專利名稱：測(cè)距系統(tǒng)、發(fā)送終端、接收終端、測(cè)距方法及計(jì)算機(jī)程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多載波傳送方式中的測(cè)距系統(tǒng)、發(fā)送終端、接收終端、測(cè)距方法及計(jì)算機(jī)程序。
背景技術(shù)：
以往，一般知道可構(gòu)成如下的無線局域網(wǎng)(無線局域網(wǎng))由信息通信單元連接多個(gè)計(jì)算機(jī)，并通過無線通信對(duì)文件和數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行接收發(fā)送或進(jìn)行共享。
上述無線局域網(wǎng)中，例如存在IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)等。在上述IEEE802.11a的標(biāo)準(zhǔn)中，支持最大達(dá)到54Mbps通信速度的5Ghz的OFDM調(diào)制方式，利用52條子載波進(jìn)行無線通信。
正在開發(fā)利用上述IEEE802.11a等無線局域網(wǎng)，對(duì)裝置間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)。由該無線局域網(wǎng)測(cè)量發(fā)送器和接收器的裝置間的距離時(shí)，首先需要相互確定包的接收位置。
用上述IEEE802.11a等無線局域網(wǎng)確定包的接收位置，可考慮如下方法，即由同步位置確定包的接收位置。例如，在過接收器所具備的AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動(dòng)作后，接收器所具備的數(shù)字電路以80MHz的時(shí)鐘進(jìn)行動(dòng)作。
上述包的最前頭嵌入有已知的信號(hào)序列，通過接收機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行處理后，使用該已知的信號(hào)，計(jì)算與接收信號(hào)的相關(guān)性。在包的已知信號(hào)的位置處，該相關(guān)值變大，因此，通過搜索(檢索)相關(guān)值的峰值，可辨別在哪個(gè)位置能夠接收包，并可測(cè)量裝置間的距離。
另一方面，在與無線局域網(wǎng)中的測(cè)距完全不同的領(lǐng)域，例如，作為由所謂的自適應(yīng)陣列進(jìn)行傳播分析時(shí)所利用的技術(shù)，存在譜估計(jì)算法中的MUSIC算法(參照非專利文獻(xiàn)1)。
非專利文獻(xiàn)1菊間信良著，“アレ一アンテナによる適応信號(hào)処理”，科學(xué)技術(shù)出版，1998年9月20日，p.191-20
發(fā)明內(nèi)容然而，例如在作為多載波傳送方式的5GHz系的OFDM調(diào)制方式中，系統(tǒng)時(shí)鐘是80MHz程度，發(fā)送器和接收器只能用該系統(tǒng)時(shí)鐘單位辨別同步的位置，因此，基于包的接收時(shí)刻而測(cè)定距離時(shí)，誤差很大。
例如，在80MHz的時(shí)鐘中，每一個(gè)時(shí)鐘為1/80MHz＝12ns(納秒)。也就是說，80MHz的時(shí)鐘中的一個(gè)時(shí)鐘的誤差如果轉(zhuǎn)換為距離，因光的速度是3.0×108m/s，故成為3.0×108m/s×12ns＝3.6m，可知只能進(jìn)行米等級(jí)的精度的測(cè)距，誤差很大。
因此，在家庭內(nèi)或小規(guī)模辦公室內(nèi)等，即使利用上述IEEE802.11a等無線局域網(wǎng)，執(zhí)行了裝置間的測(cè)距，由于誤差過大，因此不能有效地使用。
然而，在近些年，期待將MUSIC算法實(shí)際應(yīng)用于無線局域網(wǎng)。以往的MUSIC算法，主要利用于自適應(yīng)陣列的傳播分析，但期待在各種無線局域網(wǎng)領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用這樣的MUSIC算法。
本發(fā)明是鑒于上述問題點(diǎn)提出的，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在多載波傳送方式中降低測(cè)距誤差的、新的或改良的測(cè)距系統(tǒng)、發(fā)送終端、接收終端、測(cè)距方法及計(jì)算機(jī)程序。
為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的第一觀點(diǎn)，提供一種多載波傳送方式中的測(cè)定終端間的距離的測(cè)距系統(tǒng)。上述測(cè)距系統(tǒng)的特征在于，具備頻域數(shù)據(jù)處理部，包的發(fā)送時(shí)以及/或者接收時(shí)的數(shù)據(jù)被進(jìn)行快速傅立葉變換，并且對(duì)規(guī)定處理后的頻域的數(shù)據(jù)，應(yīng)用譜估計(jì)算法，從而取得脈沖響應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明，在對(duì)終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)中，為了測(cè)定終端間的距離，對(duì)包的發(fā)送時(shí)以及/或者接收時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速離散傅立葉變換，并且對(duì)于執(zhí)行了規(guī)定處理后的頻域的數(shù)據(jù)，應(yīng)用譜估計(jì)算法，并求出脈沖響應(yīng)。
上述脈沖響應(yīng)，也可以是高精度地表示包接收時(shí)刻以及/或者發(fā)送時(shí)刻的時(shí)刻信息。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠取得正確的包接收時(shí)刻以及/或者發(fā)送時(shí)刻，并能夠更高精度地對(duì)終端間的距離進(jìn)行測(cè)距。
上述測(cè)距系統(tǒng)具備插值處理部，對(duì)存在于頻域的數(shù)據(jù)中的載波空洞(carrier hole)進(jìn)行插值；頻率平均處理部，對(duì)上述插值后的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率平均處理，在上述規(guī)定處理中包含由上述插值處理部進(jìn)行的插值處理和由上述頻率平均處理部進(jìn)行的頻率平均處理。利用這樣的結(jié)構(gòu)，即使在對(duì)包接收發(fā)送時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速離散傅立葉變換的頻域的數(shù)據(jù)中存在載波空洞，也能夠應(yīng)用譜估計(jì)算法，并求出適當(dāng)?shù)拿}沖響應(yīng)。
上述插值處理部，也可以由來自相鄰載波的數(shù)據(jù)，對(duì)與載波空洞相當(dāng)?shù)牟糠值臄?shù)據(jù)進(jìn)行插值。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的其他觀點(diǎn)，提供一種對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)所具備的發(fā)送終端。上述發(fā)送終端的特征在于，具備包發(fā)送部，將第一包發(fā)送到通信對(duì)方的接收終端；時(shí)刻信息生成部，至少生成表示發(fā)送上述第一包的時(shí)刻的第一包發(fā)送時(shí)刻信息，還具備往返時(shí)間概算部，根據(jù)上述第一包發(fā)送時(shí)刻信息和第二包接收時(shí)刻信息，對(duì)接收終端和發(fā)送終端間的包往返時(shí)間進(jìn)行概算，其中，該第二包接收時(shí)刻信息表示接收在接收終端接收第一包的同時(shí)發(fā)送到發(fā)送終端的第二包的時(shí)刻；快速離散傅立葉變換處理部，將來自接收終端的第二包接收時(shí)的數(shù)據(jù)，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數(shù)據(jù)；頻域數(shù)據(jù)處理部，對(duì)第一頻域的數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第一頻域的數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，求出第一脈沖響應(yīng)；傳輸時(shí)間校正部，由接收終端以規(guī)定的定時(shí)接收第三包，并從包往返時(shí)間減去第三包所包含的內(nèi)部處理延遲時(shí)間，從而對(duì)電波的往返傳輸時(shí)間進(jìn)行概算，并且根據(jù)第一脈沖響應(yīng)與第三包所包含的第二脈沖響應(yīng)，將電波的傳輸往返時(shí)間校正為校正后傳輸往返時(shí)間；距離算出部，由校正后傳輸往返時(shí)間和電波的速度，求出發(fā)送終端和接收終端間的距離。
根據(jù)本發(fā)明，發(fā)送終端，由第一包發(fā)送時(shí)刻和第二包接收時(shí)刻，概算與包往返于接收終端的周轉(zhuǎn)時(shí)間等相當(dāng)?shù)陌禃r(shí)間，并且由內(nèi)部處理延遲時(shí)間、第一脈沖響應(yīng)和第二脈沖響應(yīng)，求出電波到接收終端后再次返回到發(fā)送終端的高精度的傳輸往返時(shí)間。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以求出高精度的傳輸往返時(shí)間，因此，即使是多載波傳送方式，也能夠最小化測(cè)距引起的誤差，并正確的測(cè)定終端間的距離。
可以通過接收終端，從第一包接收時(shí)的數(shù)據(jù)快速離散傅立葉變換為第二頻域的數(shù)據(jù)，在被執(zhí)行了規(guī)定處理后，將譜估計(jì)算法應(yīng)用于該第二頻域的數(shù)據(jù)，從而求出上述第二脈沖響應(yīng)，內(nèi)部處理延遲時(shí)間是該接收終端的內(nèi)部處理的延遲時(shí)間。
上述第一脈沖響應(yīng)可以是對(duì)上述第二包的接收時(shí)刻的時(shí)刻信息，上述第二脈沖響應(yīng)可以是對(duì)第一包的接收時(shí)刻的時(shí)刻信息。
上述發(fā)送終端可以具備插值處理部，對(duì)存在于頻域數(shù)據(jù)中的載波空洞進(jìn)行插值；頻率平均處理部，對(duì)于上述插值后的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率平均處理，上述規(guī)定處理包含由插值處理部進(jìn)行的插值處理和由頻率平均處理部進(jìn)行的頻率平均處理。
上述插值處理部，可以由來自相鄰載波的數(shù)據(jù)，對(duì)與載波空洞相當(dāng)?shù)牟糠值臄?shù)據(jù)進(jìn)行插值。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的其他觀點(diǎn)，提供一種對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)所具備的發(fā)送終端的測(cè)距方法。上述測(cè)距方法的特征在于，包括包發(fā)送步驟，將第一包發(fā)送到通信對(duì)方的接收終端；時(shí)刻信息生成步驟，至少生成表示發(fā)送第一包的時(shí)刻的第一包發(fā)送時(shí)刻信息，還包括往返時(shí)間概算步驟，根據(jù)第一包發(fā)送時(shí)刻信息和第二包接收時(shí)刻信息，對(duì)接收終端和發(fā)送終端間的包往返時(shí)間進(jìn)行概算，其中，該第二包接收時(shí)刻信息表示接收在接收終端接收第一包的同時(shí)發(fā)送到發(fā)送終端的第二包的時(shí)刻；快速離散傅立葉變換步驟，將來自接收終端的第二包接收時(shí)的數(shù)據(jù)，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數(shù)據(jù)；脈沖響應(yīng)運(yùn)算步驟，對(duì)第一頻域的數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第一頻域的數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，并求出第一脈沖響應(yīng)；傳輸時(shí)間校正步驟，由接收終端以規(guī)定的定時(shí)接收第三包，并從包往返時(shí)間減去第三包所包含的內(nèi)部處理延遲時(shí)間，從而對(duì)電波的往返傳輸時(shí)間進(jìn)行概算，并且根據(jù)第一脈沖響應(yīng)與第三包所包含的第二脈沖響應(yīng)，將電波的傳輸往返時(shí)間校正為校正后傳輸往返時(shí)間；距離算出步驟，由校正后傳輸往返時(shí)間和電波的速度，求出發(fā)送終端和接收終端間的距離。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的其他觀點(diǎn)，提供一種計(jì)算機(jī)程序，使計(jì)算機(jī)用作對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)所具備的發(fā)送終端。上述計(jì)算機(jī)程序的特征在于，包括包發(fā)送單元，將第一包發(fā)送到通信對(duì)方的接收終端；時(shí)刻信息生成單元，至少生成表示發(fā)送第一包的時(shí)刻的第一包發(fā)送時(shí)刻信息，還包括往返時(shí)間概算單元，根據(jù)第一包發(fā)送時(shí)刻信息和第二包接收時(shí)刻信息，對(duì)接收終端和發(fā)送終端間的包往返時(shí)間進(jìn)行概算，其中，該第二包接收時(shí)刻信息表示接收在接收終端接收第一包的同時(shí)發(fā)送到發(fā)送終端的第二包的時(shí)刻；快速離散傅立葉變換處理單元，將來自接收終端的第二包接收時(shí)的數(shù)據(jù)，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數(shù)據(jù)；頻域數(shù)據(jù)處理單元，對(duì)第一頻域的數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第一頻域的數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，并求出第一脈沖響應(yīng)；傳輸時(shí)間校正單元，由接收終端以規(guī)定的定時(shí)接收第三包，并從包往返時(shí)間減去第三包所包含的內(nèi)部處理延遲時(shí)間，從而對(duì)電波的往返傳輸時(shí)間進(jìn)行概算，并且根據(jù)第一脈沖響應(yīng)與第三包所包含的第二脈沖響應(yīng)，將電波的傳輸往返時(shí)間校正為校正后傳輸往返時(shí)間；距離算出單元，由校正后傳輸往返時(shí)間和電波的速度，求出發(fā)送終端和接收終端間的距離。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的其他觀點(diǎn)，提供一種對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)所具備的接收終端。上述接收終端的特征在于，具備第一包發(fā)送部，接收來自通信對(duì)方的發(fā)送終端的第一包，并且，生成第二包，并將第二包發(fā)送到上述發(fā)送終端；快速離散傅立葉變換處理部，將來自發(fā)送終端的第一包接收時(shí)的數(shù)據(jù)，快速離散傅立葉變換為頻域的數(shù)據(jù)；頻域數(shù)據(jù)處理部，對(duì)頻域的數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于上述規(guī)定處理后的頻域的數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，求出脈沖響應(yīng)；處理延遲算出部，作為利用接收終端自身的內(nèi)部處理的處理延遲時(shí)間，求出內(nèi)部處理延遲時(shí)間；第二包發(fā)送部，生成至少包含上述脈沖響應(yīng)和內(nèi)部處理延遲時(shí)間的第三包，并以規(guī)定的定時(shí)發(fā)送到發(fā)送終端。此外，與本發(fā)明有關(guān)的規(guī)定定時(shí)，如果是接收了上述第一包后，則可以是任何定時(shí)。另外，與本發(fā)明有關(guān)的接收第一包同時(shí)生成第二包的定時(shí)，例如，可以舉例說明與接收第一包大致同時(shí)、或者緊跟著接收第一包后等。
脈沖響應(yīng)也可以是高精度地表示上述第一包接收時(shí)刻的時(shí)刻信息。
上述接收終端也可以具備插值處理部，對(duì)存在于上述頻域數(shù)據(jù)中的載波空洞進(jìn)行插值；頻率平均處理部，對(duì)上述插值后的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率平均處理，上述規(guī)定處理中包含由插值處理部進(jìn)行的插值處理和由上述頻率平均處理部進(jìn)行的頻率平均處理。
插值處理部也可以由來自相鄰載波的數(shù)據(jù)，對(duì)與載波空洞相當(dāng)?shù)牟糠值臄?shù)據(jù)進(jìn)行插值。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的其他觀點(diǎn)，提供一種對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)所具備的發(fā)送終端。上述發(fā)送終端的特征在于，具備包發(fā)送部，將第一包發(fā)送到通信對(duì)方的接收終端；時(shí)刻信息生成部，至少生成表示發(fā)送第一包的時(shí)刻的第一包發(fā)送時(shí)刻信息，還具備往返時(shí)間概算部，根據(jù)第一包發(fā)送時(shí)刻信息和第二包接收時(shí)刻信息，對(duì)接收終端和該發(fā)送終端間的包往返時(shí)間進(jìn)行概算，其中，該第二包接收時(shí)刻信息表示接收在接收終端接收第一包的同時(shí)發(fā)送到發(fā)送終端的第二包的時(shí)刻；快速離散傅立葉變換處理部，將來自接收終端的第二包接收時(shí)的數(shù)據(jù)，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數(shù)據(jù)；頻域數(shù)據(jù)處理部，由接收終端以規(guī)定的定時(shí)接收第三包，并對(duì)該第三包所包含的第二頻域數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第二頻域數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，并求出第一脈沖響應(yīng)，并且，對(duì)第一頻域數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第一頻域數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，并求出第二脈沖響應(yīng)；傳輸時(shí)間校正部，從包往返時(shí)間減去第三包所包含的內(nèi)部處理延遲時(shí)間，從而對(duì)電波的往返傳輸時(shí)間進(jìn)行概算，并且根據(jù)第一脈沖響應(yīng)與第二脈沖響應(yīng)，將電波的傳輸往返時(shí)間校正為校正后傳輸往返時(shí)間；距離算出部，由校正后傳輸往返時(shí)間和電波的速度，求出發(fā)送終端和接收終端間的距離。
根據(jù)本發(fā)明，由第一包發(fā)送時(shí)刻和第二包接收時(shí)刻，概算與包往返于接收終端的周轉(zhuǎn)時(shí)間等相當(dāng)?shù)陌禃r(shí)間，并且由內(nèi)部處理延遲時(shí)間、第一脈沖響應(yīng)和第二脈沖響應(yīng)，求出電波到接收終端后再次返回到發(fā)送終端的高精度的傳輸往返時(shí)間。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以求出高精度的傳輸往返時(shí)間，因此，即使是多載波傳送方式，也能夠最小化測(cè)距引起的誤差，并正確的測(cè)定終端間的距離。另外，發(fā)送終端統(tǒng)一求出上述第一脈沖響應(yīng)和第二脈沖響應(yīng)，因此，能夠總括測(cè)距處理。并且，也可以使接收終端的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比發(fā)送終端更簡(jiǎn)化。
上述第二頻域的數(shù)據(jù)，可以由接收終端，接收前述第一包時(shí)的數(shù)據(jù)被快速離散傅立葉變換為第二頻域的數(shù)據(jù)，內(nèi)部處理延遲時(shí)間是該接收終端的內(nèi)部處理的延遲時(shí)間。
上述第一脈沖響應(yīng)可以是高精度地表示第一包的接收時(shí)刻的時(shí)刻信息，上述第二脈沖響應(yīng)可以是對(duì)第二包的接收時(shí)刻的時(shí)刻信息。
上述發(fā)送終端也可以具備插值處理部，對(duì)存在于頻域數(shù)據(jù)中的載波空洞進(jìn)行插值；頻率平均處理部，對(duì)上述插值后的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率平均處理，上述規(guī)定處理包括由插值處理部進(jìn)行的插值處理和由頻率平均處理部進(jìn)行的頻率平均處理。
上述插值處理部也可以由來自相鄰載波的數(shù)據(jù)，對(duì)與載波空洞相當(dāng)?shù)牟糠值臄?shù)據(jù)進(jìn)行插值。
如以上所說明，根據(jù)本發(fā)明，能夠飛躍性地提高多載波傳送方式中的終端間的測(cè)距的精度，并降低終端間的測(cè)距引起的距離誤差。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的其他觀點(diǎn)，提供一種測(cè)距方法，是對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)所具備的發(fā)送終端的測(cè)距方法，其特征在于，包括包發(fā)送步驟，將第一包發(fā)送到通信對(duì)方的接收終端；和時(shí)刻信息生成步驟，至少生成表示發(fā)送前述第一包的時(shí)刻的第一包發(fā)送時(shí)刻信息，還包括往返時(shí)間概算步驟，根據(jù)前述第一包發(fā)送時(shí)刻信息和第二包接收時(shí)刻信息，對(duì)前述接收終端和該發(fā)送終端間的包往返時(shí)間進(jìn)行概算，其中，該第二包接收時(shí)刻信息表示接收在前述接收終端接收前述第一包的同時(shí)發(fā)送到前述發(fā)送終端的第二包的時(shí)刻；快速離散傅立葉變換處理步驟，將來自前述接收終端的前述第二包接收時(shí)的數(shù)據(jù)，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數(shù)據(jù)；脈沖響應(yīng)運(yùn)算步驟，由前述接收終端以規(guī)定的定時(shí)接收第三包，并對(duì)該第三包所包含的第二頻域數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第二頻域數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，求出第一脈沖響應(yīng)，并且，對(duì)前述第一頻域數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第一頻域數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，求出第二脈沖響應(yīng)；傳輸時(shí)間校正步驟，從前述包往返時(shí)間減去前述第三包所包含的內(nèi)部處理延遲時(shí)間，從而對(duì)電波的往返傳輸時(shí)間進(jìn)行概算，并且根據(jù)前述第一脈沖響應(yīng)與前述第二脈沖響應(yīng)，將前述電波的傳輸往返時(shí)間校正為校正后傳輸往返時(shí)間；和距離算出步驟，由前述校正后傳輸往返時(shí)間和電波的速度，求出前述發(fā)送終端和接收終端間的距離。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的其他觀點(diǎn)，提供一種計(jì)算機(jī)程序，使計(jì)算機(jī)用作對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)所具備的發(fā)送終端，其特征在于，包括包發(fā)送單元，將第一包發(fā)送到通信對(duì)方的接收終端；和時(shí)刻信息生成單元，至少生成表示發(fā)送前述第一包的時(shí)刻的第一包發(fā)送時(shí)刻信息，還包括往返時(shí)間概算單元，根據(jù)前述第一包發(fā)送時(shí)刻信息和第二包接收時(shí)刻信息，對(duì)前述接收終端和該發(fā)送終端間的包往返時(shí)間進(jìn)行概算，其中，該第二包接收時(shí)刻信息表示接收在前述接收終端接收前述第一包的同時(shí)發(fā)送到前述發(fā)送終端的第二包的時(shí)刻；快速離散傅立葉變換處理單元，將來自前述接收終端的前述第二包接收時(shí)的數(shù)據(jù)，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數(shù)據(jù)；頻域數(shù)據(jù)處理單元，由前述接收終端以規(guī)定的定時(shí)接收第三包，并對(duì)該第三包所包含的第二頻域數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第二頻域數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，求出第一脈沖響應(yīng)，并且，對(duì)前述第一頻域數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第一頻域數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，求出第二脈沖響應(yīng)；傳輸時(shí)間校正單元，從前述包往返時(shí)間減去前述第三包所包含的內(nèi)部處理延遲時(shí)間，從而對(duì)電波的往返傳輸時(shí)間進(jìn)行概算，并且根據(jù)前述第一脈沖響應(yīng)與前述第二脈沖響應(yīng)，將前述電波的傳輸往返時(shí)間校正為校正后傳輸往返時(shí)間；和距離算出單元，由前述校正后傳輸往返時(shí)間和電波的速度，求出前述發(fā)送終端和接收終端間的距離。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的其他觀點(diǎn)，提供一種接收終端，是對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)所具備的接收終端，其特征在于，具備第一包發(fā)送部，接收來自通信對(duì)方的發(fā)送終端的第一包，并且，生成第二包，并將該第二包發(fā)送到前述發(fā)送終端；快速離散傅立葉變換處理部，將來自前述發(fā)送終端的第一包接收時(shí)的數(shù)據(jù)，快速離散傅立葉變換為頻域的數(shù)據(jù)；處理延遲算出部，作為利用前述接收終端自身的內(nèi)部處理的處理延遲時(shí)間，求出內(nèi)部處理延遲時(shí)間；和第二包發(fā)送部，生成至少包含前述頻域的數(shù)據(jù)和前述內(nèi)部處理延遲時(shí)間的第三包，并以規(guī)定的定時(shí)發(fā)送到前述發(fā)送終端。


圖1是表示與第一實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)距系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的說明圖。
圖2是表示與第一實(shí)施方式有關(guān)的進(jìn)行距離測(cè)定的一側(cè)的終端的概要結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的框圖。
圖3是表示與第一實(shí)施方式有關(guān)的被進(jìn)行距離測(cè)定的一側(cè)的終端的概要結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的框圖。
圖4是表示與第一實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)距系統(tǒng)的一系列處理的概要的一個(gè)例子的順序圖。
圖5是表示與第一實(shí)施方式有關(guān)的直接波成為5ns時(shí)的脈沖響應(yīng)的概要的說明圖。
圖6是表示數(shù)據(jù)截取位置的概要的說明圖。
圖7是表示MUSIC譜的概要結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的說明圖。
圖8是表示僅將數(shù)據(jù)往前移動(dòng)25ns截取時(shí)的截取位置的概要的說明圖。
圖9是表示MUSIC譜的概要結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的說明圖。
圖10是表示由測(cè)距系統(tǒng)測(cè)定距離的結(jié)果精度的概要的說明圖。
圖11是表示與第二實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)定距離的一側(cè)的終端(終端101c)的概要結(jié)構(gòu)的框圖。
圖12是表示與第二實(shí)施方式有關(guān)的被測(cè)定距離的一側(cè)的終端(終端101d)的概要結(jié)構(gòu)的框圖。
符號(hào)說明101終端210插值處理部211移動(dòng)平均處理部212MUSIC算法處理部213存儲(chǔ)器214距離計(jì)算處理部218時(shí)刻設(shè)定部
224FFT具體實(shí)施方式
下面，參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。此外，在下面的說明以及附圖中，對(duì)于具有大致相同的功能以及結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素，標(biāo)記相同符號(hào)，從而省略重復(fù)說明。
第一實(shí)施方式首先，參照?qǐng)D1，說明與第一實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)距系統(tǒng)100。圖1是表示與第一實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)距系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的說明圖。
如圖1所示，測(cè)距系統(tǒng)100中至少存在進(jìn)行距離測(cè)定的終端101a(下面，有時(shí)也記為終端A)和被進(jìn)行距離測(cè)定的終端b(下面，有時(shí)也記為終端B)。此外，終端101a也可以被進(jìn)行距離測(cè)定，終端101b也可以進(jìn)行距離測(cè)定，還可以在測(cè)距系統(tǒng)100中存在大于等于3臺(tái)的終端101。
另外，與第一實(shí)施方式有關(guān)的終端101，例如可以例舉出個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)等，但只要是能夠通過無線局域網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收發(fā)送的裝置，不限定于這樣的例子，可以用任何裝置來實(shí)施。
圖1所示的測(cè)距系統(tǒng)100中的測(cè)距是指，對(duì)從終端A到終端B的距離進(jìn)行測(cè)定。這是通過從由終端A發(fā)送的包通過終端B再次返回來為止的周轉(zhuǎn)時(shí)間的測(cè)定值(包往返時(shí)間)，減去終端101固有的延遲時(shí)間等，首先求出在某空間中的電波的延遲時(shí)間。由該延遲時(shí)間考慮電波的速度等而測(cè)定距離。
接著，參照?qǐng)D2，說明與第一實(shí)施方式有關(guān)的終端101a。圖2是表示進(jìn)行與第一實(shí)施方式有關(guān)的距離測(cè)定的一側(cè)的終端的概要結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的框圖。
如圖2所示，與第一實(shí)施方式有關(guān)的終端101a具備距離測(cè)定模塊201a，具有測(cè)定距離的功能；無線通信模塊203，具有由無線局域網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收發(fā)送的功能。
在上述距離測(cè)定模塊201a中，還具備插值處理部210，執(zhí)行載波空洞的插值處理；移動(dòng)平均處理器部(頻率平均處理部)211，執(zhí)行移動(dòng)平均(頻率平均)處理；MUSIC算法處理部(頻域數(shù)據(jù)處理部)212，應(yīng)用MUSIC算法來確定包的高精度的接收/發(fā)送位置；存儲(chǔ)器213(213a、213b、…213e)，能夠存儲(chǔ)例如包1～包3等各種數(shù)據(jù)；距離計(jì)算處理部(往返時(shí)間概算部、傳輸時(shí)間校正部、距離算出部)214，算出終端100間的距離；時(shí)刻設(shè)定部(時(shí)刻信息生成部)218。
雖然通過FFT(快速離散傅立葉變換處理部)224進(jìn)行FFT處理后的頻域的數(shù)據(jù)中存在載波空洞，但是插值處理部210，例如利用來自該部分的相鄰載波的數(shù)據(jù)，對(duì)與該載波空洞相當(dāng)?shù)牟糠值臄?shù)據(jù)進(jìn)行插值。
上述MUSIC算法處理部212，為了正確地確定包的接收/發(fā)送位置，應(yīng)用MUSIC算法，求出脈沖響應(yīng)。此外，關(guān)于與本實(shí)施方式有關(guān)的MUSIC算法，和一般的MUSIC算法大致相同，具體地說，例如，如在下面文獻(xiàn)等中所記載菊間信良著，“アレ一アンテナによる適応信號(hào)処理”，科學(xué)技術(shù)出版，1998年9月20日，p.191-203。
此外，與第一實(shí)施方式有關(guān)的存儲(chǔ)器213，并不限定于RAM等存儲(chǔ)單元，例如也可以是快閃存儲(chǔ)器或HDD(硬盤驅(qū)動(dòng)器)等存儲(chǔ)單元。
另外，上述無線通信模塊203具備RF處理部220；AD轉(zhuǎn)換處理部221，對(duì)信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換；包同步處理部222；GT消除處理部223；FFT(快速離散傅立葉變換處理部)224，執(zhí)行FFT(FastFourier Transforms快速離散傅立葉變換)處理；解碼器225；編碼器226；IFFT227，執(zhí)行IFFT(快速離散傅立葉反變換)處理；GT賦予處理部228；DA轉(zhuǎn)換處理部229。
上述RF處理部220，通過天線至少發(fā)射/接收5GHz的RF(Radio-Frequency發(fā)射頻率)。
包同步處理部222，例如使用存在于包的最前頭的已知信號(hào)進(jìn)行相關(guān)值的峰值檢索，從而檢測(cè)用于確定接收位置的同步位置。根據(jù)上述同步位置，通過時(shí)刻設(shè)定部218可求出包的接收時(shí)刻/發(fā)送時(shí)刻。
存儲(chǔ)器213a對(duì)表示發(fā)送距離測(cè)定用的包1(第一包)的時(shí)刻的發(fā)送時(shí)刻信息(包1發(fā)送時(shí)刻信息(第一包發(fā)送時(shí)刻信息))進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ)器213b對(duì)表示接收了距離測(cè)定用的包2的時(shí)刻的接收時(shí)刻信息(包2接收時(shí)刻信息)進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ)器213c對(duì)表示比距離測(cè)定用包2(第二包)的接收時(shí)刻準(zhǔn)確性更高的校正后時(shí)刻的校正值(包2接收時(shí)刻校正值(第二脈沖響應(yīng)))進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ)器213d對(duì)從通信對(duì)方的終端101b接收的包3所包含的終端101b的內(nèi)部處理延遲值(由內(nèi)部處理產(chǎn)生的延遲時(shí)間)進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ)器213e對(duì)表示比來自通信對(duì)方的終端101b的包3(第三包)的接收時(shí)刻更精確的時(shí)刻的校正值(包3接收時(shí)刻校正值(第三脈沖響應(yīng)))、和表示比通信對(duì)方的終端101b接收包1的接收時(shí)刻正確性更高的校正后的時(shí)刻的校正值(包1接收時(shí)刻校正值(第一脈沖響應(yīng)))進(jìn)行存儲(chǔ)。此外，關(guān)于上述包1～包3將在后面敘述。
此外，距離測(cè)定用的包1的接收時(shí)刻、包2的接收時(shí)刻、或包3的接收時(shí)刻，通過終端101，可根據(jù)已知的包的最前頭塊信號(hào)和系統(tǒng)時(shí)鐘的同步位置而求出，因此，成為粗略的接收時(shí)刻。為了進(jìn)一步提高接收時(shí)刻的正確性，終端101例如能夠通過應(yīng)用上述MUSIC算法，取得比上述包1或包2的接收時(shí)刻精度更高的接收時(shí)刻(包1接收時(shí)刻校正值/包2接收時(shí)刻校正值)。
上述時(shí)刻設(shè)定部218具有定時(shí)器功能，一邊時(shí)時(shí)刻刻進(jìn)行計(jì)時(shí)，一邊生成表示時(shí)刻的時(shí)刻信息。并且，將表示對(duì)包1～包3中任一個(gè)包進(jìn)行發(fā)送或接收的定時(shí)的時(shí)刻的時(shí)刻信息，作為包接收時(shí)刻信息或包發(fā)送時(shí)刻信息存儲(chǔ)到各存儲(chǔ)器213(213a、213b)中。
下面，參照?qǐng)D3，說明與第一實(shí)施方式有關(guān)的終端101b。圖3是表示與第一實(shí)施方式有關(guān)的被進(jìn)行距離測(cè)定一側(cè)的終端的概要結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的框圖。
如圖3所示，與第一實(shí)施方式有關(guān)的終端101b具備距離測(cè)定模塊201b，具有為了測(cè)定距離而執(zhí)行規(guī)定處理的功能；無線通信模塊203，具有利用無線局域網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收發(fā)送的功能。
上述距離測(cè)定模塊201b具備插值處理部210；移動(dòng)平均處理部211；MUSIC算法處理部212；存儲(chǔ)器213(213f)；接收包的包接收部215；生成或發(fā)送包的包生成/發(fā)送部216(216a、216b)；延遲運(yùn)算部217。
存儲(chǔ)器213f中存儲(chǔ)并保持有終端101b的內(nèi)部的處理延遲值(內(nèi)部處理延遲值)。內(nèi)部處理延遲值，例如，是由接收包、生成新包、發(fā)送該包的一系列的終端101b的內(nèi)部處理產(chǎn)生的延遲時(shí)間。
延遲運(yùn)算部217，對(duì)由終端101b的內(nèi)部所具備的例如模擬電路或數(shù)字電路中執(zhí)行的處理產(chǎn)生的延遲時(shí)間進(jìn)行合計(jì)，取得上述內(nèi)部處理延遲值。求出的上述內(nèi)部處理延遲值，通過延遲運(yùn)算部217，被保存到存儲(chǔ)器213f。
包接收部215接收包，并對(duì)其中的距離測(cè)定用的包1進(jìn)行檢測(cè)。此外，關(guān)于包1在后面進(jìn)行說明。
包生成/發(fā)送部216a，根據(jù)在MUSIC算法處理部212中求出的，由高分辨率的脈沖響應(yīng)的結(jié)果，求出距離測(cè)定用的包1的接收時(shí)刻校正值(包1接收時(shí)刻校正值)。此外，包1的接收時(shí)刻校正值，是用于提高終端101b接收了包1的時(shí)刻的精度和正確度的校正值。
并且，包生成/發(fā)送部216a，生成包含了保存在存儲(chǔ)器213f中的內(nèi)部處理延遲值的包3，并發(fā)送到無線通信模塊203。
包生成/發(fā)送部216b，與由上述包接收部215接收了包1的定時(shí)同時(shí)，立刻生成包2，并發(fā)送到無線通信模塊203。此外，上述包2到達(dá)終端101a，從而求出粗略的周轉(zhuǎn)時(shí)間，并可求出終端101間的粗略距離。
此外，與第一實(shí)施方式有關(guān)的存儲(chǔ)器213，并不限定于RAM等存儲(chǔ)單元，也可以是例如快閃存儲(chǔ)器或HDD(硬盤驅(qū)動(dòng)器)等存儲(chǔ)單元。
另外，將與第一實(shí)施方式有關(guān)的終端101a具備多個(gè)存儲(chǔ)器213(213a～213e)的情況作為例子進(jìn)行了說明，但并不限定于這樣的例子，例如，當(dāng)終端101a只具備一個(gè)存儲(chǔ)器213時(shí)也能夠?qū)嵤?br> 另外，與第一實(shí)施方式有關(guān)的終端101b所具備的無線通信模塊203，由于實(shí)質(zhì)上與上述說明的終端101a所具備的無線通信模塊203相同，因此，省略詳細(xì)說明。
此外，將與第一實(shí)施方式有關(guān)的終端101a不具備距離測(cè)定模塊201b的情況作為例子進(jìn)行了說明，但并不限定于這樣的例子，例如，終端101a還具備距離測(cè)定模塊201b時(shí)也能夠?qū)嵤?br> 此外，將與第一實(shí)施方式有關(guān)的終端101b不具備距離測(cè)定模塊201a的情況作為例子進(jìn)行了說明，但并不限定于這樣的例子，例如，終端101b還具備距離測(cè)定模塊201a時(shí)也能夠?qū)嵤?br> 另外，對(duì)與第一實(shí)施方式有關(guān)的終端101b將包生成/發(fā)送部216a和包生成/發(fā)送部216b作為不同體具備的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限定于這樣的例子，例如，終端101b具備一體化的一個(gè)包生成/發(fā)送部216時(shí)等也可以實(shí)施。
如上所述，根據(jù)圖2以及圖3所示的終端101的結(jié)構(gòu)，通過對(duì)進(jìn)行距離測(cè)定的一側(cè)(終端101a)和被進(jìn)行距離測(cè)定的一側(cè)(終端101b)的雙方裝載MUSIC算法處理部212，可進(jìn)行高精度的包位置的確定。
為了確定上述高精度的包位置，對(duì)于與由終端101b所具備的FFT224進(jìn)行FFT處理后的頻域的數(shù)據(jù)，可通過對(duì)作為高分辨率的譜估計(jì)算法的一種的MUSIC算法進(jìn)行處理的MUSIC算法212得到高分辨率的脈沖響應(yīng)，從而進(jìn)行確定。
頻域的數(shù)據(jù)，通常相互相關(guān)性很大，因此，需要進(jìn)行稱為頻率平均的預(yù)處理。移動(dòng)平均處理部211相當(dāng)于上述預(yù)處理。這在應(yīng)用MUSIC算法時(shí)的預(yù)處理中很普遍。
在無線局域網(wǎng)的情況下，為了進(jìn)一步達(dá)到不使用DC分量的目的，在頻域的數(shù)據(jù)中通常存在載波空洞。在該載波空洞的載波中能量是0。也就是說，要對(duì)利用MUSIC算法處理部212的處理被執(zhí)行前的預(yù)處理的頻率平均(移動(dòng)平均)進(jìn)行處理執(zhí)行，必須預(yù)先根據(jù)相鄰的載波數(shù)據(jù)對(duì)該載波空洞位置的頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行插值。
因此，如圖2以及圖3所示，終端101具備插值處理部210和移動(dòng)平均處理部211，在MUSIC算法處理部212進(jìn)行處理前，執(zhí)行插值處理部210和移動(dòng)平均處理部211的處理。
從上面可知，與以往有關(guān)的MUSIC算法主要被應(yīng)用于自適應(yīng)陣列的傳播分析處理等，但即使原樣將MUSIC算法簡(jiǎn)單地應(yīng)用于無線局域網(wǎng)中的測(cè)距系統(tǒng)，也不能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的測(cè)距。
接著，參照?qǐng)D4，說明與第一實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)距系統(tǒng)100的一系列的處理。圖4是表示與第一實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)距系統(tǒng)的一系列的處理概要的一個(gè)例子的順序圖。此外，將進(jìn)行距離測(cè)定的終端設(shè)為終端101a(發(fā)送機(jī))、被進(jìn)行距離測(cè)定的終端設(shè)為終端101b(接收機(jī))，但不限定于這樣的例子。
如圖4所示，首先，為了對(duì)終端101a和終端101b間的距離進(jìn)行測(cè)定，終端101a發(fā)送距離測(cè)定用的包1，并且，將表示該包1的發(fā)送時(shí)刻的包1發(fā)送時(shí)刻信息保存到存儲(chǔ)器213a(S401)。
接著，終端101b接收包，識(shí)別其中距離測(cè)定用的包1，并且，開始包2的生成處理，盡可能立刻發(fā)送距離測(cè)定用的包2(S403)。進(jìn)行包2的發(fā)送處理時(shí)，將表示對(duì)由DA轉(zhuǎn)換前等的數(shù)字處理引起的處理延遲、由DA轉(zhuǎn)換后等的模擬處理引起的處理延遲進(jìn)行合計(jì)得到的延遲時(shí)間的值(內(nèi)部處理延遲值t1)，存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器213f(S403)。
接著，終端101b接收來自終端101a的包1，該包1通過無線通信模塊203中的FFT224進(jìn)行FFT處理。接著對(duì)FFT處理后的頻率數(shù)據(jù)的載波空洞進(jìn)行插值處理，對(duì)于該插值處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行了頻率平均處理后，應(yīng)用MUSIC算法求出高分辨率的脈沖響應(yīng)。并且，根據(jù)上述脈沖響應(yīng)可求出包1接收時(shí)刻校正值(S405)。上述包1接收時(shí)刻校正值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器213中。此外，包1接收時(shí)刻校正值也可以保存到存儲(chǔ)器213f，或者還可以保存到終端101b所具備的其它存儲(chǔ)單元(未圖示)。
接著，終端101b所具備的包生成/發(fā)送部216a，生成包含了上述內(nèi)部處理延遲值和包1接收時(shí)刻校正值的包3，并將該包3發(fā)送到無線通信模塊203(S407)。上述無線通信模塊203在執(zhí)行規(guī)定處理后，從RF處理部220通過無線發(fā)射到終端101a。
接著，終端101a接收包2時(shí)，表示接收了該包2的時(shí)刻的包2接收時(shí)刻信息被存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器213b(S409)。
接著，終端101a接收包2，該包2通過FFT224進(jìn)行FFT處理。接著，對(duì)FFT處理后的頻率數(shù)據(jù)的載波空洞進(jìn)行插值處理，并對(duì)該插值處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行了頻率平均處理后，應(yīng)用MUSIC算法，求出高分辨率的脈沖響應(yīng)。并且，根據(jù)上述脈沖響應(yīng)，求出包2接收時(shí)刻校正值，并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器213c(S411)。
接著，終端101a，接收由終端101b發(fā)送的包3。并且，終端101a從包3取得在終端101b求出的包1接收時(shí)刻校正值和內(nèi)部處理延遲值t1，包1接收時(shí)刻校正值和內(nèi)部處理延遲值t1分別被保存到存儲(chǔ)器213e和存儲(chǔ)器213d(S413)。
接著，終端101a所具備的距離計(jì)算處理部(往返時(shí)間概算部)214，取得存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器213a中的包1發(fā)送時(shí)刻信息和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器213b的包2接收時(shí)刻信息，并根據(jù)其雙方信息進(jìn)行周轉(zhuǎn)時(shí)間的概算(S415)。
此外，與第一實(shí)施方式有關(guān)的周轉(zhuǎn)時(shí)間的概算，通過從接收包2的接收時(shí)刻減去發(fā)送包1的發(fā)送時(shí)刻而求出。也就是說，包2接收時(shí)刻信息-包發(fā)送時(shí)刻信息＝周轉(zhuǎn)時(shí)間的概算值(包往返時(shí)間)。
接著，終端101a所具備的距離計(jì)算處理部214，通過從上述周轉(zhuǎn)時(shí)間的概算值再減去終端101b(通信對(duì)方)的內(nèi)部處理延遲值t1，求出往返的電波傳輸時(shí)間(傳輸往返時(shí)間)的概算值(S417)。并且，傳輸往返時(shí)間的概算值，由“傳輸往返時(shí)間＝周轉(zhuǎn)時(shí)間的概算值-通信對(duì)方的內(nèi)部處理延遲值”的算式求出。
接著，終端101a所具備的距離計(jì)算處理部(傳輸時(shí)間校正部)214，首先取得存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器213c中的包2接收時(shí)刻校正值和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器213e中的包1接收時(shí)刻校正值，并根據(jù)上述雙方的校正值，對(duì)由S417求出的傳輸往返時(shí)間的概算值進(jìn)行校正，得到高精度的傳輸往返時(shí)間(校正后傳輸往返時(shí)間)。并且，距離計(jì)算處理部(距離算出部)214，由上述高精度的傳輸往返時(shí)間和電波速度(3.0×108m/s)計(jì)算終端101間的距離(S419)。這樣，結(jié)束與第一實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)距系統(tǒng)100的一系列動(dòng)作的說明。
接著，示出與第一實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)距系統(tǒng)100的實(shí)施例。此外，在以下的實(shí)施例中，將在5GHz的OFDM(正交頻分復(fù)用)調(diào)制方式中，使用了40MHz頻帶寬度的OFDM調(diào)制方式的情況，作為例子進(jìn)行說明，但只要是多載波傳送方式，不限定于這樣的例子。
并且，在測(cè)距系統(tǒng)100的實(shí)施例中，F(xiàn)FT224的點(diǎn)數(shù)使用128點(diǎn)，子載波為114條。并且在DC分量的附近存在3條載波空洞。在上述的條件下，以下示出測(cè)距系統(tǒng)100的實(shí)施例。
首先，上述DC分量的附近存在3條載波空洞，因此，如上所述，3條載波空洞通過使用相鄰或附近的載波值進(jìn)行插值。因此，對(duì)總計(jì)為117條的頻率數(shù)據(jù)應(yīng)用MUSIC算法。此外，在應(yīng)用MUSIC算法前，按照上述說明，事先進(jìn)行117條頻率數(shù)據(jù)的平均處理。
此外，將通過應(yīng)用MUSIC算法求出的脈沖響應(yīng)的對(duì)象，設(shè)為如圖5所示的直接波成為5ns那樣的脈沖響應(yīng)。圖5是表示與第一實(shí)施方式有關(guān)的直接波成為5ns時(shí)的脈沖響應(yīng)概要的說明圖。
使用由終端101所具備的包同步處理部222進(jìn)行辨別的包的同步位置，執(zhí)行如圖6所示的FET處理后的數(shù)據(jù)的截取位置時(shí)，應(yīng)用了MUSIC算法的結(jié)果的MUSIC譜成為如圖7所示。此外，圖6是表示數(shù)據(jù)的截取位置概要的說明圖，圖7是表示MUSIC譜的概要結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的說明圖。
另外，通過設(shè)置圖6所示的保護(hù)間隔，例如，即使由于漫反射等，具有時(shí)間偏移的信號(hào)(重影)來到接收地點(diǎn)，也能使得不產(chǎn)生影響(多路徑故障)。
如圖7所示，可知MUSIC譜的最大峰值大致是5ns。在上述圖6所示數(shù)據(jù)的截取位置，可知MUSIC譜在5ns處為峰值，但在這樣的截取位置上進(jìn)行截取并不一定容易，很多時(shí)候截取位置偏移。
因此，為了使數(shù)據(jù)的截取多少具有余量，例如，將FET處理后的數(shù)據(jù)的截取位置向前偏移一個(gè)采樣量(25ns)時(shí)，數(shù)據(jù)的截取位置成為如圖8所示。此外，圖8是表示當(dāng)僅將數(shù)據(jù)向前偏移25ns進(jìn)行截取時(shí)的截取位置的概要的說明圖。
在該圖8所示的數(shù)據(jù)截取位置上截取數(shù)據(jù)，并應(yīng)用了MUSIC算法時(shí)的MUSIC譜成為如圖9所示。此外，圖9是表示MUSIC譜的概要結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的說明圖。
如圖9所示，MUSIC譜的峰值大致是30ns，這是在圖7所示的MUSIC譜的峰值(5ns)上加上截取位置偏移的量(25ns)的值。也就是說，MUSIC譜的峰值將僅偏移與截取位置的偏移程度相同的程度。此外，如果預(yù)先知道上述偏移的量，則能夠校正MUSIC譜，例如設(shè)為5ns，并可以實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)距。如上所述，在OFDM調(diào)制方式中，通過將MUSIC算法應(yīng)用于FFT處理后的數(shù)據(jù)，能夠以比系統(tǒng)時(shí)鐘的寬度更精密的精度正確地確定包的發(fā)送/接收位置。也就是說，能夠更正確地測(cè)定終端101間的距離。
另一方面，在UWB(超寬帶通信方式)的無線方式中，使用高速脈沖，因此，例如可以使2GHz的包同步。由于2GHz的時(shí)鐘寬度是1/2GHz＝0.5ns，故能夠以3.0×108m/s×0.5ns＝0.15m的精度進(jìn)行測(cè)距。在本實(shí)施例中，即使不是達(dá)到該UWB的高速時(shí)鐘，也實(shí)現(xiàn)了高精度測(cè)距。
最后，圖10示出了由測(cè)距系統(tǒng)100測(cè)定了距離的結(jié)果的精度。此外，SN＝20dB。如參照?qǐng)D10，進(jìn)行測(cè)距的結(jié)果“距離誤差”，當(dāng)試行次數(shù)在所有情況下都是0.09cm～0.27cm的范圍內(nèi)(平均為0.144cm)，可以將距離的誤差最小化到極限。也就是說，可執(zhí)行不是米等級(jí)而是厘米等級(jí)的測(cè)距。此外，設(shè)定時(shí)刻是成為假想的脈沖響應(yīng)的對(duì)象的值(5ns)。
此外，對(duì)于以往的MUSIC算法，也應(yīng)用于自適應(yīng)陣列的傳播分析處理等。然而，組合到利用了無線局域網(wǎng)的測(cè)距系統(tǒng)100中進(jìn)行應(yīng)用，是不容易想到的。因?yàn)?，即使將進(jìn)行FFT處理后的數(shù)據(jù)原樣應(yīng)用于MUSIC算法，只要不執(zhí)行根據(jù)上述插值處理部210的插值處理等，就不能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的測(cè)距。因此，將上述MUSIC算法應(yīng)用于利用了無線局域網(wǎng)的測(cè)距系統(tǒng)100，是業(yè)內(nèi)人士不容易想到的。
第二實(shí)施方式接著，參照?qǐng)D11、圖12，說明與第二實(shí)施方式有關(guān)的終端101。圖11是表示與第二實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)定距離的一側(cè)的終端(終端101c)的概要結(jié)構(gòu)的框圖，圖12是表示與第二實(shí)施方式有關(guān)的被測(cè)定距離的一側(cè)的終端(終端101d)的概要結(jié)構(gòu)的框圖。
此外，與第二實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)距系統(tǒng)，由于和參照?qǐng)D1說明的與第一實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)距系統(tǒng)100實(shí)質(zhì)上相同，因此，省略詳細(xì)說明。另外，對(duì)于與第二實(shí)施方式有關(guān)的終端101的說明，詳細(xì)說明和上述說明的與第一實(shí)施方式有關(guān)的終端101不同的點(diǎn)，對(duì)于其他點(diǎn)由于實(shí)質(zhì)上相同，因此，省略詳細(xì)說明。
在與第二實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)距系統(tǒng)中，只有進(jìn)行距離測(cè)定的一側(cè)的終端(終端101c)應(yīng)用MUSIC算法，從而測(cè)定終端101間的距離。此外，在與第一實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)距系統(tǒng)中，進(jìn)行距離測(cè)定的一側(cè)以及被進(jìn)行距離測(cè)定的一側(cè)的終端101應(yīng)用MUSIC算法，測(cè)定終端101間的距離。
與第二實(shí)施方式有關(guān)的進(jìn)行距離測(cè)定的一側(cè)的終端101c，和圖2所示的與第一實(shí)施方式有關(guān)的進(jìn)行距離測(cè)定的一側(cè)的終端101a進(jìn)行比較，不同點(diǎn)在于，從被進(jìn)行距離測(cè)定的一側(cè)的終端101d接收的包3中不包含包1接收時(shí)刻校正值，從上述終端101d對(duì)接收包1時(shí)的頻域的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，終端101c求出包1接收時(shí)刻校正值。
更具體地說，如圖11所示，和與第一實(shí)施方式有關(guān)的終端101a不同的點(diǎn)在于，與第二實(shí)施方式有關(guān)的終端101c具備存儲(chǔ)器213g，對(duì)終端101c所求出的包1接收時(shí)刻校正值進(jìn)行存儲(chǔ)；存儲(chǔ)器213h，代替存儲(chǔ)器213e，對(duì)由終端101d接收包1時(shí)的頻域的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。
此外，將與第二實(shí)施方式有關(guān)的終端101c所具備的存儲(chǔ)器213g以及/或者存儲(chǔ)器213h與其他存儲(chǔ)器213(213a、213b、213c、213d)是不同體的情況作為例子進(jìn)行了說明，但不限定于這樣的例子，例如，存儲(chǔ)器213g以及/或者213h與其他存儲(chǔ)器213(213a、213b、213c、213d)中至少一個(gè)存儲(chǔ)器213被一體化的情況下，也能夠?qū)嵤?br> 接著，與第二實(shí)施方式有關(guān)的被進(jìn)行距離測(cè)定的一側(cè)的終端101d，和與第一實(shí)施方式有關(guān)的終端101b進(jìn)行比較，不同點(diǎn)在于，不具備MUSIC算法處理部212、移動(dòng)平均處理部211和插值處理部210，并代替包生成/發(fā)送部216a，具備包生成/發(fā)送部216c。
上述包生成/發(fā)送部216c，生成至少包含終端101d接收包1時(shí)的頻域的數(shù)據(jù)與終端101d的內(nèi)部延遲處理值的包3，并將該包3發(fā)送到無線通信模塊203。對(duì)于其他點(diǎn)，和與第一實(shí)施方式有關(guān)的終端101b實(shí)質(zhì)上相同。
也就是說，圖12所示的與第二實(shí)施方式有關(guān)的終端101d，作為由包3發(fā)送到終端101c的信息，不是包1接收時(shí)刻校正值，而是對(duì)接收包1時(shí)的頻域的數(shù)據(jù)不進(jìn)行加工而原樣發(fā)送。
另外，圖11所示的與第二實(shí)施方式有關(guān)的終端101c，當(dāng)從終端101d接收上述包3時(shí)，取得包3所包含的接收包1時(shí)的頻域數(shù)據(jù)和內(nèi)部處理延遲值，通過使用上述頻域的數(shù)據(jù)應(yīng)用MUSIC算法，求出包1接收時(shí)刻校正值。
因此，在與第一實(shí)施方式有關(guān)的終端101b中，通過應(yīng)用MUSIC算法求出包1接收時(shí)刻校正值，但是在與第二實(shí)施方式有關(guān)的終端101d中，不求出包1接收時(shí)刻校正值，而發(fā)送包1接收時(shí)的頻率數(shù)據(jù)即可，因此，減輕了對(duì)終端101d的處理負(fù)荷，可以簡(jiǎn)化終端101d所具備的電路等。
另外，與第二實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)距系統(tǒng)的一系列操作，和與第一實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)距系統(tǒng)的一系列操作進(jìn)行比較，不同點(diǎn)在于，測(cè)定距離的一側(cè)的終端101c求出包1接收時(shí)刻校正值和包2接收時(shí)刻校正值的全部包接收時(shí)刻校正值，但是對(duì)于其他點(diǎn)和與第一實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)距系統(tǒng)大致相同，因此，省略詳細(xì)說明。這樣，結(jié)束與第二實(shí)施方式有關(guān)的測(cè)距系統(tǒng)的說明。
接著，與由第一實(shí)施方式以及第二實(shí)施方式說明的一系列的測(cè)距系統(tǒng)相關(guān)的處理，可以由專門的硬件進(jìn)行，也可以通過軟件進(jìn)行。通過軟件進(jìn)行一系列的處理時(shí)，構(gòu)成該軟件的程序，被安裝在與通用的計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)等相當(dāng)?shù)慕K端101所具備的存儲(chǔ)器213等存儲(chǔ)單元中。
此外，用于使終端101執(zhí)行測(cè)距系統(tǒng)工作的程序，可以預(yù)先存儲(chǔ)在內(nèi)置于計(jì)算機(jī)的作為存儲(chǔ)單元的HDD(硬盤驅(qū)動(dòng)器)或ROM、RAM等中。
另外，或者程序不限保存在HDD中，也可以暫時(shí)或永久保存(存儲(chǔ))在軟盤、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory只讀光盤)、MO(Magneto Optical磁光)盤、DVD(DigitalVersatile Disc數(shù)字通用盤)、磁盤、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)中。這樣的移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)，可以作為所謂的軟件包來提供。
另外，程序除了由如上所述的移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)安裝到計(jì)算機(jī)以外，還可以通過數(shù)字衛(wèi)星廣播用的人造衛(wèi)星，從下載站點(diǎn)無線傳送到終端101，或通過稱為局域網(wǎng)(Local Area Network)、因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，以有線傳送給終端101。在終端101中，接收如上所述傳送過來的程序，并安裝到內(nèi)置的HDD等中。
在此，在本說明書中，對(duì)用于使終端101進(jìn)行各種處理的程序進(jìn)行記述的處理步驟，不一定按照作為圖4所示的順序圖所述的順序按時(shí)間順序進(jìn)行處理，也包含并行或分別執(zhí)行的處理等。
最后，對(duì)于與以往有關(guān)的MUSIC算法，也應(yīng)用于自適應(yīng)陣列的傳播分析處理等。然而，組合利用了無線局域網(wǎng)的本說明書所述的測(cè)距系統(tǒng)而進(jìn)行應(yīng)用是不容易想到的。因?yàn)?，即使將進(jìn)行FFT處理后的數(shù)據(jù)原樣應(yīng)用于MUSIC算法，只要不執(zhí)行上述插值處理部210的插值處理等，就不能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的測(cè)距。因此，將上述MUSIC算法應(yīng)用于利用了無線局域網(wǎng)的測(cè)距系統(tǒng)100，不是業(yè)內(nèi)人士能夠容易想到的。
以上，參照

了本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，但本發(fā)明不限定于這樣的例子。如果是業(yè)內(nèi)人士，很明顯能在權(quán)利要求書所述的技術(shù)思想范疇內(nèi)，推想得到各種變形例或修正例，關(guān)于這些當(dāng)然也理解為屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
在上述實(shí)施方式中，將在測(cè)距系統(tǒng)100中應(yīng)用MUSIC算法對(duì)終端間距離進(jìn)行測(cè)定的情況作為例子進(jìn)行了說明，但只要是譜估計(jì)算法，本發(fā)明不限于這樣的例子，可以實(shí)施任何算法。
另外，在上述實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器213以由多個(gè)存儲(chǔ)器構(gòu)成的情況為例進(jìn)行了說明，但不限定于這樣的例子，例如，也可以是由一個(gè)存儲(chǔ)器構(gòu)成的情況、或由一個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成的情況等。
另外，在上述實(shí)施方式中，以終端101b具備將包生成/發(fā)送部216a和包生成/發(fā)送部216b作為不同體的情況為例進(jìn)行了說明，但不限定于這樣的例子，例如，即使在終端101b具備被一體化的一個(gè)包生成/發(fā)送部216的情況下也可以實(shí)施。
在上述實(shí)施方式中，以終端101所具備的各部分由硬件組成的情況作為例子進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定于這樣的例子。例如，上述各部分也可以是由大于等于1或2的模塊或組件構(gòu)成的程序的情況。
產(chǎn)業(yè)利用的可能性本發(fā)明能夠應(yīng)用于能通過多載波傳送方式進(jìn)行測(cè)距的測(cè)距系統(tǒng)、發(fā)送終端、接收終端、測(cè)距方法及計(jì)算機(jī)程序。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)距系統(tǒng)，對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定，其特征在于，具備頻域數(shù)據(jù)處理部，包發(fā)送時(shí)以及/或者接收時(shí)的數(shù)據(jù)被進(jìn)行快速離散傅立葉變換，并且對(duì)規(guī)定處理后的頻域的數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，從而取得脈沖響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，前述脈沖響應(yīng)是高精度地表示前述包接收時(shí)刻以及/或者發(fā)送時(shí)刻的時(shí)刻信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，前述測(cè)距系統(tǒng)具備插值處理部，對(duì)存在于前述頻域的數(shù)據(jù)中的載波空洞進(jìn)行插值；和頻率平均處理部，對(duì)前述插值后的頻域的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率平均處理，前述規(guī)定處理中包含由前述插值處理部進(jìn)行的插值處理和由前述頻率平均處理部進(jìn)行的頻率平均處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，前述插值處理部，以來自相鄰載波的數(shù)據(jù)，對(duì)與前述載波空洞相當(dāng)?shù)牟糠值臄?shù)據(jù)進(jìn)行插值。
5.一種發(fā)送終端，是對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)所具備的發(fā)送終端，其特征在于，具備包發(fā)送部，將第一包發(fā)送到通信對(duì)方的接收終端；和時(shí)刻信息生成部，至少生成表示發(fā)送前述第一包的時(shí)刻的第一包發(fā)送時(shí)刻信息，還具備往返時(shí)間概算部，根據(jù)前述第一包發(fā)送時(shí)刻信息和第二包接收時(shí)刻信息，對(duì)前述接收終端和發(fā)送終端間的包往返時(shí)間進(jìn)行概算，其中，該第二包接收時(shí)刻信息表示接收在前述接收終端接收前述第一包的同時(shí)發(fā)送到前述發(fā)送終端的第二包的時(shí)刻；快速離散傅立葉變換處理部，將來自前述接收終端的第二包接收時(shí)的數(shù)據(jù)，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數(shù)據(jù)；頻域數(shù)據(jù)處理部，對(duì)前述第一頻域的數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第一頻域的數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，求出第一脈沖響應(yīng)；傳輸時(shí)間校正部，由前述接收終端以規(guī)定的定時(shí)接收第三包，并從前述包往返時(shí)間減去前述第三包所包含的內(nèi)部處理延遲時(shí)間，從而對(duì)電波的往返傳輸時(shí)間進(jìn)行概算，并且根據(jù)前述第一脈沖響應(yīng)與前述第三包所包含的第二脈沖響應(yīng)，將前述電波的傳輸往返時(shí)間校正為校正后傳輸往返時(shí)間；和距離算出部，由前述校正后傳輸往返時(shí)間和電波的速度，求出前述發(fā)送終端和接收終端間的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)送終端，其特征在于，通過前述接收終端，從前述第一包接收時(shí)的數(shù)據(jù)被快速離散傅立葉變換為第二頻域的數(shù)據(jù)，在被執(zhí)行了規(guī)定處理后，將譜估計(jì)算法應(yīng)用于該第二頻域的數(shù)據(jù)，從而求出前述第二脈沖響應(yīng)，前述內(nèi)部處理延遲時(shí)間是該接收終端的內(nèi)部處理的延遲時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)送終端，其特征在于，前述第一脈沖響應(yīng)是高精度地表示前述第二包接收時(shí)刻的時(shí)刻信息，前述第二脈沖響應(yīng)是高精度地表示前述第一包的接收時(shí)刻的時(shí)刻信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述發(fā)送終端，其特征在于，前述發(fā)送終端具備插值處理部，對(duì)存在于前述頻域數(shù)據(jù)中的載波空洞進(jìn)行插值；和頻率平均處理部，對(duì)于前述插值后的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率平均處理，前述規(guī)定處理包含由前述插值處理部進(jìn)行的插值處理和由前述頻率平均處理部進(jìn)行的頻率平均處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)送終端，其特征在于，前述插值處理部，以來自相鄰載波的數(shù)據(jù)，對(duì)與前述載波空洞相當(dāng)?shù)牟糠值臄?shù)據(jù)進(jìn)行插值。
10.一種測(cè)距方法，是對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)所具備的發(fā)送終端的測(cè)距方法，其特征在于，包括包發(fā)送步驟，將第一包發(fā)送到通信對(duì)方的接收終端；和時(shí)刻信息生成步驟，至少生成表示發(fā)送前述第一包的時(shí)刻的第一包發(fā)送時(shí)刻信息，還包括往返時(shí)間概算步驟，根據(jù)前述第一包發(fā)送時(shí)刻信息和第二包接收時(shí)刻信息，對(duì)前述接收終端和發(fā)送終端間的包往返時(shí)間進(jìn)行概算，其中，該第二包接收時(shí)刻信息表示接收在前述接收終端接收前述第一包的同時(shí)發(fā)送到前述發(fā)送終端的第二包的時(shí)刻；快速離散傅立葉變換步驟，將來自前述接收終端的第二包接收時(shí)的數(shù)據(jù)，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數(shù)據(jù)；脈沖響應(yīng)運(yùn)算步驟，對(duì)前述第一頻域的數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第一頻域的數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，求出第一脈沖響應(yīng)；傳輸時(shí)間校正步驟，由前述接收終端以規(guī)定的定時(shí)接收第三包，并從前述包往返時(shí)間減去前述第三包所包含的內(nèi)部處理延遲時(shí)間，從而對(duì)電波的往返傳輸時(shí)間進(jìn)行概算，并且根據(jù)前述第一脈沖響應(yīng)與前述第三包所包含的第二脈沖響應(yīng)，將前述電波的傳輸往返時(shí)間校正為校正后傳輸往返時(shí)間；和距離算出步驟，由前述校正后傳輸往返時(shí)間和電波的速度，求出前述發(fā)送終端和接收終端間的距離。
11.一種計(jì)算機(jī)程序，使計(jì)算機(jī)用作對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)所具備的發(fā)送終端，其特征在于，包括包發(fā)送單元，將第一包發(fā)送到通信對(duì)方的接收終端；和時(shí)刻信息生成單元，至少生成表示發(fā)送前述第一包的時(shí)刻的第一包發(fā)送時(shí)刻信息，還包括往返時(shí)間概算單元，根據(jù)前述第一包發(fā)送時(shí)刻信息和第二包接收時(shí)刻信息，對(duì)前述接收終端和發(fā)送終端間的包往返時(shí)間進(jìn)行概算，其中，該第二包接收時(shí)刻信息表示接收在接收終端接收前述第一包的同時(shí)發(fā)送到前述發(fā)送終端的第二包的時(shí)刻；快速離散傅立葉變換處理單元，將來自前述接收終端的第二包接收時(shí)的數(shù)據(jù)，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數(shù)據(jù)；頻域數(shù)據(jù)處理單元，對(duì)前述第一頻域的數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第一頻域的數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，求出第一脈沖響應(yīng)；傳輸時(shí)間校正單元，由前述接收終端以規(guī)定的定時(shí)接收第三包，并從前述包往返時(shí)間減去前述第三包所包含的內(nèi)部處理延遲時(shí)間，從而對(duì)電波的往返傳輸時(shí)間進(jìn)行概算，并且根據(jù)前述第一脈沖響應(yīng)與前述第三包所包含的第二脈沖響應(yīng)，將前述電波的傳輸往返時(shí)間校正為校正后傳輸往返時(shí)間；和距離算出單元，由前述校正后傳輸往返時(shí)間和電波的速度，求出前述發(fā)送終端和接收終端間的距離。
12.一種接收終端，是對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)所具備的接收終端，其特征在于，具備第一包發(fā)送部，接收來自通信對(duì)方的發(fā)送終端的第一包，并且，生成第二包，并將該第二包發(fā)送到前述發(fā)送終端；快速離散傅立葉變換處理部，將來自前述發(fā)送終端的第一包接收時(shí)的數(shù)據(jù)，快速離散傅立葉變換為頻域的數(shù)據(jù)；頻域數(shù)據(jù)處理部，對(duì)前述頻域的數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的頻域的數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，求出脈沖響應(yīng)；處理延遲算出部，作為利用前述接收終端自身的內(nèi)部處理的處理延遲時(shí)間，求出內(nèi)部處理延遲時(shí)間；和第二包發(fā)送部，生成至少包含前述脈沖響應(yīng)和前述內(nèi)部處理延遲時(shí)間的第三包，并以規(guī)定的定時(shí)發(fā)送到前述發(fā)送終端。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的接收終端，其特征在于，前述脈沖響應(yīng)是高精度地表示前述第一包的接收時(shí)刻的時(shí)刻信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的接收終端，其特征在于，前述接收終端具備插值處理部，對(duì)存在于前述頻域數(shù)據(jù)中的載波空洞進(jìn)行插值；和頻率平均處理部，對(duì)前述插值后的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率平均處理，前述規(guī)定處理中包含由前述插值處理部進(jìn)行的插值處理和由前述頻率平均處理部進(jìn)行的頻率平均處理。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的接收終端，其特征在于，前述插值處理部，以來自相鄰載波的數(shù)據(jù)，對(duì)與前述載波空洞相當(dāng)?shù)牟糠值臄?shù)據(jù)進(jìn)行插值。
16.一種發(fā)送終端，是對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)所具備的發(fā)送終端，其特征在于，具備包發(fā)送部，將第一包發(fā)送到通信對(duì)方的接收終端；和時(shí)刻信息生成部，至少生成表示發(fā)送前述第一包的時(shí)刻的第一包發(fā)送時(shí)刻信息，還具備往返時(shí)間概算部，根據(jù)前述第一包發(fā)送時(shí)刻信息和第二包接收時(shí)刻信息，對(duì)前述接收終端和該發(fā)送終端間的包往返時(shí)間進(jìn)行概算，其中，該第二包接收時(shí)刻信息表示接收在前述接收終端接收前述第一包的同時(shí)發(fā)送到前述發(fā)送終端的第二包的時(shí)刻；快速離散傅立葉變換處理部，將來自前述接收終端的前述第二包接收時(shí)的數(shù)據(jù)，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數(shù)據(jù)；頻域數(shù)據(jù)處理部，由前述接收終端以規(guī)定的定時(shí)接收第三包，并對(duì)該第三包所包含的第二頻域數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第二頻域數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，求出第一脈沖響應(yīng)，并且，對(duì)前述第一頻域數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第一頻域數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，求出第二脈沖響應(yīng)；傳輸時(shí)間校正部，從前述包往返時(shí)間減去前述第三包所包含的內(nèi)部處理延遲時(shí)間，從而對(duì)電波的往返傳輸時(shí)間進(jìn)行概算，并且根據(jù)前述第一脈沖響應(yīng)與前述第二脈沖響應(yīng)，將前述電波的傳輸往返時(shí)間校正為校正后傳輸往返時(shí)間；和距離算出部，由前述校正后傳輸往返時(shí)間和電波的速度，求出前述發(fā)送終端和接收終端間的距離。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)送終端，其特征在于，前述第二頻域的數(shù)據(jù)，通過前述接收終端，從前述第一包接收時(shí)的數(shù)據(jù)被快速離散傅立葉變換為第二頻域的數(shù)據(jù)，前述內(nèi)部處理延遲時(shí)間是該接收終端的內(nèi)部處理的延遲時(shí)間。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)送終端，其特征在于，前述第一脈沖響應(yīng)是高精度地表示前述第一包的接收時(shí)刻的時(shí)刻信息，前述第二脈沖響應(yīng)是高精度地表示前述第二包的接收時(shí)刻的時(shí)刻信息。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)送終端，其特征在于，前述發(fā)送終端具備插值處理部，對(duì)存在于前述頻域數(shù)據(jù)中的載波空洞進(jìn)行插值；和頻率平均處理部，對(duì)于前述插值后的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率平均處理，前述規(guī)定處理包含由前述插值處理部進(jìn)行的插值處理和由前述頻率平均處理部進(jìn)行的頻率平均處理。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)送終端，其特征在于，前述插值處理部，以來自相鄰載波的數(shù)據(jù)，對(duì)與前述載波空洞相當(dāng)?shù)牟糠值臄?shù)據(jù)進(jìn)行插值。
21.一種測(cè)距方法，是對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)所具備的發(fā)送終端的測(cè)距方法，其特征在于，包括包發(fā)送步驟，將第一包發(fā)送到通信對(duì)方的接收終端；和時(shí)刻信息生成步驟，至少生成表示發(fā)送前述第一包的時(shí)刻的第一包發(fā)送時(shí)刻信息，還包括往返時(shí)間概算步驟，根據(jù)前述第一包發(fā)送時(shí)刻信息和第二包接收時(shí)刻信息，對(duì)前述接收終端和該發(fā)送終端間的包往返時(shí)間進(jìn)行概算，其中，該第二包接收時(shí)刻信息表示接收在前述接收終端接收前述第一包的同時(shí)發(fā)送到前述發(fā)送終端的第二包的時(shí)刻；快速離散傅立葉變換處理步驟，將來自前述接收終端的前述第二包接收時(shí)的數(shù)據(jù)，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數(shù)據(jù)；脈沖響應(yīng)運(yùn)算步驟，由前述接收終端以規(guī)定的定時(shí)接收第三包，并對(duì)該第三包所包含的第二頻域數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第二頻域數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，求出第一脈沖響應(yīng)，并且，對(duì)前述第一頻域數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第一頻域數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，求出第二脈沖響應(yīng)；傳輸時(shí)間校正步驟，從前述包往返時(shí)間減去前述第三包所包含的內(nèi)部處理延遲時(shí)間，從而對(duì)電波的往返傳輸時(shí)間進(jìn)行概算，并且根據(jù)前述第一脈沖響應(yīng)與前述第二脈沖響應(yīng)，將前述電波的傳輸往返時(shí)間校正為校正后傳輸往返時(shí)間；和距離算出步驟，由前述校正后傳輸往返時(shí)間和電波的速度，求出前述發(fā)送終端和接收終端間的距離。
22.一種計(jì)算機(jī)程序，使計(jì)算機(jī)用作對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)所具備的發(fā)送終端，其特征在于，包括包發(fā)送單元，將第一包發(fā)送到通信對(duì)方的接收終端；和時(shí)刻信息生成單元，至少生成表示發(fā)送前述第一包的時(shí)刻的第一包發(fā)送時(shí)刻信息，還包括往返時(shí)間概算單元，根據(jù)前述第一包發(fā)送時(shí)刻信息和第二包接收時(shí)刻信息，對(duì)前述接收終端和該發(fā)送終端間的包往返時(shí)間進(jìn)行概算，其中，該第二包接收時(shí)刻信息表示接收在前述接收終端接收前述第一包的同時(shí)發(fā)送到前述發(fā)送終端的第二包的時(shí)刻；快速離散傅立葉變換處理單元，將來自前述接收終端的前述第二包接收時(shí)的數(shù)據(jù)，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數(shù)據(jù)；頻域數(shù)據(jù)處理單元，由前述接收終端以規(guī)定的定時(shí)接收第三包，并對(duì)該第三包所包含的第二頻域數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第二頻域數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，求出第一脈沖響應(yīng)，并且，對(duì)前述第一頻域數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定處理后，對(duì)于該規(guī)定處理后的第一頻域數(shù)據(jù)應(yīng)用譜估計(jì)算法，求出第二脈沖響應(yīng)；傳輸時(shí)間校正單元，從前述包往返時(shí)間減去前述第三包所包含的內(nèi)部處理延遲時(shí)間，從而對(duì)電波的往返傳輸時(shí)間進(jìn)行概算，并且根據(jù)前述第一脈沖響應(yīng)與前述第二脈沖響應(yīng)，將前述電波的傳輸往返時(shí)間校正為校正后傳輸往返時(shí)間；和距離算出單元，由前述校正后傳輸往返時(shí)間和電波的速度，求出前述發(fā)送終端和接收終端間的距離。
23.一種接收終端，是對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)所具備的接收終端，其特征在于，具備第一包發(fā)送部，接收來自通信對(duì)方的發(fā)送終端的第一包，并且，生成第二包，并將該第二包發(fā)送到前述發(fā)送終端；快速離散傅立葉變換處理部，將來自前述發(fā)送終端的第一包接收時(shí)的數(shù)據(jù)，快速離散傅立葉變換為頻域的數(shù)據(jù)；處理延遲算出部，作為利用前述接收終端自身的內(nèi)部處理的處理延遲時(shí)間，求出內(nèi)部處理延遲時(shí)間；和第二包發(fā)送部，生成至少包含前述頻域的數(shù)據(jù)和前述內(nèi)部處理延遲時(shí)間的第三包，并以規(guī)定的定時(shí)發(fā)送到前述發(fā)送終端。
全文摘要
提供能夠在多載波傳送方式中減小測(cè)距誤差的測(cè)距系統(tǒng)、發(fā)送終端、接收終端、測(cè)距方法及計(jì)算機(jī)程序。上述測(cè)距系統(tǒng)發(fā)送終端、接收終端、測(cè)距方法及計(jì)算機(jī)程序中，對(duì)多載波傳送方式中的終端間的距離進(jìn)行測(cè)定的測(cè)距系統(tǒng)具備頻域數(shù)據(jù)處理部(212)，在該頻域數(shù)據(jù)處理部中，包發(fā)送時(shí)以及/或者接收時(shí)的數(shù)據(jù)被進(jìn)行快速離散傅立葉變換，并且對(duì)規(guī)定處理后的頻域的數(shù)據(jù)，應(yīng)用譜估計(jì)算法，從而取得脈沖響應(yīng)。
文檔編號(hào)H04L27/26GK1777158SQ200510123430
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月18日
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