JPWO2020012591A1 - Direction estimation device and wireless device - Google Patents

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Abstract

この発明に係る方向推定装置は、複数のアンテナを用いて受信される信号の品質を測定又は予測する信号品質算出部と、前記信号品質算出部で測定又は予測された信号の品質に応じて、前記信号の到来方向を推定する角度範囲を設定する角度範囲設定部と、前記角度範囲設定部で設定された角度範囲で前記信号の到来方向を推定する方向推定部と、を備えたことを特徴とする。この構成により、方向推定の対象となる信号の中で信号品質の高い信号に対して、従来技術よりも広い角度範囲で方向推定を行うことができる。Direction estimation device according to the present invention, a signal quality calculation unit that measures or predicts the quality of signals received using a plurality of antennas, according to the quality of the signal measured or predicted by the signal quality calculation unit, An angle range setting unit that sets an angle range for estimating the arrival direction of the signal, and a direction estimation unit that estimates the arrival direction of the signal within the angle range set by the angle range setting unit. And With this configuration, it is possible to perform direction estimation in a wider angle range than that of the related art for a signal having high signal quality among signals to be subjected to direction estimation.

Description

この発明は、信号の方向推定を行う方向推定装置及び無線装置に関する。 The present invention relates to a direction estimating device and a wireless device for estimating the direction of a signal.

測定対象物の存在方向を推定する無線装置では、信号を受信する際に信号の方向を広い角度範囲の中から精度よく推定する方向推定が必要とされる。一般に、無線装置で行われる方向推定では、複数のアンテナで受信された信号の位相差を用いて、その信号の到来方向を推定する。方向推定を行うアルゴリズムはさまざまであるが、基本的には、定められた角度範囲の中から、複数のアンテナ間で測定された位相差を生じるような信号の到来方向を探索し、その位相差を生じる方向を信号の到来方向として推定する。 A wireless device that estimates the direction of existence of an object to be measured needs direction estimation that accurately estimates the direction of a signal from a wide angle range when receiving the signal. Generally, in the direction estimation performed by a wireless device, the arrival direction of the signal is estimated using the phase difference of the signals received by a plurality of antennas. There are various algorithms for direction estimation, but basically, the direction of arrival of the signal that causes the phase difference measured between multiple antennas is searched from within the defined angular range, and the phase difference is calculated. The direction in which is generated is estimated as the arrival direction of the signal.

従来の方向推定装置では、通常、ある品質基準を満たす全ての信号の到来方向を推定できるように、方向推定を行う一定の角度範囲があらかじめ定められている。例えば、オムニアンテナを各アンテナに持つ場合には、−90°〜90°の方向を角度範囲として方向推定を行う場合がある。また、方向推定を行う角度範囲を、受信アンテナの持つビーム幅や信号送信を行ったビーム幅などをもとに定める場合(例えば、特許文献1、2)や、遅延プロファイルにより定める例もある(例えば、特許文献3)。このように角度範囲の設定にはさまざまな方法があるが、この角度範囲は方向推定を行う前にあらかじめ定められる。 In the conventional direction estimation device, a certain angle range for performing direction estimation is usually determined in advance so that the arrival directions of all signals satisfying a certain quality standard can be estimated. For example, when each antenna has an omni-antenna, direction estimation may be performed with a direction of −90° to 90° as an angle range. There are also cases where the angle range for direction estimation is determined based on the beam width of the receiving antenna, the beam width of signal transmission, etc. (for example, Patent Documents 1 and 2) or by a delay profile ( For example, Patent Document 3). As described above, there are various methods for setting the angle range, but this angle range is determined in advance before performing the direction estimation.

特開2017−67623号公報JP, 2017-67623, A 特開2016−151424号公報JP, 2016-151424, A 特開2001−251233号公報JP 2001-251233 A

従来の方向推定装置では、ある品質基準を満たす全ての信号の到来方向を推定できるように、方向推定を行う一定の角度範囲があらかじめ定められている。すなわち、従来の方向推定装置では、全ての信号に対して一定の角度範囲で方向推定を行うため、ある品質基準を満たす中で低い信号品質をもつ信号に対して方向推定を行えるように角度範囲が設定される。その結果、高い信号品質をもつ信号に対して、より広い角度範囲で方向推定を行うことができず、信号の到来方向が設定された角度範囲の外に位置する場合には、その信号の方向を推定できない課題がある。 In the conventional direction estimation device, a certain angle range in which direction estimation is performed is predetermined so that the arrival directions of all signals satisfying a certain quality standard can be estimated. That is, in the conventional direction estimation device, since the direction estimation is performed for all signals within a certain angle range, the angle range can be estimated for signals having low signal quality while satisfying a certain quality standard. Is set. As a result, for signals with high signal quality, direction estimation cannot be performed in a wider angle range, and if the direction of arrival of the signal is outside the set angle range, the direction of the signal There is a problem that cannot be estimated.

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、方向推定の対象となる信号の中で信号品質の高い信号に対して、従来技術よりも広い角度範囲で信号の方向を推定できる方向推定装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and estimates the direction of a signal in a wider angle range than that of the prior art for a signal having high signal quality among signals to be subjected to direction estimation. The purpose is to obtain a possible direction estimation device.

この発明に係る方向推定装置は、複数のアンテナを用いて受信される信号の品質を測定又は予測する信号品質算出部と、前記信号品質算出部で測定又は予測された信号の品質に応じて、前記信号の到来方向を推定する角度範囲を設定する角度範囲設定部と、前記角度範囲設定部で設定された角度範囲で前記信号の到来方向を推定する方向推定部と、を備えたことを特徴とする。 Direction estimation device according to the present invention, a signal quality calculation unit that measures or predicts the quality of the signal received using a plurality of antennas, depending on the quality of the signal measured or predicted by the signal quality calculation unit, An angle range setting unit that sets an angle range for estimating the arrival direction of the signal, and a direction estimation unit that estimates the arrival direction of the signal within the angle range set by the angle range setting unit. And

この発明によれば、方向推定の対象となる信号の中で信号品質の高い信号に対して、従来技術よりも広い角度範囲で方向推定を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to perform direction estimation in a wider angle range than that of the conventional technique for a signal having high signal quality among signals to be subjected to direction estimation.

実施の形態1に係る無線装置100及び方向推定装置500の構成例。3 is a configuration example of radio apparatus 100 and direction estimation apparatus 500 according to Embodiment 1. 実施の形態1に係る無線装置100の処理手順を表すフローチャート。3 is a flowchart showing a processing procedure of the wireless device 100 according to the first embodiment. 実施の形態1における信号30のフォーマットの一例。3 shows an example of a format of the signal 30 according to the first embodiment. 実施の形態1において整合フィルタ4,5,6から出力される信号の位相。Phases of signals output from matched filters 4, 5, and 6 in the first embodiment. 実施の形態1において整合フィルタ4,5,6から出力される信号の振幅の一例。7 shows an example of the amplitudes of signals output from matched filters 4, 5, and 6 in the first embodiment. 実施の形態1において方向推定部9で行われる角度範囲の設定の一例。9 is an example of setting an angular range performed by the direction estimation unit 9 in the first embodiment. 実施の形態1において例示する方向推定の利用環境。A direction estimation use environment exemplified in the first embodiment. 実施の形態1における無線装置100におけるアレーアンテナの配置と信号の到来方向φの関係を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between the arrangement of array antennas and the signal arrival direction φ in the wireless device 100 according to the first embodiment. 実施の形態1において方向推定法で得られるL(Γ、r)を評価した評価結果。The evaluation result which evaluated L((GAMMA),r) obtained by the direction estimation method in Embodiment 1. 実施の形態1における処理を説明するためのビームパターン図。FIG. 6 is a beam pattern diagram for explaining the process in the first embodiment. 実施の形態1において無線装置100を構成する処理回路。A processing circuit included in the wireless device 100 in Embodiment 1. 実施の形態1において無線装置100を構成する処理回路とメモリ。A processing circuit and a memory included in the wireless device 100 in Embodiment 1. 実施の形態2における無線システムの構成図。6 is a configuration diagram of a wireless system according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2に係る無線装置200の構成図。3 is a configuration diagram of a wireless device 200 according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2に係る端末装置210の構成図。5 is a configuration diagram of a terminal device 210 according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2における無線システムの動作を示すフローチャート。7 is a flowchart showing the operation of the wireless system according to the second embodiment. 実施の形態3において全方向で方向推定を行うためのアンテナ配置、推定精度、角度誤差。Antenna arrangement, estimation accuracy, and angle error for performing direction estimation in all directions in the third embodiment. 実施の形態3の無線装置100におけるアンテナ構成。The antenna structure in the radio|wireless apparatus 100 of Embodiment 3. 実施の形態3における無線装置300の構成図。6 is a configuration diagram of a wireless device 300 according to Embodiment 3. FIG. 実施の形態4における無線装置400の信号送受信を示す図。FIG. 16 is a diagram showing signal transmission and reception of a wireless device 400 in Embodiment 4. 実施の形態4における無線装置400の構成図。6 is a configuration diagram of a wireless device 400 according to Embodiment 4. FIG. 実施の形態4における無線装置400の動作を示すフローチャートFlowchart showing operation of radio apparatus 400 according to Embodiment 4 実施の形態5における各時刻での方向推定の様子を示す図。FIG. 16 is a diagram showing a state of direction estimation at each time in the fifth embodiment. 実施の形態6においてL(Γ、r)のsinφ1に対する推移を示す図。FIG. 16 is a diagram showing a transition of L(Γ,r) with respect to sin φ1 in the sixth embodiment.

実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態について説明する。
Embodiment 1.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

図1は実施の形態1に係る無線装置100及び方向推定装置500の構成例を示す図である。無線装置100は、アンテナ0、1、2と、整合フィルタ4、5、6と、信号の品質を測定する信号品質算出部7と、信号品質算出部7で測定された信号の品質に応じて、信号の角度を推定する角度範囲を設定する角度範囲設定部8と、角度範囲設定部8で設定された角度範囲で信号の方向を推定する方向推定部9と、を備える。方向推定装置500は信号品質算出部7と角度範囲設定部8と方向推定部9を備える。なお、以降の各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of radio apparatus 100 and direction estimation apparatus 500 according to the first embodiment. The wireless device 100 has antennas 0, 1, 2, matched filters 4, 5, 6, a signal quality calculation unit 7 for measuring the signal quality, and a signal quality measured by the signal quality calculation unit 7. An angle range setting unit 8 that sets an angle range for estimating the signal angle, and a direction estimation unit 9 that estimates the direction of the signal within the angle range set by the angle range setting unit 8. The direction estimation device 500 includes a signal quality calculation unit 7, an angle range setting unit 8, and a direction estimation unit 9. In each of the following figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

無線装置100で受信される信号は測定対象物から送信されたものであっても、無線装置100が送信したものであっても構わない。例えば、無線装置100が信号を送信する場合、無線装置100は送信信号の測定対象物からの反射波を受信し、受信信号の方向推定を行うことで測定対象物の存在方向を推定できる。また、測定対象物が信号を送信する場合、無線装置100は測定対象物が送信した信号を受信し、受信信号の方向推定を行うことで、測定対象物の存在方向を推定できる。 The signal received by the wireless device 100 may be the one transmitted from the measurement object or the one transmitted by the wireless device 100. For example, when the wireless device 100 transmits a signal, the wireless device 100 can estimate the existing direction of the measurement target by receiving the reflected wave of the transmission signal from the measurement target and estimating the direction of the received signal. In addition, when the measurement object transmits a signal, the wireless device 100 receives the signal transmitted by the measurement object and estimates the direction of the received signal, so that the existence direction of the measurement object can be estimated.

アンテナ0、1、2は、無線伝送された信号を受信する。図1では3つのアンテナを備えた構成を一例として示しているが、アンテナ数は3に限られるものではなく、3以上のいかなるアンテナ数であっても構わない。整合フィルタ4、5、6は既知信号に対応したフィルタであり、受信信号に含まれる既知信号が整合フィルタ4、5、6を通過すると、整合フィルタ4、5、6の出力値は大きくなる。信号品質算出部7は、整合フィルタ4、5、6からの出力値を用いて、受信信号の信号品質を測定する。なお、信号品質の測定に用いられる信号は、整合フィルタ4、5、6からの出力値のいずれか1つであってもよいし、複数の出力値を用いても構わない。信号品質は、例えば、信号対雑音電力比(SNR:Signal to Noise Power Ratio)によって測定される。なお、信号品質はSNRに限られるものではなく、信号電力の標準偏差と雑音電力の標準偏差の比を用いてもよく、それ以外の信号品質を表すいかなるパラメータを用いても構わない。 The antennas 0, 1, 2 receive signals wirelessly transmitted. Although FIG. 1 shows a configuration including three antennas as an example, the number of antennas is not limited to three, and any number of antennas of three or more may be used. Matched filters 4, 5, and 6 are filters corresponding to known signals, and when a known signal included in a received signal passes through matched filters 4, 5, and 6, the output values of matched filters 4, 5, and 6 increase. The signal quality calculation unit 7 measures the signal quality of the received signal using the output values from the matched filters 4, 5, and 6. The signal used for measuring the signal quality may be any one of the output values from the matched filters 4, 5, and 6, or may use a plurality of output values. The signal quality is measured by, for example, a signal-to-noise power ratio (SNR: Signal to Noise Power Ratio). The signal quality is not limited to the SNR, and the ratio of the standard deviation of the signal power to the standard deviation of the noise power may be used, or any other parameter indicating the signal quality may be used.

角度範囲設定部8では、信号品質算出部7で測定された信号品質に応じて、方向推定部9で受信信号の方向を推定する際の角度範囲を設定する。方向推定部9は角度範囲設定部8で設定された角度範囲の中で、整合フィルタ4、5、6の出力値を用いて受信信号の方向を推定する。 The angle range setting unit 8 sets the angle range when the direction estimation unit 9 estimates the direction of the received signal according to the signal quality measured by the signal quality calculation unit 7. The direction estimation unit 9 estimates the direction of the received signal using the output values of the matched filters 4, 5, and 6 within the angle range set by the angle range setting unit 8.

次に、無線装置100の動作を説明する。図2に無線装置100の処理手順を表すフローチャートを示す。 Next, the operation of the wireless device 100 will be described. FIG. 2 shows a flowchart showing the processing procedure of the wireless device 100.

まず、無線装置100はアンテナ0、1、2で信号30を受信する(S201)。図3に信号30のフォーマットの一例を示す。図3では、信号30は+1と−1の振幅をもつ拡散信号として表されている。信号30は既知信号であれば、いかなる信号であっても構わない。例えば、シングルキャリア信号であっても、マルチキャリア信号であっても、拡散信号であっても、チャープ信号であっても、それ以外の信号であっても構わない。 First, the wireless device 100 receives the signal 30 with the antennas 0, 1, and 2 (S201). FIG. 3 shows an example of the format of the signal 30. In FIG. 3, signal 30 is represented as a spread signal having amplitudes of +1 and -1. The signal 30 may be any signal as long as it is a known signal. For example, it may be a single carrier signal, a multicarrier signal, a spread signal, a chirp signal, or any other signal.

次に、無線装置100はアンテナ0、1、2で受信された信号をそれぞれ整合フィルタ4、5、6に入力する(S202)。図4に整合フィルタ4、5、6から出力される信号の位相を示す。整合フィルタ4、5、6は、それぞれアンテナ0、1、2での受信信号に対応した信号を出力する。整合フィルタ4、5、6に対応した出力はそれぞれ位相θ0、θ1、θ2を有している。また、図4に示すように、アンテナ0とアンテナ1の距離をd1、アンテナ0とアンテナ2の距離をd2とする。 Next, the wireless device 100 inputs the signals received by the antennas 0, 1, and 2 to the matched filters 4, 5, and 6 (S202). FIG. 4 shows the phases of the signals output from the matched filters 4, 5, and 6. Matched filters 4, 5, and 6 output signals corresponding to the received signals at antennas 0, 1, and 2, respectively. The outputs corresponding to the matched filters 4, 5 and 6 have phases θ0, θ1 and θ2, respectively. Further, as shown in FIG. 4, the distance between the antenna 0 and the antenna 1 is d1, and the distance between the antenna 0 and the antenna 2 is d2.

図5に整合フィルタ4から出力される信号の振幅の一例を示す。整合フィルタ4に既知信号が入力されると、整合フィルタ4は振幅51を出力する。既知信号でない信号が整合フィルタ4に入力されると、整合フィルタ4の出力のピークは振幅51のピークより小さくなる。従って、整合フィルタ4からの出力を閾値判定することで、整合フィルタ4に既知信号が入力されたタイミングを抽出できる。なお、既知信号のタイミングはあらかじめ把握しておくこともできる。既知信号のタイミングを把握する方法は、既存のいかなる方法を用いてもよい。また、整合フィルタ4からの出力には、定常的な雑音52が含まれる。ここでは、整合フィルタ4からの出力について説明を行ったが、整合フィルタ5、6からも同様の信号が出力される。 FIG. 5 shows an example of the amplitude of the signal output from the matched filter 4. When a known signal is input to the matched filter 4, the matched filter 4 outputs the amplitude 51. When a signal that is not a known signal is input to the matched filter 4, the output peak of the matched filter 4 becomes smaller than the peak of the amplitude 51. Therefore, the timing at which the known signal is input to the matched filter 4 can be extracted by determining the output from the matched filter 4 by the threshold value. The timing of the known signal can be known in advance. As a method of grasping the timing of the known signal, any existing method may be used. Further, the output from the matched filter 4 contains stationary noise 52. Although the output from the matched filter 4 has been described here, similar signals are also output from the matched filters 5 and 6.

信号品質算出部7で信号品質を測定する(S203)。信号品質算出部7では、整合フィルタ4に信号の入力がない状態で定常的な雑音52の電力を測定する。また、既知信号が検出されるタイミングで整合フィルタ4の出力の振幅51を測定することにより、既知信号のもつ電力を測定できる。ここでは、整合フィルタ4を用いる場合について説明を行ったが、整合フィルタ4の出力の代わりに整合フィルタ5、6の出力を用いても構わない。また、信号品質算出部7は整合フィルタ4、5、6それぞれの出力の信号品質の平均を測定しても構わない。例えば、信号品質をSNRとして測定する場合には、既知信号の持つ電力と雑音52の電力の比を求める。なお、SNRの測定方法には、さまざまな方法があるが、既存のいかなる方法を用いてもよい。 The signal quality calculation unit 7 measures the signal quality (S203). The signal quality calculation unit 7 measures the power of the stationary noise 52 in a state where no signal is input to the matched filter 4. Further, the power of the known signal can be measured by measuring the amplitude 51 of the output of the matched filter 4 at the timing when the known signal is detected. Although the case where the matched filter 4 is used has been described here, the outputs of the matched filters 5 and 6 may be used instead of the output of the matched filter 4. Further, the signal quality calculation unit 7 may measure the average of the signal qualities of the outputs of the matched filters 4, 5, and 6. For example, when the signal quality is measured as SNR, the ratio of the power of the known signal and the power of the noise 52 is calculated. There are various methods for measuring the SNR, but any existing method may be used.

角度範囲設定部8で角度範囲を設定する(S204)。図6に方向推定部9で行われる角度範囲の設定の一例を示す。図6に示すように、角度範囲設定部8では、信号の信号品質に応じて、異なる角度範囲を設定する。図6では、SNR<=10dBの場合は角度幅D(Dは特定の角度幅)、10dB<SNR<=20dBの場合は角度幅2D、20dB<SNR<=30dBの場合は、角度幅5Dを角度範囲として設定している。この角度範囲は、所定の基準を満たして方向推定が行われるように設定される。この基準は例えば、方向推定の成功率が所定の成功率を満たす、方向推定の精度が所定の精度を満たす、などの基準となる。 The angle range setting unit 8 sets the angle range (S204). FIG. 6 shows an example of the setting of the angle range performed by the direction estimation unit 9. As shown in FIG. 6, the angle range setting unit 8 sets different angle ranges according to the signal quality of the signal. In FIG. 6, the angular width D (D is a specific angular width) when SNR<=10 dB, the angular width 2D when 10 dB<SNR<=20 dB, and the angular width 5D when 20 dB<SNR<=30 dB. It is set as an angle range. This angle range is set so that direction estimation is performed by satisfying a predetermined criterion. This criterion is, for example, a criterion that the direction estimation success rate satisfies a predetermined success rate, the direction estimation accuracy satisfies a predetermined accuracy, or the like.

なお、角度範囲を設定する例は図6に限られるものではなく、方向推定が基準を満たすように、信号品質に応じて角度範囲を設定するいかなる形態でも構わない。例えば、信号品質を入力し、角度範囲を出力する関数によって、角度範囲の設定を行うこともできる。 Note that the example of setting the angle range is not limited to FIG. 6, and any form of setting the angle range according to the signal quality may be used so that the direction estimation satisfies the criterion. For example, the angle range can be set by a function that inputs the signal quality and outputs the angle range.

角度範囲設定部8で設定された角度範囲を用いて、方向推定部9で受信信号の方向を推定する(S205)。角度範囲設定部8は、方向推定が基準を満たすように角度範囲を設定するので、方向推定部9では基準を満たす方向推定を行える。 The direction estimation unit 9 estimates the direction of the received signal using the angle range set by the angle range setting unit 8 (S205). Since the angle range setting unit 8 sets the angle range so that the direction estimation satisfies the criterion, the direction estimation unit 9 can perform the direction estimation satisfying the criterion.

このように、無線装置100では、信号品質に応じて角度範囲を設定し、受信信号の方向を推定することにより、信号品質に適合した角度範囲内で方向を推定できる。その結果、信号品質の高い信号に対しては広い角度範囲で方向推定を行うことができる。 As described above, in the wireless device 100, by setting the angle range according to the signal quality and estimating the direction of the received signal, it is possible to estimate the direction within the angle range suitable for the signal quality. As a result, direction estimation can be performed in a wide angle range for a signal with high signal quality.

以下では、本実施の形態における理解をより深めるために、3アンテナを用いた場合の無線装置100における具体的な方向推定の一例と方向推定の特性解析を示す。ただし、本実施の形態で示される発明は、3アンテナの場合に限定されるものではない。 In the following, in order to deepen the understanding in the present embodiment, an example of a specific direction estimation and a characteristic analysis of direction estimation in wireless device 100 when three antennas are used will be shown. However, the invention described in this embodiment is not limited to the case of three antennas.

(A1)利用環境
図7に例示する方向推定の利用環境を示す。図7では、測定対象物である端末装置110が既知信号を搬送する電波を送信し、無線装置100がその電波の方向を推定する場合を例として示している。ここでは、電波が無線装置100において単一の方向とみなせる程度に狭い角度広がりをもち、その他の電波の散乱波が方向推定に与える影響は小さい環境を一例として取り上げる。
(A1) Usage Environment A usage environment for direction estimation illustrated in FIG. 7 is shown. FIG. 7 shows an example in which the terminal device 110, which is an object to be measured, transmits a radio wave that carries a known signal, and the wireless device 100 estimates the direction of the radio wave. Here, an environment will be taken as an example, in which the radio waves have a narrow angular spread enough to be regarded as a single direction in the wireless device 100, and the influence of other scattered waves of radio waves on the direction estimation is small.

(A2)応答ベクトル
図8に無線装置100におけるアレーアンテナの配置と信号の到来方向φの関係を示す。無線装置100は線形に配列された3アンテナ(アンテナ0、1、2)を用いて、方向φの電波を受信する。このとき、電波の応答ベクトルa(φ)は次式で表される。
a(φ)=
[1,e(j2π(d1/λ)sinφ),e(j2π(d2/λ)sinφ)]
ここで、dm(m=1、2)はアンテナ0とアンテナmの間隔、λは電波の波長を示す。
(A2) Response Vector FIG. 8 shows the relationship between the arrangement of array antennas and the signal arrival direction φ in the wireless device 100. The wireless device 100 receives radio waves in the direction φ using three antennas (antennas 0, 1, 2) that are linearly arranged. At this time, the response vector a(φ) of the radio wave is expressed by the following equation.
a(φ)=
[1, e(j2π(d1/λ)sinφ), e(j2π(d2/λ)sinφ)] T
Here, dm (m=1, 2) is the distance between the antenna 0 and the antenna m, and λ is the wavelength of the radio wave.

応答ベクトルa(φ)は次式に書き換えられる。
a(φ)=[1,e(j2πFT1),e(j2πFT2)](1)
F = sinφ、 T1=d1/λ、 T2=d2/λ (2)
ここで、T1、T2は固定値である。
The response vector a(φ) can be rewritten as the following equation.
a(φ)=[1, e(j2πFT1), e(j2πFT2)] T (1)
F=sin φ, T1=d1/λ, T2=d2/λ (2)
Here, T1 and T2 are fixed values.

方向推定では、次式のFの範囲を扱う。
F<=(B/2) ⇔ |φ|<=sin−1 (B/2) (3)
ここで、BはFの推定範囲を表す。
In the direction estimation, the range of F in the following equation is handled.
F<=(B/2) ⇔ |φ|<=sin −1 (B/2) (3)
Here, B represents the estimated range of F.

(A3)方向推定法
方向推定部9で行われる方向推定法について説明する。
(A3) Direction estimation method The direction estimation method performed by the direction estimation unit 9 will be described.

アンテナi(=0、1、2)の整合フィルタ出力では、次式の複素振幅が測定される。
(P)1/2exp(jθi)+zi=(ηi1/2exp{j(θi+ξi)}
=(ηi1/2exp(jθ’i)
i=0、1、2(4)
ここで、Pは整合フィルタ出力での受信信号の電力、θiは整合フィルタ出力での受信信号の位相、ziは整合フィルタ出力での雑音、ηiは受信信号と雑音を含めた電力、ξiは位相測定誤差、θ’iは測定位相を表す。
At the matched filter output of antenna i (=0, 1, 2), the complex amplitude of
(P) 1/2 exp(jθi)+zi=(η i ) 1/2 exp{j(θi+ξi)}
=(η i ) 1/2 exp(jθ'i)
i=0, 1, 2(4)
Where P is the power of the received signal at the matched filter output, θi is the phase of the received signal at the matched filter output, zi is the noise at the matched filter output, η i is the power including the received signal and noise, and ξ i is The phase measurement error, θ'i, represents the measured phase.

測定位相θ’iを用いると、アンテナ0とアンテナiの間の測定位相差Δθ’iは次式で表わされる。
Δθ’i=θ’i−θ’0 i=1、2
ところで、式(1)より、雑音の影響を受けない理想状態でのアンテナ0とアンテナi(=1、2)の間の位相差ΔθiはF=sinφと次式の関係をもつ。
Δθ1=2πFT1−2nπ (5)
Δθ2=2πFT2−2mπ (6)
ここで、n、mは整数である。
Using the measured phase θ′i, the measured phase difference Δθ′i between antenna 0 and antenna i is expressed by the following equation.
Δθ'i=θ'i-θ'0 i=1, 2
By the way, according to the equation (1), the phase difference Δθi between the antenna 0 and the antenna i (=1, 2) in the ideal state which is not affected by noise has the relation of F=sin φ and the following equation.
Δθ1=2πFT1-2nπ (5)
Δθ2=2πFT2-2mπ (6)
Here, n and m are integers.

実環境では位相差Δθiを測定できないので、その代わりに測定位相差Δθ’iを用いると、式(5)(6)に対応するFの推定値Fi(n)(i=1、2)はそれぞれ次式で表される。
F1(n)=(n+Δθ’1/2π)B1 (7)
F2(m)=(m+Δθ’2/2π)B2 (8)
Bi=1/Ti=λ/di i=1、2 (9)
ここで、Bi(i=1、2)は不確定要素nB1、mB2を発生させることなくアンテナ0とアンテナiを用いて方向推定を行えるFの範囲、n(or m)は不確定要素nB1(or mB2)を特定する番号を表す。
Since the phase difference Δθi cannot be measured in a real environment, if the measured phase difference Δθ′i is used instead, the estimated value Fi(n) (i=1, 2) of F corresponding to the equations (5) and (6) becomes Each is expressed by the following equation.
F1(n)=(n+Δθ′1/2π)B1 (7)
F2(m)=(m+Δθ′2/2π)B2 (8)
Bi=1/Ti=λ/di i=1, 2 (9)
Here, Bi (i=1, 2) is a range of F in which direction estimation can be performed using the antenna 0 and the antenna i without generating the uncertainty elements nB1 and mB2, and n(or m) is the uncertainty element nB1( or mB2).

推定値Fi(n)(i=1、2)がFと同様に式(3)を満たすとき、次式が成り立つ。
−B/2 <=(n+Δθ’1/2π)B1<=B/2
−B/2 <=(n+Δθ’2/2π)B2<=B/2
従って、Δθ’i(i=1、2)の範囲を0<=Δθ’i<2πと定義すると、n、mの範囲は次式で与えられる。
U={[−B/2B1]<=n<=[B/2B1]、
[−B/2B2]<=m<=[B/2B2]} (10)
ここで、[a]はa以下の最大の整数を表す。
When the estimated value Fi(n) (i=1, 2) satisfies the equation (3) similarly to F, the following equation holds.
−B/2<=(n+Δθ′1/2π)B1<=B/2
−B/2<=(n+Δθ′2/2π)B2<=B/2
Therefore, if the range of Δθ′i (i=1, 2) is defined as 0<=Δθ′i<2π, the range of n and m is given by the following equation.
U={[-B/2B1]<=n<=[B/2B1],
[-B/2B2]<=m<=[B/2B2]} (10)
Here, [a] represents the maximum integer less than or equal to a.

推定値F1(n)とF2(m)は整数n、mによってさまざまな値となるが、F1(n)とF2(m)が一致する状態が求めるべきF=sinφとなる可能性が高い。そこで、方向推定部9では以下の方向推定を行う。
(Q1)|F1(n)−F2(m)|を最小とする次式の整数組(n’、m’)を求める。
(n’、m’)=arg(n,m)∈U min|F1(n)−F2(m)|
なお、U(式(10))における範囲Bは(n’、m’)を一意に決定できるように事前に設定される。

(Q2)次式の高精度な推定値F’を求め、方向推定値φを得る。
F’={(2T1−T1T2)F1(n’)+(2T2−T1T2)F2(m’)}
/{2(T1−T1T2+T2)} (11)
φ=sin−1F’ (12)
Although the estimated values F1(n) and F2(m) have various values depending on the integers n and m, there is a high possibility that the state where F1(n) and F2(m) match is F=sin φ to be obtained. Therefore, the direction estimation unit 9 performs the following direction estimation.
(Q1) |F1(n)−F2(m)| is calculated to find the minimum integer group (n′, m′) of the following equation.
(N′,m′)=arg (n,m)εU min |F1(n)−F2(m)|
The range B in U (equation (10)) is set in advance so that (n′, m′) can be uniquely determined.

(Q2) A highly accurate estimated value F′ of the following equation is obtained to obtain a direction estimated value φ.
F′={(2T1 2 −T1T2)F1(n′)+(2T2 2 −T1T2)F2(m′)}
/{2(T1 2 −T1T2+T2 2 )} (11)
φ=sin −1 F′ (12)

なお、式(11)は、以下で説明する導出過程によって導出される。まず、高精度な推定値F’をF1(n)とF2(m)との適切な重み付けを行う次式の形式で表現し、適切なウエイトw1、w2を求める。
F’=w1・F1(n)+w2・F2(m)=wF (13)
w=[w1、w2]
F=[F1(n)、F2(m)]
ここで、は転置を表す。
The equation (11) is derived by the derivation process described below. First, a highly accurate estimated value F′ is expressed in the form of the following equation for appropriately weighting F1(n) and F2(m), and appropriate weights w1 and w2 are obtained.
F′=w1·F1(n)+w2·F2(m)=w T F (13)
w=[w1, w2] T
F=[F1(n), F2(m)] T
Here, T represents transposition.

式(5)(6)より、雑音の影響を受けない理想状態では、真の方向に対応するF0=sinφは次式の連立方程式を満たす。
F0=n・B1+f1 (5’)
F0=m・B2+f2 (6’)
fi=Δθi/(2πTi) i=1、2
真の方向に対応するF0=sinφを与える(n、m)を(n0、m0)とする。
From the equations (5) and (6), F0=sin φ corresponding to the true direction satisfies the simultaneous equations of the following equations in an ideal state that is not affected by noise.
F0=n·B1+f1 (5')
F0=m·B2+f2 (6')
fi=Δθi/(2πTi) i=1, 2
Let (n, m) give F0=sin φ corresponding to the true direction be (n0, m0).

制御(Q1)において、(n’、m’)が真の方向に対応するF0=sinφのもつ(n0、m0)と一致する状態を「成功状態」と呼ぶ。成功状態(n’、m’)=(n0、m0)となる条件を以下で論じる。 In the control (Q1), a state in which (n', m') coincides with (n0, m0) of F0=sinφ corresponding to the true direction is called a "success state". The conditions for a successful state (n',m')=(n0,m0) are discussed below.

まず、式(7)(8)は次式で書き直される。
F1(n)=nB1+f1+e1 (7’)
F2(m)=nB2+f2+e2 (8’)
ei=(ξi−ξ0)/(2πTi) i=1、2
制御(Q1)で成功状態(n’、m’)=(n0、m0)であることを想定すると、式(5’)(6’)(7’)(8’)より、Fは次式を満たす。
F=1・F0+e (14)
1=[1、1]
e=[e1、e2]
=(1/2π)[ξ1/T1、ξ2/T2]
−(ξ0/2π)[1/T1、1/T2]
式(13)(14)より、F’に含まれる真の方向に対応するF0=sinφの電力(w1)と雑音電力(we)の比を最大とするウエイトwは、次式のMVDR(Minimum Variance Distotionless Response)ウエイトとなる。
w=Φ―11/(1Φ―11) (15)
=1/(2(T1−T1・T2+T2))
[2T1−T1・T2、−T1・T2+T2
Φ=E[ee
ここで、は共役転置を表す。式(15)のウエイトwから式(13)(15)から、式(11)の関係が導かれる。
First, equations (7) and (8) are rewritten by the following equations.
F1(n)=nB1+f1+e1 (7')
F2(m)=nB2+f2+e2 (8′)
ei=(ξi−ξ0)/(2πTi) i=1, 2
Assuming that the success state (n′, m′)=(n0, m0) in the control (Q1), F is calculated from the following equations (5′), (6′), (7′), and (8′). Meet
F=1·F0+e (14)
1=[1,1] T
e=[e1, e2] T
=(1/2π)[ξ1/T1, ξ2/T2] T
-(Ξ0/2π)[1/T1, 1/T2] T
From equations (13) and (14), the weight w that maximizes the ratio of the power (w T 1) 2 of F0=sin φ and the noise power (w T e) 2 corresponding to the true direction included in F′ is The MVDR (Minimum Variance Distortion Response) weight of the following equation is obtained.
w=Φ −1 1/(1 T Φ −1 1) (15)
= 1/(2(T1 2 −T1·T2+T2 2 ))
[2T1 2 −T1·T2, −T1·T2+T2 2 ] T
Φ=E [ee H ]
Here, H represents a conjugate transposition. From the weight w of Expression (15), the relationship of Expression (11) is derived from Expressions (13) and (15).

(A4)方向推定可能な範囲B
(A3)で示した方向推定部9での方向推定を想定し、角度範囲設定部8で設定する方向推定可能な範囲Bの特性について説明する。方向推定が適切に行われるのは、(Q1)で導出される整数組(n’、m’)が、(実環境では測定できないが、シミュレーション環境では算出可能な)式(5)(6)から導かれる雑音のない理想状態での整数組(n0、m0)と一致するときであり、この状態が不確定性(アンビギュイティ)による誤りを生じずに真の方向を推定できる成功状態となる。
(A4) Direction estimation possible range B
Assuming the direction estimation in the direction estimation unit 9 shown in (A3), the characteristics of the direction estimation possible range B set by the angle range setting unit 8 will be described. The direction estimation is appropriately performed because the integer set (n′, m′) derived in (Q1) is expressed by Equations (5) and (6) (which cannot be measured in the real environment but can be calculated in the simulation environment). When it matches the integer set (n0, m0) in a noise-free ideal state, which is a success state in which the true direction can be estimated without causing an error due to uncertainty (ambiguity). Become.

そこで、成功状態となる成功率Psをまず導く。式(5’)(6’)(7’)(8’)を用いると、制御(Q1)におけるF1(n)−F2(m)は次式で表される。
F1(n)−F2(m)=Δn・B1−Δm・B2+e1−e2
Δn=n−n0
Δm=m−m0
成功状態(n’、m’)=(n0、m0)となるのは、式(10)を満たし、かつ(n、m)≠(n0、m0)である(n、m)に対して次式が満たされる場合である。
|X(n、m)+e1−e2|>|e1−e2| (16)
X(n、m)=Δn・B1−Δm・B2
ここで、X(n、m)の中で、最も0に近い負の値Xと最も0に近い正の値Xをそれぞれ次式の形式で表す。
=Δn・B1−Δm・B2
=Δn・B1−Δm・B2
このとき、式(16)が満たされるのは、以下の場合となる。
・e1−e2>=0のとき
<−2(e1−e2) 従って、e1−e2<−X/2
・e1−e2<0のとき
<−2(e1−e2) 従って、e1−e2>−X/2
すなわち、
−X/2<e1−e2<−X/2
が満たされる場合である。
Therefore, the success rate Ps that results in a successful state is first derived. Using the formulas (5′), (6′), (7′), and (8′), F1(n)−F2(m) in the control (Q1) is represented by the following formula.
F1(n)-F2(m)=Δn·B1-Δm·B2+e1-e2
Δn=n−n0
Δm=m−m0
The success state (n′,m′)=(n0,m0) satisfies the formula (10) and (n,m)≠(n0,m0) is satisfied for the following (n,m). This is the case when the expression is satisfied.
|X(n,m)+e1-e2|>|e1-e2| (16)
X(n,m)=Δn·B1−Δm·B2
Here, among X(n,m), the negative value X closest to 0 and the positive value X + closest to 0 are respectively represented by the following expressions.
X =Δn ·B 1 −Δm ·B 2
X + =Δn + ·B1-Δm + ·B2
At this time, Expression (16) is satisfied in the following cases.
When · e1-e2> = 0 X - <-2 (e1-e2) Thus, e1-e2 <-X - / 2
-When e1-e2<0 X + <-2(e1-e2) Therefore, e1-e2>-X + /2
That is,
-X + / 2 <e1-e2 <-X - / 2
Is satisfied.

従って、成功率Psは確率変数u
u=2(e1−e2)/B1
={ξ1−ξ0−r(ξ2−ξ0)}/π
が次式を満たす確率に相当する。
<u<Y
=Δn−Δm・r
=Δn−Δm・r
r=T1/T2=d1/d2
、YはそれぞれY=Δn−Δm・rの中で、最も0に近い負の値、最も0に近い正の値を表す。ここで、Δn、Δmは次式を満たす整数である。
[−B/(2B1)]<=n<=[B/(2B1)]
[−B/(2B2)]<=m<=[B/(2B2)]
であるので、Δn=n−n0、Δm=m−m0の範囲は
[−B/(2B1)]−n0<=Δn<=[B/(2B1)]−n0(17)
[−B/(2B2)]−m0<=Δm<=[B/(2B2)]−m0(18)
で与えられる。また、計算を行う際の確率変数ξiは
ξi=arctan(yi/(Γ1/2+xi))、 i=0,1,2
で与えられる。ここで、xi、yi(i=0、1、2)は分散1/2をもつ互いに独立なガウス変数、Γは整合フィルタ出力で位相θiを測定する際のSNRを表す。
Therefore, the success rate Ps is the random variable u
u=2(e1-e2)/B1
={ξ1-ξ0-r(ξ2-ξ0)}/π
Corresponds to the probability that satisfies the following equation.
Y - <u <Y +
Y =Δn −Δm ·r
Y + =Δn + −Δm + ·r
r=T1/T2=d1/d2
Y and Y + respectively represent a negative value closest to 0 and a positive value closest to 0 in Y=Δn−Δm·r. Here, Δn and Δm are integers that satisfy the following equation.
[-B/(2B1)]<=n<=[B/(2B1)]
[-B/(2B2)]<=m<=[B/(2B2)]
Therefore, the range of Δn=n−n0 and Δm=m−m0 is [−B/(2B1)]−n0<=Δn<=[B/(2B1)]−n0(17)
[-B/(2B2)]-m0<=Δm<=[B/(2B2)]-m0(18)
Given in. Further, the random variable ξi when performing the calculation is ξi=arctan(yi/(Γ 1/2 +xi)), i=0,1,2
Given in. Here, xi and yi (i=0, 1, and 2) are Gaussian variables having variance 1/2 and are independent of each other, and Γ is the SNR when the phase θi is measured by the matched filter output.

式(17)(18)より、成功率Psはn0、 m0、つまり、n0、 m0によって定まる電波の方向φによって変化する。また、成功率Psは推定範囲Bによっても変化する。そこで、Ps>Preq(Preq:所要の成功率)を維持できる範囲Bを以下の処理で求める。
(R1)SNR Γ(=10、20、30dB)と比率r(0<r<1)を設定する。
(R2)SNR Γと比率rのもとで、全ての(n0、m0)∈Uに対して、Ps>Preqを維持できるB/B2の最大値L(Γ、r)を求める。
From the equations (17) and (18), the success rate Ps varies depending on n0, m0, that is, the radio wave direction φ determined by n0, m0. The success rate Ps also changes depending on the estimated range B. Therefore, the range B in which Ps>Preq (Preq: required success rate) can be maintained is calculated by the following process.
(R1) SNR Γ (=10, 20, 30 dB) and ratio r (0<r<1) are set.
Under (R2)SNR Γ and ratio r, the maximum value L(Γ,r) of B/B2 that can maintain Ps>Preq is found for all (n0,m0)εU.

このとき、Ps>Preqを維持できる範囲Bは次式を満たす。
B/B2 <=L(Γ、r)⇒B<=L(Γ、r)・B2 (19)
At this time, the range B in which Ps>Preq can be maintained satisfies the following equation.
B/B2 <=L(Γ,r)⇒B<=L(Γ,r)·B2 (19)

図9にPreq=0.99、SNR=10、20、30dB、比率r(0<r<1)に対してL(Γ、r)を評価した結果を示す。図では、SNR=10、20、30dBのいずれにおいても、r=0.37、0.63でL(Γ、r)は大きな値となる。なお、図9では、特定のアンテナ間隔d1、d2に依存せず、比r=d1/d2のみに基づき比率B/B2の評価を進めている。図9の評価結果はアンテナ間隔d1、d2の大きさに無関係に成り立つ関係である。 FIG. 9 shows the results of evaluating L(Γ, r) for Preq=0.99, SNR=10, 20, 30 dB, and the ratio r (0<r<1). In the figure, L(.GAMMA.,r) is a large value at r=0.37 and 0.63 at any of SNR=10, 20, and 30 dB. In FIG. 9, the ratio B/B2 is evaluated based on only the ratio r=d1/d2 without depending on the specific antenna intervals d1 and d2. The evaluation result of FIG. 9 is a relationship that is established regardless of the size of the antenna intervals d1 and d2.

図9の結果から、所定の成功率Preqを維持しつつ方向推定を行える角度範囲は、アンテナ間隔の比r=d1/d2、と信号品質(例えば、SNR)に依存して定められることが分かる。この結果から、角度範囲設定部8で信号品質に基づいて方向推定を行う角度範囲を設定することにより、方向推定部9において基準を満たす方向推定を行うことができることが分かる。 From the result of FIG. 9, it can be seen that the angle range in which the direction estimation can be performed while maintaining the predetermined success rate Preq is determined depending on the ratio r of antenna intervals r=d1/d2 and the signal quality (for example, SNR). .. From this result, it is understood that the direction estimation unit 9 can perform the direction estimation satisfying the reference by setting the angle range in which the direction estimation is performed based on the signal quality in the angle range setting unit 8.

(A5)推定精度
成功状態において、方向推定部9で行われる方向推定の方向の推定精度を導く。高精度な推定値F’(式(11))におけるF=sinφと雑音の電力比γは次式で表される。
γ=1Φ―1
=(8π(T1+T2−T1T2))/(3σ
=(8π(d1+d2−d1d2))/(3λσ) (20)
ここで、σ=E[|ξ0|]=E[|ξ1|]=E[|ξ2|]である。式(20)より、成功状態を維持しつつアンテナ間隔d1、d2を広げることで、方向の推定精度を向上できる。
(A5) Estimation accuracy In the successful state, the direction estimation accuracy of the direction estimation performed by the direction estimation unit 9 is derived. F=sin φ and the noise power ratio γ in the highly accurate estimated value F′ (equation (11)) are expressed by the following equation.
γ = 1 T Φ -1 1
=(8π 2 (T1 2 +T2 2 −T1T2))/(3σ 2 ).
=(8π 2 (d1 2 +d2 2 −d1d2))/(3λ 2 σ 2 ) (20)
Here, σ 2 =E[|ξ0| 2 ]=E[|ξ1| 2 ]=E[|ξ2| 2 ]. From Expression (20), it is possible to improve the direction estimation accuracy by increasing the antenna distances d1 and d2 while maintaining the success state.

なお、電力比γは推定値F’と次式の関係をもつ。
F’=sinφ+e E[|e|2]=1/γ
ここで、eは誤差成分を表す。
φ=0の場合、次式が成り立つ。
φ’≒φ+e=e
このとき、推定値φ’に含まれる角度誤差の標準偏差(rad)は
E[|e|21/2=1/γ1/2
角度誤差の標準偏差(°)は
180/(π・γ1/2
で与えられる。
(3アンテナを想定した具体的な処理の一例と特性解析の説明終わり)
The power ratio γ has a relationship with the estimated value F′ by the following equation.
F′=sin φ+e E [|e| 2 ]=1/γ
Here, e represents an error component.
When φ=0, the following equation holds.
φ'≒φ+e=e
At this time, the standard deviation (rad) of the angular error included in the estimated value φ'is
E[|e| 2 ] 1/2 =1/γ 1/2
The standard deviation (°) of angular error is
180/(π・γ 1/2 )
Given in.
(End of explanation of specific processing and characteristic analysis assuming 3 antennas)

図9で示されるように、信号品質算出部7で測定される信号のSNRによって、所要の成功率Preqを満たしつつ方向推定を行うことのできる角度範囲Bの最大値=L(Γ、r)・B2は変化する。従って、本実施の形態では、S204において、角度範囲設定部8で信号の品質(例えば、SNR Γ)に応じてL(Γ、r)・B2より小さくなる角度範囲Bを設定し、S205において、方向推定部9で角度範囲Bの範囲内で受信信号の方向を推定する。この構成によって、信号の品質が変化する場合にも、成功率などの所要の基準を満たしつつ、方向推定を行うことが可能となる。 As shown in FIG. 9, the maximum value of the angle range B for which direction estimation can be performed while satisfying the required success rate Preq by the SNR of the signal measured by the signal quality calculation unit=L(Γ,r)・B2 changes. Therefore, in the present embodiment, in S204, the angle range setting unit 8 sets the angle range B smaller than L(Γ,r)·B2 according to the signal quality (for example, SNR Γ), and in S205, The direction estimation unit 9 estimates the direction of the received signal within the angular range B. With this configuration, even when the signal quality changes, it is possible to perform direction estimation while satisfying a required criterion such as a success rate.

なお、図9で示されるように、方向推定を行うことのできる角度範囲Bの最大値は、アンテナ間隔の比率r=d1/d2によって異なる。従って、角度範囲Bの最大値を大きくするためには、アンテナ間隔の比率r=d1/d2を適切に設定する必要がある。 Note that, as shown in FIG. 9, the maximum value of the angular range B in which the direction estimation can be performed differs depending on the antenna interval ratio r=d1/d2. Therefore, in order to increase the maximum value of the angle range B, it is necessary to appropriately set the ratio r=d1/d2 of the antenna intervals.

一般論として、信号の品質に応じて角度範囲Bを設定する処理は、図10で示されるビームパターンを用いて以下のように捉えることもできる。まず、複数のアンテナによって形成されるビームパターンのメインローブ1001の方向を様々な方向に変更し、最も電力が高くなるメインローブ1001の方向を信号の方向として検出する方向推定を想定する。このとき、方向推定では、メインローブ1001のピークで受信された信号30の受信電力と、サイドローブ1002及びグレーティングローブ1003で受信された信号30の受信電力を区別する必要がある。この受信電力の区別を十分小さい誤り率で行うためには、メインローブ1001のピークと、サイドローブ1002及びグレーティングローブ1003のピークの利得差1004により生じる信号の受信電力差よりも、受信信号に含まれる雑音電力が小さくなる必要がある。これは、雑音電力が大きいと、サイドローブ1002又はグレーティングローブ1003で受信した信号を、メインローブ1001で受信した信号と誤って検出し、誤った方向推定が行われるためである。従って、方向推定を誤りなく行えるか否かは雑音電力の大きさに依存し、利得差1004により生じる信号の受信電力差よりも、受信信号に含まれる雑音電力が小さい場合には、広い角度範囲1005で方向推定を行える。これに対して、利得差1004により生じる信号の受信電力差よりも、受信信号に含まれる雑音電力が大きい場合には、グレーティングローブ1003で受信した信号をメインローブ1001で受信した信号と誤る可能性があるため、信号の方向を推定する際にグレーティングローブ1003が現れない程度の狭い角度範囲1006で方向推定を行う必要がある。このように、受信信号に含まれる雑音電力の大きさによって、適切な誤り率で方向推定を行える角度範囲は変化する。 In general terms, the process of setting the angle range B according to the quality of the signal can also be grasped as follows using the beam pattern shown in FIG. First, it is assumed that the direction of the main lobe 1001 of the beam pattern formed by the plurality of antennas is changed to various directions and the direction of the main lobe 1001 having the highest power is detected as the direction of the signal. At this time, in the direction estimation, it is necessary to distinguish the reception power of the signal 30 received at the peak of the main lobe 1001 from the reception power of the signal 30 received at the side lobe 1002 and the grating lobe 1003. In order to distinguish this received power with a sufficiently small error rate, the received signal is included in the received signal more than the received power difference of the signal generated by the gain difference 1004 between the peak of the main lobe 1001 and the peaks of the side lobe 1002 and the grating lobe 1003. The noise power generated must be small. This is because if the noise power is high, the signal received by the side lobe 1002 or the grating lobe 1003 is erroneously detected as the signal received by the main lobe 1001 and erroneous direction estimation is performed. Therefore, whether or not the direction estimation can be performed without error depends on the magnitude of the noise power, and when the noise power included in the received signal is smaller than the received power difference of the signal caused by the gain difference 1004, a wide angle range is obtained. At 1005, direction estimation can be performed. On the other hand, when the noise power included in the received signal is larger than the received power difference of the signal caused by the gain difference 1004, the signal received in the grating lobe 1003 may be mistaken as the signal received in the main lobe 1001. Therefore, when estimating the direction of the signal, it is necessary to perform direction estimation within a narrow angle range 1006 where the grating lobe 1003 does not appear. In this way, the angle range in which direction estimation can be performed with an appropriate error rate changes depending on the magnitude of noise power included in the received signal.

その結果、本実施の形態で示されるように、信号の品質に応じて、方向推定を行う角度範囲を決定する処理を行うことで、さまざまな信号に対して、適切な誤り率を維持しつつ方向推定を行うことが可能となる。特に、品質の高い信号に対しては、広い角度範囲で方向推定を行うことが可能である。この原理は、アンテナ数及び方向推定法に関わらず基本的に成り立つものである。なお、下記の非特許文献1に記載されている通り、方向推定法には、ビーム走査型とヌル走査型がある。本実施の形態では、ビーム走査型の方向推定を基本的に想定して説明を行ったが、ヌル走査型の方向推定に対しても、同様の原理が成り立つ。ヌル走査型の方向推定では、信号品質(例えば、SNR)が低いと受信信号から算出されるアレーアンテナの相関行列における雑音の影響が大きくなり、算出されるヌル方向に対応したウエイトベクトルが理想のウエイトベクトルに対して誤差を持つ。その結果、そのウエイトベクトルを用いて到来方向を推定すると、グレーティングローブの方向を誤って検出する可能性が高くなる。このように、ヌル走査型の方向推定においても、信号品質(例えば、SNR)が低いとグレーティングローブの方向を誤って検出する可能性が高くなる。従って、ヌル走査型の方向推定においても、信号の品質に応じて、方向推定を行う角度範囲を決定する処理を行うことで、さまざまな信号に対して、適切な誤り率を維持しつつ方向推定を行うことが可能となる。
[非特許文献1]菊間 信良、”アレーアンテナによる適応信号処理”科学技術出版
As a result, as shown in the present embodiment, by performing the process of determining the angle range in which the direction is estimated according to the signal quality, it is possible to maintain an appropriate error rate for various signals. It becomes possible to perform direction estimation. In particular, for signals of high quality, it is possible to perform direction estimation in a wide angle range. This principle basically holds regardless of the number of antennas and the direction estimation method. As described in Non-Patent Document 1 below, the direction estimation method includes a beam scanning type and a null scanning type. In the present embodiment, the beam scanning type direction estimation is basically assumed and described, but the same principle holds true for the null scanning type direction estimation. In the null scanning type direction estimation, when the signal quality (for example, SNR) is low, the influence of noise in the correlation matrix of the array antenna calculated from the received signal becomes large, and the weight vector corresponding to the calculated null direction is ideal. There is an error with respect to the weight vector. As a result, if the direction of arrival is estimated using the weight vector, there is a high possibility that the direction of the grating lobe will be erroneously detected. As described above, even in the null scanning type direction estimation, if the signal quality (for example, SNR) is low, there is a high possibility that the direction of the grating lobe is erroneously detected. Therefore, even in the direction estimation of the null scan type, the direction estimation is performed for various signals while maintaining an appropriate error rate by performing the process of determining the angle range in which the direction estimation is performed according to the signal quality. Will be possible.
[Non-Patent Document 1] Nobuyoshi Kikuma, "Adaptive Signal Processing by Array Antenna", Science and Technology Publishing

これまでの説明で明らかなように、本実施の形態では、3アンテナの場合を例にとって説明したが、本実施の形態で示される発明は3アンテナに限定されるものではない。また、本実施の形態で示した到来方向推定法に限定されるものではない。3アンテナ以上であればいかなるアンテナ数に対しても、角度範囲設定部8で信号の品質に応じて角度範囲Bを設定し、方向推定部9で角度範囲Bの範囲内で一般的に知られている方向推定法を用いて受信信号の方向を推定することができる。 As is clear from the above description, the present embodiment has been described by taking the case of three antennas as an example, but the invention shown in this embodiment is not limited to three antennas. Further, the present invention is not limited to the arrival direction estimation method shown in the present embodiment. For any number of antennas as long as there are three or more antennas, the angle range setting unit 8 sets the angle range B according to the quality of the signal, and the direction estimation unit 9 generally knows within the angle range B. The direction of the received signal can be estimated by using the direction estimation method.

なお、これまでに述べた信号品質によって、適切な誤り率を維持しつつ方向推定を行える角度範囲が異なることは、筆者の知る限り、従来の文献では示されていない。すなわち、これまで信号品質の違いによって、方向推定を行える角度範囲に違いが生じることはこれまで知られておらず、本実施の形態で初めて明らかになるものである。また、本実施の形態で述べた無線装置100及び方向推定装置500は、その新たな知見に基づいて新たに構築されるものである。 It should be noted that, as far as the author knows, the conventional literature does not show that the angle range in which the direction estimation can be performed while maintaining an appropriate error rate varies depending on the signal quality described so far. That is, it has not been known so far that a difference in the angle range in which the direction can be estimated occurs due to the difference in signal quality, and it will be first revealed in the present embodiment. Further, radio apparatus 100 and direction estimation apparatus 500 described in the present embodiment are newly constructed based on the new knowledge.

無線装置100における整合フィルタ4、5、6、信号品質算出部7、角度範囲設定部8、方向推定部9の各機能は、処理回路(Processing Circuitry)により実現される。この処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサー、DSPともいう)であってもよい。 Each function of the matched filters 4, 5, and 6, the signal quality calculation unit 7, the angle range setting unit 8, and the direction estimation unit 9 in the wireless device 100 is realized by a processing circuit (Processing Circuit). This processing circuit is also called a CPU (Central Processing Unit), a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a processor, or a DSP that executes a program stored in a memory even if it is dedicated hardware. ).

処理回路が専用のハードウェアである場合、図11に示すように、処理回路1101は、例えば、単一回路(a single circuit)、複合回路(multiple circuits)、プログラム化したプロセッサー(a programmed processor)、並列プログラム化したプロセッサー(multiple programmed processors)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。整合フィルタ4、5、6、信号品質算出部7、角度範囲設定部8、方向推定部9の各部の機能それぞれを処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路で実現してもよい。 When the processing circuit is dedicated hardware, as shown in FIG. 11, the processing circuit 1101 may be, for example, a single circuit, a multiple circuit, or a programmed processor. , A parallel programmed processor (multiple programmed processors), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or a combination thereof. The respective functions of the matched filters 4, 5, 6, the signal quality calculation unit 7, the angle range setting unit 8, and the direction estimation unit 9 may be realized by the processing circuits, or the functions of the respective units may be collectively realized by the processing circuits. You may.

処理回路がCPUの場合、無線装置100は、図12に示すように、処理回路1201と、メモリ1202とを備える。整合フィルタ4、5、6、信号品質算出部7、角度範囲設定部8、方向推定部9の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ1202に格納される。処理回路1201は、メモリ1202に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、無線装置100は、処理回路1201により実行されるときに、受信信号のフィルタ出力を生成するステップ、信号品質を測定するステップ、角度範囲を設定するステップ、方向を推定するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ1202を備える。これらのプログラムの一例は図2に示されるステップS202〜S205で表すことができる。また、これらのプログラムは、整合フィルタ4、5、6、信号品質算出部7、角度範囲設定部8、方向推定部9の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ1202とは、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリー、EPROM、EEPROM等の不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVD等が該当する。 When the processing circuit is a CPU, the wireless device 100 includes a processing circuit 1201 and a memory 1202, as shown in FIG. The functions of the matched filters 4, 5, 6, the signal quality calculation unit 7, the angle range setting unit 8, and the direction estimation unit 9 are realized by software, firmware, or a combination of software and firmware. Software and firmware are described as programs and stored in the memory 1202. The processing circuit 1201 realizes the function of each unit by reading and executing the program stored in the memory 1202. That is, when the wireless device 100 is executed by the processing circuit 1201, the steps of generating a filter output of a received signal, measuring a signal quality, setting an angular range, and estimating a direction result. It comprises a memory 1202 for storing the program to be executed. Examples of these programs can be represented by steps S202 to S205 shown in FIG. It can also be said that these programs cause a computer to execute the procedures and methods of the matched filters 4, 5, and 6, the signal quality calculation unit 7, the angle range setting unit 8, and the direction estimation unit 9. Here, the memory 1202 corresponds to, for example, a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as a RAM, a ROM, a flash memory, an EPROM, an EEPROM, a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a compact disk, a mini disk, or a DVD. To do.

なお、整合フィルタ4、5、6、信号品質算出部7、角度範囲設定部8、方向推定部9の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。例えば、整合フィルタ4、5、6、信号品質算出部7については専用のハードウェアとしての処理回路でその機能を実現し、角度範囲設定部8、方向推定部9については処理回路がメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。 Note that each function of the matched filters 4, 5, 6, the signal quality calculation unit 7, the angle range setting unit 8, and the direction estimation unit 9 is partially realized by dedicated hardware and partially realized by software or firmware. You may do so. For example, the matched filters 4, 5, 6 and the signal quality calculation unit 7 realize their functions by a processing circuit as dedicated hardware, and the angle range setting unit 8 and the direction estimation unit 9 store the processing circuits in a memory. The function can be realized by reading and executing the executed program.

このように、処理回路1201は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。 In this way, the processing circuit 1201 can realize each function described above by hardware, software, firmware, or a combination thereof.

以上で示したように、本実施の形態に係る無線装置100は、受信信号の信号品質に応じて、受信信号の方向推定を行う角度範囲を設定する。この構成により、高い信号品質の信号に対して従来技術よりも広い角度範囲で方向推定を行うことができ、広い角度範囲の中から測定対象物の存在方向を推定することができる。なお、本実施の形態では、(A3)で特定の方向推定法を具体例として、方向推定の特性を説明したが、本実施の形態は、(A3)で示した方向推定法に限られるものではなく、一般に知られている方向推定法に対して適用可能である。すなわち、推定可能な角度範囲が信号のSNRに応じて変化するという現象は、一般に知られている方向推定法に対して成り立つものであり、一般的な方向推定において信号のSNRに応じて角度範囲を設定することが可能である。 As described above, radio apparatus 100 according to the present embodiment sets the angle range in which the direction of the received signal is estimated according to the signal quality of the received signal. With this configuration, it is possible to estimate the direction of a signal having a high signal quality over a wider angle range than that of the related art, and it is possible to estimate the existing direction of the measurement target from the wide angle range. In the present embodiment, the characteristic of the direction estimation is described by taking the specific direction estimation method as a specific example in (A3), but the present embodiment is limited to the direction estimation method shown in (A3). Instead, it is applicable to commonly known direction estimation methods. That is, the phenomenon that the range of angles that can be estimated changes according to the SNR of the signal is valid for a generally known direction estimation method. In general direction estimation, the range of angles depends on the SNR of the signal. Can be set.

なお、実施の形態1では、無線装置100における方向推定について述べたが、信号の方向を推定する形態であれば、無線信号以外に対しても、本実施の形態の方向推定を適用することができる。すなわち、無線装置100内の方向推定装置500は無線信号のみでなく、任意の信号の方向推定に適用することができる。例えば、音声信号の方向推定、振動の方向推定、など、さまざまな形態の方向推定に本実施の形態の方向推定を適用できる。従って、方向推定装置500の適用先は無線信号に限定されるものではない。 Although the first embodiment has described the direction estimation in radio apparatus 100, the direction estimation according to the present embodiment may be applied to a signal other than a radio signal as long as the signal direction is estimated. it can. That is, the direction estimation device 500 in the wireless device 100 can be applied to the direction estimation of any signal, not only the wireless signal. For example, the direction estimation of the present embodiment can be applied to various types of direction estimation such as voice signal direction estimation and vibration direction estimation. Therefore, the application destination of the direction estimation device 500 is not limited to the wireless signal.

また、本実施の形態では、既知信号31、33、35を整合フィルタ4、5、6に入力して、信号30の位相を測定する形態を示したが、信号30が無変調信号(CW:Continuous Wave)である場合には、整合フィルタ4、5、6を用いなくても、信号30の位相をそのまま測定することができる。例えば、信号30の位相を測定するタイミングが事前に分かっており、そのタイミングで無変調信号を測定する場合、信号30の位相をそのまま測定することができる。 Further, in the present embodiment, the known signals 31, 33, 35 are input to the matched filters 4, 5, 6 to measure the phase of the signal 30, but the signal 30 is a non-modulated signal (CW: In the case of continuous wave, the phase of the signal 30 can be directly measured without using the matched filters 4, 5, and 6. For example, when the timing for measuring the phase of the signal 30 is known in advance and the unmodulated signal is measured at that timing, the phase of the signal 30 can be directly measured.

このように、本実施の形態の方向推定装置500は、複数のアンテナ0、1、2を用いて受信される信号30の品質を測定する信号品質算出部7と、信号品質算出部7で測定された信号の品質に応じて、前記信号の到来方向を推定する角度範囲を設定する角度範囲設定部8と、角度範囲設定部8で設定された角度範囲で前記信号の到来方向を推定する方向推定部9と、を備えたことを特徴とする。この構成によって、方向推定の対象となる信号の中で高い信号品質の信号に対して、従来技術よりも広い角度範囲で方向推定を行うことができる。 As described above, the direction estimation apparatus 500 according to the present embodiment measures with the signal quality calculation unit 7 that measures the quality of the signal 30 received using the plurality of antennas 0, 1, 2 and the signal quality calculation unit 7. An angle range setting unit 8 for setting an angle range for estimating the arrival direction of the signal, and a direction for estimating the arrival direction of the signal in the angle range set by the angle range setting unit 8. The estimating unit 9 is provided. With this configuration, it is possible to perform direction estimation in a wider angle range than that of the conventional technique for a signal having a high signal quality among signals to be subjected to direction estimation.

また、本実施の形態に係る方向推定装置500において、信号品質算出部7は、信号30の信号対雑音電力比を前記品質として測定することを特徴とする。この構成によって、信号品質を簡易に測定でき、信号対雑音電力比と角度範囲との関係(例えば、図9)を用いて、角度範囲設定部8で適切な角度範囲を設定することができる。例えば、図9の関係を用いれば、図6に示すSNRと角度範囲の関係を導くことも可能となる。 In addition, in direction estimation apparatus 500 according to the present embodiment, signal quality calculation section 7 measures the signal-to-noise power ratio of signal 30 as the quality. With this configuration, the signal quality can be easily measured, and the angle range setting unit 8 can set an appropriate angle range using the relationship between the signal-to-noise power ratio and the angle range (for example, FIG. 9). For example, using the relationship shown in FIG. 9, it is possible to derive the relationship between the SNR and the angular range shown in FIG.

また、本実施の形態に係る無線装置100では、無線伝送された信号30を複数のアンテナ0、1、2を用いて受信し、方向推定装置500を用いて、受信された信号に対する方向推定を行うことを特徴とする。この構成によって、従来技術より広い角度範囲で方向推定を行うことができる。 In addition, radio apparatus 100 according to the present embodiment receives radio-transmitted signal 30 using a plurality of antennas 0, 1, and 2 and uses direction estimation apparatus 500 to estimate the direction of the received signal. It is characterized by performing. With this configuration, it is possible to perform direction estimation in a wider angle range than the related art.

実施の形態2.
本実施の形態では、信号の送信制御を行うことで、受信信号の方向推定を円滑に行える形態について開示する。
Embodiment 2.
The present embodiment discloses a mode in which the direction of a received signal can be smoothly estimated by controlling signal transmission.

図9に示されるように、無線装置100では信号品質に応じて方向推定を行える角度範囲が定まる。そこで、本実施の形態では、適した角度範囲で方向推定を行えるように、無線装置200から端末装置210に制御情報を通知し、端末装置210が制御情報に基づき信号を送信する形態を示す。 As shown in FIG. 9, in the wireless device 100, the angle range in which the direction can be estimated is determined according to the signal quality. Therefore, in the present embodiment, a mode will be described in which wireless device 200 notifies terminal device 210 of control information so that direction estimation can be performed within a suitable angle range, and terminal device 210 transmits a signal based on the control information.

図13に実施の形態2における無線システムの構成を示す。この無線システムは無線装置200と端末装置210を備える。端末装置210は図3に示される信号30を送信し、無線装置200は信号30を受信し、受信信号の方向推定を行う。 FIG. 13 shows the configuration of the wireless system according to the second embodiment. This wireless system includes a wireless device 200 and a terminal device 210. The terminal device 210 transmits the signal 30 shown in FIG. 3, the wireless device 200 receives the signal 30, and estimates the direction of the received signal.

図14に実施の形態2における無線装置200の構成を示す。無線装置200は実施の形態1の構成に加えて、端末装置210に制御情報を通知する制御情報通知部10を備える。図15に実施の形態2における端末装置210の構成を示す。端末装置210はアンテナ11、信号を送信する信号送信部12、送信する信号の信号フォーマットまたは送信電力を設定する送信制御部13、端末装置210から制御情報を受信する制御情報受信部14を備える。 FIG. 14 shows the configuration of radio apparatus 200 according to the second embodiment. In addition to the configuration of the first embodiment, wireless device 200 includes control information notification unit 10 that notifies terminal device 210 of control information. FIG. 15 shows the configuration of the terminal device 210 according to the second embodiment. The terminal device 210 includes an antenna 11, a signal transmitting unit 12 that transmits a signal, a transmission control unit 13 that sets a signal format or transmission power of a signal to be transmitted, and a control information receiving unit 14 that receives control information from the terminal device 210.

図16に本実施の形態における動作をフローチャートとして示す。本実施の形態では、無線装置200の制御情報通知部10はこれまでの信号受信結果に基づき、次の信号送信に際して必要となる制御情報を端末装置210に通知する(S1601)。通知する制御情報にはさまざまな形態がある。例えば、制御情報通知部10は信号品質算出部7からこれまでに受信した信号の品質情報を受け取り、その信号品質情報を端末装置210に通知してもよい。別の例では、制御情報通知部10は信号品質情報に加えて角度範囲設定部8からこれまでに設定された角度範囲の情報を受け取り、次の信号送信で必要とされる角度範囲を考慮したうえで、必要となる送信電力情報を通知することも可能である。この場合、必要となる角度範囲、アンテナ間隔の比率rが定まると、図9に示される特性曲線から、必要なSNRが定まる。その必要なSNRを実現するために必要な送信電力を送信電力制御情報によって通知する。また、別の例では、制御情報通知部10は、次の信号送信で必要とされる角度範囲を考慮したうえで、必要となる信号フォーマットを通知することも可能である。ここで、信号フォーマットには、送信信号を拡散信号とする場合の拡散率、送信信号をチャープ信号とする場合のチャープレート、送信信号を特定の既知信号とする場合のその既知信号の構成などが含まれる。この信号品質情報、送信電力情報、信号フォーマット情報を通知する方法は、これまで知られたいかなる方法でも構わない。 FIG. 16 is a flowchart showing the operation of this embodiment. In the present embodiment, the control information notification unit 10 of the wireless device 200 notifies the terminal device 210 of the control information necessary for the next signal transmission based on the signal reception results so far (S1601). There are various forms of control information to be notified. For example, the control information notification unit 10 may receive the quality information of the signal received so far from the signal quality calculation unit 7 and notify the terminal device 210 of the signal quality information. In another example, the control information notification unit 10 receives the information of the angle range set so far from the angle range setting unit 8 in addition to the signal quality information, and considers the angle range required for the next signal transmission. It is also possible to notify the required transmission power information. In this case, when the required angle range and the ratio r of the antenna spacing are determined, the required SNR is determined from the characteristic curve shown in FIG. The transmission power required to realize the required SNR is notified by the transmission power control information. Further, in another example, the control information notifying unit 10 can also notify the necessary signal format in consideration of the angle range required for the next signal transmission. Here, the signal format includes a spreading factor when the transmission signal is a spread signal, a chirp rate when the transmission signal is a chirp signal, and a configuration of the known signal when the transmission signal is a specific known signal. included. The method of notifying the signal quality information, the transmission power information, and the signal format information may be any known method.

端末装置210は制御情報が通知されると、制御情報受信部14でその制御情報を受信する。端末装置210の送信制御部13では、受信した制御情報に基づき、次回の送信に適した送信電力または信号フォーマットを設定する(S1602)。ここで、信号フォーマットとして、送信信号を拡散信号とする場合の拡散率、送信信号をチャープ信号とする場合のチャープレートを通知することが可能であり、端末装置210はその通知に従い適切な信号フォーマットを設定する。 When the terminal device 210 is notified of the control information, the control information receiving unit 14 receives the control information. The transmission control unit 13 of the terminal device 210 sets the transmission power or signal format suitable for the next transmission based on the received control information (S1602). Here, it is possible to notify, as the signal format, a spreading factor when the transmission signal is a spread signal and a chirp rate when the transmission signal is a chirp signal, and the terminal device 210 follows the notification to select an appropriate signal format. To set.

端末装置210は選定した信号フォーマットで信号を送信する(S1603)。無線装置200は受信信号に対して、方向推定を行う(S1604)。この際、無線装置200の方向推定部9では実施の形態1で示した方向推定法を用いてもよいし、その他の方向推定法を用いてもよい。また、無線装置200は信号30の受信タイミングを整合フィルタ4、5、6の出力から認識することができるし、端末装置210が送信するタイミングを無線装置200に事前に通知し、無線装置200がその通知情報から信号30の受信タイミングを構成とすることもできる。この整合フィルタ4、5、6からの出力タイミングに基づき、方向推定部9で受信信号の方向推定を行うことができる。 The terminal device 210 transmits a signal in the selected signal format (S1603). The wireless device 200 estimates the direction of the received signal (S1604). At this time, the direction estimation unit 9 of the wireless device 200 may use the direction estimation method described in the first embodiment or another direction estimation method. Further, the wireless device 200 can recognize the reception timing of the signal 30 from the outputs of the matched filters 4, 5, and 6, the wireless device 200 is notified in advance of the timing at which the terminal device 210 transmits, and the wireless device 200 It is also possible to configure the reception timing of the signal 30 from the notification information. Based on the output timing from the matched filters 4, 5, and 6, the direction estimation unit 9 can estimate the direction of the received signal.

また、本実施の形態では、無線装置200が端末装置210に制御情報を通知する構成を示したが、制御情報の通知を行わない構成を用いることも可能である。例えば、無線装置200が端末装置210に既知信号を送信し、端末装置210が送信された既知信号を用いてSNRを測定することにより、端末装置210が信号を送信した時に得られるSNRを概ね把握することができる。その結果を用いることで、端末装置210が送信制御部13で送信制御を行い、信号を送信する構成も可能である。 Further, in the present embodiment, the configuration has been described in which wireless device 200 notifies terminal device 210 of control information, but a configuration in which control information is not notified can also be used. For example, the wireless device 200 transmits a known signal to the terminal device 210, and the terminal device 210 measures the SNR using the transmitted known signal, thereby roughly understanding the SNR obtained when the terminal device 210 transmits the signal. can do. By using the result, the terminal device 210 may perform transmission control by the transmission control unit 13 and transmit a signal.

また、本実施の形態では、端末装置210を例として説明したが、端末装置210の代わりにいかなる無線装置を用いても構わない。 In addition, although the terminal device 210 has been described as an example in the present embodiment, any wireless device may be used instead of the terminal device 210.

このように、本実施の形態では、無線装置である端末装置210から送信され、受信局である無線装置100(無線装置200)で受信される信号、の方向の推定が、無線装置100で必要な角度範囲で行われるように、送信電力又は信号フォーマットを決定する送信制御部13と、前記送信制御部で決定された送信電力又は信号フォーマットに従い、信号を送信する信号送信部12と、を備えたことを特徴とする。この構成によって、必要な角度範囲に応じて、無線装置100(無線装置200)で方向推定を行う際の信号の品質(例えば、SNR)を調整できるため、不要な送信電力を低減できる。また、適した信号フォーマットを用いることで、必要な角度範囲での方向推定を行うことが可能となる。 As described above, in the present embodiment, the wireless device 100 needs to estimate the direction of the signal transmitted from the terminal device 210, which is a wireless device, and received by the wireless device 100 (the wireless device 200), which is a receiving station. A transmission control unit 13 that determines the transmission power or the signal format, and a signal transmission unit 12 that transmits the signal in accordance with the transmission power or the signal format determined by the transmission control unit. It is characterized by With this configuration, it is possible to adjust the signal quality (for example, SNR) when performing the direction estimation in the wireless device 100 (the wireless device 200) according to the required angle range, and thus it is possible to reduce unnecessary transmission power. Further, by using a suitable signal format, it becomes possible to perform direction estimation within a required angle range.

また、本実施の形態では、無線装置100(無線装置200)で受信される信号は拡散信号であり、前記信号フォーマットは、前記拡散信号の拡散率を含むことを特徴とする。この構成により、端末装置210が所定の拡散率の拡散信号を送信し、無線装置100(無線装置200)で整合フィルタ4、5、6を用いてその拡散信号を逆拡散することにより、無線装置100(無線装置200)で方向推定を行う際に必要となる信号の品質(例えば、SNR)を簡易に調整することが可能となる。 Further, in the present embodiment, the signal received by radio apparatus 100 (radio apparatus 200) is a spread signal, and the signal format includes a spread rate of the spread signal. With this configuration, the terminal device 210 transmits a spread signal having a predetermined spreading rate, and the wireless device 100 (wireless device 200) despreads the spread signal using the matched filters 4, 5, and 6, whereby the wireless device It is possible to easily adjust the signal quality (for example, SNR) required when the direction estimation is performed by 100 (the wireless device 200).

また、本実施の形態では、無線装置100(無線装置200)で受信される信号はチャープ信号であり、前記信号フォーマットは、前記チャープ信号のチャープレートを含むことを特徴とする。この構成により、端末装置210が所定のチャープレートのチャープ信号を送信し、無線装置100(無線装置200)で整合フィルタ4、5、6を用いてそのチャープ信号のパルス圧縮を行うことにより、無線装置100(無線装置200)で方向推定を行う際に必要となる信号の品質(例えば、SNR)を簡易に調整することが可能となる。 Further, in the present embodiment, the signal received by wireless device 100 (wireless device 200) is a chirp signal, and the signal format includes a chirp rate of the chirp signal. With this configuration, the terminal device 210 transmits a chirp signal of a predetermined chirp rate, and the wireless device 100 (radio device 200) performs pulse compression of the chirp signal by using the matched filters 4, 5, and 6, whereby It is possible to easily adjust the signal quality (for example, SNR) required when the device 100 (radio device 200) performs direction estimation.

実施の形態3.
本実施の形態では、実施の形態1で示した解析の具体例として、広範囲で高精度な方向推定を行えるアンテナ配置の例を示すとともに、複数のアンテナの中から方向推定に用いるアンテナを選択する実施の形態について説明する。なお、以下では、主に3アンテナを用いた場合について説明するが、本実施の形態は3アンテナに限られるものではなく、3アンテナ以上のいかなるアンテナに対しても適用できるものである。
Embodiment 3.
In this embodiment, as a specific example of the analysis shown in the first embodiment, an example of an antenna arrangement capable of highly accurate direction estimation over a wide range is shown, and an antenna used for direction estimation is selected from a plurality of antennas. Embodiments will be described. Note that, although the case where three antennas are mainly used will be described below, the present embodiment is not limited to three antennas, and can be applied to any antenna of three or more antennas.

全方向(|φ|<=π/2)が方向推定の範囲となる状態は、式(3)でB=2の状態に相当する。従って、全方向で成功率Preqを維持するには、式(19)がB=2を満たす必要があり、アンテナ間隔d2に次式の制約が課される。
d2 <= L(Γ、r)・λ/2 (20)
ここで、λは信号を搬送する電波の波長を示す。実施の形態1における(A5)の議論より、式(20)を維持しつつ、アンテナ間隔d1、 d2を広げることで方向の推定精度を向上できる。従って、全方向で成功率Preqを維持し、最高の推定精度を得られるアンテナ間隔(d1、d2)は次式で与えられる。
(d1、d2)=(L(Γ、r)rλ/2、L(Γ、r)λ/2)(21)
The state in which all directions (|φ|<=π/2) are within the range of direction estimation corresponds to the state of B=2 in Expression (3). Therefore, in order to maintain the success rate Preq in all directions, the equation (19) needs to satisfy B=2, and the antenna spacing d2 is restricted by the following equation.
d2 <= L(Γ, r)·λ/2 (20)
Here, λ represents the wavelength of the radio wave that carries the signal. From the discussion of (A5) in the first embodiment, it is possible to improve the direction estimation accuracy by widening the antenna intervals d1 and d2 while maintaining the expression (20). Therefore, the antenna spacing (d1, d2) that maintains the success rate Preq in all directions and obtains the highest estimation accuracy is given by the following equation.
(D1, d2)=(L(Γ,r)rλ/2, L(Γ,r)λ/2) (21)

式(21)の適用例を示す。図9においてL(Γ、r)が大きいr=0.37の場合を取り上げると、
L(Γ、0.37)=2 Γ=10dB (22)
=8 Γ=20dB
=27 Γ=30dB
であり、式(21)の(d1、d2)は次式で与えられる。
(d1、d2)=(0.37λ、λ) Γ=10dB
(1.48λ、4λ) Γ=20dB
(4.995λ、13.5λ) Γ=30dB (23)
また、式(23)のアンテナ配置を用いたときの推定精度に関して、次式が成り立つ。
γ|SNR/γ|10dB=G・G (24)
=L(Γ、0.37)/L(10dB、0.37)
=σ10dB/σSNR
ここで、・|SNRはSNRが与えられた状態でのパラメータ・の値、Gはアンテナ間隔が広くなることによる精度改善、Gは位相測定誤差の低下による精度改善を表す。
An application example of Expression (21) will be shown. Taking the case of r=0.37 in FIG. 9 where L(Γ, r) is large,
L(Γ, 0.37)=2 Γ=10 dB (22)
=8 Γ=20 dB
=27 Γ=30 dB
And (d1, d2) in equation (21) is given by the following equation.
(D1, d2)=(0.37λ, λ) Γ=10 dB
(1.48λ, 4λ) Γ=20 dB
(4.995λ, 13.5λ) Γ=30 dB (23)
Further, the following equation holds for the estimation accuracy when the antenna arrangement of equation (23) is used.
γ | SNR /γ | 10 dB = G A · G B (24)
G A =L(Γ, 0.37) 2 /L( 10 dB, 0.37) 2
G B2 | 10 dB2 | SNR
Here, ·| SNR represents the value of the parameter · in the state where the SNR is given, G A represents the accuracy improvement due to the widening of the antenna spacing, and G B represents the accuracy improvement due to the reduction of the phase measurement error.

図17にSNR Γ=10、20、30dBにおいて全方向で成功率Preq=0.99を維持し、最高の推定精度を得られるアンテナ配置(d1、d2)、そのアンテナ配置を用いたときの推定精度γ及び角度誤差の特性をまとめる。図17からSNRが高ければアンテナ間隔が半波長より広くても、高い成功率を維持しつつ広範囲で高精度な方向推定を行えることが分かる。また、SNRが高くなるにつれ、アンテナ間隔が広くなることによる精度改善Gと位相測定誤差の低下による精度改善Gの両面から推定精度が改善されることが分かる。In FIG. 17, the antenna placement (d1, d2) that maintains the success rate Preq=0.99 in all directions at SNR Γ=10, 20, and 30 dB and obtains the highest estimation accuracy, and the estimation when the antenna placement is used The characteristics of accuracy γ and angle error are summarized. It can be seen from FIG. 17 that if the SNR is high, even if the antenna spacing is wider than a half wavelength, it is possible to perform highly accurate direction estimation over a wide range while maintaining a high success rate. Further, it can be seen that as the SNR becomes higher, the estimation accuracy is improved from both of the accuracy improvement G A due to the widening of the antenna spacing and the accuracy improvement G B due to the reduction of the phase measurement error.

図18に本実施の形態の無線装置300におけるアンテナ構成を示す。図18では、実施の形態1で示した無線装置100のもつアンテナ0、1、2に加えて、アンテナ0’、2’を備えている。ここでは、アンテナ0とアンテナ1のアンテナ間隔を0.37λ、アンテナ0とアンテナ2のアンテナ間隔を1λ、アンテナ0’とアンテナ1の間隔を1.48λ、アンテナ0’とアンテナ2’の間隔を4λとした一例を示している。 FIG. 18 shows an antenna configuration in wireless device 300 of the present embodiment. In FIG. 18, in addition to the antennas 0, 1, and 2 included in the wireless device 100 described in the first embodiment, antennas 0'and 2'are provided. Here, the antenna distance between antenna 0 and antenna 1 is 0.37λ, the antenna distance between antenna 0 and antenna 2 is 1λ, the distance between antenna 0′ and antenna 1 is 1.48λ, and the distance between antenna 0′ and antenna 2′ is An example with 4λ is shown.

図19に本実施の形態の無線装置300の構成を示す。無線装置300では、実施の形態1で示した無線装置100の構成に加えて、アンテナ選択部301を備えている。アンテナ選択部301は、アンテナ0からの受信信号とアンテナ0’からの受信信号のいずれを用いるかを選択する。同様に、アンテナ2からの受信信号とアンテナ2’からの受信信号のいずれを用いるかを選択する。なお、信号品質算出部7では信号が連続的に伝送される状態では、アンテナ選択部301でスイッチ302、303を介して適宜アンテナを切り替えることで、アンテナ0、0’、1、2、2’の信号品質を全て測定することができる。 FIG. 19 shows the configuration of radio apparatus 300 of the present embodiment. The wireless device 300 includes an antenna selection unit 301 in addition to the configuration of the wireless device 100 described in the first embodiment. The antenna selection unit 301 selects which of the received signal from the antenna 0 and the received signal from the antenna 0'is used. Similarly, which of the received signal from the antenna 2 and the received signal from the antenna 2'is used is selected. It should be noted that, in a state where the signal is continuously transmitted in the signal quality calculation unit 7, the antenna selection unit 301 appropriately switches the antennas via the switches 302 and 303, so that the antennas 0, 0', 1, 2, 2' It is possible to measure all of the signal quality of.

本実施の形態では、信号品質算出部7でアンテナ0、0’、1、2、2’の信号品質を測定し、測定された信号品質(例えば、SNR)に基づいて、アンテナ選択部301で方向推定に用いる複数のアンテナを選択する。例えば、SNR Γ=10dBの場合には、図17に基づけば、全方向で成功率Preq=0.99を維持し、最高の推定精度を得られるアンテナ配置は(d1、d2)=(0.37λ、λ)となる。従って、アンテナ選択部301は図18においてアンテナ0、1、2を選択し、アンテナ0、1、2での受信信号を用いて信号の到来方向を推定する。また、SNR Γ=20dBの場合には、図17に基づけば、全方向で成功率Preq=0.99を維持し、最高の推定精度を得られるアンテナ配置は(d1、d2)=(1.48λ、4λ)となる。従って、アンテナ選択部301は図18においてアンテナ0’、1、2’を選択し、アンテナ0’、1、2’での受信信号を用いて信号の到来方向を推定する。このように、アンテナ選択部301が測定された信号品質(例えば、SNR)に基づき、方向推定に用いる複数のアンテナを選択することにより、それぞれの信号品質のもとで、全方向で成功率Preq=0.99を維持し、高い推定精度で方向推定を行うことが可能となる。また、アンテナを選択して方向推定を行うことで、少ない数のアンテナでの受信信号を用いて少ない演算量で信号処理を行うことが可能となる。なお、ここでは、全方向で方向推定を行う場合について説明したが、方向推定は必ずしも全方向で行うものでなくても構わない。また、成功率Preq=0.99の場合を取り上げたが、成功率はそれ以外の値でも構わない。また、アンテナの選択は、いずれのアンテナであっても構わない。 In the present embodiment, the signal quality calculation unit 7 measures the signal quality of the antennas 0, 0′, 1, 2, 2′, and the antenna selection unit 301 uses the measured signal quality (for example, SNR) based on the measured signal quality. Select multiple antennas for direction estimation. For example, in the case of SNR Γ=10 dB, based on FIG. 17, the antenna arrangement that maintains the success rate Preq=0.99 in all directions and obtains the highest estimation accuracy is (d1, d2)=(0. 37λ, λ). Therefore, the antenna selection unit 301 selects the antennas 0, 1 and 2 in FIG. 18 and estimates the arrival direction of the signals using the received signals at the antennas 0, 1 and 2. Further, in the case of SNR Γ=20 dB, based on FIG. 17, the antenna arrangement that maintains the success rate Preq=0.99 in all directions and obtains the highest estimation accuracy is (d1, d2)=(1. 48λ, 4λ). Therefore, the antenna selection unit 301 selects the antenna 0', 1, 2'in FIG. 18 and estimates the arrival direction of the signal using the received signals at the antennas 0', 1, 2'. In this way, the antenna selection unit 301 selects a plurality of antennas to be used for direction estimation based on the measured signal quality (for example, SNR), so that the success rate Preq in all directions is obtained under each signal quality. =0.99 is maintained, and the direction can be estimated with high estimation accuracy. In addition, by selecting an antenna and performing direction estimation, it is possible to perform signal processing with a small amount of calculation using received signals from a small number of antennas. Although the case where the direction estimation is performed in all directions has been described here, the direction estimation need not necessarily be performed in all directions. Further, although the case where the success rate Preq=0.99 is taken up, the success rate may be any other value. Any antenna may be selected as the antenna.

このように、本実施の形態では、無線装置300が信号品質算出部7で算出された信号品質に応じて、無線装置300の備える複数のアンテナの中から、方向推定に用いるアンテナを選択するアンテナ選択部301を備える。この構成により、信号品質に応じて、方向推定を行う角度範囲の中で所定の成功率を維持しつつ、高い推定精度で信号の方向推定を行うことが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, an antenna for radio apparatus 300 to select an antenna used for direction estimation from a plurality of antennas included in radio apparatus 300 according to the signal quality calculated by signal quality calculation unit 7. The selecting unit 301 is provided. With this configuration, it is possible to perform the direction estimation of the signal with high estimation accuracy while maintaining a predetermined success rate within the angle range in which the direction estimation is performed according to the signal quality.

また、ここまでは、アンテナを選択する構成について述べたが、アンテナを選択する代わりに、アンテナを移動する構成によって、同じ目的を達成することも可能である。すなわち、アンテナ0、0’からアンテナを選択する代わりに1アンテナをアンテナ0の位置とアンテナ0’の位置のいずれかに移動して配置する構成も可能である。この場合、無線装置300はアンテナ選択部301の代わりに、信号品質算出部7で算出された信号品質によって定められる位置に複数のアンテナ0、1、2を移動するアンテナ移動制御部を備える。この構成によって、アンテナを選択する場合と同様に、信号品質に応じて、方向推定を行う角度範囲の中で所定の成功率を維持しつつ、高い推定精度で信号の方向推定を行うことが可能となる。 Further, although the configuration in which the antenna is selected has been described so far, the same object can be achieved by the configuration in which the antenna is moved instead of selecting the antenna. That is, instead of selecting the antenna from the antennas 0 and 0', one antenna may be moved to one of the antenna 0 and the antenna 0'. In this case, the wireless device 300 includes an antenna movement control unit that moves the plurality of antennas 0, 1 and 2 to a position determined by the signal quality calculated by the signal quality calculation unit 7 instead of the antenna selection unit 301. With this configuration, as in the case of selecting an antenna, it is possible to perform direction estimation of a signal with high estimation accuracy while maintaining a predetermined success rate within an angle range in which direction estimation is performed according to signal quality. Becomes

実施の形態4.
本実施の形態では、実施の形態1〜3では、異なる無線装置が送信と受信を行う場合を示したのに対し、本実施の形態では、1つの無線装置が信号送信と信号受信を行う形態を示す。
Fourth Embodiment
In the present embodiment, in the first to third embodiments, different wireless devices perform transmission and reception, whereas in the present embodiment, one wireless device performs signal transmission and signal reception. Indicates.

無線通信を行う場合、実施の形態2で示したように無線装置200と端末装置210は通常異なる無線装置となる。一方、測定対象物の移動速度を測定する場合、図20に示すように1つの無線装置400が信号30を送信し、測定対象物2001で反射された信号30を同じ無線装置400が受信する。無線装置400は測定対象物で反射された信号30の到来方向を推定することができる。 When performing wireless communication, the wireless device 200 and the terminal device 210 are usually different wireless devices as described in the second embodiment. On the other hand, when measuring the moving speed of the measuring object, one wireless device 400 transmits a signal 30 and the same wireless device 400 receives the signal 30 reflected by the measuring object 2001 as shown in FIG. The wireless device 400 can estimate the arrival direction of the signal 30 reflected by the measurement target.

図21に本実施の形態における無線装置400の構成を示す。無線装置400は、実施の形態1で示した無線装置100の構成に加えて、送信制御部21と信号送信部22を備える。 FIG. 21 shows the configuration of radio apparatus 400 according to the present embodiment. Wireless device 400 includes a transmission control unit 21 and a signal transmission unit 22 in addition to the configuration of wireless device 100 described in the first embodiment.

図22に本実施の形態における無線装置400の動作を示すフローチャートを示す。本実施の形態では、無線装置400の送信制御部21はこれまでの信号受信結果に基づき、次の信号送信に際して必要となる制御情報を決定し、その制御情報に基づき信号を送信するように信号送信部22を制御する(S2201)。制御情報にはさまざまな形態がある。例えば、送信制御部21は信号品質算出部7からこれまでに受信した信号の信号品質を受け取り、さらに角度範囲設定部8からこれまでに設定された角度範囲の情報を受け取り、次の信号送信で必要とされる角度範囲を考慮したうえで、必要となる送信電力または信号フォーマットを決定する。より具体的には、必要となる角度範囲が定まると、図9に示される特性曲線から、必要なSNRが定まる。その必要なSNRを実現するために必要な送信電力、信号フォーマットを決定する。信号送信部22は送信制御部21で決定された制御情報に従い、信号30を送信する(S2202)。無線装置400から送信された信号30は測定対象物2001で反射され、その反射波は無線装置400で受信される(S2203)。無線装置400では、実施の形態1〜3と同じく受信信号の方向推定を行い(S2204)、測定対象物2001の方向を検出する。 FIG. 22 shows a flowchart showing the operation of radio apparatus 400 according to the present embodiment. In the present embodiment, the transmission control unit 21 of the wireless device 400 determines the control information necessary for the next signal transmission based on the signal reception result so far, and signals to transmit the signal based on the control information. The transmitter 22 is controlled (S2201). There are various forms of control information. For example, the transmission control unit 21 receives the signal quality of the signal received so far from the signal quality calculation unit 7, further receives the information of the angle range set up to now from the angle range setting unit 8, and in the next signal transmission. Determine the required transmit power or signal format, taking into account the required angular range. More specifically, when the required angle range is determined, the required SNR is determined from the characteristic curve shown in FIG. The transmission power and signal format required to realize the required SNR are determined. The signal transmitter 22 transmits the signal 30 according to the control information determined by the transmission controller 21 (S2202). The signal 30 transmitted from the wireless device 400 is reflected by the measurement target 2001, and the reflected wave is received by the wireless device 400 (S2203). The wireless device 400 estimates the direction of the received signal as in the first to third embodiments (S2204), and detects the direction of the measurement target 2001.

このように、本実施の形態では、1つの無線装置が信号の送受信を行い、受信信号の方向推定を行う。 As described above, in the present embodiment, one wireless device transmits and receives a signal and estimates the direction of the received signal.

すなわち、本実施の形態に係る無線装置400は、自装置から送信され、測定対象物2001で反射され、自装置で受信される信号、の方向の推定が、無線装置100で必要な角度範囲で行われるように、送信電力又は信号フォーマットを決定する送信制御部21と、送信制御部21で決定された送信電力又は信号フォーマットに従い、信号を送信する信号送信部22と、を備えたことを特徴とする。この構成によって、測定対象物2001の存在方向及び移動速度に応じて必要となる送信電力又は信号フォーマットを用いて、測定対象物2001の方向を推定することができ、不要な送信電力を低減することが可能となる。また、適した信号フォーマットをもつ信号30を用いることで、広い角度範囲での方向推定が可能となる。 That is, the wireless device 400 according to the present embodiment estimates the directions of the signals transmitted from the device itself, reflected by the measurement target 2001, and received by the device itself within the angular range required by the wireless device 100. A transmission control unit 21 that determines transmission power or a signal format, and a signal transmission unit 22 that transmits a signal according to the transmission power or the signal format determined by the transmission control unit 21 are provided. And With this configuration, it is possible to estimate the direction of the measurement target 2001 by using the transmission power or the signal format required according to the existing direction and the moving speed of the measurement target 2001, and reduce unnecessary transmission power. Is possible. Further, by using the signal 30 having a suitable signal format, it is possible to estimate the direction in a wide angle range.

実施の形態5.
実施の形態5では、実施の形態2〜4における信号送信に際して、信号の送信電力または信号フォーマットを調整する一形態を示すものである。
Embodiment 5.
The fifth embodiment shows one mode of adjusting the transmission power or the signal format of the signal at the time of signal transmission in the second to fourth embodiments.

図23に本実施の形態における各時刻での方向推定の様子を示す。実施の形態2〜4で示したように、無線装置200で受信される信号の受信電力や信号フォーマットによって、方向推定することのできる角度範囲は異なる。一方、信号の到来方向は通常、時間的に連続に変化する。 FIG. 23 shows how the direction is estimated at each time in this embodiment. As shown in the second to fourth embodiments, the angle range in which the direction can be estimated differs depending on the received power and the signal format of the signal received by wireless device 200. On the other hand, the arrival direction of a signal usually changes continuously in time.

このような特性を考慮して、本実施の形態では、端末装置210が時刻p1、p4で信号フォーマット・送信電力が規格Jの信号を送信し、時刻p2、p3、p5、p6で信号フォーマット・送信電力が規格Kの信号を送信する。ここで、規格Jの信号では、規格Kの信号よりも広い角度範囲の方向を推定できる。実施の形態2における制御情報通知部10(図14)または送信制御13(図15)でこの信号フォーマット・送信電力を決定することにより、この信号送信を行うことができる。 In consideration of such characteristics, in the present embodiment, the terminal device 210 transmits a signal having the signal format/transmission power of standard J at times p1 and p4, and the signal format/signal at the times p2, p3, p5, and p6. A signal having a transmission power of standard K is transmitted. Here, with the standard J signal, it is possible to estimate the direction in a wider angle range than with the standard K signal. This signal transmission can be performed by determining the signal format/transmission power in the control information notification unit 10 (FIG. 14) or the transmission control 13 (FIG. 15) in the second embodiment.

図23に示すように、この信号送信を行うと、時刻p1、p4で広い角度範囲23012302の中から信号の方向を推定できる。また、時刻p2、p3、p5、p6では、時刻p1、p4で推定された方向を中心方向として、時刻p1、p4で得られる角度範囲より狭い角度範囲2303、2304、2305、2306で受信信号の方向推定を行う。 As shown in FIG. 23, when this signal transmission is performed, the direction of the signal can be estimated from the wide angle range 23012302 at the times p1 and p4. At times p2, p3, p5, and p6, the received signals are received in angle ranges 2303, 2304, 2305, and 2306 narrower than the angle range obtained at times p1 and p4 with the direction estimated at times p1 and p4 as the central direction. Direction estimation is performed.

時刻p1から時刻p2に至る時間での受信信号の方向の変化分が時刻p2で設定する角度範囲の1/2以内であれば、時刻p2でも誤りなく方向を推定できる。同様に、時刻p1から時刻p3に至る時間での受信信号の方向の変化分が時刻p3で設定する角度範囲の1/2以内であれば、時刻p3でも誤りなく方向を推定できる。 If the change in the direction of the received signal from the time p1 to the time p2 is within ½ of the angular range set at the time p2, the direction can be estimated at the time p2 without error. Similarly, if the change in the direction of the received signal from the time p1 to the time p3 is within 1/2 of the angular range set at the time p3, the direction can be estimated without error at the time p3.

時刻p1からの時間経過が大きくなるにつれ、信号の到来方向が変化する可能性は高くなる。そこで、時刻p4で再び規格Jの信号を送信することにより、広い角度範囲2302での方向推定を行う。ここで、同じ規格Jを用いた場合、角度範囲2301と角度範囲2302は同じ範囲となる。 As the time elapsed from the time p1 increases, the possibility that the signal arrival direction changes will increase. Therefore, the standard J signal is transmitted again at time p4 to perform direction estimation in a wide angle range 2302. Here, when the same standard J is used, the angle range 2301 and the angle range 2302 are the same range.

すなわち、本実施の形態では、信号の存在方向の角度範囲が広い場合には、規格Jの送信信号を送信し、信号の存在方向の角度範囲が限定された範囲と分かっている場合には、規格Kの信号を送信する。到来方向が変化する特性が分かっていれば、規格J又は規格Kの信号を送信する時間的なパターンはあらかじめ定めておくことが可能である。また、方向推定部9で推定された方向が設定された角度範囲のどの位置に属するかによって、次に送信される送信信号の送信電力と信号フォーマットの規格を決定することもできる。 That is, in the present embodiment, when the angular range in the signal existing direction is wide, a transmission signal of standard J is transmitted, and when it is known that the angular range in the signal existing direction is a limited range, A standard K signal is transmitted. If the characteristics that the arrival direction changes are known, the temporal pattern for transmitting the standard J or standard K signal can be determined in advance. Moreover, the standard of the transmission power and the signal format of the transmission signal to be transmitted next can be determined depending on which position in the set angle range the direction estimated by the direction estimation unit 9 belongs to.

規格Kでは方向推定を行える角度範囲は規格Jよりも狭く、通常、規格Kの信号の送信電力は規格Jの信号の送信電力よりも小さい。従って、常に規格Jの信号を用いて広い角度範囲で方向推定する場合と比較して、送信電力を抑えつつ、受信信号の方向推定を行うことができる。このように、複数の規格の信号を適応的に用いることにより、適切な方向推定の性能を維持しつつ、消費電力を低減できる。その結果、周辺無線局への干渉を抑えることが可能となる。 In the standard K, the angle range in which the direction can be estimated is narrower than that in the standard J, and normally, the transmission power of the standard K signal is smaller than that of the standard J signal. Therefore, it is possible to estimate the direction of the received signal while suppressing the transmission power as compared with the case where the direction of the standard J is always used to estimate the direction in a wide angle range. As described above, by adaptively using signals of a plurality of standards, it is possible to reduce power consumption while maintaining appropriate direction estimation performance. As a result, it is possible to suppress the interference with surrounding wireless stations.

また、本実施の形態に係る方向推定装置500は、第1の時刻p1で第1の角度範囲2301を設定し、第1の時刻p1よりも遅い第2の時刻p2で前記第1の角度範囲2301よりも狭い第2の角度範囲2303を設定することを特徴とする。この構成によって、第1の時刻p1で信号の到来方向を広い範囲で推定し、第2の時刻p2では第1の時刻p1で推定された方向の情報を用いることで、第1の角度範囲2301よりも狭い第2の角度範囲2303を設定しても信号の方向推定を円滑に行うことができる。また、角度範囲を狭くすることで、方向推定に必要な信号の電力を抑えることができ、信号の送信に必要となる電力を抑えることができる。 Further, the direction estimation device 500 according to the present embodiment sets the first angular range 2301 at the first time p1, and the first angular range at the second time p2 that is later than the first time p1. A second angle range 2303 narrower than 2301 is set. With this configuration, the arrival direction of the signal is estimated in a wide range at the first time point p1 and the information of the direction estimated at the first time point p1 is used at the second time point p2 to obtain the first angular range 2301. Even if the second angle range 2303 that is narrower than that is set, the direction estimation of the signal can be smoothly performed. Further, by narrowing the angle range, the power of the signal required for the direction estimation can be suppressed, and the power required for the signal transmission can be suppressed.

また、同じ規格Jを用いた場合、角度範囲2301と角度範囲2302はともに同じ第1の角度範囲となり、本実施の形態に係る方向推定装置500は、角度範囲設定部8は、前記第1及び前記第2の時刻p1、p2よりも遅い第3の時刻p4で、前記第1の角度範囲を設定することを特徴とする。この構成により、広い角度範囲での方向推定が必要な時刻においてのみ広い範囲での方向推定を行うことができるため、信号の送信に必要となる電力を抑えつつ、広い範囲での方向推定能力を庁時間的に維持することができる。 Further, when the same standard J is used, the angle range 2301 and the angle range 2302 are both the same first angle range, and the direction estimation device 500 according to the present embodiment is configured such that the angle range setting unit 8 causes the angle range setting unit 8 to set the first and second angles. The first angle range is set at a third time p4, which is later than the second times p1 and p2. With this configuration, it is possible to perform direction estimation in a wide range only at the time when direction estimation in a wide angle range is required, so that the direction estimation capability in a wide range can be suppressed while suppressing the power required for signal transmission. It can be maintained at the agency time.

実施の形態6.
本実施の形態では、実施の形態5で示した制御の具体例として、信号30に拡散信号を用い、信号フォーマットとして拡散信号の拡散率を決定する形態の一例を開示する。
Sixth Embodiment
In this embodiment, as a specific example of the control shown in the fifth embodiment, an example of a mode in which a spread signal is used as the signal 30 and the spread rate of the spread signal is determined as a signal format is disclosed.

まず、時刻p1、p4において、広い角度範囲で方向推定を行う場合の制御構成について示す。図17で示すように広範囲で高精度な方向推定を行うためには、高いSNRΓが必要となる。ここで、SNRΓは整合フィルタ出力でのSNRであり、整合フィルタ入力前のSNRが低くても整合フィルタ出力で高いSNRを得られれば、広範囲で高精度な方向推定を行える。そこで、整合フィルタ出力でのSNRを向上するために、信号30に拡散信号を用いる。具体例として、アンテナ間隔が(d1、d2)=(1.48λ、4λ)である場合に、以下の利用環境が想定される。
利用環境)
拡散信号の拡散率:SF1=100
整合フィルタ入力前:SNR=0dB
整合フィルタ出力後:SNR Γ=20dB
First, a control configuration when performing direction estimation in a wide angle range at times p1 and p4 will be described. As shown in FIG. 17, a high SNR Γ is required to perform highly accurate direction estimation over a wide range. Here, SNR Γ is the SNR at the output of the matched filter, and even if the SNR before the input of the matched filter is low, if a high SNR can be obtained at the output of the matched filter, highly accurate direction estimation can be performed in a wide range. Therefore, in order to improve the SNR at the output of the matched filter, the spread signal is used as the signal 30. As a specific example, the following usage environment is assumed when the antenna spacing is (d1, d2)=(1.48λ, 4λ).
Usage environment)
Spreading rate of spreading signal: SF1=100
Before matched filter input: SNR=0 dB
After output of matched filter: SNR Γ=20 dB

この利用環境では、整合フィルタ出力でSNR=20dBを確保でき、無線装置200は全方向で高精度な方向推定を行える。このように、高い拡散率をもつ拡散信号を信号30として用いることで、整合フィルタ入力前のSNRが低い環境であっても、広範囲で高精度な方向推定を行える。実施の形態5において、規格Jの信号フォーマットを拡散率SF1=100の拡散信号とすることで、この制御は実現できる。 In this usage environment, SNR=20 dB can be secured by the matched filter output, and the wireless device 200 can perform highly accurate direction estimation in all directions. As described above, by using the spread signal having a high spread rate as the signal 30, even in an environment where the SNR before inputting the matched filter is low, highly accurate direction estimation can be performed in a wide range. In the fifth embodiment, this control can be realized by setting the signal format of the standard J to the spread signal with the spreading factor SF1=100.

時刻p1(p4)において、全方向に対する方向推定が行われると、無線装置200は端末装置210の方向φ1を把握できる。その後の時刻p2、p3(p5、p6)における方向推定では、方向φ1を中心として、移動後の端末装置210の存在方向を検出する必要がある。そこで、時刻p2、p3の方向推定におけるF=sinφの推定範囲を以下のように設定する。
−B’/2+sinφ1 <=F<= B’/2+sinφ1(25)
ここで、範囲B’は端末装置210の移動特性を考慮して、無線装置200であらかじめ設定される。
At time p1 (p4), when the direction estimation for all directions is performed, the wireless device 200 can grasp the direction φ1 of the terminal device 210. In the subsequent direction estimation at the times p2 and p3 (p5, p6), it is necessary to detect the existing direction of the terminal device 210 after movement around the direction φ1. Therefore, the estimation range of F=sin φ in the direction estimation at the times p2 and p3 is set as follows.
-B'/2+sinφ1 <=F<=B'/2+sinφ1 (25)
Here, the range B′ is preset in the wireless device 200 in consideration of the movement characteristics of the terminal device 210.

この方向推定は、(A2)(A3)において推定範囲
−B/2 <=F <=B/2 (26)
を式(25)に置き換えた方向推定に相当する。その場合の動作は、式(10)(16)(17)
におけるB/2をB’/2+sinφ1に置き換えることで解析できる。
In this direction estimation, the estimation range in (A2) and (A3) is -B/2 <=F <=B/2 (26)
Corresponds to the direction estimation in which is replaced by the equation (25). In that case, the operation is represented by equations (10), (16) and (17)
It can be analyzed by replacing B/2 in B with B′/2+sin φ1.

図24にPreq=0.99、SNR=10、20、30dB、比率r=0.37において、式(25)を用いた場合にB’/B2の取り得る最大値L(Γ、r)のsinφ1に対する推移を示す。図より、sinφ1が−1から1まで変化してもL(Γ、r)は変化しない。ここでは、r=0.37の場合を取り上げたが、r=0.1、0.2、...、0.9の場合においても同様にL(Γ、r)はsinφ1に依存せず一定となる。このように、方向推定可能な範囲B’は方向φ1に依存せず一定になる。そこで、φ1=0と設定すると、式(25)は式(26)と同じ形式となり、(A3)(A4)で行った解析を範囲B’にそのまま適用できる。 In FIG. 24, in the case of Preq=0.99, SNR=10, 20, 30 dB, and the ratio r=0.37, the maximum value L(Γ,r) of B′/B2 that can be obtained by using the equation (25) is shown. A transition with respect to sin φ1 is shown. From the figure, L(Γ, r) does not change even if sin φ1 changes from −1 to 1. Although the case of r=0.37 has been taken up here, r=0.1, 0.2,. . . , 0.9, L(Γ, r) is constant regardless of sin φ1. In this way, the direction-estimable range B'is constant regardless of the direction φ1. Therefore, if φ1=0 is set, the equation (25) has the same format as the equation (26), and the analysis performed in (A3) and (A4) can be applied to the range B′ as it is.

そこで、時刻p2、p3(p5、p6)での方向推定では、以下の処理を行う。
(S1)無線装置200は端末装置210の方向が式(25)の範囲となるように範囲B’を決定する。
(S2)無線装置200は範囲B’で成功率Preq=0.99を維持できるように次式を満たすSNR Γを決定する。
B’/B2<=L(Γ、r)
(S3)無線装置200はSNRΓの達成に必要な拡散率SF2を決定し、端末装置210に通知する。
(S4)端末装置210は拡散率SF2の拡散信号を送信し、無線装置200では式(25)の範囲で方向推定を行う。
Therefore, in the direction estimation at the times p2 and p3 (p5, p6), the following processing is performed.
(S1) The wireless device 200 determines the range B′ so that the direction of the terminal device 210 is within the range of Expression (25).
(S2) The wireless device 200 determines an SNR Γ that satisfies the following equation so that the success rate Preq=0.99 can be maintained in the range B′.
B'/B2<=L(Γ,r)
(S3) The wireless device 200 determines the spreading factor SF2 required to achieve the SNR Γ and notifies the terminal device 210 of the spreading factor SF2.
(S4) The terminal device 210 transmits a spread signal with the spreading factor SF2, and the wireless device 200 performs direction estimation within the range of Expression (25).

具体例として、アンテナ間隔が(d1、d2)=(1.48λ、4λ)である場合に、以下の利用環境が想定される。 As a specific example, the following usage environment is assumed when the antenna spacing is (d1, d2)=(1.48λ, 4λ).

利用環境)推定範囲:B’=1/2
(−1/4+sinφ1<=sinφ<=1/4+sinφ1)
整合フィルタ入力前:SNR=0dB
整合フィルタ出力後:SNR Γ=10dB
既知信号の拡散率:SF2=10
Usage environment) Estimated range: B'=1/2
(-1/4+sinφ1<=sinφ<=1/4+sinφ1)
Before matched filter input: SNR=0 dB
After output of matched filter: SNR Γ=10 dB
Spreading factor of known signal: SF2=10

ここでは、SNR Γ=10dBを
B2=λ/d2=1/4 ⇒ B’/B2=2
⇒ 2<=L(Γ、0.37)
と図9から導いた。実施の形態5において、規格Kの信号フォーマットを拡散率SF2=10の拡散信号とすることで、この制御は実現できる。
Here, SNR Γ=10 dB, B2=λ/d2=1/4 ⇒ B′/B2=2
⇒ 2 <= L (Γ, 0.37)
And derived from FIG. In the fifth embodiment, this control can be realized by setting the signal format of the standard K to the spreading signal of spreading factor SF2=10.

このように、無線装置200で定められた拡散率に従い、端末装置110が拡散信号を送信することで、無線装置200では必要な角度範囲で方向推定を行える。 In this way, the terminal device 110 transmits the spread signal in accordance with the spreading factor determined by the wireless device 200, so that the wireless device 200 can perform direction estimation within a necessary angular range.

実施の形態7.
これまでの実施の形態では、信号品質算出部7で信号品質の測定を行ったが、本実施の形態では信号品質算出部7で信号品質の予測を行う形態を開示する。
Embodiment 7.
In the above embodiments, the signal quality calculation unit 7 measures the signal quality, but this embodiment discloses a mode in which the signal quality calculation unit 7 predicts the signal quality.

これまでの実施の形態では、信号品質算出部7で受信信号の信号品質を直接的に測定していた。しかし、受信信号の信号品質を直接測定しなくても、受信信号の信号品質を予測できる場合がある。例えば、初回の信号受信時に信号品質としてSNRΓ1を測定し、n(=2、3、...)回目の受信信号と初回の受信信号と信号の電力差cnを把握していれば、n回目の受信信号のSNRを
Γ1×cn
として予測できる。電力差情報cnは、送信信号の電力の違いが分かれば把握することができる。
In the above embodiments, the signal quality calculation unit 7 directly measures the signal quality of the received signal. However, in some cases, the signal quality of the received signal can be predicted without directly measuring the signal quality of the received signal. For example, if SNR Γ1 is measured as the signal quality at the first signal reception and the power difference cn between the n (=2, 3,...) Received signal and the first received signal and the signal is grasped, SNR of the received signal of
Γ1×cn
Can be predicted as The power difference information cn can be grasped if the difference in power of the transmission signals is known.

例えば、図20では、無線装置400は信号を送信するため、n(=2、3、...)回目の受信信号と初回の受信信号と信号の電力差cnを把握することができる。この情報を用いれば、初回の信号受信時に信号品質としてSNRΓ1を測定し、その後は受信信号の信号品質を直接測定しなくても、受信信号の信号品質を予測することができる。 For example, in FIG. 20, since the wireless device 400 transmits a signal, it is possible to grasp the power difference cn between the n (=2, 3,...) Received signal and the first received signal. By using this information, it is possible to predict the signal quality of the received signal without measuring the signal quality of the received signal directly after measuring SNR Γ1 as the signal quality at the first signal reception.

このように、本実施の形態では、信号品質算出部7で信号品質の予測を行う。すなわち、これまでの実施の形態1〜6において、信号品質算出部7で信号品質の測定を行っていた処理を信号品質の予測を行う処理に置き換える。この構成によって、信号受信時に毎回信号の品質測定を行わなくても、信号品質を算出することができる。また、信号を受信する前に、その受信信号の信号品質を予測できるため、事前に角度範囲設定部8で角度範囲を設定することができ、信号受信後の処理を円滑に行うことが可能となる。 As described above, in the present embodiment, the signal quality calculation unit 7 predicts the signal quality. That is, in the first to sixth embodiments so far, the process of measuring the signal quality by the signal quality calculating unit 7 is replaced with the process of predicting the signal quality. With this configuration, the signal quality can be calculated without having to measure the signal quality every time the signal is received. Moreover, since the signal quality of the received signal can be predicted before the signal is received, the angle range can be set in advance by the angle range setting unit 8, and the processing after the signal reception can be smoothly performed. Become.

0、0’、1、2、2’:アンテナ、4、5、6:整合フィルタ、7:信号品質算出部、8:角度範囲設定部、9:方向推定部、10:制御情報通知部、11:アンテナ、12:信号送信部、13:送信制御部、14:制御情報受信部、21:送信制御部、22:信号送信部、30:信号、51:振幅、52:雑音、100:無線装置、110:端末装置、200:無線装置、210:端末装置、300:無線装置、301:アンテナ選択部、302、303:スイッチ、400:無線装置、500:方向推定装置、1001:メインローブ、1002:サイドローブ、1003:グレーティングローブ、1004:利得差、1005、1006:角度範囲、1101:処理回路、1201:処理回路、1202:メモリ、2001:測定対象物、2301、2302、2303、2304、2305、2306:角度範囲 0, 0', 1, 2, 2': antenna, 4, 5, 6: matched filter, 7: signal quality calculation unit, 8: angle range setting unit, 9: direction estimation unit, 10: control information notification unit, 11: antenna, 12: signal transmitter, 13: transmission controller, 14: control information receiver, 21: transmission controller, 22: signal transmitter, 30: signal, 51: amplitude, 52: noise, 100: wireless Device, 110: terminal device, 200: wireless device, 210: terminal device, 300: wireless device, 301: antenna selection unit, 302, 303: switch, 400: wireless device, 500: direction estimation device, 1001: main lobe, 1002: side lobe, 1003: grating lobe, 1004: gain difference, 1005, 1006: angle range, 1101: processing circuit, 1201: processing circuit, 1202: memory, 2001: measurement object, 2301, 2302, 2303, 2304, 2305, 2306: Angle range

この発明に係る方向推定装置は、複数のアンテナを用いて受信される信号の品質を測定又は予測する信号品質算出部と、前記信号品質算出部で測定又は予測された信号の品質に応じて、前記信号の到来方向を推定する角度範囲を設定する角度範囲設定部と、前記角度範囲設定部で設定された角度範囲で前記信号の到来方向を推定する方向推定部と、を備え、前記品質は前記受信される信号に含まれる雑音の度合いに依存することを特徴とする。 Direction estimation device according to the present invention, a signal quality calculation unit that measures or predicts the quality of the signal received using a plurality of antennas, depending on the quality of the signal measured or predicted by the signal quality calculation unit, An angle range setting unit that sets an angle range for estimating the arrival direction of the signal, and a direction estimation unit that estimates the arrival direction of the signal in the angle range set by the angle range setting unit, and the quality is It is characterized in that it depends on the degree of noise contained in the received signal .

Claims (11)

複数のアンテナを用いて受信される信号の品質を測定又は予測する信号品質算出部と、
前記信号品質算出部で測定又は予測された信号の品質に応じて、前記信号の到来方向を推定する角度範囲を設定する角度範囲設定部と、
前記角度範囲設定部で設定された角度範囲で前記信号の到来方向を推定する方向推定部と、
を備えたことを特徴とする方向推定装置。
A signal quality calculation unit that measures or predicts the quality of signals received using a plurality of antennas,
An angle range setting unit that sets an angle range for estimating the arrival direction of the signal according to the quality of the signal measured or predicted by the signal quality calculation unit,
A direction estimation unit that estimates the arrival direction of the signal in the angle range set by the angle range setting unit,
A direction estimating device comprising:
前記信号品質算出部は、前記信号の信号対雑音電力比を前記品質として測定又は予測することを特徴とする請求項1に記載の方向推定装置。 The direction estimation apparatus according to claim 1, wherein the signal quality calculation unit measures or predicts a signal-to-noise power ratio of the signal as the quality. 前記角度範囲設定部は、第1の時刻で第1の角度範囲を設定し、前記第1の時刻よりも遅い第2の時刻で前記第1の角度範囲よりも狭い第2の角度範囲を設定する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の方向推定装置。
The angle range setting unit sets a first angle range at a first time, and sets a second angle range narrower than the first angle range at a second time later than the first time. The direction estimation device according to claim 1 or 2, wherein
前記角度範囲設定部は、前記第2の時刻よりも遅い第3の時刻で、前記第1の角度範囲を設定する
ことを特徴とする請求項3に記載の方向推定装置。
The direction estimation device according to claim 3, wherein the angle range setting unit sets the first angle range at a third time later than the second time.
無線伝送された信号を前記複数のアンテナを用いて受信し、請求項1から4のいずれか1項に記載の方向推定装置を用いて、前記信号に対する方向推定を行うことを特徴とする無線装置。 A wireless device, which receives a wirelessly transmitted signal using the plurality of antennas, and performs direction estimation for the signal using the direction estimating device according to claim 1. .. 前記信号品質算出部で測定又は予測された信号の品質に応じて、
前記複数のアンテナの中から、方向推定に用いるアンテナを選択するアンテナ選択部、
を備えることを特徴とする請求項5に記載の無線装置。
Depending on the quality of the signal measured or predicted by the signal quality calculation unit,
An antenna selection unit that selects an antenna used for direction estimation from the plurality of antennas,
The wireless device according to claim 5, further comprising:
前記信号品質算出部で測定又は予測された信号の品質によって定められる位置に
前記複数のアンテナを移動するアンテナ移動制御部、
を備えることを特徴とする請求項5に記載の無線装置。
An antenna movement control unit that moves the plurality of antennas to a position determined by the quality of the signal measured or predicted by the signal quality calculation unit,
The wireless device according to claim 5, further comprising:
自装置から送信され受信局で受信される信号の方向の推定が、該受信局で必要な角度範囲で行われるように、送信電力又は信号フォーマットを決定する送信制御部と、
前記送信制御部で決定された送信電力又は信号フォーマットに従い、信号を送信する信号送信部と、
を備えたことを特徴とする無線装置。
The estimation of the direction of the signal transmitted from the own device and received by the receiving station is performed within the angle range required by the receiving station, and a transmission control unit that determines the transmission power or the signal format,
According to the transmission power or signal format determined by the transmission control unit, a signal transmission unit for transmitting a signal,
A wireless device comprising:
前記受信局で受信される信号は拡散信号であり、
前記信号フォーマットは、前記拡散信号の拡散率を含む
ことを特徴とする請求項8に記載の無線装置。
The signal received at the receiving station is a spread signal,
9. The wireless device according to claim 8, wherein the signal format includes a spreading factor of the spread signal.
前記受信局で受信される信号はチャープ信号であり、
前記信号フォーマットは、前記チャープ信号のチャープレートを含む
ことを特徴とする請求項8に記載の無線装置。
The signal received at the receiving station is a chirp signal,
9. The wireless device according to claim 8, wherein the signal format includes a chirp rate of the chirp signal.
前記受信局を含み、
前記受信局は前記送信された信号が測定対象物で反射された信号を受信する
ことを特徴とする請求項8から10のいずれか1項に記載の無線装置。
Including the receiving station,
The wireless device according to claim 8, wherein the receiving station receives a signal in which the transmitted signal is reflected by an object to be measured.
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