測距系統、發送終端、接收終端、測距方法及電腦程式的製作方法
2023-09-24 01:44:45 3
專利名稱：測距系統、發送終端、接收終端、測距方法及電腦程式的製作方法
技術領域：
本發明涉及多載波傳送方式中的測距系統、發送終端、接收終端、測距方法及電腦程式。
背景技術：
以往，一般知道可構成如下的無線區域網(無線區域網)由信息通信單元連接多個計算機，並通過無線通信對文件和數據等信息進行接收發送或進行共享。
上述無線區域網中，例如存在IEEE802.11a標準等。在上述IEEE802.11a的標準中，支持最大達到54Mbps通信速度的5Ghz的OFDM調製方式，利用52條子載波進行無線通信。
正在開發利用上述IEEE802.11a等無線區域網，對裝置間的距離進行測定的測距系統。由該無線區域網測量發送器和接收器的裝置間的距離時，首先需要相互確定包的接收位置。
用上述IEEE802.11a等無線區域網確定包的接收位置，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轉換器進行動作後，接收器所具備的數字電路以80MHz的時鐘進行動作。
上述包的最前頭嵌入有已知的信號序列，通過接收機的A/D轉換器進行處理後，使用該已知的信號，計算與接收信號的相關性。在包的已知信號的位置處，該相關值變大，因此，通過搜索(檢索)相關值的峰值，可辨別在哪個位置能夠接收包，並可測量裝置間的距離。
另一方面，在與無線區域網中的測距完全不同的領域，例如，作為由所謂的自適應陣列進行傳播分析時所利用的技術，存在譜估計算法中的MUSIC算法(參照非專利文獻1)。
非專利文獻1菊間信良著，「アレ一アンテナによる適応信號処理」，科學技術出版，1998年9月20日，p.191-20
發明內容然而，例如在作為多載波傳送方式的5GHz系的OFDM調製方式中，系統時鐘是80MHz程度，發送器和接收器只能用該系統時鐘單位辨別同步的位置，因此，基於包的接收時刻而測定距離時，誤差很大。
例如，在80MHz的時鐘中，每一個時鐘為1/80MHz＝12ns(納秒)。也就是說，80MHz的時鐘中的一個時鐘的誤差如果轉換為距離，因光的速度是3.0×108m/s，故成為3.0×108m/s×12ns＝3.6m，可知只能進行米等級的精度的測距，誤差很大。
因此，在家庭內或小規模辦公室內等，即使利用上述IEEE802.11a等無線區域網，執行了裝置間的測距，由於誤差過大，因此不能有效地使用。
然而，在近些年，期待將MUSIC算法實際應用於無線區域網。以往的MUSIC算法，主要利用於自適應陣列的傳播分析，但期待在各種無線區域網領域實際應用這樣的MUSIC算法。
本發明是鑑於上述問題點提出的，本發明的目的在於提供一種能夠在多載波傳送方式中降低測距誤差的、新的或改良的測距系統、發送終端、接收終端、測距方法及電腦程式。
為了解決上述課題，根據本發明的第一觀點，提供一種多載波傳送方式中的測定終端間的距離的測距系統。上述測距系統的特徵在於，具備頻域數據處理部，包的發送時以及/或者接收時的數據被進行快速傅立葉變換，並且對規定處理後的頻域的數據，應用譜估計算法，從而取得脈衝響應。
根據本發明，在對終端間的距離進行測定的測距系統中，為了測定終端間的距離，對包的發送時以及/或者接收時的數據進行快速離散傅立葉變換，並且對於執行了規定處理後的頻域的數據，應用譜估計算法，並求出脈衝響應。
上述脈衝響應，也可以是高精度地表示包接收時刻以及/或者發送時刻的時刻信息。根據這樣的結構，能夠取得正確的包接收時刻以及/或者發送時刻，並能夠更高精度地對終端間的距離進行測距。
上述測距系統具備插值處理部，對存在於頻域的數據中的載波空洞(carrier hole)進行插值；頻率平均處理部，對上述插值後的頻域數據進行頻率平均處理，在上述規定處理中包含由上述插值處理部進行的插值處理和由上述頻率平均處理部進行的頻率平均處理。利用這樣的結構，即使在對包接收發送時的數據進行快速離散傅立葉變換的頻域的數據中存在載波空洞，也能夠應用譜估計算法，並求出適當的脈衝響應。
上述插值處理部，也可以由來自相鄰載波的數據，對與載波空洞相當的部分的數據進行插值。
為了解決上述問題，根據本發明的其他觀點，提供一種對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定的測距系統所具備的發送終端。上述發送終端的特徵在於，具備包發送部，將第一包發送到通信對方的接收終端；時刻信息生成部，至少生成表示發送上述第一包的時刻的第一包發送時刻信息，還具備往返時間概算部，根據上述第一包發送時刻信息和第二包接收時刻信息，對接收終端和發送終端間的包往返時間進行概算，其中，該第二包接收時刻信息表示接收在接收終端接收第一包的同時發送到發送終端的第二包的時刻；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的數據，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數據；頻域數據處理部，對第一頻域的數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第一頻域的數據應用譜估計算法，求出第一脈衝響應；傳輸時間校正部，由接收終端以規定的定時接收第三包，並從包往返時間減去第三包所包含的內部處理延遲時間，從而對電波的往返傳輸時間進行概算，並且根據第一脈衝響應與第三包所包含的第二脈衝響應，將電波的傳輸往返時間校正為校正後傳輸往返時間；距離算出部，由校正後傳輸往返時間和電波的速度，求出發送終端和接收終端間的距離。
根據本發明，發送終端，由第一包發送時刻和第二包接收時刻，概算與包往返於接收終端的周轉時間等相當的包往返時間，並且由內部處理延遲時間、第一脈衝響應和第二脈衝響應，求出電波到接收終端後再次返回到發送終端的高精度的傳輸往返時間。根據這樣的結構，可以求出高精度的傳輸往返時間，因此，即使是多載波傳送方式，也能夠最小化測距引起的誤差，並正確的測定終端間的距離。
可以通過接收終端，從第一包接收時的數據快速離散傅立葉變換為第二頻域的數據，在被執行了規定處理後，將譜估計算法應用於該第二頻域的數據，從而求出上述第二脈衝響應，內部處理延遲時間是該接收終端的內部處理的延遲時間。
上述第一脈衝響應可以是對上述第二包的接收時刻的時刻信息，上述第二脈衝響應可以是對第一包的接收時刻的時刻信息。
上述發送終端可以具備插值處理部，對存在於頻域數據中的載波空洞進行插值；頻率平均處理部，對於上述插值後的頻域數據進行頻率平均處理，上述規定處理包含由插值處理部進行的插值處理和由頻率平均處理部進行的頻率平均處理。
上述插值處理部，可以由來自相鄰載波的數據，對與載波空洞相當的部分的數據進行插值。
為了解決上述問題，根據本發明的其他觀點，提供一種對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定的測距系統所具備的發送終端的測距方法。上述測距方法的特徵在於，包括包發送步驟，將第一包發送到通信對方的接收終端；時刻信息生成步驟，至少生成表示發送第一包的時刻的第一包發送時刻信息，還包括往返時間概算步驟，根據第一包發送時刻信息和第二包接收時刻信息，對接收終端和發送終端間的包往返時間進行概算，其中，該第二包接收時刻信息表示接收在接收終端接收第一包的同時發送到發送終端的第二包的時刻；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的數據，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數據；脈衝響應運算步驟，對第一頻域的數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第一頻域的數據應用譜估計算法，並求出第一脈衝響應；傳輸時間校正步驟，由接收終端以規定的定時接收第三包，並從包往返時間減去第三包所包含的內部處理延遲時間，從而對電波的往返傳輸時間進行概算，並且根據第一脈衝響應與第三包所包含的第二脈衝響應，將電波的傳輸往返時間校正為校正後傳輸往返時間；距離算出步驟，由校正後傳輸往返時間和電波的速度，求出發送終端和接收終端間的距離。
為了解決上述問題，根據本發明的其他觀點，提供一種電腦程式，使計算機用作對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定的測距系統所具備的發送終端。上述電腦程式的特徵在於，包括包發送單元，將第一包發送到通信對方的接收終端；時刻信息生成單元，至少生成表示發送第一包的時刻的第一包發送時刻信息，還包括往返時間概算單元，根據第一包發送時刻信息和第二包接收時刻信息，對接收終端和發送終端間的包往返時間進行概算，其中，該第二包接收時刻信息表示接收在接收終端接收第一包的同時發送到發送終端的第二包的時刻；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的數據，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數據；頻域數據處理單元，對第一頻域的數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第一頻域的數據應用譜估計算法，並求出第一脈衝響應；傳輸時間校正單元，由接收終端以規定的定時接收第三包，並從包往返時間減去第三包所包含的內部處理延遲時間，從而對電波的往返傳輸時間進行概算，並且根據第一脈衝響應與第三包所包含的第二脈衝響應，將電波的傳輸往返時間校正為校正後傳輸往返時間；距離算出單元，由校正後傳輸往返時間和電波的速度，求出發送終端和接收終端間的距離。
為了解決上述問題，根據本發明的其他觀點，提供一種對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定的測距系統所具備的接收終端。上述接收終端的特徵在於，具備第一包發送部，接收來自通信對方的發送終端的第一包，並且，生成第二包，並將第二包發送到上述發送終端；快速離散傅立葉變換處理部，將來自發送終端的第一包接收時的數據，快速離散傅立葉變換為頻域的數據；頻域數據處理部，對頻域的數據執行規定處理後，對於上述規定處理後的頻域的數據應用譜估計算法，求出脈衝響應；處理延遲算出部，作為利用接收終端自身的內部處理的處理延遲時間，求出內部處理延遲時間；第二包發送部，生成至少包含上述脈衝響應和內部處理延遲時間的第三包，並以規定的定時發送到發送終端。此外，與本發明有關的規定定時，如果是接收了上述第一包後，則可以是任何定時。另外，與本發明有關的接收第一包同時生成第二包的定時，例如，可以舉例說明與接收第一包大致同時、或者緊跟著接收第一包後等。
脈衝響應也可以是高精度地表示上述第一包接收時刻的時刻信息。
上述接收終端也可以具備插值處理部，對存在於上述頻域數據中的載波空洞進行插值；頻率平均處理部，對上述插值後的頻域數據進行頻率平均處理，上述規定處理中包含由插值處理部進行的插值處理和由上述頻率平均處理部進行的頻率平均處理。
插值處理部也可以由來自相鄰載波的數據，對與載波空洞相當的部分的數據進行插值。
為了解決上述問題，根據本發明的其他觀點，提供一種對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定的測距系統所具備的發送終端。上述發送終端的特徵在於，具備包發送部，將第一包發送到通信對方的接收終端；時刻信息生成部，至少生成表示發送第一包的時刻的第一包發送時刻信息，還具備往返時間概算部，根據第一包發送時刻信息和第二包接收時刻信息，對接收終端和該發送終端間的包往返時間進行概算，其中，該第二包接收時刻信息表示接收在接收終端接收第一包的同時發送到發送終端的第二包的時刻；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的數據，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數據；頻域數據處理部，由接收終端以規定的定時接收第三包，並對該第三包所包含的第二頻域數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第二頻域數據應用譜估計算法，並求出第一脈衝響應，並且，對第一頻域數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第一頻域數據應用譜估計算法，並求出第二脈衝響應；傳輸時間校正部，從包往返時間減去第三包所包含的內部處理延遲時間，從而對電波的往返傳輸時間進行概算，並且根據第一脈衝響應與第二脈衝響應，將電波的傳輸往返時間校正為校正後傳輸往返時間；距離算出部，由校正後傳輸往返時間和電波的速度，求出發送終端和接收終端間的距離。
根據本發明，由第一包發送時刻和第二包接收時刻，概算與包往返於接收終端的周轉時間等相當的包往返時間，並且由內部處理延遲時間、第一脈衝響應和第二脈衝響應，求出電波到接收終端後再次返回到發送終端的高精度的傳輸往返時間。根據這樣的結構，可以求出高精度的傳輸往返時間，因此，即使是多載波傳送方式，也能夠最小化測距引起的誤差，並正確的測定終端間的距離。另外，發送終端統一求出上述第一脈衝響應和第二脈衝響應，因此，能夠總括測距處理。並且，也可以使接收終端的內部結構比發送終端更簡化。
上述第二頻域的數據，可以由接收終端，接收前述第一包時的數據被快速離散傅立葉變換為第二頻域的數據，內部處理延遲時間是該接收終端的內部處理的延遲時間。
上述第一脈衝響應可以是高精度地表示第一包的接收時刻的時刻信息，上述第二脈衝響應可以是對第二包的接收時刻的時刻信息。
上述發送終端也可以具備插值處理部，對存在於頻域數據中的載波空洞進行插值；頻率平均處理部，對上述插值後的頻域數據進行頻率平均處理，上述規定處理包括由插值處理部進行的插值處理和由頻率平均處理部進行的頻率平均處理。
上述插值處理部也可以由來自相鄰載波的數據，對與載波空洞相當的部分的數據進行插值。
如以上所說明，根據本發明，能夠飛躍性地提高多載波傳送方式中的終端間的測距的精度，並降低終端間的測距引起的距離誤差。
為了解決上述問題，根據本發明的其他觀點，提供一種測距方法，是對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定的測距系統所具備的發送終端的測距方法，其特徵在於，包括包發送步驟，將第一包發送到通信對方的接收終端；和時刻信息生成步驟，至少生成表示發送前述第一包的時刻的第一包發送時刻信息，還包括往返時間概算步驟，根據前述第一包發送時刻信息和第二包接收時刻信息，對前述接收終端和該發送終端間的包往返時間進行概算，其中，該第二包接收時刻信息表示接收在前述接收終端接收前述第一包的同時發送到前述發送終端的第二包的時刻；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的數據，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數據；脈衝響應運算步驟，由前述接收終端以規定的定時接收第三包，並對該第三包所包含的第二頻域數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第二頻域數據應用譜估計算法，求出第一脈衝響應，並且，對前述第一頻域數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第一頻域數據應用譜估計算法，求出第二脈衝響應；傳輸時間校正步驟，從前述包往返時間減去前述第三包所包含的內部處理延遲時間，從而對電波的往返傳輸時間進行概算，並且根據前述第一脈衝響應與前述第二脈衝響應，將前述電波的傳輸往返時間校正為校正後傳輸往返時間；和距離算出步驟，由前述校正後傳輸往返時間和電波的速度，求出前述發送終端和接收終端間的距離。
為了解決上述問題，根據本發明的其他觀點，提供一種電腦程式，使計算機用作對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定的測距系統所具備的發送終端，其特徵在於，包括包發送單元，將第一包發送到通信對方的接收終端；和時刻信息生成單元，至少生成表示發送前述第一包的時刻的第一包發送時刻信息，還包括往返時間概算單元，根據前述第一包發送時刻信息和第二包接收時刻信息，對前述接收終端和該發送終端間的包往返時間進行概算，其中，該第二包接收時刻信息表示接收在前述接收終端接收前述第一包的同時發送到前述發送終端的第二包的時刻；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的數據，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數據；頻域數據處理單元，由前述接收終端以規定的定時接收第三包，並對該第三包所包含的第二頻域數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第二頻域數據應用譜估計算法，求出第一脈衝響應，並且，對前述第一頻域數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第一頻域數據應用譜估計算法，求出第二脈衝響應；傳輸時間校正單元，從前述包往返時間減去前述第三包所包含的內部處理延遲時間，從而對電波的往返傳輸時間進行概算，並且根據前述第一脈衝響應與前述第二脈衝響應，將前述電波的傳輸往返時間校正為校正後傳輸往返時間；和距離算出單元，由前述校正後傳輸往返時間和電波的速度，求出前述發送終端和接收終端間的距離。
為了解決上述問題，根據本發明的其他觀點，提供一種接收終端，是對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定的測距系統所具備的接收終端，其特徵在於，具備第一包發送部，接收來自通信對方的發送終端的第一包，並且，生成第二包，並將該第二包發送到前述發送終端；快速離散傅立葉變換處理部，將來自前述發送終端的第一包接收時的數據，快速離散傅立葉變換為頻域的數據；處理延遲算出部，作為利用前述接收終端自身的內部處理的處理延遲時間，求出內部處理延遲時間；和第二包發送部，生成至少包含前述頻域的數據和前述內部處理延遲時間的第三包，並以規定的定時發送到前述發送終端。
圖1是表示與第一實施方式有關的測距系統的概要結構的一個例子的說明圖。
圖2是表示與第一實施方式有關的進行距離測定的一側的終端的概要結構的一個例子的框圖。
圖3是表示與第一實施方式有關的被進行距離測定的一側的終端的概要結構的一個例子的框圖。
圖4是表示與第一實施方式有關的測距系統的一系列處理的概要的一個例子的順序圖。
圖5是表示與第一實施方式有關的直接波成為5ns時的脈衝響應的概要的說明圖。
圖6是表示數據截取位置的概要的說明圖。
圖7是表示MUSIC譜的概要結構的一個例子的說明圖。
圖8是表示僅將數據往前移動25ns截取時的截取位置的概要的說明圖。
圖9是表示MUSIC譜的概要結構的一個例子的說明圖。
圖10是表示由測距系統測定距離的結果精度的概要的說明圖。
圖11是表示與第二實施方式有關的測定距離的一側的終端(終端101c)的概要結構的框圖。
圖12是表示與第二實施方式有關的被測定距離的一側的終端(終端101d)的概要結構的框圖。
符號說明101終端210插值處理部211移動平均處理部212MUSIC算法處理部213存儲器214距離計算處理部218時刻設定部
224FFT具體實施方式
下面，參照附圖進行詳細說明本發明的最佳實施方式。此外，在下面的說明以及附圖中，對於具有大致相同的功能以及結構的構成要素，標記相同符號，從而省略重複說明。
第一實施方式首先，參照圖1，說明與第一實施方式有關的測距系統100。圖1是表示與第一實施方式有關的測距系統的概要結構的一個例子的說明圖。
如圖1所示，測距系統100中至少存在進行距離測定的終端101a(下面，有時也記為終端A)和被進行距離測定的終端b(下面，有時也記為終端B)。此外，終端101a也可以被進行距離測定，終端101b也可以進行距離測定，還可以在測距系統100中存在大於等於3臺的終端101。
另外，與第一實施方式有關的終端101，例如可以例舉出個人計算機(PC)等，但只要是能夠通過無線區域網對數據進行接收發送的裝置，不限定於這樣的例子，可以用任何裝置來實施。
圖1所示的測距系統100中的測距是指，對從終端A到終端B的距離進行測定。這是通過從由終端A發送的包通過終端B再次返回來為止的周轉時間的測定值(包往返時間)，減去終端101固有的延遲時間等，首先求出在某空間中的電波的延遲時間。由該延遲時間考慮電波的速度等而測定距離。
接著，參照圖2，說明與第一實施方式有關的終端101a。圖2是表示進行與第一實施方式有關的距離測定的一側的終端的概要結構的一個例子的框圖。
如圖2所示，與第一實施方式有關的終端101a具備距離測定模塊201a，具有測定距離的功能；無線通信模塊203，具有由無線區域網對數據進行接收發送的功能。
在上述距離測定模塊201a中，還具備插值處理部210，執行載波空洞的插值處理；移動平均處理器部(頻率平均處理部)211，執行移動平均(頻率平均)處理；MUSIC算法處理部(頻域數據處理部)212，應用MUSIC算法來確定包的高精度的接收/發送位置；存儲器213(213a、213b、…213e)，能夠存儲例如包1～包3等各種數據；距離計算處理部(往返時間概算部、傳輸時間校正部、距離算出部)214，算出終端100間的距離；時刻設定部(時刻信息生成部)218。
雖然通過FFT(快速離散傅立葉變換處理部)224進行FFT處理後的頻域的數據中存在載波空洞，但是插值處理部210，例如利用來自該部分的相鄰載波的數據，對與該載波空洞相當的部分的數據進行插值。
上述MUSIC算法處理部212，為了正確地確定包的接收/發送位置，應用MUSIC算法，求出脈衝響應。此外，關於與本實施方式有關的MUSIC算法，和一般的MUSIC算法大致相同，具體地說，例如，如在下面文獻等中所記載菊間信良著，「アレ一アンテナによる適応信號処理」，科學技術出版，1998年9月20日，p.191-203。
此外，與第一實施方式有關的存儲器213，並不限定於RAM等存儲單元，例如也可以是快閃記憶體或HDD(硬碟驅動器)等存儲單元。
另外，上述無線通信模塊203具備RF處理部220；AD轉換處理部221，對信號進行AD轉換；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，執行IFFT(快速離散傅立葉反變換)處理；GT賦予處理部228；DA轉換處理部229。
上述RF處理部220，通過天線至少發射/接收5GHz的RF(Radio-Frequency發射頻率)。
包同步處理部222，例如使用存在於包的最前頭的已知信號進行相關值的峰值檢索，從而檢測用於確定接收位置的同步位置。根據上述同步位置，通過時刻設定部218可求出包的接收時刻/發送時刻。
存儲器213a對表示發送距離測定用的包1(第一包)的時刻的發送時刻信息(包1發送時刻信息(第一包發送時刻信息))進行存儲，存儲器213b對表示接收了距離測定用的包2的時刻的接收時刻信息(包2接收時刻信息)進行存儲，存儲器213c對表示比距離測定用包2(第二包)的接收時刻準確性更高的校正後時刻的校正值(包2接收時刻校正值(第二脈衝響應))進行存儲，存儲器213d對從通信對方的終端101b接收的包3所包含的終端101b的內部處理延遲值(由內部處理產生的延遲時間)進行存儲，存儲器213e對表示比來自通信對方的終端101b的包3(第三包)的接收時刻更精確的時刻的校正值(包3接收時刻校正值(第三脈衝響應))、和表示比通信對方的終端101b接收包1的接收時刻正確性更高的校正後的時刻的校正值(包1接收時刻校正值(第一脈衝響應))進行存儲。此外，關於上述包1～包3將在後面敘述。
此外，距離測定用的包1的接收時刻、包2的接收時刻、或包3的接收時刻，通過終端101，可根據已知的包的最前頭塊信號和系統時鐘的同步位置而求出，因此，成為粗略的接收時刻。為了進一步提高接收時刻的正確性，終端101例如能夠通過應用上述MUSIC算法，取得比上述包1或包2的接收時刻精度更高的接收時刻(包1接收時刻校正值/包2接收時刻校正值)。
上述時刻設定部218具有定時器功能，一邊時時刻刻進行計時，一邊生成表示時刻的時刻信息。並且，將表示對包1～包3中任一個包進行發送或接收的定時的時刻的時刻信息，作為包接收時刻信息或包發送時刻信息存儲到各存儲器213(213a、213b)中。
下面，參照圖3，說明與第一實施方式有關的終端101b。圖3是表示與第一實施方式有關的被進行距離測定一側的終端的概要結構的一個例子的框圖。
如圖3所示，與第一實施方式有關的終端101b具備距離測定模塊201b，具有為了測定距離而執行規定處理的功能；無線通信模塊203，具有利用無線區域網對數據進行接收發送的功能。
上述距離測定模塊201b具備插值處理部210；移動平均處理部211；MUSIC算法處理部212；存儲器213(213f)；接收包的包接收部215；生成或發送包的包生成/發送部216(216a、216b)；延遲運算部217。
存儲器213f中存儲並保持有終端101b的內部的處理延遲值(內部處理延遲值)。內部處理延遲值，例如，是由接收包、生成新包、發送該包的一系列的終端101b的內部處理產生的延遲時間。
延遲運算部217，對由終端101b的內部所具備的例如模擬電路或數字電路中執行的處理產生的延遲時間進行合計，取得上述內部處理延遲值。求出的上述內部處理延遲值，通過延遲運算部217，被保存到存儲器213f。
包接收部215接收包，並對其中的距離測定用的包1進行檢測。此外，關於包1在後面進行說明。
包生成/發送部216a，根據在MUSIC算法處理部212中求出的，由高解析度的脈衝響應的結果，求出距離測定用的包1的接收時刻校正值(包1接收時刻校正值)。此外，包1的接收時刻校正值，是用於提高終端101b接收了包1的時刻的精度和正確度的校正值。
並且，包生成/發送部216a，生成包含了保存在存儲器213f中的內部處理延遲值的包3，並發送到無線通信模塊203。
包生成/發送部216b，與由上述包接收部215接收了包1的定時同時，立刻生成包2，並發送到無線通信模塊203。此外，上述包2到達終端101a，從而求出粗略的周轉時間，並可求出終端101間的粗略距離。
此外，與第一實施方式有關的存儲器213，並不限定於RAM等存儲單元，也可以是例如快閃記憶體或HDD(硬碟驅動器)等存儲單元。
另外，將與第一實施方式有關的終端101a具備多個存儲器213(213a～213e)的情況作為例子進行了說明，但並不限定於這樣的例子，例如，當終端101a只具備一個存儲器213時也能夠實施。
另外，與第一實施方式有關的終端101b所具備的無線通信模塊203，由於實質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，省略詳細說明。
此外，將與第一實施方式有關的終端101a不具備距離測定模塊201b的情況作為例子進行了說明，但並不限定於這樣的例子，例如，終端101a還具備距離測定模塊201b時也能夠實施。
此外，將與第一實施方式有關的終端101b不具備距離測定模塊201a的情況作為例子進行了說明，但並不限定於這樣的例子，例如，終端101b還具備距離測定模塊201a時也能夠實施。
另外，對與第一實施方式有關的終端101b將包生成/發送部216a和包生成/發送部216b作為不同體具備的情況為例進行了說明，但並不限定於這樣的例子，例如，終端101b具備一體化的一個包生成/發送部216時等也可以實施。
如上所述，根據圖2以及圖3所示的終端101的結構，通過對進行距離測定的一側(終端101a)和被進行距離測定的一側(終端101b)的雙方裝載MUSIC算法處理部212，可進行高精度的包位置的確定。
為了確定上述高精度的包位置，對於與由終端101b所具備的FFT224進行FFT處理後的頻域的數據，可通過對作為高解析度的譜估計算法的一種的MUSIC算法進行處理的MUSIC算法212得到高解析度的脈衝響應，從而進行確定。
頻域的數據，通常相互相關性很大，因此，需要進行稱為頻率平均的預處理。移動平均處理部211相當於上述預處理。這在應用MUSIC算法時的預處理中很普遍。
在無線區域網的情況下，為了進一步達到不使用DC分量的目的，在頻域的數據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，要對利用MUSIC算法處理部212的處理被執行前的預處理的頻率平均(移動平均)進行處理執行，必須預先根據相鄰的載波數據對該載波空洞位置的頻率數據進行插值。
因此，如圖2以及圖3所示，終端101具備插值處理部210和移動平均處理部211，在MUSIC算法處理部212進行處理前，執行插值處理部210和移動平均處理部211的處理。
從上面可知，與以往有關的MUSIC算法主要被應用於自適應陣列的傳播分析處理等，但即使原樣將MUSIC算法簡單地應用於無線區域網中的測距系統，也不能夠實現高精度的測距。
接著，參照圖4，說明與第一實施方式有關的測距系統100的一系列的處理。圖4是表示與第一實施方式有關的測距系統的一系列的處理概要的一個例子的順序圖。此外，將進行距離測定的終端設為終端101a(發送機)、被進行距離測定的終端設為終端101b(接收機)，但不限定於這樣的例子。
如圖4所示，首先，為了對終端101a和終端101b間的距離進行測定，終端101a發送距離測定用的包1，並且，將表示該包1的發送時刻的包1發送時刻信息保存到存儲器213a(S401)。
接著，終端101b接收包，識別其中距離測定用的包1，並且，開始包2的生成處理，儘可能立刻發送距離測定用的包2(S403)。進行包2的發送處理時，將表示對由DA轉換前等的數字處理引起的處理延遲、由DA轉換後等的模擬處理引起的處理延遲進行合計得到的延遲時間的值(內部處理延遲值t1)，存儲到存儲器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進行FFT處理。接著對FFT處理後的頻率數據的載波空洞進行插值處理，對於該插值處理後的數據進行了頻率平均處理後，應用MUSIC算法求出高解析度的脈衝響應。並且，根據上述脈衝響應可求出包1接收時刻校正值(S405)。上述包1接收時刻校正值存儲在存儲器213中。此外，包1接收時刻校正值也可以保存到存儲器213f，或者還可以保存到終端101b所具備的其它存儲單元(未圖示)。
接著，終端101b所具備的包生成/發送部216a，生成包含了上述內部處理延遲值和包1接收時刻校正值的包3，並將該包3發送到無線通信模塊203(S407)。上述無線通信模塊203在執行規定處理後，從RF處理部220通過無線發射到終端101a。
接著，終端101a接收包2時，表示接收了該包2的時刻的包2接收時刻信息被存儲到存儲器213b(S409)。
接著，終端101a接收包2，該包2通過FFT224進行FFT處理。接著，對FFT處理後的頻率數據的載波空洞進行插值處理，並對該插值處理後的數據進行了頻率平均處理後，應用MUSIC算法，求出高解析度的脈衝響應。並且，根據上述脈衝響應，求出包2接收時刻校正值，並存儲到存儲器213c(S411)。
接著，終端101a，接收由終端101b發送的包3。並且，終端101a從包3取得在終端101b求出的包1接收時刻校正值和內部處理延遲值t1，包1接收時刻校正值和內部處理延遲值t1分別被保存到存儲器213e和存儲器213d(S413)。
接著，終端101a所具備的距離計算處理部(往返時間概算部)214，取得存儲在存儲器213a中的包1發送時刻信息和存儲在存儲器213b的包2接收時刻信息，並根據其雙方信息進行周轉時間的概算(S415)。
此外，與第一實施方式有關的周轉時間的概算，通過從接收包2的接收時刻減去發送包1的發送時刻而求出。也就是說，包2接收時刻信息-包發送時刻信息＝周轉時間的概算值(包往返時間)。
接著，終端101a所具備的距離計算處理部214，通過從上述周轉時間的概算值再減去終端101b(通信對方)的內部處理延遲值t1，求出往返的電波傳輸時間(傳輸往返時間)的概算值(S417)。並且，傳輸往返時間的概算值，由「傳輸往返時間＝周轉時間的概算值-通信對方的內部處理延遲值」的算式求出。
接著，終端101a所具備的距離計算處理部(傳輸時間校正部)214，首先取得存儲在存儲器213c中的包2接收時刻校正值和存儲在存儲器213e中的包1接收時刻校正值，並根據上述雙方的校正值，對由S417求出的傳輸往返時間的概算值進行校正，得到高精度的傳輸往返時間(校正後傳輸往返時間)。並且，距離計算處理部(距離算出部)214，由上述高精度的傳輸往返時間和電波速度(3.0×108m/s)計算終端101間的距離(S419)。這樣，結束與第一實施方式有關的測距系統100的一系列動作的說明。
接著，示出與第一實施方式有關的測距系統100的實施例。此外，在以下的實施例中，將在5GHz的OFDM(正交頻分復用)調製方式中，使用了40MHz頻帶寬度的OFDM調製方式的情況，作為例子進行說明，但只要是多載波傳送方式，不限定於這樣的例子。
並且，在測距系統100的實施例中，FFT224的點數使用128點，子載波為114條。並且在DC分量的附近存在3條載波空洞。在上述的條件下，以下示出測距系統100的實施例。
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行插值。因此，對總計為117條的頻率數據應用MUSIC算法。此外，在應用MUSIC算法前，按照上述說明，事先進行117條頻率數據的平均處理。
此外，將通過應用MUSIC算法求出的脈衝響應的對象，設為如圖5所示的直接波成為5ns那樣的脈衝響應。圖5是表示與第一實施方式有關的直接波成為5ns時的脈衝響應概要的說明圖。
使用由終端101所具備的包同步處理部222進行辨別的包的同步位置，執行如圖6所示的FET處理後的數據的截取位置時，應用了MUSIC算法的結果的MUSIC譜成為如圖7所示。此外，圖6是表示數據的截取位置概要的說明圖，圖7是表示MUSIC譜的概要結構的一個例子的說明圖。
另外，通過設置圖6所示的保護間隔，例如，即使由於漫反射等，具有時間偏移的信號(重影)來到接收地點，也能使得不產生影響(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所示數據的截取位置，可知MUSIC譜在5ns處為峰值，但在這樣的截取位置上進行截取並不一定容易，很多時候截取位置偏移。
因此，為了使數據的截取多少具有餘量，例如，將FET處理後的數據的截取位置向前偏移一個採樣量(25ns)時，數據的截取位置成為如圖8所示。此外，圖8是表示當僅將數據向前偏移25ns進行截取時的截取位置的概要的說明圖。
在該圖8所示的數據截取位置上截取數據，並應用了MUSIC算法時的MUSIC譜成為如圖9所示。此外，圖9是表示MUSIC譜的概要結構的一個例子的說明圖。
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，如果預先知道上述偏移的量，則能夠校正MUSIC譜，例如設為5ns，並可以實現高精度的測距。如上所述，在OFDM調製方式中，通過將MUSIC算法應用於FFT處理後的數據，能夠以比系統時鐘的寬度更精密的精度正確地確定包的發送/接收位置。也就是說，能夠更正確地測定終端101間的距離。
另一方面，在UWB(超寬帶通信方式)的無線方式中，使用高速脈衝，因此，例如可以使2GHz的包同步。由於2GHz的時鐘寬度是1/2GHz＝0.5ns，故能夠以3.0×108m/s×0.5ns＝0.15m的精度進行測距。在本實施例中，即使不是達到該UWB的高速時鐘，也實現了高精度測距。
最後，圖10示出了由測距系統100測定了距離的結果的精度。此外，SN＝20dB。如參照圖10，進行測距的結果「距離誤差」，當試行次數在所有情況下都是0.09cm～0.27cm的範圍內(平均為0.144cm)，可以將距離的誤差最小化到極限。也就是說，可執行不是米等級而是釐米等級的測距。此外，設定時刻是成為假想的脈衝響應的對象的值(5ns)。
此外，對於以往的MUSIC算法，也應用於自適應陣列的傳播分析處理等。然而，組合到利用了無線區域網的測距系統100中進行應用，是不容易想到的。因為，即使將進行FFT處理後的數據原樣應用於MUSIC算法，只要不執行根據上述插值處理部210的插值處理等，就不能夠實現高精度的測距。因此，將上述MUSIC算法應用於利用了無線區域網的測距系統100，是業內人士不容易想到的。
第二實施方式接著，參照圖11、圖12，說明與第二實施方式有關的終端101。圖11是表示與第二實施方式有關的測定距離的一側的終端(終端101c)的概要結構的框圖，圖12是表示與第二實施方式有關的被測定距離的一側的終端(終端101d)的概要結構的框圖。
此外，與第二實施方式有關的測距系統，由於和參照圖1說明的與第一實施方式有關的測距系統100實質上相同，因此，省略詳細說明。另外，對於與第二實施方式有關的終端101的說明，詳細說明和上述說明的與第一實施方式有關的終端101不同的點，對於其他點由於實質上相同，因此，省略詳細說明。
在與第二實施方式有關的測距系統中，只有進行距離測定的一側的終端(終端101c)應用MUSIC算法，從而測定終端101間的距離。此外，在與第一實施方式有關的測距系統中，進行距離測定的一側以及被進行距離測定的一側的終端101應用MUSIC算法，測定終端101間的距離。
與第二實施方式有關的進行距離測定的一側的終端101c，和圖2所示的與第一實施方式有關的進行距離測定的一側的終端101a進行比較，不同點在於，從被進行距離測定的一側的終端101d接收的包3中不包含包1接收時刻校正值，從上述終端101d對接收包1時的頻域的數據進行接收，終端101c求出包1接收時刻校正值。
更具體地說，如圖11所示，和與第一實施方式有關的終端101a不同的點在於，與第二實施方式有關的終端101c具備存儲器213g，對終端101c所求出的包1接收時刻校正值進行存儲；存儲器213h，代替存儲器213e，對由終端101d接收包1時的頻域的數據進行存儲。
此外，將與第二實施方式有關的終端101c所具備的存儲器213g以及/或者存儲器213h與其他存儲器213(213a、213b、213c、213d)是不同體的情況作為例子進行了說明，但不限定於這樣的例子，例如，存儲器213g以及/或者213h與其他存儲器213(213a、213b、213c、213d)中至少一個存儲器213被一體化的情況下，也能夠實施。
接著，與第二實施方式有關的被進行距離測定的一側的終端101d，和與第一實施方式有關的終端101b進行比較，不同點在於，不具備MUSIC算法處理部212、移動平均處理部211和插值處理部210，並代替包生成/發送部216a，具備包生成/發送部216c。
上述包生成/發送部216c，生成至少包含終端101d接收包1時的頻域的數據與終端101d的內部延遲處理值的包3，並將該包3發送到無線通信模塊203。對於其他點，和與第一實施方式有關的終端101b實質上相同。
也就是說，圖12所示的與第二實施方式有關的終端101d，作為由包3發送到終端101c的信息，不是包1接收時刻校正值，而是對接收包1時的頻域的數據不進行加工而原樣發送。
另外，圖11所示的與第二實施方式有關的終端101c，當從終端101d接收上述包3時，取得包3所包含的接收包1時的頻域數據和內部處理延遲值，通過使用上述頻域的數據應用MUSIC算法，求出包1接收時刻校正值。
因此，在與第一實施方式有關的終端101b中，通過應用MUSIC算法求出包1接收時刻校正值，但是在與第二實施方式有關的終端101d中，不求出包1接收時刻校正值，而發送包1接收時的頻率數據即可，因此，減輕了對終端101d的處理負荷，可以簡化終端101d所具備的電路等。
另外，與第二實施方式有關的測距系統的一系列操作，和與第一實施方式有關的測距系統的一系列操作進行比較，不同點在於，測定距離的一側的終端101c求出包1接收時刻校正值和包2接收時刻校正值的全部包接收時刻校正值，但是對於其他點和與第一實施方式有關的測距系統大致相同，因此，省略詳細說明。這樣，結束與第二實施方式有關的測距系統的說明。
接著，與由第一實施方式以及第二實施方式說明的一系列的測距系統相關的處理，可以由專門的硬體進行，也可以通過軟體進行。通過軟體進行一系列的處理時，構成該軟體的程序，被安裝在與通用的計算機和微型計算機等相當的終端101所具備的存儲器213等存儲單元中。
此外，用於使終端101執行測距系統工作的程序，可以預先存儲在內置於計算機的作為存儲單元的HDD(硬碟驅動器)或ROM、RAM等中。
另外，或者程序不限保存在HDD中，也可以暫時或永久保存(存儲)在軟盤、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory只讀光碟)、MO(Magneto Optical磁光)盤、DVD(DigitalVersatile Disc數字通用盤)、磁碟、半導體存儲器等移動存儲介質中。這樣的移動存儲介質，可以作為所謂的軟體包來提供。
另外，程序除了由如上所述的移動存儲介質安裝到計算機以外，還可以通過數字衛星廣播用的人造衛星，從下載站點無線傳送到終端101，或通過稱為區域網(Local Area Network)、網際網路的網絡，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，並安裝到內置的HDD等中。
在此，在本說明書中，對用於使終端101進行各種處理的程序進行記述的處理步驟，不一定按照作為圖4所示的順序圖所述的順序按時間順序進行處理，也包含並行或分別執行的處理等。
最後，對於與以往有關的MUSIC算法，也應用於自適應陣列的傳播分析處理等。然而，組合利用了無線區域網的本說明書所述的測距系統而進行應用是不容易想到的。因為，即使將進行FFT處理後的數據原樣應用於MUSIC算法，只要不執行上述插值處理部210的插值處理等，就不能夠實現高精度的測距。因此，將上述MUSIC算法應用於利用了無線區域網的測距系統100，不是業內人士能夠容易想到的。
以上，參照
了本發明的最佳實施方式，但本發明不限定於這樣的例子。如果是業內人士，很明顯能在權利要求書所述的技術思想範疇內，推想得到各種變形例或修正例，關於這些當然也理解為屬於本發明的技術範圍。
在上述實施方式中，將在測距系統100中應用MUSIC算法對終端間距離進行測定的情況作為例子進行了說明，但只要是譜估計算法，本發明不限於這樣的例子，可以實施任何算法。
另外，在上述實施方式中，存儲器213以由多個存儲器構成的情況為例進行了說明，但不限定於這樣的例子，例如，也可以是由一個存儲器構成的情況、或由一個硬碟驅動器構成的情況等。
另外，在上述實施方式中，以終端101b具備將包生成/發送部216a和包生成/發送部216b作為不同體的情況為例進行了說明，但不限定於這樣的例子，例如，即使在終端101b具備被一體化的一個包生成/發送部216的情況下也可以實施。
在上述實施方式中，以終端101所具備的各部分由硬體組成的情況作為例子進行了說明，但本發明不限定於這樣的例子。例如，上述各部分也可以是由大於等於1或2的模塊或組件構成的程序的情況。
產業利用的可能性本發明能夠應用於能通過多載波傳送方式進行測距的測距系統、發送終端、接收終端、測距方法及電腦程式。
權利要求
1.一種測距系統，對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定，其特徵在於，具備頻域數據處理部，包發送時以及/或者接收時的數據被進行快速離散傅立葉變換，並且對規定處理後的頻域的數據應用譜估計算法，從而取得脈衝響應。
2.根據權利要求1所述的測距系統，其特徵在於，前述脈衝響應是高精度地表示前述包接收時刻以及/或者發送時刻的時刻信息。
3.根據權利要求1所述的測距系統，其特徵在於，前述測距系統具備插值處理部，對存在於前述頻域的數據中的載波空洞進行插值；和頻率平均處理部，對前述插值後的頻域的數據進行頻率平均處理，前述規定處理中包含由前述插值處理部進行的插值處理和由前述頻率平均處理部進行的頻率平均處理。
4.根據權利要求3所述的測距系統，其特徵在於，前述插值處理部，以來自相鄰載波的數據，對與前述載波空洞相當的部分的數據進行插值。
5.一種發送終端，是對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定的測距系統所具備的發送終端，其特徵在於，具備包發送部，將第一包發送到通信對方的接收終端；和時刻信息生成部，至少生成表示發送前述第一包的時刻的第一包發送時刻信息，還具備往返時間概算部，根據前述第一包發送時刻信息和第二包接收時刻信息，對前述接收終端和發送終端間的包往返時間進行概算，其中，該第二包接收時刻信息表示接收在前述接收終端接收前述第一包的同時發送到前述發送終端的第二包的時刻；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的數據，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數據；頻域數據處理部，對前述第一頻域的數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第一頻域的數據應用譜估計算法，求出第一脈衝響應；傳輸時間校正部，由前述接收終端以規定的定時接收第三包，並從前述包往返時間減去前述第三包所包含的內部處理延遲時間，從而對電波的往返傳輸時間進行概算，並且根據前述第一脈衝響應與前述第三包所包含的第二脈衝響應，將前述電波的傳輸往返時間校正為校正後傳輸往返時間；和距離算出部，由前述校正後傳輸往返時間和電波的速度，求出前述發送終端和接收終端間的距離。
6.根據權利要求5所述的發送終端，其特徵在於，通過前述接收終端，從前述第一包接收時的數據被快速離散傅立葉變換為第二頻域的數據，在被執行了規定處理後，將譜估計算法應用於該第二頻域的數據，從而求出前述第二脈衝響應，前述內部處理延遲時間是該接收終端的內部處理的延遲時間。
7.根據權利要求5所述的發送終端，其特徵在於，前述第一脈衝響應是高精度地表示前述第二包接收時刻的時刻信息，前述第二脈衝響應是高精度地表示前述第一包的接收時刻的時刻信息。
8.根據權利要求5所述發送終端，其特徵在於，前述發送終端具備插值處理部，對存在於前述頻域數據中的載波空洞進行插值；和頻率平均處理部，對於前述插值後的頻域數據進行頻率平均處理，前述規定處理包含由前述插值處理部進行的插值處理和由前述頻率平均處理部進行的頻率平均處理。
9.根據權利要求8所述的發送終端，其特徵在於，前述插值處理部，以來自相鄰載波的數據，對與前述載波空洞相當的部分的數據進行插值。
10.一種測距方法，是對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定的測距系統所具備的發送終端的測距方法，其特徵在於，包括包發送步驟，將第一包發送到通信對方的接收終端；和時刻信息生成步驟，至少生成表示發送前述第一包的時刻的第一包發送時刻信息，還包括往返時間概算步驟，根據前述第一包發送時刻信息和第二包接收時刻信息，對前述接收終端和發送終端間的包往返時間進行概算，其中，該第二包接收時刻信息表示接收在前述接收終端接收前述第一包的同時發送到前述發送終端的第二包的時刻；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的數據，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數據；脈衝響應運算步驟，對前述第一頻域的數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第一頻域的數據應用譜估計算法，求出第一脈衝響應；傳輸時間校正步驟，由前述接收終端以規定的定時接收第三包，並從前述包往返時間減去前述第三包所包含的內部處理延遲時間，從而對電波的往返傳輸時間進行概算，並且根據前述第一脈衝響應與前述第三包所包含的第二脈衝響應，將前述電波的傳輸往返時間校正為校正後傳輸往返時間；和距離算出步驟，由前述校正後傳輸往返時間和電波的速度，求出前述發送終端和接收終端間的距離。
11.一種電腦程式，使計算機用作對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定的測距系統所具備的發送終端，其特徵在於，包括包發送單元，將第一包發送到通信對方的接收終端；和時刻信息生成單元，至少生成表示發送前述第一包的時刻的第一包發送時刻信息，還包括往返時間概算單元，根據前述第一包發送時刻信息和第二包接收時刻信息，對前述接收終端和發送終端間的包往返時間進行概算，其中，該第二包接收時刻信息表示接收在接收終端接收前述第一包的同時發送到前述發送終端的第二包的時刻；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的數據，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數據；頻域數據處理單元，對前述第一頻域的數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第一頻域的數據應用譜估計算法，求出第一脈衝響應；傳輸時間校正單元，由前述接收終端以規定的定時接收第三包，並從前述包往返時間減去前述第三包所包含的內部處理延遲時間，從而對電波的往返傳輸時間進行概算，並且根據前述第一脈衝響應與前述第三包所包含的第二脈衝響應，將前述電波的傳輸往返時間校正為校正後傳輸往返時間；和距離算出單元，由前述校正後傳輸往返時間和電波的速度，求出前述發送終端和接收終端間的距離。
12.一種接收終端，是對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定的測距系統所具備的接收終端，其特徵在於，具備第一包發送部，接收來自通信對方的發送終端的第一包，並且，生成第二包，並將該第二包發送到前述發送終端；快速離散傅立葉變換處理部，將來自前述發送終端的第一包接收時的數據，快速離散傅立葉變換為頻域的數據；頻域數據處理部，對前述頻域的數據執行規定處理後，對於該規定處理後的頻域的數據應用譜估計算法，求出脈衝響應；處理延遲算出部，作為利用前述接收終端自身的內部處理的處理延遲時間，求出內部處理延遲時間；和第二包發送部，生成至少包含前述脈衝響應和前述內部處理延遲時間的第三包，並以規定的定時發送到前述發送終端。
13.根據權利要求12所述的接收終端，其特徵在於，前述脈衝響應是高精度地表示前述第一包的接收時刻的時刻信息。
14.根據權利要求12所述的接收終端，其特徵在於，前述接收終端具備插值處理部，對存在於前述頻域數據中的載波空洞進行插值；和頻率平均處理部，對前述插值後的頻域數據進行頻率平均處理，前述規定處理中包含由前述插值處理部進行的插值處理和由前述頻率平均處理部進行的頻率平均處理。
15.根據權利要求14所述的接收終端，其特徵在於，前述插值處理部，以來自相鄰載波的數據，對與前述載波空洞相當的部分的數據進行插值。
16.一種發送終端，是對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定的測距系統所具備的發送終端，其特徵在於，具備包發送部，將第一包發送到通信對方的接收終端；和時刻信息生成部，至少生成表示發送前述第一包的時刻的第一包發送時刻信息，還具備往返時間概算部，根據前述第一包發送時刻信息和第二包接收時刻信息，對前述接收終端和該發送終端間的包往返時間進行概算，其中，該第二包接收時刻信息表示接收在前述接收終端接收前述第一包的同時發送到前述發送終端的第二包的時刻；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的數據，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數據；頻域數據處理部，由前述接收終端以規定的定時接收第三包，並對該第三包所包含的第二頻域數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第二頻域數據應用譜估計算法，求出第一脈衝響應，並且，對前述第一頻域數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第一頻域數據應用譜估計算法，求出第二脈衝響應；傳輸時間校正部，從前述包往返時間減去前述第三包所包含的內部處理延遲時間，從而對電波的往返傳輸時間進行概算，並且根據前述第一脈衝響應與前述第二脈衝響應，將前述電波的傳輸往返時間校正為校正後傳輸往返時間；和距離算出部，由前述校正後傳輸往返時間和電波的速度，求出前述發送終端和接收終端間的距離。
17.根據權利要求16所述的發送終端，其特徵在於，前述第二頻域的數據，通過前述接收終端，從前述第一包接收時的數據被快速離散傅立葉變換為第二頻域的數據，前述內部處理延遲時間是該接收終端的內部處理的延遲時間。
18.根據權利要求16所述的發送終端，其特徵在於，前述第一脈衝響應是高精度地表示前述第一包的接收時刻的時刻信息，前述第二脈衝響應是高精度地表示前述第二包的接收時刻的時刻信息。
19.根據權利要求16所述的發送終端，其特徵在於，前述發送終端具備插值處理部，對存在於前述頻域數據中的載波空洞進行插值；和頻率平均處理部，對於前述插值後的頻域數據進行頻率平均處理，前述規定處理包含由前述插值處理部進行的插值處理和由前述頻率平均處理部進行的頻率平均處理。
20.根據權利要求19所述的發送終端，其特徵在於，前述插值處理部，以來自相鄰載波的數據，對與前述載波空洞相當的部分的數據進行插值。
21.一種測距方法，是對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定的測距系統所具備的發送終端的測距方法，其特徵在於，包括包發送步驟，將第一包發送到通信對方的接收終端；和時刻信息生成步驟，至少生成表示發送前述第一包的時刻的第一包發送時刻信息，還包括往返時間概算步驟，根據前述第一包發送時刻信息和第二包接收時刻信息，對前述接收終端和該發送終端間的包往返時間進行概算，其中，該第二包接收時刻信息表示接收在前述接收終端接收前述第一包的同時發送到前述發送終端的第二包的時刻；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的數據，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數據；脈衝響應運算步驟，由前述接收終端以規定的定時接收第三包，並對該第三包所包含的第二頻域數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第二頻域數據應用譜估計算法，求出第一脈衝響應，並且，對前述第一頻域數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第一頻域數據應用譜估計算法，求出第二脈衝響應；傳輸時間校正步驟，從前述包往返時間減去前述第三包所包含的內部處理延遲時間，從而對電波的往返傳輸時間進行概算，並且根據前述第一脈衝響應與前述第二脈衝響應，將前述電波的傳輸往返時間校正為校正後傳輸往返時間；和距離算出步驟，由前述校正後傳輸往返時間和電波的速度，求出前述發送終端和接收終端間的距離。
22.一種電腦程式，使計算機用作對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定的測距系統所具備的發送終端，其特徵在於，包括包發送單元，將第一包發送到通信對方的接收終端；和時刻信息生成單元，至少生成表示發送前述第一包的時刻的第一包發送時刻信息，還包括往返時間概算單元，根據前述第一包發送時刻信息和第二包接收時刻信息，對前述接收終端和該發送終端間的包往返時間進行概算，其中，該第二包接收時刻信息表示接收在前述接收終端接收前述第一包的同時發送到前述發送終端的第二包的時刻；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的數據，快速離散傅立葉變換為第一頻域的數據；頻域數據處理單元，由前述接收終端以規定的定時接收第三包，並對該第三包所包含的第二頻域數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第二頻域數據應用譜估計算法，求出第一脈衝響應，並且，對前述第一頻域數據執行規定處理後，對於該規定處理後的第一頻域數據應用譜估計算法，求出第二脈衝響應；傳輸時間校正單元，從前述包往返時間減去前述第三包所包含的內部處理延遲時間，從而對電波的往返傳輸時間進行概算，並且根據前述第一脈衝響應與前述第二脈衝響應，將前述電波的傳輸往返時間校正為校正後傳輸往返時間；和距離算出單元，由前述校正後傳輸往返時間和電波的速度，求出前述發送終端和接收終端間的距離。
23.一種接收終端，是對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定的測距系統所具備的接收終端，其特徵在於，具備第一包發送部，接收來自通信對方的發送終端的第一包，並且，生成第二包，並將該第二包發送到前述發送終端；快速離散傅立葉變換處理部，將來自前述發送終端的第一包接收時的數據，快速離散傅立葉變換為頻域的數據；處理延遲算出部，作為利用前述接收終端自身的內部處理的處理延遲時間，求出內部處理延遲時間；和第二包發送部，生成至少包含前述頻域的數據和前述內部處理延遲時間的第三包，並以規定的定時發送到前述發送終端。
全文摘要
提供能夠在多載波傳送方式中減小測距誤差的測距系統、發送終端、接收終端、測距方法及電腦程式。上述測距系統發送終端、接收終端、測距方法及電腦程式中，對多載波傳送方式中的終端間的距離進行測定的測距系統具備頻域數據處理部(212)，在該頻域數據處理部中，包發送時以及/或者接收時的數據被進行快速離散傅立葉變換，並且對規定處理後的頻域的數據，應用譜估計算法，從而取得脈衝響應。
文檔編號H04L27/26GK1777158SQ200510123430
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月18日 優先權日2004年11月18日
發明者高野裕昭 申請人:索尼株式會社