JP3164206B2 - タイムインターバル計測方式 - Google Patents
タイムインターバル計測方式Info
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- signal
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Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
式の実施の形態を示すブロック図である。
【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。
式の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図３】図２の動作を説明する図である。
【図４】従来例を示す図である。
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
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
Claims (4)
- 【請求項１】 チップクロックに同期した繰り返しコー
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。 - 【請求項２】 チップクロックに同期した繰り返しコー
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。 - 【請求項３】 前記精測手段は、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。 - 【請求項４】 前記精測手段は、前記計測タイミングを
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14989597A JP3164206B2 (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | タイムインターバル計測方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14989597A JP3164206B2 (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | タイムインターバル計測方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10325885A JPH10325885A (ja) | 1998-12-08 |
| JP3164206B2 true JP3164206B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=15484974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14989597A Expired - Fee Related JP3164206B2 (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | タイムインターバル計測方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3164206B2 (ja) |
-
1997
- 1997-05-26 JP JP14989597A patent/JP3164206B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10325885A (ja) | 1998-12-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |