JP3164206B2 - Time interval measurement method - Google Patents
Time interval measurement methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、移動する被測定物
までの距離の測定において電気信号を用いる計測方式に
関し、特に、周期性を有するコード列を用いて被測定信
号受信時の任意の時刻における送信時からの時間差すな
わち距離の計測に好適なタイムインターバル計測方式に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring method using an electric signal in measuring a distance to a moving object under test, and more particularly, to an arbitrary time when a signal under test is received using a code string having a periodicity. The present invention relates to a time interval measurement method suitable for measuring a time difference from transmission, that is, a distance.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、二つの異なるタイミング信号間の
発生時間間隔を計測するタイムインターバル計測方式と
して、例えば特開平5−164796号公報記載のもの
が知られている。これは、二つのタイミング信号を仮に
信号Aと信号Bとした場合、信号Aの発生から信号Bの
発生までに時間を正負両時間にわたって計測するもので
ある。図4は前記公報に記載されているタイムインター
バル計測方式の例を示すブロック図である。図4では、
信号400とこの信号400の前または後に信号400
と関連して発生する信号404までの時間を計測してい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, as a time interval measuring method for measuring an occurrence time interval between two different timing signals, for example, a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-164796 is known. In this case, when two timing signals are assumed to be a signal A and a signal B, a time is measured from the generation of the signal A to the generation of the signal B over both positive and negative times. FIG. 4 is a block diagram showing an example of the time interval measurement method described in the above publication. In FIG.
The signal 400 and the signal 400 before or after this signal 400
Is measured up to a signal 404 generated in association with.
【0003】図4において、遅延手段41は、信号40
0を一定時間遅らせた遅延信号401を発生しており、
計数手段42、遅延信号401を監視して遅延信号40
1の立ち上がり又は立ち下がり等の計数開始条件を検出
して計数を開始し、その後信号400を監視して信号4
00の立ち上がり又は立ち下がり等の計数終了条件を検
出した時点で計数を終了する。同様に、計数手段43
は、遅延信号401を監視して遅延信号401の立ち上
がり又は立ち下がり等の計数開始条件を検出して計数を
開始し、その後信号404を監視して信号404の立ち
上がり又は立ち下がり等の計数終了条件を検出した時点
で計数を終了する。[0003] In FIG. 4, a delay means 41 is provided with a signal 40.
0 is delayed for a certain period of time to generate a delayed signal 401,
The counting means 42 monitors the delay signal 401 and
The counting is started by detecting the counting start condition such as the rising or falling edge of 1 and then the signal 400 is monitored and the signal 4 is monitored.
The counting is terminated when a counting end condition such as a rising or falling edge of 00 is detected. Similarly, the counting means 43
Monitors the delay signal 401 to detect a count start condition such as a rise or fall of the delay signal 401 and starts counting, and then monitors the signal 404 to count the count end condition such as a rise or fall of the signal 404. The counting is terminated when is detected.
【0004】計数は、計数期間中に基準クロック発生回
路45が発生するクロック405を計数手段42、43
がカウントすることにより行われ、計数終了後に計測結
果処理手段44により、遅延信号401の発生から信号
400の入力までの計数結果402と遅延信号401の
発生から信号404の入力までの計数結果403を読み
取り、各計数値を時間に換算し、さらに、計数結果40
2から計数結果403を差し引いた時間差を計測結果と
して出力している。In counting, a clock 405 generated by the reference clock generating circuit 45 during the counting period is counted by counting means 42 and 43.
Is performed by counting. After the counting is completed, the measurement result processing unit 44 calculates the count result 402 from the generation of the delay signal 401 to the input of the signal 400 and the count result 403 from the generation of the delay signal 401 to the input of the signal 404. Read, convert each count value into time, and count
The time difference obtained by subtracting the count result 403 from 2 is output as the measurement result.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】この従来技術において
は、計数手段42及び43が計数を終了した時点で計測
結果が得られるため、例えば、被測定物までの距離を伝
搬遅延時間で計測する場合、送信された信号が受信され
るタイミングは距離に応じて変動し、時刻正秒には非同
期であるので、計測値に対して時刻付けする場合、受信
信号に対して正秒に同期した時刻付けができないと言う
不都合があった。In this prior art, a measurement result is obtained at the time when the counting means 42 and 43 finish counting. For example, when the distance to the object to be measured is measured by the propagation delay time. However, the timing at which the transmitted signal is received varies according to the distance, and is asynchronous with the time right second. There was an inconvenience that it could not be done.
【0006】本発明は、信号送信時から被測定信号受信
時までの時間差の測定において、被測定信号受信時点を
任意の時刻に同期させて計測することが可能なタイムイ
ンターバル計測方式を提供することを目的としている。An object of the present invention is to provide a time interval measuring method capable of measuring the time of reception of a signal under measurement in synchronization with an arbitrary time in measuring the time difference from the time of signal transmission to the time of reception of the signal under measurement. It is an object.
【0007】また、結果として得られる遅延時間差を、
低周波数で発信する基準クロックを用いて高分解能で計
測することが可能なタイムインターバル計測方式を提供
することを目的としている。[0007] The resulting delay time difference is
It is an object of the present invention to provide a time interval measurement method capable of measuring at a high resolution using a reference clock transmitted at a low frequency.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明のタイムインター
バル計測方式は、繰り返しコード列(例えば疑似ランダ
ムノイズ符号列)を用いて周期的に発生するタイミング
信号と、前記タイミング信号の後に前記タイミング信号
と関連して周期的に発生する被測定信号との時間差を計
測するにあたって、任意に設定した計測タイミング信号
発生時の繰り返しコード列のコード位相と前記被測定信
号発生時のコード位相との位相差を計測結果として得る
ことを特徴としている。According to a time interval measuring method of the present invention, a timing signal periodically generated by using a repetitive code sequence (for example, a pseudo random noise code sequence), and the timing signal after the timing signal are generated. In measuring the time difference between the signal to be measured and the signal to be measured periodically generated, the phase difference between the code phase of the repetition code string when the measurement timing signal is arbitrarily set and the code phase when the signal to be measured is generated is calculated. It is characterized in that it is obtained as a measurement result.
【0009】具体的には、計測タイミングにおける前記
タイミング信号のコード列の送信位相を結果として得る
送信コード位相粗測手段と、計測タイミングにおける前
記被測定信号のコード列の受信位相を結果として得る受
信コード位相粗測手段と、さらに、コード列の1チップ
(1ビット)長以下の時間差を計測するために、計測タ
イミングから次の前記タイミング信号のコード列データ
トランジェントまでの時間差を高分解能で計測する送信
コード位相精測手段と、計測タイミングから次の前記被
測定信号のコード列データトランジェントまでの時間差
を高分解能で計測する受信コード位相精測手段とを有し
ている。Specifically, a transmission code phase coarse measuring means for obtaining a transmission phase of the code sequence of the timing signal at the measurement timing, and a reception for obtaining a reception phase of the code sequence of the signal under measurement at the measurement timing. In order to measure a time difference of one chip (one bit) or less of a code string, a time difference from a measurement timing to a next code string data transient of the timing signal is measured with high resolution. There is provided a transmission code phase measuring means and a reception code phase measuring means for measuring a time difference from a measurement timing to a next code string data transient of the signal under measurement with high resolution.
【0010】また、計測タイミングを、タイミング信号
送信時ではなく、被測定信号受信時の任意のタイミング
とし、前記被測定信号受信時のコード位相から、その位
相が送信されたタイミング信号送信時までの時間を遡っ
て計測することを特徴としている。In addition, the measurement timing is not a timing signal transmission but an arbitrary timing at the time of receiving the signal under measurement, and the measurement timing from the code phase at the time of receiving the signal under measurement to the timing signal transmission at which the phase is transmitted is transmitted. It is characterized by measuring back in time.
【0011】本発明のタイムインターバル計測方式は、
計測タイミング時のタイミング信号コード列送信位相と
被測定信号コード列受信位相を送信コード位相粗測手段
と受信コード位相粗測手段で計測し、計測結果処理手段
にて送信位相から受信位相を差し引き、この時のタイミ
ング信号のチップ周波数で除算してその時間差を求めて
いるので、計測タイミング時の被測定信号コード列位相
と同一位相がタイミング信号にて送信された時点までの
時間差を遡って計測することができる。The time interval measuring method according to the present invention comprises:
The timing signal code string transmission phase and the signal under test code string reception phase at the measurement timing are measured by the transmission code phase coarse measurement means and the reception code phase coarse measurement means, and the reception phase is subtracted from the transmission phase by the measurement result processing means, Since the time difference is obtained by dividing by the chip frequency of the timing signal at this time, the time difference until the time when the same phase as the phase of the signal sequence under test at the measurement timing is transmitted by the timing signal is measured retroactively. be able to.
【0012】また、送信コード位相精測手段と受信コー
ド位相精測手段によって、計測タイミングから次のコー
ド列データトランジェントまでの時間を計測しているの
で、1チップ長以下の分解能まで時間差計測をすること
ができる。Since the time from the measurement timing to the next code string data transient is measured by the transmission code phase precise measurement means and the reception code phase precision measurement means, the time difference is measured to a resolution of one chip length or less. be able to.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の位相計測型タイ
ムインターバル計測方式の実施の形態を示すブロック図
である。図1において、送信コード位相粗測手段1は、
計測タイミングにおける前記タイミング信号のコード列
の送信位相を結果として得る。送信コード位相精測手段
2は、コード列1チップ長以下の時間差を計測するため
に計測タイミングから次の前記タイミング信号のコード
列データトランジェントまでの時間差を高分解能で計測
する。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a phase measurement type time interval measurement system according to the present invention. In FIG. 1, the transmission code phase coarse measuring means 1 comprises:
The transmission phase of the code sequence of the timing signal at the measurement timing is obtained as a result. The transmission code phase precise measuring means 2 measures the time difference from the measurement timing to the next code string data transient of the timing signal with high resolution in order to measure the time difference of one chip length or less of the code string.
【0014】受信コード位相粗測手段3は、計測タイミ
ングにおける前記被測定信号のコード列の受信位相を結
果として得る。受信コード位相精測手段4は、コード列
1チップ長以下の時間差を計測するために計測タイミン
グから次の前記被測定信号のコード列データトランジェ
ントまでの時間差を高分解能で計測する。基準クロック
発生器5は、位相精測手段2及び4で計数する際の基準
クロック信号を発生する。The received code phase coarse measuring means 3 obtains, as a result, the received phase of the code sequence of the signal under measurement at the measurement timing. The received code phase precise measuring means 4 measures the time difference from the measurement timing to the next code string data transient of the signal to be measured with high resolution in order to measure the time difference of one code chip length or less. The reference clock generator 5 generates a reference clock signal for counting by the phase precise measuring means 2 and 4.
【0015】計測結果処理手段6は、前記タイミング信
号のコード列送信位相と前記被測定信号のコード列受信
位相と計測タイミングから次の前記タイミング信号のコ
ード列データトランジェントまでの時間差と計測タイミ
ングから次の前記被測定信号のコード列データトランジ
ェントまでの時間差を読み込み、送受信コード位相差を
時間換算して計測する。The measurement result processing means 6 calculates a time difference between a code string transmission phase of the timing signal, a code string reception phase of the signal under test, and a measurement timing from the next code string data transient of the timing signal, and a next measurement based on the measurement timing. The time difference of the signal under test up to the code string data transient is read, and the transmission / reception code phase difference is converted to time and measured.
【0016】次に、本発明の実施の形態の動作につい
て、図1を参照して説明する。繰り返しコード列を用い
て周期的に発生する送信タイミング信号100は、送信
コード位相粗測手段1に供給される。送信コード位相粗
測手段1は、計測タイミング信号109の出現タイミン
グで送信タイミング信号100のコード列の送信位相1
05を結果として得る。この送信コード粗測位相105
は、計測結果処理手段6に供給される。また、送信コー
ド位相粗測手段1は、計測タイミング信号109の後に
現れる送信タイミング信号100のコード列データトラ
ンジェントタイミングを送信トリガ信号101として送
信コード位相精測手段2に供給する。Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The transmission timing signal 100 periodically generated using the repetition code sequence is supplied to the transmission code phase coarse measuring means 1. The transmission code phase coarse measuring means 1 determines the transmission phase 1 of the code sequence of the transmission timing signal 100 at the appearance timing of the measurement timing signal 109.
05 as a result. This transmission code coarse measurement phase 105
Is supplied to the measurement result processing means 6. Further, the transmission code phase coarse measuring means 1 supplies the code sequence data transient timing of the transmission timing signal 100 appearing after the measurement timing signal 109 to the transmission code phase fine measuring means 2 as a transmission trigger signal 101.
【0017】送信コード位相精測手段2は、計測タイミ
ング信号109を監視して信号の立ち上がりあるいは立
ち下がりといった計数開始条件が満たされると計数を開
始し、その後送信トリガ信号101を監視して計数終了
条件が満たされると計数を終了する。計数は、計数期間
中に基準クロック発生器5が発生するクロック104を
カウントすることにより行われる。計数終了後に、計数
結果を精測位相106として計測結果処理手段6に供給
する。The transmission code phase precise measuring means 2 monitors the measurement timing signal 109 and starts counting when a counting start condition such as rising or falling of the signal is satisfied, and thereafter monitors the transmission trigger signal 101 and finishes counting. When the condition is satisfied, the counting ends. The counting is performed by counting the clocks 104 generated by the reference clock generator 5 during the counting period. After the counting is completed, the counting result is supplied to the measurement result processing means 6 as the precise measurement phase 106.
【0018】同様に、送信タイミング信号100の後
に、送信タイミング信号100と関連して周期的に発生
する被測定信号102は、受信コード位相粗測手段3に
供給される。受信コード位相粗測手段3は、計測タイミ
ング信号109の出現タイミングで被測定信号102の
コード列の受信位相107を結果として得る。この受信
コード粗測位相107は、計測結果処理手段6に供給さ
れる。また、受信コード位相粗測手段3は、計測タイミ
ング信号109の後に現れる被測定信号102のコード
列データトランジェントタイミングを受信トリガ信号1
03として受信コード位相精測手段4に供給する。Similarly, after the transmission timing signal 100, the signal under test 102 which periodically occurs in association with the transmission timing signal 100 is supplied to the received code phase coarse measuring means 3. The reception code phase coarse measuring means 3 obtains the reception phase 107 of the code sequence of the signal under measurement 102 as a result at the appearance timing of the measurement timing signal 109. The received code coarse measurement phase 107 is supplied to the measurement result processing means 6. Further, the received code phase coarse measuring means 3 determines the code string data transient timing of the signal under measurement 102 appearing after the measurement timing signal 109 as the reception trigger signal 1.
03 is supplied to the received code phase precise measuring means 4.
【0019】受信コード位相精測手段4は、計測タイミ
ング信号109を監視して信号の立ち上がりあるいは立
ち下がりといった計数開始条件が満たされると計数を開
始し、その後受信トリガ信号103を監視して計数終了
条件が満たされると計数を終了する。計数は、計数期間
中に基準クロック発生器5が発生するクロック104を
カウントすることにより行われる。計数終了後に、計数
結果を精測位相108として計測結果処理手段6に供給
する。The reception code phase precise measuring means 4 monitors the measurement timing signal 109 and starts counting when a counting start condition such as rising or falling of the signal is satisfied, and thereafter monitors the reception trigger signal 103 and finishes counting. When the condition is satisfied, the counting ends. The counting is performed by counting the clocks 104 generated by the reference clock generator 5 during the counting period. After the counting is completed, the counting result is supplied to the measurement result processing means 6 as the precise measurement phase 108.
【0020】計測結果処理手段6は、送信コード粗測位
相105から受信コード粗測位相107を差し引きした
送受信コード位相差を送信タイミング信号100のデー
タレートで除算することにより、計測タイミングにおけ
る被測定信号102の受信コード位相が送信タイミング
信号100によって送信されたタイミングから、計測タ
イミングまでの粗時間差を算出する。また、送信コード
精測位相106から受信コード精測位相を差し引き、時
間換算することにより、計測タイミングにおけるコード
列1チップ長以下の精時間差が得られる。この粗時間差
と精時間差を加算した値が計測結果となる。The measurement result processing means 6 divides the transmission / reception code phase difference obtained by subtracting the reception code coarse measurement phase 107 from the transmission code coarse measurement phase 105 by the data rate of the transmission timing signal 100 to obtain the signal to be measured at the measurement timing. A coarse time difference from the timing at which the reception code phase of 102 is transmitted by the transmission timing signal 100 to the measurement timing is calculated. Also, by subtracting the reception code precise measurement phase from the transmission code precise measurement phase 106 and converting the time into a time, a precision time difference of one code chip length or less at the measurement timing can be obtained. The value obtained by adding the coarse time difference and the fine time difference is the measurement result.
【0021】図2(a)は、本発明の他の実施の形態を
示すブロック図である。図2(a)において、粗測手段
は、送信タイミング信号の周波数fTX(チップクロッ
ク)202にてカウントアップを行い、送信信号の繰り
返しタイミング201で0クリアされるNTXカウンタ2
1と、被測定(受信)信号の周波数fRX(チップクロッ
ク)206にてカウントアップを行い、受信信号の繰り
返しタイミング205で0クリアされるNRXカウンタ2
3と、計測タイミング218の次の送信チップクロック
の立ち上がりを検出し、後段の精測手段にトリガ204
を出力するトリガ発生部22と、計測タイミング218
の次の受信チップクロックの立ち上がりを検出し、後段
の精測手段にトリガ208を出力するトリガ発生部24
からなっている。FIG. 2A is a block diagram showing another embodiment of the present invention. In FIG. 2A, the coarse measuring means counts up at the frequency f TX (chip clock) 202 of the transmission timing signal, and clears the N TX counter 2 to 0 at the repetition timing 201 of the transmission signal.
N RX counter 2 which counts up at 1 and frequency f RX (chip clock) 206 of the signal under measurement (received) and is cleared to 0 at the repetition timing 205 of the received signal
3 and the rising edge of the transmission chip clock subsequent to the measurement timing 218 is detected, and a trigger 204
Trigger output unit 22 for outputting the measurement timing 218
Trigger generator 24 which detects the rising edge of the next receiving chip clock and outputs trigger 208 to the subsequent precision measuring means.
Consists of
【0022】また、精測手段は、計測タイミング218
の次の送信チップクロックの立ち上がりに同期して基準
周波数(fREF)209より少しずれた周波数(r
fREF)210にて発振を開始するTXマルチバイブレ
ータ26と、計測タイミング218の次の受信チップク
ロックの立ち上がりに同期して基準周波数(fREF)2
09より少しずれた周波数(rfREF)214にて発振
を開始するRXマルチバイブレータ30と、TXマルチ
バイブレータ26の発振開始時点で0クリアされ周波数
(rfREF)210にてカウントアップを行うNdTXカウ
ンタ29と、RXマルチバイブレータ30の発振開始時
点で0クリアされ周波数(rfREF)214にてカウン
トアップを行うNdRXカウンタ32と、計測タイミング
218で0クリアされ基準周波数(fREF)209にて
カウントアップを行うNOカウンタ28と、TXマルチ
バイブレータ26からのrfREF信号210と基準fREF
信号209の位相が交差するスリップタイミングを監視
し、該スリップタイミングを抽出してNdTXカウンタ2
9のカウント値213とNOカウンタ28のカウント値
212をラッチするタイミングを生成するTX比較器2
7と、RXマルチバイブレータ30からのrfREF信号
214と基準fREF信号209の位相が交差するスリッ
プタイミングを監視し、該スリップタイミングを抽出し
てNdRXカウンタ32のカウント値216とNOカウンタ
29のカウント値212をラッチするタイミングを生成
するRX比較器31からなる。Further, the precise measuring means is provided with a measuring timing 218
The frequency (r) slightly shifted from the reference frequency (f REF ) 209 in synchronization with the rising edge of the next transmission chip clock
f REF ) 210, and the reference frequency (f REF ) 2 synchronized with the rise of the receiving chip clock next to the measurement timing 218.
An RX multivibrator 30 that starts oscillating at a frequency (rf REF ) 214 slightly deviated from 09 and an N dTX counter that clears 0 at the start of oscillation of the TX multivibrator 26 and counts up at a frequency (rf REF ) 210 29, an N dRX counter 32 that is cleared to 0 at the start of oscillation of the RX multivibrator 30 and counts up at a frequency (rf REF ) 214, and is cleared to 0 at a measurement timing 218 and counts at a reference frequency (f REF ) 209. and N O counter 28 for up, rf REF signal 210 and the reference f REF from TX multivibrator 26
The slip timing at which the phase of the signal 209 intersects is monitored, the slip timing is extracted, and the NdTX counter 2
TX comparator 2 for generating a timing for latching the count value 212 of the count value 213 and N O counter 28 9
7, monitors the slip timing of the phase of the rf REF signal 214 and the reference f REF signal 209 from RX multivibrator 30 is crossed, the count value 216 and N O counter 29 the N DRX counter 32 extracts the slip timing The RX comparator 31 generates the timing for latching the count value 212 of.
【0023】また、TXマルチバイブレータ26及びR
Xマルチバイブレータ30は、図2(b)に示されてい
るように、例えば、マルチバイブレータとしてNAND
回路51とその出力をτ時間遅延させるディレイ回路5
2によって構成することができる。発振周波数は、1/
2τである。The TX multivibrators 26 and R
As shown in FIG. 2B, the X multivibrator 30 is, for example, a NAND as a multivibrator.
Circuit 51 and delay circuit 5 for delaying its output by τ time
2 can be configured. The oscillation frequency is 1 /
2τ.
【0024】また、計測結果処理手段33は、計測タイ
ミング218のタイミングでラッチされるNTXカウンタ
21のカウント値203及びNRXカウンタ23のカウン
ト値207と、NOカウンタ28のカウント値212
と、NdTXカウンタ29のカウント値213と、NdRXカ
ウンタ32のカウント値216を読み込み、演算処理す
ることにより時間換算された計測結果を得る。Further, the measurement result processing means 33 includes a count value 203 of the N TX counter 21 and a count value 207 of the N RX counter 23 latched at the timing of the measurement timing 218, and a count value 212 of the N O counter 28.
And the count value 213 of the N dTX counter 29 and the count value 216 of the N dRX counter 32 are read and subjected to arithmetic processing to obtain a time-converted measurement result.
【0025】次に、その動作について、図3を参照して
説明する。この実施の形態は、繰り返しコード列を用い
て周期的に発生する送信信号と、送信信号の後に送信信
号と関連して周期的に発生する受信信号との時間差を、
計測タイミングを基準として受信されたコード列の位相
からその位相が送信された時点までの時間を遡って計測
する方式(受信タイムタグ方式)において、送信信号と
受信信号のコード列位相差の分解能を更に改善するもの
である。Next, the operation will be described with reference to FIG. In this embodiment, a time difference between a transmission signal that periodically occurs using a repetition code sequence and a reception signal that periodically occurs in association with the transmission signal after the transmission signal is calculated.
In a method (reception time tag method) that measures the time from the phase of a received code sequence to the time when the phase was transmitted based on the measurement timing (reception time tag method), the resolution of the code sequence phase difference between the transmission signal and the reception signal is determined. It is a further improvement.
【0026】図3(a)に示すように、1チップ長(コ
ード列の1ビット長)分解能の時間差を算出するため、
コード繰り返し周期を位相量2π[rad]と置き、受
信タイミング(ストップタイミング)における受信信号
の位相θRXと送信信号の位相θTXから受信信号と同一位
相が出現した時点(スタート)から計測タイミングまで
の時点(ストップ)の時間差を送信信号の位相量(θ:
θTX−θRX)として表す。従って、1チップ長分解能の
時間差Tは、 T=(1/fTX)・(θTX−θRX) (1) fTX:送信信号周波数(チップクロック周波数) θTX:計測タイミングにおけるNTXカウンタのカウント
値 θRX:計測タイミングにおけるNRXカウンタのカウント
値 として求めることができる。As shown in FIG. 3A, in order to calculate the time difference of one chip length (one bit length of the code string) resolution,
The code repetition period is set as the phase amount 2π [rad], and from the time (start) when the same phase as the received signal appears from the phase θ RX of the received signal and the phase θ TX of the transmitted signal at the reception timing (stop timing) to the measurement timing The time difference between the time points (stops) is determined by the phase amount (θ:
θ TX −θ RX ). Therefore, the time difference T of one chip length resolution is: T = (1 / f TX ) · (θ TX −θ RX ) (1) f TX : transmission signal frequency (chip clock frequency) θ TX : N TX counter at measurement timing Θ RX : can be obtained as the count value of the N RX counter at the measurement timing.
【0027】また、図3(b)に示すように、1チップ
長以下の分解能の時間差を算出するため、計測タイミン
グにおける送信信号のチップクロック1ビットに対する
位相角をΔθTXと置き、受信信号のチップクロック1ビ
ットに対する位相角をΔθRXとすると、送信信号と受信
信号の1チップ長以下の時間差ΔTは、 ΔT=(1/fTX)・(1/2π)[ΔθRX−ΔθTX] (2) と表すことができる。As shown in FIG. 3B, in order to calculate a time difference of resolution equal to or less than one chip length, the phase angle of the transmission signal with respect to one chip clock bit at the measurement timing is set to Δθ TX and the reception signal is calculated. Assuming that a phase angle with respect to one chip clock bit is Δθ RX , a time difference ΔT of a transmission signal and a reception signal equal to or less than one chip length is ΔT = (1 / f TX ) · (1 / 2π) [Δθ RX −Δθ TX ] ( 2) can be expressed as
【0028】図2において、RX比較器31が、計測タ
イミング信号218で0クリアされたNOカウンタ28
を基準周波数fREFでカウントアップを行うクロック信
号209と、RXマルチバイブレータ30の発振開始時
点で0クリアされたNdRXカウンタ32を基準周波数f
REFより僅かに周波数をずらした周波数rfREFでカウン
トアップを行うクロック信号214の位相スリップを検
出した時点におけるNOカウンタ28及びNdRXカウンタ
32の各カウント値212及び216をそれぞれNORX
及びNdRXとし、また、TX比較器27が、計測タイミ
ング信号218で0クリアされたNOカウンタ28を基
準周波数fREFでカウントアップを行うクロック信号2
09と、TXマルチバイブレータ26の発振開始時点で
0クリアされたNdTXカウンタ29を基準周波数fREFよ
り僅かに周波数をずらした周波数rfREFでカウントア
ップを行うクロック信号210の位相スリップを検出し
た時点におけるNOカウンタ28及びNdTXカウンタ29
の各カウント値212及び213をそれぞれNOTX及び
NdTXとすると、(2)式で表される1チップ長以下の
時間差ΔTは、 ΔT=(1/fREF)[(NORX−NdRX/r)−(NOTX−NdTX/r)] =(1/fREF)[(NORX−NOTX)−(NdRX−NdTX)/r] (3) となる。[0028] In FIG. 2, RX comparator 31, N O counter 28 that is cleared by the measurement timing signal 218
A clock signal 209 for counting up at the reference frequency f REF and the NdRX counter 32 cleared to 0 when the RX multivibrator 30 starts oscillating
The N O counter 28 and N DRX count values 212 and 216 of the counter 32 at the time of detecting a phase slip of the clock signal 214 which counts up at a frequency rf REF shifted slightly frequency than REF respectively N ORX
And the N DRX, also, TX comparator 27, the clock signal 2 that counts up N O counter 28 that is cleared by the measurement timing signal 218 at a reference frequency f REF
09, upon detecting a phase slip of the clock signal 210 which counts up at a frequency rf REF shifted slightly frequency N DTX counter 29 which is cleared by the oscillation start time than the reference frequency f REF of the TX multivibrator 26 N O counter 28 and N DTX counter 29 in
Let the respective count values 212 and 213 be N OTX and N dTX , respectively, the time difference ΔT of one chip length or less represented by the equation (2) is ΔT = (1 / f REF ) [(N ORX −N dRX / r) - a (N dRX -N dTX) / r ] (3) - (N OTX -N dTX / r)] = (1 / f REF) [(N ORX -N OTX).
【0029】ここで、rは基準周波数fREFから周波数
を僅かにずらすための係数であり、r=N/(N+1)
として(3)式を展開すると、 ΔT=(1/fREF)[(NORX−NOTX)−(NdRX−NdTX)−
(NdRX−NdTX)/N] となる。すなわち、計測分解能が、1/fREFから(1
/fREF)・(1/N)に向上する。例えば、1nse
cの分解能を必要として基準周波数fREFを10MH
zとした場合、N=100(rfREF=9.9009M
Hz)とすることで対応できる。Here, r is a coefficient for slightly shifting the frequency from the reference frequency f REF , and r = N / (N + 1)
Expanding equation (3) as follows: ΔT = (1 / f REF ) [(N ORX −N OTX ) − (N dRX −N dTX ) −
( NdRX- NdTX ) / N]. That is, the measurement resolution is changed from 1 / f REF to (1
/ F REF ) · (1 / N). For example, 1 nse
c resolution required and reference frequency fREF 10 MH
When z is set, N = 100 (rf REF = 9.909M)
Hz).
【0030】タイムインターバル計測値217は(1)
式と(3)式を加算することにより得られるから、これ
をTOとすると、 TO=T+ΔT =(1/fTX)(θTX−θRX)+(1/fREF)[(NORX−NOTX)
−(NdRX−NdTX)/r] となる。The time interval measurement value 217 is (1)
Since it is obtained by adding the equation and the equation (3), if this is T O , T O = T + ΔT = (1 / f TX ) (θ TX −θ RX ) + (1 / f REF ) [(N ORX- NOTX )
− (N dRX −N dTX ) / r].
【0031】[0031]
【発明の効果】本発明は、受信された位相から、その位
相が送信された時点まで遡り、送受信間の時間差を送信
信号の位相差として計測しているので、計測タイミング
を任意に設定することができる。従って、計測値に対し
て時刻付けをする場合、計測タイミングを基準とした任
意の受信時刻における計測値を得ることができる。According to the present invention, since the time difference between transmission and reception is measured as the phase difference of the transmission signal from the received phase to the time when the phase was transmitted, the measurement timing can be set arbitrarily. Can be. Therefore, when time is added to the measured value, the measured value at an arbitrary reception time based on the measurement timing can be obtained.
【0032】[0032]
【図1】本発明の位相計測型タイムインターバル計測方
式の実施の形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a phase measurement time interval measurement method according to the present invention.
【図2】本発明の位相計測型タイムインターバル計測方
式の他の実施の形態を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the phase measurement type time interval measurement method of the present invention.
【図3】図2の動作を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of FIG. 2;
【図4】従来例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a conventional example.
1 送信コード位相粗測手段 2 送信コード位相精測手段 3 受信コード位相粗測手段 4 受信コード位相精測手段 5,25,45 基準クロック発生器 6,33,44 計測結果処理手段 21,23,28,29,32,42,43 カウン
タ 22,24 トリガ発生部 26,30 マルチバイブレータ 41,52 遅延回路 51 NAND回路DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS 1 Transmit code phase coarse measuring means 2 Transmit code phase fine measuring means 3 Receive code phase coarse measuring means 4 Receive code phase fine measuring means 5, 25, 45 Reference clock generator 6, 33, 44 Measurement result processing means 21, 23 28, 29, 32, 42, 43 Counter 22, 24 Trigger generator 26, 30 Multivibrator 41, 52 Delay circuit 51 NAND circuit
Claims (4)
ド列を用いて周期的に発生するタイミング信号と、前記
タイミング信号と関連した前記周期的な繰り返しコード
列信号を発生する被測定信号との時間差を計測するタイ
ムインターバル計測方式において、前記被測定信号が受信されている任意の 計測タイミング
時における、前記タイミング信号の繰り返しコード列の
コード位相と前記被測定信号の繰り返しコード列のコー
ド位相との位相差より遅延時間を計測することを特徴と
するタイムインターバル計測方式。1. A method for measuring a time difference between a timing signal generated periodically using a repetitive code string synchronized with a chip clock and a signal under test for generating the periodic repetitive code string signal related to the timing signal. In the time interval measurement method, the code phase of the repetition code sequence of the timing signal and the code phase of the repetition code sequence of the signal under measurement at an arbitrary measurement timing when the signal under measurement is received. A time interval measurement method characterized in that a delay time is measured from a phase difference between the time interval.
ド列を用いて周期的に発生するタイミング信号と、前記
タイミング信号と関連した前記周期的な繰り返しコード
列信号を発生する被測定信号との時間差を計測するタイ
ムインターバル計測方式において、前記被測定信号が受信されている任意の 計測タイミング
時における、前記タイミング信号の繰り返しコード列の
コード位置を測定する粗測手段及びコード列の1チップ
長以下の位相を測定する精測手段と、前記被測定信号の
前記繰り返しコード列のコード位置を測定する粗測手段
及びコード列の1チップ以下の位相を測定する精測手段
を備え、測定された両者のコード位置の差及び位相の差
を加算して遅延時間を計測することを特徴とするタイム
インターバル計測方式。2. A method for measuring a time difference between a timing signal periodically generated by using a repetitive code sequence synchronized with a chip clock and a signal to be measured for generating the periodic repetitive code sequence signal related to the timing signal. In the time interval measurement method, the coarse measuring means for measuring the code position of the repetition code string of the timing signal at an arbitrary measurement timing at which the signal under measurement is received, and the phase of one code length or less of the code string. Precise measuring means for measuring, coarse measuring means for measuring a code position of the repeated code string of the signal under measurement, and fine measuring means for measuring a phase of one chip or less of the code string; A time interval measuring method characterized in that a delay time is measured by adding a difference between the phase difference and a phase difference.
検出して計数を開始し、前記計測タイミング後の最初の
前記送信チップクロックの立ち上がりを検出して計数を
終了する第1のカウンタと、前記計測タイミングを検出
して計数を開始し、前記計測タイミング後の最初の前記
受信チップクロックの立ち上がりを検出して計数を終了
する第2のカウンタとを備えていることを特徴とする請
求項2記載のタイムインターバル計測方式。3. A first counter for detecting the measurement timing and starting counting, detecting a first rising edge of the transmission chip clock after the measurement timing, and terminating the counting; 3. A second counter for detecting the measurement timing, starting counting, and detecting the first rising edge of the receiving chip clock after the measurement timing and terminating the counting. The time interval measurement method described.
検出して所定基準周波数のクロックの計数を開始する第
1のカウンタと、前記計測タイミング後の最初の前記送
信チップクロックの立ち上がりを検出して前記所定基準
周波数より僅かにずれた周波数のクロックの計数を開始
する第2のカウンタと、前記計測タイミング後の最初の
前記受信チップクロックの立ち上がりを検出して前記所
定基準周波数より僅かにずれた周波数のクロックの計数
を開始する第3のカウンタと、前記所定基準周波数のク
ロックと前記所定周波数より僅かにずれた周波数のクロ
ックの位相が交差するスリップタイミングを監視し、前
記第1のカウンタと前記第2のカウンタに供給される前
記各クロックの位相の交差を検出して前記第1及び第2
のカウンタのカウント値をラッチするタイミングを生成
する第1の比較器と、前記第1のカウンタと前記第3の
カウンタに供給される前記各クロックの位相の交差を検
出して前記第1及び第3のカウンタのカウント値をラッ
チするタイミングを生成する第2の比較器とを備えてい
ることを特徴とする請求項2記載のタイムインターバル
計測方式。4. The precise measuring means detects a measurement timing and starts counting a clock of a predetermined reference frequency, and detects a first rising of the transmission chip clock after the measurement timing. A second counter which starts counting a clock having a frequency slightly deviated from the predetermined reference frequency, and detects a first rising of the reception chip clock after the measurement timing and deviates slightly from the predetermined reference frequency. A third counter that starts counting clocks of a frequency, and monitors a slip timing at which a phase of the clock of the predetermined reference frequency and a clock of a frequency slightly shifted from the predetermined frequency intersect with each other. Detecting the intersection of the phases of the clocks supplied to the second counter,
A first comparator for generating a timing for latching the count value of the first counter, and detecting the intersection of the phases of the respective clocks supplied to the first counter and the third counter to detect the first and second counters. 3. The time interval measuring method according to claim 2, further comprising a second comparator that generates a timing for latching the count value of the third counter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14989597A JP3164206B2 (en) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | Time interval measurement method |
Applications Claiming Priority (1)
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JP14989597A JP3164206B2 (en) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | Time interval measurement method |
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JPH10325885A JPH10325885A (en) | 1998-12-08 |
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