JP2006038819A - Data communications device and method - Google Patents
Data communications device and method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006038819A JP2006038819A JP2004231187A JP2004231187A JP2006038819A JP 2006038819 A JP2006038819 A JP 2006038819A JP 2004231187 A JP2004231187 A JP 2004231187A JP 2004231187 A JP2004231187 A JP 2004231187A JP 2006038819 A JP2006038819 A JP 2006038819A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data communication
- signal
- transmission
- distance
- communication device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、無線を使用して測距や測位等をするデータ通信装置および方法に関する。 The present invention relates to a data communication apparatus and method for performing ranging, positioning, and the like using radio.
従来では、例えば１ｍの精度で測距を行う場合には３００ＭＨｚ、１ｃｍの精度で測距を行う場合には３０ＧＨｚ、１ｍｍの精度で測距を行う場合には３００ＧＨｚのクロック周波数が必要であった。また、精度を上げた場合には、距離を測定する時、クロックを数えるためのカウンターが大きい物が必要になる。例えば、１ｃｍの精度の場合には３０ＧＨｚのクロックが必要であるが、その場合、１０ｍの距離を測ろうとすると、１０００カウントになるが、1ｍｍの精度の場合、３００ＧＨｚのクロックで１０ｍの距離を測ろうとすると、１００００カウントを計測する必要がある。
また、従来データ通信装置間の測距を行う場合、データ通信装置間で同期を取る必要があり、その方法としては、片側あるいは両側のクロックを原子時計等の正確な時計を用いる方法が一般的であった。また、片側だけを用いる場合はもう片方のクロックに誤差があるものとして測距を行うのが一般的であった。
Conventionally, for example, when measuring distance with accuracy of 1 m, 300 MHz, when measuring distance with accuracy of 1 cm, 30 GHz, when measuring distance with accuracy of 1 mm, a clock frequency of 300 GHz is required. . In addition, if the accuracy is increased, a large counter for counting the clock is required when measuring the distance. For example, in the case of 1 cm accuracy, a 30 GHz clock is required. In this case, if the distance of 10 m is measured, the count is 1000 counts, but in the case of 1 mm accuracy, the distance of 10 m is measured with the 300 GHz clock. When trying to do so, it is necessary to measure 10,000 counts.
In addition, when performing distance measurement between conventional data communication devices, it is necessary to synchronize between the data communication devices. As a method for this, a method using an accurate clock such as an atomic clock as a clock on one side or both sides is generally used. Met. When only one side is used, distance measurement is generally performed assuming that there is an error in the other clock.
したがって、従来の無線測距を行うデータ通信装置および方法では、通信を行いながら測距を行う場合や測距のみを行う場合、精度を上げるに従って、クロック周波数が高くなり、設計や製造上実現が困難になるとともに、コストアップにもなるという欠点があった。
また、クロックを同期させるために、高価で大きな原子時計を使用したり、クロックの同期を取らない場合には誤差が生じるため、複雑な同期システムになってしまうという欠点があった。
Further, in order to synchronize the clock, an expensive and large atomic clock is used, or an error occurs when the clock is not synchronized, so that there is a drawback that a complicated synchronization system is required.
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、通信を行いながら、物体との距離あるいは無線機間の測距、測位において、クロック周波数またはチップレートを上げることなく、低コストで、クロック周波数を高くすることなく測距精度を効率よく上げることができる通信装置および方法を提供することを目的としている。
また、同時に通信を行うことができるとともに、無線機間の測距においては、同期を取ることなく、測距が行えるデータ通信装置および方法を提供することを目的としている。
さらに、同期による測距の誤差を気にすることなく、無駄なコストを掛けずに正確に測距および測位の計測を双方向ですることができるデータ通信装置および方法を提供することを目的としている。
In view of the conventional drawbacks as described above, the present invention reduces the clock frequency at low cost without increasing the clock frequency or the chip rate in the distance to the object or in the distance measurement between the wireless devices while performing communication. An object of the present invention is to provide a communication apparatus and method capable of efficiently increasing the distance measurement accuracy without increasing the distance.
It is another object of the present invention to provide a data communication apparatus and method that can simultaneously perform communication and perform distance measurement without synchronization in distance measurement between wireless devices.
It is another object of the present invention to provide a data communication apparatus and method capable of accurately performing distance measurement and positioning measurement in both directions without worrying about a measurement error due to synchronization and without incurring unnecessary costs. Yes.
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
The above and other objects and novel features of the present invention will become more fully apparent when the following description is read in conjunction with the accompanying drawings.
However, the drawings are for explanation only and do not limit the technical scope of the present invention.
上記目的を達成するために、本発明はマルチキャリア無線方式において，任意の周期波形発生手段と、この発生手段で発生するマルチキャリアのうち少なくとも１波を用いて該周期波形を変調し電波を送信する手段と、この送信手段で送信された送信電波を受信して復調する手段と、前記送信信号と復調した受信信号との位相検出する手段とでデータ通信装置を構成している。 In order to achieve the above object, according to the present invention, in a multi-carrier radio system, an arbitrary periodic waveform generating means and at least one of the multi-carriers generated by the generating means are used to modulate the periodic waveform and transmit radio waves. And a means for receiving and demodulating the transmission radio wave transmitted by the transmission means, and a means for detecting the phase of the transmission signal and the demodulated reception signal constitute a data communication apparatus.
また、本発明はマルチキャリア無線方式において，任意の周期波形発生工程と、この発生工程で発生するマルチキャリアのうち少なくとも１波を用いて該周期波形を変調し電波を送信する工程と、この送信工程で送信された送信電波を受信して復調する工程と、前記送信信号と復調した受信信号との位相検出する工程とでデータ通信方法を構成している。 The present invention also provides an arbitrary periodic waveform generation step, a step of modulating the periodic waveform using at least one of the multicarriers generated in the generation step, and transmitting a radio wave in the multicarrier radio system, and the transmission A data communication method is configured by the step of receiving and demodulating the transmission radio wave transmitted in the step and the step of detecting the phase of the transmission signal and the demodulated reception signal.
また、本発明は基準となる信号による測距信号を作成する手段と、前記測距信号やデータ等を送受信する手段と、データ通信装置本体間の距離を測る手段と、この距離を測る手段に関連して、前記送受信手段で送受信される基準となる信号を使用して測距を行う手段とでデータ通信装置を構成している。 Further, the present invention provides a means for creating a distance measurement signal based on a reference signal, a means for transmitting and receiving the distance measurement signal, data, etc., a means for measuring a distance between data communication device bodies, and a means for measuring this distance. Relatedly, a data communication apparatus is constituted by means for measuring a distance using a reference signal transmitted and received by the transmission / reception means.
さらに、本発明は基準となる信号による測距信号を作成する工程と、前記測距信号やデータ等を送受信する工程と、データ通信装置本体間の距離を測る工程と、この距離を測る工程に関連して、前記送受信工程で送受信される基準となる信号を使用して測距を行う工程とでデータ通信方法を構成している。 Furthermore, the present invention includes a step of creating a distance measurement signal based on a reference signal, a step of transmitting and receiving the distance measurement signal and data, a step of measuring a distance between data communication device bodies, and a step of measuring this distance. Relatedly, a data communication method is constituted by a step of measuring a distance using a reference signal transmitted and received in the transmission and reception step.
以下の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。 As will be apparent from the following description, the present invention has the following effects.
（１）マルチキャリア無線方式において、任意の周期波形発生手段と、この発生手段で発生するマルチキャリアのうち少なくとも１波を用いて該周期波形を変調し電波を送信する手段と、この送信手段で送信された送信電波を受信して復調する手段と、前記送信信号と復調した受信信号との位相検出する手段とで構成されているので、物体との距離および無線機間の測距、測位において、クロック周波数またはチップレートを上げることなく、正確な測距をすることができる。 (1) In a multicarrier radio system, an arbitrary periodic waveform generating means, a means for modulating the periodic waveform using at least one of the multicarriers generated by the generating means and transmitting a radio wave, and a transmitting means Since it is composed of means for receiving and demodulating the transmitted radio wave and means for detecting the phase of the transmission signal and the demodulated reception signal, the distance between the object and the distance between the radios and positioning Accurate ranging can be performed without increasing the clock frequency or chip rate.
（２）前記（１）によって、少なくとも１つの搬送波のみを使用するので、それ以外のキャリアを使用して通信を行うことにより、通信をしながら高精度な測距を行うことができる。
したがって、莫大な資金を投下することなく、システムを構築することができる。
(2) Since at least one carrier wave is used according to (1), high-precision distance measurement can be performed while communicating by performing communication using other carriers.
Therefore, a system can be constructed without dropping a huge amount of money.
（３）請求項２〜１２も前記（１）および（２）と同様の効果が得られる。 (3) In the second to twelfth aspects, the same effects as the above (1) and (2) can be obtained.
（４）基準となる信号による測距信号を作成する手段と、前記測距信号やデータ等を送受信する手段と、データ通信装置本体間の距離を測る手段と、この距離を測る手段に関連して、前記送受信手段で送受信される基準となる信号を使用して測距を行う手段とで構成されているので、クロックを同期させることなく正確な測距をすることができる。 (4) Relating to a means for generating a distance measurement signal based on a reference signal, a means for transmitting and receiving the distance measurement signal and data, a means for measuring the distance between the data communication device bodies, and a means for measuring this distance. Thus, it is possible to perform accurate distance measurement without synchronizing the clocks.
（５）前記（４）によって、一方あるいは両方のクロックを原子時計等の正確な時計を必要とすることなく、正確な測距をすることができる。
したがって、莫大な資金を投下することなく、システムを構築することができる。
(5) According to (4), one or both clocks can be accurately measured without requiring an accurate clock such as an atomic clock.
Therefore, a system can be constructed without dropping a huge amount of money.
（６）前記（４）によって、構造が容易なので、安価に製造することができる。
したがって、コストの低減を図ることができる。
(6) According to the above (4), since the structure is easy, it can be manufactured at low cost.
Therefore, cost can be reduced.
（７）請求項１４〜１８も前記（４）〜（６）と同様の効果が得られる。 (7) In the fourteenth to eighteenth aspects, the same effects as in the above (4) to (6) can be obtained.
以下、図面に示す実施するための最良の形態により、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the best mode for carrying out the invention shown in the drawings.
図１ないし図５に示す本発明の第１の実施するための最良の第１の形態において、本発明は、直接遅延量を測るのではなく、伝搬遅延を位相差として計測することにより、高い周波数のクロックを必要としないシステムで、現在、無線ＬＡＮ、地上波デジタルテレビ等で一般的になった、マルチキャリア無線方式としての直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplex）変調無線送信機１と、ＯＦＤＭ変調無線受信機２からなるデータ通信装置３を用いることにより、測距を行うためのクロック周波数を上げることなく、通信を行いながら高精度の測距を行うことができる技術である。
In the best mode for carrying out the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 to FIG. 5, the present invention does not directly measure the delay amount, but rather measures the propagation delay as a phase difference. Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) modulated
本発明のデータ通信装置３を利用するデータ通信方法は、周期波形発生工程Ｐで発生された、例えば本実施例では正弦波あるいは余弦波を使用し、通信データ等のキャリアデータと測距データをそれぞれ１次変調手段４を介して変調する１次変調工程５と、変調されたキャリアデータと測距データを、ＯＦＤＭ変調方式を利用した送信側測距装置１のＯＦＤＭ変調手段６で変調する変調工程７と、この変調工程７を介して変調したキャリアデータと余弦波等の測距信号を、ＯＦＤＭ変調方式の少なくとも１つ、本実施例では１つの搬送波に送信手段８を介して送信する送信工程９と、この送信工程９で送信されたキャリア信号と測距信号をＯＦＤＭ復調方式を利用した受信側測距装置２の受信手段１０を介して受信する受信工程１１と、この受信工程１１で受信したキャリア信号と測距信号を、ＯＦＤＭ復調手段１２を介して復調する復調工程１３と、この復調工程１３で復調された測距のための搬送波の測距データを取り出し、送信信号と復調した受信信号との位相検出手段としてのＦＦＴ手段１５を介して位相スペクトルを求める位相検出工程１６およびキャリア信号を１次復調手段１７を介してデジタルデータに復調する１次復調工程１８とを備えている。
The data communication method using the data communication device 3 of the present invention uses, for example, a sine wave or cosine wave generated in the periodic waveform generation step P, and uses carrier data such as communication data and distance measurement data. A primary modulation step 5 for modulating each via the primary modulation means 4, and a modulation for modulating the modulated carrier data and distance measurement data by the OFDM modulation means 6 of the transmission-side
上記データ通信方法で使用されるデータ通信装置３は、送信側測距装置本体１９、この送信側測距装置本体１９内に設けられた、周期波形発生手段Ｑ、通信データ等のキャリアデータと測距データを変調する回路である１次変調手段４、この１次変調手段４で変換されたデータをＯＦＤＭ変調する回路であるＯＦＤＭ変調手段６、このＯＦＤＭ変調手段６で変調された信号を送信する送信手段８とからなる送信側測距装置１と、この送信側測距装置１と一対で用いられる、あるいは任意に選択され使用される受信側測距装置本体２０、この受信側測距装置本体２０内に設けられた、前記送信側測距装置１の送信手段８で送信されたキャリア信号と測距信号を受信する受信手段１０と、この受信手段１０で受信されたキャリア信号と測距信号をＯＦＤＭ復調する回路であるＯＦＤＭ復調手段１２、このＯＦＤＭ復調手段１２で復調された測距信号から測距データを取り出し、位相スペクトルを求める回路であるＦＦＴを用いる位相検出手段１５およびキャリア信号をデジタルデータに復調する回路である１次復調手段１７とからなる受信側測距装置２とで構成されている。
The data communication device 3 used in the data communication method includes a transmission-side distance
前記ＯＦＤＭ変調手段６では、キャリアデータと測距データであるシリアルデータをＩＤＦＴにかけるため、データの並べ替えとパラレルデータに変換する回路Ｕと、この回路Ｕでのパラレルデータを逆フーリエ変換する回路Ｖと、この回路ＶでＦＦＴ化された複素数のパラレルデータを送信用の複素数のシリアルデータに変換する回路Ｗとを備える。 In the OFDM modulation means 6, a circuit U for rearranging data and converting it into parallel data in order to apply IDFT to carrier data and serial data as distance measurement data, and a circuit for performing inverse Fourier transform on the parallel data in this circuit U V and a circuit W for converting the complex parallel data FFTed by the circuit V into complex serial data for transmission.
前記ＯＦＤＭ復調手段１２では、受信した複素数のシリアルデータを受信用の複素数のパラレルデータに変換する回路Ｘと、この回路Ｘで変換されたパラレルデータをフーリエ変換する回路Ｙと、この回路Ｙで変換されたパラレルデータからキャリアデータおよび測距データを取り出し、シリアルデータに変換する回路Ｚとを備える。 In the OFDM demodulating means 12, a circuit X for converting the received complex serial data into parallel data for reception, a circuit Y for Fourier transforming the parallel data converted by the circuit X, and conversion by the circuit Y A circuit Z that extracts carrier data and distance measurement data from the parallel data and converts them into serial data.
上記構成のデータ通信装置３では、ＯＦＤＭ変調方式は周知のように図３に示すようなマルチキャリア方式であり、搬送波方向に何本ものキャリアがあり、シンボル方向に伝送データが配置される。その搬送波の少なくとも一つ以上の搬送波一つに、測距のためのデータを送信側測距装置１の送信手段８を介して送信する。その送信信号を受信側測距装置２の受信手段１０で受信し、その受信信号の位相差を以下の方法で測定し、図４に示すような伝搬遅延を求めることにより、測距を行う物標や受信側測距装置２との距離を測定することができる。
受信側測距装置２では、測距のための搬送波のデータを取り出し、位相検出手段１５を介して位相スペクトルが求められる。位相スペクトルから位相差（遅延量）φ が求められるので、測距データの１周期の長さをχ 秒とすると、伝搬時間ｔは、
The receiving-side distance measuring device 2 takes out carrier wave data for distance measurement and obtains a phase spectrum via the phase detection means 15. Since the phase difference (delay amount) φ is obtained from the phase spectrum, if the length of one period of the distance measurement data is χ seconds, the propagation time t is
したがって、本発明のデータ通信装置３ではＯＦＤＭ変調方式の少なくとも１つの搬送波のみを使用するので、それ以外のキャリアを使用して通信を行うことにより、通信をしながら高精度な測距を行うことができる。
ここで、クロック周波数を上げないため、次の条件を加える。測距信号、例えば余弦波を送る時に、図５のようにＯＦＤＭシンボル間隔でサンプリングされた余弦波のデータを送る時に、余弦波の周波数とサンプリング間隔であるＯＦＤＭシンボル間隔との関係を、余弦波の周期÷サンプリング間隔（ＯＦＤＭシンボル間隔）が割り切れない、すなわち、余弦波の周期modサンプリング間隔≠０の関係にすることにより、周期ごとのサンプリングポイントがずれて、１周期に並べ替えた時にサンプリングポイントが重なることなくデータが並ぶことにより、等価的に高い周波数でサンプリングしたものと等価になる。
よって、測距用のクロック周波数に依存せず測距精度を上げられかつ通信も同時に行うことが可能である。
Therefore, since the data communication apparatus 3 of the present invention uses only at least one carrier wave of the OFDM modulation scheme, performing high-precision distance measurement while performing communication by using other carriers. Can do.
Here, in order not to raise the clock frequency, the following conditions are added. When sending a ranging signal, for example, a cosine wave, when sending cosine wave data sampled at an OFDM symbol interval as shown in FIG. 5, the relationship between the frequency of the cosine wave and the OFDM symbol interval, which is the sampling interval, is represented by the cosine wave. The period of sampling ÷ the sampling interval (OFDM symbol interval) is not divisible, that is, when the cosine wave period mod sampling interval ≠ 0, the sampling points for each period shift and the sampling points are rearranged into one period. By arranging the data without overlapping, it is equivalent to the data sampled at an equivalently high frequency.
Therefore, ranging accuracy can be improved and communication can be performed simultaneously without depending on the clock frequency for ranging.
なお、本実施例では、周期波形発生工程Ｐで発生された正弦波あるいは余弦波を使用したものについて説明したが、これに限らず、三角波を用いてもよい。
{発明を実施するための異なる形態}
In this embodiment, the sine wave or cosine wave generated in the periodic waveform generation step P has been described. However, the present invention is not limited to this, and a triangular wave may be used.
{Different forms for carrying out the invention}
次に、図６ないし図２５に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。 Next, different modes for carrying out the present invention shown in FIGS. 6 to 25 will be described. In the description of these different modes for carrying out the present invention, the same components as those in the best mode for carrying out the present invention are designated by the same reference numerals and redundant description is omitted. To do.
図６に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と主に異なる点は、通信データやパイロットデータ等のキャリアデータと測距データを変調する１次変調手段４およびキャリア信号をデジタルデータに復調する１次復調手段１７を従来と同様のＯＦＤＭ変調無線送信機２１とＯＦＤＭ変調無線受信機２２に設けた点で、このように構成されたデータ通信装置３Ａにしても前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られる。
The second embodiment for carrying out the present invention shown in FIG. 6 is mainly different from the best first embodiment for carrying out the present invention in that carrier data such as communication data and pilot data and distance measurement. In this way, the primary modulation means 4 for modulating data and the primary demodulation means 17 for demodulating the carrier signal into digital data are provided in the OFDM
図７ないし図９に示す本発明を実施するための第３の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、パイロット信号として使用されるＯＦＤＭ変調方式の測距信号を送信手段８Ａを介して２つの搬送波に送信する送信工程９Ａを用いた点で、このように構成されたデータ通信装置３Ｂにすることにより、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られる。
The third embodiment for carrying out the present invention shown in FIGS. 7 to 9 is mainly different from the first embodiment for carrying out the present invention in that the measurement of the OFDM modulation method used as a pilot signal is performed. The
図１０および図１１に示す本発明を実施するための第４の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、復調した測距データの間引きによって、別の測距データを生成する復調手段１２Ａを用いる復調工程１３Ａを備えた点で、このように構成されたデータ通信装置３Ｃにしても前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られる。
The fourth embodiment for carrying out the present invention shown in FIG. 10 and FIG. 11 is different from the first embodiment for carrying out the present invention in that a different distance is obtained by decimation of demodulated distance measurement data. The data communication device 3C configured in this way is the same as the first embodiment for carrying out the present invention in that the
図１２および図１３に示す本発明を実施するための第５の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、畳み込み積分を用いる位相検出手段１５Ａを用いた位相検出工程１６Ａを備えた点で、このように構成されたデータ通信装置３Ｄにしても前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られる。
The fifth embodiment for carrying out the present invention shown in FIGS. 12 and 13 is mainly different from the first embodiment for carrying out the present invention in that phase detection means 15A using convolution integral is used. The data communication device 3D configured as described above is provided with the
図１４および図１５に示す本発明を実施するための第６の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、フーリエ積分を用いる位相検出手段１５Ｂを用いた位相検出工程１６Ｂを備えた点で、このように構成されたデータ通信装置３Ｅにしても前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られる。
The sixth embodiment for carrying out the present invention shown in FIGS. 14 and 15 is mainly different from the first embodiment for carrying out the present invention in that phase detection means 15B using Fourier integration is used. Since the
図１６および図１７に示す本発明を実施するための第７の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、受信信号の周期の整数倍がサンプリング周期の２ｎになる復調手段１２Ｂを用いる復調工程１３Ｂを備えた点で、このように構成されたデータ通信装置３Ｆにしても前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られる。
The seventh embodiment for carrying out the present invention shown in FIGS. 16 and 17 is mainly different from the first embodiment for carrying out the present invention in that an integral multiple of the period of the received signal is the sampling period. The data communication device 3F configured as described above is provided with the
図１８に示す本発明を実施するための第８の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、前記ＯＦＤＭ変調無線送信機１および前記ＯＦＤＭ変調無線受信機２を一体的に設けた点で、このように構成されたデータ通信装置３Ｇにしても前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られるとともに、対象物との測距に使用することができる。
The eighth embodiment for carrying out the present invention shown in FIG. 18 is mainly different from the first embodiment for carrying out the present invention in that the OFDM modulated
図１９ないし図２３に示す本発明を実施するための第９の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、データ通信装置３Ｈを用いた点で、このデータ通信装置３Ｈは、従来と同様の無線機等のデータ通信装置本体１０２と、このデータ通信装置本体１０２内に設けられた、測距を行うための既知の信号を変調して送信する機能を有する送信部１０３と、測距信号を復調する機能を有する受信部１０４と、受信機としての既知の信号と位相を同期させた状態で、位相差をクロックで計測して、距離を計測する距離計測部１０５と、前記送信部１０３、受信部１０４および距離計測部１０５を制御するためのクロック信号を発生するクロック回路１０６とで構成されている。
The ninth embodiment for carrying out the present invention shown in FIGS. 19 to 23 is mainly different from the first embodiment for carrying out the present invention in that a
上記構成のデータ通信装置３Ｈでは、少なくとも２台以上のデータ通信装置３Ｈ、３Ｈを使用する。ここで、図２０および図２１に示す測距信号の送受信のタイミングを参照して、測距信号の処理方法を説明する。
まず、［１］のタイミングで、Ａのデータ通信装置３ＨからＢのデータ通信装置３Ｈへ測距に利用する信号を送信する。次に[２]のタイミングで、Ｂのデータ通信装置３Ｈは信号を受信する。また、[３]のタイミングで、Ｂのデータ通信装置３Ｈは、信号を受信した[２]の位置情報をＡのデータ通信装置３Ｈに送信する。さらに、[４]のタイミングで、Ａのデータ通信装置３Ｈは、[２]の位置情報である信号を受信する。 すなわち、本実施例のデータ通信方法において、上記説明をさらに詳述すると、まず、信号を送受信することができるデータ通信装置３Ｈの一方のデータ通信装置３Ｈの送信部１０３から、測距を行うための既知の信号を変調して送信する第１の送信工程１０７と、この第１の送信工程１０７で送信された測距信号を、他方のデータ通信装置３Ｈの受信部１０４で復調する第１の受信工程１０８と、この第１の受信工程１０８で受信した時点の位置情報を、前記他方のデータ通信装置３Ｈの送信部１０３より送信する第２の送信工程１０９と、この第２の送信工程１０９で送信された測距信号を、前記一方のデータ通信装置１の受信部１０４で受信する第２の受信工程１１０と、この第２の受信工程１１０と第２の送信工程１０９で送受信された伝送時間と、前記第１の受信工程１０８と第１の送信工程１０７で送受信された伝送時間とを関連させ、受信機としての既知の信号と位相を同期させた状態で位相差をクロックで計測して、距離を計測する計測工程１１１とを備えている。
In the
First, at the timing of [1], a signal used for ranging is transmitted from the A
図２０に示す送受信タイミングで、両データ通信装置が信号の送受信をする関係において、例えば、[２]の受信時間の位置情報をＲＶ２と定義し、[４]の受信時間の位置情報をＲＶ４と定義する。また、伝送時間をＴ、各データ通信装置のクロックの位相差をＤとし、各データ通信装置のクロック誤差による伝送時間の測定誤差をΔＴ１およびΔＴ２とすると、以下のような関係式を導き出すことができる。
ここで、図２１は、上記関係式において伝播時間の一例の説明図である。図において、例えば位相差Dは１２０ｎｓ、ＲＶ２は８０ｎｓ、ＲＶ４は３２０ｎｓとすれば（ただし、測定誤差△T１、△T２は無視する）、
ＲＶ２＝８０ｎｓ＝２００ｎｓ−１２０ｎｓ
ＲＶ４＝３２０ｎｓ＝１２０ｎｓ＋２００ｎｓ
であり、上記関係式によって伝播時間Ｔは、
（ＲＶ２＋ＲＶ４）／２
により、
（８０ｎｓ＋３２０ｎｓ）／２＝２００ｎｓ
と求めることができる。
In the relationship in which both data communication apparatuses transmit and receive signals at the transmission / reception timing shown in FIG. 20, for example, the position information of the reception time of [2] is defined as RV2, and the position information of the reception time of [4] is RV4. Define. Also, assuming that the transmission time is T, the phase difference of the clock of each data communication device is D, and the measurement error of the transmission time due to the clock error of each data communication device is ΔT1 and ΔT2, the following relational expression can be derived. it can.
Here, FIG. 21 is an explanatory diagram of an example of propagation time in the above relational expression. In the figure, for example, if the phase difference D is 120 ns, RV2 is 80 ns, and RV4 is 320 ns (however, the measurement errors ΔT1 and ΔT2 are ignored).
RV2 = 80ns = 200ns-120ns
RV4 = 320ns = 120ns + 200ns
And the propagation time T is given by the above relational expression.
(RV2 + RV4) / 2
By
(80ns + 320ns) / 2 = 200ns
It can be asked.
したがって、上記関係式を考慮すると、非同期によるＤが相殺され、誤差Ｄの影響がなくなるとともに、ＲＶ２およびＲＶ４の情報より、伝播時間Ｔを求めることができる。また、誤差要因であるクロックの誤差の影響も低減できる。この状況下で、電波の伝送速度Ｖは既知であるため、距離を正確に計測し、求めることができる。
なお、本実施例のデータ通信装置３Ｈは、例えば図２３に示すように、移動している乗用車や航空機等に１台ずつ設置し、互いの距離を双方向で正確に計測することができる。
Therefore, when the above relational expression is taken into consideration, the asynchronous D is canceled, the influence of the error D is eliminated, and the propagation time T can be obtained from the information of RV2 and RV4. In addition, the influence of a clock error, which is an error factor, can be reduced. Under this circumstance, since the transmission speed V of the radio wave is known, the distance can be accurately measured and obtained.
Note that, for example, as shown in FIG. 23, the
図２４に示す本発明を実施するための第１０の形態において、前記本発明を実施するための第９の形態と主に異なる点は、測距信号を復調する機能および受信機としての既知の信号と位相を同期させた状態で、位相差をクロックで計測して、距離を計測する機能を有する受信部１０４Ａを用いた点で、このように構成されたデータ通信装置３Ｉにしても前記本発明を実施するための第９の形態と同様な作用効果が得られる。 The tenth embodiment for carrying out the present invention shown in FIG. 24 is mainly different from the ninth embodiment for carrying out the present invention in that it has a function of demodulating a ranging signal and a known receiver. The data communication device 3I configured in this way is used in the data communication device 3I configured as described above in that the phase difference is measured with a clock while the signal and the phase are synchronized, and the distance is measured. The same effect as that of the ninth embodiment for carrying out the invention can be obtained.
図２５に示す本発明を実施するための第１１の形態において、前記本発明を実施するための第９の形態と主に異なる点は、一方のデータ通信装置本体１１２と、このデータ通信装置本体１１２内に設けられた、測距を行うための信号を送信する機能を有する送信部１０３、この送信部１０３に接続され、該送信部１０３を制御するためのクロック信号を発生するクロック回路１０６とからなる一方のデータ通信装置１１３と、この一方のデータ通信装置１１３と関連する他方のデータ通信装置本体１１４と、この他方のデータ通信装置本体１１４内に設けられた、前記一方のデータ通信装置１１３の送信部３からの測距信号を復調する機能を有する受信部１０４、受信機としての既知の信号と位相を同期させた状態で、位相差をクロックで計測して、距離を計測する距離計測部１０５、前記受信部１０４および距離計測部１０５を制御するためのクロック信号を発生するクロック回路１０６とからなる他方のデータ通信装置１１５とを用いた点で、このように構成されたデータ通信装置３Ｊにすることにより、前記本発明を実施するための第９の形態と同様な作用効果が得られる。
The eleventh mode for carrying out the present invention shown in FIG. 25 is mainly different from the ninth mode for carrying out the present invention in that one data communication device
なお、前記本発明の異なる実施の形態では主に第１の実施の形態を基にして説明したが、本発明はこれに限らず、各実施の形態に使用された構成を組み合わせて使用しても同様な作用効果が得られる。 Although the different embodiments of the present invention have been described mainly based on the first embodiment, the present invention is not limited to this, and the configurations used in the embodiments are used in combination. The same effect can be obtained.
本発明はデータ通信装置および方法を製造、使用、販売する産業等で利用される。 The present invention is used in industries that manufacture, use, and sell data communication apparatuses and methods.
１：ＯＦＤＭ変調無線送信機、 ２：ＯＦＤＭ変調無線受信機、
３、３Ａ〜３Ｊ：データ通信装置、 ４：１次変調手段、
５：１次変調工程、 ６：ＯＦＤＭ変調手段、
７：変調工程、 ８、８Ａ：送信手段、
９、９Ａ：送信工程、 １０：受信手段、
１１：受信工程、 １２、１２Ａ、１２Ｂ：復調手段、
１３、１３Ａ、１３Ｂ：復調工程、 １５、１５Ａ、１５Ｂ：位相検出手段、
１６、１６Ａ、１６Ｂ：位相検出工程、１７：１次復調手段、
１８：１次復調工程、 １９：送信側測距装置本体、
２０：受信側測距装置本体、 ２１：ＯＦＤＭ変調無線送信機、
２２：ＯＦＤＭ変調無線受信機、 １０２：データ通信装置本体、
１０３：送信部、 １０４、１０４Ａ：受信部、
１０５：距離計測部、 １０６クロック回路：、
１０７、第１の送信工程、 １０８：第１の受信工程、
１０９：第２の送信工程、 １１０：第２の受信工程、
１１１：計測工程、 １１２：一方のデータ通信装置本体、
１１３：一方のデータ通信装置、 １１４：他方のデータ通信装置本体、
１１５：他方のデータ通信装置 Ｐ：周期波形発生工程、
Ｑ：周期波形発生工程。
1: OFDM modulated radio transmitter, 2: OFDM modulated radio receiver,
3, 3A-3J: data communication device, 4: 1 primary modulation means,
5: primary modulation step, 6: OFDM modulation means,
7: modulation step, 8, 8A: transmission means,
9, 9A: transmission step, 10: receiving means,
11: reception process, 12, 12A, 12B: demodulation means,
13, 13A, 13B: demodulation step, 15, 15A, 15B: phase detection means,
16, 16A, 16B: phase detection step, 17: 1 primary demodulation means,
18: primary demodulation process, 19: transmission-side distance measuring device main body,
20: Receiver-side distance measuring device main body, 21: OFDM modulation radio transmitter,
22: OFDM modulation radio receiver, 102: data communication apparatus main body,
103: transmission unit, 104, 104A: reception unit,
105: distance measuring unit, 106 clock circuit:
107, first transmission step 108: first reception step,
109: second transmission step, 110: second reception step,
111: Measurement process, 112: One data communication device main body,
113: One data communication device, 114: The other data communication device body,
115: The other data communication device P: Periodic waveform generation step,
Q: Periodic waveform generation process.
Claims (18)
A first transmission step of modulating and transmitting a known signal for distance measurement from a transmission unit of one of the data communication devices capable of transmitting and receiving a signal, and transmitted in this transmission step A first receiving step of demodulating the ranging signal by the receiving unit of the other data communication device, and a second receiving step of transmitting the position information at the time of reception in this receiving step from the transmitting unit of the other data communication device. A transmission step, a second reception step in which the distance measurement signal transmitted in the second transmission step is received by the reception unit of the one data communication device, and the second reception step and the second transmission step. The transmission time transmitted / received in step 1 is related to the transmission time transmitted / received in the first reception step and the first transmission step, and the phase difference is clocked in a state in which the phase is synchronized with a known signal as a receiver. And measuring process to measure the distance and Data communication method, characterized in that it comprises.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004231187A JP2006038819A (en) | 2004-06-25 | 2004-08-06 | Data communications device and method |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004188459 | 2004-06-25 | ||
| JP2004231187A JP2006038819A (en) | 2004-06-25 | 2004-08-06 | Data communications device and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006038819A true JP2006038819A (en) | 2006-02-09 |
Family
ID=35903951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004231187A Pending JP2006038819A (en) | 2004-06-25 | 2004-08-06 | Data communications device and method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006038819A (en) |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07221675A (en) * | 1993-12-08 | 1995-08-18 | Katsuyoshi Azeyanagi | Rearrangement spread type communication system |
| JPH08179036A (en) * | 1994-12-20 | 1996-07-12 | Honda Motor Co Ltd | Radar device |
| JPH09298523A (en) * | 1996-05-08 | 1997-11-18 | Mitsubishi Electric Corp | Digital broadcast receiver |
| JPH11252631A (en) * | 1998-03-05 | 1999-09-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method and device for detecting distance |
| JPH11287852A (en) * | 1998-03-31 | 1999-10-19 | Omron Corp | Radar, signal processing method for radar, communicating method for radar and recording medium |
| JP2000162317A (en) * | 1998-11-27 | 2000-06-16 | Furuno Electric Co Ltd | Measurement method for doppler frequency and doppler sonar |
| JP2002300131A (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Device having circuit for analyzing delay profile of received signal of orthogonal frequency division multiplex modulation system |
| JP2004023416A (en) * | 2002-06-17 | 2004-01-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Directivity forming apparatus and method therefor |
| JP2005065070A (en) * | 2003-08-19 | 2005-03-10 | Sony Corp | Propagation path property estimation system and propagation path property estimation method, as well as communication apparatus and communication method |
| JP2005065072A (en) * | 2003-08-19 | 2005-03-10 | Sony Corp | Receiving system and its method |
| JP2005123926A (en) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Sony Corp | Transmitter and transmitting method |
| JP2006020274A (en) * | 2004-06-02 | 2006-01-19 | Advanced Telecommunication Research Institute International | Communication system |
| JP2006042201A (en) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Advanced Telecommunication Research Institute International | Distance measurement system, distance measuring method and communication equipment |
-
2004
- 2004-08-06 JP JP2004231187A patent/JP2006038819A/en active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07221675A (en) * | 1993-12-08 | 1995-08-18 | Katsuyoshi Azeyanagi | Rearrangement spread type communication system |
| JPH08179036A (en) * | 1994-12-20 | 1996-07-12 | Honda Motor Co Ltd | Radar device |
| JPH09298523A (en) * | 1996-05-08 | 1997-11-18 | Mitsubishi Electric Corp | Digital broadcast receiver |
| JPH11252631A (en) * | 1998-03-05 | 1999-09-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method and device for detecting distance |
| JPH11287852A (en) * | 1998-03-31 | 1999-10-19 | Omron Corp | Radar, signal processing method for radar, communicating method for radar and recording medium |
| JP2000162317A (en) * | 1998-11-27 | 2000-06-16 | Furuno Electric Co Ltd | Measurement method for doppler frequency and doppler sonar |
| JP2002300131A (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Device having circuit for analyzing delay profile of received signal of orthogonal frequency division multiplex modulation system |
| JP2004023416A (en) * | 2002-06-17 | 2004-01-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Directivity forming apparatus and method therefor |
| JP2005065070A (en) * | 2003-08-19 | 2005-03-10 | Sony Corp | Propagation path property estimation system and propagation path property estimation method, as well as communication apparatus and communication method |
| JP2005065072A (en) * | 2003-08-19 | 2005-03-10 | Sony Corp | Receiving system and its method |
| JP2005123926A (en) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Sony Corp | Transmitter and transmitting method |
| JP2006020274A (en) * | 2004-06-02 | 2006-01-19 | Advanced Telecommunication Research Institute International | Communication system |
| JP2006042201A (en) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Advanced Telecommunication Research Institute International | Distance measurement system, distance measuring method and communication equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhao et al. | OFDMA-enabled Wi-Fi backscatter | |
| US9001905B2 (en) | Distance estimation | |
| US8634453B2 (en) | Frame and carrier synchronization for unbursted packetized transmissions using constant-amplitude continuous-phase frequency-modulation | |
| EP1763164B1 (en) | Receiver, frequency deviation measuring unit and positioning and ranging system | |
| KR20200064004A (en) | Method and device for measuring time of arrival and angle of arrival using narrowband signals | |
| Abrudan et al. | Time synchronization and ranging in OFDM systems using time-reversal | |
| US8072383B1 (en) | Navigation and position determination with a multicarrier modulation signal of opportunity | |
| WO2009038269A1 (en) | System for channel sounding of broadband single carrier mobile communications and method thereof | |
| JP2006349515A (en) | System and method for measuring displacement | |
| CN109067680B (en) | Carrier frequency offset estimation method and device of baseband signal | |
| JPWO2006038569A1 (en) | Broadcast signal time measuring device, transmitter and relay device using the time measuring device, and delay time measuring device | |
| US9001933B2 (en) | Receiving apparatus and method in smart utility network communication system | |
| CN101212439A (en) | Band limit frame synchronization sequence generation and detection device and method | |
| Tong et al. | De-spreading over the air: long-range ctc for diverse receivers with lora | |
| US7623561B2 (en) | Channel characteristics estimation system, channel characteristics estimation method, communication apparatus, and communication method | |
| JP2006038819A (en) | Data communications device and method | |
| CN106604386B (en) | Method and device for generating positioning signal and positioning base station system | |
| Winkler et al. | A 60 GHz OFDM indoor localization system based on DTDOA | |
| JP2011188316A (en) | Frequency hopping radio communication device and frequency hopping method of the same, and transmitter and receiver | |
| CN101083508B (en) | OFDM modulation system performance test method based on low peak-valley ratio sequence transmission | |
| KR20150004497A (en) | Apparatus and method for transmitting of tag and apparatus for receiving of reader | |
| US8842790B2 (en) | Methods and systems to synchronize network nodes | |
| CN101873293A (en) | Non-sinusoidal time domain orthogonal demodulation signal synchronization method | |
| JPH0856242A (en) | Bit error rate measurement device for digital modulation signal | |
| Huan et al. | Software-defined system integrated communications based on active phased array radar |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060905 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070116 |