特許 7450231 受信器、受信システム、送信器、受信方法及びプログラム

(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】

(24)【登録日】2024-03-07

(45)【発行日】2024-03-15

(54)【発明の名称】受信器、受信システム、送信器、受信方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/08 20060101AFI20240308BHJP

【ＦＩ】

H04B7/08 422

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021567593

(86)(22)【出願日】2020-12-24

(86)【国際出願番号】 JP2020048353

(87)【国際公開番号】W WO2021132430

(87)【国際公開日】2021-07-01

【審査請求日】2022-06-15

(31)【優先権主張番号】P 2019233423

(32)【優先日】2019-12-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中西 真理

(72)【発明者】

【氏名】松本 一弘

(72)【発明者】

【氏名】柴野 伸之

(72)【発明者】

【氏名】本間 尚樹

【審査官】大野 友輝

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３３７７３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－２１６５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１６４３３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線信号を受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナから入力される前記無線信号に基づく複数の入力信号に対して合成処理を行い、前記無線信号の到来方向を推定するための合成信号を生成する位相合成部と、
前記合成信号を出力する出力部と、
前記無線信号の受信から前記合成信号を生成するまでの処理に係る少なくとも１つの要素を変更する変更処理を行う変更部と、
前記複数のアンテナと前記位相合成部との電気的な接続状態を切替える切替部と、
を備え、
前記位相合成部は、前記変更部による前記変更処理前に、前記合成信号として第１合成信号を生成し、かつ、前記変更部による前記変更処理後に、前記合成信号として第２合成信号を生成し、
前記出力部は、前記第１合成信号と前記第２合成信号とを出力し、
前記位相合成部は、
前記切替部を介して前記複数のアンテナのうちの一のアンテナと電気的に接続され前記無線信号が入力される第１入力部及び第２入力部を有し、
前記合成処理において前記複数の入力信号のうちの少なくとも１つの位相をずらす処理を行い、
前記変更部は、前記変更処理の少なくとも一部として、前記複数のアンテナと前記位相合成部との電気的な接続状態を切替えるように前記切替部を制御する処理を行い、
前記接続状態には第１接続状態と第２接続状態とがあり、
前記第１接続状態では、前記一のアンテナと前記第２入力部とが前記切替部を介して電気的に接続され、
前記第２接続状態では、前記一のアンテナと前記第１入力部とが前記切替部を介して電気的に接続される、
受信器。

【請求項2】

前記位相合成部は、前記第１入力部及び前記第２入力部を含む複数の入力部を有し、
前記複数のアンテナの数は、前記複数の入力部の数以下である、
請求項１に記載の受信器。

【請求項3】

前記変更部は、前記変更処理の少なくとも一部として、前記複数のアンテナが前記無線信号を受信する際の時間に係る設定を変更する処理を行う、
請求項１又は２に記載の受信器。

【請求項4】

前記複数のアンテナは、前記無線信号として、互いに周波数帯の異なる複数の無線信号を受信可能であり、
前記変更部は、前記変更処理の少なくとも一部として、前記合成処理の対象となる前記無線信号の周波数帯を切替える処理を行う、
請求項１から３のいずれか１項に記載の受信器。

【請求項5】

前記複数のアンテナの各々は、前記無線信号として、互いに異なる複数の偏波を受信可能であり、
前記変更部は、前記変更処理の少なくとも一部として、前記合成処理の対象となる前記無線信号の偏波の種類を切替える処理を行う、
請求項１から４のいずれか１項に記載の受信器。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載の受信器と、
前記受信器から出力される前記第１合成信号及び前記第２合成信号に基づいて、前記無線信号の到来方向を推定する推定部と、
を備える、
受信システム。

【請求項7】

複数の元信号に基づく複数の入力信号に対して合成処理を行い、複数の無線信号を生成する位相合成部と、
前記複数の無線信号を送信する複数のアンテナと、
前記複数の元信号の受け付けから前記複数の無線信号を送信するまでの処理に係る少なくとも１つの要素を変更する変更処理を行う変更部と、
前記複数のアンテナと前記位相合成部との電気的な接続状態を切替える切替部と、
を備え、
前記位相合成部は、
前記変更部による前記変更処理前に、前記複数の無線信号として複数の第１無線信号を生成し、かつ、前記変更部による前記変更処理後に、前記複数の無線信号として複数の第２無線信号を生成し、
前記切替部を介して前記複数のアンテナのうちの一のアンテナと電気的に接続され前記複数の無線信号を出力する第１出力部及び第２出力部を有し、
前記複数のアンテナは、前記複数の第１無線信号と前記複数の第２無線信号とを送信し、
前記位相合成部は、前記合成処理において前記複数の入力信号のうちの少なくとも１つの位相をずらす処理を行い、
前記変更部は、前記変更処理の少なくとも一部として、前記複数のアンテナと前記位相合成部との電気的な接続状態を切替えるように前記切替部を制御する処理を行い、
前記接続状態には第１接続状態と第２接続状態とがあり、
前記第１接続状態では、前記一のアンテナと前記第２出力部とが前記切替部を介して電気的に接続され、
前記第２接続状態では、前記一のアンテナと前記第１出力部とが前記切替部を介して電気的に接続される、
送信器。

【請求項8】

複数のアンテナと、位相合成部と、前記複数のアンテナと前記位相合成部との電気的な接続状態を切替える切替部と、を備える受信システムにて用いられる受信方法であって、
前記複数のアンテナにて、無線信号を受信する受信ステップと、
前記位相合成部にて、前記無線信号に基づく複数の入力信号に対して合成処理を行い、前記無線信号の到来方向を推定するための第１合成信号を生成する第１の位相合成ステップと、
前記第１の位相合成ステップにおいて生成した前記第１合成信号を出力する第１の出力ステップと、
前記受信ステップから前記第１の位相合成ステップまでの処理に係る少なくとも１つ要素を変更する変更ステップと、
前記変更ステップの後に、前記第１の位相合成ステップにおいて生成した前記第１合成信号とは異なる第２合成信号を生成する第２の位相合成ステップと、
前記第２の位相合成ステップにおいて生成した前記第２合成信号を出力する第２の出力ステップと、
を有し、
前記位相合成部は、前記切替部を介して前記複数のアンテナのうちの一のアンテナと電気的に接続され前記無線信号が入力される第１入力部及び第２入力部を有し、
前記第１の位相合成ステップ及び前記第２の位相合成ステップでは、前記複数の入力信号のうちの少なくとも１つの位相をずらす処理を行い、
前記変更ステップでは、前記複数のアンテナと前記位相合成部との電気的な接続状態を切替えるように前記切替部を制御し、
前記接続状態には第１接続状態と第２接続状態とがあり、
前記第１接続状態では、前記一のアンテナと前記第２入力部とが前記切替部を介して電気的に接続され、
前記第２接続状態では、前記一のアンテナと前記第１入力部とが前記切替部を介して電気的に接続される、
受信方法。

【請求項9】

請求項８に記載の受信方法を、１以上のプロセッサに実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は受信器、受信システム、送信器、受信方法及びプログラムに関し、より詳細には、複数の信号を生成する受信器、受信システム、送信器、受信方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１記載の通信端末装置（受信器）は、受信信号強度（ＲＳＳＩ）に基づいて、ビーコン装置（送信器）が送信したビーコン信号（無線信号）の到来方向を推定する。

【0003】

しかし、特許文献１に記載の通信端末装置（受信器）では、マルチパスが生じることによって、ビーコン信号の到来方向を推定する際に誤差が生じることがある。このため、ビーコン信号の到来方向の推定精度の向上が望まれていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－２１６５６７号公報

【発明の概要】

【0005】

本開示は、上記事由に鑑みてなされており、無線信号の到来方向の推定精度を向上させることができる受信器、受信システム、送信器、受信方法及びプログラムを提供することを目的とする。

【0006】

上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る受信器は、複数のアンテナと、位相合成部と、出力部と、変更部と、切替部と、を備える。前記複数のアンテナは、無線信号を受信する。前記位相合成部は、前記複数のアンテナから入力される前記無線信号に基づく複数の入力信号に対して合成処理を行い、前記無線信号の到来方向を推定するための合成信号を生成する。前記出力部は、前記合成信号を出力する。前記変更部は、前記無線信号の受信から前記合成信号を生成するまでの処理に係る少なくとも１つの要素を変更する変更処理を行う。前記切替部は、前記複数のアンテナと前記位相合成部との電気的な接続状態を切替える。前記位相合成部は、前記変更部による前記変更処理前に、前記合成信号として第１合成信号を生成する。また、前記位相合成部は、前記変更部による前記変更処理後に、前記合成信号として第２合成信号を生成する。前記出力部は、前記第１合成信号と前記第２合成信号とを出力する。前記位相合成部は、前記切替部を介して前記複数のアンテナのうちの一のアンテナと電気的に接続され前記無線信号が入力される第１入力部及び第２入力部を有する。前記位相合成部は、前記合成処理において前記複数の入力信号のうちの少なくとも１つの位相をずらす処理を行う。前記変更部は、前記変更処理の少なくとも一部として、前記複数のアンテナと前記位相合成部との電気的な接続状態を切替えるように前記切替部を制御する処理を行う。前記接続状態には第１接続状態と第２接続状態とがある。前記第１接続状態では、前記一のアンテナと前記第２入力部とが前記切替部を介して電気的に接続される。前記第２接続状態では、前記一のアンテナと前記第１入力部とが前記切替部を介して電気的に接続される。

【0007】

本開示の一態様に係る送信器は、位相合成部と、複数のアンテナと、変更部と、切替部と、を備えている。前記位相合成部は、複数の元信号に基づく複数の入力信号に対して合成処理を行い、複数の無線信号を生成する。前記複数のアンテナは、前記複数の無線信号を送信する。前記変更部は、前記複数の元信号の受け付けから前記複数の無線信号を送信するまでの処理に係る少なくとも１つの要素を変更する変更処理を行う。前記切替部は、前記複数のアンテナと前記位相合成部との電気的な接続状態を切替える。前記位相合成部は、前記変更部による前記変更処理前に、前記複数の無線信号として複数の第１無線信号を生成する。また、前記位相合成部は、前記変更部による前記変更処理後に、前記複数の無線信号として複数の第２無線信号を生成する。前記位相合成部は、前記切替部を介して前記複数のアンテナのうちの一のアンテナと電気的に接続され前記複数の無線信号を出力する第１出力部及び第２出力部を有し前記複数のアンテナは、前記複数の第１無線信号と前記複数の第２無線信号とを送信する。前記位相合成部は、前記合成処理において前記複数の入力信号のうちの少なくとも１つの位相をずらす処理を行う。前記変更部は、前記変更処理の少なくとも一部として、前記複数のアンテナと前記位相合成部との電気的な接続状態を切替えるように前記切替部を制御する処理を行う。前記接続状態には第１接続状態と第２接続状態とがある。前記第１接続状態では、前記一のアンテナと前記第２出力部とが前記切替部を介して電気的に接続される。前記第２接続状態では、前記一のアンテナと前記第１出力部とが前記切替部を介して電気的に接続される。

【0008】

本開示の一態様に係る受信方法は、受信システムにて用いられる方法である。前記受信システムは、複数のアンテナと、位相合成部と、前記複数のアンテナと前記位相合成部との電気的な接続状態を切替える切替部と、を備える。前記受信方法は、受信ステップと、第１の位相合成ステップと、第１の出力ステップと、変更ステップと、第２の位相合成ステップと、第２の出力ステップとを有する。前記受信ステップでは、前記複数のアンテナにて、無線信号を受信する。前記第１の位相合成ステップでは、前記位相合成部にて、前記無線信号に基づく複数の入力信号に対して合成処理を行い、前記無線信号の到来方向を推定するための第１合成信号を生成する。前記第１の出力ステップでは、前記第１の位相合成ステップにおいて生成した前記第１合成信号を出力する。前記変更ステップでは、前記受信ステップから前記第１の位相合成ステップまでの処理に係る少なくとも１つ要素を変更する。前記第２の位相合成ステップでは、前記変更ステップの後に、前記第１の位相合成ステップにおいて生成した前記第１合成信号とは異なる第２合成信号を生成する。前記第２の出力ステップでは、前記第２の位相合成ステップにおいて生成した前記第２合成信号を出力する。前記位相合成部は、前記切替部を介して前記複数のアンテナのうちの一のアンテナと電気的に接続され前記無線信号が入力される第１入力部及び第２入力部を有する。前記第１の位相合成ステップ及び前記第２の位相合成ステップでは、前記複数の入力信号のうちの少なくとも１つの位相をずらす処理を行う。前記変更ステップでは、前記複数のアンテナと前記位相合成部との電気的な接続状態を切替えるように前記切替部を制御する。前記接続状態には第１接続状態と第２接続状態とがある。前記第１接続状態では、前記一のアンテナと前記第２入力部とが前記切替部を介して電気的に接続される。前記第２接続状態では、前記一のアンテナと前記第１入力部とが前記切替部を介して電気的に接続される。

【0009】

本開示の一態様に係るプログラムは、前記受信方法を、１以上のプロセッサに実行させる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、第１実施形態の受信システム及び送信器の概要を示す概略図である。

【図2】図２は、第１実施形態の受信システムの機能構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、第２実施形態の受信システム及び送信器の概要を示す概略図である。

【図4】図４は、第２実施形態の送信器の機能構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明に関する好ましい実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態において互いに共通する要素には同一符号を付しており、共通する要素についての重複する説明は省略する。

【0012】

（第１実施形態）
（１）概要
まず、本実施形態に係る受信器、受信システム、送信器、受信方法及びプログラムの概要について、図１を参照して説明する。本実施形態の送信器４は、例えばＢＬＥ（Bluetooth（登録商標）Low Energy）（以下、「ＢＬＥ」と記載する。）の規格に従ったビーコン信号（無線信号）を送信するビーコン装置などで構成される。ただし、送信器４は、ＢＬＥの規格に従ったビーコン信号を送信するビーコン装置に限られない。送信器４は、例えばＷｉＦｉ（登録商標）の規格に従った無線信号を送信する装置であってもよい。

【0013】

受信システム１は、送信器４が送信する無線信号を受信するための複数（図示例では３つ）のアンテナ１１を備えている。本実施形態の複数のアンテナ１１は、アンテナ１１ａとアンテナ１１ｂとアンテナ１１ｃとを含むアレーアンテナである。以下の説明において、特定のアンテナ１１について説明する場合は、アンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを区別して記載する。また、複数のアンテナ１１を区別せずに説明する場合は、単にアンテナ１１と記載する。

【0014】

本実施形態の受信システム１は、複数のアンテナ１１でＢＬＥの規格に従った無線信号を受信可能なシステムで構成される。ただし、受信システム１は、ＢＬＥの規格に従った無線信号を受信可能なシステムに限られない。受信システム１は、例えばＷｉＦｉの規格に従った無線信号を受信可能なシステムであってもよい。本実施形態の受信システム１は、複数のアンテナ１１で受信した無線信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）に基づいて、無線信号を送信した送信器４の位置方向を推定する。

【0015】

（２）詳細
以下、本実施形態に係る受信システム１の詳細について図１及び図２を参照しつつ説明する。

【0016】

（２．１）受信システム１の構成
図２に示すように、本実施形態の受信システム１は、受信器２と、推定部３とを備える。受信器２は、送信器４が送信する無線信号を受信する。受信器２は、無線信号を受信すると、無線信号に基づいて、無線信号の到来方向を推定するための合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を生成する。また、受信器２は、無線信号の受信から合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を生成するまでの処理に係る少なくとも１つの要素を変更する変更処理を行う。受信器２が無線信号に基づいて生成する合成信号ＳＳ１～ＳＳ４は、変更処理を行う前後で異なった合成信号ＳＳ１～ＳＳ４となる。受信器２は、変更処理の前後の合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を推定部３に出力する。

【0017】

推定部３は、受信器２から出力される変更処理の前後の合成信号ＳＳ１～ＳＳ４に基づいて無線信号の到来方向を推定する。推定部３が無線信号の到来方向を推定する方法については、「（３）到来方向推定」の欄で説明する。

【0018】

（２．２）受信器２の構成
受信器２は、図２に示すように、複数のアンテナ１１と、切替部１２と、位相合成部１３と、出力部１４と、変更部１５とを備える。

【0019】

複数のアンテナ１１は切替部１２と電気的に接続されている。複数のアンテナ１１の各々は、送信器４が送信する無線信号を受信する。

【0020】

切替部１２は、複数のアンテナ１１と位相合成部１３との間に電気的に接続され、複数のアンテナ１１と位相合成部１３との電気的な接続状態を切替える処理部である。切替部１２は、スイッチ１６ａとスイッチ１６ｂとスイッチ１６ｃとを含んでいる。以下の説明において、スイッチ１６ａ，１６ｂ，１６ｃを区別せずに説明する場合は、単にスイッチ１６と記載する。また、特定のスイッチ１６について説明する場合は、スイッチ１６ａ，１６ｂ，１６ｃを区別して記載する。

【0021】

切替部１２は、変更部１５に制御されることにより、スイッチ１６ａ～１６ｃの切替え動作を行う。本実施形態のスイッチ１６ｂは、変更部１５による制御に応じて、アンテナ１１ｂと、位相合成部１３に含まれる位相合成器１７ｂの第１入力端子Ｉ１と第２入力端子Ｉ２とのうちの一方とを電気的に接続する。以下の説明において、スイッチ１６ｂによってアンテナ１１ｂと位相合成器１７ｂの第１入力端子Ｉ１とが電気的に接続されている状態を、「第１接続状態」と記載する。また、スイッチ１６ｂによってアンテナ１１ｂと位相合成器１７ｂの第２入力端子Ｉ２とが電気的に接続されている状態を、「第２接続状態」と記載する。

【0022】

スイッチ１６ａは、アンテナ１１ａと位相合成器１７ａの第１入力端子Ｉ１とが常に電気的に接続された状態となるように制御される。すなわち、本実施形態のスイッチ１６ａは切替え動作を行わない。そのため、スイッチ１６ａは、アンテナ１１ａと、位相合成器１７ａの第１入力端子Ｉ１とを接続する単なる電気的経路であってもよい。

【0023】

また、スイッチ１６ｃは、アンテナ１１ｃと位相合成器１７ｃの第２入力端子Ｉ２とが常に電気的に接続された状態となるように制御される。すなわち、本実施形態のスイッチ１６ｃは切替え動作を行わない。そのため、スイッチ１６ｃは、アンテナ１１ｃと、位相合成器１７ｃの第２入力端子Ｉ２とを接続する単なる電気的回路であってもよい。

【0024】

ただし、アンテナ１１ａから位相合成器１７ａまでの電気的経路の長さ、アンテナ１１ｂから位相合成器１７ｂまでの電気的経路の長さ、及び、アンテナ１１ｃから位相合成器１７ｃまでの電気的経路の長さは、同じ長さであることが好ましい。各アンテナ１１ａ～１１ｃから各位相合成器１７ａ～１７ｃまでの各電気的経路の長さが異なっていると、無線信号の到来方向を推定する際の精度が低下するからである。そこで、本実施形態は、スイッチ１６ａ、スイッチ１６ｂ、及びスイッチ１６ｃを同じスイッチ１６で構成している。

【0025】

位相合成部１３は、複数のアンテナ１１から入力される無線信号に基づく複数の入力信号ＩＳ１～ＩＳ３（信号ＩＳ４～ＩＳ７）に対して合成処理を行い、無線信号の到来方向を推定するための合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を生成する処理部である。また、本実施形態の位相合成部１３は、スイッチ１６ｂが切替えられる前後で異なった合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を生成する。ここで、第１接続状態において、位相合成部１３が生成する合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を第１合成信号ＳＳ１～ＳＳ４とする。また、第２接続状態において、位相合成部１３が生成する合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を第２合成信号ＳＳ１～ＳＳ４とする。

【0026】

位相合成部１３は、位相合成器１７ａと、位相合成器１７ｂと、位相合成器１７ｃと、位相合成器１７ｄと、位相合成器１７ｅとを備えている。以下の説明において、位相合成器１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅを区別せずに説明する場合は、単に位相合成器１７と記載する。位相合成器１７は、例えば９０度ハイブリッドユニット（ハイブリッド素子）などで構成される。本実施形態の位相合成器１７は、第１入力端子Ｉ１及び第２入力端子Ｉ２に入力される無線信号に基づく入力信号ＩＳ１～ＩＳ３と比べて、電力値が１／√２倍の信号を第１出力端子Ｏ１及び第２出力端子Ｏ２から出力する。また、位相合成器１７は、第１入力端子Ｉ１に入力される無線信号に基づく入力信号ＩＳ１～ＩＳ３と比べて、同位相の信号を第１出力端子Ｏ１から出力し、位相が９０度遅れた信号を第２出力端子Ｏ２から出力する。

【0027】

位相合成器１７ａは、第１入力端子Ｉ１に入力される無線信号に基づく入力信号ＩＳ１と比べて、電力値が１／√２倍で同相の信号ＩＳ４を第１出力端子Ｏ１から出力する。

【0028】

位相合成器１７ｂは、接続状態に応じて、アンテナ１１ｂと電気的に接続される入力端子が異なる。第１接続状態では、第１入力端子Ｉ１に無線信号に基づく入力信号ＩＳ２が入力される。この場合、位相合成器１７ｂは、入力信号ＩＳ２と比べて、電力値が１／√２倍で位相が９０度遅れた信号ＩＳ５を、第２出力端子Ｏ２から出力する。また、位相合成器１７ｂは、入力信号ＩＳ２と比べて、電力値が１／√２倍で同位相の信号ＩＳ６を、第１出力端子Ｏ１から出力する。

【0029】

第２接続状態では、第２入力端子Ｉ２に入力信号ＩＳ２が入力される。この場合、位相合成器１７ｂは、入力信号ＩＳ２と比べて、電力値が１／√２倍で同位相の信号ＩＳ５を、第２出力端子Ｏ２から出力する。また、位相合成器１７ｂは、入力信号ＩＳ２と比べて、電力値が１／√２倍で位相が９０度遅れた信号ＩＳ６を、第１出力端子Ｏ１から出力する。

【0030】

位相合成器１７ｃは、第２入力端子Ｉ２に入力される無線信号に基づく入力信号ＩＳ３と比べて、電力値が１／√２倍で同相の信号ＩＳ７を第２出力端子Ｏ２から出力する。

【0031】

位相合成器１７ｄは、第２入力端子Ｉ２で信号ＩＳ４を受け付け、第１入力端子Ｉ１で信号ＩＳ５を受け付ける。位相合成器１７ｄは、信号ＩＳ４と比べて電力値が１／√２倍で位相が９０度遅れた信号と、信号ＩＳ５と比べて電力値が１／√２倍で同位相の信号と、を足し合わせた合成信号ＳＳ１を第１出力端子Ｏ１から出力する。また、位相合成器１７ｄは、信号ＩＳ４と比べて電力値が１／√２倍で同位相の信号と、信号ＩＳ５と比べて電力値が１／√２倍で位相が９０度遅れた信号と、を足し合わせた合成信号ＳＳ２を第２出力端子Ｏ２から出力する。

【0032】

位相合成器１７ｅは、第２入力端子Ｉ２で信号ＩＳ６を受け付け、第１入力端子Ｉ１で信号ＩＳ７を受け付ける。位相合成器１７ｅは、信号ＩＳ６と比べて電力値が１／√２倍で位相が９０度遅れた信号と、信号ＩＳ７と比べて電力値が１／√２倍で同位相の信号と、を足し合わせた合成信号ＳＳ３を第１出力端子Ｏ１から出力する。また、位相合成器１７ｅは、信号ＩＳ６と比べて電力値が１／√２倍で同位相の信号と、信号ＩＳ７と比べて電力値が１／√２倍で位相が９０度遅れた信号と、を足し合わせた合成信号ＳＳ４を第２出力端子Ｏ２から出力する。

【0033】

変更部１５は、無線信号の受信から合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を生成するまでの処理に係る少なくとも１つの要素を変更する変更処理を行う処理部である。本実施形態の変更部１５は、変更処理の少なくとも一部として、複数のアンテナ１１と位相合成部１３との電気的な接続状態を切替えるように切替部１２を制御する処理を行う。具体的には、変更部１５は、スイッチ１６ｂを切替える制御を行うことで、アンテナ１１ｂと位相合成器１７ｂとの電気的な接続状態を切替える。以下の説明において、変更部１５が変更処理を行うまでは、アンテナ１１ｂと位相合成器１７ｂとの接続状態が第１接続状態であるとする。また、変更部１５が変更処理を行った後は、アンテナ１１ｂと位相合成器１７ｂとの接続状態が第２接続状態であるとする。変更部１５は、変更処理を所定のタイミングで行う。所定のタイミングは、例えば、位相合成部１３が合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を出力したタイミングや、送信器４が無線信号を送信する間隔に応じて設定される一定のタイミングなどである。

【0034】

出力部１４は、位相合成部１３によって生成される合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を、推定部３に出力する。具体的には、出力部１４は、変更部１５によって変更処理が行われる前に位相合成部１３によって生成される第１合成信号ＳＳ１～ＳＳ４と、変更部１５によって変更処理が行われる前に位相合成部１３によって生成される第２合成信号ＳＳ１～ＳＳ４とを推定部３に出力する。

【0035】

（３）到来方向推定
次に、推定部３が無線信号の到来方向を推定する方法について図１及び図２を参照しつつ説明する。図１に示すように、アンテナ１１ａと送信器４の送信アンテナとの間の複素伝播チャネルをｈ１、アンテナ１１ｂと送信アンテナとの間の複素伝播チャネルをｈ２、アンテナ１１ｃと送信アンテナとの間の複素伝播チャネルをｈ３とする。また、アンテナ１１ａとアンテナ１１ｂとの距離、及び、アンテナ１１ｂとアンテナ１１ｃとの距離をｄ１とする。また、アンテナ１１ａとアンテナ１１ｂとアンテナ１１ｃとで構成されるアレーアンテナのブロードサイド方向を基準として角度θ１の位置に送信器４が存在するものとする。まず、推定部３が、第１合成信号ＳＳ１～ＳＳ４に基づいて、無線信号の到来方向を推定する場合について説明する。

【0036】

伝播チャネルはまとめて、式（１）と表すことができる。

【0037】

【数1】

【0038】

この伝播チャネルの相関行列は、式（２）と表すことができる。

【0039】

【数2】

【0040】

ここで、記号Ｈは複素共役転置を、記号＊は複素共役を表す。通常、相関行列Ｒの対角項は実数となり、非対角項は複素数となる。相関行列Ｒを求めることで、推定部３は、無線信号の到来方向を推定することができる。推定部３は、受信信号強度に関する情報に基づいて、相関行列Ｒを求める。

【0041】

式（１）の伝播チャネルを用いると、推定部３に入力される複数の第１合成信号ＳＳ１～ＳＳ４の振幅は、式（３）～式（６）と表すことができる。

【0042】

【数3】

【0043】

【数4】

【0044】

【数5】

【0045】

【数6】

【0046】

｜ｙ１｜は、位相合成器１７ｄの第１出力端子Ｏ１から出力される合成信号ＳＳ１の振幅を表している。｜ｙ２｜は、位相合成器１７ｄの第２出力端子Ｏ２から出力される合成信号ＳＳ２の振幅を表している。｜ｙ３｜は、位相合成器１７ｅの第１出力端子Ｏ１から出力される合成信号ＳＳ３の振幅を表している。｜ｙ４｜は、位相合成器１７ｅの第２出力端子Ｏ２から出力される合成信号ＳＳ４の振幅を表している。また、受信信号強度から式（３）～（６）の左辺のチャネルの利得は、式（７）～式（１０）と表すことができる。

【0047】

【数7】

【0048】

【数8】

【0049】

【数9】

【0050】

【数10】

【0051】

位相合成器１７ｄを介して得られる利得の差に注目すると、式（１１）の関係より、式（１２）と表すことができる。

【0052】

【数11】

【0053】

【数12】

【0054】

Ｒ１２及びＲ２１の実部を求めることができる。ここで、αはＲ１２の偏角を表す。

【0055】

また、位相合成器１７ｄを介して得られる利得の和に注目すると、相加相乗平均の関係より、式（１３）と表すことができる。

【0056】

【数13】

【0057】

ここで、送信器４の送信アンテナからアンテナ１１ａまでの伝播損と、送信アンテナからアンテナ１１ｂまでの伝播損とが等しく、｜ｈ１｜と｜ｈ２｜とがほぼ等しいとする。｜ｈ１｜と｜ｈ２｜とがほぼ等しい場合、Ｒ１２の偏角であるαは、式（１４）と表すことができる。

【0058】

【数14】

【0059】

また、｜ｈ１｜と｜ｈ２｜とがほぼ等しい場合、式（１５）と表すことができる。

【0060】

【数15】

【0061】

ここでＡは実数の定数である。式（２）に示される相関行列Ｒのうち、位相合成器１７ｄから出力される合成信号ＳＳ１，ＳＳ２に関する相関行列をＲ１と定義する。相関行列Ｒ１をＡ及びαを用いて表すと、式（１６）と表すことができる。

【0062】

【数16】

【0063】

次に、位相合成器１７ｅを介して得られる利得の差に注目すると、式（１７）と表すことができる。

【0064】

【数17】

【0065】

Ｒ２３及びＲ３２の虚部を求めることができる。ここで、βはＲ２３の偏角を表す。また、位相合成器１７ｅを介して得られる利得の和に注目すると、相加相乗平均の関係より、式（１８）と表すことができる。

【0066】

【数18】

【0067】

ここで、送信器４の送信アンテナからアンテナ１１ｂの伝播損と、送信アンテナからアンテナ１１ｃの伝播損とが等しく、｜ｈ２｜と｜ｈ３｜とがほぼ等しいとする。｜ｈ２｜と｜ｈ３｜とがほぼ等しい場合、Ｒ２３の偏角であるβは、式（１９）と表すことができる。

【0068】

【数19】

【0069】

同様に、｜ｈ２｜と｜ｈ３｜とがほぼ等しい場合、式（２０）と表すことができる。

【0070】

【数20】

【0071】

ここで、Ｂは実数の定数である。相関行列Ｒのうち、位相合成器１７ｅから出力される合成信号ＳＳ３，ＳＳ４に関する相関行列をＲ２と定義する。相関行列Ｒ２をＢ及びβを用いて表すと、式（２１）となり、相関行列Ｒが推定される。

【0072】

【数21】

【0073】

ここで、偏角がαとβとでそれぞれ２通りずつ推定されるため、４通りの解が推定されることとなる。したがって、αとβの解を選択する必要がある。ここで、αとβの解として、αとβの差が最も小さい解の組合せを選択する。送信器４の送信アンテナと、アンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃとは十分に離れており、アンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃから見た送信器４の送信アンテナの方向は全て等しくθとみなすことができる（図１参照）。また、アンテナ１１ａとアンテナ１１ｂとアンテナ１１ｃとは等間隔ｄ１で整列している。そのため、ｈ１とｈ２との間の位相遅延の差と、ｈ２とｈ３との間の位相遅延の差とは等しくなる。ここで、αはｈ１とｈ２との間の位相遅延の差を表しており、βはｈ２とｈ３との間の位相遅延の差を表している。すなわち、αとβとは一致しているとみなすことができる。したがって、αとβの解として、αとβの差が最も小さい解の組合せを選択することで、２通りの解に絞り込むことができる。

【0074】

また、Ｒ１３は、アンテナ１１ａとアンテナ１１ｃとの間の無線信号の相関を表している。Ｒ１３は、求めた｜Ｒ２３｜を用いて、式（２２）と表すことができる。

【0075】

【数22】

【0076】

以上より、推定された相関行列Ｒは、式（２３）と表すことができる。

【0077】

【数23】

【0078】

推定部３は、相関行列ＲにＭＵＳＩＣ（MUltiple SIgnal Classification）法などを用いることにより、送信器４の方向推定を行う。相関行列Ｒを用いた方向推定には様々なアルゴリズムが存在するが、本実施形態では、推定部３がＭＵＳＩＣ法を用いた方向推定を行う場合を例示する。

【0079】

相関行列Ｒは、固有値分解によって、式（２４）で表すことができる。

【0080】

【数24】

【0081】

ここで、式（２５）、式（２６）であり、ｄｉａｇ［］は対角行列を表す。

【0082】

【数25】

【0083】

【数26】

【0084】

また、ｖ１，ｖ２，ｖ３は、それぞれ第１、第２、第３固有ベクトルである。また、λ１、λ２，λ３は、それぞれ第１、第２、第３固有値であり、式（２７）であるものとする。

【0085】

【数27】

【0086】

また、λ１は信号を含んだ電力に対応し、λ２及びλ３は雑音電力に対応するものとする。ＭＵＳＩＣ法では、このような固有ベクトルを用いた評価式である式（２８）を用いて、無線信号の到来方向を推定する。

【0087】

【数28】

【0088】

ここで、式（２９）はステアリングベクトルと呼ばれる。

【0089】

【数29】

【0090】

ｄはアンテナの間隔、λは波長である。推定部３は、式（２８）のθ０に様々な値を代入し、Ｐｍｕｓｉｃが最大になる方向が無線信号の出発方向であると判断する。以下の説明において、推定部３が第１合成信号ＳＳ１～ＳＳ４に基づいて推定した到来方向を「第１推定方向」と記載する。

【0091】

次に、推定部３は第２合成信号ＳＳ１～ＳＳ４に基づいて、無線信号の到来方向を推定する。式（１）の伝播チャネルを用いると、推定部３に入力される複数の第２合成信号ＳＳ１～ＳＳ４の振幅は、式（３０）～式（３３）と表すことができる。

【0092】

【数30】

【0093】

【数31】

【0094】

【数32】

【0095】

【数33】

【0096】

｜ｙ１ａ｜は、位相合成器１７ｄの第１出力端子Ｏ１から出力される合成信号ＳＳ１の振幅を表している。｜ｙ２ａ｜は、位相合成器１７ｄの第２出力端子Ｏ２から出力される合成信号ＳＳ２の振幅を表している。｜ｙ３ａ｜は、位相合成器１７ｅの第２出力端子Ｏ２から出力される合成信号ＳＳ４の振幅を表している。｜ｙ４ａ｜は、位相合成器１７ｅの第１出力端子Ｏ１から出力される合成信号ＳＳ３の振幅を表している。式（３０）～（３３）が示すように、複数の第１合成信号ＳＳ１～ＳＳ４の振幅の表し方と、複数の第２合成信号ＳＳ１～ＳＳ４に含まれる各合成信号の振幅の表し方が異なる。そのため、推定部３は、式（３０）～（３３）を用いて相関行列Ｒを求めることにより、第１推定方向とは、異なる到来方向を推定することができる。なお、式（３０）～（３３）を用いて相関行列Ｒを求める具体的な方法の説明は省略する。以下の説明において、推定部３が第２合成信号ＳＳ１～ＳＳ４に基づいて推定した到来方向を「第２推定方向」と記載する。

【0097】

推定部３は、第１推定方向と第２推定方向とに基づいて無線信号の到来方向（送信器４の位置方向）を推定する。例えば、推定部３は、第１推定方向と第２推定方向との平均をとることで、無線信号の到来方向を推定するようにしてもよい。本実施形態の推定部３は、複数の推定方向に基づいて無線信号の到来方向を推定するため、一の推定方向に基づいて無線信号の到来方向を推定する既存の受信システムと比べて、無線信号の到来方向を推定する際の精度が向上する。

【0098】

以上のように本実施形態の受信システム１は、受信器２と推定部３とを備えている。受信器２は、複数のアンテナ１１と、位相合成部１３と、出力部１４と、変更部１５とを備えている。複数のアンテナ１１は、無線信号を受信する。変更部１５は、無線信号の受信から合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を生成するまでの処理に係る少なくとも１つの要素を変更する変更処理を行う。位相合成部１３は、複数のアンテナ１１から入力される無線信号に基づく複数の入力信号ＩＳ１～ＩＳ３に対して合成処理を行い、無線信号の到来方向（送信器４の位置方向）を推定するための合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を生成する。位相合成部１３は、変更部１５による変更処理前に、合成信号ＳＳ１～ＳＳ４として第１合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を生成する。また、位相合成部１３は、変更部１５による変更処理後に、合成信号ＳＳ１～ＳＳ４として第２合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を生成する。すなわち、位相合成部１３は、変更部１５による変更処理の前後でパターンの異なる合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を生成する。言い換えると、本実施形態の受信器２は、無線信号の到来方向を推定するための合成信号ＳＳ１～ＳＳ４のパターンを増やすことができる。そして、出力部１４は、第１合成信号ＳＳ１～ＳＳ４と第２合成信号ＳＳ１～ＳＳ４とを推定部３に出力する。推定部３は、受信器２の出力部１４から出力される第１合成信号ＳＳ１～ＳＳ４及び第２合成信号ＳＳ１～ＳＳ４に基づいて、無線信号の到来方向を推定する。推定部３は、２以上のパターンの合成信号ＳＳ１～ＳＳ４に基づいて無線信号の到来方向を推定することができる、そのため、１パターンの合成信号ＳＳ１～ＳＳ４に基づいて無線信号の到来方向を推定する場合と比べて、到来方向推定の精度が向上する。

【0099】

また、本実施形態の受信器２は、切替部１２を更に備えている。切替部１２は、複数のアンテナ１１と位相合成部１３との電気的な接続状態を切替える。より具体的には、アンテナ１１ｂと位相合成器１７ｂとの電気的な接続状態を、第１接続状態から第２接続状態へ、又は第２接続状態から第１接続状態へ切替える。変更部１５は、変更処理の少なくとも一部として、複数のアンテナ１１と位相合成部１３との電気的な接続状態を切替えるように切替部１２を制御する処理を行う。受信器２は、複数のアンテナ１１と位相合成部１３との電気的な接続状態を切替えることにより、無線信号の到来方向を推定するための合成信号ＳＳ１～ＳＳ４のパターンを容易に増やすことができる。そのため、受信器２は、無線信号の到来方向推定の精度を容易に向上させることができる。

【0100】

また、本実施形態の位相合成部１３は、複数のアンテナ１１と電気的に接続され、無線信号が入力される複数の入力部（入力端子）を備えている。具体的には、位相合成器１７ａの第１入力端子Ｉ１と、位相合成器１７ｂの第１入力端子Ｉ１及び第２入力端子Ｉ２と、位相合成器１７ｃの第２入力端子Ｉ２の４つの入力端子である。そして、本実施形態の複数のアンテナ１１は、アンテナ１１ａとアンテナ１１ｂとアンテナ１１ｃとの３本である。すなわち、本実施形態の複数のアンテナ１１の数は、複数の入力部の数以下である。アンテナ１１の数が入力部の数以下なので、受信器２（受信システム１）の構成をコンパクトにすることが可能である。また、受信器２は、複数のアンテナ１１と入力部との電気的な接続状態を切替えることで、アンテナ１１の数を増やすことなく、無線信号の到来方向を推定するための無線信号のパターンを容易に増やすことができる。すなわち、受信器２は、アンテナ１１の数を増やすことなく、無線信号の到来方向推定の精度を向上させることができる。ただし、アンテナ１１の数が入力部の数より多い場合であっても、本実施形態における受信システム１の、無線信号の到来方向の推定精度を向上させることができるという効果が失われるわけではない。そのため、受信器２のアンテナ１１の数は、入力部の数より多いものであってもよい。

【0101】

（第２実施形態）
（１）概要
第２実施形態の送信器４ａ及び受信システム１ａの概要について図３を参照して説明する。本実施形態の送信器４ａは、複数の無線信号を送信するための複数（図示例では３つ）のアンテナ２１を備えている。本実施形態の複数のアンテナ２１は、アンテナ２１ａとアンテナ２１ｂとアンテナ２１ｃとを含むアレーアンテナである。以下の説明において、特定のアンテナ２１について説明する場合は、アンテナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃを区別して記載する。また、複数のアンテナ２１を区別せずに説明する場合は、単にアンテナ２１と記載する。

【0102】

本実施形態の受信システム１ａは、複数のアンテナ２１から送信される複数の無線信号を受信する受信アンテナを備える。本実施形態の受信システム１ａは、受信アンテナで受信した複数の無線信号の受信信号強度に基づいて、複数の無線信号を送信した送信器４ａの位置方向を推定する受信システムであり、例えばスマートフォンなどで構成される。

【0103】

（２）送信器４ａの構成
以下、本実施形態に係る送信器４ａの構成について図４を参照しつつ説明する。図４に示すように、送信器４ａは、複数のアンテナ２１と、切替部２２と、位相合成部２３と、元信号生成部２４と、変更部２５とを備える。

【0104】

複数のアンテナ２１は切替部２２と電気的に接続されている。複数のアンテナ２１の各々は、位相合成部２３によって生成される複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を送信する。

【0105】

切替部２２は、複数のアンテナ２１と位相合成部２３との間に電気的に接続され、複数のアンテナ２１と位相合成部２３との電気的な接続状態を切替える処理部である。切替部２２は、スイッチ２６ａとスイッチ２６ｂとスイッチ２６ｃとを含んでいる。以下の説明において、スイッチ２６ａ，２６ｂ，２６ｃを区別せずに説明する場合は、単にスイッチ２６と記載する。また、特定のスイッチ２６について説明する場合は、スイッチ２６ａ，２６ｂ，２６ｃを区別して記載する。

【0106】

切替部２２は、変更部２５に制御されることにより、スイッチ２６ａ～２６ｃの切替え動作を行う。本実施形態のスイッチ２６ｂは、変更部２５による制御に応じて、アンテナ２１ｂと、位相合成部２３に含まれる位相合成器２７ｂの第１出力端子Ｏ１及び第２出力端子Ｏ２のうちの一方と、を電気的に接続する。以下の説明において、スイッチ２６ｂによってアンテナ２１ｂと位相合成器２７ｂの第２出力端子Ｏ２とが電気的に接続されている状態を、「第１接続状態」と記載する。また、スイッチ２６ｂによってアンテナ２１ｂと位相合成器２７ｂの第１出力端子Ｏ１とが電気的に接続されている状態を、「第２接続状態」と記載する。

【0107】

スイッチ２６ａは、アンテナ２１ａと位相合成器２７ａの第２出力端子Ｏ２とが常に電気的に接続された状態となるように制御される。すなわち、本実施形態のスイッチ２６ａは切替え動作を行わない。そのため、スイッチ２６ａは、アンテナ２１ａと、位相合成器２７ａの第２出力端子Ｏ２とを接続する単なる電気的経路であってもよい。

【0108】

また、スイッチ２６ｃは、アンテナ２１ｃと位相合成器２７ｃの第１出力端子Ｏ１とが常に電気的に接続された状態となるように制御される。すなわち、本実施形態のスイッチ２６ｃは切替え動作を行わない。そのため、スイッチ２６ｃは、アンテナ２１ｃと、位相合成器２７ｃの第１出力端子Ｏ１とを接続する単なる電気的回路であってもよい。

【0109】

ただし、アンテナ２１ａから位相合成器２７ａまでの電気的経路の長さ、アンテナ２１ｂから位相合成器２７ｂまでの電気的経路の長さ、及び、アンテナ２１ｃから位相合成器２７ｃまでの電気的経路の長さは、同じ長さであることが好ましい。各アンテナ２１ａ～２１ｃから各位相合成器２７ａ～２７ｃまでの各電気的経路の長さが異なっていると、受信システム１ａが無線信号の到来方向を推定する際の精度が低下するからである。そこで、本実施形態は、スイッチ２６ａ、スイッチ２６ｂ、及びスイッチ２６ｃを同じスイッチ２６で構成している。

【0110】

元信号生成部２４は、複数のアンテナ２１が送信する複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３の元となる信号であって、例えば識別情報などの所定の情報を含む元信号ＢＳ１～ＢＳ４を生成する処理部である。元信号生成部２４は、元信号生成器２４ａ～２４ｄを含んでいる。元信号生成器２４ａは、位相合成部２３の位相合成器２７ｄの第１入力端子Ｉ１と電気的に接続され、元信号ＢＳ１を生成する。元信号生成器２４ｂは、位相合成器２７ｄの第２入力端子Ｉ２と電気的に接続され、元信号ＢＳ２を生成する。元信号生成器２４ｃは、位相合成器２７ｅの第１入力端子Ｉ１と電気的に接続され、元信号ＢＳ３を生成する。元信号生成器２４ｄは、位相合成器２７ｅの第２入力端子Ｉ２と電気的に接続され、元信号ＢＳ４を生成する。

【0111】

位相合成部２３は、複数の元信号ＢＳ１～ＢＳ４に基づく複数の入力信号ＩＳ８～ＩＳ１１（信号ＩＳ１２～ＩＳ１５）に対して合成処理を行い、複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を生成する処理部である。また、本実施形態の位相合成部２３は、スイッチ２６ｂが切替えられる前後で異なった複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を生成する。ここで第１接続状態において、位相合成部２３が生成する複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を複数の第１無線信号ＲＳ１～ＲＳ３とする。また、第２接続状態において、位相合成部２３が生成する複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を複数の第２無線信号ＲＳ１～ＲＳ３とする。

【0112】

位相合成部２３は、位相合成器２７ａと、位相合成器２７ｂと、位相合成器２７ｃと、位相合成器２７ｄと、位相合成器２７ｅとを備えている。以下の説明において、位相合成器２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅを区別せずに説明する場合は、単に位相合成器２７と記載する。位相合成器２７は、例えば９０度ハイブリッドユニット（ハイブリッド素子）などで構成される。位相合成器２７の基本動作については、「（第１実施形態）における（２．２）受信器２の構成」の欄で説明した位相合成器１７の基本動作と同様であるため、説明を省略する。

【0113】

位相合成器２７ｄは、第１入力端子Ｉ１で元信号ＢＳ１に基づく入力信号ＩＳ８を受け付け、第２入力端子Ｉ２で元信号ＢＳ２に基づく入力信号ＩＳ９を受け付ける。位相合成器２７ｄは、入力信号ＩＳ８と比べて電力値が１／√２倍で同位相の信号と、入力信号ＩＳ９と比べて電力値が１／√２倍で位相が９０度遅れた信号と、を足し合わせた信号ＩＳ１２を第１出力端子Ｏ１から出力する。また、位相合成器２７ｄは、入力信号ＩＳ８と比べて電力値が１／√２倍で位相が９０度遅れた信号と、入力信号ＩＳ９と比べて電力値が１／√２倍で同位相の信号と、を足し合わせた信号ＩＳ１３を第２出力端子Ｏ２から出力する。

【0114】

位相合成器２７ｅは、第１入力端子Ｉ１で元信号ＢＳ３に基づく入力信号ＩＳ１０を受け付け、第２入力端子Ｉ２で元信号ＢＳ４に基づく入力信号ＩＳ１１を受け付ける。位相合成器２７ｅは、入力信号ＩＳ１０と比べて電力値が１／√２倍で同位相の信号と、入力信号ＩＳ１１と比べて電力値が１／√２倍で位相が９０度遅れた信号と、を足し合わせた信号ＩＳ１４を第１出力端子Ｏ１から出力する。また、位相合成器２７ｅは、入力信号ＩＳ１０と比べて電力値が１／√２倍で位相が９０度遅れた信号と、入力信号ＩＳ１１と比べて電力値が１／√２倍で同位相の信号と、を足し合わせた信号ＩＳ１５を第２出力端子Ｏ２から出力する。

【0115】

位相合成器２７ａは、第２入力端子Ｉ２に入力される信号ＩＳ１２と比べて、電力値が１／√２倍で同位相の無線信号ＲＳ１を、第２出力端子Ｏ２から出力する。

【0116】

位相合成器２７ｂは、第１入力端子Ｉ１で信号ＩＳ１３を受け付け、第２入力端子Ｉ２で信号ＩＳ１４を受け付ける。第１接続状態である場合、位相合成器２７ｂは、信号ＩＳ１３と比べて電力値が１／√２倍で位相が９０度遅れた信号と、信号ＩＳ１４と比べて電力値が１／√２倍で同位相の信号と、を足し合わせた無線信号ＲＳ２を第２出力端子Ｏ２から出力する。また、第２接続状態である場合、位相合成器２７ｂは、信号ＩＳ１３と比べて電力値が１／√２倍で同位相の信号と、信号ＩＳ１４と比べて電力値が１／√２倍で位相が９０度遅れた信号と、を足し合わせた無線信号ＲＳ２を第１出力端子Ｏ１から出力する。

【0117】

位相合成器２７ｃは、第１入力端子Ｉ１に入力される信号ＩＳ１５と比べて、電力値が１／√２倍で同位相の無線信号ＲＳ３を、第１出力端子Ｏ１から出力する。

【0118】

変更部２５は、複数の元信号ＢＳ１～ＢＳ４の入力から複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を送信するまでの処理に係る少なくとも１つの要素を変更する変更処理を行う処理部である。本実施形態の変更部２５は、変更処理の少なくとも一部として、複数のアンテナ２１と位相合成部２３との電気的な接続状態を切替えるように切替部２２を制御する処理を行う。具体的には、変更部２５は、スイッチ２６ｂを切替える制御を行うことで、アンテナ２１ｂと位相合成器２７ｂとの電気的な接続状態を切替える。以下の説明において、変更部２５が変更処理を行うまでは、アンテナ２１ｂと位相合成器２７ｂとの接続状態が第１接続状態であるとする。また、変更部２５が変更処理を行った後は、アンテナ２１ｂと位相合成器２７ｂとの接続状態が第２接続状態であるとする。変更部２５は、変更処理を所定のタイミングで行う。所定のタイミングは、例えば、位相合成部２３が複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を出力したタイミングや、送信器４ａが無線信号を送信する間隔に応じて設定される一定のタイミングなどである。

【0119】

（３）到来方向推定
次に、受信システム１ａが複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３の到来方向を推定する方法について図３を参照しつつ説明する。なお、「（第１実施形態）における（３）到来方向推定」の欄で説明した事項については、適宜説明を省略する。図３に示すように、アンテナ２１ａと受信システム１ａの受信アンテナとの間の複素伝播チャネルをｈ４、アンテナ２１ｂと受信アンテナとの間の複素伝播チャネルをｈ５、アンテナ２１ｃと受信アンテナとの間の複素伝播チャネルをｈ６とする。また、アンテナ２１ａとアンテナ２１ｂとの距離、及び、アンテナ２１ｂとアンテナ２１ｃとの距離をｄ２とする。また、アンテナ２１ａとアンテナ２１ｂとアンテナ２１ｃとで構成されるアレーアンテナのブロードサイド方向を基準として角度θ２の位置に受信システム１ａが存在するものとする。まず、受信システム１ａが、複数の第１無線信号ＲＳ１～ＲＳ３の到来方向を推定する場合について説明する。

【0120】

伝播チャネルはまとめて、式（３４）と表すことができる。

【0121】

【数34】

【0122】

この伝播チャネルの相関行列は、式（３５）と表すことができる。

【0123】

【数35】

【0124】

相関行列Ｒを求めることで、受信システム１ａは、複数の第１の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３の到来方向を推定することができる。受信システム１ａは、受信信号強度に関する情報に基づいて、相関行列Ｒを求める。

【0125】

式（３４）の伝播チャネルを用いると、受信システム１ａで測定される各元信号ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３，ＢＳ４の振幅は、式（３６）～式（３９）と表すことができる。

【0126】

【数36】

【0127】

【数37】

【0128】

【数38】

【0129】

【数39】

【0130】

と表すことができる。ここで、式（４０）とすると、見かけの伝搬チャネルを式（４１）～式（４４）と表すことができる。

【0131】

【数40】

【0132】

【数41】

【0133】

【数42】

【0134】

【数43】

【0135】

【数44】

【0136】

式（４１）～（４４）に基づいて、相関行列Ｒを求める方法は、「（第１実施形態）における（３）到来方向推定」の欄で説明した通りであるため、説明を省略する。また、相関行列ＲにＭＵＳＩＣ法などの所定のアルゴリズムを用いて複数の第１無線信号ＲＳ１～ＲＳ３の到来方向を求める方法についても、「（第１実施形態）における（３）到来方向推定」の欄で説明した通りであるため、説明を省略する。なお、以下の説明において、受信システム１ａが推定した複数の第１無線信号ＲＳ１～ＲＳ３の到来方向を「第１推定方向」と記載する。

【0137】

次に、受信システム１ａが複数の第２無線信号ＲＳ１～ＲＳ３の到来方向を推定する場合について説明する。式（３４）の伝播チャネルを用いると、受信システム１ａで測定される各元信号ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３，ＢＳ４の振幅は、式（４５）～式（４８）で表すことができる。

【0138】

【数45】

【0139】

【数46】

【0140】

【数47】

【0141】

【数48】

【0142】

式（４５）～（４８）が示すように、複数の第１無線信号ＲＳ１～ＲＳ３に含まれる各元信号ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３，ＢＳ４の振幅と、複数の第２無線信号ＲＳ１～ＲＳ３に含まれる各元信号ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３，ＢＳ４の振幅とが異なる。そのため、受信システム１ａは、式（４５）～（４８）を用いて相関行列Ｒを求めることにより、第１推定方向とは異なる到来方向を推定することができる。なお、式（４５）～（４８）を用いて相関行列Ｒを求める具体的な方法の説明は省略する。以下の説明において、受信システム１ａが推定した複数の第２無線信号ＲＳ１～ＲＳ３の到来方向を「第２推定方向」と記載する。

【0143】

送信器４ａが送信する複数の第１及び第２無線信号を受信した受信システム１ａは、第１推定方向と第２推定方向とに基づいて複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３の到来方向（送信器４ａの位置方向）を推定する。例えば、受信システム１ａは、第１推定方向と第２推定方向との平均をとることで、複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３の到来方向を推定するようにしてもよい。送信器４ａが送信する複数の第１及び第２無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を受信した受信システム１ａは、複数の推定方向に基づいて無線信号ＲＳ１～ＲＳ３の到来方向を推定する。そのため、一のパターンの複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３に基づいて無線信号ＲＳ１～ＲＳ３の到来方向を推定する既存の受信システムと比べて、無線信号ＲＳ１～ＲＳ３の到来方向を推定する際の精度が向上する。

【0144】

以上のように、本実施形態の送信器４ａは、位相合成部２３と、複数のアンテナ２１と、変更部２５とを備えている。位相合成部２３は、複数の元信号ＢＳ１～ＢＳ４に基づく複数の入力信号ＩＳ８～ＩＳ１１（信号ＩＳ１２～ＩＳ１５）に対して合成処理を行い、複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を生成する。変更部２５は、複数の入力信号ＩＳ８～ＩＳ１１の受け付けから複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を送信するまでの処理に係る少なくとも１つの要素を変更する変更処理を行う。位相合成部２３は、変更部２５による変更処理前に、複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３として複数の第１無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を生成する。また、位相合成部２３は、変更部２５による変更処理後に、複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３として複数の第２無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を生成する。複数のアンテナ２１は、複数の第１無線信号ＲＳ１～ＲＳ３と複数の第２無線信号ＲＳ１～ＲＳ３とを送信する。送信器４ａが、２以上のパターンの複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を送信するため、受信システム１ａは、２以上のパターンの複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３に基づいて送信器４ａの方向を推定することができる。そのため、受信システム１ａが１パターンの複数の無線信号に基づいて送信器４ａの位置方向を推定する場合と比べて、推定の精度が向上する。

【0145】

（変形例）
以下に、上記実施形態の変形例に係る受信システム１（１ａ）及び送信器４（４ａ）を列記する。なお、以下に説明する変形例の各構成は、上記実施形態で説明した各構成と適宜組合せて適用可能である。

【0146】

（１）変形例１
上記の実施形態において、変更部１５は、変更処理の少なくとも一部として、複数のアンテナ１１が無線信号を受信する際の時間に係る設定を変更する処理を行うようにしてもよい。変更部１５が、複数のアンテナ１１が無線信号を受信する際の時間長さや受信タイミングを変更することで、位相合成部１３は、２以上のパターンの合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を生成する。すなわち、合成信号ＳＳ１～ＳＳ４のパターンが増えることで、式（３）の｜ｙ１｜の値、式（４）の｜ｙ２｜の値、式（５）の｜ｙ３｜の値、式（６）の｜ｙ４｜の値のパターンが増える。そのため、受信システム１が推定する無声信号の到来方向の推定結果が増え、推定の精度が向上する。

【0147】

また、上記の実施形態において、変更部２５は、変更処理の少なくとも一部として、複数のアンテナ２１が複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を送信する際の時間に係る設定を変更する処理を行うようにしてもよい。変更部２５が複数のアンテナ２１が複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を送信する際の時間長さや送信タイミングを変更することで、送信器４ａは、２以上のパターンの複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を送信する。受信システム１ａは、２以上のパターンの複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３に基づいて、送信器４ａの方向を推定するため、推定の精度が向上する。

【0148】

（２）変形例２
上記の実施形態及び変形例１において、位相合成部１３は、合成処理において複数の入力信号ＩＳ１～ＩＳ３（信号ＩＳ４～ＩＳ７）のうちの少なくとも１つに対して位相をずらす処理を行ってもよい。また、変更部１５は、変更処理の少なくとも一部として、合成処理において位相合成部１３が入力信号ＩＳ１～ＩＳ３（信号ＩＳ４～ＩＳ７）の位相をずらす量を変更する処理を行ってもよい。上記実施形態の受信システム１は、スイッチ１６ｂを切替えることで、入力信号ＩＳ１～ＩＳ３（信号ＩＳ４～ＩＳ７）の位相のずれ方がそれぞれ異なる第１合成信号ＳＳ１～ＳＳ４と第２合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を生成していた。変更部１５が、合成処理において位相合成部１３が入力信号ＩＳ１～ＩＳ３（信号ＩＳ４～ＩＳ７）の位相をずらす量を変更する変更処理を行うことで、上記実施形態と同様の第２合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を生成することが可能となる。受信システム１は、２以上のパターンの合成信号ＳＳ１～ＳＳ４に基づいて、無線信号の到来方向（送信器４の方向）を推定するため、推定の精度が向上する。

【0149】

また、上記の実施形態及び変形例１において、位相合成部２３は、合成処理において複数の入力信号ＩＳ８～ＩＳ１１（信号ＩＳ１２～ＩＳ１５）のうちの少なくとも１つに対して位相をずらす処理を行ってもよい。また、変更部２５は、変更処理の少なくとも一部として、合成処理において位相合成部２３が入力信号ＩＳ８～ＩＳ１１（信号ＩＳ１２～ＩＳ１５）の位相をずらす量を変更する処理を行ってもよい。上記実施形態の送信器４ａは、スイッチ２６ｂを切替えることで、入力信号ＩＳ８～ＩＳ１１（信号ＩＳ１２～ＩＳ１５）の位相のずれ方がそれぞれ異なる複数の第１無線信号ＲＳ１～ＲＳ３と、複数の第２無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を生成していた。変更部２５が、合成処理において位相合成部２３が入力信号ＩＳ８～ＩＳ１１（信号ＩＳ１２～ＩＳ１５）の位相をずらす量を、変更する変更処理を行うことで、上記実施形態と同様の複数の第２無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を生成することが可能となる。受信システム１ａは、２以上のパターンの複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３に基づいて、送信器４ａの方向を推定するため、推定の精度が向上する。

【0150】

（３）変形例３
上記の実施形態及び変形例１，２において、複数のアンテナ１１は、無線信号として、互いに周波数帯の異なる複数の無線信号を受信可能であってもよい。無線信号が、例えばＢＬＥの規格に従っている場合、複数のアンテナ１１は、２．４００［ＧＨｚ］～２．４８０［ＧＨｚ］を２［ＭＨｚ］幅で分割した４０の周波数帯のそれぞれの無線信号を受信可能であってもよい。そして、変更部１５は、変更処理の少なくとも一部として、合成処理の対象となる無線信号の周波数帯を切替える処理を行うようにしてもよい。変更部１５が、合成処理の対象となる無線信号の周波数帯を切替えることで、位相合成部１３は、２以上のパターンの合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を生成する。受信システム１は、２以上のパターンの合成信号ＳＳ１～ＳＳ４に基づいて、無線信号の到来方向（送信器４の方向）を推定するため、推定の精度が向上する。

【0151】

また、上記の実施形態及び変形例１，２において、複数のアンテナ２１は、複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３として、互いに周波数帯の異なる複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を送信可能であってもよい。そして、変更部２５は、変更処理の少なくとも一部として、複数のアンテナ２１が送信する複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３の周波数帯を切替える処理を行うようにしてもよい。変更部２５による変更処理の前後で、複数のアンテナ２１は、互いに周波数帯の異なる２パターン以上の複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を送信する。受信システム１ａは、２以上のパターンの複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３に基づいて、送信器４ａの方向を推定するため、推定の精度が向上する。

【0152】

（４）変形例４
また、上記の実施形態及び変形例１から３において、複数のアンテナ１１は、無線信号として、互いに異なる複数の偏波を受信可能であってもよい。ここで、互いに異なる複数の偏波とは、例えば、水平偏波や垂直偏波や円偏波などである。そして、変更部１５は、変更処理の少なくとも一部として、合成処理の対象となる無線信号の偏波の種類を切替える処理を行う。変更部１５が、合成処理の対象となる無線信号の偏波の種類を切替えることで、複数のアンテナ１１は、偏波の種類が異なる無線信号を受信する。そして、位相合成部１３は、２以上のパターンの合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を生成する。受信システム１は、２以上のパターンの合成信号ＳＳ１～ＳＳ４に基づいて、無線信号の到来方向（送信器４の方向）を推定するため、推定の精度が向上する。

【0153】

また、上記の実施形態及び変形例１から２において、複数のアンテナ２１は、複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３として、互いに異なる複数の偏波を送信可能であってもよい。そして、変更部２５は、変更処理の少なくとも一部として、複数のアンテナ２１が送信する複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３の偏波の種類を切替える処理を行うようにしてもよい。変更部２５による変更処理の前後で、複数のアンテナ２１は、互いに偏波の種類が異なる２パターン以上の複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３を送信する。受信システム１ａは、２以上のパターンの複数の無線信号ＲＳ１～ＲＳ３に基づいて、送信器４ａの方向を推定するため、推定の精度が向上する。

【0154】

（５）その他の変形例
本実施形態では、受信器２は、切替部１２を備えているが、切替部１２は必須ではない。受信器２は、少なくとも、複数のアンテナ１１、位相合成部１３、出力部１４、及び変更部１５を備えていればよい。

【0155】

また、本実施形態では、送信器４ａは、切替部２２及び元信号生成部２４を備えているが、切替部２２及び元信号生成部２４は必須ではない。送信器４ａは少なくとも、複数のアンテナ２１、位相合成部２３、及び変更部２５を備えていればよい。

【0156】

また、本実施形態では、受信システム１は、受信器２及び推定部３を含む１つのシステムで実現されているが、２つ以上のシステムで実現されていてもよい。例えば、受信器２及び推定部３の機能が、２つ以上のシステムに分散して設けられていてもよい。また、受信器２及び推定部３のうち少なくとも１つの機能が、２つ以上のシステムに分散して設けられていてもよい。また、受信器２及び推定部３の各機能が、複数の装置に分散して設けられていてもよい。例えば、受信器２の機能が２つ以上の装置に分散されて設けられていてもよい。また、受信システム１の少なくとも一部の機能が、例えばクラウドコンピューティングにより実現されていてもよい。

【0157】

（受信方法、プログラム）
上述の実施形態（各変形例も含む）は、様々な実施形態の一つに過ぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計などに応じて種々の変更が可能である。また、受信システム１と同様の機能は、受信方法、プログラム又はプログラムを記録した記録媒体などで具現化されてもよい。

【0158】

本実施形態に係る受信方法は、受信ステップと、第１の位相合成ステップと、第１の出力ステップと、変更ステップと、第２の位相合成ステップと、第２の出力ステップとを有する。受信ステップでは、無線信号を受信する。第１の位相合成ステップでは、無線信号に基づく複数の入力信号ＩＳ１～ＩＳ３に対して合成処理を行い、無線信号の到来方向を推定するための第１合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を生成する。第１の出力ステップでは、第１の位相合成ステップにおいて生成した第１合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を出力する。変更ステップでは、受信ステップから第１の位相合成ステップまでの処理に係る少なくとも１つ要素を変更する。第２の位相合成ステップでは、変更ステップの後に、第１の位相合成ステップにおいて生成した第１合成信号ＳＳ１～ＳＳ４とは異なる第２合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を生成する。第２の出力ステップでは、第２の位相合成ステップにおいて生成した第２合成信号ＳＳ１～ＳＳ４を出力する。

【0159】

また、本実施形態に係る（コンピュータ）プログラムは、上述した受信ステップ、第１の位相合成ステップ、第１の出力ステップ、変更ステップ、第２の位相合成ステップ、及び第２の出力ステップを１以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。

【0160】

受信器２、受信システム１、送信器４ａ及び受信方法の実行主体は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって受信器２、受信システム１、送信器４ａ及び受信方法の実行主体としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリにあらかじめ記録されていてもよい。また、プログラムは、電気通信回線を通じて提供されてもよいし、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブなどの記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１又は複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散されて設けられていてもよい。

【0161】

（まとめ）
上記実施形態から明らかなように、本開示は、下記の第１から第１１の態様を含む。以下では、実施形態との対応関係を明示するためだけに、符号を括弧付きで付している。

【0162】

第１態様に係る受信器（２）は、複数のアンテナ（１１）と、位相合成部（１３）と、出力部（１４）と、変更部（１５）とを備える。複数のアンテナ（１１）は、無線信号を受信する。位相合成部（１３）は、複数のアンテナ（１１）から入力される無線信号に基づく複数の入力信号（ＩＳ１～ＩＳ３）に対して合成処理を行い、無線信号の到来方向を推定するための合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を生成する。出力部（１４）は、合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を出力する。変更部（１５）は、無線信号の受信から合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を生成するまでの処理に係る少なくとも１つの要素を変更する変更処理を行う。位相合成部（１３）は、変更部（１５）による上記変更処理前に、合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）として第１合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を生成する。また、位相合成部（１３）は、変更部（１５）による上記変更処理後に、合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）として第２合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を生成する。出力部（１４）は、第１合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）と第２合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）とを出力する。

【0163】

この態様によれば、受信器（２）は、無線信号の受信から合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を生成するまでの処理に係る少なくとも１つの要素を変更することで、パターンが異なった複数の合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を生成する。無線信号の到来方向（送信器（４）の位置方向）を推定するための合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）のパターンを増やすことができるので、無線信号の到来方向の推定精度を向上させることができる。

【0164】

第２態様に係る受信器（２）は、第１態様において、切替部（１２）を更に備える。切替部（１２）は、複数のアンテナ（１１）と位相合成部（１３）との電気的な接続状態を切替える。変更部（１５）は、上記変更処理の少なくとも一部として、複数のアンテナ（１１）と位相合成部（１３）との電気的な接続状態を切替えるように切替部（１２）を制御する処理を行う。

【0165】

この態様によれば、受信器（２）は、変更処理の一部として、複数のアンテナ（１１）と位相合成部（１３）との電気的な接続状態を切替えることで、パターンの異なる複数の合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を生成する。無線信号の到来方向（送信器（４）の位置方向）を推定するための合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）のパターンを容易に増やすことができるので、無線信号の到来方向の推定精度を容易に向上させることができる。

【0166】

第３態様に係る受信器（２）は、第１態様又は第２態様において、位相合成部（１３）が複数の入力部を有している。複数の入力部は、複数のアンテナ（１１）と電気的に接続され無線信号が入力される。複数のアンテナ（１１）の数は、複数の入力部の数以下である。

【0167】

この態様によれば、アンテナ（１１）の数が入力部の数以下であるため、受信器（２）をコンパクトにすることができる。

【0168】

第４態様に係る受信器（２）は、第１態様から第３態様のいずれかに１つにおいて、変更部（１５）が、上記変更処理の少なくとも一部として、複数のアンテナ（１１）が無声信号を受信する際の時間に係る設定を変更する処理を行う。

【0169】

この態様によれば、受信器（２）は、無線信号を受信する際の時間（時間長さ、受信タイミング）に係る設定を変更することで、パターンの異なる複数の合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を生成する。無線信号の到来方向（送信器（４）の位置方向）を推定するための合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）のパターンを容易に増やすことができるので、無線信号の到来方向の推定精度を容易に向上させることができる。

【0170】

第５態様に係る受信器（２）は、第１態様から第４態様のいずれか１つにおいて、位相合成部（１３）が上記合成処理において、複数の入力信号（ＩＳ１～ＩＳ３）のうちの少なくとも１つの位相をずらす処理を行う。変更部（１５）は、上記変更処理の少なくとも一部として、上記合成処理における上記位相をずらす量を変更する処理を行う。

【0171】

この態様によれば、受信器（２）は、上記合成処理における上記位相をずらす量を変更することで、パターンの異なる複数の合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を生成する。すなわち、無線信号の到来方向（送信器（４）の位置方向）を推定するための合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）のパターンを容易に増やすことができる。したがって、無線信号の到来方向の推定精度を容易に向上させることができる。

【0172】

第６態様に係る受信器（２）は、第１態様から第５態様のいずれか１つにおいて、複数のアンテナ（１１）が、無線信号として、互いに周波数帯の異なる複数の無線信号を受信可能である。変更部（１５）は、上記変更処理の少なくとも一部として、上記合成処理の対象となる無線信号の周波数帯を切替える処理を行う。

【0173】

この態様によれば、受信器（２）は、上記合成処理の対象となる無線信号の周波数帯を切替えることで、パターンの異なる複数の合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を生成する。すなわち、無線信号の到来方向（送信器（４）の位置方向）を推定するための合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）のパターンを容易に増やすことができる。したがって、無線信号の到来方向の推定精度を容易に向上させることができる。

【0174】

第７態様に係る受信器（２）は、第１態様から第６態様のいずれか１つにおいて、複数のアンテナ（１１）の各々が、無線信号として、互いに異なる複数の偏波を受信可能である。変更部（１５）は、上記変更処理の少なくとも一部として、上記合成処理の対象となる無線信号の偏波の種類を切替える処理を行う。

【0175】

この態様によれば、受信器（２）は、上記合成処理の対象となる無線信号の偏波の種類を切替えることで、パターンの異なる複数の合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を生成する。すなわち、無線信号の到来方向（送信器（４）の位置方向）を推定するための合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）のパターンを容易に増やすことができる。したがって、無線信号の到来方向の推定精度を容易に向上させることができる。

【0176】

なお、第２態様から第７態様に係る構成については、受信器（２）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

【0177】

第８態様に係る受信システム（１）は、第１態様から第７態様のいずれか１つの受信器（２）と、推定部（３）とを備える。推定部（３）は、受信器（２）から出力される第１合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）及び第２合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）に基づいて、無線信号の到来方向を推定する。

【0178】

この態様によれば、受信システム（１）は、無線信号の受信から合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を生成するまでの処理に係る少なくとも１つの要素を変更することで、パターンが異なった複数の合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を生成する。無線信号の到来方向（送信器（４）の位置方向）を推定するための合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）のパターンを増やすことができるので、無線信号の到来方向の推定精度を向上させることができる。

【0179】

第９態様に係る送信器（４ａ）は、位相合成部（２３）と、複数のアンテナ（２１）と、変更部（２５）とを備える。位相合成部（２３）は、複数の元信号（ＢＳ１～ＢＳ４）に基づく複数の入力信号（ＩＳ８～ＩＳ１１）に対して合成処理を行い、複数の無線信号（ＲＳ１～ＲＳ３）を生成する。複数のアンテナ（２１）は、複数の無線信号（ＲＳ１～ＲＳ３）を送信する。変更部（２５）は、複数の元信号（ＢＳ１～ＢＳ４）の受け付けから複数の無線信号（ＲＳ１～ＲＳ３）を送信するまでの処理に係る少なくとも１つの要素を変更する変更処理を行う。位相合成部（２３）は、変更部（２５）による上記変更処理前に、複数の無線信号（ＲＳ１～ＲＳ３）として複数の第１無線信号（ＲＳ１～ＲＳ３）を生成する。また、位相合成部（２３）は、変更部（２５）による上記変更処理後に、複数の無線信号（ＲＳ１～ＲＳ３）として複数の第２無線信号（ＲＳ１～ＲＳ３）を生成する。複数のアンテナ（２１）は、複数の第１無線信号（ＲＳ１～ＲＳ３）と複数の第２無線信号（ＲＳ１～ＲＳ３）とを出力する。

【0180】

この態様によれば、送信器（４ａ）は、複数の元信号（ＢＳ１～ＢＳ４）の受け付けから複数の無線信号（ＲＳ１～ＲＳ３）を送信するまでの処理に係る少なくとも１つの要素を変更することで、パターンが異なった複数の無線信号（ＲＳ１～ＲＳ３）を送信する。複数の無線信号（ＲＳ１～ＲＳ３）のパターンを増やすことができるので、受信システム（１ａ）による送信器（４ａ）の位置方向の推定精度を向上させることができる。

【0181】

第１０態様に係る受信方法は、受信ステップと、第１の位相合成ステップと、第１の出力ステップと、変更ステップと、第２の位相合成ステップと、第２の出力ステップとを有する。受信ステップでは、無線信号を受信する。第１の位相合成ステップでは、無線信号に基づく複数の入力信号（ＩＳ１～ＩＳ３）に対して合成処理を行い、無線信号の到来方向を推定するための第１合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を生成する。第１の出力ステップでは、第１の位相合成ステップにおいて生成した第１合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を出力する。変更ステップでは、受信ステップから第１の位相合成ステップまでの処理に係る少なくとも１つ要素を変更する。第２の位相合成ステップでは、変更ステップの後に、第１の位相合成ステップにおいて生成した第１合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）とは異なる第２合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を生成する。第２の出力ステップでは、第２の位相合成ステップにおいて生成した第２合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を出力する。

【0182】

この態様によれば、受信ステップから第１の位相合成ステップまでの処理に係る少なくとも１つの要素を変更することで、パターンが異なった複数の合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を生成する。無線信号の到来方向（送信器（４）の位置方向）を推定するための合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）のパターンを増やすことができるので、無線信号の到来方向の推定精度を向上させることができる。

【0183】

第１１態様に係るプログラムは、第１０態様の受信方法を、１以上のプロセッサに実行させる。

【0184】

この態様によれば、受信ステップから第１の位相合成ステップまでの処理に係る少なくとも１つの要素を変更することで、パターンが異なった複数の合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）を生成する。無線信号の到来方向（送信器（４）の位置方向）を推定するための合成信号（ＳＳ１～ＳＳ４）のパターンを増やすことができるので、無線信号の到来方向の推定精度を向上させることができる。

【符号の説明】

【0185】

１ 受信システム
２ 受信器
３ 推定部
４ａ 送信器
１１ アンテナ
１２ 切替部
１３ 位相合成部
１４ 出力部
１５ 変更部
２１ アンテナ
２２ 切替部
２３ 位相合成部
２５ 変更部
ＢＳ１～ＢＳ４ 元信号
ＩＳ１～ＩＳ３ 入力信号
ＩＳ８～ＩＳ１１ 入力信号
ＲＳ１～ＲＳ３ 無線信号
ＳＳ１～ＳＳ４ 合成信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】