(57)【要約】遠隔局（２０）により送信された受信マルチパス信号のモデルのためのパラメータ値が推定されるような無線局（１０）及び無線システム（１、２）である。上記無線局により送信及び受信される探測信号が、反射環境についてのデータを導出するために使用され、該データは、遠隔局から受信されるマルチパス信号を表すようにスケーリングした後に、モデルに組み込まれる。オプション的に又は代わりに、上記遠隔局が探測信号を送信し、該局の反射環境についてのデータを導出し、このデータを上記無線局へ送信することもできる。該モデルは、導出されたデータの両組を、特にこれらが相関していないなら、組み込むこともできる。結果としてのパラメータの値は、レンジング（測距）、ロケーション（測位）又は等化等のアプリケーションにおいて利用される。
2005501472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１無線局及び第２無線局を有する無線システムにおいて、前記第１無線局は第１無線信号を送信する手段を有し、前記第２無線局は直接経路を介して及び少なくとも１つの反射経路を介して伝搬された前記第１無線信号を受信する手段を有し、前記第１及び第２無線局の少なくとも一方は第１及び第２探測無線信号を各々送信する手段を有し、前記第１及び第２無線局の前記少なくとも一方は、前記第１及び第２探測無線信号の各々の反射を受信する手段と、前記各探測無線信号の前記受信された反射から第１及び第２探測データを各々導出する手段とを更に有し、前記第１無線局は如何なる前記探測データも前記第２無線局に送信する手段を更に有し、前記第２無線局は、前記第１及び第２探測データの少なくとも一方を使用して前記受信された第１無線信号のモデルであって少なくとも１つのパラメータを有するようなモデルを発生する手段と、前記の又は前記各々のパラメータの値を推定する手段と、前記推定されたパラメータの値の少なくとも１つを利用する手段と更に有していることを特徴とする無線システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線システムにおいて、前記第２無線局は、前記第１及び第２探測データを比較する手段と、前記第１及び第２探測データが所定の評価規準により非類似である場合に前記第１及び第２探測データの両者を用いて前記受信された第１無線信号のモデルを発生し、それ以外の場合には前記第１及び第２探測データの一方を用いて前記モデルを発生する手段とを更に有していることを特徴とする無線システム。
【請求項３】
直接経路を介して及び少なくとも１つの反射経路を介して第１無線信号を受信する手段と、探測無線信号から導出された探測データを使用して、前記受信された第１無線信号のモデルであって少なくとも１つのパラメータを有するようなモデルを発生する手段と、前記の又は前記各々のパラメータの値を推定する手段と、前記推定されたパラメータの値の少なくとも１つを利用する手段とを有していることを特徴とする無線局。
【請求項４】
請求項３に記載の無線局において、前記第１無線信号の発信源から前記探測データを受信する手段を有していることを特徴とする無線局。
【請求項５】
請求項３に記載の無線局において、前記探測無線信号を送信する手段と、前記探測無線信号の反射を受信する手段と、前記探測データを前記受信された探測無線信号の反射から導出する手段とを有していることを特徴とする無線局。
【請求項６】
請求項３に記載の無線局において、第１探測データを前記第１無線信号の発信源から受信する手段と、第２探測無線信号を送信する手段と、前記第２探測無線信号の反射を受信する手段と、前記受信された第２探測無線信号の反射から第２探測データを導出する手段と、前記第１及び第２探測データの少なくとも一方を用いて前記受信された第１無線信号のモデルを発生する手段とを有していることを特徴とする無線局。
【請求項７】
請求項６に記載の無線局において、前記第１及び第２探測データを比較する手段と、前記第１及び第２探測データが所定の評価規準により非類似である場合に前記第１及び第２探測データの両者を用いて前記受信された第１無線信号のモデルを発生し、それ以外の場合には前記第１及び第２探測データの一方を用いて前記モデルを発生する手段とを更に有していることを特徴とする無線局。
【請求項８】
請求項１若しくは請求項２に記載の無線システム、又は請求項３ないし７の何れか一項に記載の無線局において、前記モデルは前記直接経路を介して受信される前記第１無線信号により進行された距離を表すようなパラメータを有していることを特徴とする無線システム又は無線局。
【請求項９】
請求項１若しくは請求項２に記載の無線システム、又は請求項３ないし７の何れか一項に記載の無線局において、前記モデルは前記直接経路を介して受信される前記第１無線信号の受信された振幅を表すようなパラメータを有していることを特徴とする無線システム又は無線局。
【請求項１０】
請求項１若しくは請求項２に記載の無線システム、又は請求項３ないし７の何れか一項に記載の無線局において、前記モデルは前記直接経路を介して受信される前記第１無線信号の到達角度を表すようなパラメータを有していることを特徴とする無線システム又は無線局。
【請求項１１】
請求項１、２、８、９及び１０の何れか一項に記載の無線システム、又は請求項３ないし１０の何れか一項に記載の無線局において、前記利用されるパラメータ値の１つが、前記直接経路を介して受信される前記第１無線信号により進行された距離を表すことを特徴とする無線システム又は無線局。
【請求項１２】
請求項１、２、８、９及び１０の何れか一項に記載の無線システム、又は請求項３ないし１０の何れか一項に記載の無線局において、前記利用されるパラメータ値の１つが、前記直接経路を介して受信される前記第１無線信号の受信された振幅を表すことを特徴とする無線システム又は無線局。
【請求項１３】
請求項１、２、８、９及び１０の何れか一項に記載の無線システム、又は請求項３ないし１０の何れか一項に記載の無線局において、前記利用されるパラメータ値の１つが、前記直接経路を介して受信される前記第１無線信号の到達角度を表すことを特徴とする無線システム又は無線局。
【請求項１４】
請求項１、２及び８ないし１３の何れか一項に記載の無線システム、又は請求項３ないし１３の何れか一項に記載の無線局において、前記利用が無線局の位置を突き止めることを含むことを特徴とする無線システム又は無線局。
【請求項１５】
請求項１、２及び８ないし１３の何れか一項に記載の無線システム、又は請求項３ないし１３の何れか一項に記載の無線局において、前記利用が距離の決定を含むことを特徴とする無線システム又は無線局。
【請求項１６】
請求項１、２及び８ないし１３の何れか一項に記載の無線システム、又は請求項３ないし１３の何れか一項に記載の無線局において、前記利用が受信された無線信号の等化を含むことを特徴とする無線システム又は無線局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチパス伝搬環境において使用することができるような無線システム及び無線局に関するもので、例えば無線チャンネルの又は受信された無線信号のマルチパス特性を特徴付ける情報から利益が得られるような処理を実施する無線システム及び無線局に対する用途を有する。斯様な処理は、レンジング（ｒａｎｇｉｎｇ：測距）、位置決定及び信号の等化を含む。
【０００２】
【背景技術】
マルチパス環境においては、無線信号は反射面から反射され、２以上の伝搬経路を介して受信される。異なる経路を介して受信された信号の種々の成分は、異なる振幅、位相及び遅れを有し、これらは合成受信信号から抽出される情報を信頼のおけないものにさせ得る。例えば、当該信号がデータを伝達する場合、データエラー率は特に高ビット速度伝送の場合に悪化し得る一方、該信号がレンジ（距離）推定に使用される場合は、該レンジ推定の精度が悪化し得る。当該無線信号のマルチパス特性を特徴付けることができるならば、マルチパス伝搬の悪影響は、例えば不所望な反射を相殺除去することにより又は異なる経路を介して受信された信号を建設的な態様で合成することにより低減することができる。また、非常に高いビット率の伝送を達成するために複素子アンテナ（ＭＥＡ）を使用するシステムも存在する。斯かるシステムは、無線信号のマルチパス特性の特徴付けを利用する。ＭＥＡシステムは、ベル・システムズの技術雑誌、１９９６年８月号の第４１〜５９において、Ｇ．Ｊ． Ｆｏｓｃｈｉｎｉによる“多素子アンテナを使用する場合のフェージング環境における無線通信のための層化空間−時間アーキテクチャ”に記載されている。
【０００３】
マルチパス伝搬を特徴付ける１つの方法は、マルチパス推定遅延ロックループ（ＭＥＤＬＬ）（例えば、１９９５年１月１８〜２０日のカリフォルニア州アナハイムにおける航法国内技術学会会合の原稿集の第２２７〜２８３頁における、Ｂ．Ｔｏｗｓｎｅｎｄ、Ｄ．Ｊ．Ｒ．ｖａｎ Ｎｅｅ、Ｐ．Ｆｅｎｔｏｎ及びＫ．ｖａｎ Ｄｉｅｒｅｎｄｏｎｃｋによる“マルチパス推定遅延ロックループの性能評価”参照）及び最小平均二乗推定器（ＭＭＳＥ）（例えば、ＧＰＳワールド、１９９７年４月号におけるＬ．Ｒ． Ｗｅｉｌｌによる“マルチパスの征服：ＧＰＳの精度の戦い”参照）のようなパラメータ推定技術の使用である。パラメータ推定技術においては、受信された信号は、例えば複数の伝搬経路を介して受信された信号成分の振幅、位相及び遅延を表す可変パラメータを含むようなモデル等の数学的モデルにより表され、これらパラメータ値は当該受信された信号と上記数学的モデルとの間に良好な整合が得られるまで反復的に調整される。パラメータ推定技術の結果、マルチパス無線信号の正確な特徴付けを得ることができるが、計算的に大変であるという不利益を被る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の１つの目的は、マルチパス伝搬環境において使用する改善された無線局及び無線システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、第１及び第２無線局を有する無線システムであって、前記第１無線局は第１無線信号を送信する手段を有し、前記第２無線局は直接経路を介して及び少なくとも１つの反射経路を介して伝搬された前記第１無線信号を受信する手段を有し、前記第１及び第２無線局の少なくとも一方は第１及び第２探測無線信号を各々送信する手段を有し、前記第１及び第２無線局の前記少なくとも一方は、前記第１及び第２探測無線信号の各々の反射を受信する手段と、前記各探測無線信号の前記受信された反射から第１及び第２探測データを各々導出する手段とを更に有し、前記第１無線局は如何なる前記探測データも前記第２無線局に送信する手段を更に有し、前記第２無線局は、前記第１及び第２探測データの少なくとも一方を使用して前記受信された第１無線信号のモデルであって少なくとも１つのパラメータを有するようなモデルを発生する手段と、前記の又は前記各々のパラメータの値を推定する手段と、前記推定されたパラメータの値の少なくとも１つを利用する手段と更に有しているような無線システムが提供される。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、直接経路を介して及び少なくとも１つの反射経路を介して第１無線信号を受信する手段と、探測無線信号から導出された探測データを使用して、前記受信された第１無線信号のモデルであって少なくとも１つのパラメータを有するようなモデルを発生する手段と、前記の又は前記各々のパラメータの値を推定する手段と、前記推定されたパラメータの値の少なくとも１つを利用する手段とを有しているような無線局が提供される。
【０００７】
上記推定は、パラメータ推定技術を用いて実行することができる。前記受信された第１無線信号のモデルは、前記受信された第１無線信号と前記送信された第１無線信号の複製との相関付けの結果としての相関関数のモデルとすることができる。
【０００８】
探索無線信号から導出される当該環境における反射面に関しての情報を使用することにより、前記第１無線信号は一層正確に特徴付けることができ、及び／又は少ない処理要件で特徴付けることができ、これにより、上記第１無線信号を特徴付け及び利用する無線局又は無線システムの動作を改善する。斯かる利用は、例えば、前記第１無線信号を送信する無線局と該第１無線信号を受信する他の無線局との間の隔たりを決定するレンジング（測距）、前記第１又は第２無線局の何れかの位置を決定するロケーション決定（測位）、又は上記第１無線信号により伝達される情報の復調の信頼性を改善するための等化とすることができる。
【０００９】
探測無線信号は、前記第１及び第２無線局の何れか一方又は両方により送信することができる。第１無線局が探測無線信号を送信すると共に探測データを導出する場合、このデータは、受信される第１無線信号のモデルの発生に使用するために第２無線局へ送信される。特徴付けの精度及び／又は処理要件の改善は、両無線局により導出される両無線局の環境における反射面に関しての探測データを使用して実行することができる。両組の探測データは、これら組のデータが非類似であって、各無線局の環境における異なる反射面を示す場合には合成される一方、両組が類似していて、反射面が両無線局に共通していることを示す場合には何れか一方の組の探測データを使用することができる。一例として、両組の探測データの類似性は相関により決定することができ、所定の程度の相関が、一方の組又は両方の組のデータを使用すべきかを判定するために評価規準として使用される。類似性を評価するために、他の規準を使用することもできる。
【００１０】
上記の受信された第１無線信号のモデルにおけるパラメータは、以下の何れかを含むことができる。即ち、前記直接経路を介して該信号により進行される距離、上記直接経路を介して受信される該信号の到達角度（本明細書において定義されるような）、上記直接経路を介して受信される該信号の振幅、及び受信される反射の振幅である。更に、これらのパラメータを表すような均等物も使用することができる。例えば、経過時間は一定速度で進行した距離を表す。
【００１１】
上記の受信された第１無線信号のモデルのパラメータの何れの値も、無線局により利用することができる。例えば、進行した距離はレンジング（測距）アプリケーションにおいて利用することができ、進行した距離及び到達角度はロケーション（測位）アプリケーションにおいて利用することができ、受信された反射の振幅は等化アプリケーションにおいて利用することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、添付図面を参照して例示的にのみ説明する。尚、図面において同一の符号は対応する特徴を示すように使用されている。
【００１３】
以下に述べる本発明の実施例は、無線局が、無線信号を受信する目標局の距離を推定するような無線レンジング（測距）システムである。該実施例において、第１無線信号はレンジング信号と呼ばれ、第１無線局は目標局と呼ばれる。図１の無線システム１を参照すると、第１アンテナ１４に結合されると共に第１処理手段１６に結合された第１送受信器１２を有するような無線局１０が示されている。第１処理手段１６には、第１クロック部１８及び第１記憶手段１９も結合されている。クロック部１８は第１送受信器１２にも結合されている。また、図１には、第２アンテナ２４に結合されると共に第２処理手段２６にも結合された第２送受信器２２を有するような目標局２０も存在する。第２処理手段２６には、第２クロック部２８及び第２記憶手段２９が結合されている。第１及び第２記憶手段１９及び２９は、データの一次記憶のために第１及び第２処理手段１６及び２６により各々使用される。第１及び第２クロック部１８及び２８は同期される。同期の方法は良く知られており、この明細書においては説明しない。無線局１０及び目標局２０は、共に、移動体装置である。両送受信器１２及び２２は、スペクトル拡散信号処理を用いて通信をするように構成されている。また、図１には、例えば壁であり得るような第１及び第２反射面４０及び５０も示されている。現実的例においては、もっと多くの反射面が存在するかも知れないが、図１では明瞭化のために２つのみが示されている。
【００１４】
図２のフローチャートを参照すると、無線局１０からの目標局２０の距離が測定されるべき場合、無線局１０の動作はブロック１０１において開始する。ブロック１０１において、第１処理手段１６は、第１送受信器１２及び第１アンテナ１４により探測信号の送信を開始する。該探測信号は、反射面４０及び５０並びに当該局部環境における何れかの他の反射面から反射され、無線局１０の第１送受信器１２において再び受信される。該受信された探索信号は送信された探索信号の複製と相関がとられ、結果としての相関関数がＫ回サンプリングされる。受信された探測信号の相関関数のＫ個のサンプルは第１処理手段１６に渡される。図１において、第１反射面４０からの探索信号の反射はＳ１により示され、第２反射面５０からの反射はＳ２により示され、明瞭化のために、その他の反射は図示されていない。
【００１５】
図２のブロック１０２において、受信された探測信号の相関関数サンプルは第１処理手段１６により処理される。Ｋ個のサンプルの各々の振幅：
【数１】
2005501472.tif 000003
ｋ＝１、Ｋが測定されると共に、第１クロック１８を時間基準として使用して、各サンプルの時間遅延：
【数２】
2005501472.tif 000004
ｋ＝１、Ｋが、送信された探測信号に対して測定される。次いで、第１処理手段１６は下記の式を用いて、受信された探測信号の相関関数Ｒｂ（τ）のモデルを発生する。
【数３】
2005501472.tif 000005
ここで、
【数４】
2005501472.tif 000006
であり、ｃは光速であり、Ｆｂ（τ）はτなる遅延を持つ単一の経路を介して受信され且つ１なるピーク振幅を持つように正規化された探測信号の理想的相関関数である。このモデルは、Ｋサンプルの各々に対して１つの仮想反射面を表すと見なすことができ、各反射面は無線局１０から距離、
【数５】
2005501472.tif 000007
だけ離れている。該パラメータ：
【数６】
2005501472.tif 000008
は探測信号の時間遅延を間接的に表している。
【００１６】
ブロック１０３において、当該探測信号が目標局２０から送信されたとしたら受信されたであろう反射信号を近似するために、上記の受信された探測信号相関関数のモデルは第１処理手段１６により時間的及び振幅的にスケーリングされる。時間的にスケーリングするために、式（１）における各、
【数７】
2005501472.tif 000009
は、当該サンプルに寄与する信号が目標局２０から同一の反射面を介して進行したとした場合に進行する距離ｄｋにより置換される。図３に示すマルチパス幾何学系の解析は、目標局２０により送信され且つｋ番目の反射面を介して無線局１０において受信された信号により進行される距離ｄｋは、
【数８】
2005501472.tif 000010
と表すことができ、ここで、ψｋは直接経路を介して受信される信号の到達角度であり、ｄ０は直接経路の距離である。到達角度ψｋは、直接経路とｋ番目の反射面に垂直なラインとの間の角度であって、該角度が図３に示すようにｋ番目の反射された経路と交わらないような角度として定義される。
【００１７】
振幅をスケーリングするために、各サンプルの振幅：
【数９】
2005501472.tif 000011
は、当該信号が目標局２０から同一の反射面を介して進行したとした場合に当該サンプルが有するであろう振幅ａｋにより置換される。進行した距離に伴う減衰に関する一般に受け入れられている逆４乗法則（ｉｎｖｅｒｓｅ ｆｏｕｒｔｈ ｐｏｗｅｒ ｌａｗ）を用いれば、
【数１０】
2005501472.tif 000012
は、
【数１１】
2005501472.tif 000013
と表すことができ、ここで、Ｂは送信された探測信号の振幅であり、μｋは当該反射面の反射率であり、ａｋは、
【数１２】
2005501472.tif 000014
と表すことができ、ここで、Ａは目標局２０からの送信の振幅である。式（２）、（３）及び（４）を合成すると、
【数１３】
2005501472.tif 000015
が得られる。
【００１８】
式（１）における、
【数１４】
2005501472.tif 000016
を式（２）の表現により置換すると共に、式（１）における、
【数１５】
2005501472.tif 000017
を式（５）の表現により置換すると、受信された探測信号の相関関数のスケーリングされたモデルに対して下記の式、即ち目標局２０により送信されると共に無線局１０において受信される信号を表すモデル、が得られる。
【数１６】
2005501472.tif 000018
【数１７】
2005501472.tif 000019
は、受信された探測信号及び未知の値を有する幾つかのパラメータから導出される、測定されたデータ（探測データと呼ぶ）を有する。
【００１９】
ブロック１０４において、無線局１０により送信された探測信号の受信に応答して、目標局２０はレンジング信号を送信し、このレンジング信号は無線局１０の第１送受信器１２により受信される。該レンジング信号は、第１送受信器１２において、受信される信号のサンプルと送信されたレンジング信号の複製との相関をとることにより検出される。受信されたレンジング信号の相関関数のサンプルは、第１処理手段１６に渡される。
【００２０】
ブロック１０５において、第１処理手段１６は、下記のように、直接経路成分と、探測信号の相関関数のスケーリングされたモデルとを有する受信レンジング信号の相関関数のモデルを発生し：
【数１８】
2005501472.tif 000020
ここで、ａ０、ｄ０及びθ０は、各々、直接経路の受信振幅、経路長及び位相であり、Ｆは遅延τを持つ単一経路を介して受信されると共に１なるピーク振幅を持つように正規化されたレンジング信号の理想相関関数である。ａ０の値は、受信されたレンジング信号のサンプルから測定することができる。この場合、先に参照したＭＥＤＬＬ又はＭＭＳＥ等のパラメータ推定技術を使用して、式（７）のモデルが所定の評価規準により受信レンジング信号の相関関数に整合するようなパラメータｄ０、ψｋ（但し、ｋ＞０）及び、
【数１９】
2005501472.tif 000021
の値を見付ける。上記所定の評価規準は、例えば、受信されたレンジング信号の相関関数と当該モデルとの間の平均二乗誤差の特定の最大許容値とすることができ、その場合、上記整合は上記平均二乗誤差の値が上記最大許容値以下である場合に達成される。他の例として、上記評価規準は上記平均二乗誤差の最小化とすることができ、その場合、上記整合は該平均二乗誤差が最小値に到達した場合に達成される。更に他の例として、上記所定の評価規準は特定のパラメータ値のパラメータ推定反復の間の変化とすることができ、その場合、整合は該変化が目標値より小さくなった場合に達成される。
【００２１】
ブロック１０６において、処理手段１６は、ブロック１０５において発生されたパラメータｄ０、ψｋ及び、
【数２０】
2005501472.tif 000022
の値を、Ｒ（τ）を介して組み込んだ受信レンジング信号相関関数の向上されたモデルを発生する。該向上モデルは：
【数２１】
2005501472.tif 000023
となる。ｍ＝１、Ｍにわたる因数の総和は、探測信号の反射には存在しない付加的な正反射の相関関数を表す。これらの因数はブロック１０６において漸進的に当該モデルに加算され、各加算の後に、ブロック１０７においてパラメータ推定処理が実行されて、パラメータｄ０、ψｋ、
【数２２】
2005501472.tif 000024
、ａｍ、ｄｍ及びθｍに関する向上された値を発生する。ブロック１０８においては、受信されたレンジング信号の相関関数と当該モデルとの間の整合が評価され、所定の規準が達成されていなかったら、流れはブロック１０６に戻り、当該向上モデルに更なる正反射が追加される。
【００２２】
平均二乗誤差の所定の目標値に到達したら、流れはブロック１０９に進み、結果としてのパラメータ値の１以上が使用される。レンジングシステムのための本実施例において、利用としては、目標局２０の無線局１０からの距離を表すパラメータｄ０の値を表示し、又は後の処理のために記憶することを含む。例えば、無線局１０は、ユーザにより携行される携帯装置とし、ユーザに対して目標局２０を有する第２携帯装置の距離（範囲）の推定値を提供することができる。他の例として、無線局１０は、ユーザにより携行されると共に近接検出器として機能する携帯装置とし、目標局２０が所定の範囲を超えて、又は斯かる範囲内に移動すると警報を発することができる。斯様なアプリケーションは、親から離れて動き回る子供、又は建物から違法に持ち去られる物体に関して警告することができる。
【００２３】
図４の無線システム２を参照すると、これも無線レンジングシステム用の、本発明の他の実施例が図示されている。図１の構成要素と同一の構成要素を識別するために同一の符号が使用されている。図１との相違点のみを説明する。図４には、第３の反射面６０が図示されており、目標局２０により送信された信号の該面からの反射がＳ３により示されている。
【００２４】
図５は、図４に図示された該実施例のためのフローチャートである。図５及び図２における同一の符号が付されたブロックは同一の処理を有している。該フローチャートは、ブロック１０１において開始し、図２と同様に、流れはブロック１０２、１０３及び１０４へと進む。ブロック１０４からは、流れは以下に説明する追加のブロック１０５〜１５８へと進み、次いで、ブロック１０６〜１０９に戻る。
【００２５】
ブロック１５１において、目標局２０は自身が送信したレンジング信号の反射を受信し、第２送受信器２２において該受信された信号のサンプルと送信されたレンジング信号の複製のサンプルとの相関をとることにより該レンジング信号を検出する。図４では、反射面６０からの単一の反射Ｓ３のみが目標局２０において受信されるように図示されており、該目標局２０により受信される他の反射は明瞭化のために図示されていない。このようにして、上記レンジング信号は目標局２０に対し、前記探測信号が無線局１０に対して果たすのと等価な機能を果たす。即ち、上記レンジング信号は探索信号でもある。受信されたレンジング信号の相関関数のＫ’個のサンプルは、第２処理手段２６に渡される。
【００２６】
ブロック１５２において、受信レンジング信号の相関関数のサンプルは第２処理手段２６により処理される。Ｋ’サンプルの各々の、送信されたレンジング信号に対する振幅：
【数２３】
2005501472.tif 000025
及び遅延：
【数２４】
2005501472.tif 000026
、但しｋ＝１，Ｋ’、が測定される。次いで、第２処理手段２６は下記の式を用いて、受信されたレンジング信号の相関関数のモデルＲｂ’（ｔ）を発生する：
【数２５】
2005501472.tif 000027
ここで、
【数２６】
2005501472.tif 000028
である。このモデルは、Ｋ’サンプルの各々に対して１つの仮想反射面を表すと見なすことができ、各反射面は目標局２０から距離、
【数２７】
2005501472.tif 000029
にある。パラメータ：
【数２８】
2005501472.tif 000030
は、目標局２０において再び受信されるレンジング信号の時間遅延を、間接的に、表している。
【００２７】
ブロック１５３において、上記の受信レンジング信号相関関数のモデルは、該レンジング信号が無線局１０から送信されていたとしたら受信されるであろう反射信号の相関関数を近似するために、時間的及び振幅的にスケーリングされる。時間的にスケーリングするために、式（９）の各、
【数２９】
2005501472.tif 000031
は、当該サンプルに寄与する信号が無線局１０から同じ反射面を介して進行したとしたら進行する距離ｄ’ｋにより置換される。目標局２０に関する図３に示したものと等価なマルチパス幾何学系の解析は、無線局１０により送信されると共に目標局２０においてｋ番目の反射面を介して受信される仮想信号が進行する距離ｄ’ｋは、
【数３０】
2005501472.tif 000032
と表すことができることを示し、ここで、ψ’ｋは直接経路を介して受信される信号の到達角度であり、ｄ’０は該直接経路の距離である。
【００２８】
振幅をスケーリングするために、各サンプル振幅：
【数３１】
2005501472.tif 000033
は、上記信号が無線局１０から同じ反射面を介して進行したとしたら当該サンプルが有するであろう振幅ａ’ｋにより置換される。進行する距離に伴う減衰に関する一般的に受け入れられている逆４乗法則を用いると、
【数３２】
2005501472.tif 000034
は、
【数３３】
2005501472.tif 000035
と表すことができ、ここで、Ａは送信されたレンジング信号の振幅であり、ａ’ｋは、
【数３４】
2005501472.tif 000036
と表すことができ、ここで、Ｂは無線局１０からの送信の振幅である。式（１０）、（１１）及び（１２）を合成すると、
【数３５】
2005501472.tif 000037
が得られる。
【００２９】
式（９）における、
【数３６】
2005501472.tif 000038
を式（１０）の表現により置換し、式（９）における、
【数３７】
2005501472.tif 000039
を式（１３）の表現により置換すると、目標局２０により受信されたレンジング信号の相関関数のスケーリングされたモデル、即ち無線局１０により送信されると共に目標局２０において受信される信号を表すようなモデル、に関する下記の式が得られる：
【数３８】
2005501472.tif 000040
【数３９】
2005501472.tif 000041
は、受信されたレンジング信号及び未知の値を有する幾つかのパラメータから導出された測定データを含む。該測定データは探測データと呼ばれる。
【００３０】
相反性により、式（１４）のモデルは、目標局２０により送信されると共に無線局１０において受信される信号をも表している。式（６）のモデルと式（１４）のモデルとの間の相違は、異なる反射面が反射に寄与していることである。無線局１０にとってローカルな反射面４０及び５０は式（６）のモデルに寄与し、目標局２０にとってローカルな反射面６０は式（１４）のモデルに寄与している。
【００３１】
ブロック１５４において、式（１４）のモデルに関する探測データは目標局２０により送信されると共に無線局１０により受信され、該無線局において第１処理手段１６に渡される。
【００３２】
ブロック１５５では、上記第１処理手段において、探測データの類似性を評価するために、式（６）により定義されるような無線局１０において受信される探測信号相関関数のスケーリングされたモデルに関する探測データと、式（１４）により定義されるような目標局２０において受信されるレンジング信号（探測信号として機能する）の相関関数のスケーリングされたモデル：
【数４０】
2005501472.tif 000042
に関する探測データとの間の比較がなされる。この類似性は、データの相関により評価することができる。当該比較が、上記２つのスケーリングされたモデルに関する探測データが所定の評価規準に関して非類似であることを示したら、流れは図５のブロック１５６に移行する。上記比較が、上記２つのスケーリングされたモデルに関する探測データが所定の評価規準に関して類似していることを示す場合は、流れは図５のブロック１５７に移行する。前者の場合は、同一の反射面が両モデルに対して寄与した場合に起こり得、後者の場合は異なる反射面が両モデルに対して寄与した場合に起こり得る。両ブロック１５６及び１５７においては、第１処理手段１６が無線局１０において受信されたレンジング信号のモデルを発生する。ブロック１５６において、このモデルは、以下のように、直接経路成分並びに両者のスケーリングされたモデル、
【数４１】
2005501472.tif 000043
を有する：
【数４２】
2005501472.tif 000044
ブロック１５７において、Ｒ（τ）に関する該モデルは、直接経路成分と、上記のスケーリングされたモデルの一方のみ、即ち式（７）におけるような
【数４３】
2005501472.tif 000045
とを有し、これは上記２つのスケーリングされたモデルが相関される場合は等化となる。両ブロック１５６及び１５７から、流れはブロック１５８に進み、該ブロックにおいて、測定することができないパラメータの値を見付けるために、ＭＥＤＬＬ又はＭＭＳＥ等のパラメータ推定技術がモデルＲ（τ）（式（７）又は式（１５）の何れかである）に適用される。該パラメータ推定の精度は、当該モデルが所定の評価規準に従って受信レンジング信号相関関数と整合するように選定される。整合の程度を評価することができる１つの方法は、当該モデルと受信レンジング信号相関関数との間の平均二乗誤差を測定することであり、その場合、上記所定の評価規準は、所定の平均二乗誤差の大きさ、又はパラメータ推定反復処理の間における平均二乗誤差の所定の最大変化とすることができる。整合の程度を測定する他の方法は、連続するパラメータ推定反復処理の間に、パラメータの値の変化を測定することであり、該変化が所定の値より小さい場合に当該推定を終了する。当業者であれば、上記パラメータ推定の精度を評価するための他の評価規準を容易に案出するであろう。
【００３３】
流れは、ブロック１５８からブロック１０６に進み、図２を参照して説明した前記実施例と同様にして継続する。
【００３４】
上述した実施例においては、探測信号はレンジング信号の前に送信される。しかしながら、一般的に、何れの信号を最初に送信してもよい。
【００３５】
図４及び図５の実施例において、目標局２０により送信されたレンジング信号は、無線局１０により受信及び処理されることに加えて、該目標局２０により探測信号として受信及び処理される。しかしながら、一般的に、目標局２０により別個のレンジング及び探測信号を送信することもでき、これら別個の信号は何れかの順番で送信される。
【００３６】
オプションとして、未知の値を有するパラメータに関する初期推定値を発生するために、無線局１０において再び受信される探測信号の相関関数のスケーリングされたモデル：
【数４４】
2005501472.tif 000046
に対しパラメータ推定を適用することができる。これらの初期推定値は、次いで、受信されたレンジング信号の相関関数のモデルＲ（τ）において使用することができる。同様に、パラメータ推定は、パラメータ値の初期推定値を発生するために、
【数４５】
2005501472.tif 000047
に適用することもできる。
【００３７】
上記特定の実施例において提示したもの以外のＲｂ（τ）及びＲ’ｂ（τ）なる他のモデルを使用することもできる。例えば、当該モデルは、受信された信号の信号成分の位相を無視し、包絡線のみをモデル化することもできる。斯様なモデルは下記のような形態をとることができる：
【数４６】
2005501472.tif 000048
オプションとして、到達角ψｋの１以上の値を利用することもできる。斯かる到達角はｄ０と共に、二次元における無線局１０及び各反射面４０、５０に対して算出されるべき目標局２０の位置に関する充分な情報を提供する。例えば、建物内において反射面４０、５０は壁であり得、目標局２０を有する装置の位置は、斯かる壁と、ユーザにより携行される無線局１０を有する携帯装置の位置とに対して算出することができる。
【００３８】
オプションとして、無線局１０において受信される探測信号Ｒｂ（τ）の相関関数の、又は目標局２０において受信されるレンジング信号Ｒ’ｂ（τ）の相関関数のモデルを発生する前に、対応する信号を、該信号の振幅の減衰（ｄｅｃａｙ）が遅延τに大凡逆比例しているかを評価するために調べることができる。この評価は、例えば、曲線の当てはめにより実施することができる。斯様な減衰は、多数のランダムに位置された反射体を示している。該減衰が時間に対して大凡逆比例すれば、反射された信号の経路がβ／τなる形の表現により表されるような単純化されたモデル、即ち、
【数４７】
2005501472.tif 000049
を使用することができ、ここで、β及びβ’は当該推定処理における自由パラメータである。
【００３９】
典型的には、上記レンジング信号及び探測信号はスペクトル拡散信号とすることができるが、他の信号伝達方法も使用することができる。
【００４０】
オプションとして、目標局２０からのレンジング信号の送信を開始する他の方法を使用してもよい。例えば、レンジング信号の送信は、無線局１０からの前記探測信号以外の信号の送信により開始することもできる。他の例として、目標局２０がレンジング信号の送信を周期的に開始することもできる。
【００４１】
上記パラメータ推定処理からの結果としての少なくとも１つのパラメータ値を利用する他の例は、斯様な値をマルチパス信号の等化に使用することである。第１無線信号におけるマルチパス成分の振幅ａｋ及び遅延τｋ（又は、等価的に、進行した距離ｄｋ）は、式（２）及び（３）により、並びにパラメータ：
【数４８】
2005501472.tif 000050
の値により特徴付けることができる。該特徴付けられた成分は可干渉的に合成されて、向上された信頼性で以って復調することができるような複合信号を生成することができるか、又は成分を除去して、残りの成分（又は複数の成分）を、該除去された成分からの干渉を低減させて復調することができるようにすることができる。
【００４２】
オプションとして、図５におけるブロック１５５の比較を省略することもできる。この場合、ブロック１５７の処理も省略されて、流れはブロック１５４からブロック１５６へ進み、該ブロックにおいて当該モデルは、
【数４９】
2005501472.tif 000051
に関するデータが類似しているかに無関係に、直接経路成分と、両方のスケーリングされたモデル：
【数５０】
2005501472.tif 000052
とを有する。このオプションは、例えば、無線局１０と目標局２０とが異なる反射環境を有することが演繹的に分かるような実施例に使用することができるが、反射環境が類似しているような場合にも使用することができる。
【００４３】
オプションとして、探測データは、目標無線局２０のみにおいて導出され、受信されるレンジング信号の相関関数のモデルを発生するのに使用するために無線局１０へ送信されるようにすることもできる。この場合、式（１５）からは、
【数５１】
2005501472.tif 000053
が削除される。このオプションは、例えば、無線局１０と目標局２０とが類似した反射環境を有していることが演繹的に分かるような実施例に使用することができる。
【００４４】
【産業上の利用の可能性】
マルチパス信号伝搬環境における動作のための無線装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、マルチパス環境における無線システムのブロック図である。
【図２】
図２は、本発明の一実施例により動作させた場合の無線局の動作に関するフローチャートである。
【図３】
図３は、図１のマルチパス伝搬例の幾何学状況を示す説明図である。
【図４】
図４は、マルチパス環境における他の無線システムのブロック図である。
【図５】
図５は、本発明の他の実施例により動作させた場合の無線局の動作に関するフローチャートである。
【国際公開パンフレット】
2005501472.tif 000054
2005501472.tif 000055
2005501472.tif 000056
2005501472.tif 000057
2005501472.tif 000058
2005501472.tif 000059
2005501472.tif 000060
2005501472.tif 000061
2005501472.tif 000062
2005501472.tif 000063
2005501472.tif 000064
2005501472.tif 000065
2005501472.tif 000066
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2005501472.tif 000070
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2005501472.tif 000075
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2005501472.tif 000079
【国際調査報告】
2005501472.tif 000080
2005501472.tif 000081