成し、前記バーストを複数個含む送信信号を出力するパルス発生手段と、前記無線端末が前記タグＩＤを示すＱビットの各々が１か０かに基づいて前記送信信号を変調した信号を、送信クロック周期のＭ分の１（Ｍは１以上の整数）ずつ位相の異なるタイミングで、サンプリング受信する受信手段と、を具備する構成を採る。

本発明の測距方法は、基地局装置を識別するためのＰビット（Ｐは自然数）からなる符号列で示されるリーダＩＤと、無線端末を識別するためのＱビット（Ｑは自然数）からなる符号列で示されるタグＩＤとを用いる無線測距システムの前記基地局装置における測距方法であって、Ｐ個のパルスを含み、前記リーダＩＤを示すＰビットの各々が１か０かによって各パルスがオンオフ変調されるユニークワードを生成し、前記ユニークワードを２×Ｍ個含むフレームを生成し、前記フレームをＱ個含むバーストを生成し、前記バーストを複数個含む送信信号を出力し、前記無線端末が前記タグＩＤを示すＱビットの各々が１か０かに基づいて前記送信信号をＡＳＫ変調した信号を、送信クロック周期のＭ分の１（Ｍは１以上の整数）ずつ位相の異なるタイミングで、サンプリング受信するようにした。

本発明によれば、測距にＩＲ―ＵＷＢを用いた場合でも、所望のタグからの反射信号と不要波とを容易に識別することができ、測距の精度を向上させることができる。

特許文献１に記載の送信フォーマットを示す図 電波伝搬環境を示す図 本発明の実施の形態１に係る測距装置の構成を示すブロック図 図３に示したリーダが送信する送信フォーマットの一例を示す図 タグの送信フォーマットの一例を示す図 バースト列と遅延プロファイルの関係を示す図 位相シフトサンプリングの動作を示す図 本発明の実施の形態２に係る無線測距システムの全体構成を示す図 本発明の実施の形態２に係るリーダ及びタグの機能的構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る無線測距システムの全体構成を示す図 本発明の実施の形態４に係る無線測距システムの全体構成を示す図 本発明の実施の形態５に係る無線測距システムの全体構成を示す図 本発明の実施の形態６に係る無線測距システムの全体構成を示す図 本発明の実施の形態７に係る無線測距システムの全体構成を示す図 本発明の実施の形態８に係る無線測距システムの全体構成を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図２（ａ）は、電波伝搬環境の一例を示す概略図である。基地局であるリーダ２０１から送出された電波は、所望タグ（ＴＡＧ１）２０２においてそのタグ自身を識別するためのタグＩＤが付加された後、再びリーダで反射信号として受信されることが望まれる。しかしながら、実際の電波伝搬環境には、所望タグの他にも数々の反射体が存在する。反射体としては、例えば、他のタグ（ＴＡＧ２）２０３、壁面２０４、リーダの近くに存在する反射物２０５、リーダから遠くに存在する反射物２０６などがある。これらの反射体からの反射波は、リーダ２０１で観測される遅延プロファイル上においては、それぞれ異なる遅延プロファイルのピークとして検出される。

リーダ２０１が送信する送信信号は、図２（ｂ）に示すように周期的に送出されるパルス列２１０を有する。これに対して、リーダ２０１が受信した信号の遅延プロファイル上では、図２（ｃ）に示すように、近接した反射物２０５の反射波を示すピーク２１１、ＴＡＧ１からの反射波を示すピーク２１２、遠方の反射物２０６の反射波を示すピーク２１３、ＴＡＧ２からの反射波を示すピーク２１４が検出される。図２（ｃ）は一例であるが、この図に示すように、最もレベルの大きい先頭波のピーク２１１が、所望タグからの反射波（ＴＡＧ１のタグＩＤが付加された信号）ではないことがありうる。

図２（ｃ）の場合は、先頭波２１１は、近接した反射物２０５からの反射波であるため、この信号を除去する必要がある。また、タグも複数あるため、所望のタグＩＤが付加された反射波（ピーク２１２）と他のタグＩＤが付加された反射波（ピーク２１４）とは、これらの遅延時間を用いて分離する必要がある。

図３は、本発明の実施の形態に係る測距装置の構成を示すブロック図である。図３において、タグ３００は、タグ受信アンテナ３０１、タグ送信アンテナ３０２を有する。なお、これらのアンテナは、分配器やサーキュレータ等を用いて共用化してもよい。リーダ３１０から送出された送信信号、例えば、ＩＲ−ＵＷＢパルス列信号は、タグ受信アンテナ３０１によって受信される。

まず、タグ３００の動作について説明する。タグ３００のタグＩＤ付加部３０４は、各タグに固有の識別ＩＤとして割り当てられたタグＩＤをメモリや配線論理により保持している。ＡＳＫ変調部３０３は、タグＩＤ付加部３０４に保持されているタグＩＤを読み出し、タグＩＤを示す符号列（ビット“０”とビット“１”からなる符号列）を用いて、リーダから受信したパルス列信号に対して、ＡＳＫ変調（Amplitude Shift Keying Modulation）をかける。タグ３００は、ＡＳＫ変調により得られた信号を、タグ送信アンテナ３０２から送出する。このＡＳＫ変調部３０３の動作は、一般的なパッシブタグやセミパッシブタグが、リーダからの連続搬送波に対してＡＳＫ変調をかけることにより、自身のタグＩＤをリーダへ返送する動作に類似している。

本実施の形態においては、タグ３００は、リーダ３１０から送信されたパルス列信号に対して、タグＩＤを用いて下記のようにＡＳＫ変調を行う。具体的には、タグＩＤの符号列を構成するビット“１”に対しては、リーダから送信されたパルス列をそのまま返送する。また、タグＩＤの符号列を構成するビット“０”に対しては、リーダから送信されたパルス列を返送しない。このような、パルス列を返送するか否かの切り替えは、例えば、下記の方法で実現できる。パッシブ方式の場合には、ＡＳＫ変調部３０３がタグ受信アンテナ端を不整合、整合で切り替えたり、またはタグ受信アンテナ、タグ送信アンテナ間を
接続又は終端したりすることにより実現できる。また、セミパッシブ方式の場合には、ＡＳＫ変調部３０３が低雑音増幅回路（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）又はパワーアンプの電源をオン、オフすることにより実現できる。

次に、リーダ３１０の動作について説明する。リーダ３１０のリーダＩＤ保持部３１３は、各リーダに固有の識別ＩＤとして割り当てられたリーダＩＤをメモリや配線論理により保持している。送信パルス発生部３１２は、リーダＩＤ保持部３１３に保持されているリーダＩＤを読み出し、リーダＩＤの符号列に基づいて、ＯＯＫ（On-Off-Keying）変調を行う。これにより生成されたリーダＩＤに対応するパルス列が、リーダ送信アンテナ３１１から、送信信号として周期的に送信される。

リーダ受信アンテナ３１４は、タグ３００から返送され、タグＩＤが付加された反射信号（パルス列を含む）を受信する。リーダＩＤ相関演算部３１５は、リーダ受信アンテナ３１４によって受信された反射信号と、リーダＩＤ保持部３１３から読み出したリーダＩＤとのスライディング自己相関処理を行い、各周期に対応する複数の遅延プロファイルを生成する。生成された遅延プロファイルはピーク検出部３１６に出力される。

ピーク検出部３１６は、リーダＩＤ相関演算部３１５から出力された複数の遅延プロファイルに対してピークサーチを行い、不要波である反射波や、複数のタグから送出された反射信号を抽出する。抽出された反射波及び複数のタグから送出された反射信号は、タグＩＤ相関演算部３１８に出力される。

タグＩＤ保持部３１７は、リーダ３１０と予め関連付けられた、複数のタグＩＤをメモリや配線論理により保持している。タグＩＤ相関演算部３１８は、タグＩＤ保持部３１７に保持されている複数のタグＩＤの中から所望のタグＩＤを読み出し、読み出したタグＩＤと、ピーク検出部３１６から出力された信号との相関処理を行う。この相関処理により、タグＩＤ相関演算部３１８は、所望のタグＩＤと一致する遅延プロファイルを特定し、特定の遅延時間のピークの組を検出する。

先頭波検出部３１９は、所望のタグＩＤに対して、有意な相関のある遅延プロファイルを持つピークが複数個得られた場合、最も遅延時間の少ない遅延プロファイルのピーク（タグＩＤの先頭波）を検出し、検出されたピークを遅延時間測定部３２０に出力する。

遅延時間測定部３２０は、タグへの送信信号を送信した基準タイミングと、タグからの反射信号を受信したタイミングとを比較し、遅延時間、すなわち、リーダ３１０から送信された信号がタグ３００を介して再びリーダ３１０に受信されるまでに要した時間を抽出する。抽出された遅延時間は距離算出部３２１に出力される。

距離算出部３２１は、遅延時間測定部３２０から出力された遅延時間を用いて、タグとリーダとの距離を算出する。

図４は、図３に示したリーダ３１０が送信する送信フォーマットの一例を示す図である。図４（ａ）は、リーダ送信アンテナ３１１から送信されるパルス列を示す。これは、送信パルス発生部３１２が、リーダＩＤ保持部３１３に保持されているリーダＩＤの符号列に基づいてＯＯＫ変調を行うことにより生成したパルス列である。これにより、リーダＩＤに対応するパルス列が周期的に送信される。

図４（ａ）では、リーダＩＤが１２８個のパルスを用いて表される場合を仮定しているが、複数のリーダＩＤを一意に区別できるものであればパルス数には特に限定はない。パルス数の決定の基準は、システムに収容されるリーダ数に対応する。また、リーダＩＤと
して信号処理利得を得る必要がある場合には、自己相関の高いＰＮ符号やＧＯＬＤ符号が用いられる。ここでは、リーダＩＤを表現する１２８パルスの系列をユニークワード（以下、「ＵＷ」という）と呼ぶ。図４（ｂ）に示すように、ＵＷは必ずｎ個（ｎは２以上）が一セットになって処理される。ここでは、この一セットをフレームと呼ぶ。

以下、１フレーム内のｎ個（本実施の形態では１６個）のＵＷが一セットになって処理される理由について説明する。リーダとタグとの間では、それぞれの動作の基準となる原振が位相同期しておらず、すなわち、非同期である。また若干の周波数誤差が生じる。従って、リーダからの送信信号を受信したタグは、リーダからの送信信号に含まれるＵＷと、反射信号に付加するタグＩＤとを同期した状態で送出するとは限らない。

また、ＵＷＢパルス列のパルス幅は送信クロック周期と同じであり、オーバーサンプリングすることができない。したがって、タグからの反射波を確実にサンプリングするためには、受信サンプリングタイミングを送信クロックの周期に対して位相シフトしてから、反射波をサンプリングすることが好ましい。特に、ＩＲ−ＵＷＢにおいて、パルスの周波数帯域幅が制限されている場合には、受信信号の波形が方形波に比較して三角波のような形状となるため、受信信号を位相シフトしてサンプリングすることは有効である。

これを実現するためには、リーダが、位相シフトされた受信信号をサンプリングできるような構成にすればよい。つまり、送信クロック周期の整数分の１ずつ、受信信号を位相シフトさせてサンプリングができるように、ｎ個のＵＷからなるセットを整数回送出する。例えば、位相シフト量をクロック周期の８分の１にする場合には、リーダ及びタグの非同期に対応する２回と、位相シフトに対応する８回の乗算として、ｎ＝２×８＝１６個のＵＷが１セットとして送信される。この１セットの連続信号が、図４（ｃ）のフレームである。

タグは、このフレーム１つに対して、１ビット分のＡＳＫ変調を行う。例えば、１２８ビットのタグＩＤをタグが送信する場合には、１２８フレームからなるパルス列の連続信号を送信することが必要となる。図４（ｄ）は、タグＩＤを送信するのに必要な１２８フレームを、１つのバーストとして表したものである。タグは、１つのバーストを用いてタグＩＤを１回送出することができる。なお、１つのバーストを構成するフレーム数は、タグＩＤを構成する複数のビット全てを送信することができれば、１２８に限定されない。

このようにして、リーダは、１つのバースト当たり、１２８パルス×１６ＵＷ×１２８フレームのパルス列を繰り返し送信し、このバーストを用いてタグＩＤの処理を行うことができる。送信クロックは時間基準となるためいつも一定周期であるが、受信動作は位相シフトクロックによりサンプリングされるため、周波数は送信クロックと受信クロックとで共通であるが、それぞれのクロックのタイミング（位相）は異なる。

図５は、タグの送信フォーマットの一例を示す図である。図５においては、説明の便宜上、リーダにおける受信サンプリングの位相シフトを行わない場合、すなわち、１フレームが２ＵＷの場合を示している。上述したように、タグとリーダとは非同期であるため、タグがタグＩＤを送信するタイミングは１つに決定されない。

図５の例では、ＵＷ５０１のタイミングで、スタートビットに相当するタグＩＤ符号“０”（５０４）が、タグ３００により付加され、リーダ３１０へ反射信号として送信されたとしている。タグＩＤを構成する符号列に含まれる１ビットは、１フレーム長、すなわち、ここでは、２ＵＷに相当する長さで送信される。したがって、リーダが送信するフレームの送信タイミングと、タグが送信するタグＩＤの送信タイミングがずれている場合でも、フレーム内の２個のＵＷのうち、前のＵＷか後のＵＷの一方のタイミングは、タグＩ
Ｄ符号（ビット“０”またはビット“１”）の符号変化点にかかってしまう。ところが、他方のタイミングのＵＷは、符号変化点にかからないため、タグＩＤを構成する符号列に含まれるビット“１”又はビット“０”を示す信号が、１つのＵＷにおいてＡＳＫ変調されて送信される。従って、１つのＵＷ区間でタグＩＤの変化点がない場合は、リーダとタグとが同期しているとみなされてタグＩＤ符号が送信され、リーダでは、ＵＷに同期したタグＩＤ符号が送信されたと判断し、このＵＷに対応するタグＩＤ符号を検出する。一方、１つのＵＷ内にタグＩＤ符号の変化点がある場合には、同期しないＵＷと見なし、リーダでは、このＵＷをタグＩＤ符号の検出に用いないこととする。

図５の場合、タグＩＤの送信タイミングは、１フレーム内の後半のＵＷ５０１に同期しているとみなすことができる。したがって、リーダは、このＵＷに対して相関処理を行えば、タグＩＤを構成するタグＩＤ符号を検出することができる。以下、タグＩＤ符号“１”（５０５）、タグＩＤ符号“１”（５０６）に関しても同様に、タグＩＤの送信タイミングが、各フレーム内の後半のＵＷ５０２、５０３に同期しているとみなされる。なお、タグのＩＤ符号が立ち上がる（タグＩＤ符号が“０”から“１”になる）タイミングによっては、前半のＵＷに同期したとみなされるタグＩＤが送信される場合もある。この図５に対応するリーダの受信処理は、リーダＩＤ相関演算部１１６が、ＵＷに対して相関処理を行い、ピーク検出部１１６が前半のＵＷに同期しているとみなすか、後半のＵＷに同期しているとみなすかを判定する。

図６は、バースト列と遅延プロファイルの関係を示している。図６（ａ）に示しているように、リーダにおいては、近傍反射波、タグＩＤ送信波、遠方反射波、タグＩＤの反射波が壁等によって反射した反射波の遅延プロファイルが観測されていると仮定する。

図６（ｂ）において、６０１は近傍反射波のバースト列検出結果、６０２はタグＩＤ送信波のバースト列検出結果、６０３は遠方反射波のバースト列検出結果、６０４はタグＩＤ反射波のバースト列検出結果である。６０１及び６０３は、反射物からの反射波であるため、バースト列に対して信号の振幅変動が起こらない。これに対して、６０２及び６０４はタグから送信されたＩＤがＡＳＫ変調により付加された信号であり、フレーム単位でタグＩＤに対応する振幅変化が見られ、バーコード状の検出結果が得られる。この結果に対して、バースト方向にタグＩＤ相関演算部３１８がタグＩＤとの相関を取り、相関が得られればその検出結果６０２、６０４を候補バーストとする。次に、先頭波検出部３１９は、候補バーストのうち、遅延プロファイルの先頭波を６０２として検出する。遅延時間測定部３２０は、遅延プロファイル上の送信基準タイミングと先頭波検出部３１９の出力である所望のタグＩＤの検出時間を計算して、遅延時間を測定する。

図７は、位相シフトサンプリングの動作を示す図である。図７において、７０１はリーダからの送信信号の波形を示し、７０２はリーダが受信する信号の波形を示す。７０２は、ＵＷＢの帯域制限により信号の波形は７０１と異なり、信号振幅も異なる。図７において、位相シフト１から８はサンプリングタイミングを示しているが、このタイミングは受信するたびに異なる。このため、本実施の形態においては、リーダＩＤ相関演算部３１５が自リーダとの信号相関をとる前に８位相成分を全て加算して電力を増加させる。ここでは、８分の１ずつ位相シフトさせたタイミングでサンプリングしているが、８分の１に限られない。

このように実施の形態１によれば、基地局を識別するためのＰビット（Ｐは自然数）からなる符号列で示されるリーダＩＤと、無線端末を識別するためのＱビット（Ｑは自然数）からなる符号列で示されるタグＩＤとを用い、Ｐ個のパルスを含み、リーダＩＤを示すＰビットの各々が１か０かによって各パルスがオンオフ変調されるユニークワードを生成し、ユニークワードを２×Ｍ個含むフレームを生成し、フレームをＱ個含むバーストを生
成し、バーストを複数個含む送信信号を出力し、無線端末が前記タグＩＤを示すＱビットの各々が１か０かに基づいて送信信号をＡＳＫ変調した信号を、送信クロック周期のＭ分の１（Ｍは１以上の整数）ずつ位相の異なるタイミングで、サンプリング受信することにより、測距にＵＷＢ信号を用いた場合でも、リーダは、簡易な構成で、所望タグからの反射信号と不要波とを精度よく識別することができ、測距の精度を向上させることができる。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係る無線測距システムの全体構成を示す図である。無線測距システムは、リーダ８００、第１のタグ８０１、第２のタグ８０２を有して構成される。第１のタグ８０１は、人間８５０が身に着ける名札８１０の表面に搭載され、第２のタグ８０２は、この名札８１０に接続された輪状の首かけひも８０３の、前記名札との接続位置とは異なる位置に装着されている。第２のタグ８０２は、例えば、首かけひも８０３の中間部分に装着されている。人間８５０が名札８１０を身に着ける際は、首かけひも８０３を首にかけて名札８１０を胸の前にぶら下げた状態とすると、第２のタグ８０２が首の後部分に位置するため、第１のタグ８０１が人体の前方に向かって配置され、第２のタグ８０２が人体の後方に向かって配置されることになる。

図９は、本発明の実施の形態２に係るリーダ及びタグの構成を示すブロック図である。ここで、リーダ及びタグによる無線測距システムの構成及び動作について説明する。リーダ８００は、ＵＷＢを用いる無線装置であり、測距方式はアクティブ方式、パッシブ方式、セミパッシブ方式のいずれも適用可能である。図９では、一例としてセミパッシブ方式の構成を示している。

タグとリーダを用いた、タグ−リーダ間の距離測定は、タグとリーダとの間で送受信される測定用信号の伝搬時間を用いて行われる。測定用信号の伝搬時間を算出し、その伝搬時間に電波の伝搬速度を積算すれば、タグとリーダ間の距離が求められる。パッシブ方式及びセミパッシブ方式のタグにおいてはいずれも、リーダからの送信電波を反射または増幅して再放射し、タグの識別ＩＤとしてタグＩＤを送信する。これにより、リーダ内部においてカウントされる絶対基準時間に基づいて、タグ−リーダ間を往復した測定用信号の往復時間を算出することができる。

図９において、タグ９００は、受信アンテナ９０１、送信アンテナ９０２、タグＩＤ付加部９０３を備えている。また、リーダ９１０は、送信アンテナ９１１、送信パルス発生部９１２、タイミング信号出力部９１３、受信アンテナ９１４、パルス検出部９１５、タグＩＤ検出部９１８、遅延時間測定部９１６、距離算出部９１７を備えている。

リーダ９１０は、タイミング信号出力部９１３において、基準となるタイミング信号を生成して出力し、送信パルス発生部９１２において、タイミング信号に応じて測定用のＵＷＢパルスを発生して送信アンテナ９１１から空間に放射する。

タグ９００は、受信アンテナ９０１においてＵＷＢパルスを受信し、タグＩＤ付加部９０３において各タグで固有のタグＩＤを用いてＵＷＢパルスに変調をかける。これにより、自装置のタグ識別用のＩＤ情報である識別ＩＤを付加し、送信アンテナ９０２から送出する。

リーダ９１０は、受信アンテナ９１４においてタグ９００から返信される信号を受信し、パルス検出部９１５においてＵＷＢパルスを検出する。タグＩＤ検出部９１８においてＵＷＢパルスからタグＩＤを検出して、タグを装着した人間の個別認識を行う。そして、遅延時間測定部９１６において、タイミング信号出力部９１３のタイミング信号を基準と
してタグ９００より返信されたＵＷＢパルスの遅延時間を測定し、距離算出部９１７において、前記測定されたＵＷＢパルスの遅延時間に基づきリーダとタグの距離を算出する。

なお、アクティブ方式の場合には、タグがあらかじめリーダと同期したタイミングでＩＤ情報を含む測定用信号を送出するか、タグとリーダが同期していない場合においては、複数リーダのクロックを同期させて、タグから複数リーダへＩＤ情報を含む測定用信号を送出し、この測定用信号が到達するまでに要した時間の差を求める。これにより、各リーダにおける相対的な伝搬時間（伝搬時間差）からタグ−リーダ間の測距を行うことができる。

ここで、複数のリーダが存在する場合には、三点測量の原理でタグの位置を測定することができる。また、リーダが電波の到来方向を測定する機能を有する場合には、リーダが１個であっても電波の到来方向とタグ−リーダ間の距離とからタグの位置を測定することができる。

ＵＷＢを用いた無線測距システムにおいては、前述のように、リーダから見た可視領域にない陰領域では、人体の遮蔽吸収効果によりタグからの送信信号は大きく減衰する。このため、本実施の形態においては、人体に複数のタグを装着し、タグを装着して人体が様々な姿勢をとった際に、常にリーダから人体上の可視領域に単数または複数のタグが位置するように、すなわち少なくとも１つのタグがリーダから見える位置にタグを構成する。そして、リーダは、複数のタグのうち少なくとも１つのタグから送信されるタグＩＤを検知するか、またはタグＩＤに基づくリーダ−タグ間の距離測定を行う。

本実施の形態では、一例として複数のタグが同一のタグＩＤを持つ場合について説明する。図８に示したように、第１のタグ８０１は、名札８１０の表面に搭載される。このタグ８０１には、名札８１０を装着した人間の個別認識を行うためのＩＤ情報としてタグＩＤが付与されている。タグ８０１がリーダ８００の受信エリアに入った時には、タグ８０１からリーダ８００に対してタグＩＤを含む信号が送信される。一方、第２のタグ８０２は、例えば名札８１０に接続された首かけひも８０３の中心部に装着される。人間が名札８１０を装着した時に、第２のタグ８０２が人間のちょうど首の後に接して位置するようにすることで、第２のタグ８０２は、第１のタグ８０１が搭載された名札８１０に対して、人間の裏側に搭載される。ここで、第２のタグ８０２も第１のタグ８０１と同じＩＤのタグＩＤを有する。

リーダ８００は、第１のタグ８０１または第２のタグ８０２から送信される信号からタグＩＤを検出し、第１のタグと第２のタグを装着した人間の個別ＩＤを認識する。この際、リーダ８００に対して、第１のタグ８０１または第２のタグ８０２のどちらかが、リーダ８００の方向に向くことになるので、複数のタグから送信される複数の信号を選択または合成してタグＩＤを検知する。ＩＤ情報の識別においては、リーダ８００は、タグＩＤの読み取りを行い、その信号レベル等によって読み取りＩＤの信頼性を観測し、信頼性が高いデータを用いてタグＩＤと判定して個別認識を行う。また、タグとリーダとの距離算出においては、最短のルートを経て到達した電波により測定を行うため、識別したタグＩＤと同じと思われるＩＤに関して先頭波を検出して距離測定を行う。複数のタグのタグＩＤを同じＩＤとすることで、リーダにおいて複数タグに対応させる場合の付加機能が不要になる。

上記構成において、２つのタグの特性に関しては特に述べていないが、例えば名札とひもにタグを装着する場合においては、ひもと比較して名札は広い面積を有する。このため、名札はアンテナ等のタグの設計自由度を増すことができ、これにより、タグ送信電力の向上を図ることができる。また、この場合に、リーダにおいて名札のタグから送信された
電波を優先的にタグＩＤと識別することにより、信頼性を向上させることができる。ここで、名札に装着されたタグとひもに装着されたタグとは、ＩＤ情報を含むデータ部にフラグを持たせることにより識別が可能となる。

なお、本実施の形態においては、複数のタグは同一のタグＩＤを持つものとして説明したが、異なるタグＩＤを持つようにしてもよい。タグごとにＩＤ情報が異なる場合は、あらかじめタグを装着している人に対して、複数のタグＩＤが付加されていることを示す情報を登録しておくことにより、上記の同一ＩＤを持つタグにおける処理と同様な処理を行って同等の作用効果が得られる。また、上述したように、一例として名札に装着したタグのＩＤを優先的に検出する場合においては、あらかじめ名札のタグＩＤを登録しておき、リーダで該当ＩＤについて優先的に処理を行えばよい。

また、本実施の形態においては、第２のタグを名札のひもに装着する構成例を示したが、人間が着用する服の襟などに配置してもよい。例えば、工場等における作業着のように、着る人が決められている場合、服の襟部分などの後ろ側の部分にあらかじめ名札と同一ＩＤを有するタグを縫いつけておけば、同様の作用効果が得られる。

このように実施の形態２によれば、人体における遮蔽吸収効果を軽減でき、人体吸収損失の大きいＵＷＢ無線等を用いた場合において、タグ−リーダ間における識別ＩＤの送受信及び距離測定、測位を信頼性が高い状態で実現することができる。

（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３に係る無線測距システムの全体構成を示す図である。実施の形態３は、人間の頭部にタグを配置した例である。

無線測距システムは、リーダ８００、第１のタグ８０１、第２のタグ８０２を有して構成される。第１のタグ８０１は、実施の形態１と同様、人間８５０が身に着ける名札８１０に搭載されている。第２のタグ８０２は、人間８５０が頭にかぶるヘルメット１００５に装着されている。図の例では、ヘルメット１００５の頭頂部に第２のタグ１００２が装着されている。人間がヘルメット８０５をかぶった状態では、第２のタグ８０２は頭頂部に位置し、人体の前側にある名札８１０の可視領域から外れた人体の後方からの方向を含む、全方向から第２のタグ８０２が視認可能に配置されることになる。

ヘルメット８０５は、人体の最上部にあるため人影になる状況が少なく、また物体衝突の衝撃から人間の頭部を守るため、頭部から若干の距離をおいて装着される。このため、実施の形態３では、人体における遮蔽吸収効果、及びアンテナの人体効果による特性劣化がさらに軽減される。実施の形態３においては、通常は第２のタグ８０２が主たるＩＤ取得及び距離測定用のタグとなるが、人間がヘルメット８０５を脱いでいる場合も想定され、その場合には主に第１のタグ８０１によるＩＤ取得及び距離測定が行われる。

（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４に係る無線測距システムの全体構成を示す図である。実施の形態４は、人間の胴体の前後にタグを配置した例である。

無線測距システムは、リーダ８００、第１のタグ１１０１、第２のタグ１１０２を有して構成される。第１のタグ１１０１は、人間８５０が身に着ける腰ベルト１１０３のバックル部分等に搭載され、第２のタグ１１０２は、この腰ベルト１１０３の異なる位置、例えば腰ベルト１１０３の中間部分に装着されている。人間８５０が腰ベルト１１０３を身に着けた状態では、腰ベルト１１０３の前後に第１のタグ１１０１、第２のタグ１１０２が位置し、第１のタグ１１０１が人体の前方に向かって配置され、第２のタグ８０２が人
体の後方に向かって配置されることになる。

第１のタグ１１０１は、腰ベルトの前方の例えばバックル部分に搭載することで、人間の腹部に当たる位置に装着される。第１のタグ１１０１には、腰ベルト１１０３を装着した人間の個別認識を行うためのＩＤ情報としてタグＩＤを付与しており、リーダ８００の受信エリアに入った時には、タグ１１０１からリーダ８００に対してタグＩＤを含む信号が送信される。一方、第２のタグ１１０２は、人間の背部や腰部に当たる位置に装着されるように、腰ベルト１１０３の中間部分に装着することで、第１のタグ１１０１に対して人間の裏側に搭載される。ここで、第２のタグ１１０２も第１のタグ１１０１と同じＩＤのタグＩＤを有する。

リーダ８００は、第１のタグ１１０１または第２のタグ１１０２から送信される信号からタグＩＤを検出し、第１のタグと第２のタグを装着した人間の個別ＩＤを認識する。この際、リーダ８００に対して、第１のタグ１１０１または第２のタグ１１０２のどちらかが、リーダ８００の方向に向くことになる。ＩＤ情報の識別においては、リーダ８００は、タグＩＤの読み取りを行い、その信号レベル等によって読み取りＩＤの信頼性を観測し、信頼性が高いものをタグＩＤと判定する。実施の形態４では、腰ベルト１１０３を介して第１のタグ１１０１と第２のタグ１１０２は一体化されており、常に人体の前後に装着される状態になり、遮蔽吸収効果を軽減できるという効果を有する。

なお、本実施の形態では、２個のタグを設けた例を示しているが、ベルト周辺の２箇所以上に同一ＩＤを有するタグを２個以上、例えば３個、４個等のタグを等間隔に装着するようにしてもよい。この場合、人体における遮蔽吸収効果による特性劣化がより軽減される。また、実施の形態２に示したような名札やひもに装着したタグと、実施の形態４のベルトに装着したタグとを組み合わせることにより、上下方向の高さの違いによる伝搬劣化の要因を軽減することも可能である。なお、本実施の形態では、腰ベルトを例に挙げたが、サスペンダ（吊りベルト）などを用いて、人体の前後に第１のタグ及び第２のタグを装着できるようにしてもよい。

（実施の形態５）
図１２は、本発明の実施の形態５に係る無線測距システムの全体構成を示す図である。実施の形態５は、人間の両肩にタグを配置した例である。

無線測距システムは、リーダ８００、第１のタグ１２０１、第２のタグ１２０２を有して構成される。第１のタグ１２０１は、人間８５０が身に着ける服の一方の肩に装着され、第２のタグ１２０２は、服の他方の肩に装着されている。人間８５０が服を身に着けた状態では、両肩に第１のタグ１２０１、第２のタグ１２０２が位置し、第１のタグ１２０１が人体の右側方に向かって配置され、第２のタグ１２０２が人体の左側方に向かって配置されることになる。ここで、第１のタグ１２０１と第２のタグ１２０２とは同じＩＤのタグＩＤを有する。

これらの第１のタグ１２０１、第２のタグ１２０２は、例えば洋服や作業着上着の左右の肩パッド、軍服などの左右の肩章に装着することができる。タグを肩に装着した場合には、タグのアンテナ指向性パターンは主に上方の半球面を形成すると考えられ、特にリーダ８００が人間の肩の位置より上方にある場合には、人体の遮蔽吸収効果を受けにくい。ただし、人間の頭部とリーダ及びタグの位置関係によっては、電波が頭部により遮蔽吸収されるため、頭部の影響を考慮して、実施の形態５のように両肩にタグを装着することにより、頭部による遮蔽吸収を防ぐことができる。

（実施の形態６）
図１３は、本発明の実施の形態６に係る無線測距システムの全体構成を示す図である。実施の形態６は、人間の両腕と胸にタグを配置した例である。

無線測距システムは、リーダ８００、第１のタグ１３０１、第２のタグ１３０２、第３のタグ１３０３を有して構成される。第１のタグ１３０１は、人間８５０が身に着ける服の左腕に装着され、第２のタグ１３０２は右腕に装着され、第３のタグ１３０３は胸に装着されている。人間８５０が服を身に着けた状態では、両腕に第１のタグ１３０１、第２のタグ１３０２が、胸部に第３のタグ１３０３がそれぞれ位置し、第１のタグ１３０１が人体の左側方に向かって配置され、第２のタグ１３０２が人体の右側方に向かって配置され、第３のタグ１３０３が人体の前方に向かって配置されることになる。

ここで、第１のタグ１３０１、第２のタグ１３０２は、例えば左右の袖ボタンにそれぞれ配置する。第３のタグ１３０３は、例えば胸ポケットなどに装着する。なお、第１のタグは左袖ボタン、第２のタグは右袖ボタン、第３のタグは名札としてもよい。または、第１のタグは左袖ボタン、第２のタグは右袖ボタン、第３のタグは前ボタンとしてもよい。または、第１または第２のタグは腕時計に装着されていてもよい。

実施の形態６の場合、第１のタグのアンテナ指向性パターンは左方向の半球面、第２のタグのアンテナ指向性パターンは右方向の半球面、第３のタグのアンテナ指向性パターンは前方向の半球面を形成すると考えられる。これにより、リーダ−タグ間における人体の遮蔽吸収効果を軽減することができる。

（実施の形態７）
図１４は、本発明の実施の形態７に係る無線測距システムの全体構成を示す図である。実施の形態７は、人間の胸と足部にタグを配置した例である。

無線測距システムは、リーダ８００、第１のタグ１４０１、第２のタグ１４０２を有して構成される。第１のタグ１４０１は、人間８５０が身に着ける名札８１０に装着され、第２のタグ１４０２は、足に履く靴１４１０の踵部分に装着されている。人間が名札８１０を身に着けて靴１４１０を履いた状態では、胸部に第１のタグ１４０１が、足部に第２のタグ１４０２がそれぞれ位置し、第１のタグ１４０１が人体の前方に向かって配置され、第２のタグ１４０２が人体の後方に向かって配置されることになる。ここで、第１のタグ１４０１と第２のタグ１４０２とは同じＩＤのタグＩＤを有する。

実施の形態７の場合、第１のタグのアンテナ指向性パターンは前方向に形成され、第２のタグのアンテナ指向性パターンは後方向に形成されることになる。これにより、第１のタグがリーダに対して反対方向に存在するときに、第２のタグはリーダ方向にそのアンテナ指向性パターンが向けられ、リーダ−タグ間でＩＤ取得及び距離測定が可能である。このように胸部と足部にタグを装着することにより、リーダ−タグ間における人体の遮蔽吸収効果を軽減することができる。

図１４の例では、第２のタグ１４０２は靴の踵部分に装着しているが、靴ひもの部分に装着してもよい。靴ひもにタグを装着する場合には、タグを靴に縫い込む等の特別な装着構造を用いる必要が無く、一般の靴に後からタグを装着することが容易である。タグを靴に配置する場合は、靴ひもに装着してもアンテナ指向性パターンを後方にも向けることが可能である。

（実施の形態８）
図１５は、本発明の実施の形態８に係る無線測距システムの全体構成を示す図である。実施の形態８は、人間が装着するめがねの両側にタグを配置した例である。

無線測距システムは、リーダ８００、第１のタグ１５０１、第２のタグ１５０２を有して構成される。第１のタグ１５０１は、人間８５０が頭部にかけるめがね１５０３の右側の柄の部分に取り付けられ、第１のタグ１５０２は、そのめがね１５０３の左側の柄の部分に取り付けられている。

実施の形態８の場合、第１のタグ１５０１のアンテナ指向性パターンは右方向の半球面、第２のタグ１５０２のアンテナ指向性パターンは左方向の半球面を形成すると考えられ、リーダ−タグ間における人体頭部の遮蔽吸収効果を軽減することができる。めがねとしては、一般のめがねの他、スキーゴーグル、工場作業における防御作業ゴーグルなどを例として挙げることができる。

以上説明したように、実施の形態２〜８では、同じＩＤを有する第１のタグと第２のタグなど、複数のタグを人間の前後、左右などの複数の箇所に設け、複数のタグが、人間の正面、背面、頭部、足部、左側、右側から選択される少なくとも２箇所（好ましくは２〜３箇所）に配置されるように構成する。このように、複数のタグが人体を介して反対側に位置するなど、人体に対して異なる方向に向かうように配置することにより、少なくとも１つのタグが基地局に向くように配置されるので、少なくとも１つのタグと基地局との間に人体が介在しない状態で無線通信が可能になる。したがって、人体の遮蔽吸収効果を軽減でき、人体吸収による信号強度劣化を補うことができる。これによって、人体吸収損失の大きいＵＷＢを用いるＵＷＢリーダタグ装置などの無線測距システムにおいて、信頼性の高い無線通信を可能とし、タグＩＤの送受信及びリーダ−タグ間の距離測定を確実に行うことが可能になる。

上記実施の形態２〜８の説明から導出される技術的思想は以下の通りである。

（１）基地局と無線端末とを備える無線測距システムに用いられる無線端末であって、複数のタグを有して構成され、前記複数のタグの各々は、前記無線端末の装着対象の個別認識を行うための識別ＩＤを含む信号を送信可能であり、前記無線端末を人体に装着したときに、前記複数のタグが、人間の正面、背面、頭部、足部、左側、右側から選択される少なくとも２箇所に配置される無線端末。

（２）ウルトラワイドバンド無線（ＵＷＢ）方式を用いて前記基地局と通信を行う（１）に記載の無線端末。

（３）前記複数のタグは、同一の識別ＩＤを有する（１）または（２）に記載の無線端末。

（４）前記複数のタグとして、前記無線端末を装着する人間の名札の表面に配置される第１のタグと、前記人間の背面に配置される第２のタグとを有し、前記第１のタグと前記第２のタグは、同一の識別ＩＤを有し、前記第１のタグまたは第２のタグから送信される信号が、前記無線端末を装着する人間の個別認識を行うために用いられる（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（５）前記第２のタグは、前記名札に接続された輪状の紐の、前記名札との接続位置とは異なる位置に配置される（４）に記載の無線端末。

（６）前記複数のタグのうちの１つは、人間が頭部に装着するヘルメットに配置される（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（７）前記無線端末は人間が装着する腰ベルト上に配置されるものであり、前記複数のタグは、前記腰ベルトを人体に装着したときに、異なる位置に配置される（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（８）前記複数のタグのうち１つは、人間が腕に装着する腕時計に配置される（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（９）前記複数のタグとして、前記無線端末を装着する人間の右肩に配置される第１のタグと、左肩に配置される第２のタグとを有し、前記第１のタグと前記第２のタグは、同一の識別ＩＤを有する（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（１０）前記複数のタグとして、前記無線端末を装着する人間が着用する服の左袖ボタンに配置される第１のタグと、右袖ボタンに配置される第２のタグと、前ボタンに配置される第３のタグとを有する（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（１１）前記複数のタグとして、人間が頭部に装着するメガネの右側の柄に配置される第１のタグと、左側の柄に配置される第２のタグとを有する（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（１２）前記複数のタグとして、前記無線端末を装着する人間の名札に配置される第１のタグと、靴の踵部に配置される第２のタグとを有し、前記第１のタグと前記第２のタグは、同一の識別ＩＤを有する（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（１３）前記複数のタグとして、前記無線端末を装着する人間の名札に配置される第１のタグと、前記人間が着用する服の襟に配置される第２のタグとを有し、前記第１のタグと前記第２のタグは、同一の識別ＩＤを有する（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（１４）前記無線端末を人体に装着したときに、前記複数のタグは、その少なくとも１つが前記人体の可視領域に配置される（１）乃至（１３）のいずれか一項に記載の無線端末。

（１５）基地局と無線端末とを備える無線測距システムに用いられる基地局であって、前記無線端末として、装着対象の個別認識を行うための識別ＩＤを含む信号を各々が送信することができる複数のタグを有し、前記無線端末を人体に装着したときに、前記複数のタグが、人間の正面、背面、頭部、足部、左側、右側から選択される少なくとも２箇所に配置されるものとの間で通信を行い、前記複数のタグのうち少なくとも１つから送信される信号に含まれる前記識別ＩＤを検知し、前記検知された識別ＩＤに基づいて、前記無線端末との距離を測定する基地局。

（１６）前記複数のタグから送信される複数の信号を選択または合成し、前記識別ＩＤを検知する（１５）に記載の基地局。

（１７）前記複数のタグから送信される複数の信号に含まれる前記識別ＩＤの検知結果のうち、信頼性の高いデータを用いて識別ＩＤを判定し、前記無線端末を装着する人間の個別認識を行う（１５）または（１６）に記載の基地局。

（１８）前記複数のタグから送信される複数の信号に含まれる前記識別ＩＤの検知結果のうち、信頼性の高いデータを用いて識別ＩＤを判定し、前記無線端末を装着する人間の個別認識を行った後に、前記検知された識別ＩＤと同じ識別ＩＤに関して、前記複数のタ
グから送信される信号の先頭波を用いて前記無線端末との距離を測定する（１５）または（１６）に記載の基地局。

（１９）複数のタグを有して構成され、前記複数のタグの各々は、前記無線端末の装着対象の個別認識を行うための識別ＩＤを含む信号を送信可能であり、前記無線端末を人体に装着したときに、前記複数のタグが、人間の正面、背面、頭部、足部、左側、右側から選択される少なくとも２箇所に配置される無線端末と、前記無線端末との間で通信を行い、前記複数のタグのうち少なくとも１つから送信される信号に含まれる前記識別ＩＤを検知し、前記検知された識別ＩＤに基づいて、前記無線端末との距離を測定する基地局と、を備える無線側距システム。

なお、本発明は、上記各実施の形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

また、上記各実施の形態では、無線測距システムに用いられる無線端末及び基地局として、無線端末である複数のタグと基地局であるリーダとを有し、ＵＷＢ無線方式を用いる無線測距システムの構成例を示したが、このような無線測距システムは、ＵＷＢリーダタグ装置と呼ばれることもある。

また、本発明は、無線端末、基地局のそれぞれにおいて、ハードウェアで構成することも可能であるし、ソフトウェアで実現することも可能である。

また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

２００８年１０月９日出願の特願２００８−２６２８７３及び２００８年１０月２４日出願の特願２００８−２７４５２４の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明にかかる基地局装置及び測距方法は、リモコン、名札等に装着されたタグのロケータ等に適用できる。

Claims (7)

1. 基地局装置を識別するためのＰビット（Ｐは自然数）からなる符号列で示されるリーダＩＤと、無線端末を識別するためのＱビット（Ｑは自然数）からなる符号列で示されるタグＩＤとを用いる無線測距システムにおける基地局装置であって、
   Ｐ個のパルスを含み、前記リーダＩＤを示すＰビットの各々が１か０かによって各パルスがオンオフ変調されるユニークワードを生成し、前記ユニークワードを２×Ｍ個含むフレームを生成し、前記フレームをＱ個含むバーストを生成し、前記バーストを複数個含む送信信号を出力するパルス発生手段と、
   前記無線端末が前記タグＩＤを示すＱビットの各々が１か０かに基づいて前記送信信号を変調した信号を、送信クロック周期のＭ分の１（Ｍは１以上の整数）ずつ位相の異なるタイミングで、サンプリング受信する受信手段と、
   を具備する基地局装置。
2. 前記リーダＩＤと受信信号との相関演算を行い、遅延プロファイルを生成するリーダＩＤ相関演算手段を具備する請求項１に記載の基地局装置。
3. 前記リーダＩＤ相関演算手段は、Ｍ位相成分を全て加算して電力を増幅させて、前記相関演算を行う請求項２に記載の基地局装置。
4. 前記遅延プロファイルを時系列的に蓄積し、蓄積した前記遅延プロファイルと所望のタグのタグＩＤとの相関演算を行うタグＩＤ相関演算手段と、
   前記タグＩＤ相関演算手段による相関演算結果に基づいて、タグＩＤの先頭波を検出する先頭波検出手段と、
   検出された前記先頭波の往復遅延時間を測定する遅延時間測定手段と、
   測定された前記往復遅延時間から前記タグ及び前記リーダ間の距離を算出する距離算出手段と、
   を具備する請求項２に記載の基地局装置。
5. 前記無線端末が前記送信信号をするのに用いる変調方式はＡＳＫ変調である
   請求項２乃至４いずれか一項に記載の基地局装置。
6. 基地局装置を識別するためのＰビット（Ｐは自然数）からなる符号列で示されるリーダＩＤと、無線端末を識別するためのＱビット（Ｑは自然数）からなる符号列で示されるタグＩＤとを用いる無線測距システムの前記基地局装置における測距方法であって、
   Ｐ個のパルスを含み、前記リーダＩＤを示すＰビットの各々が１か０かによって各パルスがオンオフ変調されるユニークワードを生成し、前記ユニークワードを２×Ｍ個含むフレームを生成し、前記フレームをＱ個含むバーストを生成し、前記バーストを複数個含む送信信号を出力し、
   前記無線端末が前記タグＩＤを示すＱビットの各々が１か０かに基づいて前記送信信号をＡＳＫ変調した信号を、送信クロック周期のＭ分の１（Ｍは１以上の整数）ずつ位相の異なるタイミングで、サンプリング受信する
   測距方法。
7. 前記無線端末が前記送信信号をするのに用いる変調方式はＡＳＫ変調である
   請求項６に記載の測距方法。

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