JP2006186551A - 無線装置、それを用いた無線通信システムおよびそれにおける距離／位置決定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の無線装置と新たに追加された無線装置との間の複数の通信距離または複数の無線装置に対する新たに追加された無線装置の位置を決定する無線装置を提供する。
【解決手段】 ビーコンフレームが無線装置１０から無線装置２０，３０，４０へ伝搬する伝搬時間と、ビーコンフレームが無線装置１０から無線装置５０へ伝搬する伝搬時間との差である３個の時間差が演算される。また、３個の無線装置２０，３０，４０が無線装置１０からビーコンフレームを受信してからデータフレームを無線装置５０から受信するまでの３個の時間長が検出される。そして、３個の時間差と、３個の時間長と、無線装置５０における応答時間とに基づいて、無線装置５０と、３個の無線装置２０，３０，４０との間の３個の通信距離ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４が決定される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、無線装置、それを用いた無線通信システムおよびそれにおける距離／位置決定方法に関し、特に、複数の無線装置と１つの無線装置との間の複数の通信距離および複数の無線装置に対する１つの無線装置の位置を決定する無線装置、それを用いた無線通信システムおよびそれにおける距離／位置決定方法に関するものである。

従来の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおいては、物理層のプロトコルとしてＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多重接続）方式が用いられ、データリンク層における媒体アクセス制御方式としてＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式が用いられている。

このＣＳＭＡ／ＣＡ方式は、他の端末がパケットを送信中であるか否か、自分宛てのパケットが送信されているか否かを常に監視することにより通信の衝突を回避する方式である（非特許文献１）。即ち、各端末は、ネットワークが一定時間以上継続して空いていることを確認した後、データを送信する。

このように、従来の無線ＬＡＮシステムにおいては、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いてデータの通信が行なわれている。
小泉著，「図解でわかるデータ通信のすべて」，株式会社日本実業出版社，１９９９年１１月２０日，ｐ．２７２．

しかし、従来の無線ＬＡＮシステムにおいては、複数の無線装置からなり、複数の無線装置間で相互に無線通信を行なっている無線通信システムに新たな無線装置が入って来た場合、複数の無線装置と新たな無線装置との間の複数の通信距離を決定することができないという問題があった。また、複数の無線装置に対する新たな無線装置の位置を決定することができないという問題があった。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の無線装置と新たに追加された無線装置との間の複数の通信距離または複数の無線装置に対する新たに追加された無線装置の位置を決定する無線装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、複数の無線装置と新たに追加された無線装置との間の複数の通信距離または複数の無線装置に対する新たに追加された無線装置の位置を決定する無線通信システムを提供することである。

更に、この発明の別の目的は、複数の無線装置と新たに追加された無線装置との間の複数の通信距離または複数の無線装置に対する新たに追加された無線装置の位置を決定する距離／位置決定方法を提供することである。

この発明によれば、無線装置は、複数の無線装置に割当てられた複数の通信時間帯を含む第１のフレームを送信する親機と、第１のフレームを親機から受信するｎ（ｎは正の整数）個の観測機と、第１のフレームを前記親機から受信し、かつ、自己に割当てられた通信時間帯に同期して第２のフレームを送信する被観測機とからなる無線ネットワークにおいてｎ個の観測機と被観測機との間のｎ個の第１の通信距離を決定する無線装置であって、決定手段を備える。決定手段は、第１のフレームが被観測機およびｎ個の観測機へ伝搬するときの被観測機とｎ個の観測機の各々との間の伝搬時間の差を示すｎ個の時間差と、各々がｎ個の観測機の各々における第１のフレームの受信タイミングと第２のフレームの受信タイミングとの間の時間長からなるｎ個の時間長と、被観測機が第１のフレームを受信してから第２のフレームを送信するまでの応答時間とに基づいて、第２のフレームが被観測機からｎ個の観測機へそれぞれ伝搬するｎ個の第１の伝搬時間を演算し、その演算したｎ個の第１の伝搬時間に基づいてｎ個の第１の通信距離を決定する。

好ましくは、決定手段は、親機に備えられる。

好ましくは、無線装置は、受信手段と、演算手段とを更に備える。受信手段は、ｎ個の時間長をｎ個の観測機から受信する。演算手段は、親機が第１のフレームを被観測機へ送信してから第２のフレームを被観測機から受信するまでの往復時間と、応答時間とに基づいて、第１および第２のフレームが親機と被観測機との間を伝搬する第２の伝搬時間を演算し、その演算した第２の伝搬時間と、第１のフレームが親機からそれぞれｎ個の観測機へ伝搬するｎ個の第３の伝搬時間とに基づいて、ｎ個の時間差を演算する。そして、決定手段は、受信手段により受信されたｎ個の時間長と、演算手段により演算されたｎ個の時間差と、応答時間とに基づいて、ｎ個の第１の伝搬時間を演算する。

好ましくは、決定手段は、ｎ個の観測機のいずれか１つの観測機に備えられる。

好ましくは、無線装置は、受信手段と、検出手段と、演算手段とを更に備える。受信手段は、ｎ−１（ｎは２以上の整数）個の時間長をｎ−１個の観測機から受信し、かつ、親機が第１のフレームを被観測機へ送信してから第２のフレームを被観測機から受信するまでの往復時間を親機から受信する。検出手段は、当該無線装置における第１のフレームの受信タイミングと第２のフレームの受信タイミングとの間の時間長を検出する。演算手段は、応答時間と受信手段により受信された往復時間とに基づいて、第１および第２のフレームが親機と被観測機との間を伝搬する第２の伝搬時間を演算し、その演算した第２の伝搬時間と、第１のフレームが親機からそれぞれｎ個の観測機へ伝搬するｎ個の第３の伝搬時間とに基づいて、ｎ個の時間差を演算する。そして、決定手段は、検出手段により検出された時間長と、受信手段により受信されたｎ−１個の時間長と、演算手段により演算されたｎ個の時間差と、応答時間とに基づいて、ｎ個の第１の伝搬時間を演算する。

好ましくは、決定手段は、被観測機に備えられる。

好ましくは、無線装置は、受信手段と、演算手段とを更に備える。受信手段は、ｎ個の時間長をｎ個の観測機から受信し、かつ、親機が第１のフレームを被観測機へ送信してから第２のフレームを被観測機から受信するまでの往復時間を親機から受信する。演算手段は、応答時間と受信手段により受信された往復時間とに基づいて、第１および第２のフレームが親機と被観測機との間を伝搬する第２の伝搬時間を演算し、その演算した第２の伝搬時間と、第１のフレームが親機からそれぞれｎ個の観測機へ伝搬するｎ個の第３の伝搬時間とに基づいて、ｎ個の時間差を演算する。そして、決定手段は、受信手段により受信されたｎ個の時間長と、演算手段により演算されたｎ個の時間差と、応答時間とに基づいて、ｎ個の第１の伝搬時間を演算する。

好ましくは、決定手段は、親機とｎ個の観測機との間のｎ個の第２の通信距離を保持しており、往復時間に基づいて親機と被観測機との第３の通信距離を決定し、その決定した第３の通信距離と、保持しているｎ個の第２の通信距離と、決定したｎ個の第１の通信距離とに基づいて、親機およびｎ個の観測機に対する被観測機の位置を更に決定する。

また、この発明によれば、無線通信システムは、親機と、ｎ（ｎは正の整数）個の観測機と、被観測機と、決定装置とを備える。親機は、複数の無線装置に割当てられた複数の通信時間帯を含む第１のフレームを送信する。ｎ個の観測機は、第１のフレームを親機から受信する。被観測機は、第１のフレームを親機から受信し、かつ、自己に割当てられた通信時間帯に同期して第２のフレームを送信する。決定手段は、ｎ個の観測機と被観測機との間のｎ個の第１の通信距離を決定する。そして、決定装置は、第１のフレームが被観測機およびｎ個の観測機へ伝搬するときの被観測機とｎ個の観測機の各々との間の伝搬時間の差を示すｎ個の時間差と、各々がｎ個の観測機の各々における第１のフレームの受信タイミングと第２のフレームの受信タイミングとの間の時間長からなるｎ個の時間長と、被観測機が第１のフレームを受信してから第２のフレームを送信するまでの応答時間とに基づいて、第２のフレームが被観測機からｎ個の観測機へそれぞれ伝搬するｎ個の第１の伝搬時間を演算し、その演算したｎ個の第１の伝搬時間に基づいてｎ個の第１の通信距離を決定する。

好ましくは、決定装置は、親機、観測機および被観測機のいずれかに搭載される。

好ましくは、決定装置は、親機とｎ個の観測機との間のｎ個の第２の通信距離を保持しており、往復時間に基づいて親機と被観測機との第３の通信距離を決定し、その決定した第３の通信距離と、保持しているｎ個の第２の通信距離と、決定したｎ個の第１の通信距離とに基づいて、親機およびｎ個の観測機に対する被観測機の位置を更に決定する。

更に、この発明によれば、距離／位置決定方法は、複数の無線装置に割当てられた複数の通信時間帯を含む第１のフレームを送信する親機と、第１のフレームを親機から受信するｎ（ｎは正の整数）個の観測機と、第１のフレームを親機から受信し、かつ、自己に割当てられた通信時間帯に同期して第２のフレームを送信する被観測機とからなる無線ネットワークにおいてｎ個の観測機と被観測機との間のｎ個の第１の通信距離を決定する距離／位置決定方法であって、第１のフレームが被観測機およびｎ個の観測機へ伝搬するときの被観測機とｎ個の観測機の各々との間の伝搬時間の差を示すｎ個の時間差を演算する第１のステップと、各々がｎ個の観測機の各々における第１のフレームの受信タイミングと第２のフレームの受信タイミングとの間の時間長からなるｎ個の時間長を検出する第２のステップと、被観測機が第１のフレームを受信してから前記第２のフレームを送信するまでの応答時間を検出する第３のステップと、ｎ個の時間差と、ｎ個の時間長と、応答時間とに基づいて、第２のフレームが被観測機からｎ個の観測機へそれぞれ伝搬するｎ個の第１の伝搬時間を演算し、その演算したｎ個の第１の伝搬時間に基づいてｎ個の第１の通信距離を決定する第４のステップとを含む。

好ましくは、距離／位置決定方法は、往復時間に基づいて親機と被観測機との第２の通信距離を決定する第５のステップと、決定された第２の通信距離と、親機とｎ個の観測機との間のｎ個の第３の通信距離と、決定されたｎ個の第１の通信距離とに基づいて、親機および前ｎ個の観測機に対する被観測機の位置を決定する第６のステップとを更に含む。

この発明においては、第１のフレームが親機からｎ個の観測機へ伝搬する伝搬時間と、第１のフレームが親機から被観測機へ伝搬する伝搬時間との差であるｎ個の時間差が演算される。また、ｎ個の観測機が親機から第１のフレームを受信してから第２のフレームを被観測機から受信するまでのｎ個の時間長が検出される。そして、ｎ個の時間差と、ｎ個の時間長と、被観測機における応答時間とに基づいて、被観測機と、ｎ個の観測機との間のｎ個の通信距離が決定される。また、ｎ個の通信距離と、親機と被観測機との間の通信距離とを用いて、親機およびｎ個の観測機に対する被観測機の位置が決定される。

従って、この発明によれば、新たに追加された被観測機と、親機およびｎ個の観測機（複数の無線装置）との間の複数の通信距離を決定できる。また、親機およびｎ個の観測機（複数の無線装置）に対する新たに追加された被観測機の位置を決定できる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による無線通信システムの概略ブロック図である。この発明の実施の形態による無線通信システム１００は、無線装置１０，２０，３０，４０，５０からなる。無線装置１０，２０，３０，４０，５０は、それぞれ、オムニパターンからなるビームを放射するアンテナ１〜５を備える。

無線装置１０は、コーディネータ（親機）として機能する。そして、無線装置１０は、アンテナ１を介してビーコンフレームを定期的に無線装置２０，３０，４０，５０へ送信する。ビーコンフレームについては、後述する。

無線装置２０，３０，４０は、観測機（Ｏｂｓｅｒｖｅｒ；Ｏ_１，Ｏ_２，Ｏ_３）として機能する。そして、無線装置２０，３０，４０は、それぞれ、アンテナ２〜４を介して、無線装置１０からのビーコンフレームを受信するとともに、無線装置５０からのデータフレームを受信する。

無線装置５０は、被観測機として機能する。そして、無線装置５０は、アンテナ５を介して、無線装置１０からのビーコンフレームを受信し、ビーコンフレームの受信後、一定時間経過後にデータフレームを無線装置１０，２０，３０，４０へ送信する。

無線通信システム１００においては、無線装置１０，２０，３０，４０は、相互に無線通信を行なっており、無線装置１０と無線装置２０，３０，４０との間の通信距離ｄ_Ｃ１，ｄ_Ｃ２，ｄ_Ｃ３および無線装置１０に対する無線装置２０，３０，４０の位置は、既知である。

そして、この発明においては、無線装置１０，２０，３０，４０が相互に無線通信を行なっている状況において、無線装置５０が新たなに追加された場合に、無線装置１０，２０，３０，４０と無線装置５０との間の通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４および無線装置１０，２０，３０，４０に対する無線装置５０の位置を決定する。

図２は、図１に示す無線装置１０の構成を示す概略ブロック図である。無線装置１０は、スイッチ１１，１８，２２，２４と、受信アンプ１２と、送信アンプ１３と、受信ミキサ１４と、送信ミキサ１５と、復調回路１６と、変調回路１７と、ビーコン受信同期用局部発振器１９と、一般受信用局部発振器２１と、ビーコン動作用水晶発振器／逓倍器２３と、ビーコンフレーム／一般フレーム間時間計測器２５と、クロック／時間スロット生成器２７と、通信コントローラ２７とを含む。

スイッチ１１は、アンテナ１に接続され、通信コントローラ２７からの切換信号ＥＸ１によって端子１１Ａまたは端子１１Ｂに接続される。切換信号ＥＸ１は、Ｈ（論理ハイ）レベルまたはＬ（論理ロー）レベルからなる。スイッチ１１は、Ｈレベルの切換信号ＥＸ１を受けると、端子１１Ａに接続され、Ｌレベルの切換信号ＥＸ１を受けると、端子１１Ｂに接続される。

そして、スイッチ１１は、アンテナ１からの受信信号を端子１１Ａを介して受信アンプ１２へ出力する。また、スイッチ１１は、送信アンプ１３からの送信信号を端子１１Ｂを介して受け、その受けた送信信号をアンテナ１へ出力する。

受信アンプ１２は、スイッチ１１を介してアンテナ１から受けた受信信号を所定のレベルに増幅し、その増幅した受信信号を受信ミキサ１４へ出力する。

送信アンプ１３は、送信ミキサ１５からの送信信号を所定のレベルに増幅し、その増幅した送信信号をスイッチ１１を介してアンテナ１へ出力する。

受信ミキサ１４は、スイッチ１８を介して搬送周波数ｆ１またはｆ２を受け、受信アンプ１２から受けた受信信号の周波数を搬送周波数ｆ１またはｆ２に変換する。そして、受信ミキサ１４は、搬送周波数ｆ１またはｆ２に変換した受信信号を復調回路１６へ出力する。

送信ミキサ１５は、スイッチ２４を介して搬送周波数ｆ１またはｆ３を受け、変調回路１７から受けた変調信号の周波数を搬送周波数ｆ１またはｆ３に変換して送信信号を生成する。そして、受信ミキサ１５は、搬送周波数ｆ１またはｆ３に変換した送信信号を送信アンプ１３へ出力する。

復調回路１６は、受信ミキサ１４からの受信信号を復調してビーコンフレームＢＣＦまたは一般のデータフレームＤＦを生成する。そして、復調回路１６は、復調したビーコンフレームＢＣＦまたはデータフレームＤＦを通信コントローラ２７へ出力する。また、復調回路１６は、受信同調ずれを補正するためのＶｃｏ信号Ｖｃをスイッチ２２へ出力する。更に、復調回路１６は、フレームの開始を示す信号ＩＮＩとフレームの終了を示す信号ＦＩＮとをビーコンフレーム／一般フレーム間時間計測器２５へ出力する。更に、復調回路１６は、受信信号を復調した際の位相偏差Δθを検出し、その検出した位相偏差Δθを通信コントローラ２７へ出力する。

変調回路１７は、通信コントローラ２７から送信データを受け、その受けた送信データを所定の方式、例えば、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）方式によって変調し、その変調した変調信号を送信ミキサ１５へ出力する。

スイッチ１８は、ビーコン受信同期用局部発振器１９および一般受信用局部発振器２１と、受信ミキサ１４との間に接続される。そして、スイッチ１８は、通信コントローラ２７から切換信号ＥＸ２を受ける。切換信号ＥＸ２は、ＨレベルまたはＬレベルからなる。スイッチ１８は、Ｈレベルの切換信号ＥＸ２を受けると、端子１８Ａに接続され、Ｌレベルの切換信号ＥＸ２を受けると、端子１８Ｂに接続される。

スイッチ１８は、端子１８Ａに接続されると、ビーコン受信同期用局部発振器１９からの搬送周波数ｆ１を受信ミキサ１４へ出力する。また、スイッチ１８は、端子１８Ｂに接続されると、一般受信用局部発振器２１からの搬送周波数ｆ２を受信ミキサ１４へ出力する。

ビーコン受信同期用局部発振器１９は、スイッチ２２を介して復調回路１６からＶｃｏ信号Ｖｃを受け、その受けたＶｃｏ信号Ｖｃに基づいて、ビーコンを送信した無線装置の搬送周波数ｆ１を再生する。そして、ビーコン受信同期用局部発振器１９は、その再生した搬送周波数ｆ１を保持するとともに、スイッチ１８の端子１８Ａおよびスイッチ２４の端子２４Ｂへ搬送周波数ｆ１を出力する。

なお、搬送周波数ｆ１は、時間計測の基準および変調信号を生成する際の周波数の基準として用いられる。

一般受信用局部発振器２１は、スイッチ２２を介して復調回路１６からＶｃｏ信号Ｖｃを受け、その受けたＶｃｏ信号Ｖｃを受信する際の搬送周波数ｆ２を再生する。そして、一般受信用局部発振器２１は、その再生した搬送周波数ｆ２を保持するとともに、スイッチ１８の端子１８Ｂへ搬送周波数ｆ２を出力する。

スイッチ２２は、ビーコン受信同期用局部発振器１９および一般受信用局部発振器２１と、復調回路１６との間に接続される。そして、スイッチ２２は、通信コントローラ２７から切換信号ＥＸ３を受ける。切換信号ＥＸ３は、ＨレベルまたはＬレベルからなる。スイッチ２２は、Ｈレベルの切換信号ＥＸ３を受けると、端子２２Ａに接続され、Ｌレベルの切換信号ＥＸ３を受けると、端子２２Ｂに接続される。

スイッチ２２は、端子２２Ａに接続されると、Ｖｃｏ信号Ｖｃをビーコン受信同期用局部発振器１９へ出力する。また、スイッチ２２は、端子２２Ｂに接続されると、Ｖｃｏ信号Ｖｃを一般受信用局部発振器２１へ出力する。

ビーコン動作用水晶発振器／逓倍器２３は、無線装置１０がビーコン送信機として動作する場合の基準となる発振器であり、逓倍器によって基準となる送信周波数の搬送周波数ｆ３を生成する。そして、ビーコン動作用水晶発振器／逓倍器２３は、その生成した搬送周波数ｆ３をスイッチ２４の端子２４Ａへ出力する。

スイッチ２４は、ビーコン受信同期用局部発振器１９およびビーコン動作用水晶発振器／逓倍器２３と、送信ミキサ１５およびビーコンフレーム／一般フレーム間時間計測器２５との間に接続される。そして、スイッチ２４は、通信コントローラ２７から切換信号ＥＸ４を受ける。切換信号ＥＸ４は、ＨレベルまたはＬレベルからなる。スイッチ２４は、Ｈレベルの切換信号ＥＸ４を受けると、端子２４Ａに接続され、Ｌレベルの切換信号ＥＸ４を受けると、端子２４Ｂに接続される。

スイッチ２４は、端子２４Ａに接続されると、搬送周波数ｆ３を送信ミキサ１５、ビーコンフレーム／一般フレーム間時間計測器２５およびクロック／時間スロット生成器２６へ出力する。また、スイッチ２４は、端子２４Ｂに接続されると、搬送周波数ｆ１を送信ミキサ１５、ビーコンフレーム／一般フレーム間時間計測器２５およびクロック／時間スロット生成器２６へ出力する。

ビーコンフレーム／一般フレーム間時間計測器２５は、信号ＩＮＩ，ＦＩＮおよび搬送周波数ｆ１またはｆ３に基づいて、搬送周波数ｆ１またはｆ３を有する周期信号の成分をカウントし、そのカウント数を通信コントローラ２７へ出力する。

クロック／時間スロット生成器２６は、通信コントローラ２７の動作クロックと、時間スロットを定める信号とを生成し、その生成した動作クロックと、時間スロットを定める信号とを通信コントローラ２７へ出力する。

通信コントローラ２７は、テーブルＴＢＬを有する。テーブルＴＢＬは、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレス、カウント数および位相偏差からなる。ＭＡＣアドレスは、通信相手のアドレスである。カウント数は、ビーコンフレーム／一般フレーム間時間計測器２５がカウントしたカウント数である。位相偏差は、復調回路１６が検出した位相偏差である。

通信コントローラ２７は、無線装置１０からビーコンフレームＢＣＦを受信し、その後、無線装置５０からデータフレームＤＦを受信すると、無線装置５０のＭＡＣアドレスをデータフレームＤＦから検出し、その検出したＭＡＣアドレスをテーブルＴＢＬのＭＡＣアドレスの欄に格納する。そして、通信コントローラ２７は、復調回路１６から位相偏差を受けると、その受けた位相偏差を無線装置５０のＭＡＣアドレスに対応する位相偏差の欄に格納し、ビーコンフレーム／一般フレーム間時間計測器２５からカウント数を受けると、その受けたカウント数を無線装置５０のＭＡＣアドレスに対応するカウント数の欄に格納する。

また、通信コントローラ２７は、テーブルＴＢＬに格納されたカウント数および位相偏差に基づいて、ビーコンフレームＢＣＦを送信してからデータフレームＤＦを受信するまでの時間長Ｔ１を演算する。

更に、通信コントローラ２７は、テーブルＴＢＬに格納されたカウント数および位相偏差に基づいて、ビーコンフレームＢＣＦを受信してからデータフレームＤＦを受信するまでの時間長Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を演算する。

更に、通信コントローラ２７は、演算した時間長Ｔ１〜Ｔ４を他の無線装置へ送信する。

更に、通信コントローラ２７は、無線装置１０と無線装置２０，３０，４０との通信距離ｄ_Ｃ１，ｄ_Ｃ２，ｄ_Ｃ３を保持しており、その保持している通信距離ｄ_Ｃ１，ｄ_Ｃ２，ｄ_Ｃ３と、時間長Ｔ１〜Ｔ４と、無線装置５０における応答時間ｔｃとに基づいて、後述する方法によって、無線装置１０，２０，３０，４０と無線装置５０との間の通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４を決定する。

また、通信コントローラ２７は、その決定した通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４を用いて、無線装置１０，２０，３０，４０に対する無線装置５０の位置を決定する。

更に、通信コントローラ２７は、ＨレベルまたはＬレベルからなる切換信号ＥＸ１〜ＥＸ４を生成する。そして、通信コントローラ２７は、切換信号ＥＸ１を端子ＥＸＴＲからスイッチ１１へ出力し、切換信号ＥＸ２，ＥＸ３を端子ＥＸＲからそれぞれスイッチ１８，２２へ出力し、切換信号ＥＸ４を端子ＭＤＥからスイッチ２４へ出力する。

更に、通信コントローラ２７は、送信データを生成し、その生成した送信データを端子ＴＤから変調回路１７へ出力する。

更に、通信コントローラ２７は、ホストインターフェースＨＳＩＦを介してホストコンピュータとデータのやり取りを行なう。

無線装置２０，３０，４０，５０の各々も、図２に示す無線装置１０と同じ構成からなる。

図３は、ビーコンフレームＢＣＦの概念図である。ビーコンフレームＢＣＦは、定期的に送信される。ビーコンフレームＢＣＦは、ヘッダＨＥＤと、複数の時間スロットＳＬ１〜ＳＬｋ（ｋは正の整数）とからなる。ヘッダＨＥＤは、各無線装置が使用する時間スロットＳＬｋを指定する指定情報を含む。

無線通信システム１００の場合、５個の無線装置１０，２０，３０，４０，５０が存在するので、ビーコンフレームＢＣＦは、５個の時間スロットＳＬ１〜ＳＬ５を含む。そして、指定情報は、時間スロットＳＬ１〜ＳＬ５をそれぞれ無線装置１０，２０，３０，４０，５０が使用する時間スロットとして指定する。

従って、無線装置１０は、ビーコンフレームＢＣＦを定期的に送信するとともに、ビーコンフレームＢＣＦを送信した後、時間スロットＳＬ１に同期してデータフレームＤＦを送信する。また、無線装置２０は、ビーコンフレームＢＣＦを無線装置１０から受信し、ビーコンフレームＢＣＦの受信後、時間スロットＳＬ２が開始されるタイミングまで待機し、時間スロットＳＬ２に同期してデータフレームＤＦを送信する。更に、無線装置３０，４０，５０は、ビーコンフレームＢＣＦを無線装置１０から受信し、ビーコンフレームＢＣＦの受信後、それぞれ、時間スロットＳＬ３〜ＳＬ５が開始されるタイミングまで待機し、それぞれ、時間スロットＳＬ３〜ＳＬ５に同期してデータフレームＤＦを送信する。

なお、時間スロットＳＬ１〜ＳＬｋの各々は、数十ｍｓｅｃの時間長を有する。

図４は、図２に示す復調回路１６が位相偏差を検出する方法を説明するための図である。無線装置１０は、ビーコンフレームＢＣＦを送信した後に、無線装置５０からデータフレームＤＦを受信し、無線装置２０，３０，４０は、無線装置１０からビーコンフレームＢＣＦを受信した後に、無線装置５０からデータフレームＤＦを受信する。

この場合、ビーコンフレームＢＣＦは、搬送周波数ｆ３で送信され、データフレームＤＦは、搬送周波数ｆ１で送信される。従って、無線装置１０，２０，３０，４０は、搬送周波数ｆ３を有するクロック信号に同期してデータフレームＤＦを受信できるとは限らず、データフレームＤＦの受信タイミングが搬送周波数ｆ３を有するクロック信号からずれる。

無線装置１０，２０，３０，４０は、無線装置５０からデータフレームＤＦを受信する。無線装置１０，２０，３０，４０の復調回路１６は、受信ミキサ１４からのデータフレームＤＦをクロック信号ＣＬＫ＿ｆ３＿１（搬送周波数ｆ３を有するクロック信号）に同期してサンプリングし、データフレームＤＦの受信開始をサンプリングタイミングＳＴ１において検出する。

データフレームＤＦは、ＱＰＳＫによって変調されたデータである。従って、搬送周波数ｆ３を有するクロック信号ＣＬＫ＿ｆ３＿１の位相が搬送周波数ｆ１を有するクロック信号ＣＬＫ＿ｆ１＿１の位相に一致している場合、データフレームＤＦの受信開始を検出するサンプリングタイミングは、データフレームＤＦの開始タイミングｔ＿ｄｓに一致する。

しかし、実際には、クロック信号ＣＬＫ＿ｆ３＿１の位相は、クロック信号ＣＬＫ＿ｆ１＿１の位相とずれているので、データフレームＤＦの開始を検出するサンプリングタイミングＳＴ１は、データフレームＤＦの開始タイミングｔ＿ｄｓに一致しない。

そこで、復調回路１６は、データフレームＤＦをｓｉｎ（ωｔ＋Δθ）によって表し、ｓｉｎ（ωｔ＋Δθ）が実際に受信したデータフレームＤＦに一致するように位相偏差Δθを決定する。これにより、復調回路１６は、位相偏差Δθを検出する。

図５は、ＱＰＳＫによって変調されたデータの信号空間図である。図５において、横軸は、位相の同相成分Ｉを表し、縦軸は、位相の直交成分Ｑを表す。クロック信号ＣＬＫ＿ｆ３＿１の位相がクロック信号ＣＬＫ＿ｆ１＿１の位相に対してずれていない場合、データフレームＤＦは、正方形１の４個の頂点に存在する成分ＳＳ１〜ＳＳ４からなる。

しかし、クロック信号ＣＬＫ＿ｆ３＿１の位相がクロック信号ＣＬＫ＿ｆ１＿１の位相に対してずれている場合、データフレームＤＦは、正方形２の４個の頂点に存在する成分ＳＳ’１〜ＳＳ’４からなる。正方形２の対角線４は、正方形１の対角線３に対してずれている。従って、横軸に対する対角線３の角度と横軸に対する対角線４の角度との差が位相偏差Δθになる。

そこで、復調回路１６は、図５に示す信号空間図を保持しており、無線装置５０から受信したデータフレームＤＦの成分を信号空間図にプロットして対角線３の角度と対角線４の角度との差を位相偏差Δθとして検出するようにしてもよい。

このように、復調回路１６は、上述した２つの方法のいずれか一方の方法により、位相偏差Δθを検出する。

無線装置１０，２０，３０，４０と無線装置５０との間の通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４を決定する方法について説明する。

無線装置１０は、ビーコンフレームＢＣＦを搬送周波数ｆ３で変調して無線装置２０，３０，４０，５０へ送信する。そして、無線装置１０は、ビーコンフレームＢＣＦを送信したタイミングと、データフレームＤＦを無線装置５０から受信したタイミングとの間の時間を計測する。

即ち、無線装置１０のビーコン動作用水晶発振器／逓倍器２３は、搬送周波数ｆ３を生成して端子２４Ａへ出力する。通信コントローラ２７は、Ｈレベルの切換信号ＥＸ４を生成して端子ＭＤＥからスイッチ２４へ出力する。

そうすると、スイッチ２４は、Ｈレベルの切換信号ＥＸ４に応じて、端子２４Ａに接続され、搬送周波数ｆ３を送信ミキサ１５、ビーコンフレーム／一般フレーム間時間計測器２５およびクロック／時間スロット生成器２６へ出力する。

そして、クロック／時間スロット生成器２６は、搬送周波数ｆ３に基づいて、通信コントローラ２７の動作クロックＣＬＫ＿ｆ３と時間スロットＳＬ１〜ＳＬ５とを生成し、その生成した動作クロックＣＬＫ＿ｆ３および時間スロットＳＬ１〜ＳＬ５を通信コントローラ２７へ出力する。更に、通信コントローラ２７は、Ｌレベルの切換信号ＥＸ１を生成して端子ＥＸＴＲからスイッチ１１へ出力する。

通信コントローラ２７は、クロック／時間スロット生成器２６からの時間スロットＳＬ１〜ＳＬ５に基づいてビーコンフレームＢＣＦを生成し、その生成したビーコンフレームＢＣＦを端子ＴＤから変調回路１７へ出力するとともに、ビーコンフレームＢＣＦを出力したタイミングに同期して、クロック／時間スロット生成器２６からの動作クロックＣＬＫ＿ｆ３の成分をカウントし、ビーコンフレームＢＣＦを出力してからの時間の計測を開始する。

そして、変調回路１７は、通信コントローラ２７からのビーコンフレームＢＣＦをＱＰＳＫ方式によって変調し、その変調したビーコンフレームＢＣＦを送信ミキサ１５へ出力する。

送信ミキサ１５は、変調されたビーコンフレームＢＣＦを変調回路１７から受け、その受けたビーコンフレームＢＣＦの周波数を搬送周波数ｆ３に変換して送信アンプ１３へ出力する。そして、送信アンプ１３は、ビーコンフレームＢＣＦを増幅して端子１１Ｂへ出力する。

スイッチ１１は、通信コントローラ２７からのＬレベルの切換信号ＥＸ１に応じて端子１１Ｂに接続され、送信アンプ１３からのビーコンフレームＢＣＦをアンテナ１へ出力する。アンテナ１は、ビーコンフレームＢＣＦを送信する。

これにより、無線装置１０は、ビーコンフレームＢＣＦを無線装置２０，３０，４０，５０へ送信する。

アンテナ１は、ビーコンフレームＢＣＦの送信後、データフレームＤＦを無線装置５０から受信する。通信コントローラ２７は、Ｈレベルの切換信号ＥＸ１を生成して端子ＥＸＴＲからスイッチ１１へ出力し、Ｌレベルの切換信号ＥＸ２，ＥＸ３を生成して端子ＥＸＲからそれぞれスイッチ１８，２２へ出力する。

スイッチ１１は、通信コントローラ２７からのＨレベルの切換信号ＥＸ１に応じて、端子１１Ａに接続され、アンテナ１から受けたデータフレームＤＦを受信アンプ１２へ出力する。

受信アンプ１２は、データフレームＤＦを増幅して受信ミキサ１４へ出力する。スイッチ１８は、Ｌレベルの切換信号ＥＸ２に応じて端子１８Ｂに接続され、一般受信用局部発振器２１からの搬送周波数ｆ２を受信ミキサ１４へ出力する。

受信ミキサ１４は、受信アンプ１２からのデータフレームＤＦの周波数を搬送周波数ｆ２でベースバンドに変換して復調回路１６へ出力する。復調回路１６は、データフレームＤＦを復調し、その復調したデータフレームをスイッチ２２および通信コントローラ２７へ出力する。また、復調回路１６は、上述した方法によって位相偏差Δθを検出し、その検出した位相偏差Δθを通信コントローラ２７へ出力する。

スイッチ２２は、Ｌレベルの切換信号ＥＸ３に応じて端子２２Ｂに接続され、データフレームＤＦを一般受信用局部発振器２１へ出力する。そして、一般受信用局部発振器２１は、データフレームＤＦに基づいて、データフレームＤＦを受信する際の搬送周波数ｆ２を再生する。

また、通信コントローラ２７は、復調回路１６からデータフレームＤＦおよび位相偏差Δθを受ける。そして、通信コントローラ２７は、データフレームＤＦを受けると、時間計測を停止し、計測した時間と、位相偏差Δθとに基づいて、ビーコンフレームＢＣＦを送信してからデータフレームＤＦを受信するまでの時間長Ｔ１を演算する。

無線装置２０は、無線装置１０からビーコンフレームＢＣＦを受信し、その後、無線装置５０からデータフレームＤＦを受信する。そして、無線装置２０は、ビーコンフレームＢＣＦを受信したタイミングからデータフレームＤＦを受信したタイミングまでの時間長Ｔ２を計測する。

即ち、アンテナ２は、ビーコンフレームＢＣＦを受信してスイッチ１１へ出力する。無線装置２０の通信コントローラ２７は、Ｈレベルの切換信号ＥＸ１を生成して端子ＥＸＴＲからスイッチ１１へ出力し、Ｈレベルの切換信号ＥＸ２，ＥＸ３を生成して端子ＥＸＲからそれぞれスイッチ１８，２２へ出力し、Ｌレベルの切換信号ＥＸ４を生成して端子ＭＤＥからスイッチ２４へ出力する。

スイッチ１１は、Ｈレベルの切換信号ＥＸ１に応じて端子１１Ａに接続され、ビーコンフレームＢＣＦを受信アンプ１２へ出力する。受信アンプ１２は、ビーコンフレームＢＣＦを増幅して受信ミキサ１４へ出力する。

ビーコン受信同期用局部発振器１９は、搬送周波数ｆ１をスイッチ１８，２４へ出力する。スイッチ１８は、Ｈレベルの切換信号ＥＸ２に応じて端子１８Ａに接続され、搬送周波数ｆ１を受信ミキサ１４へ出力する。スイッチ２４は、Ｌレベルの切換信号ＥＸ４に応じて端子２４Ｂに接続され、搬送周波数ｆ１を送信ミキサ１５、ビーコンフレーム／一般フレーム間計測器２５およびクロック／時間スロット生成器２６へ出力する。

そうすると、受信ミキサ１４は、受信アンプ１２からのビーコンフレームＢＣＦの周波数を搬送周波数ｆ１でベースバンドに変換して復調回路１６へ出力する。復調回路１６は、ビーコンフレームＢＣＦを受信し始めたことを示す信号ＩＮＩ＿Ｂ（信号ＩＮＩの一種）を生成してビーコンフレーム／一般フレーム間時間計測器２５へ出力する。

また、復調回路１６は、Ｖｃｏ信号Ｖｃをスイッチ２２へ出力し、ビーコンフレームＢＣＦを復調して通信コントローラ２７へ出力する。スイッチ２２は、Ｈレベルの切換信号ＥＸ３に応じて端子２２Ａに接続され、Ｖｃｏ信号Ｖｃをビーコン受信同期用局部発振器１９へ出力する。

ビーコン受信同期用局部発振器１９は、Ｖｃｏ信号Ｖｃに基づいて、ビーコンフレームＢＣＦを送信した無線装置１０の搬送周波数ｆ３を再生し、その再生した搬送周波数ｆ３を保持するとともに搬送周波数ｆ３を搬送周波数ｆ１として出力する。

ビーコンフレーム／一般フレーム間時間計測器２５は、搬送周波数ｆ１をスイッチ２４から受けると、搬送周波数ｆ１を有するクロック信号ＣＬＫ＿ｆ１を生成する。そして、ビーコンフレーム／一般フレーム間時間計測器２５は、復調回路１６から信号ＩＮＩ＿Ｂを受けると、クロック信号ＣＬＫ＿ｆ１の成分をカウントし始める。

また、クロック／時間スロット生成器２６は、スイッチ２４からの搬送周波数ｆ１に基づいて、搬送周波数ｆ１を有するクロック信号ＣＬＫ＿ｆ１を生成し、その生成したクロック信号ＣＬＫ＿ｆ１を通信コントローラ２７へ出力する。

その後、アンテナ２は、データフレームＤＦを受信してスイッチ１１へ出力する。通信コントローラ２７は、Ｌレベルの切換信号ＥＸ２，ＥＸ３を生成して端子ＥＸＲからそれぞれスイッチ１８，２２へ出力する。

スイッチ１１は、データフレームＤＦを受信アンプ１２へ出力し、受信アンプ１２は、データフレームＤＦを増幅して受信ミキサ１４へ出力する。

一般受信用局部発振器２１は、搬送周波数ｆ２をスイッチ１８へ出力する。スイッチ１８は、Ｌレベルの切換信号ＥＸ２に応じて端子１８Ｂに接続され、搬送周波数ｆ２を受信ミキサ１４へ出力する。

そうすると、受信ミキサ１４は、受信アンプ１２からのデータフレームＤＦの周波数を搬送周波数ｆ２でベースバンドに変換して復調回路１６へ出力する。復調回路１６は、データフレームＤＦを受信し始めたことを示す信号ＩＮＩ＿Ｄ（信号ＩＮＩの一種）を生成してビーコンフレーム／一般フレーム間時間計測器２５へ出力する。

また、復調回路１６は、Ｖｃｏ信号Ｖｃをスイッチ２２へ出力し、データフレームＤＦを復調して通信コントローラ２７へ出力するとともに、データフレームＤＦを受信する際の位相偏差Δθ１を上述した方法によって検出して通信コントローラ２７へ出力する。スイッチ２２は、Ｌレベルの切換信号ＥＸ３に応じて端子２２Ｂに接続され、データフレームＤＦを一般受信用局部発振器２１へ出力する。

一般受信用局部発振器２１は、Ｖｃｏ信号Ｖｃに基づいて、データフレームＤＦを受信する際の搬送周波数ｆ２を再生し、その再生した搬送周波数ｆ２を保持するとともに搬送周波数ｆ２をスイッチ１８へ出力する。

ビーコンフレーム／一般フレーム間時間計測器２５は、復調回路１６から信号ＩＮＩ＿Ｄを受けると、クロック信号ＣＬＫ＿ｆ１の成分のカウントを停止する。そして、ビーコンフレーム／一般フレーム間時間計測器２５は、信号ＩＮＩ＿Ｂを受けたタイミングから信号ＩＮＩ＿Ｄを受けたタイミングまでのカウント数Ｎｃｎｔ１を通信コントローラ２７へ出力する。

通信コントローラ２７は、ビーコンフレーム／一般フレーム間時間計測器２５からのカウント数Ｎｃｎｔ１と、復調回路１６からの位相偏差Δθ１とに基づいて、無線装置２０がビーコンフレームＢＣＦを受信してからデータフレームＤＦを受信するまでの時間長Ｔ２を演算する。また、通信コントローラ２７は、データフレームＤＦを送信した無線装置５０のＭＡＣアドレスをテーブルＴＢＬのＭＡＣアドレスの欄に格納し、カウント数Ｎｃｎｔ１および位相偏差Δθ１をそれぞれテーブルＴＢＬのカウント数および位相偏差の欄に格納する。

無線装置３０は、無線装置１０からビーコンフレームＢＣＦを受信し、その後、無線装置５０からデータフレームＤＦを受信する。そして、無線装置３０は、ビーコンフレームＢＣＦを受信したタイミングからデータフレームＤＦを受信したタイミングまでの時間長Ｔ３を計測する。

また、無線装置４０は、無線装置１０からビーコンフレームＢＣＦを受信し、その後、無線装置５０からデータフレームＤＦを受信する。そして、無線装置４０は、ビーコンフレームＢＣＦを受信したタイミングからデータフレームＤＦを受信したタイミングまでの時間長Ｔ４を計測する。

無線装置３０，４０がそれぞれ時間長Ｔ３，Ｔ４を計測する詳細な動作は、上述した無線装置２０が時間長Ｔ２を計測する詳細な動作と同じである。

無線装置５０は、無線装置１０からビーコンフレームＢＣＦを受信し、その後、一定時間ｔｃ経過後、データフレームＤＦを無線装置１０，２０，３０，４０へ送信する。

この場合、無線装置５０が無線装置１０からビーコンフレームＢＣＦを受信する詳細な動作は、無線装置２０が無線装置１０からビーコンフレームＢＣＦを受信する詳細な動作と同じである。

無線装置５０が無線装置１０からビーコンフレームＢＣＦを受信した時点で、無線装置５０の通信コントローラ２７は、クロック信号ＣＬＫ＿ｆ１に同期して動作している。

そして、無線装置５０の通信コントローラ２７は、復調回路１６によって復調されたビーコンフレームＢＣＦのヘッダＨＥＤに基づいて、無線装置５０が使用すべき時間スロットＳＬ５を検出し、ビーコンフレームＢＣＦを受信したタイミング（図３に示すビーコンフレームＢＣＦの開始タイミング）から時間スロットＳＬ５の開始タイミングまで待機する。

時間スロットＳＬ５の開始タイミングになると、通信コントローラ２７は、データフレームＤＦを生成して端子ＴＤから変調回路１７へ出力する。また、通信コントローラ２７は、Ｌレベルの切換信号ＥＸ１を生成して端子ＥＸＴＲからスイッチ１１へ出力する。

変調回路１７は、データフレームＤＦをＱＰＳＫ方式によって変調し、その変調したデータフレームＤＦを送信ミキサ１５へ出力する。

無線装置５０がビーコンフレームＢＣＦを受信する場合、送信ミキサ１５は、スイッチ２４から搬送周波数ｆ１を受ける。従って、送信ミキサ１５は、変調回路１７から受けたデータフレームＤＦの周波数を搬送周波数ｆ１に変換して送信アンプ１３へ出力する。送信アンプ１３は、データフレームＤＦを増幅して端子１１Ｂへ出力する。

スイッチ１１は、Ｌレベルの切換信号ＥＸ１に応じて端子１１Ｂに接続され、送信アンプ１３からのデータフレームＤＦをアンテナ５へ出力する。アンテナ５は、データフレームＤＦを送信する。

これにより、無線装置５０は、ビーコンフレームＢＣＦを受信してから一定時間ｔｃ経過後にデータフレームＤＦを無線装置１０，２０，３０，４０へ送信する。

図６は、図１に示す無線装置１０，２０，３０，４０，５０が送受信するビーコンフレームＢＣＦおよびデータフレームＤＦのタイミングチャートである。

無線装置１０は、タイミングｔ１でビーコンフレームＢＣＦを無線装置２０，３０，４０，５０へ送信する。そして、無線装置１０は、タイミングｔ１３で無線装置５０からデータフレームＤＦを受信する。従って、無線装置１０は、タイミングｔ１からタイミングｔ１３までの間の時間長Ｔ１を上述した動作によって計測する。

また、無線装置２０は、タイミングｔ２でビーコンフレームＢＣＦを無線装置１０から受信し、タイミングｔ１０でデータフレームＤＦを無線装置５０から受信する。従って、無線装置２０は、タイミングｔ２からタイミングｔ１０までの間の時間長Ｔ２を上述した動作によって計測する。

更に、無線装置３０は、タイミングｔ４でビーコンフレームＢＣＦを無線装置１０から受信し、タイミングｔ１２でデータフレームＤＦを無線装置５０から受信する。従って、無線装置３０は、タイミングｔ４からタイミングｔ１２までの間の時間長Ｔ３を上述した動作によって計測する。

更に、無線装置４０は、タイミングｔ３でビーコンフレームＢＣＦを無線装置１０から受信し、タイミングｔ１１でデータフレームＤＦを無線装置５０から受信する。従って、無線装置４０は、タイミングｔ３からタイミングｔ１１までの間の時間長Ｔ４を上述した動作によって計測する。

無線装置１０から送信されたビーコンフレームＢＣＦは、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの間の時間長Ｔ５で無線装置２０へ伝搬する。無線装置１０と無線装置２０との間の通信距離ｄ_Ｃ１は、既知であるので、時間長Ｔ５は、Ｔ５＝ｄ_Ｃ１／ｃ（ｃは光速）により演算される。

同様にして、無線装置１０から送信されたビーコンフレームＢＣＦが無線装置３０へ伝搬する時間長Ｔ６は、Ｔ６＝ｄ_Ｃ２／ｃにより演算され、無線装置１０から送信されたビーコンフレームＢＣＦが無線装置４０へ伝搬する時間長Ｔ７は、Ｔ７＝ｄ_Ｃ３／ｃにより演算される。

無線装置１０から送信されたビーコンフレームＢＣＦが無線装置５０へ伝搬する時間長Ｔ８は、無線装置１０と無線装置５０との間の通信距離ｄ_Ｄ１を用いてＴ８＝ｄ_Ｄ１／ｃとなる。

また、無線装置５０がビーコンフレームＢＣＦを受信してからデータフレームＤＦを送信するまでの時間は、タイミングｔ５からタイミングｔ９までの時間である。そして、無線装置５０は、ビーコンフレームＢＣＦを受信してから無線装置５０に割当てられた時間スロットＳＬ５に同期してデータフレームＤＦを送信するまでの時間は、図３に示す時間ｔｃに等しい。

従って、タイミングｔ５からタイミングｔ９までの間の時間長は、時間ｔｃとなる。

無線装置２０，３０，４０の各々は、無線装置１０からビーコンフレームＢＣＦを受信するので、無線装置５０がデータフレームＤＦを送信するタイミングを予測することができる。

即ち、無線装置２０は、タイミングｔ２でビーコンフレームＢＣＦを受信し、タイミングｔ２から時間ｔｃだけ経過したタイミングｔ６で無線装置５０がデータフレームＤＦを送信すると予測する。

また、無線装置３０は、タイミングｔ４でビーコンフレームＢＣＦを受信し、タイミングｔ４から時間ｔｃだけ経過したタイミングｔ８で無線装置５０がデータフレームＤＦを送信すると予測する。

更に、無線装置４０は、タイミングｔ３でビーコンフレームＢＣＦを受信し、タイミングｔ３から時間ｔｃだけ経過したタイミングｔ７で無線装置５０がデータフレームＤＦを送信すると予測する。

しかし、無線装置５０は、ビーコンフレームＢＣＦをタイミングｔ５で受信するので、データフレームＤＦを実際に送信するタイミングは、タイミングｔ５から時間ｔｃだけ経過したタイミングｔ９である。

従って、無線装置２０が予想したデータフレームＤＦの送信タイミングｔ６と、データフレームＤＦが実際に送信されるタイミングｔ９との間には、時間長Ｔ９だけのずれが発生する。

また、無線装置３０が予想したデータフレームＤＦの送信タイミングｔ８と、データフレームＤＦが実際に送信されるタイミングｔ９との間には、時間長Ｔ１０だけのずれが発生する。

更に、無線装置４０が予想したデータフレームＤＦの送信タイミングｔ７と、データフレームＤＦが実際に送信されるタイミングｔ９との間には、時間長Ｔ１１だけのずれが発生する。

そして、データフレームＤＦが無線装置５０から無線装置２０へ伝搬する時間長Ｔ１２は、ｄ_Ｄ２／ｃになり、データフレームＤＦが無線装置５０から無線装置３０へ伝搬する時間長Ｔ１３は、ｄ_Ｄ３／ｃになり、データフレームＤＦが無線装置５０から無線装置４０へ伝搬する時間長Ｔ１４は、ｄ_Ｄ４／ｃになる。

そうすると、時間長Ｔ２は、次式により表される。

Ｔ２＝ｔｃ＋Ｔ９＋Ｔ１２・・・（１）
また、時間長Ｔ３は、次式により表される。

Ｔ３＝ｔｃ＋Ｔ１０＋Ｔ１３・・・（２）
更に、時間長Ｔ４は、次式により表される。

Ｔ４＝ｔｃ＋Ｔ１１＋Ｔ１４・・・（３）
時間長Ｔ９は、ビーコンフレームＢＣＦが無線装置１０から無線装置２０へ伝搬する伝搬時間ｄ_Ｃ１／ｃと、ビーコンフレームＢＣＦが無線装置１０から無線装置５０へ伝搬する伝搬時間ｄ_Ｄ１／ｃとの差であるので、Ｔ９＝ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ１／ｃとなる。

また、時間長Ｔ１０は、ビーコンフレームＢＣＦが無線装置１０から無線装置３０へ伝搬する伝搬時間ｄ_Ｃ２／ｃと、ビーコンフレームＢＣＦが無線装置１０から無線装置５０へ伝搬する伝搬時間ｄ_Ｄ１／ｃとの差であるので、Ｔ１０＝ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ２／ｃとなる。

更に、時間長Ｔ１１は、ビーコンフレームＢＣＦが無線装置１０から無線装置４０へ伝搬する伝搬時間ｄ_Ｃ３／ｃと、ビーコンフレームＢＣＦが無線装置１０から無線装置５０へ伝搬する伝搬時間ｄ_Ｄ１／ｃとの差であるので、Ｔ１１＝ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ３／ｃとなる。

そうすると、Ｔ９＝ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ１／ｃ、およびＴ１２＝ｄ_Ｄ２／ｃを式（１）へ代入すると、式（１）は、次式になる。

Ｔ２＝ｔｃ＋ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ１／ｃ＋ｄ_Ｄ２／ｃ・・・（４）
また、Ｔ１０＝ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ２／ｃ、およびＴ１３＝ｄ_Ｄ３／ｃを式（２）へ代入すると、式（２）は、次式になる。

Ｔ３＝ｔｃ＋ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ２／ｃ＋ｄ_Ｄ３／ｃ・・・（５）
更に、Ｔ１１＝ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ３／ｃ、およびＴ１４＝ｄ_Ｄ４／ｃを式（３）に代入すると、式（３）は、次式になる。

Ｔ４＝ｔｃ＋ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ３／ｃ＋ｄ_Ｄ４／ｃ・・・（６）
そして、時間長Ｔ１は、無線装置１０がビーコンフレームＢＣＦを送信してからデータフレームＤＦを無線装置５０から受信するまでの時間長であるので、次式により表される。

Ｔ１＝２×（ｄ_Ｄ１／ｃ）＋ｔｃ・・・（７）
上述したように、無線装置１０，２０，３０，４０は、それぞれ、時間長Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を計測し、時間ｔｃは既知であるので、時間ｔｃと、計測した時間長Ｔ１とを式（７）へ代入すれば、無線装置１０と無線装置５０との通信距離ｄ_Ｄ１およびビーコンフレームＢＣＦまたはデータフレームＤＦが無線装置１０と無線装置５０との間を伝搬する伝搬時間ｄ_Ｄ１／ｃを演算できる。

そして、伝搬時間ｄ_Ｄ１／ｃと、計測した時間長Ｔ２とを式（４）に代入すれば、通信距離ｄ_Ｃ１は既知であるので、無線装置２０と無線装置５０との間の通信距離ｄ_Ｄ２を演算できる。

また、伝搬時間ｄ_Ｄ１／ｃと、計測した時間長Ｔ３とを式（５）に代入すれば、通信距離ｄ_Ｃ２は既知であるので、無線装置３０と無線装置５０との間の通信距離ｄ_Ｄ３を演算できる。

更に、伝搬時間ｄ_Ｄ１／ｃと、計測した時間長Ｔ４とを式（６）に代入すれば、通信距離ｄ_Ｃ３は既知であるので、無線装置４０と無線装置５０との間の通信距離ｄ_Ｄ４を演算できる。

従って、無線装置１０，２０，３０，４０と無線装置５０との間の通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４を決定できる。

通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４が決定されると、無線装置１０，２０，３０，４０に対する無線装置５０の位置も決定できる。

そして、無線装置１０，２０，３０，４０，５０が平面的に配置されている場合、通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｃ１、通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｃ２、および通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ４，ｄ_Ｃ３のいずれかが解れば、無線装置１０，２０，３０，４０に対する無線装置５０の位置を決定できる。

従って、無線装置１０，２０，３０，４０，５０が平面的に配置されている場合、無線装置１０と、無線装置２０，３０，４０のいずれか１個の無線装置と、無線装置５０とにより、無線装置１０，２０，３０，４０に対する無線装置５０の位置を決定できる。

また、無線装置１０，２０，３０，４０，５０が立体的に配置されている場合、通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｃ１，ｄ_Ｃ２，ｄ_Ｄ３、通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｃ１，ｄ_Ｃ３，ｄ_Ｄ４、および通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｃ２，ｄ_Ｃ３，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４のいずれかが解れば、無線装置１０，２０，３０，４０に対する無線装置５０の位置を決定できる。

従って、無線装置１０，２０，３０，４０，５０が立体的に配置されている場合、無線装置１０と、無線装置２０，３０，４０のいずれか２個の無線装置と、無線装置５０とにより、無線装置１０，２０，３０，４０に対する無線装置５０の位置を決定できる。

なお、無線装置１０，２０，３０，４０に対する無線装置５０の位置を決定する場合、座標を用いて無線装置５０の位置を決定してもよい。

無線装置１０，２０，３０，４０，５０が平面的に配置されている場合、ｘ−ｙ直交座標を用い、無線装置１０を原点に配置し、無線装置２０，３０，４０，５０の各位置を（ｘ，ｙ）座標で表し、上述した方法によって決定した通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４と、既知である通信距離ｄ_Ｃ１，ｄ_Ｃ２，ｄ_Ｃ３とを用いて無線装置２０，３０，４０，５０の各位置を決定する。

また、無線装置１０，２０，３０，４０，５０が立体的に配置されている場合、ｘｙｚ直交座標を用い、無線装置１０を原点に配置し、無線装置２０，３０，４０，５０の各位置を（ｘ，ｙ，ｚ）座標で表し、上述した方法によって決定した通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４と、既知である通信距離ｄ_Ｃ１，ｄ_Ｃ２，ｄ_Ｃ３とを用いて無線装置２０，３０，４０，５０の各位置を決定する。

この発明においては、無線装置１０，２０，３０，４０，５０のいずれかが上述した方法で通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４を決定してもよい。

［無線装置１０が通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４を決定する場合］
この場合、無線装置１０の通信コントローラ２７は、通信距離ｄ_Ｃ１，ｄ_Ｃ２，ｄ_Ｃ３を保持しており、無線装置２０，３０，４０がそれぞれ計測した時間長Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を無線装置２０，３０，４０から受信する。そして、無線装置１０の通信コントローラ２７は、時間長Ｔ１を計測し、時間ｔｃは既知であるので、上述した方法によって通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４および無線装置１０，２０，３０，４０に対する無線装置５０の位置を決定できる。

即ち、無線装置１０の通信コントローラ２７は、計測した時間長Ｔ１と、既知である時間ｔｃとを式（７）へ代入してビーコンフレームＢＣＦおよびデータフレームＤＦが無線装置１０と無線装置５０との間を伝搬する伝搬時間ｄ_Ｄ１／ｃを演算し、既知である通信距離ｄ_Ｃ１，ｄ_Ｃ２，ｄ_Ｃ３に基づいて、ビーコンフレームＢＣＦが無線装置１０から無線装置２０，３０，４０へそれぞれ伝搬する伝搬時間ｄ_Ｃ１／ｃ，ｄ_Ｃ２／ｃ，ｄ_Ｃ３／ｃを演算する。

そして、無線装置１０の通信コントローラ２７は、演算した伝搬時間ｄ_Ｄ１／ｃと、演算した伝搬時間ｄ_Ｃ１／ｃ，ｄ_Ｃ２／ｃ，ｄ_Ｃ３／ｃとの差ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ１／ｃ，ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ２／ｃ，ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ３／ｃを演算してビーコンフレームＢＣＦが無線装置２０，３０，４０へ伝搬する伝搬時間と、ビーコンフレームＢＣＦが無線装置５０へ伝搬する伝搬時間との時間差ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ１／ｃ，ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ２／ｃ，ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ３／ｃを演算する。

その後、無線装置１０の通信コントローラ２７は、無線装置２０から受信した時間長Ｔ２と、既知である時間ｔｃと、演算した時間差ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ１／ｃとを式（４）へ代入して無線装置２０と無線装置５０との間の通信距離ｄ_Ｄ２を演算する。

また、無線装置１０の通信コントローラ２７は、無線装置３０から受信した時間長Ｔ３と、既知である時間ｔｃと、演算した時間差ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ２／ｃとを式（５）へ代入して無線装置３０と無線装置５０との間の通信距離ｄ_Ｄ３を演算する。

更に、無線装置１０の通信コントローラ２７は、無線装置４０から受信した時間長Ｔ４と、既知である時間ｔｃと、演算した時間差ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ３／ｃとを式（６）へ代入して無線装置４０と無線装置５０との間の通信距離ｄ_Ｄ４を演算する。

更に、無線装置１０の通信コントローラ２７は、演算した伝搬時間ｄ_Ｄ１／ｃに基づいて、無線装置１０と無線装置５０との間の通信距離ｄ_Ｄ１を演算する。

そして、無線装置１０の通信コントローラ２７は、通信距離ｄ_Ｃ１，ｄ_Ｃ２，ｄ_Ｃ３，ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４を用いて無線装置１０，２０，３０，４０に対する無線装置５０の位置を決定する。

無線装置１０が通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４を決定する場合、アンテナ１、スイッチ１１、受信アンプ１２およびＨレベルの切換信号ＥＸ１をスイッチ１１へ出力する通信コントローラ２７は、無線装置２０，３０，４０から３個の時間長Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を受信する「受信手段」を構成する。

また、時間長Ｔ１は、「往復時間」を構成し、時間ｔｃは、「応答時間」を構成する。そして、伝搬時間（Ｔ１−ｔｃ）／２＝ｄ_Ｄ１／ｃは、ビーコンフレームＢＣＦおよびデータフレームＤＦが無線装置１０と無線装置５０との間を伝搬する「伝搬時間」を構成する。

更に、伝搬時間ｄ_Ｃ１／ｃ，ｄ_Ｃ２／ｃ，ｄ_Ｃ３／ｃは、ビーコンフレームＢＣＦが無線装置１０から無線装置２０，３０，４０へ伝搬する３個の「伝搬時間」を構成する。

更に、時間差ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ１／ｃ，ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ２／ｃ，ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ３／ｃは、ビーコンフレームＢＣＦが無線装置２０，３０，４０へ伝搬する伝搬時間と、ビーコンフレームＢＣＦが無線装置５０へ伝搬する伝搬時間との時間差を示す３個の「時間差」を構成する。

更に、３個の時間長Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４と、３個の時間差ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ１／ｃ，ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ２／ｃ，ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ３／ｃと、応答時間ｔｃとに基づいて、３個の通信距離ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４を決定する無線装置１０の通信コントローラ２７は、「決定手段」を構成する。

更に、往復時間Ｔ１と、応答時間ｔｃとに基づいて、ビーコンフレームＢＣＦおよびデータフレームＤＦが無線装置１０（親機）と無線装置５０（被観測機）との間を伝搬する伝搬時間ｄ_Ｄ１／ｃを演算し、その演算した伝搬時間ｄ_Ｄ１／ｃと、ビーコンフレームＢＣＦが無線装置１０（親機）からそれぞれ３個の無線装置２０，３０，４０（観測機）へ伝搬する３個の伝搬時間ｄ_Ｃ１／ｃ，ｄ_Ｃ２／ｃ，ｄ_Ｃ３／ｃとに基づいて３個の時間差ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ１／ｃ，ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ２／ｃ，ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ３／ｃを演算する無線装置１０の通信コントローラ２７は、「演算手段」を構成する。

［無線装置２０，３０，４０のいずれかが通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４を決定する場合］
例えば、無線装置２０が通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４を決定する場合について説明する。

この場合、無線装置２０は、無線装置１０が計測した時間長Ｔ１を無線装置１０から受信し、無線装置３０，４０がそれぞれ計測した時間長Ｔ３，Ｔ４を無線装置３０，４０から受信する。無線装置２０の通信コントローラ２７は、時間長Ｔ２を計測する。そうすると、時間ｔｃは既知であるので、無線装置２０の通信コントローラ２７は、上述した方法によって通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４および無線装置１０，２０，３０，４０に対する無線装置５０の位置を決定できる。

無線装置２０の通信コントローラ２７が通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４および無線装置１０，２０，３０，４０に対する無線装置５０の位置を決定する詳細な動作は、無線装置１０の通信コントローラ２７が通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４および無線装置１０，２０，３０，４０に対する無線装置５０の位置を決定する動作と同じである。

そして、無線装置３０，４０のいずれかが通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４を決定する場合も、無線装置２０が通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４を決定する場合と同様である。

無線装置２０，３０，４０のいずれかが通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４を決定する場合、アンテナ（アンテナ２〜４のいずれか）、スイッチ１１、受信アンプ１２およびＨレベルの切換信号ＥＸ１をスイッチ１１へ出力する通信コントローラ２７は、２個の時間長（時間長Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のいずれか２個の時間長）を２個の無線装置（無線装置２０，３０，４０のいずれか２個の無線装置）から受信し、かつ、往復時間Ｔ１を無線装置１０から受信する「受信手段」を構成する。

また、１個の時間長（時間長Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のいずれか１個の時間長）を検出する通信コントローラ２７は、「検出手段」を構成する。

［無線装置５０が通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４を決定する場合］
この場合、無線装置５０は、無線装置１０が計測した時間長Ｔ１を無線装置１０から受信し、無線装置２０，３０，４０がそれぞれ計測した時間長Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を無線装置２０，３０，４０から受信する。時間ｔｃは既知であるので、無線装置５０の通信コントローラ２７は、上述した方法によって通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４および無線装置１０，２０，３０，４０に対する無線装置５０の位置を決定できる。

無線装置５０の通信コントローラ２７が通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４および無線装置１０，２０，３０，４０に対する無線装置５０の位置を決定する詳細な動作は、無線装置１０の通信コントローラ２７が通信距離ｄ_Ｄ１，ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４および無線装置１０，２０，３０，４０に対する無線装置５０の位置を決定する動作と同じである。

そして、この場合、アンテナ５、スイッチ１１、受信アンプ１２およびＨレベルの切換信号ＥＸ１をスイッチ１１へ出力する通信コントローラ２７は、３個の時間長Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を３個の無線装置２０，３０，４０から受信し、かつ、往復時間Ｔ１を無線装置１０から受信する「受信手段」を構成する。

図７は、この発明による距離／位置決定方法を説明するためのフローチャートである。一連の動作が開始されると、ビーコンフレームＢＣＦが無線装置１０（親機）から無線装置２０，２０，４０（観測機）および無線装置５０（被観測機）へ伝搬するときの無線装置５０（被観測機）と無線装置２０，３０，４０の各々との間の伝搬時間の差を示す３個の時間差ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ１／ｃ，ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ２／ｃ，ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ３／ｃが演算される（ステップＳ１）。

そして、無線装置２０，３０，４０において、それぞれ、３個の時間長Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４が検出される（ステップＳ２）。引続いて、無線装置５０（被観測機）がビーコンフレームＢＣＦを受信してからデータフレームＤＦを送信するまでの応答時間ｔｃが検出される（ステップＳ３）。この応答時間ｔｃは、図３に示すビーコンフレームＢＣＦにおいて、ヘッダＨＥＤの開始タイミングと、時間スロットＳＬ５の開始タイミングとの時間長として検出される。

その後、３個の時間差ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ１／ｃ，ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ２／ｃ，ｄ_Ｄ１／ｃ−ｄ_Ｃ３／ｃ、３個の時間長Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４、および応答時間ｔｃが式（４）〜式（６）へ代入され、データフレームＤＦが無線装置５０（被観測機）から３個の無線装置２０，３０，４０（観測機）へそれぞれ伝搬する３個の伝搬時間ｄ_Ｄ２／ｃ，ｄ_Ｄ３／ｃ，ｄ_Ｄ４／ｃが演算され、その演算された３個の伝搬時間ｄ_Ｄ２／ｃ，ｄ_Ｄ３／ｃ，ｄ_Ｄ４／ｃに基づいて、無線装置５０と無線装置２０，３０，４０との間の３個の通信距離ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４が演算される（ステップＳ４）。

そして、無線装置１０がビーコンフレームＢＣＦを送信してからデータフレームＤＦを無線装置５０から受信するまでの往復時間Ｔ１および応答時間ｔｃを式（７）に代入して無線装置１０（親機）と無線装置５０（被観測機）との間の通信距離ｄ_Ｄ１が演算される（ステップＳ５）。

そうすると、通信距離ｄ_Ｄ１、３個の通信距離ｄ_Ｄ２，ｄ_Ｄ３，ｄ_Ｄ４、および既知である３個の通信距離ｄ_Ｃ１，ｄ_Ｃ２，ｄ_Ｃ３に基づいて、無線装置１０（親機）および３個の無線装置２０，３０，４０（観測機）に対する無線装置５０（被観測機）の位置が決定される（ステップＳ６）。

これにより、一連の動作が終了する。

なお、ビーコンフレームＢＣＦは、「第１のフレーム」を構成し、データフレームＤＦは、「第２のフレーム」を構成する。

上記においては、無線装置１０と無線装置２０，３０，４０との間の３個の通信距離ｄ_Ｃ１，ｄ_Ｃ２，ｄ_Ｃ３は、既知であると説明したが、この発明においては、これに限らず、無線装置１０と無線装置２０，３０，４０との間の３個の通信距離ｄ_Ｃ１，ｄ_Ｃ２，ｄ_Ｃ３を測定するようにしてもよい。この場合、３個の通信距離ｄ_Ｃ１，ｄ_Ｃ２，ｄ_Ｃ３は、無線装置１０と無線装置５０との間の通信距離ｄ_Ｄ１を求める方法と同じ方法によって求められる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、複数の無線装置と新たに追加された無線装置との間の複数の通信距離または複数の無線装置に対する新たに追加された無線装置の位置を決定する無線装置に適用される。また、この発明は、複数の無線装置と新たに追加された無線装置との間の複数の通信距離または複数の無線装置に対する新たに追加された無線装置の位置を決定する無線通信システムに適用される。更に、この発明は、複数の無線装置と新たに追加された無線装置との間の複数の通信距離または複数の無線装置に対する新たに追加された無線装置の位置を決定する距離／位置決定方法に適用される。

この発明の実施の形態による無線通信システムの概略ブロック図である。 図１に示す無線装置の構成を示す概略ブロック図である。 ビーコンフレームの概念図である。 図２に示す復調回路が位相偏差を検出する方法を説明するための図である。 ＱＰＳＫによって変調されたデータの信号空間図である。 図１に示す無線装置が送受信するビーコンフレームおよびデータフレームのタイミングチャートである。 この発明による距離／位置決定方法を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１〜５ アンテナ、１０，２０，３０，４０，５０ 無線装置、１１，１８，２２，２４ スイッチ、１１Ａ，１１Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ 端子、１２ 受信アンプ、１３ 送信アンプ、１４ 受信ミキサ、１５ 送信ミキサ、１６ 復調回路、１７ 変調回路、１９ ビーコン受信同期用局部発振器、２１ 一般受信用局部発振器、２３ ビーコン動作用水晶発振器／逓倍器、２５ ビーコンフレーム／一般フレーム間時間計測器、２６ クロック／時間スロット生成器、２７ 通信コントローラ、１００ 無線通信システム。

Claims (13)

1. 複数の無線装置に割当てられた複数の通信時間帯を含む第１のフレームを送信する親機と、前記第１のフレームを前記親機から受信するｎ（ｎは正の整数）個の観測機と、前記第１のフレームを前記親機から受信し、かつ、自己に割当てられた前記通信時間帯に同期して第２のフレームを送信する被観測機とからなる無線ネットワークにおいて前記ｎ個の観測機と前記被観測機との間のｎ個の第１の通信距離を決定する無線装置であって、
   前記第１のフレームが前記被観測機および前記ｎ個の観測機へ伝搬するときの前記被観測機と前記ｎ個の観測機の各々との間の伝搬時間の差を示すｎ個の時間差と、各々が前記ｎ個の観測機の各々における前記第１のフレームの受信タイミングと前記第２のフレームの受信タイミングとの間の時間長からなるｎ個の時間長と、前記被観測機が前記第１のフレームを受信してから前記第２のフレームを送信するまでの応答時間とに基づいて、前記第２のフレームが前記被観測機から前記ｎ個の観測機へそれぞれ伝搬するｎ個の第１の伝搬時間を演算し、その演算したｎ個の第１の伝搬時間に基づいて前記ｎ個の第１の通信距離を決定する決定手段とを備える無線装置。
2. 前記決定手段は、前記親機に備えられる、請求項１に記載の無線装置。
3. 前記ｎ個の時間長を前記ｎ個の観測機から受信する受信手段と、
   前記親機が前記第１のフレームを前記被観測機へ送信してから前記第２のフレームを前記被観測機から受信するまでの往復時間と、前記応答時間とに基づいて、前記第１および第２のフレームが前記親機と前記被観測機との間を伝搬する第２の伝搬時間を演算し、その演算した第２の伝搬時間と、前記第１のフレームが前記親機からそれぞれ前記ｎ個の観測機へ伝搬するｎ個の第３の伝搬時間とに基づいて、前記ｎ個の時間差を演算する演算手段とを更に備え、
   前記決定手段は、前記受信手段により受信されたｎ個の時間長と、前記演算手段により演算されたｎ個の時間差と、前記応答時間とに基づいて、前記ｎ個の第１の伝搬時間を演算する、請求項２に記載の無線装置。
4. 前記決定手段は、前記ｎ個の観測機のいずれか１つの観測機に備えられる、請求項１に記載の無線装置。
5. 前記ｎ−１（ｎは２以上の整数）個の時間長を前記ｎ−１個の観測機から受信し、かつ、前記親機が前記第１のフレームを前記被観測機へ送信してから前記第２のフレームを前記被観測機から受信するまでの往復時間を前記親機から受信する受信手段と、
   当該無線装置における前記第１のフレームの受信タイミングと前記第２のフレームの受信タイミングとの間の時間長を検出する検出手段と、
   前記応答時間と前記受信手段により受信された往復時間とに基づいて、前記第１および第２のフレームが前記親機と前記被観測機との間を伝搬する第２の伝搬時間を演算し、その演算した第２の伝搬時間と、前記第１のフレームが前記親機からそれぞれ前記ｎ個の観測機へ伝搬するｎ個の第３の伝搬時間とに基づいて、前記ｎ個の時間差を演算する演算手段とを更に備え、
   前記決定手段は、前記検出手段により検出された時間長と、前記受信手段により受信されたｎ−１個の時間長と、前記演算手段により演算されたｎ個の時間差と、前記応答時間とに基づいて、前記ｎ個の第１の伝搬時間を演算する、請求項４に記載の無線装置。
6. 前記決定手段は、前記被観測機に備えられる、請求項１に記載の無線装置。
7. 前記ｎ個の時間長を前記ｎ個の観測機から受信し、かつ、前記親機が前記第１のフレームを前記被観測機へ送信してから前記第２のフレームを前記被観測機から受信するまでの往復時間を前記親機から受信する受信手段と、
   前記応答時間と前記受信手段により受信された往復時間とに基づいて、前記第１および第２のフレームが前記親機と前記被観測機との間を伝搬する第２の伝搬時間を演算し、その演算した第２の伝搬時間と、前記第１のフレームが前記親機からそれぞれ前記ｎ個の観測機へ伝搬するｎ個の第３の伝搬時間とに基づいて、前記ｎ個の時間差を演算する演算手段とを更に備え、
   前記決定手段は、前記受信手段により受信されたｎ個の時間長と、前記演算手段により演算されたｎ個の時間差と、前記応答時間とに基づいて、前記ｎ個の第１の伝搬時間を演算する、請求項６に記載の無線装置。
8. 前記決定手段は、前記親機と前記ｎ個の観測機との間のｎ個の第２の通信距離を保持しており、前記往復時間に基づいて前記親機と前記被観測機との第３の通信距離を決定し、その決定した第３の通信距離と、前記保持しているｎ個の第２の通信距離と、前記決定したｎ個の第１の通信距離とに基づいて、前記親機および前記ｎ個の観測機に対する前記被観測機の位置を更に決定する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の無線装置。
9. 複数の無線装置に割当てられた複数の通信時間帯を含む第１のフレームを送信する親機と、
   前記第１のフレームを前記親機から受信するｎ（ｎは正の整数）個の観測機と、
   前記第１のフレームを前記親機から受信し、かつ、自己に割当てられた前記通信時間帯に同期して第２のフレームを送信する被観測機と、
   前記ｎ個の観測機と前記被観測機との間のｎ個の第１の通信距離を決定する決定装置とを備え、
   前記決定装置は、前記第１のフレームが前記被観測機および前記ｎ個の観測機へ伝搬するときの前記被観測機と前記ｎ個の観測機の各々との間の伝搬時間の差を示すｎ個の時間差と、各々が前記ｎ個の観測機の各々における前記第１のフレームの受信タイミングと前記第２のフレームの受信タイミングとの間の時間長からなるｎ個の時間長と、前記被観測機が前記第１のフレームを受信してから前記第２のフレームを送信するまでの応答時間とに基づいて、前記第２のフレームが前記被観測機から前記ｎ個の観測機へそれぞれ伝搬するｎ個の第１の伝搬時間を演算し、その演算したｎ個の第１の伝搬時間に基づいて前記ｎ個の第１の通信距離を決定する、無線通信システム。
10. 前記決定装置は、前記親機、前記観測機および前記被観測機のいずれかに搭載される、請求項９に記載の無線通信システム。
11. 前記決定装置は、前記親機と前記ｎ個の観測機との間のｎ個の第２の通信距離を保持しており、前記往復時間に基づいて前記親機と前記被観測機との第３の通信距離を決定し、その決定した第３の通信距離と、前記保持しているｎ個の第２の通信距離と、前記決定したｎ個の第１の通信距離とに基づいて、前記親機および前記ｎ個の観測機に対する前記被観測機の位置を更に決定する、請求項９または請求項１０に記載の無線通信システム。
12. 複数の無線装置に割当てられた複数の通信時間帯を含む第１のフレームを送信する親機と、前記第１のフレームを前記親機から受信するｎ（ｎは正の整数）個の観測機と、前記第１のフレームを前記親機から受信し、かつ、自己に割当てられた前記通信時間帯に同期して第２のフレームを送信する被観測機とからなる無線ネットワークにおいて前記ｎ個の観測機と前記被観測機との間のｎ個の第１の通信距離を決定する距離／位置決定方法であって、
    前記第１のフレームが前記被観測機および前記ｎ個の観測機へ伝搬するときの前記被観測機と前記ｎ個の観測機の各々との間の伝搬時間の差を示すｎ個の時間差を演算する第１のステップと、
    各々が前記ｎ個の観測機の各々における前記第１のフレームの受信タイミングと前記第２のフレームの受信タイミングとの間の時間長からなるｎ個の時間長を検出する第２のステップと、
    前記被観測機が前記第１のフレームを受信してから前記第２のフレームを送信するまでの応答時間を検出する第３のステップと、
    前記ｎ個の時間差と、前記ｎ個の時間長と、前記応答時間とに基づいて、前記第２のフレームが前記被観測機から前記ｎ個の観測機へそれぞれ伝搬するｎ個の第１の伝搬時間を演算し、その演算したｎ個の第１の伝搬時間に基づいて前記ｎ個の第１の通信距離を決定する第４のステップとを含む距離／位置決定方法。
13. 前記往復時間に基づいて前記親機と前記被観測機との第２の通信距離を決定する第５のステップと、
    前記決定された第２の通信距離と、前記親機と前記ｎ個の観測機との間のｎ個の第３の通信距離と、前記決定されたｎ個の第１の通信距離とに基づいて、前記親機および前記ｎ個の観測機に対する前記被観測機の位置を決定する第６のステップとを更に含む、請求項１２に記載の距離／位置決定方法。

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