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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5974022
(24)【登録日】2016年7月22日
(45)【発行日】2016年8月23日
(54)【発明の名称】無線通信装置
(51)【国際特許分類】
H04B 17/309 20150101AFI20160809BHJP
【ＦＩ】
H04B17/309
【請求項の数】6
【全頁数】56
(21)【出願番号】特願2013-557401(P2013-557401)
(86)(22)【出願日】2013年1月23日
(86)【国際出願番号】JP2013000334
(87)【国際公開番号】WO2013118439
(87)【国際公開日】20130815
【審査請求日】2015年8月27日
(31)【優先権主張番号】特願2012-25492(P2012-25492)
(32)【優先日】2012年2月8日
(33)【優先権主張国】JP
(31)【優先権主張番号】特願2012-40451(P2012-40451)
(32)【優先日】2012年2月27日
(33)【優先権主張国】JP
(31)【優先権主張番号】特願2012-78307(P2012-78307)
(32)【優先日】2012年3月29日
(33)【優先権主張国】JP
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、総務省、７９ＧＨｚ帯レーダーシステムの高度化に関する研究開発の委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
(73)【特許権者】
【識別番号】000005821
【氏名又は名称】パナソニック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100119552
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 公秀
(74)【代理人】
【識別番号】100138771
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 将明
(72)【発明者】
【氏名】森田 忠士
(72)【発明者】
【氏名】岸上 高明
(72)【発明者】
【氏名】向井 裕人
【審査官】
石川 雄太郎
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許出願公開第２０１０／００８０２６６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
S.Z. Budisin，“Efficient pulse compressor for Golay complementarysequences”，the technical journal Electronics Letters，１９９１年 １月，Vol. 27, No. 3，pp. 219, 220
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０４Ｂ １７／００−１７／４０
Ｈ０４Ｗ ４／００−９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
データ本体とプリアンブルとを含む時系列の信号フレームを送信する無線通信装置であって、
前記信号フレームのプリアンブル内の特定箇所について、信号の出力を断続的にマスク処理する信号マスク部と、
前記信号マスク部の制御タイミングを決定するマスクタイミング生成部と、を備える無線通信装置。
前記信号フレームのプリアンブル内の特定箇所について、信号の出力を断続的にマスク処理する信号マスク部と、
前記信号マスク部の制御タイミングを決定するマスクタイミング生成部と、を備える無線通信装置。
【請求項2】
請求項１に記載の無線通信装置であって、
ＷｉＧｉｇ規格に準拠する信号フレームを生成する変調部と、を更に備え、
前記信号マスク部は、前記変調部が出力する信号フレームのプリアンブル内に含まれるＧｏｌａｙ信号を断続的にマスク処理する無線通信装置。
ＷｉＧｉｇ規格に準拠する信号フレームを生成する変調部と、を更に備え、
前記信号マスク部は、前記変調部が出力する信号フレームのプリアンブル内に含まれるＧｏｌａｙ信号を断続的にマスク処理する無線通信装置。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の無線通信装置であって、
前記信号マスク部は、プリアンブル内の特定箇所を断続的にマスク処理することにより、パルス圧縮信号の信号フレームを生成する無線通信装置。
前記信号マスク部は、プリアンブル内の特定箇所を断続的にマスク処理することにより、パルス圧縮信号の信号フレームを生成する無線通信装置。
【請求項4】
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の無線通信装置であって、
前記信号マスク部は、アンテナ放射パターンの測定に用いる動作モードが指定された場合に、プリアンブルの特定箇所を断続的にマスクし、パルス圧縮信号の信号フレームを生成する無線通信装置。
前記信号マスク部は、アンテナ放射パターンの測定に用いる動作モードが指定された場合に、プリアンブルの特定箇所を断続的にマスクし、パルス圧縮信号の信号フレームを生成する無線通信装置。
【請求項5】
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の無線通信装置であって、
所定の規格に従った信号フレームを生成する変調部を更に備え、
前記変調部は、
１組となる２つの相補符号を生成する相関器と、
前記マスクタイミング生成部が生成する制御タイミングに従って、前記相関器が出力する１組となる２つの相補符号を交互に選択するセレクタ部と、を含む無線通信装置。
所定の規格に従った信号フレームを生成する変調部を更に備え、
前記変調部は、
１組となる２つの相補符号を生成する相関器と、
前記マスクタイミング生成部が生成する制御タイミングに従って、前記相関器が出力する１組となる２つの相補符号を交互に選択するセレクタ部と、を含む無線通信装置。
【請求項6】
請求項４又は５に記載の無線通信装置であって、
所定の規格に従った信号フレームを生成する変調部と、を更に備え、
前記変調部は、
アンテナ放射パターンの測定に用いる動作モードが指定された場合に、少なくとも前記データ本体のデータ長を抑制するパラメータを前記変調部に与えるパラメータ選択部、を更に含む無線通信装置。
所定の規格に従った信号フレームを生成する変調部と、を更に備え、
前記変調部は、
アンテナ放射パターンの測定に用いる動作モードが指定された場合に、少なくとも前記データ本体のデータ長を抑制するパラメータを前記変調部に与えるパラメータ選択部、を更に含む無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、例えばミリ波帯の周波数を用いて通信する無線通信装置に関する。【背景技術】
【0002】
ＷｉＧｉｇ無線機は、６０ＧＨｚの周波数帯域、即ち、ミリ波帯の無線通信規格であるＷｉＧｉｇ（Wireless Gigabit）の仕様に従って動作する。ＷｉＧｉｇの仕様は、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｇｉｇａｂｉｔ Ａｌｌｉａｎｃｅにて策定されている。ＷｉＧｉｇ無線機は、通信可能な距離が短く、例えば１０ｍ程度であるが、大容量のデータを高速に通信できる。【0003】
無線通信装置（例えば、ＷｉＧｉｇ無線機）を設計し、又は無線通信装置の動作を試験するためには、性能向上のために実際の無線通信装置を用いて、アンテナ放射パターン、即ち電波の放射パターンの把握が必要になる。【0004】
従来、ＷｉＧｉｇ無線機のアンテナ放射パターンを測定するには、ＷｉＧｉｇ無線機を電波暗室の中に持ち込み、計測していた。電波暗室以外の環境にて計測すると、ＷｉＧｉｇ無線機の近傍にある物体から反射波が生じる。特に、近距離通信においては、検出される直接波と反射波との時間差が小さいために直接波と反射波との区別は困難であり、正しいアンテナ放射パターンの測定が困難である。【0005】
一方、直接波及び反射波が混在する電波暗室以外の環境にて、電波状況の検知できる電波環境測定装置が例えば特許文献１に開示されている。特許文献１では、パルス圧縮技術により、直接波と反射波とを分離できる。【0006】
パルス圧縮技術では、無線信号の受信側にて受信パルスと参照パルスとの相関を検出する。検出されるパルスの時間幅を、実際に送信されたパルス信号のパルス幅よりも狭い範囲に圧縮でき、時間分解能が向上する。即ち、特許文献１の電波環境測定装置は、時間差の小さい直接波と反射波とを互いに分離して検出できる。【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】日本国特許第３１１２７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、特許文献１では、パルス圧縮技術を用いるので、ＷｉＧｉｇ無線機に実装する必要があり、回路規模が大きくなり、ＷｉＧｉｇ無線機の開発工数が増大し製造コストも上昇する。【0009】
本開示は、従来の事情に鑑みてなされたものであって、簡単な構成によって、アンテナからの放射パターンを計測するためのパルス圧縮信号を生成する無線通信装置を提供することを目的とする。【課題を解決するための手段】
【0010】
本開示は、データ本体とプリアンブルとを含む時系列の信号フレームを送信する無線通信装置であって、前記信号フレームのプリアンブル内の特定箇所について、信号の出力を断続的にマスク処理する信号マスク部と、前記信号マスク部の制御タイミングを決定するマスクタイミング生成部と、を備える。【発明の効果】
【0011】
本開示によれば、簡単な構成によって、アンテナからの放射パターンを計測するためのパルス圧縮信号を生成できる。【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第１実施形態の無線通信装置としてのＷｉＧｉｇ無線機の内部構成を示すブロック図
【図3】ＷｉＧｉｇ無線機がデータ通信において送出する信号のプリアンブルのフォーマットを示す模式図
【図4】ＷｉＧｉｇ無線機においてパルス圧縮信号を生成する動作を示すタイムチャート
【図5】第２実施形態の無線通信装置としてのＷｉＧｉｇ無線機の内部構成を示すブロック図
【図7】Ｇｏｌａｙ信号生成部の具体的な構成例を示すブロック図
【図8】センサにおける受信相関出力特性の具体例を示すグラフ
【図9】ＣＯＮＴＲＯＬ−ＰＨＹの信号フレームのフォーマットを示す模式図
【図10】ＣＯＮＴＲＯＬ−ＰＨＹの信号フレームのプリアンブルのフォーマットを示す模式図
【図11】第３の実施形態における放射パターン測定システムのシステム構成及び無線通信装置の内部構成を示すブロック図
【図13】センサにおける受信相関出力特性の具体例を示すグラフ
【図14】第３の実施形態における各インデックスの送信ビームに対して付与される各ブランチの位相器における位相のパラメータの一例を示すテーブル
【図15】同じ符号系列の送信ビームを連続送信した後に次の符号系列の送信ビームを連続送信する場合の送信例を時系列に示した説明図
【図16】各符号系列の送信ビームを１回ずつ順番に送信した後に改めて最初の符号系列の送信ビームから順番に送信する場合の送信例を時系列に示した説明図
【図17】送信ビーム毎に送信間隔を異ならせて送信ビームを連続送信する場合の送信例を時系列に示した説明図
【図18】第４の実施形態における各インデックスの送信ビームに対して付与される各ブランチの位相器における位相のパラメータの候補値の一例を示すテーブル
【図19】第４の実施形態におけるセンサの内部構成を示すブロック図
【図20】第４の実施形態における無線通信装置及びセンサの動作を説明するシーケンス図
【図21】第４の実施形態における無線通信装置及びセンサの動作を説明するシーケンス図
【図22】第４の実施形態の変形例におけるセンサの内部構成を示すブロック図
【図23】第４の実施形態の変形例における各インデックスの送信ビームに対して付与される各ブランチの位相器における位相のパラメータの一例を示すテーブル
【図24】第４の実施形態の変形例における無線通信装置及びセンサの動作を説明するシーケンス図
【図25】第５の実施形態の無線通信装置の構成例を示すブロック図
【図26】第５の実施形態のセンサ装置の構成例を示すブロック図
【図27】無線通信装置から無線信号として送信される測距用パルス信号の送受信タイミングの具体例（１）を示すタイムチャート
【図28】Ｐ値の変化の具体例（１）を示すグラフ
【図29】無線信号の送受信タイミングの具体例（２）を示すタイムチャート
【図30】Ｐ値の変化の具体例（２）を示すグラフ、（ａ）接触した状態が所定時間Ｔｐ以上継続した場合、（ｂ）接触した状態が所定時間Ｔｐ未満である場合
【図31】第５の実施形態の測距システムの動作の概要を示すシーケンス図
【図32】第５の実施形態の無線通信装置の動作の詳細を示すフローチャート
【図33】第５の実施形態のセンサ装置の動作（１）の詳細を示すフローチャート
【図34】第５の実施形態のセンサ装置の動作（２）の詳細を示すフローチャート
【図35】測距システムの初期状態を概念的に示す模式図
【図36】測距システムのセンシング状態を概念的に示す模式図
【図37】測距システムの計測状態を概念的に示す模式図
【発明を実施するための形態】
【0013】
＜本開示の各実施形態の内容に至る経緯＞先ず、本開示に係る無線通信装置の各実施形態を説明する前に、本開示に係る無線通信装置の各実施形態の内容に至る経緯を説明する。
【0014】
実際の無線通信装置におけるアンテナ放射パターンは、無線通信装置の筐体の形状及び材質の影響を受けて変化する。従って、アンテナ単体を用いて計測しても、正しいアンテナ放射パターンの把握は困難である。【0015】
アンテナ放射パターンが最適でないと、通信性能が劣化する。また、アンテナの指向性を制御するビームフォーミング技術を用いても、個々のアンテナ放射パターンが最適でないために高周波特性がばらつき、ビームの放射パターンが変化して通信性能が劣化する。【0016】
従って、実際の無線通信装置の通信性能の劣化を防止するためには、最終的に出荷される状態の無線通信装置から放射される電波の放射パターンを計測する必要がある。【0017】
しかし、実際に無線通信装置から放射される電波をセンサにて検出する場合、特に短距離において通信するＷｉＧｉｇ無線機では、直接波と近傍の物体において反射された反射波との分離が困難である。従って、反射波の影響を受けないためには、ＷｉＧｉｇ無線機を電波暗室に持ち込み、計測しなければならなかった。【0018】
現実には、ＷｉＧｉｇ無線機の開発担当者が設計を検討する際に、又は、工場出荷時の指向性調整の際に、アンテナ放射パターンを計測する必要がある。また、例えば筐体の形状及び材質を変更した場合には、アンテナ放射パターンを再度、計測する必要がある。計測の度に、電波暗室を用意して電波暗室内に機器を持ち込むことは、製造コストの増大及び開発期間の長期化に繋がる。【0019】
従って、ＷｉＧｉｇ無線機を電波暗室に持ち込まずに、アンテナ放射パターンを計測するために、特許文献１におけるパルス圧縮技術を採用することが考えられる。しかし、パルス圧縮技術では、受信側（センサ側）において受信パルス信号の相関を検出するために、パルス圧縮信号をＷｉＧｉｇ無線機から放射する必要がある。なお、パルス圧縮信号は、一般的な無線通信では用いられないため、特別な回路をＷｉＧｉｇ無線機に実装する必要がある。この特別な回路は、一般的には比較的規模が大きく、ＷｉＧｉｇ無線機の開発工数の増大及び製造コストが上昇する。【0020】
そこで、以下の各実施形態では、簡単な構成によって、アンテナからの放射パターンを計測するためのパルス圧縮信号を生成する無線通信装置の例を説明する。【0021】
本開示の無線通信装置に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。【0022】
＜第１実施形態＞（無線通信装置）
図１は、第１の実施形態の無線通信装置としてのＷｉＧｉｇ無線機２０の内部構成を示すブロック図である。ＷｉＧｉｇ無線機２０は、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｇｉｇａｂｉｔ Ａｌｌｉａｎｃｅが策定したＷｉＧｉｇの仕様に従って動作する。無線通信に用いられる周波数帯は、ミリ波帯であって、例えば６０ＧＨｚ帯である。無線通信可能な距離は１０ｍ程度である。なお、図１においては、ＷｉＧｉｇ無線機２０の送信系統の主要部分を示し、その他の回路の図示を省略する。
【0023】
図１に示すＷｉＧｉｇ無線機２０は、アンテナ２１、ＲＦ部２２、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）２３、変調部２４、セレクタ部２５、マスク回路部３０及びマスクタイミング生成部３１を含む構成である。【0024】
変調部２４は、ＷｉＧｉｇ規格の信号フレームを生成し、生成された信号フレームを変調信号としてマスク回路部３０に出力する。ＤＡＣ２３は、変調部２４からマスク回路部３０を経由して入力されたデジタルの変調信号を、アナログ信号に変換してＲＦ部２２に出力する。【0025】
ＲＦ（Radio Frequency）部２２は、ＤＡＣ２３から出力されたアナログ信号を高周波信号に変換してアンテナ２１に供給する。ＲＦ部２２から出力された高周波信号は、アンテナ２１を介して、電磁波として空間に放射される。【0026】
本実施形態において、ＷｉＧｉｇ無線機２０から放射される電波の放射パターンの計測では、反射波が生じる環境でも反射波の影響が抑制され、正しく電波の放射パターンを計測するために、ＷｉＧｉｇ無線機２０はパルス圧縮信号を用いる。パルス圧縮信号を用いるためには、受信側（図１中のセンサ１０）は、公知の相関器を用いて受信パルスの相関値を算出する。従って、受信側が相関検出するために、ＷｉＧｉｇ無線機２０は、データ通信時とは異なるパルス圧縮信号を送出する。【0027】
具体的には、ＷｉＧｉｇ無線機２０は、同じ時間幅のパルスが一定の周期にて繰り返し現れる信号をパルス圧縮信号として送信する。パルス圧縮信号には既知の符号が用いられる。受信側は、受信パルスの自己相関を算出す、パルス圧縮信号を抽出する。受信側の相関検出により抽出されるパルス圧縮信号の時間幅は、ＷｉＧｉｇ無線機２０が送信したパルスの時間幅よりも短い。これにより、到達時間差の小さい直接波と反射波との分離が容易になる。【0028】
セレクタ部２５は、変調部２４が生成する信号の変調に用いるパラメータを、外部制御信号ＣＯＮ１に従って選択する。具体的には、ＷｉＧｉｇ無線機２０では、パラメータとして通信用パラメータＰ１とセンサ用パラメータＰ２との２種類が予め用意され、セレクタ部２５は、これらのうち、いずれか一方を選択する。センサ用パラメータＰ２には、例えばＷｉＧｉｇ無線機２０が送信する信号フレームに含まれ、且つ、データ本体の長さがデータ通信時よりも短い値を割り当てる。これにより、ＷｉＧｉｇ無線機２０は、アンテナ放射パターンの計測に、より適したパルス圧縮信号を送信できる。【0029】
外部制御信号ＣＯＮ１は、ＷｉＧｉｇ無線機２０におけるデータ通信モードと、アンテナ放射パターンを測定するための測定モードとを切り替える制御信号である。外部制御信号ＣＯＮ１の状態は、ユーザの操作（例えば、ボタン操作）により切り替えられても良いし、外部から制御コマンドの入力により切り替えられても良い。【0030】
マスク回路部３０は、変調部２４が出力する変調出力信号ＳＳＧ１を、マスク制御信号ＳＳＧ２に従って部分的にマスク処理する。マスク回路部３０は、マスクされた結果の信号をマスク回路出力信号ＳＳＧ３として出力する。即ち、マスク回路部３０は、変調出力信号ＳＳＧ１を部分的にマスク処理し、パルス圧縮信号としてのマスク回路出力信号ＳＳＧ３を生成する。【0031】
マスクタイミング生成部３１は、マスク回路部３０がマスク処理する制御タイミングを知らせるマスク制御信号ＳＳＧ２を生成する。マスクタイミング生成部３１は、外部制御信号ＣＯＮ１が、アンテナ放射パターンを測定する測定モードを表す場合には、マスク回路部３０の制御タイミングを知らせるマスク制御信号ＳＳＧ２を出力する。マスクタイミング生成部３１は、外部制御信号ＣＯＮ１が、データ通信モードを表す場合には、マスク回路部３０にマスク処理を禁止させる。【0033】
図２に示すセンサ１０は、ＷｉＧｉｇ無線機２０が送信したパルス圧縮信号を受信することにより、電波の放射パターンを測定する。【0034】
図２に示すセンサ１０は、送信部１１及び受信部１２を含む構成である。送信部１１が送信する信号はアンテナ１０ａから放射される。アンテナ１０ａから放射された電波の直接波及び任意の物体により反射した反射波がアンテナ１０ｂに到達し、受信部１２にて受信される。【0035】
本実施形態では、センサ１０がＷｉＧｉｇ無線機２０のアンテナ放射パターンを測定する場合には、送信部１１を用いず、ＷｉＧｉｇ無線機２０から放射された電波を、アンテナ１０ｂを介して受信する。【0036】
送信部１１は、パルス圧縮波生成部１３、ＤＡＣ１４及び送信ＲＦ部１５を含む構成である。パルス圧縮波生成部１３は、受信部１２の相関検出に適したパルス圧縮波（パルス圧縮信号）を生成する。ＤＡＣ１４は、パルス圧縮波生成部１３が生成した信号をデジタル信号からアナログ信号に変換して送信ＲＦ部１５に出力する。送信ＲＦ部１５は、センサ１０内のローカル信号（不図示）を基に、ＤＡＣ１４から出力されたアナログ信号を高周波信号に変換してアンテナ１０ａに供給する。【0037】
受信部１２は、受信ＲＦ部１６、ＡＤＣ（Analog Digital Converter）１７、相関器１８及び信号処理部１９を含む構成である。【0038】
受信ＲＦ部１６は、アンテナ１０ｂにより受信された電波の高周波信号を入力し、センサ１０内のローカル信号（不図示）を基に、所定の信号処理により、低周波のアナログ受信信号に変換する。ＡＤＣ１７は、受信ＲＦ部１６から出力されたアナログ受信信号をデジタル受信信号に変換する。【0039】
相関器１８は、ＡＤＣ１７から出力されたデジタル受信信号について、所定の相関処理を行う。例えば、パルス圧縮波生成部１３が生成するパルス圧縮波のように、一定の周期にて繰り返し現れる同じ時間幅のパルス信号がデジタル受信信号として入力される場合には、十分な自己相関出力が得られる。【0040】
相関器１８の出力に得られる信号は、例えば図８に示す特性になって現れる。図８は、センサ１０における受信相関出力特性の具体例を示すグラフである。即ち、送信部１１が電波を送信してから、対応する受信波が相関器１８の出力に現れるまでの経過時間は、電波伝搬距離の違いにより、直接波と各反射波とにおいて異なる。直接波と各反射波との時間差が小さい場合には、これらの分離が困難になる。【0041】
しかし、相関器１８が相関処理することにより、相関処理の出力として得られるピーク波形の時間幅は、送信されたパルス信号の幅に対して十分に短い。従って、直接波と反射波とを小さい時間差にて受信する場合でも、図８では直接波と反射波とを明確に分離できる。【0042】
信号処理部１９は、相関器１８の出力信号（図８参照）から、必要な情報を取得する。例えば、信号処理部１９は、相関器１８から信号処理部１９に入力される信号のピーク位置を基に、直接波及び各反射波のそれぞれを特定し、直接波の受信レベル及び各反射波の受信レベルを検出する。【0043】
（ＷｉＧｉｇ規格の無線機における通信信号の形式）送信される高周波信号のパケットは、次に示す様々なフィールドを含む構成である。
１．ＳＴＦ（Short Training Field）
２．ＣＥＦ（Channel Estimation Field）
３．ヘッダ
４．データ
５．ＴＲＮ−Ｒ／Ｔサブフィールド
【0044】
また、送信するパケットには共通のプリアンブルが存在する。プリアンブルは、次の用途に用いられる。１．パケットの検出
２．ＡＧＣ（Automatic Gain Control）
３．周波数オフセット推定
４．同期変調の明示
５．チャネル推定
【0045】
プリアンブルの構成を図３に示す。図３は、ＷｉＧｉｇ無線機２０がデータ通信時に送信する信号フレームのプリアンブルのフォーマットを示す模式図である。図３に示すプリアンブルは、ＳＴＦ（Short Training Field）及びＣＥＦ（Channel Estimation Field）を含む構成である。【0046】
プリアンブルのＳＴＦは、各々の長さが１２８ｂｉｔの１４個のゴレイ（Ｇｏｌａｙ）符号Ｇａ１２８（ｎ）が繰り返されるシーケンスと、１個のゴレイ符号−Ｇａ１２８（ｎ）とを用いて構成されている。従って、ＳＴＦ全体の長さは１９２０ｂｉｔ（１単位はＴｃ）である。ＳＴＦの波形は数式（１）により表される。【0047】
【数1】
【0048】
プリアンブルのＣＥＦは、１組となる２つの相補符号であるゴレイ符号シーケンスＧｕ５１２（ｎ），Ｇｖ５１２（ｎ）を連結した構成である。Ｇｕ５１２（ｎ），Ｇｖ５１２（ｎ）は、数式（２）により表される。【0049】
【数2】
【0050】
（パルス圧縮信号の生成）相関検出に適した既知の繰り返し信号は、パルス圧縮信号として用いることができる。図３に示すプリアンブルのＳＴＦは、ゴレイ符号が繰り返されたゴレイ符号シーケンスが含まれる。本実施形態では、ＷｉＧｉｇ無線機２０は、繰り返されたゴレイ符号シーケンスの一部分の抽出により、パルス圧縮信号を生成できる。
【0051】
即ち、マスク回路部３０は、変調出力信号ＳＳＧ１をマスクし、プリアンブルの一部分を抽出し、パルス圧縮信号としてのマスク回路出力信号ＳＳＧ３を出力する。つまり、マスク回路部３０は、プリアンブルの一部分のマスク処理により、アンテナ放射パターンの測定に用いるパルス圧縮信号を生成できる。【0052】
なお、本実施形態を含む各実施形態において、ＷｉＧｉｇ無線機２０とセンサ１０とは、測定モードでは通信のネゴシエーションが事前に処理済である。従って、ＷｉＧｉｇ無線機２０がパルス圧縮信号としてのマスク回路出力信号ＳＳＧ３を送信するタイミング及び受信するタイミングは、センサ１０において既知である。【0053】
図４は、ＷｉＧｉｇ無線機２０がパルス圧縮信号を生成する動作を示すタイムチャートである。図４に示す動作は、外部制御信号ＣＯＮ１によりアンテナ放射パターンを測定する測定モードにおいて実行される。即ち、マスクタイミング生成部３１は、外部制御信号ＣＯＮ１を基に、マスク制御信号ＳＳＧ２を生成する。マスク回路部３０は、マスク制御信号ＳＳＧ２に従って、パルス圧縮信号としてのマスク回路出力信号ＳＳＧ３を生成する。【0054】
図４において、マスク制御信号ＳＳＧ２の高レベル（Ｈ）がマスク状態を表し、マスク制御信号ＳＳＧ２の低レベル（Ｌ）がマスク解除状態を表す。図４に示す例では、マスク制御信号ＳＳＧ２は、変調出力信号ＳＳＧ１のプリアンブル内のＳＴＦの一部分を断続的にマスクし、ＳＴＦ以外の部分に対しては全てマスクしている。【0055】
これにより、マスク回路部３０は、プリアンブル内のＳＴＦから、ゴレイ符号シーケンスを断続的に抽出する。その結果、マスク回路出力信号ＳＳＧ３には、複数個の同じゴレイ符号Ｇａ１２８（ｎ）が周期的に繰り返し現れる。この信号をＷｉＧｉｇ無線機２０が送信すると、センサ１０は、相関器１８にて、同じゴレイ符号Ｇａ１２８（ｎ）の繰り返しパターンに対して、図８に示す相関出力を得る。つまり、ＷｉＧｉｇ無線機２０は、アンテナ放射パターンの計測に必要となるパルス圧縮信号をセンサ１０に対して送信できる。【0056】
図４に示す例では、マスク制御信号ＳＳＧ２はＳＴＦにてゴレイ符号Ｇａ１２８（ｎ）の１周期の区間Ｔを１単位として、マスク解除区間とマスク区間とを交互に繰り返し切り替えている。マスク解除区間（Ｔ）→マスク区間（６Ｔ）→マスク解除区間（Ｔ）→マスク区間（６Ｔ）→マスク解除区間（Ｔ）→・・・。
【0057】
マスク区間の長さ（６Ｔ）については、実際の測定条件におけるＷｉＧｉｇ無線機２０とセンサ１０との距離に応じて、適切な相関出力が得られるように適宜変更すればよい。【0058】
マスクタイミング生成部３１が生成するマスク制御信号ＳＳＧ２のタイミングについては、ＷｉＧｉｇ規格の送信用の信号フレームを生成する制御部（例えば、変調部２４）の動作タイミングと同期することにより生成できる。【0059】
（アンテナ放射パターンの測定方法）図１では、ＷｉＧｉｇ無線機２０の周囲にセンサ１０を配置する。ここで、センサ１０は、送信部１１の動作を停止し、受信部１２を動作させる。また、ＷｉＧｉｇ無線機２０に入力する外部制御信号ＣＯＮ１を切り替えて、ＷｉＧｉｇ無線機２０の動作モードをデータ通信モードから、アンテナ放射パターンを測定する測定モードに切り替える。
【0060】
セレクタ部２５は、外部制御信号ＣＯＮ１を基に、アンテナ放射パターンの測定に適したセンサ用パラメータＰ２を選択して変調部２４に出力する。マスクタイミング生成部３１は、外部制御信号ＣＯＮ１を基に、マスク制御信号ＳＳＧ２の生成を開始する。マスク回路部３０は、マスク制御信号ＳＳＧ２に従って変調出力信号ＳＳＧ１を断続的にマスク処理し、プリアンブルのＳＴＦのゴレイ符号シーケンスを、マスク回路出力信号ＳＳＧ３として断続的に出力する。【0061】
これにより、ＷｉＧｉｇ無線機２０は、相関検出に適したパルス圧縮信号を送信できる。また、ＷｉＧｉｇ無線機２０から放射された電波をセンサ１０が検出する。センサ１０の受信部１２では、繰り返しパターンとして受信するパルス圧縮信号、つまり図４に示すマスク回路出力信号ＳＳＧ３に対して、大きな相関値が相関器１８の出力として得られる。相関値においては、図８に示すように、直接波及び反射波のそれぞれについて、互いに異なる時間にピークを有する。このため、センサ１０は、直接波及び反射波をそれぞれ独立して検出できる。【0062】
つまり、一般的な実験室内のような、反射波が生じる環境におけるアンテナ放射パターンの測定であっても、ＷｉＧｉｇ無線機２０から放射された電波の直接波を、反射波とは分離した状態にてセンサ１０が検出できる。従って、電波暗室内にＷｉＧｉｇ無線機２０を持ち込むことなく、アンテナ放射パターンを測定できる。【0063】
また、ＷｉＧｉｇ無線機２０自身がパルス圧縮信号を送信するため、アンテナ単独の特性ではなく、筐体の最終形状及び材質の影響を含めたＷｉＧｉｇ無線機２０全体の実際のアンテナ放射パターンを測定できる。【0064】
即ち、図１に示すＷｉＧｉｇ無線機２０は、マスク回路部３０及びマスクタイミング生成部３１を追加することによって、アンテナ放射パターンの測定に適したパルス圧縮信号を送信できる。【0065】
＜第２実施形態＞（無線通信装置）
図５は、第２実施形態の無線通信装置としてのＷｉＧｉｇ無線機２０ＢＢの内部構成を示すブロック図である。本実施形態は、第１実施形態の変形例である。図５に示すＷｉＧｉｇ無線機２０ＢＢにおいて、第１実施形態のＷｉＧｉｇ無線機２０と対応する構成要素は同じ符号を付して、説明を省略する。
【0066】
図５に示すＷｉＧｉｇ無線機２０ＢＢは、アンテナ２１、ＲＦ部２２、ＤＡＣ２３、変調部２４Ｂ、セレクタ部２５、マスク回路部３０及びマスクタイミング生成部３１を含む構成である。即ち、変調部２４Ｂが第１実施形態に示す変調部２４と異なる。【0067】
変調部２４Ｂは、ゴレイ信号生成部（図５では「ＦＧＣＦ」と表記）４０及びセレクタ部４１を含む構成である。【0068】
ゴレイ信号生成部４０は、ＷｉＧｉｇ規格に適合する無線機の変調部として実装される。Ｇｏｌａｙ信号を効率よく生成するために、ゴレイ信号生成部４０は、例えばＦＧＣＦ（Fast Golay Correlator Filter）、即ち、高速ゴレイ相関器フィルタを用いて構成されている。ゴレイ信号生成部４０の回路構成例を図７に示す。図７は、ゴレイ信号生成部４０の具体的な構成例を示すブロック図である。図７の回路構成については、例えば下記の参考非特許文献１に詳述されているため、説明を省略する。【0069】
（参考非特許文献１）"EFFICIENT PULSE COMPRESSOR FOR GOLAY COMPLEMENTARY SEQUENCES", ELECTRONICS LETTERS 31st, Vol.27 No.3 p219-220., January 1991【0070】
ゴレイ信号生成部４０は、１組となる２つの相補符号（ＧａとＧｂ）を、２系統の出力として同時に生成する。【0071】
セレクタ部４１は、ゴレイ信号生成部４０が出力する２系統の出力、即ち互いに相補関係にある相補符号であるゴレイ符号Ｇａ，Ｇｂを、マスクタイミング生成部３１から出力されるマスク制御信号ＳＳＧ２のタイミングに従って選択する。【0072】
従来のＷｉＧｉｇ無線機はプリアンブルのＳＴＦにおいてゴレイ符号Ｇａを用いるが、本実施形態のＷｉＧｉｇ無線機２０ＢＢのセレクタ部４１は、ゴレイ信号生成部４０が同時に生成するゴレイ符号Ｇｂを選択的に用いる。【0074】
セレクタ部４１は、ゴレイ信号生成部４０からの２系統の出力信号ＳＳＧ５ａ，ＳＳＧ５ｂを、マスクタイミング生成部３１からの制御信号ＳＳＧ２１に従って交互に選択する。ＳＳＧ５ａはゴレイ符号Ｇａの出力に対応し、ＳＳＧ５ｂはゴレイ符号Ｇｂの出力に対応する。【0075】
マスクタイミング生成部３１は、マスク制御信号ＳＳＧ２を基に、制御信号ＳＳＧ２１の内容（Ｈ又はＬ）を決定する。セレクタ部４１は、制御信号ＳＳＧ２１が高レベルＨ（Ｈｉ）では、ゴレイ符号Ｇａを選択する旨の出力信号ＳＳＧ５ａを選択し、出力信号ＳＳＧ５ａを基にして、ゴレイ符号Ｇａをセレクタ出力信号ＳＳＧ４として出力する。セレクタ部４１は、制御信号ＳＳＧ２１が低レベルＬ（Ｌｏｗ）では、ゴレイ符号Ｇｂを選択する旨の出力信号ＳＳＧ５ｂを選択し、出力信号ＳＳＧ５ｂを基にして、ゴレイ符号Ｇｂをセレクタ出力信号ＳＳＧ４として出力する。【0076】
制御信号ＳＳＧ２１の内容（Ｈ又はＬ）は、制御信号ＳＳＧ２１が高レベルＨから低レベルＬに切り替わるタイミングにおいて交互に切り替わる。即ち、マスクタイミング生成部３１がマスクを解除する度に、セレクタ部４１は、交互にゴレイ符号ＧａとＧｂとの選択を切り替える。【0077】
その結果、マスク回路出力信号ＳＳＧ３Ｂには、図６では、互いに相補関係にあるゴレイ符号ＧａとＧｂとが交互に、かつ断続的に現れる。図６に示した例では、ゴレイ符号Ｇａ，Ｇｂの１周期（Ｔ）の７倍の時間間隔（７Ｔ）にて、制御信号ＳＳＧ２１の状態（Ｈ又はＬ）が切り替わる。従って、マスク回路出力信号ＳＳＧ３Ｂの状態は繰り返し変化する。マスク解除区間（符号Ｇａ：Ｔ）→マスク区間（６Ｔ）→マスク解除区間（符号Ｇｂ：Ｔ）→マスク区間（６Ｔ）→マスク解除区間（符号Ｇａ：Ｔ）→マスク区間（６Ｔ）→マスク解除区間（符号Ｇｂ：Ｔ）→マスク区間（６Ｔ）→・・・。
【0078】
ＷｉＧｉｇ無線機２０ＢＢは、アンテナ放射パターンの測定において、互いに相補符号の関係にあるゴレイ符号ＧａとＧｂとをパルス圧縮信号として交互に送信できる。【0079】
センサ１０は、センシング処理、即ちＷｉＧｉｇ無線機２０から送信される電波のアンテナ放射パターンの測定において受信したゴレイ符号ＧａとＧｂの相補符号の信号を加算することにより、相関特性としてサイドローブ特性をキャンセルできる。そのため、本実施形態では、第１実施形態と比べて、より良好な相関特性が得られる。つまり、本実施形態では、センサ１０は、ＷｉＧｉｇ無線機２０ＢＢのアンテナ放射パターンを、より高精度に検出できる。【0080】
従って、ＷｉＧｉｇ無線機２０ＢＢに上記回路の追加によって、無線機自体からパルス圧縮信号の電波を放射できる。従って、アンテナ単体の放射特性ではなく、最終的なＷｉＧｉｇ無線機全体のアンテナ放射パターンを測定できる。また、パルス圧縮信号を用いることにより、アンテナ放射パターンの測定時に反射波の影響を排除できる。つまり、電波暗室以外の反射波が生じる環境であっても、アンテナ放射パターンを測定できる。【0081】
なお、ＷｉＧｉｇ無線機が送信するパケットのプリアンブルの構成は、図３に示すプリアンブルの構成に限定されず、パルス圧縮信号を生成するためには長いサイズのプリアンブルである方が好ましく、例えばＣＯＮＴＲＯＬ−ＰＨＹと呼ばれる信号フレームのプリアンブルの構成でも良い。ＣＯＮＴＲＯＬ−ＰＨＹについて、図９及び図１０を参照して説明する。【0082】
図９は、ＣＯＮＴＲＯＬ−ＰＨＹの信号フレームのフォーマットを示す図である。図９に示すＣＯＮＴＲＯＬ−ＰＨＹの信号フレームは、プリアンブルＰＲ、ヘッダＨＤ、ペイロードＰＤ、及びＴＲＮ−ＮＴの各領域を含む構成である。ＴＲＮ−ＮＴの領域はオプションである。図１０は、ＣＯＮＴＲＯＬ−ＰＨＹの信号フレームのプリアンブルのフォーマットを示す模式図である。【0083】
図１０に示すプリアンブルＰＲは、ＳＴＦ及びＣＥＦを含む構成である。プリアンブルＰＲのＳＴＦは、各々の長さが１２８ｂｉｔの３８個のゴレイ（Ｇｏｌａｙ）符号Ｇｂ１２８（ｎ）が繰り返されるシーケンスと、１個のゴレイ符号−Ｇｂ１２８（ｎ）と、１個のゴレイ符号−Ｇａ１２８（ｎ）とを用いて構成されている。従って、ＳＴＦ全体の長さは、図３に示すプリアンブルのＳＴＦより長く、５１２０ｂｉｔである。ＳＴＦの波形は数式（３）により表される。ＣＥＦについては、図３に示すプリアンブルの構成と同様のため、説明を省略する。【0084】
【数3】
【0085】
また、上述した各実施形態のＷｉＧiｇ無線機は、ＷｉＧｉｇ規格に適した信号フレームを１回送信するが、送信回数は１回に限定されず、例えば最小のペイロードを有するＷｉＧｉｇ規格に適した信号フレームを連続して送信し続けても良い。また、上述した各実施形態のＷｉＧｉｇ無線機は、ＷｉＧｉｇ規格に適した信号フレームのプリアンブルのみ、若しくはヘッダのみを繰り返して送信し続けても良い。これにより、ＷｉＧｉｇ無線機は、ペイロードのサイズを省いたより小さいサイズのパルス圧縮信号を送信でき、センサにおける放射パターンの測定をより簡易化できる。
【0086】
なお、図５において、ＷｉＧｉｇ無線機２０ＢＢは、マスク制御信号ＳＳＧ２を、マスク回路部３０に出力すると同時に、図１に示すセンサ１０とは異なる他のセンサにも送信しても良い。マスク制御信号ＳＳＧ２は、マスク回路部３０が部分的にマスク処理するための信号であるが、ＷｉＧｉｇ無線機２０ＢＢがパルス圧縮信号を送信するタイミングと考えることもできる。なお、他のセンサとＷｉＧｉｇ無線機２０ＢＢとの通信は有線でも無線でも良い。【0087】
他のセンサは、ＷｉＧｉｇ無線機２０ＢＢがマスク制御信号ＳＳＧ２を送信するタイミングを予め知っていると、ＷｉＧｉｇ無線機２０ＢＢが送信したマスク制御信号を受信した時刻を基にして、ＷｉＧｉｇ無線機２０ＢＢとの距離を特定できる。【0088】
次に、ビームフォーミング機能を用いて通信する無線通信装置に関して説明する。【0089】
ビームフォーミング機能は、送信端末が受信端末の存在する方向に電波を送信するためのマルチアンテナ技術であって、送信電波に特定方向の指向性を持たせる。例えば、送信端末は、複数のアンテナを用いて、より遠くまで電波を送信でき、又は、近接する基地局若しくは受信端末が送信する電波との干渉を抑制した電波を送信できる。ビームフォーミング機能では、複数のアンテナが送信する各信号（電波）の電力又は位相を調整し、電波を所望方向に送信する。【0090】
ビームフォーミング機能を有する無線通信装置の設計又は動作試験では、性能の確認及び向上のために実際の無線通信装置を用いて、アンテナ放射パターン、即ち電波の放射パターンの把握が必要になる。【0091】
従来、ビームフォーミング機能を有する無線通信装置のアンテナ放射パターンを測定する場合には、無線通信装置を電波暗室の中に持ち込んで計測していた。電波暗室以外の環境での計測では、無線通信装置の近傍にある物体から反射波が生じる。特に、近距離通信においては、検出される直接波と反射波との時間差が小さいために、直接波と反射波との区別が不正確になり、正しいアンテナ放射パターンを測定することが困難である。【0092】
一方、直接波及び反射波が混在する電波暗室以外の環境にて、電波状況を検知することが可能な電波環境測定装置が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１においては、パルス圧縮信号を用いて、直接波と反射波とを分離する。【0093】
下記の参考特許文献１ではパルス圧縮信号が用いられ、受信機は、受信パルスと参照パルスとの相関を検出する。これにより、参考特許文献１の電波環境測定装置は、検出されたパルスの時間幅を、実際に送信されたパルス信号のパルス幅よりも狭い範囲に圧縮できる。従って、時間分解能が向上し、参考特許文献１の電波環境測定装置は、時間差の小さい直接波と反射波とを互いに分離して検出できる。【0094】
（参考特許文献１）日本国特許第３１１２７４６号公報【0095】
＜従来技術における課題＞しかし、参考特許文献１はビームフォーミング機能について考慮されておらず、アンテナの指向性を制御するビームフォーミングでは、個々のアンテナ放射パターンが最適でないと高周波信号の特性（例えば、位相特性）がばらつく。従って、電波（ビーム）の放射パターンが変化して、無線通信装置の通信性能が劣化する。
【0096】
複数のアンテナを用いるビームフォーミング機能を有する無線通信装置では、実際に無線通信装置から放射される全てのビームをセンサにて検出する場合、無線通信装置とセンサとの通信ネゴシエーションにおいて通信設定が煩雑になる。即ち、全てのビームの放射パターンの測定時間が長くなる。【0097】
本開示は、上述した従来技術における課題を解決するために、ビームフォーミングにおいて所望の指向性を有するビームの放射パターンを短時間で測定する無線通信装置を提供することを目的とする。【0098】
＜課題を解決するための手段＞本開示は、複数のアンテナ系統処理部を含む無線通信装置であって、各々の前記アンテナ系統処理部は、送信信号の符号系列を選択する符号系列選択部と、前記選択された前記符号系列をパルス圧縮処理するパルス圧縮信号生成部と、前記選択された前記符号系列に応じて、前記パルス圧縮処理された信号の位相を調整する位相器と、前記位相が調整された信号を、高周波信号に変換して送信アンテナから送信する送信ＲＦ部と、を備える。
【0099】
＜発明の効果＞本開示によれば、ビームフォーミングにおいて所望の指向性を有するビームの放射パターンを短時間で測定できる。
【0100】
本開示に係る無線通信装置の各実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。【0101】
＜第３の実施形態＞（無線通信装置２０００）
図１１は、第３の実施形態における放射パターン測定システム１００ＰＰＰのシステム構成及び無線通信装置２０００の内部構成を示すブロック図である。無線通信装置２０００が無線通信に用いる周波数帯は、ミリ波帯であって例えば６０ＧＨｚ帯である。無線通信可能な距離は１０ｍ程度である。なお、図１１においては、無線通信装置２０００の送信系統の主要部分を示し、その他の回路の図示を省略している。
【0102】
無線通信装置２０００は、ビームフォーミング機能を有し、複数のアンテナ系統処理部（ブランチ）２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを含む構成である。以下、アンテナ系統処理部を「ブランチ」という。図１１に示す無線通信装置２０００は、一例として４つのブランチ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを含む構成としているが、無線通信装置２０００のブランチ数は４つに限定されない。また、各々のブランチは同様の構成を有しているため、以下の説明では、ブランチ２０Ａを例示して説明する。【0103】
図１１に示すブランチ２０Ａは、送信アンテナ２１Ａ、変調部２２００、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）２３００、位相器２４００、送信ＲＦ部２５００、制御部２６００、符号系列選択部２７００及びパルス圧縮信号生成部２８００を含む構成である。なお、変調部２２００は、各々のブランチに含まれても良いし、全てのブランチから独立した構成として無線通信装置２０００において１つ含まれても良い。【0104】
外部制御信号ＣＯＮ１は、各ブランチ２０Ａ〜２０Ｄに入力され、無線通信装置２０００におけるデータ通信モードと、送信ビームの放射パターンを測定するための測定モードとを切り替える制御信号である。外部制御信号ＣＯＮ１の内容は、ユーザの操作（例えば、ボタン操作）により切り替えられても良いし、外部から制御コマンドの入力により切り替えられても良い。【0105】
更に、外部制御信号ＣＯＮ１は特定の送信ビームの放射パターンを測定するための制御情報を含んでもよく、放射パターン測定システム１００ＰＰは、特定の送信ビームの放射パターンを測定する。外部制御信号ＣＯＮ１は、ブランチ２０Ａにおいて、変調部２２００、制御部２６００、符号系列選択部２７００及びパルス圧縮信号生成部２８００に入力される。【0106】
変調部２２００は、外部制御信号ＣＯＮ１を入力し、外部制御信号ＣＯＮ１の内容がデータ通信モードにおいて動作し、送信信号の信号フレーム（例えば、ＷｉＧｉｇ（Wireless Gigabit））規格に適する信号フレーム）の変調信号を生成してＤＡＣ２３００に出力する。なお、無線通信装置２０００とセンサ１０との間では変調方式は既知とする。また、変調部２２００は、外部制御信号ＣＯＮ１の内容が測定モードでは動作しない。【0107】
ＤＡＣ２３００は、データ通信モードにおいて、変調部２２００から出力されたデジタルの変調信号、又は測定モードにおいて、パルス圧縮信号生成部２８００から出力されたデジタルのパルス圧縮信号を、アナログ信号に変換して位相器２４００に出力する。【0108】
位相器２４００は、ＤＡＣ２３００から出力されたアナログ信号の位相を、制御部２６００から付与される位相のパラメータに従って調整する。位相器２４００は、位相が調整されたアナログ信号を送信ＲＦ部２５００に出力する。【0109】
送信ＲＦ（Radio Frequency）部２５００は、位相器２４００から出力されたアナログ信号を高周波信号に変換して送信アンテナ２１Ａに供給する。送信アンテナ２１Ａは、ブランチ毎に１つ設けられ、送信ＲＦ部２５００から出力された高周波信号（電波）を電磁波として空間に送信（放射）する。【0110】
本実施形態と第４の実施形態において、無線通信装置２０００から放射される電波の放射パターンの測定では、反射波が生じる環境において反射波の影響が抑制され、正しく電波の放射パターンを測定するために、無線通信装置２０００はパルス圧縮信号を用いる。パルス圧縮信号を用いるためには、センサ１０は、相関器を用いて、相関器が保持している送信ビームの符号系列と受信信号（受信パルス）との相関値を演算する。従って、センサ１０が相関検出するために、無線通信装置２０００は、測定モードでは、パルス圧縮信号を送信する。【0111】
具体的には、無線通信装置２０００は、同じ時間幅のパルスが一定の周期にて繰り返し現れる信号を、パルス圧縮信号として送信する。パルス圧縮信号には既知の符号が用いられる。センサ１０は、送信ビームの符号系列と受信信号との相関値を演算し、相関値の最大値（ピーク相関値）を基に、どの符号系列のビームが送信されたかを判定する。受信側の相関検出により抽出されるパルス圧縮信号の時間幅は、無線通信装置２０００が送信した送信ビームのパルス時間幅よりも短い。これにより、到達時間差の小さい直接波と反射波との分離が容易になる。【0112】
制御部２６００は、外部制御信号ＣＯＮ１を入力し、外部制御信号ＣＯＮ１の内容がデータ通信モード又は測定モードである場合には、ＤＡＣ２３００から出力されたアナログ信号の位相を調整するためのパラメータを位相器２４００に付与する。【0113】
ここで、位相のパラメータについて、図１４を参照して説明する。図１４は、第３の実施形態における各インデックスの送信ビームに対して付与される各ブランチの位相器における位相のパラメータの一例を示すテーブルである。図１４に示すブランチＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４は、それぞれ図１１に示すブランチ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄに対応している。なお、図１４に示すテーブルの内容は、例えば制御部２６００の記憶領域（不図示）に予め記憶されていることが好ましい。【0114】
本実施形態では、送信ビーム毎に用いられる符号系列は、予め定められ、互いに異なっている。例えば、送信ビームを識別するインデックス１の送信ビーム１には「符号系列Ｆ１」が用いられ、ブランチ２０Ａの位相器には「１００度」が設定され、ブランチ２０Ｂの位相器には「１１０度」が設定され、ブランチ２０Ｃの位相器には「１２０度」が設定され、ブランチ２０Ｄの位相器には「１３０度」が設定される。【0115】
同様に、送信ビーム２，送信ビーム３，・・・，送信ビームＮには、「符号系列Ｆ２」，「符号系列Ｆ３」，・・・，「符号系列ＦＮ」が用いられ、各ブランチの位相器にも対応する位相のパラメータが設定される（図１４参照）。Ｎは符号系列の数と無線通信装置のブランチ数とを表す。【0116】
制御部２６００は、外部制御信号ＣＯＮ１の内容が測定モードである場合には、符号系列選択部２７００に選択指示を出力し、具体的には、測定モードにおける送信ビームの符号系列を符号系列選択部２７００に選択させる。【0117】
符号系列選択部２７００は、制御部２６００からの選択指示を基に、送信ビームに対応する符号系列を選択する。なお、各送信ビームに対応する符号系列は、符号系列選択部２７００の記憶領域に予め記憶されていることが好ましいが、無線通信装置２０００は、符号系列を記憶するメモリ（不図示）を設けても良い。符号系列選択部２７００は、選択された符号系列をパルス圧縮信号生成部２８００に出力する。【0118】
ここで、符号系列選択部２７００の符号系列の選択順序の例について、図１５及び図１６を参照して説明する。図１５は、同じ符号系列の送信ビームを連続送信した後に、次の符号系列の送信ビームを連続送信する送信例を、時系列に示した説明図である。図１６は、各符号系列の送信ビームを、１回ずつ順番に送信した後に、改めて最初の符号系列の送信ビームから順番に送信する送信例を時系列に示した説明図である。【0119】
符号系列選択部２７００は、図１５では、同一の符号系列（例えば、符号系列Ｆ１）を所定回数（例えば、ＮＰ回）連続的に選択し、ＮＰ回の連続選択の後、既に選択された符号系列とは異なる次の符号系列（例えば、符号系列Ｆ２）を所定回数（ＮＰ回）連続送信する。符号系列選択部２７００は、同様に、既に選択された符号系列とは異なる同一の符号系列の連続送信を繰り返し、最後の符号系列（例えば、符号系列ＦＮ）を所定回数（ＮＰ回）連続選択する。【0120】
又は、符号系列選択部２７００は、図１６では、全ての異なる符号系列（例えば、符号系列Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，・・・，ＦＮ）を順番に選択し、全ての異なる符号系列の選択後、改めて全ての異なる符号系列を順番に選択する。符号系列選択部２７００は、全ての異なる符号系列の順番に沿った選択を所定回数（ＮＰ回）繰り返しても良い。なお、図１５及び図１６において、符号系列の選択の順序は、符号系列選択部２７００の動作において予め規定されていることが好ましい。【0121】
但し、符号系列選択部２７００による符号系列の選択方法は、図１５又は図１６に示す符号系列の選択方法に限定されない。例えば、符号系列選択部２７００は、任意の符号系列を任意の順番に選択してもよい。【0122】
パルス圧縮信号生成部２８００は、外部制御信号ＣＯＮ１を入力し、外部制御信号ＣＯＮ１の内容が測定モードである場合に動作する。具体的には、符号系列選択部２７００から出力された符号系列を基にして公知のパルス圧縮処理を行う。パルス圧縮信号生成部２８００は、パルス圧縮処理により生成されたパルス圧縮信号をＤＡＣ２３００に出力する。【0123】
（センサ１０）図１２は、図１１に示す放射パターン測定システム１００ＰＰのセンサ１０の内部構成を示すブロック図である。図１２に示すセンサ１０は、無線通信装置２０００が送信したパルス圧縮信号としての送信ビームを受信アンテナ１１００において受信して電波の放射パターンを測定する。なお、図１２においては、センサ１０の受信系統の主要部分を示し、その他の回路の図示を省略している。
【0124】
図１２に示すセンサ１０は、受信アンテナ１１００、受信ＲＦ部１２００、ＡＤＣ（Analog Digital Converter）１３００、複数のＮ個の相関器Ｃ１，・・，Ｃｋ，・・，ＣＮ、及び信号処理部ＳＰ１，・・，ＳＰｋ，・・，ＳＰＮを含む構成である。ｋは、１からＮまでの整数である。Ｎは相関器及び信号処理部の数を表し、無線通信装置２０００から送信される送信ビームの符号系列及び無線通信装置２０００のブランチの数と同じである。【0125】
受信ＲＦ部１２００は、受信アンテナ１１００により受信された電波の高周波信号を入力し、センサ１０内のローカル信号（不図示）を基に、低周波のアナログ受信信号に変換する。ＡＤＣ１３００は、受信ＲＦ部１２００から出力されたアナログの受信信号をデジタルの受信信号に変換する。【0126】
相関器Ｃ１，・・，Ｃｋ，・・，ＣＮの動作については、相関器Ｃｋを例示して説明する。相関器Ｃｋは、インデックスｋの送信ビームの符号系列を保持し、ＡＤＣ１７から出力されたデジタルの受信信号について、所定の相関処理によって相関値を演算する。具体的には、相関器Ｃｋは、自己が保持している符号系列と受信信号との相関値を演算し、相関器Ｃｋが保持する符号系列と同じ符号系列の送信ビームが受信信号として入力された場合に十分な相関値、即ちピーク相関値を得る（図１３参照）。【0127】
例えば、相関器Ｃ１は、図１４に示すインデックス１の送信ビームＢＭ１の符号系列Ｆ１を保持し、無線通信装置２０００から相関器Ｃ１が保持する符号系列Ｆ１と同じ符号系列の送信ビームが受信信号として入力された場合に十分な相関値（相関ピーク）を得る（図１３参照）。同様に、相関器ＣＮは、図１４に示すインデックスＮの送信ビームＢＭＮの符号系列ＦＮを保持し、無線通信装置２０００から相関器ＣＮが保持する符号系列ＦＮと同じ符号系列の送信ビームが受信信号として入力された場合に十分な相関値（相関ピーク）を得る（図１３参照）。【0128】
なお、相関器Ｃｋの出力に得られる信号は、例えば図１３に示す特性として現れる。図１３は、センサ１０における受信相関出力特性の具体例を示すグラフである。即ち、無線通信装置２０００が送信ビームを送信してから、対応する受信信号が相関器Ｃｋの出力として現れるまでの経過時間は、電波伝搬距離の違いにより、直接波と各反射波とにおいて異なる。なお、直接波と各反射波との時間差が小さい場合には、直接波と各反射波との分離が困難になる。【0129】
しかし、本実施形態では、相関器Ｃｋが相関処理することにより、相関処理の出力として得られるピーク波形の時間幅は、送信されたパルス信号の幅に対して十分に短くなる。従って、直接波と反射波とを小さい時間差にて受信する場合でも、図１３では直接波と反射波とを明確に分離できる。【0130】
信号処理部ＳＰ１，・・，ＳＰｋ，・・ＳＰＮの動作については、信号処理部ＳＰｋを例示して説明する。信号処理部ＳＰｋは、相関器Ｃｋの出力（相関値）を基にして必要な情報を取得する。例えば、信号処理部ＳＰｋは、相関器Ｃｋから信号処理部ＳＰｋに入力される信号のピーク位置を基に、直接波及び各反射波のそれぞれを特定し、直接波の受信レベル及び各反射波の受信レベルを検出する。【0131】
（放射パターンの測定方法）次に、図１１に示す放射パターン測定システム１００ＰＰにおいて、送信ビームの放射パターンを測定する測定方法について説明する。図１１では、無線通信装置２０００の周囲にセンサ１０を配置する。また、無線通信装置２０００に入力される外部制御信号ＣＯＮ１の内容が切り替えられ、無線通信装置２０００の動作モードをデータ通信モードから、放射パターンを測定する測定モードに切り替えられ、更にインデックスｋの送信ビームの放射パターンを測定するための制御情報が入力される。
【0132】
なお、本実施形態と第４の実施形態において、無線通信装置２０００とセンサ１０とは、通信のネゴシエーションが事前に処理済みである。従って、無線通信装置２０００がパルス圧縮信号としての送信ビームを送信するタイミング及び受信するタイミングは、センサ１０において既知である。【0133】
制御部２６００は、外部制御信号ＣＯＮ１を基に、測定モードにおける送信ビームに対応する符号系列を符号系列選択部２７００に選択させる。更に、制御部２６００は、インデックスｋの送信ビームに付与する位相のパラメータを選択して位相器２４００に付与する。【0134】
符号系列選択部２７００は、制御部２６００からの選択指示を基に、インデックスｋの送信ビームに対応する符号系列を選択し、選択された符号系列をパルス圧縮信号生成部２８００に出力する。【0135】
パルス圧縮信号生成部２８００は、符号系列選択部２７００から出力された符号系列を基にしてパルス圧縮信号を生成してＤＡＣ２３００に出力する。ＤＡＣ２３００は、パルス圧縮信号生成部２８００から出力されたデジタルのパルス圧縮信号を、アナログ信号に変換して位相器２４００に出力する。位相器２４００は、ＤＡＣ２３００から出力されたアナログ信号の位相を、制御部２６００から付与された位相のパラメータに従って調整する。【0136】
位相器２４００は、位相が調整されたアナログ信号を送信ＲＦ部２５００に出力する。送信ＲＦ部２５００は、位相器２４００から出力されたアナログ信号を高周波信号に変換して送信アンテナ２１Ａに供給する。送信アンテナ２１Ａは、送信ＲＦ部２５００から出力された高周波信号（電波）を電磁波として空間に送信（放射）する。これにより、無線通信装置２０００は、センサ１０における相関検出に適したパルス圧縮信号を送信できる。【0137】
図１２において、センサ１０は、受信アンテナ１１００において、無線通信装置２０００から放射（送信）された電波、即ち、インデックスｋの送信ビームを受信する。受信ＲＦ部１２００は、受信アンテナ１１００により受信された電波の高周波信号を入力して低周波のアナログ受信信号に変換する。ＡＤＣ１３００は、受信ＲＦ部１２００から出力されたアナログの受信信号をデジタルの受信信号に変換する。ＡＤＣ１３００から出力されたデジタルの受信信号は、複数のＮ個の相関器Ｃ１，・・，Ｃｋ，・・，ＣＮに入力される。【0138】
Ｎ個の相関器Ｃ１，・・，Ｃｋ，・・，ＣＮは、各相関器が保持しているインデックスの送信ビームに対応する符号系列と、ＡＤＣ１３００から出力された受信信号との相関値を演算する。Ｎ個の相関器Ｃ１，・・，Ｃｋ，・・，ＣＮの各出力のうち、インデックスｋの送信ビームに対応する符号系列を保持しない相関器の相関演算値はゼロとなり、インデックスｋの送信ビームに対応する符号系列を保持する相関器Ｃｋの相関演算値は非ゼロとなる。【0139】
信号処理部ＳＰｋは、相関器Ｃｋの相関演算値を基にして、例えば、相関値のピーク値を基に、インデックスｋの送信ビームの信号電力（受信レベル）を検出する。これにより、センサ１０は、インデックスｋの送信ビームの放射パターンを測定できる。【0140】
以上により、本実施形態の無線通信装置２０００は、所望の指向性を有する送信ビームを、インデックスとして符号系列を用いてパルス圧縮処理して送信する。これにより、センサ１０は、複数の相関器の相関演算の結果を基に、短時間で送信ビームの放射パターンを測定できる。従って、無線通信装置２０００は、所望の指向性を有するビームの放射パターンを短時間で測定できる。【0141】
＜第３の実施形態の変形例＞第３の実施形態では、放射パターンの測定対象となる各送信ビームのインデックスとして「符号系列」を用いた。第３の実施形態の変形例では、放射パターンの測定対象となる各送信ビームのインデックスとして「送信間隔」を用いる。なお、第３の実施形態の変形例では、無線通信装置の構成は第３の実施形態の無線通信装置２０００と同様であるため、本変形例の説明では第３の実施形態と同様の符号を用いる。
【0142】
（無線通信装置２０００）本変形例では、符号系列選択部２７００は、１つの符号系列（例えば、符号系列Ｆ１）を記憶していれば良い。即ち、符号系列選択部２７００は、送信ビームの符号系列として、一つの符号系列（例えば、符号系列Ｆ１）を選択する。具体的には、符号系列選択部２７００は、１つの符号系列（例えば、符号系列Ｆ１）を、測定対象となる送信ビームのインデックスに応じて、選択する選択間隔を変更する。図１７は、送信ビーム毎に送信間隔を異ならせて送信ビームを連続送信する送信例を時系列に示した説明図である。
【0143】
図１７では、インデックス１の送信ビームに対応する符号系列の選択間隔はＬ１であって、符号系列選択部２７００は、測定対象となる送信ビームに対応する符号系列を、間隔Ｌ１が経過する度に選択する。インデックス２の送信ビームに対応する符号系列の選択間隔はＬ２であって、同様にインデックスＮの送信ビームに対応する符号系列の選択間隔はＬＮである。従って、無線通信装置２０００は、インデックス１の送信ビームを間隔Ｌ１毎に送信し、インデックス２の送信ビームを間隔Ｌ２毎に送信し、同様に、インデックスＮの送信ビームを間隔ＬＮ毎に送信する。【0144】
但し、符号系列選択部２７００による符号系列の選択方法は、図１７に示す符号系列の選択方法に限定されない。即ち、本変形例では、無線通信装置２０００は、図１７に示す順番に従って、インデックスに対応した符号系列の送信ビームを送信しなくても良い。【0145】
（センサ１０）本変形例では、センサ１０は、少なくとも１つの相関器及び信号処理部（例えば、相関器Ｃ１及び信号処理部ＳＰ１）を含む構成であれば良い。即ち、相関器Ｃ１は、符号系列Ｆ１を保持しているため、無線通信装置２０００から送信された送信ビームの受信信号と符号系列Ｆ１との相関値を演算する。
【0146】
信号処理部ＳＰ１は、相関器Ｃ１により演算された相関値のピーク値が現れる間隔、即ち前回受信された送信ビームに対応するピーク相関値と今回受信された送信ビームに対応するピーク相関値との間隔を検出して、どのインデックスの送信ビームを受信したかを判定する。【0147】
なお、本変形例において、無線通信装置２０００から送信される送信ビームの送信間隔、即ち、符号系列選択部２７００による符号系列の選択間隔は、直接波以外にも反射波の受信を考慮して、十分に大きい値としておくことが好ましい。【0148】
以上により、本変形例の無線通信装置２０００は、第３の実施形態と同様に、所望の指向性を有するビームの放射パターンを短時間で測定できる。【0149】
＜第４の実施形態＞第３の実施形態又は第３の実施形態の変形例では、位相器が付与する位相のパラメータが予め探索されて既に定められていた。第４の実施形態では、無線通信装置及びセンサは、各ブランチの位相器が付与する位相のパラメータの最適値を探索及び判定する。
【0150】
具体的には、無線通信装置は、探索対象となる特定のブランチにおける位相のパラメータを可変し、探索対象でない又は既に探索済みの他のブランチにおける位相のパラメータを固定した合計Ｎ個の位相のパラメータの候補値とＮ個の符号系列とを用いた送信ビームを連続送信する。【0151】
センサは、受信信号と送信ビームの符号系列との相関値のコヒーレント加算値を基に、探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータの最適値を判定する。同様に、無線通信装置は、次の探索対象となる特定のブランチにおける合計Ｎ個の位相のパラメータの候補値とＮ個の符号系列とを用いた送信ビームを連続送信する。同様に、センサは、受信信号と送信ビームの符号系列との相関値のコヒーレント加算値を基に、探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータの最適値を判定する。【0152】
このように、無線通信装置とセンサとは、無線通信装置の全ブランチの位相器における位相のパラメータの最適値を探索及び判定する。なお、本実施形態では、無線通信装置の構成は第１の実施形態の無線通信装置２０００と同様であるため、本実施形態の説明では第３の実施形態と同様の符号を用いる。本実施形態では、無線通信装置２０００が送信する放射パターン測定用電波は指向性を有するため、センサは、電波の指向性を考慮して配置されることが好ましい。【0153】
（位相のパラメータの候補値のテーブル）図１８は、第４の実施形態における各インデックスの送信ビームに対して付与される各ブランチの位相器における位相のパラメータの候補値の一例を示すテーブルである。図１８に示すブランチＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４は、それぞれ図１１に示すブランチ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄに対応している。なお、図１８に示すテーブルのパラメータの候補値は、例えば制御部２６００の記憶領域（不図示）に予め記憶されていることが好ましい。
【0154】
本実施形態では、送信ビーム毎に用いられる符号系列は、予め定められ、互いに異なっているが、第３の実施形態又は第３の実施形態の変形例とは異なり、各ブランチの位相器のパラメータが必ずしも最適値に設定されていない場合に、センサ１０Ｂにおいて、最適値を判定する方法を説明する。本実施形態では、図１９に示すセンサ１０Ｂは、送信ビームの符号系列と受信信号との相関値を基に、無線通信装置２０００の各ブランチの位相器における位相のパラメータの最適値を判定できる。【0155】
なお、図１８に示すテーブルでは、ブランチＢ１，Ｂ２，Ｂ３（ブランチ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）の各位相器のパラメータは、「１００」，「１１０」，「１２０」が最適値として探索済みであって又は未探索として仮に設定され、ブランチＢ４（ブランチ２０Ｄ）の位相器のパラメータの最適値が未探索である。【0156】
つまり、図１８は、最適位相パラメータ探索において、探索途中における特定の設定状態を表した図であるため、仮の設定として、位相パラメータとして取りうる値は、０〜２００であり、１０ステップ単位で位相パラメータを設定できるとする。【0157】
全ブランチの位相パラメータが０の設定から探索が始まり、図１８では、ブランチＢ１からＢ３までの探索が終了し、ブランチＢ４について、インデックス１に１００を割り振った状態である。【0158】
ブランチＢ４の位相器における位相のパラメータの最適値を判定するために、無線通信装置２０００は、送信ビーム毎に異なる符号系列を用い、各符号系列のパルス圧縮信号に候補値となる位相のパラメータを設定して送信する。即ち、ブランチＢ４の位相器における位相のパラメータの候補値及び符号系列は、インデックス１の送信ビームＢＭ１では「１００」及び「Ｆ１」、インデックス２の送信ビームＢＭ２では「１２０」及び「Ｆ２」、インデックス３の送信ビームＢＭ３では「１３０」及び「Ｆ３」、・・・、同様にインデックスＮの送信ビームでは「１８０」及び「ＦＮ」が割り振られている。【0159】
なお、無線通信装置２０００が送信ビーム毎に異なる符号系列を用いるのは、図１９に示すセンサ１０Ｂが複数のＮ個の異なる相関値のコヒーレント加算値を基に、どの送信ビームの位相のパラメータが最適値であるかを判定するためである。【0160】
（センサ１０Ｂ）図１９は、第４の実施形態におけるセンサ１０Ｂの内部構成を示すブロック図である。図１９に示すセンサ１０Ｂは、無線通信装置２０００が送信したパルス圧縮信号としての送信ビームを受信アンテナ１１００において受信する。更に、センサ１０Ｂは、送信ビームの符号系列と受信信号との相関値のコヒーレント加算値を基に、どの位相のパラメータの候補値が探索対象のブランチの位相器における位相のパラメータの最適値であるかを判定する。図１９に示すセンサ１０Ｂにおいて、第３の実施形態のセンサ１０と対応する構成要素は同じ符号を付して、説明を省略する。
【0161】
図１９に示すセンサ１０Ｂは、受信アンテナ１１００、受信ＲＦ部１２００、ＡＤＣ１３００、複数のＮ個の相関器Ｃ１，・・，Ｃｋ，・・，ＣＮ、信号処理部ＳＰ１，・・，ＳＰｋ，・・，ＳＰＮ、閾値判定部ＴＪ１，・・，ＴＪｋ，・・，ＴＪＮ、探索継続判定部１５００、送信アンテナ１６及び送信部ＴＸを含む構成である。なお、センサ１０Ｂには、例えば位相のパラメータの最適値であるかどうかの判定結果を示す表示器５０が接続されても良い。【0162】
相関器Ｃ１，・・，Ｃｋ，・・，ＣＮ、信号処理部ＳＰ１，・・，ＳＰｋ，・・，ＳＰＮ及び閾値判定部ＴＪ１，・・，ＴＪｋ，・・，ＴＪＮの動作については、相関器Ｃｋ、信号処理部ＳＰｋ及び閾値判定部ＴＪｋを例示して説明する。【0163】
相関器Ｃｋは、インデックスｋの送信ビームに対応する符号系列を保持し、ＡＤＣ１３００から出力されたデジタルの受信信号について、所定の相関処理によって相関値を演算する。具体的には、相関器Ｃｋは、自己が保持している符号系列と受信信号との相関値を演算し、相関器Ｃｋが保持する符号系列と同じ符号系列の送信ビームが受信信号として入力された場合に十分な相関値、即ちピーク相関値を得る。相関器Ｃｋは、演算された相関値、即ち、ピーク相関値又は非ピーク相関値を信号処理部ＳＰｋに出力する。【0164】
なお、図１５、図１６の符号系列は、複数回（例えば、Ｍ回）繰り返し送信しても良い。図１５、図１６の符号系列が、Ｍ回繰り返して送信されることで、信号処理部ＳＰｋでは、相関器Ｃｋから出力されたＭ個の相関値を基にしてコヒーレント加算する。これにより、信号処理部ＳＰｋは、Ｎ個の受信信号におけるＳＮＲ（Signal to Noise ratio）を改善できる。信号処理部ＳＰｋは、コヒーレント加算値を閾値判定部ＴＪｋに出力する。【0165】
閾値判定部ＴＪｋは、信号処理部ＳＰｋから出力されたコヒーレント加算値と所定の閾値とを比較し、コヒーレント加算値が所定の閾値を超えているか否かを判定する。所定の閾値は、予め放射パターンを測定するユーザによって予め定められ、以下の各実施形態においても同様である。閾値判定部ＴＪｋは、コヒーレント加算値と所定の閾値との比較結果を探索継続判定部１５００に出力する。【0166】
探索継続判定部１５００は、コヒーレント加算値が所定の閾値を超えている場合には、コヒーレント加算した信号処理部ＳＰｋに対応する相関器Ｃｋが保持する符号系列Ｓｋの送信ビームに付与された位相のパラメータを、探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータとして確定する。つまり、図１８のテーブルにおいて、ブランチＢ４の未探索の位相のうち、最も適した位相を選択することができる。【0167】
探索継続判定部１５００は、コヒーレント加算値が所定の閾値を超えていない場合には、１００から１８０の中に解（最適値）が無い場合は、インデックス１に位相パラメータ１９０を設定し、インデックス２には、位相パラメータ２００を設定して範囲を探索する。【0168】
なお、全ての位相パラメータを探索しても、コヒーレント加算値が所定の閾値を超えていない場合には、最大のコヒーレント加算値を演算した信号処理部ＳＰｋに対応する相関器Ｃｋが保持する符号系列Ｓｋの送信ビームに付与された位相のパラメータを、探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータとして確定する。【0169】
送信部ＴＸは、探索継続判定部１５００の判定結果を送信アンテナ１６から無線通信装置２０００に送信する。送信部ＴＸは、例えば、探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータ、又は、次の探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータの探索指示を無線通信装置２０００に送信する。なお、無線通信以外にも、有線通信によって、上記の情報を無線通信装置２０００に通知しても良い。【0170】
（各ブランチの位相器における位相のパラメータの探索方法）本実施形態の各ブランチの位相器における位相のパラメータの探索方法を、図２０を参照して説明する。図２０及び図２１は、第４の実施形態における無線通信装置２０００及びセンサ１０Ｂの動作を説明するシーケンス図である。図２０及び図２１の説明では、探索対象となるブランチの数をＮとし、Ｎ番目のブランチの位相器の位相のパラメータが最初の探索対象とする。
【0171】
無線通信装置２０００は、探索対象とならない１番目から（Ｎ−１）番目の各ブランチの位相器における位相の固定値のパラメータと、探索対象となるＮ番目のブランチの位相器における位相の１番目の候補値としてのパラメータ（例えば１００）と、１番目の符号系列Ｆ１とを、１番目の送信ビームＢＭＮ１の設定値として設定する（Ｓ１１）。無線通信装置２０００は、設定値に応じた１番目の送信ビームＢＭＮ１をセンサ１０Ｂに送信する（Ｓ１２）。センサ１０Ｂは、相関器Ｃ１〜ＣＮにおいて、１番目の送信ビームＢＭＮ１の受信信号と各相関器Ｃ１〜ＣＮが保持する符号系列との相関値を演算する（Ｓ１３）。【0172】
同様に、無線通信装置２０００は、ステップＳ１２の送信後に、探索対象とならない１番目から（Ｎ−１）番目の各ブランチの位相器における位相の固定値のパラメータと、探索対象となるＮ番目のブランチの位相器における位相の２番目の候補値としてのパラメータ（例えば１１０）と、２番目の符号系列Ｆ２とを、２番目の送信ビームＢＭＮ２の設定値として設定する（Ｓ１４）。無線通信装置２０００は、設定値に応じた２番目の送信ビームＢＭＮ２をセンサ１０Ｂに送信する（Ｓ１５）。センサ１０Ｂは、相関器Ｃ１〜ＣＮにおいて、２番目の送信ビームＢＭＮ２の受信信号と各相関器Ｃ１〜ＣＮが保持する符号系列との相関値を演算する（Ｓ１６）。【0173】
無線通信装置２０００は、同様の処理を繰り返し、探索対象とならない１番目から（Ｎ−１）番目の各ブランチの位相器における位相の固定値のパラメータと、探索対象となるＮ番目のブランチの位相器における位相のＮ番目の候補値としてのパラメータ（例えば１８０）と、Ｎ番目の符号系列ＦＮとを、Ｎ番目の送信ビームＢＭＮＮの設定値として設定する（Ｓ１７）。無線通信装置２０００は、設定値に応じたＮ番目の送信ビームＢＭＮＮをセンサ１０Ｂに送信する（Ｓ１８）。センサ１０Ｂは、相関器Ｃ１〜ＣＮにおいて、Ｎ番目の送信ビームＢＭＮＮの受信信号と各相関器Ｃ１〜ＣＮが保持する符号系列との相関値を演算する（Ｓ１９）。【0174】
センサ１０Ｂの各々の信号処理部ＳＰ１〜ＳＰＮは、ステップＳ１３，Ｓ１６，Ｓ１９において演算された各相関値をコヒーレント加算し（Ｓ２０）、コヒーレント加算値を各々の閾値判定部ＴＪ１〜ＴＪＮに出力する。図２１において、閾値判定部ＴＪ１〜ＴＪＮは、コヒーレント加算値と所定の閾値とを比較し（Ｓ２１）、比較結果を探索継続判定部１５００に出力する。【0175】
探索継続判定部１５００は、コヒーレント加算値が所定の閾値を超えている場合には（Ｓ２１、ＹＥＳ）、コヒーレント加算した信号処理部ＳＰｋに対応する相関器Ｃｋが保持する符号系列Ｓｋの送信ビームに付与された位相のパラメータを、探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータとして確定する（Ｓ２２）。【0176】
探索継続判定部１５００は、コヒーレント加算値が所定の閾値を超えていない場合には（Ｓ２１、ＮＯ）、全ての位相のパラメータ、即ち、１００から２００までを１０ステップ単位で設定した値を用いて位相のパラメータの最適値を探索済みであるか否かを判定する（Ｓ２３−１）。全ての位相のパラメータを用いて探索済みである場合には（Ｓ２３−１、ＹＥＳ）、探索継続判定部１５００は、最大のコヒーレント加算値を演算した信号処理部ＳＰｋに対応する相関器Ｃｋが保持する符号系列Ｓｋの送信ビームに付与された位相のパラメータを、探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータとして確定する（Ｓ２３−２）。この後、ステップＳ２４に続く。【0177】
全ての位相のパラメータを用いて探索済みでない場合（Ｓ２３−１、ＮＯ）、探索継続判定部１５００は、位相のパラメータ「１９０」と１番目の符号系列Ｆ１との設定値に応じた送信ビーム、及び、位相のパラメータ「２００」と２番目の符号系列Ｆ２との設定値に応じた送信ビームの送信指示を送信部ＴＸに送信させる（Ｓ２３−３）。【0178】
無線通信装置２０００は、探索対象とならない１番目から（Ｎ−１）番目の各ブランチの位相器における位相の固定値のパラメータと、探索対象となるＮ番目のブランチの位相器における位相の１番目の候補値としてのパラメータ（例えば１９０）と、１番目の符号系列Ｆ１とを、１番目の送信ビームＢＭＮ１の設定値として設定する（Ｓ２３−４）。【0179】
更に、無線通信装置２０００は、探索対象とならない１番目から（Ｎ−１）番目の各ブランチの位相器における位相の固定値のパラメータと、探索対象となるＮ番目のブランチの位相器における位相の２番目の候補値としてのパラメータ（例えば２００）と、２番目の符号系列Ｆ２とを、２番目の送信ビームＢＭＮ２の設定値として設定する（Ｓ２３−４）。【0180】
無線通信装置２０００は、設定値に応じた１番目及び２番目の各送信ビームを、Ｍ回センサ１０Ｂに送信する（Ｓ２３−５）。センサ１０Ｂは、相関器Ｃ１〜ＣＮにおいて、１番目の送信ビーム及び２番目の各受信信号と各相関器Ｃ１〜ＣＮが保持する符号系列との相関値を演算し、更に、Ｍ回送信された各送信ビームに対して演算された各相関値をコヒーレント加算する（Ｓ２３−６）。この後、ステップＳ２１に進む。【0181】
探索継続判定部１５００は、無線通信装置２０００の全てのブランチの位相器における位相のパラメータの探索が終了したと判定した場合には（Ｓ２４、ＹＥＳ）、探索対象となる最後のブランチの位相器における位相のパラメータを送信部ＴＸに送信させる（Ｓ２５）。これにより、本実施形態の無線通信装置２０００及びセンサ１０Ｂの動作は終了する。【0182】
探索継続判定部１５００は、無線通信装置２０００の全てのブランチの位相器における位相のパラメータの探索が終了していないと判定した場合には（Ｓ２４、ＮＯ）、未探索の次のブランチの位相器における位相のパラメータの探索指示を送信部ＴＸに送信させる（Ｓ２６）。【0183】
無線通信装置２０００は、センサ１０Ｂから送信された探索指示を基に、探索対象とならない又は既に探索済みの各ブランチの位相器における位相の固定値のパラメータと、次の探索対象となるブランチの位相器における位相の１番目の候補値としてのパラメータと、１番目の符号系列Ｆ１とを、１番目の送信ビームＢＭｋ１の設定値として設定する（Ｓ２７）。無線通信装置２０００は、設定値に応じた１番目の送信ビームＢＭｋ１をセンサ１０Ｂに送信する（Ｓ２８）。センサ１０Ｂは、相関器Ｃ１〜ＣＮにおいて、１番目の送信ビームＢＭｋ１の受信信号と各相関器Ｃ１〜ＣＮが保持する符号系列との相関値を演算する（Ｓ２９）。【0184】
同様に、無線通信装置２０００は、ステップＳ２８の送信後に、探索対象とならない又は既に探索済みの各ブランチの位相器における位相の固定値のパラメータと、探索対象となるＮ番目のブランチの位相器における位相の２番目の候補値としてのパラメータと、２番目の符号系列Ｆ２とを、２番目の送信ビームＢＭｋ２の設定値として設定する（Ｓ３０）。無線通信装置２０００は、設定値に応じた２番目の符号系列Ｆ２の送信ビームＢＭｋ２をセンサ１０Ｂに送信する（Ｓ３１）。センサ１０Ｂは、相関器Ｃ１〜ＣＮにおいて、２番目の送信ビームＢＭｋ２の受信信号と各相関器Ｃ１〜ＣＮが保持する符号系列との相関値を演算する（Ｓ３２）。【0185】
無線通信装置２０００は、同様の処理を繰り返し、探索対象とならない又は既に探索済みの各ブランチの位相器における位相の固定値のパラメータと、探索対象となるＮ番目のブランチの位相器における位相のＮ番目の候補値としてのパラメータと、Ｎ番目の符号系列ＦＮとを、Ｎ番目の送信ビームＢＭｋＮの設定値として設定する（Ｓ３３）。無線通信装置２０００は、設定値に応じたＮ番目の送信ビームＢＭｋＮをセンサ１０Ｂに送信する（Ｓ３４）。センサ１０Ｂは、相関器Ｃ１〜ＣＮにおいて、Ｎ番目の送信ビームＢＭｋＮの受信信号と各相関器Ｃ１〜ＣＮが保持する符号系列との相関値を演算する（Ｓ３５）。ステップＳ３５以後の処理はステップＳ２０の説明と同様のため、説明を省略する。但し、ステップＳ２７〜ステップＳ３５までの説明では、ｋは１から（ｎ−１）までの範囲となる。【0186】
本実施形態の無線通信装置２０００は、探索対象となるブランチの位相器におけるＮ通りの位相のパラメータの候補値を基にした送信ビームをＮ回連続送信する。センサ１０Ｂは、無線通信装置２０００が送信した送信ビームを受信する度に、探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータの最適値を判定しない。センサ１０Ｂは、Ｎ回連続送信された送信ビームの相関値のコヒーレント加算値を基に、探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータの最適値を判定する。【0187】
以上により、本実施形態の無線通信装置２０００は、各ブランチの位相器が付与する位相のパラメータの最適値を探索するための送信ビームを送信できる。更に、本実施形態のセンサ１０Ｂは、無線通信装置の各ブランチの位相器が付与する位相のパラメータの最適値を短時間で判定（探索）できる。【0188】
＜第４の実施形態の変形例＞第４の実施形態では、探索対象となるブランチの位相器におけるＮ個の送信ビームの設定値として、それぞれ異なる「符号系列」が用いられていた。第４の実施形態の変形例では、探索対象となるブランチの位相器におけるＮ個の送信ビームの設定値として、１つの符号系列（例えば、符号系列Ｆ１）の「送信間隔」を用いる。このため、センサにおける相関器の個数を１つにできる。
なお、第４の実施形態の変形例では、無線通信装置の構成は第４の実施形態の無線通信装置２０００と同様であるため、本変形例の説明では第４の実施形態と同様の符号を用いる。
【0189】
（無線通信装置２０００）本変形例では、符号系列選択部２７００は、１つの符号系列（例えば、符号系列Ｆ１）を記憶していれば良い。即ち、符号系列選択部２７００は、第２の実施形態のように複数の符号系列の中から、放射対象となる送信ビームの符号系列を選択しない。符号系列選択部２７００は、放射対象となる送信ビームに応じて、１つの符号系列（例えば、符号系列Ｆ１）を選択するタイミング（選択間隔）を変更しながら符号系列を選択する。
【0190】
（センサ１０Ｃ）図２２は、第４の実施形態の変形例におけるセンサ１０Ｃの内部構成を示すブロック図である。図１４に示すセンサ１０Ｃにおいて、第４の実施形態のセンサ１０Ｂと対応する構成要素は同じ符号を付して、説明を省略する。
【0191】
図２２に示すセンサ１０Ｃは、受信アンテナ１１００、受信ＲＦ部１２００、ＡＤＣ１３００、相関器ＣＣ１、信号処理部ＳＰＣ１、探索継続判定部１５００Ｃ、送信アンテナ１６及び送信部ＴＸを含む構成である。なお、センサ１０Ｃには、例えば位相のパラメータの最適値であるかどうかの判定結果を示す表示器５０が接続されても良い。【0192】
相関器ＣＣ１は、例えばインデックス１の送信ビームの符号系列を保持し、ＡＤＣ１３００から出力されたデジタルの受信信号について、所定の相関処理によって相関値を演算する。具体的には、相関器ＣＣ１は、自己が保持している符号系列と受信信号との相関値を演算し、相関器ＣＣ１が保持する符号系列と同じ符号系列の送信ビームが受信信号として入力された場合に十分な相関値、即ちピーク相関値を得る。相関器ＣＣ１は、演算された相関値、即ちピーク相関値又は非ピーク相関値を信号処理部ＳＰＣ１に出力する。【0193】
信号処理部ＳＰＣ１は、相関器ＣＣ１により演算された相関値のピーク値が現れる間隔、即ち前回受信された送信ビームに対応するピーク相関値と今回受信された送信ビームに対応するピーク相関値との間隔を検出して、どのインデックスの送信ビームを受信したかを判定する。【0194】
信号処理部ＳＰＣ１は、相関器ＣＣ１から出力された相関値と所定の閾値とを比較し、相関値が所定の閾値を超えているか否かを判定する。信号処理部ＳＰＣ１は、図１９に示すセンサ１０Ｂの信号処理部（例えば信号処理部ＳＰ１）及び閾値判定部（例えば閾値判定部ＴＪ１）の動作を処理する。信号処理部ＳＰＣ１は、比較結果を探索継続判定部１５Ｃに出力する。【0195】
探索継続判定部１５００Ｃは、相関値が所定の閾値を超えている場合には、信号処理部ＳＰＣ１が判定した送信ビームに対応する位相のパラメータを、探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータとして確定する。【0196】
送信部ＴＸは、探索継続判定部１５００Ｃの判定結果を送信アンテナ１６から無線通信装置２０００に送信する。送信部ＴＸは、例えば、探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータ、又は、次の探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータの探索指示を無線通信装置２０００に送信する。【0197】
（位相のパラメータの候補値のテーブル）図２３は、第４の実施形態の変形例における各インデックスの送信ビームに対して付与される各ブランチの位相器における位相のパラメータの一例を示すテーブルである。図２３に示すブランチＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４は、それぞれ図１１に示すブランチ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄに対応している。なお、図２３に示すテーブルのパラメータの候補値は、例えば制御部２６００の記憶領域（不図示）に予め記憶されていることが好ましい。
【0198】
本変形例では、送信ビーム毎に用いられる符号系列は、予め定められ、例えば符号系列Ｆ１であるが、第４の実施形態と同様に各ブランチの位相器のパラメータは最適値に設定されていない。従って、本変形例では、図２２に示すセンサ１０Ｃは、送信ビームの符号系列と受信信号との相関値を基に、無線通信装置２０００の各ブランチの位相器における位相のパラメータの最適値を判定する。【0199】
なお、図２３に示すテーブルでは、ブランチＢ１，Ｂ２，Ｂ３（ブランチ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）の各位相器のパラメータは、「１００」，「１１０」，「１２０」が最適値として探索済みであって又は未探索として仮に設定され、ブランチＢ４（ブランチ２０Ｄ）の位相器のパラメータの最適値が未探索である。【0200】
ブランチＢ４の位相器における位相のパラメータの最適値を判定するために、無線通信装置２０００は、送信ビーム毎に送信間隔を変更し、各符号系列のパルス圧縮信号に候補値となる位相のパラメータを設定して送信する。即ち、ブランチＢ４の位相器における位相のパラメータの候補値及び送信間隔は、インデックス１の送信ビームＢＭ１では「１００」及び「Ｌ１」、インデックス２の送信ビームＢＭ２では「１２０」及び「Ｌ２」、インデックス３の送信ビームＢＭ３では「１３０」及び「Ｌ３」、・・・、同様にインデックスＮの送信ビームＢＭＮでは「１８０」及び「ＬＮ」となる。【0201】
（各ブランチの位相器における位相のパラメータの探索方法）本変形例の各ブランチの位相器における位相のパラメータの探索方法を、図２４を参照して説明する。図２４は、第４の実施形態の変形例における無線通信装置２０００及びセンサ１０Ｃの動作を説明するシーケンス図である。図２４の説明では、探索対象となるブランチの数をＮとし、Ｎ番目のブランチの位相器の位相のパラメータが最初の探索対象とする。
【0202】
無線通信装置２０００は、探索対象とならない１番目から（Ｎ−１）番目の各ブランチの位相器における位相の固定値のパラメータと、探索対象となるＮ番目のブランチの位相器における位相の１番目の候補値としてのパラメータと、１番目の送信ビームの送信間隔Ｌ１とを、１番目の送信ビームＢＭＮ１の設定値として設定する（Ｓ４１）。無線通信装置２０００は、設定値に応じた１番目の送信ビームＢＭＮ１をセンサ１０Ｃに送信する（Ｓ４２）。センサ１０Ｃは、相関器ＣＣ１において、１番目の送信ビームＢＭＮ１の受信信号と相関器ＣＣ１が保持する符号系列との相関値を演算する（Ｓ４３）。【0203】
相関器ＣＣ１は、ステップＳ４３において演算された相関値を信号処理部ＳＰＣ１に出力する。信号処理部ＳＰＣ１は、相関器ＣＣ１から出力された相関値と所定の閾値とを比較し、相関値が所定の閾値を超えているか否かを判定する（Ｓ４４）。信号処理部ＳＰＣ１は、比較結果を探索継続判定部１５００Ｃに出力する。【0204】
探索継続判定部１５００Ｃは、相関値が所定の閾値を超えている場合には（Ｓ４４、ＹＥＳ）、信号処理部ＳＰＣ１が判定した送信ビームに対応する位相のパラメータを、探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータとして確定する（Ｓ４５）。【0205】
探索継続判定部１５００Ｃは、相関値が所定の閾値を超えていない場合には（Ｓ４４、ＮＯ）、全ての位相のパラメータ、即ち、１００から２００までを１０ステップ単位で設定した値を用いて位相のパラメータの最適値を探索済みであるか否かを判定する（Ｓ４６−１）。全ての位相のパラメータを用いて探索済みである場合には（Ｓ４６−１、ＹＥＳ）、探索継続判定部１５００Ｃは、最大の相関値に対応する送信ビームに付与された位相のパラメータを、探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータとして確定する（Ｓ４６−２）。この後、ステップＳ４９に続く。【0206】
全ての位相のパラメータを用いて探索済みでない場合（Ｓ４６−１、ＮＯ）、探索継続判定部１５００Ｃは、探索対象となるブランチの位相器における次の位相のパラメータが設定された送信ビームの送信指示を送信する（Ｓ４６−３）。なお、ステップＳ４６−３では、既に位相のパラメータとして「１００」から「１８０」までが１０ステップ単位で設定されている場合には、位相のパラメータとして更に１０ステップ単位で増えて「１９０」が設定され、最大で「２００」が設定される。【0207】
無線通信装置２０００は、探索対象とならない１番目から（Ｎ−１）番目の各ブランチの位相器における位相の固定値のパラメータと、探索対象となるＮ番目のブランチの位相器における位相の２番目の候補値としてのパラメータと、２番目の送信ビームの送信間隔Ｌ２とを、２番目の送信ビームＢＭＮ２の設定値として設定する（Ｓ４７）。無線通信装置２０００は、設定値に応じた２番目の送信ビームＢＭＮ２をセンサ１０Ｃに送信する（Ｓ４８）。センサ１０Ｃは、相関器ＣＣ１において、２番目の送信ビームＢＭＮ２の受信信号と相関器ＣＣ１が保持する符号系列との相関値を演算する（Ｓ４３）。【0208】
このように、無線通信装置２０００は、ステップＳ４４において相関値が所定の閾値を超えると判定されるまで、探索対象となるＮ番目のブランチの位相器における位相のパラメータ及び送信間隔を変更した送信ビームを送信し続ける。【0209】
センサ１０Ｃの探索継続判定部１５００Ｃは、ステップＳ４５において探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータを確定した後、無線通信装置２０００の全てのブランチの位相器における位相のパラメータの探索が終了したか否かを判定する（Ｓ４９）。【0210】
探索継続判定部１５００Ｃは、無線通信装置２０００の全てのブランチの位相器における位相のパラメータの探索が終了したと判定した場合には（Ｓ４９、ＹＥＳ）、探索対象となる最後のブランチの位相器における位相のパラメータを送信部ＴＸに送信させる（Ｓ５０）。これにより、本実施形態の無線通信装置２０００及びセンサ１０Ｃの動作は終了する。【0211】
探索継続判定部１５００Ｃは、無線通信装置２０００の全てのブランチの位相器における位相のパラメータの探索が終了していないと判定した場合には（Ｓ４９、ＮＯ）、未探索の次のブランチの位相器における位相のパラメータの探索指示を送信部ＴＸに送信させる（Ｓ５１）。【0212】
無線通信装置２０００は、センサ１０Ｃから送信された探索指示を基に、探索対象とならない又は既に探索済みの各ブランチの位相器における位相の固定値のパラメータと、次の探索対象となるブランチの位相器における位相の１番目の候補値としてのパラメータと、１番目の送信ビームの送信間隔Ｌ１とを、１番目の送信ビームＢＭｋ１の設定値として設定する（Ｓ５２）。無線通信装置２０００は、設定値に応じた１番目の送信ビームＢＭｋ１をセンサ１０Ｃに送信する（Ｓ５３）。センサ１０Ｃは、相関器ＣＣ１において、１番目の送信ビームＢＭｋ１の受信信号と相関器ＣＣ１が保持する符号系列との相関値を演算する（Ｓ５４）。【0213】
相関器ＣＣ１は、ステップＳ５３において演算された相関値を信号処理部ＳＰＣ１に出力する。信号処理部ＳＰＣ１は、相関器ＣＣ１から出力された相関値と所定の閾値とを比較し、相関値が所定の閾値を超えているか否かを判定する（Ｓ５５）。信号処理部ＳＰＣ１は、比較結果を探索継続判定部１５００Ｃに出力する。【0214】
探索継続判定部１５００Ｃは、相関値が所定の閾値を超えている場合には（Ｓ５５、ＹＥＳ）、信号処理部ＳＰＣ１が判定した送信ビームに対応する位相のパラメータを、探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータとして確定する（Ｓ５６）。【0215】
探索継続判定部１５００Ｃは、相関値が所定の閾値を超えていない場合には（Ｓ５５、ＮＯ）、全ての位相のパラメータ、即ち、１００から２００までを１０ステップ単位で設定した値を用いて位相のパラメータの最適値を探索済みであるか否かを判定する（Ｓ５６−１）。全ての位相のパラメータを用いて探索済みである場合には（Ｓ５６−１、ＹＥＳ）、探索継続判定部１５００Ｃは、最大の相関値に対応する送信ビームに付与された位相のパラメータを、探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータとして確定する（Ｓ５６−２）。この後、ステップＳ４９に続く。【0216】
全ての位相のパラメータを用いて探索済みでない場合（Ｓ５６−１、ＮＯ）、探索継続判定部１５００Ｃは、探索対象となるブランチの位相器における次の位相のパラメータが設定された送信ビームの送信指示を送信する（Ｓ５７）。なお、ステップＳ５７では、既に位相のパラメータとして「１００」から「１８０」までが１０ステップ単位で設定されている場合には、位相のパラメータとして更に１０ステップ単位で増えて「１９０」が設定され、最大で「２００」が設定される。【0217】
無線通信装置２０００は、探索対象とならない又は既に探索済みの各ブランチの位相器における位相の固定値のパラメータと、現在の探索対象となるブランチの位相器における位相の２番目の候補値としてのパラメータと、２番目の送信ビームの送信間隔Ｌ２とを、２番目の送信ビームＢＭＮ２の設定値として設定する（Ｓ５８）。無線通信装置２０００は、設定値に応じた２番目の送信ビームＢＭＮ２をセンサ１０Ｃに送信する（Ｓ５９）。センサ１０Ｃは、相関器ＣＣ１において、２番目の送信ビームＢＭＮ２の受信信号と相関器ＣＣ１が保持する符号系列との相関値を演算する（Ｓ５４）。【0218】
このように、無線通信装置２０００は、ステップＳ５５において相関値が所定の閾値を超えると判定されるまで、探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータ及び送信間隔を変更した送信ビームを送信し続ける。【0219】
本実施形態の無線通信装置２０００は、探索対象となるブランチの位相器におけるＮ通りの位相のパラメータの候補値を基にした送信ビームを、送信間隔を送信ビーム毎に変更して送信する。センサ１０Ｃは、送信ビーム毎の送信間隔にわたって送信された各送信ビームの相関値を基に、探索対象となるブランチの位相器における位相のパラメータの最適値を判定する。【0220】
以上により、本実施形態の無線通信装置２０００は、各ブランチの位相器が付与する位相のパラメータの最適値を探索するための送信ビームを送信できる。更に、本実施形態のセンサ１０Ｃは、無線通信装置の各ブランチの位相器が付与する位相のパラメータの最適値を判定（探索）できる。【0221】
また、本開示に係る無線通信装置は、以下の構成を有する。【0222】
本開示は、複数のアンテナ系統処理部を含む無線通信装置であって、各々の前記アンテナ系統処理部は、
送信信号の符号系列を選択する符号系列選択部と、
前記選択された前記符号系列をパルス圧縮処理するパルス圧縮信号生成部と、
前記選択された前記符号系列に応じて、前記パルス圧縮処理された信号の位相を調整する位相器と、
前記位相が調整された信号を、高周波信号に変換して送信アンテナから送信する送信ＲＦ部と、を備える無線通信装置である。
【0223】
また、本開示は、上述した無線通信装置であって、各々の前記アンテナ系統処理部は、
前記選択された前記符号系列に応じて、前記位相のパラメータを前記位相器に調整させる制御部と、を更に備える無線通信装置である。
【0224】
また、本開示は、上述した無線通信装置であって、前記符号系列選択部は、
同一の符号系列を所定回数連続して選択し、前記選択後に前記符号系列とは異なる同一の符号系列を前記所定回数連続して選択する無線通信装置である。
【0225】
また、本開示は、上述した無線通信装置であって、前記符号系列選択部は、
全ての異なる符号系列を順番に選択し、前記選択後に前記全ての異なる符号系列を繰り返して選択する無線通信装置である。
【0226】
また、本開示は、上述した無線通信装置であって、前記符号系列選択部は、
符号系列毎に選択間隔を異ならせ、同一の符号系列を所定回数連続して選択する無線通信装置である。
【0227】
次に、無線通信装置との間の距離を測距する測距システム、センサ装置、及び無線通信装置に関して説明する。【0228】
距離の測定（測距）が可能な装置としてレーダ装置が知られている。レーダ装置は、電波を放射し、検出対象物により反射された電波、即ち、反射波を受信する。レーダ装置は、レーダ装置自身と検出対象物との間を直線的に往復した電波を受信し、電波を送信した時刻と反射波を受信した時刻との時間差を基に、検出対象物とレーダ装置との間の距離を測距する。【0229】
例えば下記の参考特許文献２では、反射波を用いずに一方向に放射された電波（直接波）の受信を基にして目標物と測定局との距離を測距する、所謂、１ＷＡＹ測距方式の技術が開示されている。参考特許文献２では、測距対象の飛翔物（例えば、航空機、ロケット、ラジオゾンデ）に送信装置を設け、地上の測定局に測距装置を配置する。送信装置は、例えば周期的に、測距用パルスを含む電波を送信する。測距装置は、測距用基準パルスを生成し、送信装置から到来した測距用パルスと測距用基準パルスとの時間差を基に、送信装置と測距装置との間の距離を算出する。【0230】
１ＷＡＹ測距方式では、送信装置と測距装置とが互いに独立に動作しているため、測距開始前に、動作のタイミングを合わせる必要がある。参考特許文献２では、飛翔体の打上げ前に飛翔距離ゼロの地点において測距し、測距用基準パルスと測距装置が受信した受信パルスとの時間差を求め、時間差を予め測距演算部に記憶させておく。【0231】
（参考特許文献２）日本国特開平７−２３４２７２号公報【0232】
＜従来技術における課題＞【0233】
しかし、上述した参考特許文献２に示す１ＷＡＹ測距方式では、測距の開始前に、送信装置（無線通信装置）と、測距装置（センサ装置）との間において信号の送受信の動作タイミングを同期させる必要がある。【0234】
動作タイミングの同期方法として、例えば、無線通信装置とセンサ装置とをケーブルによって有線接続することで、無線通信装置とセンサ装置との動作タイミングを同期させることが考えられる。しかし、動作タイミングの同期の作業が煩雑となり、簡易に同期させることが困難となる。【0235】
又は、無線通信装置とセンサ装置とを有線接続せずに無線通信することで、無線通信装置とセンサ装置との動作タイミングを同期させることも考えられる。しかし、無線通信では、無線通信装置とセンサ装置との距離が一定でないため、動作タイミングの同期の処理が煩雑となり、簡易に同期させることが困難となる。【0236】
本開示は、上述した従来技術における課題を解決するために、無線通信装置からの信号の送信タイミングをセンサ装置に事前に知らせることなく、無線通信装置とセンサ装置との距離を簡易に測距する測距システム、センサ装置及び無線通信装置を提供することを目的とする。【0237】
＜課題を解決するための手段＞本開示は、無線信号を送信する無線通信装置と、前記送信された無線信号に基づいて前記無線通信装置との距離を測距するセンサ装置とを含む測距システムであって、前記無線通信装置は、前記無線通信装置の動作モードを、前記無線信号を送受信する端末通常モード、又は測距用パルス信号を周期的に送信する連続送信モードに切り替える端末制御部を備え、前記センサ装置は、前記センサ装置の動作モードを、無線信号を送受信するセンサ通常モード、又は前記無線通信装置から送信された無線信号を基に、前記無線信号の送信タイミングと受信タイミングとの時間差パラメータを推定する最短距離推定モードに切り替えるセンサ制御部を備え、前記端末側モード制御部は、前記無線通信装置が第１の閾値以上の信号電力の無線信号を受信した場合に、前記無線通信装置の動作モードを前記端末通常モードから前記連続送信モードに切り替え、前記センサ側モード制御部は、前記センサ装置が第２の閾値以上の信号電力の無線信号を受信した場合に、前記センサ装置の動作モードを前記センサ通常モードから前記最短距離推定モードに切り替える。
【0238】
また、本開示は、無線信号を送信する無線通信装置であって、相関検出に適した既知の符号系列を用いたパルス圧縮信号を周期的に生成するパルス圧縮信号生成部と、前記無線通信装置の動作モードを、前記無線信号を送受信する端末通常モード、又は、前記パルス圧縮信号を測距用パルス信号として送信する連続送信モードに切り替える端末制御部と、を備え、前記端末制御部は、第１の閾値以上の信号電力の無線信号を受信した場合には、前記無線通信装置の動作モードを、前記端末通常モードから前記連続送信モードに切り替える。【0239】
また、本開示は、無線通信装置から送信された無線信号を受信した受信タイミングを基に、前記無線通信装置との距離を測距するセンサ装置であって、前記無線通信装置から送信された前記無線信号を受信するセンサ受信部と、前記センサ装置の動作モードを、前記無線信号を受信するセンサ通常モード、又は、前記無線通信装置から送信された前記無線信号を基に、前記無線信号の送信タイミングと受信タイミングの時間差パラメータを推定する最短距離推定モードに切り替えるセンサ制御部と、を備え、前記センサ側モード制御部は、前記センサ側受信部が第２の閾値以上の信号電力の無線信号を受信した場合には、前記センサ装置の動作モードを、前記センサ通常モードから前記最短距離推定モードに切り替える。【0240】
＜発明の効果＞本開示によれば、無線通信装置からの信号の送信タイミングをセンサ装置に事前に知らせることなく、無線通信装置とセンサ装置との距離を簡易に測距できる。
【0241】
＜第５の実施形態＞以下、測距システム、センサ装置及び無線通信装置の第５の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態の測距システムは、センサ装置及び無線通信装置を用いて構成され、センサ装置において無線通信装置とセンサ装置との間の距離を測距する。本実施形態の測距システムを用いた測距技術は、日常生活において幅広く利用可能である。
【0242】
例えば、博物館の館内では、センサ装置は、入り口のゲートに設置されることで、無線通信装置を所持する入館者がゲートをくぐることで、無線通信装置との同期を確立でき、また、展示物毎に設置されることで、同期した無線通信装置（例えば、携帯電話機）を所持する入館者が展示物に近接したことを検出し、展示物に近接した人に対して特別なサービス（例えば、展示物に関連するコンテンツの送信）を無線通信装置に提供する。【0243】
また、例えば、センサ装置は、鉄道の駅構内の立ち入り禁止エリアに設置され、無線通信装置（例えば、携帯電話機）を所持する人が立ち入り禁止エリアに近接したことを検出し、立ち入り禁止エリアに近接した人に対して警告音を無線通信装置から出力させる。【0244】
また、センサ装置は、駅の改札に設置されることで、無線通信装置を所有する乗客が、改札を通過することで、同期を確立できる。このため、無線通信装置の同期確立の処理と無線通信装置を切符又は定期券として利用する処理とを、乗客が改札を通過する間に完了できる。【0245】
＜測距システムの構成＞＜測距システム全体の概要＞
本実施形態の測距システム１０００は、例えば図３５に示す無線通信装置（端末）１００及びセンサ装置２００を含む。図３５は、測距システムの初期状態を概念的に示す模式図である。
【0246】
無線通信装置１００は、無線信号の送受信が可能な携帯型無線機（例えば携帯電話機）である。例えば、無線通信装置１００は、ＷｉＧｉｇ（Wireless Gigabit）規格に従った無線信号を送受信可能な無線端末である。【0247】
センサ装置２００は、無線通信装置１００とセンサ装置２００自身との間の距離を、無線信号を用いて測距する。即ち、センサ装置２００は、無線通信装置１００が無線信号を送信してから、センサ装置２００が無線信号を受信するまでの時間差を基に、無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の距離を測距する。但し、無線通信装置１００及びセンサ装置２００は互いに独立して動作しているので、センサ装置２００が無線通信装置１００からの無線信号を受信するまでの時間差を検出する前に、無線通信装置１００及びセンサ装置２００の動作タイミングを合わせる必要がある。【0248】
＜無線通信装置１００の構成＞図２５は、無線通信装置１００の構成例を示すブロック図である。図２５に示す無線通信装置１００は、アンテナ１１０、高周波部１２０、変調部１３０、復調部１４０、パルス圧縮検出部１５０、パルス圧縮生成部１６０、端末制御部としての無線機制御部１７０、タイマ１８０及び受信電力計算部１９０を含む。
【0249】
無線通信装置１００は、無線信号を送受信する。即ち、無線通信装置１００が送信するデータは、無線機制御部１７０から変調部１３０に入力されて変調部１３０において変調された後、変調部１３０と高周波部１２０との間に設けられるＤＡＣ（不図示、Digital Analog Converter）によりアナログ信号に変換される。アナログ信号に変換されたデータは、高周波部１２０に入力され、高周波部１２０において高周波信号に変換されて増幅された後、アンテナ１１０から電波として送信される。高周波信号の周波数帯域としては、例えば６０ＧＨｚ帯であり、センサ装置２００において用いられる周波数帯域も同様である。【0250】
更に、不図示の他の無線局から送信された電波は、アンテナ１１０において受信され、受信信号として高周波部１２０に入力される。高周波部１２０に入力された高周波の受信信号は、高周波部１２０において増幅されてベースバンド信号に変換された後、高周波部１２０と復調部１４０との間に設けられるＡＤＣ（不図示、Analog Digital Converter）によりデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された受信信号は、復調部１４０に入力されて復調され、受信データとして無線機制御部１７０に入力される。【0251】
パルス圧縮検出部１５０及びパルス圧縮生成部１６０は、センサ装置２００が無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の距離を測距するために設けられる。パルス圧縮検出部１５０は、センサ装置２００から送信された測距用パルス信号（パルス圧縮信号）を検出する。パルス圧縮生成部１６０は、無線通信装置１００が送信可能な測距用パルス信号を生成する。【0252】
パルス圧縮検出部１５０が検出する測距用パルス信号及びパルス圧縮生成部１６０が生成する測距用パルス信号は、次のような信号である。即ち、測距用パルス信号は、一定の周期によって周期的に繰り返し現れるパルス状の信号であり、相関検出に適した信号である。測距用パルス信号は、無線通信装置１００及びセンサ装置２００において予め定められた既知の符号系列を用いて変調された信号である。符号系列の具体例として、例えば、ゴレイ（Ｇｏｌａｙ）符号が用いられるが、ゴレイ符号に限定されない。【0253】
センサ装置２００が送信する測距用パルス信号と、無線通信装置１００のパルス圧縮生成部１６０が生成する測距用パルス信号とは互いに異なる符号系列が用いられている。従って、無線通信装置１００又はセンサ装置２００は、測距用パルス信号の符号系列を判定することで、複数種類の測距用パルス信号を区別できる。パルス圧縮検出部１５０は、測距用パルス信号の符号系列を検出するための相関器を含む。【0254】
無線機制御部１７０は、無線通信装置１００の動作を総括的に制御する。例えば、無線機制御部１７０は、センサ装置２００との通信状態に応じて、予め定められた複数の動作モードを切り替える。動作モードの切り替えの詳細については後述する。【0255】
タイマ１８０は、時間測定に用いられる。受信電力計算部１９０は、高周波部１２０の出力信号を監視し、アンテナ１１０が受信した他局（例えば、センサ装置２００）からの電波の信号電力の大きさを計算する。【0256】
＜センサ装置２００の構成＞図２６は、センサ装置２００の構成例を示すブロック図である。図２６に示すセンサ装置２００は、センサ受信部としてのアンテナ２１０、高周波部２２０、パルス圧縮生成部２３０、相関検出部としての相関信号処理部２４０、最短距離推定部２５０、受信電力計算部２６０、センサ制御部２７０及びタイマ２８０を含む。
【0257】
パルス圧縮生成部２３０は、上述した測距用パルス信号（パルス圧縮信号）を生成する。パルス圧縮生成部２３０が生成した測距用パルス信号は、パルス圧縮生成部２３０と高周波部２２０との間に設けられたＤＡＣ（不図示）によりアナログ信号に変換される。アナログ信号に変換されたデータは、高周波部２２０に入力され、高周波部２２０において高周波信号に変換されて増幅された後、アンテナ２１０から電波として送信される。【0258】
一方、他局（例えば、無線通信装置１００）から送信された電波は、アンテナ２１０において受信され、受信信号として高周波部２２０に入力される。高周波部２２０に入力された高周波の受信信号は、高周波部２２０において増幅されてベースバンド信号に変換される。【0259】
相関信号処理部２４０は、相関器を含み、相関器からの出力として、予め定められた符号系列と一致する符号系列を含む信号を受信したタイミングにおいてピーク相関値を得る。従って、センサ装置２００は、予め定められた符号系列を基に生成された測距用パルス信号を受信した場合には、相関信号処理部２４０からの出力（ピーク相関値）を基に、測距用パルス信号の受信タイミングを検出できる。また、相関信号処理部２４０は、ピーク相関値の検出により、無線通信装置１００から送信された測距用パルス信号のパルス幅と比べてパルス幅が圧縮された信号を検出できる。即ち、相関信号処理部２４０は、パルス圧縮技術を用いているので、各々の測距用パルス信号を受信したタイミングを高精度に検出できる。【0260】
最短距離推定部２５０は、無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の距離の最短状態を推定し、推定結果に基づいて測距タイミングを調整する。最短距離推定部２５０は、測距のために、無線通信装置１００が測距用パルス信号を送信したタイミングと、センサ装置２００が無線通信装置１００からの測距用パルス信号を受信したタイミングとの時間差を測定する。【0261】
しかし、センサ装置２００の動作タイミングと無線通信装置１００の動作タイミングと同期していないため、センサ装置２００は、初期状態（図３５参照）では、無線通信装置１００及びセンサ装置２００の各動作タイミングの時間差を把握することが困難である。最短距離推定部２５０は、無線通信装置１００及びセンサ装置２００の各動作タイミングの時間差を把握するために推定処理する。具体的な動作については後述する。【0262】
受信電力計算部２６０は、高周波部２２０の出力信号を監視し、アンテナ２１０が受信した他局（例えば、無線通信装置１００）からの電波の信号電力の大きさを計算する。【0263】
センサ制御部２７０は、センサ装置２００の動作を総括的に制御する。例えば、センサ制御部２７０は、無線通信装置１００との通信状態に応じて、予め定められた複数の動作モードを切り替える。動作モードの切り替えについては後述する。タイマ２８０は、時間の測定に用いる。【0264】
＜測距方法＞＜測距用パルス信号の送受信タイミング＞
図２７は、無線通信装置１００から無線信号として送信される測距用パルス信号の送受信タイミングの具体例（１）を示すタイムチャートである。
【0265】
図２７に示す測距用パルス信号ＳＧ１は、無線通信装置１００が送信した無線信号を表す。図２７に示す測距用パルス信号ＳＧ２は、センサ装置２００が実際に受信した測距用パルス信号ＳＧ１を表す。即ち、無線通信装置１００が測距用パルス信号ＳＧ１を送信してから測距用パルス信号ＳＧ１がセンサ装置２００に到達するまでには、無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の距離に応じた時間遅延が生じるため、測距用パルス信号ＳＧ１，ＳＧ２の間に時間差が生じる。また、無線通信装置１００とセンサ装置２００との通信の初期状態では、無線通信装置１００の動作タイミングとセンサ装置２００の動作タイミングとが同期しているわけではない。【0266】
図２７では、測距用パルス信号ＳＧ１は、一定の時間周期Ｔａにて測距用パルス信号ＳＧ１（１），ＳＧ１（２），ＳＧ１（３），…が繰り返し無線通信装置１００から送信されている。測距用パルス信号ＳＧ２（１）は、測距用パルス信号ＳＧ１（１）に対応し、即ち、測距用パルス信号ＳＧ１がセンサ装置２００において受信された信号である。同様に、測距用パルス信号ＳＧ２（２），ＳＧ２（３），ＳＧ２（４），…は、それぞれ測距用パルス信号ＳＧ１（２），ＳＧ１（３），ＳＧ１（４），…に対応し、即ち、測距用パルス信号ＳＧ２（１）、ＳＧ２（２），ＳＧ２（３），ＳＧ２（４），…がセンサ装置２００において受信された信号である。【0267】
従って、時刻ｔ１１において無線通信装置１００から送信された１番目の測距用パルス信号ＳＧ１（１）は、測距用パルス信号ＳＧ２（１）として時刻ｔ１２においてセンサ装置２００により受信される。同様に、時刻ｔ２１において無線通信装置１００から送信された２番目の測距用パルス信号ＳＧ１（２）は、測距用パルス信号ＳＧ２（２）として時刻ｔ２２においてセンサ装置２００により受信される。時刻ｔ３１において無線通信装置１００から送信された３番目の測距用パルス信号ＳＧ１（３）は、測距用パルス信号ＳＧ２（３）として時刻ｔ３２においてセンサ装置２００により受信される。【0268】
図２７では、２番目に送信された測距用パルス信号ＳＧ１（２）と２番目に受信された測距用パルス信号ＳＧ２（２）との時間差は、Ｘ（１）として示されている。３番目に送信された測距用パルス信号ＳＧ１（３）と３番目に受信された測距用パルス信号ＳＧ２（３）との時間差は、Ｘ（２）として示されている。４番目に送信された測距用パルス信号ＳＧ１（４）と４番目に受信された測距用パルス信号ＳＧ２（４）との時間差は、Ｘ（３）として示されている。【0269】
センサ装置２００が１番目に受信した測距用パルス信号ＳＧ２（１）と２番目に受信した測距用パルス信号ＳＧ２（２）との時間間隔は、Ｔｂ（１）として示されている。センサ装置２００が２番目に受信した測距用パルス信号ＳＧ２（２）と３番目に受信した測距用パルス信号ＳＧ２（３）との時間間隔は、Ｔｂ（２）として示されている。センサ装置２００が３番目に受信した測距用パルス信号ＳＧ２（３）と４番目に受信した測距用パルス信号ＳＧ２（４）との時間間隔は、Ｔｂ（３）として示されている。【0270】
無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の距離が変化する場合、図２７に示す時間差Ｘ（１），Ｘ（２），Ｘ（３），…が変動する。更に、センサ装置２００が受信した測距用パルス信号の時間間隔Ｔｂ（１），Ｔｂ（２），Ｔｂ（３），…も変動する。【0271】
また、図２７では、ある時刻Ｋを基準とする場合、時刻Ｋから時間Ｙｏを経過した後に１番目の測距用パルス信号ＳＧ１（１）が無線通信装置１００から送信され、時刻Ｋから時間Ｚｏを経過した後に１番目の測距用パルス信号ＳＧ２（１）がセンサ装置２００において受信される。【0272】
＜センサ装置２００の動作：時間間隔Ｔｂ（ｎ）の計測＞センサ制御部２７０は、相関信号処理部２４０の出力を監視することで、測距用パルス信号ＳＧ２の受信タイミングを測距用パルス信号毎に把握し、基準時刻Ｋ以降に受信した測距用パルス信号の時間間隔Ｔｂ（１），Ｔｂ（２），Ｔｂ（３），…を計測し、不図示のメモリに全て記憶する。
【0273】
従って、例えば基準時刻Ｋ以降に、センサ装置２００は、無線通信装置１００から送信された１番目からｎ番目までの測距用パルス信号を受信した場合、時間間隔Ｔｂ（１）からＴｂ（ｎ−１）の合計（ｎ−１）個のデータを得る。センサ装置２００は、合計（ｎ−１）個のデータを用いて、センサ装置２００の動作タイミングを無線通信装置１００の動作タイミングに同期させる。【0274】
＜Ｐ値の説明＞図２７では、基準時刻Ｋ以降に、無線通信装置１００がｎ番目の測距用パルス信号ＳＧ１（ｎ）を送信した時刻ｔｎ１は、数式（４）により示される。センサ装置２００がｎ番目の測距用パルス信号ＳＧ２（ｎ）を受信する時刻ｔｎ２は、数式（５）により示される。数式（５）において、Ｔｂ（０）＝０とする。
【0275】
【数4】
【0276】
【数5】
【0277】
従って、センサ装置２００がｎ番目の測距用パルス信号ＳＧ２（ｎ）を受信する時刻ｔｎ２における時刻ｔｎ１との時間差Ｘ（ｎ−１）は、数式（６）により示される。【0278】
【数6】
【0279】
数式（６）における周期Ｔａは一定であり、センサ装置２００において既知情報である。また、センサ装置２００は、受信した測距パルス信号の数をカウントすることで、最後に受信した測距用パルス信号の番号ｎも把握できる。また、センサ装置２００は、１番目から（ｎ−１）番目までの測距用パルス信号に対し、（ｋ−１）番目の各時間間隔Ｔｂ（ｋ）の値も把握できる。【0280】
数式（６）における時間Ｚｏ，Ｙｏは未知数である。しかし、センサ装置２００は時間差Ｘ（ｎ−１）の相対値を把握できれば良く、時間Ｚｏ，Ｙｏを個別に把握しなくて良い。ここで、便宜上、無線通信装置１００とセンサ装置２００とが最短近接の状態、即ち、Ｚｏ−Ｙｏ＝０とした場合に、センサ装置２００は、時間差Ｘ（ｎ−１）に相当するＰ値を求める。即ち、センサ装置２００が（ｎ−１）番目の測距用パルス信号を受信した場合のＰ値、即ち、Ｐ（ｎ−１）は、数式（７）により示される。【0281】
【数7】
【0282】
無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の距離が変化しない場合には、数式（７）により表されるＰ値も一定値になる。また、無線通信装置１００がセンサ装置２００に近づいていく場合にはＰ値は減少し、無線通信装置１００がセンサ装置２００から遠ざかる場合にはＰ値は増大する。【0283】
図２８は、Ｐ値の変化の具体例（１）を示すグラフである。即ち、無線通信装置１００がセンサ装置２００に近づき、その後に離れた場合に、図２８に示すＰ値の変化特性曲線が観測される。図２８に示す変化特性曲線の極値としてのＰ値の最小値は、無線通信装置１００がセンサ装置２００に最も接近した状態、即ち、無線通信装置１００とセンサ装置２００とが最短距離の状態であることを意味する。【0284】
最短距離推定部２５０は、数式（７）により示されるＰ値を計算し、図２８に示す変化特性曲線の極値を把握することで、無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の最短距離を推定する。但し、Ｐ値の変化特性曲線が図２８に示す極値が一つの変化特性曲線ではなく複数の極値が現れる変化特性曲線である場合には、変化特性曲線のいずれかの極値を最短距離の状態として誤判定する可能性もある。【0285】
最短距離推定部２５０は、最短距離の推定において、センサ装置２００が受信した測距用パルス信号の信号電力が所定の閾値を超えているかどうかを、条件として考慮することで、変化特性曲線の極値の誤判定を防ぐ。【0286】
＜時間差の把握＞上述の方法によりセンサ装置２００が検出できる時間は、無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の距離を最短近接状態にした場合の時間である。現実的な状況として、本実施形態では、センサ装置２００は、無線通信装置１００がセンサ装置２００に接触若しくは近接する場合に、図２８に示すＰ値の変化特性曲線を観測する。
【0287】
無線通信装置１００がセンサ装置２００に接触する場合の無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の接触を期待する位置状態における距離Ｌ（例えば１０ｃｍ）は既知として扱う。即ち、ｍ番目のＰ値Ｐ（ｍ）が最短距離であった場合には、数式（８）が成立する。数式（８）において、Ｃは光速である。【0288】
【数8】
【0289】
数式（８）により、未知数であったＺｏ，Ｙｏは未だ分からないが、相対値としての差の値（Ｚｏ−Ｙｏ）が判明する。従って、数式（６）に基づき、１番目から（ｎ−１）番目のうち、ｊ番目に受信された測距用パルス信号について、時間差Ｘ（ｊ）が数式（９）により特定できる。数式（９）において、Ｔｂ（ｋ）は観測値のデータとして取得でき、（Ｚｏ−Ｙｏ）は数式（８）から算出され、周期Ｔａは既知である。【0290】
【数9】
【0291】
センサ装置２００は、時間差Ｘ（ｊ）及び光速Ｃにより、無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の距離を算出できる。また、時間差Ｘ（ｊ）が分かることで、センサ装置２００は、無線通信装置１００の送信時刻ｔ２１、ｔ３１、ｔ４１、・・・が分かるため、無線通信装置１００と同期を確立することが出来る。【0293】
図２７と同様に、図２９に示す測距用パルス信号ＳＧ１は無線通信装置１００が送信する無線信号である。図２９に示す測距用パルス信号ＳＧ２は、センサ装置２００が実際に受信した測距用パルス信号ＳＧ１を表す。【0294】
図２９では、測距用パルス信号ＳＧ１は、一定の時間周期Ｔａにて測距用パルス信号ＳＧ１（１），ＳＧ１（２），ＳＧ１（３），…が繰り返し無線通信装置１００から送信されている。測距用パルス信号ＳＧ２（１）は、測距用パルス信号ＳＧ１（１）に対応し、即ち、測距用パルス信号ＳＧ１がセンサ装置２００において受信された受信信号である。同様に、測距用パルス信号ＳＧ２（２），ＳＧ２（３），ＳＧ２（４），…は、それぞれ測距用パルス信号ＳＧ１（２），ＳＧ１（３），ＳＧ１（４），…に対応し、即ち、測距用パルス信号ＳＧ２（１），ＳＧ２（２），ＳＧ２（３），ＳＧ２（４），…がセンサ装置２００において受信された信号である。【0295】
図２９では、無線通信装置１００が送信した１番目の測距用パルス信号ＳＧ１（１）とセンサ装置２００が受信した測距用パルス信号ＳＧ２（１）との時間差は、Ｘ（１）として示される。無線通信装置１００が送信した２番目の測距用パルス信号ＳＧ１（２）とセンサ装置２００が受信した測距用パルス信号ＳＧ２（２）との時間差は、Ｘ（２）として示される。無線通信装置１００が送信した３番目の測距用パルス信号ＳＧ１（３）とセンサ装置２００が受信した測距用パルス信号ＳＧ２（３）との時間差は、Ｘ（３）として示される。【0296】
また、センサ装置２００が受信した１番目の測距用パルス信号ＳＧ２（１）の受信時刻と１番目の基準時刻Ｋ（１）との時間差は、Ｔｃ（１）として示される。センサ装置２００が受信した２番目の測距用パルス信号ＳＧ２（２）の受信時刻と２番目の基準時刻Ｋ（２）との時間差は、Ｔｃ（２）として示される。センサ装置２００が受信した３番目の測距用パルス信号ＳＧ２（３）と３番目の基準時刻Ｋ（３）との時間差は、Ｔｃ（３）として示される。【0297】
図２９では、ある時刻Ｋを基準とする場合、時刻Ｋから時間Ｙｏが経過した後に無線通信装置１００は１番目の測距用パルス信号ＳＧ１（１）を送信し、時刻Ｋから時間Ｚｏが経過し、更に、時間差Ｔｃ（１）が経過した後にセンサ装置２００は１番目の測距用パルス信号ＳＧ２（１）を受信する。【0298】
なお、時間Ｚｏ、時刻Ｙｏが未知のため、センサ装置２００は、基準時刻Ｋから時間Ｚｏを経過した後の時刻を１番目の基準時刻Ｋ（１）として設定する。また、無線通信装置１００から送信される測距用パルス信号の送信周期Ｔａが、既知であり、一定であるため、センサ装置２００は、１番目の基準時刻Ｋ（１）から周期Ｔａと同じ時間を経過した後の時刻を、２番目の基準時刻Ｋ（２）として設定する。
同様に、センサ装置２００は、２番目の基準時刻Ｋ（２）から周期Ｔａと同じ時間を経過した後の時刻を、３番目の基準時刻Ｋ（３）として設定し、３番目の基準時刻Ｋ（３）から周期Ｔａと同じ時間を経過した後の時刻を、４番目の基準時刻Ｋ（４）として設定する。
【0299】
変形例１では、センサ装置２００は、各基準時刻Ｋ（１），Ｋ（２），Ｋ（３），…を設定し、ｎ番目の測距用パルス信号ＳＧ２（ｎ）の受信タイミングを、ｎ番目の基準時刻Ｋ（ｎ）からｎ番目に測距用パルス信号ＳＧ２（ｎ）を受信するまでの時間差Ｔｃ（ｎ）として順次に計測して記憶する。なお、時間差Ｔｃ（ｎ）については負の値でも良い。【0300】
従って、図２９に示すｎ番目の時間差Ｘ（ｎ）は数式（１０）により示される。【0301】
【数10】
【0303】
図２７に示す時間間隔Ｔｂ（ｎ）を計測する場合には、基準時刻Ｋからの時間を合計するための数値計算を行うため、測距用パルス信号の受信時刻が基準時刻から長くなると、計算過程において大きな数値を扱う必要があり、センサ装置２００の回路規模が大きくなってしまう。しかし、本変形例の時間差Ｔｃ（ｎ）を計測する場合には、ｎ番目の基準時刻Ｋ（ｎ）からの差分情報を加算すればよいため、扱う数値が増大を抑制でき、センサ装置２００の回路規模を削減できる。【0304】
＜システムの動作＞図２５に示す無線通信装置１００は、測距システム１０００において距離を測定するための測距用パルス信号を送信する以外にも、通常に他の受信装置（不図示）との間において通信する。また、図２６に示すセンサ装置２００の動作タイミングは、測距システム１０００の初期状態では図２５に示す無線通信装置１００の動作タイミングと同期していない。
【0305】
＜測距システム１０００の動作シーケンス＞図３１は、第５の実施形態の測距システム１０００の動作の概要を示すシーケンス図である。図３５は、測距システム１０００の初期状態を概念的に示す模式図である。図３６は、測距システム１０００のセンシング状態を概念的に示す模式図である。図３７は、測距システム１０００の計測状態を概念的に示す模式図である。
【0306】
通常の通信状態（通常モード）から測距状態（測距モード）に移行する場合には、測距システム１０００の無線通信装置１００及びセンサ装置２００は、それぞれの動作モードを順次に切り替える。即ち、図３１では、無線通信装置１００及びセンサ装置２００の各状態が「ステート１」から「ステート４」まで変化する。【0307】
「ステート１」は、例えば図３５では、無線通信装置１００とセンサ装置２００との距離が十分に離れている初期状態である。「ステート１」では、無線通信装置１００及びセンサ装置２００は、それぞれ通常モードとして動作している。【0308】
即ち、無線通信装置１００は、所定の無線規格に適合したパケットを無線信号として送受信している。センサ装置２００は、所定の測距用パルス信号ＳＧ０を送信し、更に、所定の測距用パルス信号ＳＧ１の受信の有無を監視している。【0309】
無線通信装置１００がセンサ装置２００に近づくことで、図３６に示すセンシング状態への移行が始まり、無線通信装置１００及びセンサ装置２００は互いの無線信号を検出する。実際には、無線通信装置１００がセンサ装置２００に近づき、一時的に接触した後、無線通信装置１００はセンサ装置２００から遠ざかる。【0310】
無線通信装置１００は、受信した無線信号が所定の測距用パルス信号ＳＧ０か否か、及び、受信信号の受信電力が特定の閾値を超えているか否かを判定する。無線通信装置１００は、判定結果を基に、無線通信装置１００の動作モードを、通常モードから連続送信モードに切り替える。これにより、図３５に示す初期状態に対応する「ステート１」から、図３６に示すセンシング状態に対応する「ステート２」に移行する。【0311】
「ステート２」に移行すると、無線通信装置１００は、連続送信モードとして動作する。即ち、無線通信装置１００は、通常の通信状態を一時的に停止し、測距用パルス信号（ＳＧ１）を連続的に送信する。つまり、無線通信装置１００は、図２７又は図２９では、一定の周期Ｔａにて測距用パルス信号（ＳＧ１）を繰り返し送信する。【0312】
「ステート２」では、センサ装置２００は、通常モードを継続し、無線通信装置１００が送信した測距用パルス信号ＳＧ１を、測距用パルス信号ＳＧ２として受信する。即ち、図３６に示すセンシング状態では、無線通信装置１００はセンサ装置２００が送信した測距用パルス信号ＳＧ０を検出し、センサ装置２００は無線通信装置１００が送信した測距用パルス信号ＳＧ１を検出する。【0313】
「ステート２」では、センサ装置２００は、受信した測距用パルス信号ＳＧ２の信号電力が十分に大きく、所定の閾値を超えているか否かを判定する。閾値を超えている場合に、センサ装置２００は、センサ装置２００の動作モードを、通常モードから最短距離推定モードに切り替える。これにより、図３６に示すセンシング状態に対応する「ステート２」が、図３７に示す計測状態に対応する「ステート３」に移行する。【0314】
なお、「ステート２」では、センサ装置２００は、センサ装置２００自身が送信した測距用パルス信号ＳＧ０と、無線通信装置１００が送信した測距用パルス信号ＳＧ１との両方を受信している。測距用パルス信号ＳＧ０，ＳＧ１を受信する場合に、センサ装置２００は、測距用パルス信号ＳＧ１が測距用パルス信号ＳＧ０よりも大きい信号電力として、受信する。【0315】
従って、センサ装置２００は、信号電力の大きさの違いを基に、２つの測距用パルス信号ＳＧ０，ＳＧ１を区別できる。また、センサ装置２００は、測距用パルス信号ＳＧ１に対応する符号系列と測距用パルス信号ＳＧ０に対応する符号系列とが異なる場合には、符号系列を識別することで、２つの測距用パルス信号ＳＧ０，ＳＧ１を区別できる。【0316】
「ステート３」では、無線通信装置１００は連続送信モードの動作を継続し、センサ装置２００は最短距離推定モードとして動作する。最短距離推定モードでは、図３７に示す計測状態では、センサ装置２００は、センサ装置２００自身からの測距用パルス信号ＳＧ０の送信を停止し、無線通信装置１００からの測距用パルス信号ＳＧ１の受信を継続する。センサ装置２００の最短距離推定部２５０は、上述した最短距離推定方法に従って、無線通信装置１００とセンサ装置２００との最短距離を推定し、更に、センサ装置２００のセンサ制御部２７０は受信した測距用パルス信号の信号電力の大きさと所定の閾値とを比較する。センサ装置２００は、受信した測距用パルス信号の信号電力が閾値を超えたと判定し、判定後に最短距離推定に成功すると、図３７に示す計測状態に対応する「ステート４」へ移行する。【0317】
「ステート４」では、無線通信装置１００は連続送信モードの動作を継続し、センサ装置２００は測距モードとして動作する。測距モードでは、センサ装置２００は、図３７に示す計測状態では、無線通信装置１００からの測距用パルス信号ＳＧ１の受信を継続する。センサ装置２００は、「ステート３」において最短距離推定に成功し、無線通信装置１００の送信タイミングを既に把握しているので、測距用パルス信号ＳＧ１，ＳＧ２の時間差Ｘ（ｎ−１）を検出し、検出された時間差Ｘ（ｎ−１）を基に、無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の距離を算出する。【0318】
また、無線通信装置１００は、「ステート１」から「ステート２」に移行した連続送信モードの開始時から事前に決められた一定の時間が経過した後に、通常モード、即ち、「ステート１」に対応する動作モードに移行する。同様にセンサ装置２００は、「ステート３」から「ステート４」に移行した測距モードの開始時から事前に決められた一定の時間が経過した後に、通常モード、即ち、「ステート１」に対応する動作モードに移行する。【0320】
無線通信装置１００の電源が投入されると、無線機制御部１７０は、無線通信装置１００の動作を初期化し（Ｓ１１）、動作モードとして通常モードを選択する。通常モードでは、無線通信装置１００は、無線信号を送受信する（Ｓ１２）。【0321】
また、無線機制御部１７０は、通常モードにおいて無線信号を受信した場合（Ｓ１３）には、無線信号がセンサ装置２００から送信された測距用パルス信号ＳＧ０であるか否かを判定する（Ｓ１４）。例えば、無線機制御部１７０は、受信した無線信号に含まれる符号系列が予め定められた符号系列と一致するか否かをパルス圧縮検出部１５０が判断することで、測距用パルス信号ＳＧ０とそれ以外の無線信号とを区別できる。【0322】
無線通信装置１００が測距用パルス信号ＳＧ０を受信した場合には（Ｓ１４、ＹＥＳ）、受信電力計算部１９０は、測距用パルス信号ＳＧ０の信号電力の大きさＰｘを算出し（Ｓ１５）、信号電力の大きさＰｘと予め定めた閾値Ｐｔｈ１とを比較する（Ｓ１６）。なお、無線機制御部１７０がステップＳ１６の比較を行っても良い。【0323】
「Ｐｘ＞Ｐｔｈ１」の条件を満たす場合（Ｓ１６、ＹＥＳ）、つまり無線通信装置１００がセンサ装置２００にある程度近づいた場合には、無線通信装置１００の無線機制御部１７０は、動作モードを通常モードから連続送信モードへ移行する（Ｓ１７）。従って、図３６に示すセンシング状態に移行する。【0324】
無線機制御部１７０は、動作モードを連続送信モードへ移行すると、連続送信時間Ｔ１０を計測するタイマ１８０をスタートさせる（Ｓ１８）。無線機制御部１７０は、パルス圧縮生成部１６０を制御して、測距用パルス信号ＳＧ１の送信を開始させる（Ｓ１９）。【0325】
また、タイマ１８０の出力に応じた連続送信時間Ｔ１０が予め定めた時間を超過すると（Ｓ２０、ＹＥＳ）、タイムオーバになり（Ｓ２０）、無線通信装置１００の動作モードは通常モードへ移行する（Ｓ２１）。【0327】
センサ装置２００の電源が投入されると、センサ制御部２７０は、センサ装置２００の動作を初期化し（Ｓ３１）、動作モードとして通常モードを選択する。通常モードでは、センサ装置２００は、パルス圧縮生成部２３０が生成した測距用パルス信号ＳＧ０を一定の周期において連続的に送信する（Ｓ３２）。【0328】
また、センサ装置２００は、通常モードでは、他局から送信された無線信号を受信する（Ｓ３３）。他局からの無線信号を受信した場合には（Ｓ３３、ＹＥＳ）、センサ制御部２７０は、無線信号が予め定められた測距用パルス信号ＳＧ１であるか否かを判定する（Ｓ３４）。例えば、センサ制御部２７０は、受信した無線信号に含まれる符号系列が予め定められた符号系列と一致するか否かを判断することで、測距用パルス信号ＳＧ１とそれ以外の無線信号とを区別できる。【0329】
センサ装置２００が測距用パルス信号ＳＧ１を受信した場合には（Ｓ３４、ＹＥＳ）、受信電力計算部２６０は、測距用パルス信号ＳＧ１の信号電力の大きさＰｙを算出し（Ｓ３５）、算出した測距用パルス信号ＳＧ１の信号電力の大きさＰｙと予め定められた閾値Ｐｔｈ２とを比較する（Ｓ３６）。なお、センサ制御部２７０がステップＳ３６の比較を行っても良い。【0330】
無線通信装置１００がセンサ装置２００にある程度近い（例えば距離が５０ｃｍ以内）位置にある場合には、測距用パルス信号の信号電力の大きさＰｙが大きくなるため、「Ｐｙ＞Ｐｔｈ２」の条件が成立し、センサ制御部２７０は、動作モードを通常モードから最短距離推定モードへ移行する（Ｓ３７）。最短距離推定モードでは、センサ装置２００の最短距離推定部２５０は、上述した最短距離推定方法に従って、無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の最短距離を推定する。【0331】
最短距離推定モードへ移行した後、センサ制御部２７０は、測距用パルス信号ＳＧ１の信号電力の大きさＰｙと予め定められた閾値Ｐｔｈ３とを比較する（Ｓ３８）。但し、ステップＳ３６における閾値Ｐｔｈ２は、ステップＳ３８における閾値Ｐｔｈ３より小さい。つまり、ステップＳ３８では、センサ制御部２７０は、ステップＳ３６よりも更に近接した状態（例えば距離が２０ｃｍ以内）であるか否かを判定する。【0332】
「Ｐｙ＞Ｐｔｈ３」の条件を満たす場合には（Ｓ３８、ＹＥＳ）、無線通信装置１００がセンサ装置２００に対して十分に近接した状態であるので、センサ装置２００は、距離の変化に対して、図３３に示す変化特性曲線のＰ値のデータを取得できる。【0333】
従って、最短距離推定部２５０は、Ｐ値の極値（最小値）を最短距離とみなして推定結果を出力する（Ｓ３９）。即ち、最短距離推定部２５０は、測距用パルス信号ＳＧ１の送受信タイミングの時間差パラメータ（Ｚｏ−Ｙｏ）を決定する（Ｓ３９）。【0334】
測距用パルス信号ＳＧ１の送受信タイミングの時間差パラメータ（Ｚｏ−Ｙｏ）が決まると、無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の距離の測定が可能になるので、センサ装置２００のセンサ制御部２７０は、動作モードを最短距離推定モードから測距モードに移行する（Ｓ４０）。【0335】
測距モードに移行した後、センサ制御部２７０は、連続送信時間Ｔ２０のタイマをスタートさせる（Ｓ４１）。センサ制御部２７０は、連続送信時間Ｔ２０のタイマがタイムオーバになるまで距離の計測を継続する。即ち、センサ制御部２７０は、測距用パルス信号ＳＧ１の送受信の時間差Ｘ（ｊ）を、受信した測距用パルス信号毎に算出し（数式（９）又は数式（１０）参照）、算出された時間差を基に、無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の距離を算出する。【0336】
連続送信時間Ｔ２０が予め定められた時間を超えると（Ｓ４２、ＹＥＳ）、タイムオーバになり（Ｓ４２）、センサ装置２００の動作モードは通常モードへ移行する（Ｓ４３）。【0337】
＜センサ装置２００の動作（２）＞図３４は、センサ装置２００の動作（２）を示すフローチャートである。図３４において、ステップＳ３９Ｂ以外の各ステップの動作内容は図９の内容と同様であるため、説明を省略する。
【0338】
図３４に示す動作（２）では、無線通信装置１００及びセンサ装置２００の各動作タイミングを合わせるために、無線通信装置１００がセンサ装置２００に接触する。【0339】
Ｐ値は例えば図３０（ａ）に示す変化特性曲線のように変化する。つまり、無線通信装置１００は徐々にセンサ装置２００に接近し、その後、接触した状態が所定時間Ｔｐ以上継続し、所定時間Ｔｐ以上継続した後に無線通信装置１００はセンサ装置２００から徐々に離れる。図３０（ａ）は、無線通信装置１００とセンサ装置２００とが接触した状態が所定時間Ｔｐ以上継続した場合のＰ値の変化を示すグラフである。【0340】
図３０（ａ）では、Ｐ値の変化特性曲線は、Ｐ値が最小値Ｐ０において、ほとんど変化しない状態、つまり接触状態がある程度の時間に渡って継続する状態が現れる。これによって、無線通信装置１００とセンサ装置２００とが、接触していると推定できる。【0341】
しかし、図３０（ｂ）では、所定時間Ｔｐ未満の経過後に、無線通信装置１００はセンサ装置２００から徐々に離れる場合があり、無線通信装置１００とセンサ装置２００とが接触する以前に、無線通信装置１００がセンサ装置２００から離れたと推定できる。このため、最小距離として、本来期待していないＰ１を検出する。図３０（ｂ）は、無線通信装置１００とセンサ装置２００とが接触した状態が所定時間Ｔｐ未満である場合のＰ値の変化を示すグラフである。【0342】
これに対して、図３４のステップＳ３９Ｂでは、センサ制御部２７０は、接触状態の条件を満たすＰ値のうち、最小値の状態を、最短距離の状態とみなしてタイミングを決定する。例えば、検出したＰ値の変化特性曲線の中では、Ｐ値が最小のまま変化しない状態が所定時間Ｔｐ以上続く状態であって、且つ、Ｐ値が予め定めた閾値（例えば１０ｃｍ）以下である場合を接触状態の条件として予め規定しておく。【0343】
所定時間Ｔｐは、無線通信装置１００とセンサ装置２００とを接触させておく期間に相当し、所定時間Ｔｐが大きければ大きいほど、接触状態の条件に対する誤検出の発生が小さくなるが、一方で、一定時間の間、無線通信装置１００とセンサ装置２００とを接触させておく必要があるため、検出容易性は低下する。【0344】
図３０に示すような、接触状態の条件を満たすＰ値に基づいて最短距離の状態を推定することにより、最短距離の誤検出を減らすことができる。【0345】
以上により、本実施形態の測距システム１０００は、距離の測定が不要な通常の通信状態（通常モード）においては、無線通信装置１００は通常の無線通信を行い、距離の測定が必要になった場合に動作モードを切り替えることができる。【0346】
また、無線通信装置１００は、測距用パルス信号ＳＧ１として、パルス圧縮生成部１６０において、相関検出に適した既知の符号系列を用いて変調された信号を周期的に生成する。また、センサ装置２００は、相関信号処理部２４０において、受信した測距用パルス信号ＳＧ１について相関検出する。【0347】
従って、センサ装置２００は、パルス圧縮技術を用いて、無線通信装置１００からの測距用パルス信号の受信タイミングを高精度に検出できる。また、センサ装置２００は、符号系列を判定することで、複数の無線通信装置から送信された複数の測距用パルス信号を区別できる。【0348】
また、センサ装置２００は、最短距離推定モードに切り替わった場合に、最短距離推定部２５０において、受信した測距用パルス信号の受信タイミングを繰り返して検出し、無線通信装置１００がセンサ装置２００に対して近接した場合に、無線通信装置１００からの測距用パルス信号の送受信タイミングの時間差パラメータ（Ｚｏ−Ｙｏ）を算出する。なお、センサ装置２００は、時間差パラメータの変化に応じたＰ値の最小値を基準として、時間差パラメータを推定する。【0349】
従って、無線通信装置１００がセンサ装置２００に近接することで、センサ装置２００は、距離の測定に必要な時間差パラメータを簡易に算出でき、無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の距離を簡易に算出できる。【0350】
更に、センサ装置２００は、時間差パラメータの変化に応じたＰ値の最小値が所定の一定期間に渡って一定値である状態を基準として、時間差パラメータを推定する。【0351】
従って、無線通信装置１００がセンサ装置２００に接触することで、センサ装置２００は、距離の測定に必要な時間差パラメータの誤検出を抑制でき、無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の距離を簡易に算出できる。【0352】
また、センサ制御部２７０は、最短距離推定部２５０が時間差パラメータの推定を完了した後に、センサ装置２００の動作モードを最短距離推定モードから測距モードに切り替え、測距用パルス信号ＳＧ１の受信タイミング及び時間差パラメータを基にして、無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の距離を算出する。【0353】
従って、センサ装置２００は、距離の測定に必要な時間差パラメータを取得した後に、無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の距離の測定を着実に開始できる。【0354】
なお、無線通信装置１００とセンサ装置２００との間の距離が近づくとは、例えば、無線通信装置１００を所有したユーザがセンサ装置２００に近づく、ユーザが所有した無線通信装置１００をセンサ装置２００に直接接触させる、ユーザが所有した無線通信装置１００をセンサ装置２００の特定部分に翳す、といった動作が考えられる。【0355】
また、センサ装置２００を複数配置し、ネットワークで接続することで、他のセンサ装置が確立した同期を複数のセンサ装置で共有できる。【0356】
また、本開示に係る測距システム、無線通信装置及びセンサ装置は、以下の構成を有する。【0357】
本開示は、無線信号を送信する無線通信装置と、前記送信された無線信号に基づいて前記無線通信装置との距離を測距するセンサ装置とを含む測距システムであって、前記無線通信装置は、
前記無線通信装置の動作モードを、前記無線信号を送受信する端末通常モード、又は測距用パルス信号を周期的に送信する連続送信モードに切り替える端末制御部を備え、
前記センサ装置は、
前記センサ装置の動作モードを、無線信号を送受信するセンサ通常モード、又は前記無線通信装置から送信された無線信号を基に、前記無線信号の送信タイミングと受信タイミングとの時間差パラメータを推定する最短距離推定モードに切り替えるセンサ制御部を備え、
前記端末側モード制御部は、
前記無線通信装置が第１の閾値以上の信号電力の無線信号を受信した場合に、前記無線通信装置の動作モードを前記端末通常モードから前記連続送信モードに切り替え、
前記センサ側モード制御部は、
前記センサ装置が第２の閾値以上の信号電力の無線信号を受信した場合に、前記センサ装置の動作モードを前記センサ通常モードから前記最短距離推定モードに切り替える測距システムである。
【0358】
また、本開示は、上述した測距システムであって、前記無線通信装置は、
前記測距用パルス信号として、相関検出に適した既知の符号系列を用いたパルス圧縮信号を周期的に生成するパルス圧縮生成部と、を更に備え、
前記センサ装置は、
前記無線通信装置から送信された前記測距用パルス信号を相関検出する相関検出部と、を更に備える測距システムである。
【0359】
また、本開示は、上述した測距システムであって、前記センサ装置は、
前記最短距離推定モードにおいて、前記測距用パルス信号の受信タイミングを繰り返して検出し、前記無線通信装置が前記センサ装置に近接した場合に、前記無線信号の送信タイミングと受信タイミングの時間差パラメータを推定する最短距離推定部と、を更に備える測距システムである。
【0360】
また、本開示は、上述した測距システムであって、前記最短距離推定部は、
前記最短距離推定モードにおいて、前記測距用パルス信号の受信タイミングを繰り返して検出し、前記無線通信装置が前記センサ装置に接触した場合に、前記受信タイミングを基にして前記無線通信装置と前記センサ装置との距離パラメータを算出し、前記距離パラメータが一定期間に渡って所定値である場合に、前記無線信号の送信タイミングと受信タイミングの時間差パラメータを推定する測距システムである。
【0361】
また、本開示は、上述した測距システムであって、前記センサ制御部は、
前記最短距離推定部が前記無線信号の送信タイミングと受信タイミングの時間差パラメータを推定した後に、前記センサ装置の動作モードを、前記最短距離推定モードから測距モードに切り替え、前記測距用パルス信号の受信タイミング及び前記時間差パラメータを基に、前記無線通信装置と前記センサ装置との距離を算出する測距システムである。
【0362】
また、本開示は、上述した無線信号を送信する無線通信装置であって、相関検出に適した既知の符号系列を用いたパルス圧縮信号を周期的に生成するパルス圧縮生成部と、
前記無線通信装置の動作モードを、前記無線信号を送受信する端末通常モード、又は、前記パルス圧縮信号を測距用パルス信号として送信する連続送信モードに切り替える端末制御部と、を備え、
前記端末制御部は、
第１の閾値以上の信号電力の無線信号を受信した場合には、前記無線通信装置の動作モードを、前記端末通常モードから前記連続送信モードに切り替える無線通信装置である。
【0363】
また、本開示は、上述した無線通信装置から送信された無線信号を受信した受信タイミングを基に、前記無線通信装置との距離を測距するセンサ装置であって、前記無線通信装置から送信された前記無線信号を受信するセンサ受信部と、
前記センサ装置の動作モードを、前記無線信号を受信するセンサ通常モード、又は、前記無線通信装置から送信された前記無線信号を基に、前記無線信号の送信タイミングと受信タイミングの時間差パラメータを推定する最短距離推定モードに切り替えるセンサ制御部と、を備え、
前記センサ側モード制御部は、
前記センサ側受信部が第２の閾値以上の信号電力の無線信号を受信した場合には、前記センサ装置の動作モードを、前記センサ通常モードから前記最短距離推定モードに切り替えるセンサ装置である。
【0364】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。【0365】
なお、本出願は、２０１２年２月８日出願の日本特許出願（特願２０１２−０２５４９２）、２０１２年２月２７日出願の日本特許出願（特願２０１２−０４０４５１）、及び２０１２年３月２９日出願の日本特許出願（特願２０１２−０７８３０７）に基づくものであり、これらの内容はここに参照として取り込まれる。【産業上の利用可能性】
【0366】
本開示は、簡単な構成によって、アンテナからの放射パターンを計測するためのパルス圧縮信号を生成する無線通信装置として有用である。【0367】
本開示は、ビームフォーミングにおいて所望の指向性を有するビームの放射パターンを短時間で測定する無線通信装置として有用である。【0368】
本開示は、無線通信装置からの信号の送信タイミングをセンサ装置に事前に知らせることなく、無線通信装置とセンサ装置との距離を簡易に測距する測距システム、センサ装置及び無線通信装置として有用である。【符号の説明】
【0369】
１０、１０Ｂ、１０Ｃ センサ１０ａ、１０ｂ、２１ アンテナ
１１ 送信部
１２ 受信部
１３ パルス圧縮波生成部
１４、２３ ＤＡＣ
１５ 送信ＲＦ部
１６ 受信ＲＦ部
１７ ＡＤＣ
１８ 相関器
１９ 信号処理部
２０、２０ＢＢ ＷｉＧｉｇ無線機
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ アンテナ系統処理部（ブランチ）
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ 送信アンテナ
２２ ＲＦ部
２４ 変調部
２５ セレクタ部
３０ マスク回路部
３１ マスクタイミング生成部
４０ ゴレイ信号生成部
４１ セレクタ部
１００ 放射パターン測定システム
１２０、２２０ 高周波部
１３０ 変調部
１４０ 復調部
１５０ パルス圧縮検出部
１６０ パルス圧縮生成部
１７０ 無線機制御部
１８０、２８０ タイマ
１９０，２６０ 受信電力計算部
２００ センサ装置
２３０ パルス圧縮生成部
２４０ 相関信号処理部
２５０ 最短距離推定部
２７０ センサ制御部
１０００ 無線通信装置
１２００ 受信ＲＦ部
１３００ ＡＤＣ
１５００、１５００Ｃ 探索継続判定部
２０００ 無線通信装置
２２００ 変調部
２３００ ＤＡＣ
２４００ 位相器
２５００ 送信ＲＦ部
２６００ 制御部
２７００ 符号系列選択部
２８００ パルス圧縮信号生成部
Ｃ１、ＣＣ１、Ｃｋ、ＣＮ 相関器
ＳＰ１、ＳＰＣ１、ＳＰｋ、ＳＰＮ 信号処理部
ＴＪ１、ＴＪｋ、ＴＪＮ 閾値判定部
ＴＸ 送信部