(57)【要約】    【目的】この発明は、相対距離測定機能を有するユビキタスモバイルネットワークを構成するための無線局装置、ネットワークの構成およびネットワークの制御に関するものである。    【構成】この発明は、道路の区分などを示す分離帯１６、１７の内側を走行する車両に搭載された複数の移動局２１〜２３と道路脇に設置された任意の数の固定局３１、３２から構成され、相互間の相対距離を瞬時に高精度で測定することによって、最適化されたユビキタスモバイルネットワークを構成することができる。  【選択図】          図１
2009100061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線局によって構成されるモバイルネットワークにおいて、
前記無線局が送信手段および／あるいは受信手段から構成され、
前記送信手段が、少なくとも、同期信号生成部と、相対距離測定信号生成部を構成要素とし、
前記受信手段が、少なくとも、同期信号検出部と、相対距離測定部を構成要素とし、
前記相対距離測定信号生成部で生成される相対距離測定信号が、同期しあるいは直交し少なくとも周波数が異なる複数の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号あるいはベースバンド信号により構成され、あるいは同期しあるいは直交し少なくともチップレートが異なる複数の拡散符号により構成され、
前記送信手段において、前記同期信号生成部により生成される同期信号を第１の制御起点として相対距離測定信号生成部から第１の相対距離測定信号を生成し、厳密に制御された時間間隔をおいて第２の制御起点を設け、前記第２の制御起点において第２の相対距離測定信号を生成し、
前記受信手段において、前記同期信号検出部により前記送信手段から送信された同期信号を検出した時点を第１の制御起点とし、同期発振器を設けて前記相対距離測定部において検出した第１の相対距離測定信号との同期を確立し、
前記受信手段において厳密に制御された時間間隔をおいて第２の制御起点を設け、前記第２の制御起点において前記同期発振器の同期確立を保持し、前記同期発振器により生成されるクロック信号を基準として前記第２の相対距離測定信号の周波数および／あるいは位相を測定し、
前記周波数および／あるいは位相の測定結果から、前記送信手段と受信手段との間の相対距離を高精度で測定することによって、前記モバイルネットワークの構成を確立しかつ／または前記モバイルネットワークを制御することを特徴とするユビキタスモバイルネットワーク
【請求項２】
前記送信手段において、前記第1の制御起点と第２の制御起点が同一であり、あるいは厳密に制御された時間間隔をおいて近接した制御起点であり、前記同期信号生成部により生成される同期信号を制御起点として相対距離測定信号生成部から第１および第２の相対距離測定信号を生成し、
前記受信手段において、前記同期信号検出部により前記送信手段から送信された同期信号を検出した時点を制御起点とし、あるいは厳密に制御された時間間隔をおいて近接した制御起点とし、前記相対距離測定部において検出した第１の相対距離測定信号と前記第２の相対距離測定信号の周波数および／あるいは位相を測定し、
前記周波数および／あるいは位相の測定結果から、前記送信手段と受信手段との間の相対距離を高精度で測定することによって、前記モバイルネットワークの構成を確立しかつ／または前記モバイルネットワークを制御することを特徴とする請求項第１項に記載のユビキタスモバイルネットワーク
【請求項３】
前記送信手段において、自己の移動速度に応じて前記相対距離測定信号の生成周期を制御し、かつ／または前記受信手段に対応して測定した相対距離の変化に応じて前記相対距離測定信号の生成周期を制御することを特徴とする請求項第１項あるいは第２項に記載のユビキタスモバイルネットワーク
【請求項４】
前記受信手段において、周辺に存在する複数の送信手段に対応して相対距離を測定して自己の相対的な位置を検知し、かつ／または前記複数の送信手段に対応して測定した相対距離が短いものから順次応答することを特徴とする請求項第１項あるいは第２項に記載のユビキタスモバイルネットワーク
【請求項５】
前記送信手段および／あるいは受信手段が複数のアンテナ手段を有し、前記アンテナ手段が周期的に切り替えられ、前記周期的に切り替えられたアンテナ毎に対応して前記受信手段において受信した相対距離測定信号の位相差を測定し、前記位相差の測定結果から、前記送信手段が位置する方向あるいは前記受信手段が向かっている方向を測定し、前記相対距離の測定結果と合わせて相対位置を測定することによって、前記モバイルネットワークの構成を制御しあるいは構成を確立することを特徴とする請求項第１項あるいは第２項に記載のユビキタスモバイルネットワーク
【請求項６】
前記複数の変調信号の各々のサイクル数あるいは前記複数の拡散符号の各々のチップ数が整数倍の関係にあり、前記第１の制御起点と第２の制御起点との間に存在する第１の相対距離測定信号のサイクル数あるいはチップ数が整数であることを特徴とする請求項第１項から第５項のいずれかに該当するユビキタスモバイルネットワーク
【請求項７】
前記相対距離の測定結果および／あるいは相対位置の測定結果から、前記モバイルネットワークの構成を制御しあるいはアダプテイブに構成を変更することによって、高速で移動中の複数の無線局の間で前記モバイルネットワークを安定に維持することを特徴とする請求項第１項から第６項のいずれかに該当するユビキタスモバイルネットワーク
【請求項８】
前記モバイルネットワークが、複数の無線タグおよび／あるいは携帯端末および／あるいは移動局との間、および／あるいは任意の数の固定局と複数の無線タグおよび／あるいは携帯端末および／あるいは移動局との間、あるいはこれらの任意の組合せによって、アドホックネットワークあるいは自立分散型ネットワークを構成し、あるいは無線ＬＡＮを構成し、あるいは１：ＮあるいはＮ：Ｎ間のモバイルネットワークを構成することを特徴とする請求項第１項から第７項のいずれかに該当するユビキタスモバイルネットワーク
【請求項９】
前記モバイルネットワークが、単一の無線タグおよび／あるいは携帯端末および／あるいは移動局に対応して、複数回線が構成されることを特徴とする請求項第８項に記載するユビキタスモバイルネットワーク
【請求項１０】
前記無線タグおよび／あるいは携帯端末および／あるいは移動局が、歩行者によって携帯され、あるいは自走車両に搭載され、あるいは競技場の選手および／あるいは競走馬によって携帯され、あるいはゲームの参加者によって携帯され、あるいは物流貨物および／あるいはコンテナあるいはパレットあるいは荷役設備に装着され、あるいはイベント会場の幼児と親によって携帯され、あるいは移動体によって携帯されあるいは搭載され、あるいはこれらの組合せであることを特徴とする請求項第８項あるいは第９項に記載のユビキタスモバイルネットワーク
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、相対距離測定機能を用いてユビキタスモバイルネットワークを構成するための無線局装置、ネットワークの構成、およびネットワークの制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、距離を測定して無線ユビキタスネットワークを構成するシステムが提案されている。（例えば、特許文献１から３参照）
【特許文献１】特開２００４−０１５１４７号
【特許文献２】特開２００５−０５１７５４号
【特許文献３】特表２００５−５１０１５３号
【０００３】
図７は、特許文献１に記載されている従来の「無線通信端末およびそれを用いた無線ユビキタスネットワーク」の実施例である。図７において、ネットワーク１０は端末１２ａ〜１２ｄを含み、端末１２ａ〜１２ｄは、ユビキタスモードで互いに直接通信できる。たとえば、端末１２ａが、自身のＭＡＣアドレスを含むハローパケットをブロードキャストで送信する。端末１２ｂ〜１２ｄは、当該ハローパケットを受信したときの受信電波強度を取得する。そして、端末１２ｂ〜１２ｄは、その受信電波強度を含むネットワーク情報パケットをブロードキャストで送信する。このような処理が端末１２ａ〜１２ｄのそれぞれで実行され、端末１２ａ〜１２ｄはハローパケットを受信したときの受信電波強度および他の端末間の受信電波強度を取得できる。この取得した受信電波強度に基づいて、端末１２ａ〜１２ｄは端末間の距離 を算出する。
図７に示す従来の技術では、距離の測定を受信電界強度に依存しているため、マルチパスが発生する環境では正確な距離を測定することが難しい問題点があった。
【０００４】
特許文献２に記載されている従来の「固定された無線ルータおよびワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）アクセスポイントを有するユビキタスモバイルネットワークにおける加入者デバイスの移動度の測度を決定するためのシステムおよび方法」では、例えば無線ユビキタスネットワーク 内でのノードの移動度を決定するためのシステムおよび方法であり、このノード（１０２）はネットワーク内の他の固定ノードのうちの少なくとも１つと通信するか、または通信を試みるようになっているトランシーバ（１１０）と、少なくとも１つの他の固定ノードとの通信、または試みられる通信に基づき、ノードの移動度のファクターを決定するようになっているコントローラ（１１２）を含む。コントローラ（１１２）は移動度のファクターに基づき、ネットワーク内の他のノードの少なくとも１つにノードに関する情報をトランシーバが送るレートを制御するようになっている。移動度のファクターはノードの移動度のレートを示し、コントローラが情報を送るよう、トランシーバを制御するレートは移動度のレートに比例する。
特許文献２に記載されている従来の技術では、移動度を測定するための具体的な手段および方法の記述がなされていない問題点がある。
【０００５】
特許文献３に記載されている従来の「無線パーソナルエリアネットワークにおけるリモートサービスの利用可能性を判定する距離 アウェアサービスディスカバリメカニズム」では、マルチホップ無線ネットワークのクライアント・サーバ環境において、リモートからアクセス可能なサービスにアクセスするためのマルチホップモバイルネットワーク内のクライアント端末装置と、複数のファイル及び／又はアプリケーションサーバとの間で、転送サーバとして機能する中間ネットワークノードの数を示す距離 情報を送信するステプと、ネットワーク距離 が最も近いプロバイダを介して、各クライアント端末装置に物理的に近く、最小の伝送遅延で接続できる特定のサービスプロバイダのファイル及び／又はアプリケーションサーバ上で実行されるリモートサービスを選択するステップを有する。
特許文献３に記載されている従来の技術では、距離の測定を中間ネットワークノードの数によって測定している点で、移動局間のユビキタスモバイルネットワークを構成するのには適用できない問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、同期しあるいは直交し少なくとも周波数が異なる複数の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号あるいは複数の拡散符号を送信手段から送信し、受信手段において前記複数の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号あるいは複数の拡散符号の周波数差および／あるいは位相差を測定することによって、前記送信手段と受信手段の間の相対距離を高い精度で測定し、複数の移動局間あるいは固定局と移動局間のユビキタスモバイルネットワークを瞬時にしかもアダプテイブに構成しあるいは制御するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わる相対距離測定機能は、任意の数の送信手段と受信手段との間でユビキタスモバイルネットワークを構成し、
前記送信手段から同期しあるいは直交し少なくとも周波数が異なる複数の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号あるいは複数の拡散符号を送信し、
前記受信手段において、前記送信手段から送信された同期しあるいは直交し少なくとも周波数が異なる複数の搬送波信号あるいは副搬送波信号を再生し、あるいは複数の変調信号あるいは複数の拡散符号を同期検波方式あるいは遅延検波方式あるいは周波数検波あるいは位相検波あるいは振幅検波あるいはその他の方法で復調し、
【０００８】
前記受信手段に同期発振器を設け、前記同期発振記から出力されるクロック信号を前記送信手段から送信される同期信号と同期を確立し、前記同期を維持した状態で  前記受信手段において検出した複数の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号あるいは複数の拡散符号の第１および第２の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号あるいは拡散符号の周波数および／あるいは位相を検出し、あるいは前記同期発振記から出力されるクロック信号を前記第１の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号あるいは拡散符号と同期を確立し、前記同期を維持した状態で  第２の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号あるいは拡散符号の周波数および／あるいは位相を検出することによって、前記送信手段と受信手段との間の相対距離を短時間に高精度で測定するこによって、前記ユビキタスモバイルネットワークを瞬時にしかもアダプテイブに構成しあるいは制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、高精度で相対距離を測定できる機能を用いて、複数の移動局間あるいは固定局と移動局間のユビキタスモバイルネットワークを瞬時にしかもアダプテイブに構成し制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明に係わるユビキタスモバイルネットワークは、図１および請求項６に本発明の第１の形態を示すように、複数の移動局２１、２２、２３および複数の固定局３１、３２から構成される。
これらの複数の無線局の間の相対距離は第１の実施の形態により高精度でしかも瞬時に測定可能であるので、これらの無線局間を接続するユビキタスモバイルネットワークを瞬時にしかも最適な方法で構成を確立し、あるいは前記ユビキタスモバイルネットワークをアダプテイブに制御することができる。
【００１１】
この発明に係わる相対距離測定機能は、図２および請求項１に本発明の第２の形態を、あるいは図４および請求項２に本発明の第３の形態を示すように、送信手段１と受信手段２から構成される。
前記送信手段１が、少なくとも、同期信号生成部１０７と、相対距離測定信号生成部１０９を構成要素とし、前記受信手段２が、少なくとも、同期信号検出部２０７と、相対距離測定部２０９を構成要素とする。
【００１２】
前記相対距離測定信号が、同期しあるいは直交し少なくとも周波数が異なる複数の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号により構成され、あるいは同期しあるいは直交し少なくともチップレートが異なる複数の拡散符号により構成され、
前記送信手段１において、前記同期信号生成部１０７から生成される同期信号を第１の制御起点として相対距離測定信号生成部１０９から第１の相対距離測定信号を生成し、前記第１の制御起点と同時にあるいは厳密に制御された時間間隔をおいて第２の制御起点を設け、前記第２の制御起点において第２の相対距離測定信号を生成する。
【００１３】
前記受信手段２において、前記同期信号検出部２０７により前記送信手段１から送信された同期信号を検出した時点を第１の制御起点とし、同期発振器を設けて前記同期信号と同期を確立し、あるいは前記相対距離測定部２０９において検出した第１の測定信号との同期を確立し、
前記受信手段２において前記第１の制御起点と同時に、あるいは前記第１の制御起点から厳密に制御された時間間隔をおいて第２の制御起点を設け、前記同期発振器の同期を保持し、前記同期発振器により生成されるクロック信号を基準として前記第１および／あるいは第２の相対距離測定信号の周波数および／あるいは位相を測定する。
【００１４】
前記周波数および／あるいは位相の測定結果から、前記送信手段１と受信手段２との間の相対距離を高精度で瞬時に測定することによって、前記モバイルネットワークの構成を制御しあるいは構成を確立する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の第２の形態による相対距離測定機能を有するユビキタスモバイルネットワークの例を示す構成図である。
図１において、１６、１７は道路の区分などを示す分離帯、２１、２２、２３は複数の移動局、３１、３２は任意の数の固定局、４１、４２、４３、４４は構成されたユビキタスモバイルネットワークである。
例えば、固定局３１および３２がマスター局となって相対距離測定信号を周期的に送信し、前記相対距離測定信号を受信した移動局２１、２２、２３は自局と固定局３１または３２との間の相対距離を測定し、測定結果を固定局３１または３２に対し自局の識別番号とともに送信する。
一方、移動局２１、２２、２３は自局の前後方向に順次相対距離測定信号を送信し、前後の移動局は前記順次相対距離測定信号を送信した移動局と自局との間の相対距離を測定する。
【００１６】
移動局２１、２２、２３は、前後方向に隣接する移動局との距離が接近しており相対距離を常時監視する必要があると判断される場合には、該当する移動局とのモバイルネットワークを優先して構成し、隣接する移動局が居ない場合には、固定局とのモバイルネットワークを構成し、あるいは複数の移動局間、および／あるいは複数の移動局と任意の数の固定局間で重複してユビキタスモバイルネットワークを構成することができる。
また、前記送信手段において、自己の移動速度に応じて前記相対距離測定信号の生成周期を制御し、かつ／または前記受信手段に対応して測定した相対距離の変化に応じて前記相対距離測定信号の生成周期を制御することで、無線回線の占有率を低減するｋとができる。
【００１７】
また、前記相対距離の測定結果および／あるいは相対位置の測定結果から、前記ユビキタスモバイルネットワークの構成を制御しあるいはアダプテイブに構成を変更することによって、高速で移動中の複数の無線局の間で前記ユビキタスモバイルネットワークを安定に維持し、かつ／または瞬時に更新するができる。
また、前記ユビキタスモバイルネットワークが、複数の無線タグおよび／あるいは携帯端末および／あるいは移動局間、あるいは任意の数の固定局と複数の無線タグおよび／あるいは携帯端末および／あるいは移動局との間、あるいはこれらの任意の組合せによって、ユビキタスモバイルネットワークあるいは自立分散型モビルネットワークを構成することができる。
また、前記ユビキタスモバイルネットワークは、いつでもどこでも通信が可能となるユビキタスモバイルネットワークと呼称することができる。
【００１８】
また、前記無線タグおよび／あるいは携帯端末および／あるいは移動局が、複数の歩行者によって携帯され、あるいは複数の車両に搭載され、あるいは競技場の複数の選手および／あるいは複数の競走馬によって携帯され、あるいは複数のゲームの参加者によって携帯され、あるいは比較的に早い速度で移動する複数の移動体によって携帯されあるいは搭載され、あるいは複数の物流貨物および／あるいは複数のコンテナあるいは複数の荷役設備に装着され、あるいはこれらの組合せである。
【００１９】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の形態による相対距離測定機能の例を示す構成図である。
図２において、１は送信手段、１０１はアンテナ、１０２は接続端子、１０３は電力増幅器、１０４はミキサ、１０５はＰＬＬ部、１０６はオフセットＱＰＳＫ変調部、１０７は同期信号生成部、１０８はＭＡＣレイヤ生成部、１０９は相対距離測定信号生成部、１１０はインターフエイス部、１１１は制御部、１１２は基準発振器である。
【００２０】
一方、２は受信手段、２０１ａ、２０１ｂはアンテナ、２０２ａ、２０２ｂは接続端子、２１３はアンテナ切替器、２０３は低雑音増幅器、２０４はミキサ、２０５はＰＬＬ部、２０６はオフセットＱＰＳＫ復調部、２０７は同期信号検出部、２０８はＭＡＣレイヤ検出部、２０９は相対距離測定部、２１０はインターフエイス部、２１１は制御部、２１２は基準発振器である。
【００２１】
前記送信手段１において、ＰＬＬ部１０５は、その発振周波数および位相が分周器および位相比較器から構成されるフエイズロックループによって基準発振器１１２の周波数および位相にロックされ、局発信号を生成し、ミキサ１０４に供給される。
ミキサ１０４において、オフセットＱＰＳＫ変調部１０６で変調された信号と前記局発信号とを混合し、電力増幅器１０３で増幅してアンテナ１０１から高周波信号として空間に放射される。
【００２２】
オフセットＱＰＳＫ変調部１０６には、同期信号生成部１０７で生成された同期信号と、ＭＡＣレイヤ生成部１０８で生成されたＭＡＣレイヤ信号と、相対距離測定信号生成部１０９で生成された相対距離測定信号が、制御部１１１によって基準発振器１１２を基準として厳密に時間管理されて入力される。
すなわち、前記相対距離測定信号が、同期しあるいは直交し少なくとも周波数が異なる複数の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号により構成され、あるいは同期しあるいは直交し少なくともチップレートが異なる複数の拡散符号により構成され、前記制御部１１１によって、前記同期信号生成部１０７から生成される同期信号を第１の制御起点として相対距離測定信号生成部１０９から第１の相対距離測定信号を生成し、厳密に制御された時間間隔をおいて第２の制御起点を設け、前記第２の制御起点において第２の相対距離測定信号を生成するように制御する。
前記ＭＡＣレイヤ信号には、前記送信手段１の識別番号あるいは識別情報および／あるいは必要な送信情報などが含まれている。
【００２３】
前記受信手段２において、ＰＬＬ部２０５は、その発振周波数および位相が分周器および位相比較器から構成されるフエイズロックループによって基準発振器２１２の周波数および位相にロックされ、局発信号を生成し、ミキサ２０４に供給される。
アンテナ切替器２１３によって切り替えられたアンテナ２０１ａまたは２０１ｂによって受信された高周波信号は、低雑音増幅器２０３によって増幅され、ミキサ２０４に入力され前記の局発信号とミキシングされてオフセットＱＰＳＫ復調部２０６に中間周波信号を出力する。
オフセットＱＰＳＫ復調部２０６において同期検波あるいは遅延検波あるいはその他の方法で検波され、あるいは搬送波信号あるいは副搬送波信号が再生され、同期信号検出部２０７によって前記送信手段１から送信された同期信号を検出し、ＭＡＣレイヤ検出部２０８において前記送信手段１から送信されたＭＡＣレイヤを検出し、相対距離測定部２０９において前記送信手段１から送信された相対距離測定信号を検出する。
【００２４】
前記制御部２１１に同期発振器を設け、前記同期信号検出部２０７により前記送信手段１から送信された同期信号を検出した時点を第１の制御起点とし、前記相対距離測定部２０９において検出した第１の測定信号との前記同期発振器との同期を確立し、前記制御部２１１において基準発振器２１２を基準として前記第１の制御起点から厳密に制御された時間間隔をおいて第２の制御起点を設けて前記同期発振器の同期を保持し、前記同期発振器により生成されるクロック信号を基準として前記第２の相対距離測定信号の周波数および／あるいは位相を測定し、前記送信手段と受信手段との間の相対距離を高精度で、しかも３ミリ秒以内の短時間で測定する。
【００２５】
更に、前記受信手段２において、周辺の複数の送信手段との間の相対距離を測定して自己の相対的な位置を検知することが可能であり、かつ／または前記複数の送信手段に対して測定した相対距離が短いものから順次応答することによって最も接近したものに対して警報を出しあるいは回避するなどの対応が可能となる。
また、前記複数の送信手段が固定局である場合には、前記固定局の位置情報から、前記受信手段２の位置が標定できる。
また、前記第１の相対距離測定信号の周波数あるいはチップレートを前記第２の相対距離測定信号の周波数あるいはチップレートより低く設定することにより、前記第1と第２の制御起点の関係を明確にすることができるメリットがある。
【００２６】
また、前記受信手段２において、複数のアンテナ２０１ａ、２０１ｂを設け、前記アンテナ切替器２１３によって、前記距離測定信号を受信中に周期的に切替えることによって、前記送信手段１の方向あるいは前記受信手段２が向かっている方向を測定することができる。
また、前記方向の測定結果と前記相対距離の測定結果と組み合わせることによって、前記送信手段１との相対的な位置を測定することができる。
また、前記受信手段２において測定した送信手段１との相対距離情報を、前記受信手段２と併設して設けた送信手段のＭＡＣレイヤ生成部に含んで送信し、前記送信手段１と併設した受信手段において受信することによって、前記送信手段１において、前記受信手段２が測定した相対距離情報を知ることができる。
【００２７】
図３は本発明の第１の形態における信号の流れを示す図である。図３において、３０１は送信手段１（記載せず）から送信される同期信号、３０２、３０３はは送信手段１（記載せず）から送信される複数の相対距離測定信号、３０４ａ、３０４ｂは送信手段１（記載せず）における制御起点、３０５ａ、３０５ｂは送信手段１（記載せず）における制御起点３０４ａ、３０４ｂと受信手段２（記載せず）における制御起点３０９ａ、３０９ｂとの時間差、３０６は受信手段２（記載せず）によって受信された同期信号、３０７、３０８は受信手段２（記載せず）によって受信された複数の相対距離測定信号、３０９ａ、３０９ｂは受信手段２（記載せず）における制御起点、３１０は第２の相対距離測定信号３０８と第２の制御起点３０９ｂとの時間差、３１１、３１２は同期発振器のクロック信号、３２１〜３２８は時間軸である。
【００２８】
前記送信手段１において、第１の制御起点３０４ａにおいて同期信号３０１を送信し、同期信号３０１を送信完了すると同時にあるいは厳密に制御された時間間隔をおいて第１の相対距離測定信号３０２を送信し、前記第１の制御起点から厳密に管理された時間間隔をおいて第２の制御起点３０４ａを設けて第２の相対距離測定信号３０３に切り替えて送信するように制御する。
前記受信手段２において、同期信号３０６を受信した第１の制御起点２０９ａにおいて、同期発振器のクロック信号と受信した第１の相対距離測定信号３０７との同期確立を開始し、第２の制御起点３０９ｂにおいて同期発振器の同期を保持し、同期発振器のクロック信号３１２によって第２の相対距離測定信号３０８の位相を測定することで、前記時間差３１０を測定し、前記送信手段１と受信手段２との間の相対距離を高精度で測定する。
【００２９】
（実施の形態２）
図４は本発明の第２の形態による相対距離測定機能の例を示す構成図である。
図４において、１は送信手段、１０１はアンテナ、１０２は接続端子、１０３は電力増幅器、１０４はミキサ、１０５はＰＬＬ部、１０６はＯＦＤＭ変調部、１０７は同期信号生成部、１０８はＭＡＣレイヤ生成部、１０９は相対距離測定信号生成部、１１０はインターフエイス部、１１１は制御部、１１２は基準発振器である。
【００３０】
一方、２は受信手段、２０１ａ、２０１ｂはアンテナ、２０２ａ、２０２ｂは接続端子、２１３はアンテナ切替器、２０３は低雑音増幅器、２０４はミキサ、２０５はＰＬＬ部、２０６はＯＦＤＭ復調部、２０７は同期信号検出部、２０８はＭＡＣレイヤ検出部、２０９は相対距離測定部、２１０はインターフエイス部、２１１は制御部、２１２は基準発振器である。
【００３１】
前記送信手段１において、ＰＬＬ部１０５は、その発振周波数および位相が分周器および位相比較器から構成されるフエイズロックループによって基準発振器１１２の周波数および位相にロックされ、局発信号を生成し、ミキサ１０４に供給される。
ミキサ１０４において、ＯＦＤＭ変調部１０６で変調された信号と前記局発信号とを混合し、電力増幅器１０３で増幅してアンテナ１０１から高周波信号として空間に放射される。
【００３２】
ＯＦＤＭ変調部１０６には、同期信号生成部１０７で生成された同期信号と、ＭＡＣレイヤ生成部１０８で生成されたＭＡＣレイヤ信号と、相対距離測定信号生成部１０９で生成された相対距離測定信号が、制御部１１１によって基準発振器１１２を基準として厳密に時間管理されて入力される。
すなわち、前記相対距離測定信号が、同期しあるいは直交し少なくとも周波数が異なる複数の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号により構成され、あるいは同期しあるいは直交し少なくともチップレートが異なる複数の拡散符号により構成され、前記制御部１１１によって、前記同期信号生成部１０７から生成される同期信号を第１および第２の制御起点として相対距離測定信号生成部１０９から第１と第２の相対距離測定信号を同時に生成し、あるいは第１の制御起点から厳密に制御された近接した時間間隔をおいて第２の制御起点を設けて前記第２の相対距離測定信号を生成するように制御する。
前記ＭＡＣレイヤ信号には、前記送信手段１の識別番号あるいは識別情報および／あるいは必要な送信情報などが含まれている。
【００３３】
前記受信手段２において、ＰＬＬ部２０５は、その発振周波数および位相が分周器および位相比較器から構成されるフエイズロックループによって基準発振器２１２の周波数および位相にロックされ、局発信号を生成し、ミキサ２０４に供給される。
アンテナ切替器２１３によって切り替えられたアンテナ２０１ａまたは２０１ｂによって受信された高周波信号は、低雑音増幅器２０３によって増幅され、ミキサ２０４に入力され前記の局発信号とミキシングされてＯＦＤＭ復調部２０６に中間周波信号を出力する。
ＯＦＤＭ復調部２０６において同期検波あるいは遅延検波あるいはその他の方法による検波が行なわれ、あるいは搬送波信号あるいは副搬送波信号が再生され、同期信号検出部２０７によって前記送信手段１から送信された同期信号を検出し、ＭＡＣレイヤ検出部２０８において前記送信手段１から送信されたＭＡＣレイヤを検出し、相対距離測定部２０９において前記送信手段１から送信された相対距離測定信号を検出する。
【００３４】
前記制御部２１１に同期発振器を設け、前記同期信号検出部２０７により前記送信手段１から送信された同期信号を検出した時点を制御起点とし、前記同期発振器との同期を確立して同期を保持し、前記同期発振器により生成されるクロック信号を基準として前記第１と第２の相対距離測定信号の周波数および／あるいは位相を測定し、前記送信手段と受信手段との間の相対距離を高精度で、しかも２ミリ秒以内の短時間で測定する。
【００３５】
更に、前記受信手段２において、周辺の複数の送信手段との間の相対距離を測定して自己の相対的な位置を検知することが可能であり、かつ／または前記複数の送信手段に対して測定した相対距離が短いものから順次応答することによって最も接近したものに対して警報を出しあるいは回避するなどの対応が可能となる。
また、前記複数の送信手段が固定局である場合には、前記固定局の位置情報から、前記受信手段２の位置が標定できる。
【００３６】
また、前記受信手段２において、複数のアンテナ２０１ａ、２０１ｂを設け、前記アンテナ切替器２１３によって、前記距離測定信号を受信中に周期的に切替えることによって、前記送信手段１の方向あるいは前記受信手段２が向かっている方向を測定することができる。
また、前記方向の測定結果と前記相対距離の測定結果と組み合わせることによって、前記送信手段１との相対的な位置を測定することができる。
また、前記受信手段２において測定した送信手段１との相対距離情報を、前記受信手段２と併設して設けた送信手段のＭＡＣレイヤ生成部に含んで送信し、前記送信手段１と併設した受信手段において受信することによって、前記送信手段１において、前記受信手段２が測定した相対距離情報を知ることができる。
【００３７】
図５は本発明の第２の形態における信号の流れを示す図である。図５において、３０１は送信手段１（記載せず）から送信される同期信号、３０２、３０３はは送信手段１（記載せず）から送信される複数の相対距離測定信号、３０４は送信手段１（記載せず）における制御起点、３０５は送信手段１（記載せず）における制御起点３０４と受信手段２（記載せず）における制御起点３０９との時間差、３０６は受信手段２（記載せず）によって受信された同期信号、３０７、３０８は受信手段２（記載せず）によって受信された複数の相対距離測定信号、３０９は受信手段２（記載せず）における制御起点、３１０は受信手段２（記載せず）における第１の相対距離測定信号３０７と第２の相対距離測定信号３０８との時間差、３１１、３１２は同期発振器のクロック信号、３２１〜３２８は時間軸である。
【００３８】
前記送信手段１において、制御起点３０４において同期信号３０１の送信を完了すると同時にあるいは前記制御起点３０４から厳密に管理され近接した時間間隔をおいて第１の相対距離測定信号３０２を送信し、前記制御起点３０４と同時にあるいは前記制御起点３０４から厳密に管理され近接した時間間隔をおいて第２の相対距離測定信号３０３を送信するように制御する。
ここで、前記近接した時間間隔とは、前記複数の相対距離測定信号のいずれかの１サイクルあるいは１チップ長を超えない時間とする。
前記受信手段２において、同期信号３０６を受信した制御起点３０９と同時にあるいは前記制御起点３０９から厳密に管理され近接した時間間隔をおいて、前記相対距離測定部に設けた同期発振器の同期確立して保持し、前記同期発振器のクロック信号３１１によって前記第１の相対距離測定信号の位相を測定し、前記同期発振器のクロック信号３１２によって第２の相対距離測定信号３０８の位相を測定して前記時間差３１０を測定することによって、前記送信手段１と受信手段２との間の相対距離を高精度で測定することができる。
【００３９】
図６は本発明の第４の形態によるユビキタスモバイルネットワークの例を示す構成図である。
図６において、１６、１７は道路の区分などを示す分離帯、２１、２２は移動局、５１ａ〜５１ｄは移動局２１に搭載された送信手段および受信手段、５２ａから５２ｄは移動局２２に搭載された送信手段および受信手段、６１〜６４は移動局２１と移動局２２の間で構成された無線ユビキタスネットワークである。
移動局２１に搭載された送信手段と受信手段５１ａ、５１ｂは、例えば、車のヘッドライト周辺に搭載され、送信手段と受信手段５１ｃ、５１ｄは、例えば、車のバックライトの周辺に搭載される。
移動局２１と移動局２２の間には複数のモバイルネットワークが構成され、冗長性がある、信頼性の高いユビキタスモバイルネットワークが構成される。
【００４０】
以上の説明では、道路上を走行する車両に搭載された複数の移動局について説明したが、歩道を歩行する歩行者が携帯する複数の携帯端末の間、あるいは物流管理に用いられる複数の無線タグの間でも同様にユビキタスモバイルネットワークを構成することができる。
なお、前記ユビキタスモバイルネットワークには、アドホックモバイルネットワークあるいは自律分散型モビアルネットワークを構成するもの、あるいはモバイル無線ＬＡＮを構成するもの、あるいは１：ＮあるいはＮ：Ｎ間のモバイルネットワークを構成するものなどが含まれ、これらを包含してユビキタスモバイルネットワークと総称するものとする。
【００４１】
また、相対距離あるいは相対位置を測定する機能の他に、音声情報あるいは画像情報を含むデータ通信の機能を搭載し、あるいは協調運転、衝突防止、道路情報の転送など、移動局間で必要な制御情報を交換するための機能を含めることができる。
また、前記固定局を介してインターネット網にアクセスすることも可能となる。
また、前記オフセットＱＰＳＫ変復調方式あるいはＯＦＤＭ変復調方式の他に、ＧＭＳＫ変復調方式あるいはＱＡＭ変復調方式あるいはＡＳＫ変復調方式あるいはＦＳＫ変復調方式あるいはＰＳＫ変復調方式あるいはこれらの組合せなど、既に用いられている変復調方式を採用しても同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、上記のように構成されているため、道路上を高速で走行する車両などに搭載して相互間の相対距離を測定し、最適なユビキタスモバイルネットワークを構成することができ、協調運転あるいは衝突防止などに必要な情報などを複数車両間で交換するための手段として用いることができる。
また、競技場の選手あるいは競走馬などが複数の携帯端末あるいは無線タグを携帯しあるいは装着すれば、カメラによる画像とは別の視点から、競技を楽しむことができる。
また、物流管理においても、複数の無線タグを貨物あるいはコンテナあるいはパレットあるいは荷役設備などに搭載しあるいは装着することで、効率的な運営が可能となる。
また、イベント会場などで、複数の固定局を設置し、幼児とその親に携帯端末あるいは無線タグを携帯させることで、迷子防止ネットワークが構成できる。
また、上記以外にも、色々なシーンにおいて活用できる場合が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施の形態１によるユビキタスモバイルネットワークの例を示す構成図
【図２】実施の形態２による相対距離測定機能の例を示す構成図
【図３】実施の形態２おける信号の流れの例を示す図
【図４】実施の形態３による相対距離測定機能の例を示す構成図
【図５】実施の形態３による信号の流れの例を示す図
【図６】実施の形態４によるユビキタスモバイルネットワークの例を示す構成図
【図７】従来の実施例を示す構成図
【符号の説明】
【００４４】
１                          送信手段
２                          受信手段
１０                        ネットワーク
１２ａ〜１２ｄ              端末
１６、１７                  分離帯
２１〜２３                  移動局
３１、３２                  固定局
４１〜４４                  無線ユビキタスネットワーク
５１ａ〜５１ｄ              送信手段および受信手段
５２ａ〜５２ｄ              送信手段および受信手段
６１〜６４                  無線ユビキタスネットワーク
１０１                      アンテナ
１０２                      接続端子
１０３                      電力増幅器
１０４                      ミキサ
１０５                      ＰＬＬ部
１０６                      ＯＱＰＳＫ変調部あるいはＯＦＤＭ変調部
１０７                      同期信号生成部
１０８                      ＭＡＣレイヤ生成部
１０９                      相対距離測定信号生成部
１１０                      Ｉ／Ｆ部
１１１                      制御部
１１２                      基準発振器
【００４５】
２０１ａ、２０１ｂ          アンテナ
２０２ａ、２０２ｂ          接続端子
２０３                      低雑音増幅器
２０４                      ミキサ
２０５                      ＰＬＬ部
２０６                      ＯＱＰＳＫ復調部あるいはＯＦＤＭ復調部
２０７                      同期信号検出部
２０８                      ＭＡＣレイヤ検出部
２０９                      相対距離測定信号検出部
２１０                      Ｉ／Ｆ部
２１１                      制御部
２１２                      基準発振器
２１３                      アンテナ切替器
【００４６】
３０１、３０６              同期信号
３０２、３０７              第１の相対距離測定信号
３０３、３０８              第２の相対距離測定信号
３０４、３０４ａ、３０４ｂ  送信手段の制御起点
３０５、３０５ａ、３０５ｂ  同期信号の時間差
３０９、３０９ａ、３０９ｂ  受信手段の制御起点
３１０                      第１の相対距離測定信号と第２相対距離測定信号の時間差
３１１、３１２              クロック信号
【図１】
2009100061.tif 000003
【図２】
2009100061.tif 000004
【図３】
2009100061.tif 000005
【図４】
2009100061.tif 000006
【図５】
2009100061.tif 000007
【図６】
2009100061.tif 000008
【図７】
2009100061.tif 000009