(57)【要約】      （修正有）【課題】ＩＥＥＥ８０２．１５．４ａパケットを用いて、通信、レンジングおよびパッシブレーダ（環境内の変化／動きを検出すること、および物体を追跡すること）機能を実行するために用いられる方法及びシステムを提供する。【解決手段】環境内の変化および動きは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ａパケットの特定のプリアンブル構造を用いることによって検出される。ある環境の中で送信されるパケットの系列が受信される。各パケットは、１つのプリンアブルを含む。各パケット内のプリアンブルが逆拡散されて、基準マルチパスプロファイルが更新されるとともに、現時点で受信されているパケットの現在のマルチパスプロファイルが得られる。基準マルチパスプロファイルが、現在のマルチパスプロファイルと比較され、その環境内の物体が検出される。【選択図】図５
2008026310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境内の物体を検出するための方法であって、
ある環境を通って送信され、それぞれが１つのプリアンブルを有するパケットの系列を受信するステップと、
基準マルチパスプロファイルを更新するとともに現時点で受信されているパケットの現在のマルチパスプロファイルを得るために、各パケット内の前記プリアンブルを逆拡散するステップと、
前記環境内の物体を検出するために、前記基準マルチパスプロファイルと前記現在のマルチパスプロファイルとを比較するステップと
を含む環境内の物体を検出するための方法。
【請求項２】
前記パケットのフォーマットはＩＥＥＥ８０２．１５．４ａ標準規格に準拠する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パケットの系列から２つのトランシーバ間の距離を求めることをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記プリアンブルは、完全平衡の３値系列の繰返しを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記パケットの系列内のデータを受信することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
各パケットの全体構造およびフォーマットは同じである請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記物体の位置を検出することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記物体の速度を求めることをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記物体の進行方向をさらに求める請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
比較するステップは、前記環境内の複数の物体を検出する請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記物体は、受動的に検出される請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
各パケットは、物理層ヘッダとペイロードとをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記パケットは、無線信号を用いて送信され、該無線信号は、コヒーレントにサンプリングされる請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記パケットは、無線信号を用いて送信され、該無線信号は、非コヒーレントにサンプリングされる請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記マルチパスプロファイルは、それぞれ、下式
【数１】
2008026310.tif 000008
の形を有し、上式において、Ｎｓｙｍは、前記プリアンブル内のシンボル系列の数であり、ｙ（ｎ）は、逆拡散器の出力を表し、Ｔｓは、シンボル時間であり、ＲＡは、サンプリングレートである請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記パケットの系列内の前記マルチパスプロファイルは、前記基準マルチパスプロファイルを得るために平均化される請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記マルチパスプロファイルからグランドクラッタを除去することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記物体は、前記パケットを反射する請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
環境内の物体を検出するためのシステムであって、
ある環境を通って送信され、それぞれが１つのプリアンブルを有するパケットの系列を受信するように構成される受信機部と、
基準マルチパスプロファイルを更新するとともに現時点で受信されているパケットの現在のマルチパスプロファイルを得るために、各パケット内の前記プリアンブルを逆拡散するように構成される逆拡散器と、
前記環境内の物体を検出するために、前記基準マルチパスプロファイルと前記現在のマルチパスプロファイルとを比較するように構成される比較器と
を備える環境内の物体を検出するためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、無線通信ネットワークにおいて、パケットを処理することに関し、より詳細には、パケットを用いて、データを受信し、距離を推定し、物体を検出することに関する。
【背景技術】
【０００２】
レンジングおよびデータ通信の共用
新たに作成されつつあるＩＥＥＥ  Ｄｒａｆｔ  Ｐ８０２．１５．４ａ／Ｄ３（２００６年４月）標準規格は、２台の無線トランシーバ間でデータを搬送し、その間の距離を求めるための通信パケットの使用を規定する。その標準規格は、約３．１ＧＨｚ〜４．９ＧＨｚの免許不要のスペクトルにおいて動作する超広帯域（ＵＷＢ）無線信号を用いることになると思われる。ただし、実際の免許不要の帯域幅は、７，５００ＭＨｚである。
【０００３】
パケット交換シーケンスが図１に示される。トランシーバ１（ＴＲＣＶＲ）  １４０が、トランシーバ２  １５０にデータパケット１１０を送信する。データパケット１１０を受信すると、トランシーバ２  １５０は、トランシーバ１  １４０に肯定応答パケット（ＡＣＫ）１２０を送信する。オプションで、トランシーバ２  １５０は、タイムスタンプパケット（ＴＳ）１３０を送信することもできる。ＴＳパケット１３０は、パケット１１０が受信された時刻、およびパケット１２０が送信された時刻を含む。パケット１１０、１２０および１３０を交換した後に、トランシーバ１は、データパケット１１０が進むのにかかった時間を計算することによって、トランシーバ２までの距離を求めることができる。
【０００４】
図２に示されるように、ＩＥＥＥ  Ｄｒａｆｔ  Ｐ８０２．１５．４ａ／Ｄ３（２００６年４月）標準規格は、データ通信およびレンジングの両方のために用いられるデータレンジパケット１１０の構造を規定する。データパケット１１０は、同期ヘッダ（ＳＨＲ）２００と、物理（ＰＨＹ）ヘッダ２１０と、ペイロード２２０とを含む。ＳＨＲヘッダ２００は、プリアンブル２３０と、フレーム開始デリミタ（ＳＦＤ）２４０とを含む。プリアンブル２３０は、完全平衡の３値系列（ＰＢＴＳ）Ｓｉ２５０の繰返しを含む。
【０００５】
図３に示されるように、ＩＥＥＥ  Ｄｒａｆｔ  Ｐ８０２．１５．４ａ／Ｄ３（２００６年４月）は、Ｓｉ２５０のために、長さ３１のコードからなる８つの異なる系列を規定する。
【０００６】
図４Ａに示されるように、Ｓｉ２５０の系列は、＋１  ４２０、−１  ４３０または０  ４４０からなる３値シンボルを含み、図４Ｂに示されるように、自己相関ピーク４６０間のサイドローブが０であるという意味で、完全周期自己相関４５０の特性を有する。
【０００７】
図４Ｃに示されるように、シンボルＳｉ２５０およびパルス繰返し間隔（ＰＲＩ）４１０が、送信する前に、パルス整形器４７０に入力される。パルス整形器４７０は、連続時間波形ｓ（ｔ）４８０を出力し、それは、プリアンブル２３０の場合に、下式（１）のように表すことができる。
【０００８】
【数１】
2008026310.tif 000003
【０００９】
ただし、Ｌｉは、Ｓｉの長さを示し、ｐ（ｔ）は、超広帯域パルス波形である。ｓ（ｔ）内の各パルスは、ＰＲＩ４１０だけ、次のパルスから分離される。ｓ（ｔ）の自己相関の各ピークは、１シンボル持続時間Ｔｓだけ次のピークから分離される。
【００１０】
【数２】
2008026310.tif 000004
【００１１】
シンボル持続時間Ｔｓは、３１サンプル２６０（Ｌｉ＝３１）の間隔に対応する。
【００１２】
従来のレーダ
米国特許出願公開第２００２０１０９６２４号には、あるエリア内に信号を送信するための少なくとも１つのアンテナを有するセンサユニットを含むシステムが記載されている。そのエリアへの侵入があれば、そのアンテナによって受信される波形の変化に基づいて検出される。受信される信号は、センサユニットから制御ユニットに送信され、侵入者の動きが判定される。複数のセンサユニットを利用することによって、ユーザは、侵入者の速度および位置に関する付加情報を入手できるようになる。さらに、従来のセキュリティシステムと同様に、その従来のシステムは、侵入者の注意を引くとともに侵入者の存在を他者に警告するために、音声トランシーバおよび／または光トランシーバを起動するための電気信号を与えることができる。そのシステムは、超広帯域レーダとしてのみ機能し、データ通信を提供しない。
【００１３】
米国特許出願公開第２００６００１７６０８号には、レーダ応答タグシステムにおいて、クラッタ干渉を低減するための方法およびシステムが記載されている。レーダデバイスが、線形周波数変調された一連のパルスを送信し、付近の地形からのエコーパルス、およびシーンの中に存在することがあるレーダ応答タグからのエコーパルスを受信する。レーダの近くにあるタグは、パルスによって起動される。そのタグは、レーダパルスを受信し、そのパルスを変調し直す。タグ処理は、受信された波形の線形周波数変調の方向を、時間に関して反転する。タグは、変調し直されたパルスを再送する。レーダは、反転されたチャープの逆ランプパルスを用いて、タグのエコーを処理する。
【００１４】
パッシブレーダ
パッシブレーダは、ターゲット物体が存在することに起因する伝搬環境の変化を検出する。典型的なパッシブレーダシステムでは、パッシブセンサが、ターゲット物体によって放射される信号を受信する。
【００１５】
米国特許第６，２７５，２８３号は、既知のスペクトル放射を有する放射源へのパッシブレンジングを用いて、アクティブレーダシステムに合図を送る。光多重パッシブシステム（ＰＳ）が用いられる。ＰＳは、アクティブレーダシステムに対して、距離およびレートの情報を与える。これにより、アクティブレーダは、少ない送信回数で、より良好な解像度を達成することができる。
【００１６】
別のパッシブシステムが米国特許第５，４４４，４５１号に記載されている。単一サイト無線標定のためのパッシブ手段が、一対のセンサを有する単一のパッシブレーダトランシーバを用いて、ターゲット物体の位置を判定する。センサ間遅延時間を測定することによって、測位のために、ターゲット物体の信号の到来方向（ＤＯＡ）を求めることができる。
【００１７】
米国特許出願公開第２００４０２５７２７０号には、それぞれが符号化された直交搬送波上で放射される複数のシンボルフレームを含む、ＯＦＤＭ受信信号のためのアンテナのアレイを有するパッシブレーダ受信機が記載されている。受信信号をデジタルシンボルにフォーマットした後に、受信機から種々の距離にあり、かつ受信機に対して種々の方向にあるダミーＯＦＤＭ放射体からダミー信号が生成され、アンテナによって受信された信号に加算される。変更後の受信信号は、少なくとも、ドップラ効果が０の不要な信号を除去し、さらに、直通路の見通しのきかないセクタが生成されることなく、かつ直通路に沿って移動中のターゲット物体を検出することによって等方性の受信図を与えるために、逆共分散行列によってフィルタリングされる。
【００１８】
米国特許第５，３２３，１６１号には、レーダパルスを評価する方法が記載されている。パッシブレーダシステムが、ターゲット物体から到来するパルスを、他の発生源からのパルスから区別することができる。任意の基準パルスを必要とすることなく、ターゲット物体のパルスを特定するために、受信パルスの信頼値が計算される。この技法によって、そのパルス構造から、特定のターゲット物体を検出することができる。
【００１９】
米国特許第５，２８０，２９４号は、非協調的な放射体および非放射物体に対するパッシブ単パルスレンジングを用いる。パッシブレーダシステムにおいて、ターゲット物体および非協調的な走査レーダへの距離が推定される。ＰＳ構成要素は、ビーム形成できるパッシブアンテナアレイ、ならびに物体および放射体毎に別個の出力を与えるためのスイッチングマトリックスからなる。
【００２０】
米国特許出願公開第２００５０２７５５８２号には、バイスタティック持続波レーダシステムと、弾道発射体から到来する脅威を検出するための関連する方法とが記載されている。そのレーダシステムは、遠隔のＲＦ照射源を含む。第１の受信チャネルは、その照射源からの直通路照射を捕捉し、基準信号を与える。第２の受信チャネルは、発射体によって反射される散乱信号を捕捉する。各受信機に接続されるプロセッサが、照射源が相対的に動くことによって引き起こされる散乱信号ドップラオフセットを補正し、狭帯域ドップラ信号を分離して、発射体の識別特性を導出し、適切なアルゴリズムを実行することによって、導出された識別特性と、メモリに格納されるモデル化された識別特性とを比較する。比較が、ほぼ類似であることを示す場合には、プロセッサは、防衛対抗措置を発動するだけの十分な警告信号を出力する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
以下の３つの目的を果たすために、ただ１つの通信パケットが用いられる。
１）データを搬送すること。
２）２つのトランシーバ間の距離を求めること。
３）ターゲット物体に起因する環境の変化を検出すること。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
ある環境を通って送信されるパケットの系列が受信される。各パケットは、１つのプリアンブルを含む。各パケット内のプリアンブルが逆拡散されて、基準マルチパスプロファイルが更新されるとともに現時点で受信されているパケットの現在のマルチパスプロファイルが得られる。基準マルチパスプロファイルが現在のマルチパスプロファイルと比較され、環境内の物体が検出される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、通信能力、レンジング能力およびパッシブレーダ能力を同時に組み合わせるので、多数の応用形態、たとえば、監視およびセキュリティを可能にする。たとえば、レンジング能力および動き検出能力を同時に用いることによって、侵入検出を実行することができ、許可されていない人々を特定することができる。許可されている人々がタグを身に付けて、それらの人々とアクセスポイントとの間でのレンジングを実行する場合には、パッシブレーダを用いて、タグを身に付けていない人々を検出することができる。具体的には、許可されている人々への距離は分かっているので、パッシブレーダ部がこの情報を用いて、許可されていない人々をマルチパスプロファイル検出によって区別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の１つの実施の形態によれば、ただ１つの構造を有する通信パケットが、データを搬送するために、２つのトランシーバ間の距離を求めるために、そして、ターゲット物体の存在に起因する環境の変化を検出するために用いられる。
【００２５】
図６Ａに示されるように、第１のトランシーバ１（ＴＲＣＶＲ）  ６００が、第２のトランシーバ２  ５９９にデータパケット６４０を送信する。また、第１のトランシーバ１は、送信時間を記録する。データパケットを受信すると、第２のトランシーバ２  ５９９は、第１のトランシーバ１  ６００に肯定応答パケット（ＡＣＫ）６４１を送信する。オプションで、トランシーバ２  ５９９は、タイムスタンプパケット（ＴＳ）６４２を送信することもできる。ＴＳは、データパケットが受信された時刻、およびＡＣＫパケットが送信された時刻を含む。パケットを交換した後に、第１のトランシーバ１は、パケットが進むのにかかった時間を計算することによって、トランシーバ２までの距離を求めることができる。その距離は、往復時間の半分に基づく。
【００２６】
その距離推定値をほぼ正確に求めることができる場合、またはパケット応答のための内部遅延がわかっている場合、またはトランシーバのクロックがほぼ同期している場合には、ＴＳパケットは必要とされないことがあることに留意されたい。
【００２７】
図６Ｂに示されるように、各パケット６４０は、同期ヘッダ６１０と、物理層ヘッダ６２０と、ペイロード６３０とを含む。全てのパケットの全体構造およびフォーマットは、同じであることにも留意されたい。パケットの内容は、別にすることができる。本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ａパケットについて記述されるが、本発明は、信号タイミングおよび受信機同期のための周期的なプリアンブルを有する任意の通信パケットに適用することができる。参照により本明細書に援用される、I. Guvenc、Z. Sahinoglu、A. MolischおよびP. Orlik著「Non-Coherent TOA Estimation in IR-UWB Systems with Different Signal Waveforms」（TR2005-132, MITSUBISHI ELECTRIC RESEARCH LABORATORIES, Cambridge, MA, USA, December 2005）を参照されたい。
【００２８】
そのパケットは、データ６５６を得るために復号化される（６０１）。そのパケットは、パケットの到来時刻を推定し、第１のトランシーバと第２のトランシーバとの間の距離６０２を求めるために、第１のテンプレートと相関をとられる。そのパケットのマルチパスプロファイルが生成される（６０７）。そのマルチパスプロファイルは、１つの時系列として送信される１つまたは複数の受信パケット内のプリアンブルの全てまたは一部から生成することができる。
【００２９】
通常、プリアンブル（複数可）の複数の部分が平均される。パケットの系列において時間的に分離されたマルチパスプロファイルを比較することによって、図７Ｂに示されるように、そのパケットが送信される環境内の１つまたは複数の物体７４０、およびその物体の動き、たとえば、位置、速度、進行方向を検出できるようになる。たとえば、最初に受信されたパケット内のプリアンブルは「基準マルチパスプロファイル」を確立する。
【００３０】
その後、後にさらに詳細に説明されるようなパッシブレーダに応用するために、後続の各パケット内のプリアンブルから求められる現在の各マルチパスプロファイルを、基準マルチパスプロファイルと比較することができる。基準マルチパスプロファイルは、その系列内の後続の各パケットが受信される度に更新することができる。
【００３１】
図６Ｃに示されるように、各パケット６４０は、同期ヘッダ（ＳＨＲ）６１０と、物理ヘッダ（ＰＨＲ）６２０と、ペイロード６３０とを含む。ＳＨＲは、プリアンブル６１１と、フレーム開始デリミタ（ＳＦＤ）６１２とを含む。そのパケットの構造は、新たに作成されつつあるＩＥＥＥ８０２．１５．４ａ標準規格に準拠する。パケットの系列が、種々のトランシーバの受信機部６００によって受信される。各トランシーバの受信機部は、同じであることに留意されたい。
【００３２】
通常、受信機６００は、アンテナ６３５と、低雑音増幅器（ＬＮＡ）６４５と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６５０と、受信したＲＦ信号をベースバンド信号に変換するためのダウンコンバータ６５３とを含む。ブロック６９９は、信号サンプルを得るためにコヒーレント処理を実行する。
【００３３】
ベースバンド信号は、ＡＤＣ６６０によって、ＲＡのサンプリングレートでデジタル信号に変換される。ＡＤＣ６６０の出力サンプル６８５は、「逆拡散器および復調器」ブロック６９５に供給され、そのブロック６９５は、「捕捉および同期」ブロック６９６からのタイミング情報を用いてデータ推定を実行し、ブロック６９６は、同期ヘッダ内のプリアンブルを用いる。ブロック６９５の出力を用いて、パケットのペイロードを復号化し（６５５）、データ６５６を得ることができる。
【００３４】
ＡＤＣ６６０の出力６８５は、本発明による、捕捉およびパッシブレーダの応用形態の場合にも用いられる。それゆえ、信号サンプル６８５は、第１のテンプレートＡ６８０で逆拡散される（第１のテンプレートＡ６８０と相関をとられる）（６７０）。結果として生成されるデジタル信号ｙ（ｎ）６１５は、「捕捉および同期」ブロック６９６および「時間マルチパスプロファイル生成」ブロック６９０に送信される。第１のテンプレートＡ６８０は、下式（３）のように表される。
【００３５】
【数３】
2008026310.tif 000005
【００３６】
変数の定義については、上式（１）および（２）も参照されたい。
【００３７】
本発明は、図６Ｃに示されるブロック６９９の構造には限定されない。
【００３８】
「捕捉および同期」ブロック６９６は、逆拡散器出力６１５のピークを検出することによって、信号のタイミングパラメータを推定する。検出されたピークは、パケット６４０の到来時刻６０２を推定するために、到来時刻推定器６９７によって用いられる。到来時刻情報６０２は、レンジングのために、すなわち、２つのトランシーバ間の距離を求めるために用いることができる。
【００３９】
時間マルチパスプロファイル発生器６９０の出力ｚ（ｎ）６３３は、下式（４）のように表すことができる。
【００４０】
【数４】
2008026310.tif 000006
【００４１】
ここで、ｙ（ｎ）は、逆拡散器出力６１５を表し、Ｔｓは、シンボル時間であり、Ｎｓｙｍは、プリアンブル６１１内の系列Ｓｉの数である。
【００４２】
グランドクラッタ除去ブロック６９１の後に、現在の時間マルチパスプロファイル６３３が、基準マルチパスプロファイル６９３と比較される。その比較は、数多くの態様で行うことができる。差信号を得るために、プロファイル全体を比較する、すなわち、現在のプロファイルから基準プロファイルを減算することができる。
【００４３】
基準マルチパスプロファイル６９３を周期的に、またはパケットが受信される度に更新するために、時間マルチパスプロファイル６３３は、マルチパスプロファイル更新ブロック６９２によっても用いられる。グランドクラッタを除去した後に、残留信号はターゲットプロファイル６４４であり、それは、その環境内のターゲット物体を追跡するとともに特定するために、動き検出器６９４によって解析されることができる。その解析は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いることができる。たとえば、その動きが周期的である、たとえば、呼吸中の肺の拡縮、または人が歩行している足取りと推測される場合には、ある形式の正弦波解析を用いることができる。
【００４４】
図６Ｄは、非コヒーレント処理６９８を用いることによって、信号サンプル６８５が得られる１つの実施の形態を示す。具体的には、ＢＰＦ６５０の出力をブロック６１３によって二乗することができ、その後、二乗された値を積分することができる（６２１）。その後、積分器６２１の出力がＡＤＣ６３１によってサンプリングされる。ＡＤＣ出力６８５は、「逆拡散および復調」モジュール６９５に送信され、テンプレートＢ６８１を用いて逆拡散器６７１によって逆拡散され、「捕捉および同期」ブロック６９６、および「時間マルチパスプロファイル生成」ブロック６９０に送信される。
【００４５】
第２の「ミスマッチ」テンプレート６８１は、下式（５）に表される、プリアンブル６１１内の系列Ｓｉの完全周期自己相関特性を用いる。
【００４６】
【数５】
2008026310.tif 000007
【００４７】
ここで、ＲＢは、図６ＤのＡＤＣ６３１のサンプリングレートである。
【００４８】
図７Ａおよび図７Ｂに示されるように、いくつかの連続したパケットのマルチパスプロファイルのＮｓｙｍ観測数を、たとえば、平均することによって合成して、トランシーバＡ７１０とトランシーバＢ７２０との間のチャネルの信頼性のある時間基準マルチパスプロファイル６９３を求めることができる。
【００４９】
図７Ａおよび図７Ｂは、本発明の実施の形態による、受信機６００のパッシブレーダ能力を示す。図７Ａでは、トランシーバＡ７１０が、トランシーバＢ７２０にパケット６４０を送信する。受信したパケット（複数可）６４０のプリアンブル６１１を用いて、トランシーバＢ７２０は、その環境のマルチパスプロファイルを抽出する。
【００５０】
受信したパケット毎に、トランシーバＢ７２０は、マルチパスプロファイルを更新し、それを基準プロファイル６９３と比較して、その環境内の物体７４０を検出／位置特定／追跡する。たとえば、図７Ｂに示されるように、物体７４０が存在することによって、初期の基準マルチパスプロファイル６９３と比べて、トランシーバＡ７１０からトランシーバＢ７２０への信号経路が増える。トランシーバＡ７１０から送信されるパケットは、リンク７５１を横断し、物体７４０から反射され、リンク７５０を横断した後に、トランシーバＢ７２０に到来する。この追加された信号経路７９０は、マルチパスプロファイル７７０において観測することができる。トランシーバＢ７２０は、このマルチパスプロファイル７７０を、その基準マルチパスプロファイルと比較して、パッシブレーダ能力を提供する。
【００５１】
その環境内には複数の反射経路および複数の物体が存在することができ、それを上記のような方法によって検出できることに留意されたい。
【００５２】
レーダパルス列
従来のレーダおよびクラッタ除去
図５に示されるように、レーダ信号は、通常、パルス列または「バースト」５５０の形をとる。各パルス５０１は、正弦波またはチャープ波形で変調することができる。パルス間間隔５４０は、レーダレンジングの分解能を決定する。各パルス列５５０間にある沈黙時間５３０が、レンジングを容易にする。パルス列内の受信されたパルスを累積して、信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善するとともに、グランドクラッタを除去することができる。種々のパルス列が、その距離の変化を検出することができる。
【００５３】
驚くべきことに、図５に示されるように、本発明によるパケット６４０の系列は、従来のレーダ信号に「類似している」が、分解能は、はるかに高い。
【００５４】
各パケット６４０のプリアンブル６１１内のシンボルは、パルス列を形成する。図２および図３を参照されたい。しかしながら、ＵＷＢ信号の場合、そのパルスの幅は、ナノ秒単位の非常に小さい数値で、通常、２ナノ秒以下で測定される。パルス間の時間（ＰＲＩ）も短く、たとえば、１００ｎｓである。これは、従来のレーダよりもはるかに高い分解能を提供する。パケットの残りの部分、すなわち、ＳＦＤ、ＳＨＲおよびペイロード、ならびに、もしあるなら、パケット間の時間は、沈黙時間５３０を形成する。
【００５５】
他の周波数
ＩＥＥＥ８０２．１５．４ａ標準規格のサブＧＨｚオプションは、人体がそれらの周波数を、より大きく反射するので、環境内の人を検出し、追跡するために用いることができる。
【００５６】
本発明は、図６Ｃおよび図６Ｄに示される受信機構造によって限定されないことに留意されたい。本発明は、あらゆるＩＥＥＥ８０２．１５．４ａ互換構造に当てはまる。たとえば、信号を、この規格よりも新しい規格のデジタル信号に変換することができ、付加的なアナログ処理を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】新たに作成されつつあるＩＥＥＥ８０２．１５．４ａ標準規格によるパケット交換のタイミング図である。
【図２】新たに作成されつつあるＩＥＥＥ８０２．１５．４ａ標準規格による、レンジングおよびデータ通信において共用するためのパケット構造のブロック図である。
【図３】各パケットプリアンブルにおいて用いるための、新たに作成されつつあるＩＥＥＥ８０２．１５．４ａ標準規格による、完全周期自己相関関数を有する長さ３１の３値系列のブロック図である。
【図４Ａ】図３の長さ３１の３値系列のタイミング図である。
【図４Ｂ】図３の長さ３１の３値系列のタイミング図である。
【図４Ｃ】従来技術のパルス整形器のブロック図である。
【図５】本発明の１つの実施の形態による、一連のパケットによって形成されるパルスの連続した列間に沈黙時間を有するパルス列を用いるレーダ信号パターンのタイミング図である。
【図６Ａ】本発明の１つの実施の形態による、パケット交換のタイミング図である。
【図６Ｂ】本発明の１つの実施の形態による、受信機内でパケットを処理するための方法の流れ図である。
【図６Ｃ】本発明の１つの実施の形態による、レンジング、通信およびパッシブレーダを組み合わせるためのパケットおよび受信機の構造のブロック図である。
【図６Ｄ】非コヒーレント処理ブロックのブロック図である。
【図７Ａ】環境内のターゲット物体の存在に起因する無線伝搬チャネルのマルチパスプロファイルの変化を示す図である。
【図７Ｂ】環境内のターゲット物体の存在に起因する無線伝搬チャネルのマルチパスプロファイルの変化を示す図である。
【図１】
2008026310.tif 000009
【図２】
2008026310.tif 000010
【図３】
2008026310.tif 000011
【図４Ａ】
2008026310.tif 000012
【図４Ｂ】
2008026310.tif 000013
【図４Ｃ】
2008026310.tif 000014
【図５】
2008026310.tif 000015
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【外国語明細書】
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