(57)【要約】【課題】伝搬距離の推定精度を向上することができる伝搬距離推定装置を提供する。【解決手段】基地局１は、測距信号Ｘ(t)を端末２に送信し、端末２にこの測距信号Ｘ(t)を返信させる。基地局１及び端末２の間にクロック誤差がある場合、基地局１は、端末２から測距信号Ｘ’’(t)を受信する。相関演算部４０は、測距信号Ｘ’’(t)とその複素共役とを乗算し、その乗算結果に対し相関演算を行って、乗算結果の各周波数成分を抽出する。距離推定部４１は、相関演算部４０が抽出した周波数成分の位相から、基地局１及び端末２で送受信される電波の伝搬距離を推定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる周波数の複数の連続波を基地局において合成し、これを測距信号として前記基地局から端末に送信し、当該測距信号を前記端末から前記基地局に返信させ、当該測距信号の伝搬距離を推定する伝搬距離推定装置において、
前記基地局で受信した前記測距信号と当該測距信号の複素共役とを乗算し、その乗算結果に対し相関演算を行って、前記乗算結果の各周波数成分を抽出する相関演算部と、
前記相関演算部が抽出した周波数成分の位相から前記伝搬距離を推定する距離推定部と
を備えたことを特徴とする伝搬距離推定装置。
【請求項２】
前記測距信号の周波数成分は、前記相関演算により抽出されるＡＣ成分である
請求項１に記載の伝搬距離推定装置。
【請求項３】
前記距離推定部は、前記測距信号とその複素共役との乗算結果に含まれる各周波数成分の位相から算出される各伝搬距離について、その平均値を推定距離とする
請求項２に記載の伝搬距離推定装置。
【請求項４】
前記距離推定部は、前記測距信号とその複素共役との乗算結果に含まれる各周波数成分の位相から算出される各伝搬距離について、各周波数成分の振幅に応じ加重平均して推定距離とする
請求項２に記載の伝搬距離推定装置。
【請求項５】
前記距離推定部は、前記測距信号とその複素共役との乗算結果に含まれる各周波数成分の位相から算出される各伝搬距離について、その中央値を推定距離とする
請求項２に記載の伝搬距離推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局と端末との間で電波を送受信して、電波の伝搬距離を推定する伝搬距離推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基地局から端末に電波を送信し、その電波を受信した端末から電波を基地局に再送信させ、このとき基地局が受信した電波から、電波の送受信に要した伝搬距離を推定する伝搬距離推定装置が周知である（特許文献１〜４等参照）。これら特許文献でも示されるように、この種の伝搬距離推定装置は、車両及び電子キーの間でキー照合を無線により行う電子キーシステムへの適用が検討されている。これは、車両から遠く離れた場所に電子キーが位置するとき、この電子キーと車両とを中継器によって不正に通信確立させてしまう状況を防ぐためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１７０３６４号公報
【特許文献２】特開２００３−１３６４４号公報
【特許文献３】特開２００６−５１２５１５号公報
【特許文献４】特開２００８−５１５３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、基地局が端末に電波送信を行うときには、基地局が有する発振器のクロック信号を基に電波が生成されて、基地局から端末に送信される。一方、基地局から受信した電波を端末が基地局に再送信するときには、端末が有する発振器のクロック信号を基に電波が生成されて、端末から基地局に送信される。よって、基地局及び端末の間でクロック信号に誤差があると、電波の伝搬距離を精度よく推定できない問題に繋がっていた。
【０００５】
本発明の目的は、伝搬距離の推定精度を向上することができる伝搬距離推定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決する伝搬距離推定装置は、互いに異なる周波数の複数の連続波を基地局において合成し、これを測距信号として前記基地局から端末に送信し、当該測距信号を前記端末から前記基地局に返信させ、当該測距信号の伝搬距離を推定する構成において、前記基地局で受信した前記測距信号と当該測距信号の複素共役とを乗算し、その乗算結果に対し相関演算を行って、前記乗算結果の各周波数成分を抽出する相関演算部と、前記相関演算部が抽出した周波数成分の位相から前記伝搬距離を推定する距離推定部とを備えた。
【０００７】
本構成によれば、基地局が受信した測距信号とその複素共役とを乗算すると、基地局及び端末のクロック誤差を要因とした周波数ずれが補正された演算結果が抽出される。このため、電波の伝搬距離を推定するにあたり、周波数ずれが補正された乗算結果に対し相関演算を行って乗算結果の各周波数成分を抽出し、各周波数成分の位相から伝搬距離を推定するので、クロック誤差による周波数ずれの影響がない距離推定結果を得ることが可能となる。よって、伝搬距離の推定精度を向上することが可能となる。
【０００８】
前記伝搬距離推定装置において、前記測距信号の周波数成分は、前記相関演算により抽出されるＡＣ成分であることが好ましい。この構成によれば、測距信号とその複素共役との乗算によって求まるＡＣ成分を用いて、精度よく伝搬距離を推定することが可能となる。
【０００９】
前記伝搬距離推定装置において、前記距離推定部は、前記測距信号とその複素共役との乗算結果に含まれる各周波数成分の位相から算出される各伝搬距離について、その平均値を推定距離とすることが好ましい。この構成によれば、各周波数成分の位相の伝搬距離について、これらの平均をとるという簡素な処理を通じて、演算上の最終的な伝搬距離を特定することが可能となる。
【００１０】
前記伝搬距離推定装置において、前記距離推定部は、前記測距信号とその複素共役との乗算結果に含まれる各周波数成分の位相から算出される各伝搬距離について、各周波数成分の振幅に応じ加重平均して推定距離とすることが好ましい。この構成によれば、基地局及び端末の間の電波の伝搬距離を演算するにあたり、各周波数成分の位相の平均をとる演算と比較して、伝搬距離の推定精度を確保することが可能となる。
【００１１】
前記伝搬距離推定装置において、前記距離推定部は、前記測距信号とその複素共役との乗算結果に含まれる各周波数成分の位相から算出される各伝搬距離について、その中央値を推定距離とすることが好ましい。この構成によれば、抽出された伝搬距離の１値に大きな外れ値が存在する場合であっても、好適な伝搬距離を特定することが可能となる。よって、伝搬距離の推定精度を向上するのに有利となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、伝搬距離の推定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の伝搬距離推定装置の構成図。
【図２】測距信号とその複素共役との周波数スペクトル図。
【図３】測距信号とその複素共役とを乗算した後の周波数スペクトル図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、伝搬距離推定装置の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、基地局１及び端末２には、これら２者間の電波送信にかかる距離（伝搬距離ｄ）を推定する伝搬距離推定装置３が設けられている。伝搬距離推定装置３は、例えば電子キーのキー照合を無線によって行う電子キーシステムに搭載されている。この場合、電子キーシステムは、基地局１及び端末２の間で仮にＩＤ照合が成立していても、伝搬距離推定装置３によって求まる伝搬距離ｄが閾値以上であれば、不正通信の可能性が高いとして、ＩＤ照合成立を不許可とする。
【００１５】
基地局１は、各々異なる周波数の無変調連続波（ＣＷ波）として複素信号gn(p)を出力する複数の発振器４（例えばＮ個）を備える。各周波数の複素信号gn(p)は、「ｎ」が「１」〜「Ｎ」をとり、信号成分として実部及び虚部を有する。なお、「ｎ」は、何番目の周波数かを表す数であり、「Ｎ」は、使用する周波数の総数であり、「ｐ」は離散時間である。
【００１６】
基地局１は、発振器４から入力する各複素信号gn(p)から実部を取り出す実数取出部５を備える。実数取出部５は、複素信号gn(p)からの実部の取り出しにより、信号real(gn(p))を出力する。なお、real(・)は、複素数から実数を取り出す関数を示す。
【００１７】
基地局１は、実数取出部５から出力された信号real(gn(p))を加算する加算器６と、加算器６から出力される合成信号real(G(p))をＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータ７とを備える。基地局１は、Ｄ／Ａ変換後の合成信号real(G(q))と局部発振器８から入力する発振信号とを乗算するミキサ９と、乗算後の信号をフィルタリングするバンドパスフィルタ１０と、バンドパスフィルタ１０を通過した合成信号を測距信号real(G(q))cos(ωq)として送信する送信アンテナ１１とを備える。なお、「G(p)」及び「G(q)」は、合成された複素信号であり、「q」は、連続時間である。
【００１８】
端末２は、基地局１から送信された測距信号real(G(q))cos(ωq)を伝搬時間q0分遅れた信号で受信する受信アンテナ１２と、この受信信号real(G(q−q0))cos(ωq)をフィルタリングするバンドパスフィルタ１３とを備える。端末２は、バンドパスフィルタ１３を通過した信号と局部発振器１４から入力する発振信号とを乗算するミキサ１５と、乗算後の信号をフィルタリングするローパスフィルタ１６と、ローパスフィルタ１６を通過した受信信号real(G(q−q0))をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ１７とを備える。
【００１９】
端末２は、Ａ／Ｄコンバータ１７から入力する受信信号real(G(p−q0))を基に端末２を作動させる信号処理部１８を備える。信号処理部１８は、基地局１から受信信号real(G(q−q0))cos(ωq)を受信したとき、この受信信号real(G(q−q0))cos(ωq)を基地局１に返信する動作を実行する。
【００２０】
端末２は、電波返信時において信号処理部１８から入力する信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータ１９と、Ｄ／Ａ変換後の信号と局部発振器２０から入力する発振信号とを乗算するミキサ２１とを備える。端末２は、乗算後の信号をフィルタリングするバンドパスフィルタ２２と、バンドパスフィルタ２２を通過した信号を測距信号real(G(q−q0))cos(ωq)として送信する送信アンテナ２３とを備える。
【００２１】
基地局１は、端末２から送信された測距信号real(G(q−q0))cos(ωq)を伝搬時間q0分遅れた信号で受信する受信アンテナ２４を備える。基地局１は、受信アンテナ２４の後段の一方の経路に、バンドパスフィルタ２５、局部発振器２６、ミキサ２７、ローパスフィルタ２８及びＡ／Ｄコンバータ２９を備える。バンドパスフィルタ２５は、受信アンテナ２４が受信した測距信号real(G(q−2q0))cos(ωq)をフィルタリングする。ミキサ２７は、バンドパスフィルタ２５を通過した信号と局部発振器２６から入力する発振信号とを乗算する。ローパスフィルタ２８は、ミキサ２７で合成された信号のうち低い周波数のみ通過させる。Ａ／Ｄコンバータ２９は、ローパスフィルタ２８を通過した測距信号real(G(q−2q0))をＡ／Ｄ変換して、測距信号real(G(p−2q0))を出力する。
【００２２】
基地局１は、受信アンテナ２４の後段の他方の経路に、バンドパスフィルタ３０、移送器３１、ミキサ３２、ローパスフィルタ３３及びＡ／Ｄコンバータ３４を備える。バンドパスフィルタ３０は、受信アンテナ２４が受信した測距信号real(G(q−2q0))cos(ωq)をフィルタリングする。ミキサ３２は、バンドパスフィルタ３０を通過した信号と、局部発振器２６から出力される発振信号を移送器３１によって９０°位相を遅らせた信号とを乗算する。ローパスフィルタ３３は、ミキサ３２で合成された信号のうち、低い周波数のみ通過させる。Ａ／Ｄコンバータ３４は、ローパスフィルタ３３を通過した信号をＡ／Ｄ変換して、測距信号img(G(p−2q0))を出力する。なお、img(・)は、複素数から虚部を取り出す関数を示す。
【００２３】
基地局１は、実部及び虚部から複素信号を算出する複素化部３５を備える。複素化部３５は、Ａ／Ｄコンバータ２９から入力する測距信号real(G(p−2q0))とＡ／Ｄコンバータ３４から入力する測距信号img(G(p−2q0))とを基に、複素信号G(p−2q0)を算出する。
【００２４】
基地局１は、基地局１及び端末２の間の電波の伝搬距離ｄを推定する一連の処理を実行する相関演算部４０及び距離推定部４１を備える。相関演算部４０は、基地局１で受信した測距信号real(G(q−2q0))cos(ωq)と、測距信号real(G(q−2q0))cos(ωq)の複素共役とを乗算し、その乗算結果に対し相関演算を行って、乗算結果の各周波数成分を抽出する。距離推定部４１は、相関演算部４０が抽出した周波数成分の位相から伝搬距離ｄを推定する。
【００２５】
次に、図１〜図３を用いて、伝搬距離推定装置３の作用及び効果を説明する。なお、本例は、端末２側での信号処理は何も行われていないものとして定式化している。また、回路による遅延は存在せず、遅延は電波の伝搬でのみ発生するとして定式化している。
【００２６】
図１に示すように、各発振器４（総数Ｎ個）は、各々異なる周波数の複素信号g1(p)〜gN(p)を実数取出部５に出力する（ｎ＝１〜Ｎ）。実数取出部５は、各複素信号g1(p)〜gN(p)において実部を取り出し、実数のみから構築される信号real(g1(p))〜real(gN(p))を加算器６に出力する。加算器６は、これら信号real(g1(p))〜real(gN(p))を足し合わせて合成信号real(G(p))とし、これをＤ／Ａコンバータ７に出力する。合成信号real(G(p))は、次式(1)により表される。
【００２７】
【数１】
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合成信号real(G(p))は、Ｄ／Ａコンバータ７によってＤ／Ａ変換され、合成信号real(G(q))としてミキサ９に出力される。ミキサ９に入力された合成信号real(G(q))は、局部発振器８から入力する発振信号と乗算され、バンドパスフィルタ１０により所定帯域の信号のみが通過される。バンドパスフィルタ１０を通過した合成信号real(G(q))は、測距信号real(G(q))cos(ωq)として送信アンテナ１１から端末２に向けて送信される。
【００２８】
基地局１の送信アンテナ１１から送信された測距信号real(G(q))cos(ωq)は、伝搬時間q0後、端末２に到達する。なお、測距信号real(G(q))cos(ωq)は、複素信号q1(p)〜qN(p)を合成することにより生成された所定波形が繰り返し出現する繰り返し信号である。また、送信信号real(G(q))cos(ωq)は、広帯域信号である。
【００２９】
端末２は、基地局１から送信された測距信号real(G(q))cos(ωq)を、伝搬時間q0遅れた信号、すなわちreal(G(q−q0))cos(ωq)として受信アンテナ１２で受信する。この受信信号real(G(q−q0))cos(ωq)は、バンドパスフィルタ１３を通過後、ミキサ１５に出力される。ミキサ１５に入力された受信信号real(G(q−q0))cos(ωq)は、局部発振器１４から入力する発振信号と乗算され、ローパスフィルタ１６により低帯域のみ通過される。ローパスフィルタ１６を通過した受信信号real(G(q−q0))は、Ａ／Ｄコンバータ１７でＡ／Ｄ変換され、受信信号real(G(p−q0))として信号処理部１８に出力される。
【００３０】
信号処理部１８は、Ａ／Ｄコンバータ１７から入力した受信信号real(G(p−q0))の信号波形を読み取る。このとき、信号処理部１８は、受信信号real(G(p−q0))を正常に読み取ることができると、real(G(q−q0))cos(ωq)の信号を基地局１に返信する動作に移行し、測距信号real(G(p−q0))をＤ／Ａコンバータ１９に出力する。
【００３１】
Ｄ／Ａコンバータ１９に入力された送信信号real(G(p−q0))は、Ｄ／Ａ変換によって送信信号real(G(q−q0))に変換され、ミキサ２１に出力される。ミキサ２１に入力された送信信号real(G(q−q0))は、局部発振器２０から入力した発振信号と乗算され、バンドパスフィルタ２２により所定帯域のみ通過される。そして、バンドパスフィルタ２２を通過した信号が測距信号real(G(q−q0))cos(ωq)として送信アンテナ２３から基地局１に向けて無線送信される。
【００３２】
端末２の送信アンテナ２３から送信された測距信号real(G(q−q0))cos(ωq)は、伝搬時間q0後、基地局１に到達する。なお、ここで端末２から送信される測距信号real(G(q−q0))cos(ωq)は、基地局１から端末２に送信された測距信号real(G(q))cos(ωq)と波形は同じであるものの、位相が所定時間遅れた信号となっている。
【００３３】
端末２から送信された測距信号real(G(q−q0))cos(ωq)は、伝搬時間q0遅れた信号、すなわちreal(G(q−2q0))cos(ωq)として基地局１に到達する。この測距信号real(G(q−2q0))cos(ωq)は、バンドパスフィルタ２５，３０の各々に入力される。バンドパスフィルタ２５に入力された測距信号real(G(q−2q0))cos(ωq)は、所定帯域のみ通過され、ミキサ２７に出力される。ミキサ２７に入力された測距信号real(G(q−2q0))cos(ωq)は、局部発振器２６から入力した発振信号と乗算され、ローパスフィルタ２８により低帯域のみ通過される。ローパスフィルタ２８を通過した測距信号real(G(q−2q0))は、Ａ／Ｄコンバータ２９によってＡ／Ｄ変換され、測距信号real(G(p−2q0))として複素化部３５に入力される。
【００３４】
バンドパスフィルタ３０に入力された測距信号real(G(q−2q0))cos(ωq)は、所定帯域のみ通過され、ミキサ３２に出力される。ミキサ３２に入力された測距信号real(G(q−2q0))cos(ωq)は、局部発振器２６から入力した９０°位相遅れの発振信号と乗算され、ローパスフィルタ３３により低帯域のみ通過される。ローパスフィルタ３３を通過した信号は、Ａ／Ｄコンバータ３４によってＡ／Ｄ変換され、測距信号img(G(p−2q0))として複素化部３５に入力される。
【００３５】
複素化部３５は、Ａ／Ｄコンバータ２９から測距信号real(G(p−2q0))を入力し、Ａ／Ｄコンバータ３４から測距信号img(G(p−2q0))を入力すると、これらを複素化することにより、複素信号G(p−2q0)を算出する。複素化部３５は、算出した複素信号G(p−2q0)を、相関演算部４０に出力する。
【００３６】
相関演算部４０は、基地局１が送信する測距信号real(G(q))cos(ωq)と、端末２から受信した測距信号real(G(q−q0))cos(ωq)との間に生じている位相回転量を周波数fn(p)ごとに求め、さらに隣り合う周波数fn(p)における位相回転量の差を求める。そして、距離推定部４１は、相関演算部４０が求めた位相回転量から、基地局１及び端末２の間の伝搬距離ｄを算出する。
【００３７】
ここで、例えば基地局１及び端末２の間でクロックの周波数誤差がない場合について考察する。基地局１から端末２に送信する時間ｔにおける測距信号をＸ(t)とすると、Ｘ(t)は、次式(2)により表される。なお、式(2)において、「xn(t)」は、ｎ番目の周波数fn(p)における測距信号成分を表し、「x(t)」は、Ｎ個の周波数成分からなる列ベクトルを表す。また、式(2)において、「Ｉ」は、全ての要素が１であるＮ次元行ベクトルを表し、「Ｔ」は、転置行列を表し、「ωｎ」は周波数fn(p)の角速度を表す。
【００３８】
【数２】
2018124148.tif 000004
同様に、端末２から基地局１が受信した測距信号を「Ｘ’(t)」とすると、このＸ’(t)は、次式(3)により表される。なお、ここでは、電波伝搬による振幅変化はないものとする。
【００３９】
【数３】
2018124148.tif 000005
まず、基地局１が受信した測距信号Ｘ’(t)から、ｎ番目の周波数ｆｎにおける振幅及び位相の変化を表すｙｎを抽出する。ｙｎは、例えば距離情報を含む特性値の一種であり、次式(4)により算出される。なお、式(4)において、「＊」は、複素共役を表す。
【００４０】
【数４】
2018124148.tif 000006
この式(4)では、時間ｔが消去されていない項は、時間Ｔを適切にとると、ｔに関する平均化により消滅する。また、式(4)は平均化を表す式であり、同式において時間Ｔを適切にとると、周波数ｆｎにおける伝搬時間ｔ０に応じた位相回転を表す複素数が得られる。
【００４１】
ｙｎが抽出された後は、距離推定アルゴリズムを用い、基地局１及び端末２の間の伝搬距離ｄを算出する。伝搬距離ｄは、次式(5)により算出される。なお、式(5)において、「∠」は、複素数の位相各を抽出する演算を表し、「ｃ」は、光速を表す。
【００４２】
【数５】
2018124148.tif 000007
式(5)からも分かるように、周波数の異なるＮ個のsin波を合成した信号を送受信することにより、伝搬距離ｄを推定することが可能となる。
【００４３】
続いて、例えば基地局１及び端末２の間でクロックの周波数誤差がある場合について考察する。クロックの周波数誤差がある場合、測距信号Ｘ’(t)に含まれる周波数ｆｎが基地局１の想定と異なるため、ｙｎの抽出時に誤差が発生してしまう。
【００４４】
ここで、測距信号Ｘ’(t)が全周波数一律に周波数ｆｅ（角速度ωｅ）ずれた測距信号Ｘ’’(t)を考える。測距信号Ｘ’’(t)は、次式(6)により表される。
【００４５】
【数６】
2018124148.tif 000008
式(6)で求まる信号に対し、ｎ番目の周波数ｆｎにおける振幅及び位相の変化を表す相関演算値ｙｎ’’を抽出すると、以下の(7)により表される。
【００４６】
【数７】
2018124148.tif 000009
この式(7)では、ωｎを含まない項はｔが残存し、平均化により消滅するため、表記していない。式(7)からも分かるように、時間ｔに関する項が消えないため、平均化するとｙｎ’’は「０」となる。すなわち、クロック誤差が残存する場合には、ｙｎ’’を正しく抽出することができない。
【００４７】
そこで、本例の場合、基地局１及び端末２の間にクロック誤差があることを踏まえて、ｙｎ’’ではなく、基地局１及び端末２の間の距離情報を含むパラメータｚｎを次式(8)から算出する。相関演算部４０は、この式(8)によりパラメータｚｎを算出する。
【００４８】
【数８】
2018124148.tif 000010
式(8)は、次式(9)に展開することが可能である。式(9)から分かるように、式(8)から算出されるパラメータｚｎは、測距信号Ｘ’’(t)と測距信号Ｘ’’(t)の複素共役(Ｘ’’(t))＊とを乗算した特性値であるといえる。
【００４９】
【数９】
2018124148.tif 000011
図２に、測距信号Ｘ’’(t)とその複素共役(Ｘ’’(t))＊との周波数スペクトルを図示する。同図に示されるように、測距信号Ｘ’’(t)は、０Ｈｚの正負側にそれぞれ周波数のずれたものが複数生じる。また、各々の測距信号Ｘ’’(t)に対する複素共役(Ｘ’’(t))＊は、対応する測距信号Ｘ’’(t)に対し、所定数波数ずれた値で求まる。
【００５０】
図３に、測距信号Ｘ’’(t)とその複素共役(Ｘ’’(t))＊とを乗算したときの周波数スペクトルを図示する。同図に示されるように、測距信号Ｘ’’(t)とその複素共役(Ｘ’’(t))＊とを乗算すれば、周波数ずれがなくなり、各周波数成分に対して相関演算を行えば、正しい位相を抽出することが可能であることが分かる。この考え方に沿い、本例の相関演算部４０は、式(8)の演算式に従い、測距信号Ｘ’’(t)とその複素共役(Ｘ’’(t))＊とを乗算し、その乗算結果に対し相関演算を行って、乗算結果の各周波数成分を抽出する。
【００５１】
距離推定部４１は、パラメータｚｎを用い、以下の式(10)により伝搬距離ｄを推定する。
【００５２】
【数１０】
2018124148.tif 000012
式(10)に示されるように、距離推定部４１は、相関演算部４０が抽出した周波数成分の位相から伝搬距離ｄを推定する。ここで、式(10)の演算結果（伝搬距離ｄ）は、クロック誤差のない計算結果（式(5)の結果）と同じになる。よって、基地局１及び端末２の間に仮にクロック誤差が存在していたとしても、パラメータｚｎを抽出することにより、正しく伝搬距離ｄを推定することが可能となることが分かる。
【００５３】
さて、本例の場合、基地局１が受信した測距信号Ｘ’’(t)とその複素共役(Ｘ’’(t))＊とを乗算すると、基地局１及び端末２のクロック誤差を要因とした周波数ずれが補正された演算結果が抽出される。このため、電波の伝搬距離ｄを推定するにあたり、周波数ずれが補正された乗算結果に対し相関演算を行って乗算結果の各周波数成分を抽出し、各周波数成分の位相から伝搬距離ｄを推定するので、クロック誤差による周波数ずれの影響がない距離推定結果を得ることが可能となる。よって、伝搬距離ｄの推定精度を向上することができる。
【００５４】
図３に示すように、測距信号Ｘ’’(t)とその複素共役(Ｘ’’(t))＊とを乗算したとき、乗算結果としてＤＣ成分及びＡＣ成分が抽出される。ＤＣ成分は、「０」Ｈｚの周波数成分の位相であり、ＡＣ成分は、「０」Ｈｚ以外の周波数成分の位相である。本例の相関演算部４０は、距離推定で用いる測距信号Ｘ’’(t)の周波数成分として、相関演算により抽出されるＡＣ成分を使用する。よって、測距信号Ｘ’’(t)とその複素共役(Ｘ’’(t))＊との乗算によって求まるＡＣ成分を用いて、精度よく伝搬距離ｄを推定することができる。
【００５５】
距離推定部４１は、測距信号Ｘ’’(t)とその複素信号(Ｘ’’(t))＊との乗算結果に含まれる各周波数成分の位相から算出される各伝搬距離ｄについて、その平均値を推定距離とする。よって、各周波数成分の位相の伝搬距離ｄについて、これらの平均をとるという簡素な処理を通じて、演算上の最終的な伝搬距離ｄを特定することができる。
【００５６】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・伝搬距離ｄの演算は、測距信号Ｘ’’(t)とその複素共役(Ｘ’’(t))＊との乗算結果に含まれる各周波数成分の位相から算出される各伝搬距離ｄについて、これらの平均値をとる演算に限定されない。例えば、距離推定部４１は、測距信号Ｘ’’(t)とその複素共役(Ｘ’’(t))＊との乗算結果に含まれる各周波数成分の位相から算出される各伝搬距離ｄについて、各周波数成分の振幅に応じ加重平均して推定距離としてもよい。この場合、基地局１及び端末２の間の電波の伝搬距離ｄを演算するにあたり、各周波数成分の位相の伝搬距離ｄの平均をとる演算と比較して、伝搬距離ｄの推定精度を確保することができる。
【００５７】
・距離推定部４１は、測距信号Ｘ’’(t)とその複素共役(Ｘ’’(t))＊との乗算結果に含まれる各周波数成分の位相から算出される各伝搬距離ｄについて、その中央値を推定距離としてもよい。この場合、抽出された伝搬距離ｄの１値に大きな外れ値が存在する場合であっても、好適な伝搬距離ｄを特定することが可能となる。よって、伝搬距離ｄの推定精度を向上するのに有利となる。
【００５８】
・伝搬距離推定装置３の回路構成、すなわち基地局１や端末２の回路構成は、実施形態に述べた構成に限らず、他に変更可能である。
・伝搬距離ｄ（伝搬時間q0）を電波の位相から推定する演算は、例えばＭＵＳＩＣ法など、種々の方式が採用可能である。
【００５９】
・伝搬距離推定装置３は、電子キーシステムに搭載されることに限定されず、他のシステムや機器に適用可能である。
・連続波は、複素信号として取り扱われることに限定されず、種々の方式が採用可能である。
【００６０】
・連続波は、それぞれのfk(p)の周波数帯域が重なり合わなければ、無変調波に限らず、種々の変調が施された信号としてもよい。
・連続波は、送信の開始から終了まで全て連続する信号である必要はなく、適宜中段される信号でもよい。
【００６１】
・端末２の信号処理部１８では、基地局１と既知の方法で信号処理が実施されてもよい。これにより、例えば中継器が伝搬距離測定用の信号を基地局１へ直接送信することで伝搬距離ｄ（伝搬時間q0）を偽装するという手法を防止することができる。
【００６２】
・伝搬距離推定装置３は、距離推定を行う装置に限定されず、例えば伝搬時間q0を推定する装置でもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１…基地局、２…端末、３…伝搬距離推定装置、４０…相関演算部、４１…距離推定部、ｆｎ…周波数、ｄ…伝搬距離、Ｘ''(t)…測距信号、(Ｘ''(t))＊…測距信号の複素共役。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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