(57)【要約】【課題】  本発明は通信を行いながら、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、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ととも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得るにある。【解決手段】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測距機能を有するデータ通信装置を構成している。【選択図】  図１
2006038819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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を備える測距機能を有することを特徴とするデータ通信装置。
【請求項２】
マルチキャリア無線方式として，ＯＦＤＭ変調を用いることを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。
【請求項３】
前記周期波形として、正弦波あるいは余弦波を用いることを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。
【請求項４】
前記周期波形として、三角波を用いることを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。
【請求項５】
前記復調手段は、受信信号の繰り返し周期の周波数の２倍以上のサンプリング信号によってサンプリングすることを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。
【請求項６】
前記復調手段は、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ことを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。
【請求項７】
前記位相検出手段として、畳み込み積分を用いることを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。
【請求項８】
前記位相検出手段として、フーリエ積分を用いることを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。
【請求項９】
前記位相検出手段として、ＦＦＴを用いることを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。
【請求項１０】
サンプリングした信号を受信信号の周期ごとに重ね合わせて、並び替えることを特徴とする請求項５に記載のデータ通信装置。
【請求項１１】
受信信号の周期の整数倍がサンプリング周期の２ｎになることを特徴とする請求項１０に記載のデータ通信装置．
【請求項１２】
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を備えるデータ通信方法。
【請求項１３】
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からなることを特徴とするデータ通信装置。
【請求項１４】
前記測距信号を作成する手段、送受信手段、距離測定手段、測距手段と電気的に接続された各手段を基準となる信号により制御する手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。
【請求項１５】
一方のデータ通信装置本体と、このデータ通信装置本体内に設けられた、測距を行うための信号を送信する機能を有する送信部、この送信部に接続され、該送信部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とからなる一方のデータ通信装置と、この一方のデータ通信装置と関連する他方のデータ通信装置本体と、この他方のデータ通信装置本体内に設けられた、前記一方のデータ通信装置の送信部からの測距信号を復調する機能を有する受信部、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、前記受信部および距離計測部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とからなる他方のデータ通信装置とからなることを特徴とするデータ通信装置。
【請求項１６】
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を備えることを特徴とするデータ通信方法。
【請求項１７】
前記測距信号を作成する工程、送受信工程、距離測定工程、測距工程を基準となる信号により制御する工程を備えたことを特徴とする請求項４に記載のデータ通信装置。
【請求項１８】
信号を送受信することができるデータ通信装置の一方のデータ通信装置の送信部から、測距を行うための既知の信号を変調して送信する第１の送信工程と、この送信工程で送信された測距信号を、他方のデータ通信装置の受信部で復調する第１の受信工程と、この受信工程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の送信部より送信する第２の送信工程と、この第２の送信工程で送信された測距信号を、前記一方のデータ通信装置の受信部で受信する第２の受信工程と、この第２の受信工程と第２の送信工程で送受信された伝送時間と、前記第１の受信工程と第１の送信工程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とを備えることを特徴とするデータ通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【特許文献１】特になし
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【００１１】
（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。
【００１２】
（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。
【００１３】
（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。
【００１４】
（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。
【００１５】
（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。
【００１６】
（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。
【００１７】
（７）請求項１４〜１８も前記（４）〜（６）と同様の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【実施例１】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、
【数１】
2006038819.tif 000003
により求まる。求まった伝搬時間に光の速度を乗算することにより、距離が測定される。測定できる最大距離は、測距のための搬送波の１周期の長さになる。
【００２５】
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。
【００２６】
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}
【００２７】
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。
【実施例２】
【００２８】
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。
【実施例３】
【００２９】
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。
【実施例４】
【００３０】
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。
【実施例５】
【００３１】
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。
【実施例６】
【００３２】
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。
【実施例７】
【００３３】
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。
【実施例８】
【００３４】
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。
【実施例９】
【００３５】
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。
【００３６】
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。  
【００３７】
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。  
【数２】
2006038819.tif 000004
この式から展開すると、
【数３】
2006038819.tif 000005
【数４】
2006038819.tif 000006
となり、
【数５】
2006038819.tif 000007
とすると、
【数６】
2006038819.tif 000008
になる。
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。
【００３８】
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。
【実施例１０】
【００３９】
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。
【実施例１１】
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を実施するための最良の第１の形態の工程図。
【図２】本発明を実施するための最良の第１の形態の概略説明図。
【図３】本発明を実施するための最良の第１の形態のＯＦＤＭ変調の説明図。
【図４】本発明を実施するための最良の第１の形態の伝搬遅延の概念図。
【図５】本発明を実施するための最良の第１の形態の測距信号のサンプリングの概念図。
【図６】本発明を実施するための第２の形態の概略説明図。
【図７】本発明を実施するための第３の形態の工程図。
【図８】本発明を実施するための第３の形態の概略説明図。
【図９】本発明を実施するための第３の形態のＯＦＤＭ変調の説明図。
【図１０】本発明を実施するための第４の形態の工程図。
【図１１】本発明を実施するための第４の形態の概略説明図。
【図１２】本発明を実施するための第５の形態の工程図。
【図１３】本発明を実施するための第５の形態の概略説明図。
【図１４】本発明を実施するための第６の形態の工程図。
【図１５】本発明を実施するための第６の形態の概略説明図。
【図１６】本発明を実施するための第７の形態の工程図。
【図１７】本発明を実施するための第７の形態の概略説明図。
【図１８】本発明を実施するための第８の形態の概略説明図。
【図１９】本発明を実施するための第９の形態の概略説明図。
【図２０】本発明を実施するための第９の形態の測距信号の送受信タイミングの説明図。
【図２１】本発明を実施するための第９の形態の測距信号の送受信タイミングの参考説明図。
【図２２】本発明を実施するための第９の形態の工程図。
【図２３】本発明を実施するための第９の形態の参考図。
【図２４】本発明を実施するための第１０の形態の概略説明図。
【図２５】本発明を実施するための第１１の形態の概略説明図。
【符号の説明】
【００４４】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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